Автоматическое устройство для установки вала в отверстие Советский патент 1984 года по МПК B23P19/12 

1

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для сборки деталей типа вал-втулка с использованием роботов.

По основному авт. св. № 1007897 известно устройство для автоматической установки вала в отверстие, содержащее механизм захвата одной из собираемых деталей, механизм ее ориентации, имеющей входной вал, установленный в корпусе механизм перемещения, механизм фиксации и блок управления с датчиком, причем механизм фиксации выполнен в виде электромагнита л связанного с ним дискового тормоза, механизм перемещения выполнен в виде винтовой передачи, гайка которой жестко соединена с выходным валом механизма ориентации, а механизм ориентации выполнен в виде смонтированного на валу подпружиненного толкателя и плавающей платформы, причем подпружиненный толкатель установлен с возможностью взаимодействия с плавающей платформой, кинематически связанной с механизмом захвата, а якорь электромагнита механиз.ма фиксации соединен с одним из дисков дискового тормоза, второй диск которого связан с корпусом механизма перемещения 1.

Однако известное устройство характеризуется невозможностью сборки деталей по переходным посадкам, так как сила, развиваемая приводом «руки робота, недостаточна для преодоления трения между деталью-вало.м и деталью-втулкой, возникающего при сборке.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей за счет осуществления сборки деталей по переходным посадкам.

Поставленная цель .достигается тем, что автоматическое устройство для установки вала в отверстие, содержащее механизм захвата одной из собираемых деталей, механизм ее ориентации, имеющий выходнойвал, установленный в корпусе механизм перемещения, механизм фиксации и блок управления с датчиком, причем механизм фиксации выполнен в виде электромагнита и связанного с ним дискового тормоза, .механизм перемещения выполнен в виде винтовой передачи, гайка которой жестко соединена с выходным валом механизма ориентации, а механизм ориентации выполнен в виде смонтированного на валу подпружиненного толкателя и плавающей платформы, причем подпружиненный толкатель установлен с возможностью взаимодействия с плавающей платформой, кинематически связанной с механизмом захвдта, а якорь электромагнита механизма фиксации соединен с одним из дисков дискового тормоза, второй диск которого связан с корпусом механизма перемещения, снабжено электромагнитным сигнально-запрессовочным

механизмом, электромагнит которого закреплен на плавающей платформе механизма ориентации, а якорь- на плоской пружине механизма захвата, жестко связанной с подвижнь м упором.

При этом механизм ориентации снабжен

электромагнитными фиксаторами, установленными на корпусе с возможностью взаимодействия с плавающей платформой.

На фиг. 1 дана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - кинематическая схема устройства; на фиг. 3 - механизм ориентации; на фиг. 4 - то же, вид сбоку.

Автоматическое устройство для установки вала в отверстие состоит из механизма

1 захвата, сигнально-запрессовочного механизма 2, механизма 3 ориентации, механизма 4 перемещения, механизма 5 фиксации и блока управления (не показан). Механизм захвата состоит из основания

6, к которому крепится электромагнит 7 постоянного тока, якори которого являются продолжением тяг, связанных с рычагами 8 захвата. Последние крепятся на осях, заделанных в основание 6, к которому с противоположной стороны крепится кронщтейн

9, являющийся связующим звеном между механизмом 1 захвата и механизмом 3 ориентации.

Сигнально-запрессовочный механизм состоит из электромагнита 10, якарь 11 которого закреплен в оправке 12. Последняя через плоскую пружину 13 жестко крепится к ударнику 14. Плоская пружина 13 крепится к основанию 6 механизма 1 захвата.

Механизм ориентации включает в себя редукторный двигатель 15, коническую передачу 16, ведомое колесо которой имеет упор 17, где установлен датчик 18. У-пор 17 расположен над щарнирно закрепленным на балу 19 толкателем 20, на котором установ-лен ролик 2.1. Между упором 17 и толкателе.м 20 установлена пружина 22. Ролик 21 контактирует с плавающей платформой 23, помещенной в корпус 24. В последнем по периметру установлены подпружиненные

щарики 25 и упор 26, ограничивающий качание плавающей платформы до процесса ориентации. В корпусе 24 также закреплены упор 27, ограничивающий опускание платформы Б процессе ориентации, и упор 28, ограничивающий аращение платформы

вокруг своей оси. По периметру корпуса механизма ориентации расположены электppмaгниtы 29, якори 30 которых являются ограничителями колебаний платформы 23 во время работы сигнально-запрессовочного механизма. Наружный конец вала

19 механизма ориентации соединен с гайкой 31 механизма перемещения, который состоит из щагового двигателя 32, цилиндрической передачи, ведомое 33 колесо которой

закреплено на винте 34, установленном в корпусе 35.

В корпусе механизма перемещения закреплен вал 36, одна из торцовых поверхностей которого опирается на обойму упорного подшипника 37. Над механизмом перемещения установлен механизм фиксации, выполненный в. виде электромагнита 38, на якоре 39 которого закреплен тормозной диск 40.

Работа устройства происходит следующим образом.

По команде блока управления, в котором заложен алгоритм процесса сборки, «рука робота выводит предназначенную для сборки деталь-вал 41 на сборочную позицию. Затем из блока управления поступают, команды на опускание «руки робата, подключение к электромагниту 10 сигнально-запрессовочного механизма переменного напряжения, а также на подключение напряжения к электромагнитам 29 узла фиксации механизма ориентации. В начале процесса сборки электромагнит 10 сигнальнозапрессоврчного механизма работает как индуктивный датчик вертикального перемещения. «Рука робота опускает детальвал 41. После контакта последней с детальювтулкой 42 усилие опускания передается ударнику 14, перемещение которого вызывает уменьщение воздушного зазора электромагнита 10. При изменении воздушного зазора происходит изменение напряжения на зажимах сигнальной катушки, которое для блока управления является сигналом для выдачи команд на остановку «руки робота, включение датчика 18 и редукторного двигателя 15 механизма ориентации, который через коническую передачу 16 передает движение валу 19. Толкатель 20, поворачиваясь, катит ролик 21 по поверхности плавающей платформы 23, наклоняя ее и связанный с ней механизм захвата. Происходит наклон детали-вала 41 относительно детали-втулки 42. Наклон платформы 23 ограничивает упор 27. Одновременно вращение от вала 19 через гайку 31 передается винту 34 механизма перемещения, который вращается синхронно с толкателем 20. Ролик 21, катясь по поверхности плавающей платформы 23, проходит точку наибольшего опускания (точка наибольшего опускания - это точка пересечения лин№н направления перемещения детали-вала 41 и дуги, которую описывает катящийся ролик) и проходит немного вперед. Когда ролик катится по поверхности плавающей платформы 23, сигналы с датчика поступают в блок управления. Максимальный сигнал, соответствующий точке наибольщего опускания, после обработки в блоке управления запоминается запоминающим устройством. Через некоторое время после прохождения роликом точки наибольшего опускания с блока управления поступает команда на реверс редукторного двигателя, и ролик катится в другую сторону. Сигналы с датчика поступа1от в узел с сравнения блока управления, где они сравниваются с сигналом, который поступает в узел сравнения из запоминающего устройства. В момент равенства сигналов, что соответствует нахождению ролика в точке наибольщего опускания, из блока

0 управления поступают команды на остановку редукторного двигателя 15, выключение датчика и включение электромагнита 38 механизма фиксации. Механизм фиксации тормозным диском 40 осуществляет

с фиксацию системы в данном положении. Блок управления осуществляет преобразование сигнала, соответствующего точке наибольшего опускания, в шаговое напряжение. Это напряжение подается на шаговый двигатель 32 механизма перемещения, который

0 через цилиндрическую передачу 33 передает движение винту 34. От винта движение передается гайке 31, которая жестко связана с механизмом ориентации, который в свою очередь связан с механизмом захвата. Та5 КИМ образом, гайка 31 осуществляет перемещение детали-вала 41 на величину, соответствующую межцентровому расстоянию между собираемыми деталями. Одновременно из блока управления поступает команда на незначительный подъем «руки робота.

0 Это необходимо для того, чтобы деталь-вал 41 смогла переместиться механизмом перемещения на необходимую величину межцентрового расстояния. По команде блока управления включаются датчик 18 и редукторный двигатель 15, который возвра5 щает толкатель с роликом 21 в исходное положение. Происходит процесс перемещения плавающей платформы 23, а следовательно, и механизма захвата с деталью-валом в горизонтальное положение под дей ствием пружины 22, поджимающей ролик 21, и пружин 43, поджимающих шарики 25, расположенные в корпусе механизма ориентации. Когда платформа занимает горизонтальное положение, деталь-вал возвращается в вертикальное положение, и датчик

5 подает соответствующий сигнал в блок управления, откуда поступают команды I на остановку редукторного двигателя, опускание «руки робота, подключение к электромагниту 10 сигнальнр-запрессовочного механизма высокочастотного напряжения

0 и отключения от электромагнита узла фиксации механизма ориентации напряжения питания. Якори электромагнитов фиксируют плавающую платформу 23 в горизонтальном положении. «Рука робота опускает деталь-вал. После контакта последней с деталью-втулкой усилие опускания передается ударнику 14, перемещение которого вызывает уменьщение воздушного зазора в

электромагните 10. При изменении воздушного зазора происходит изменение напряжения на выходе сигнальной катушки, которое для блока управления является сигналом выдачи команды на отключение от электромагнита 10 сигнально-запрессовочного механизма высокочастотного напряжения и подключение к электромагниту переменного

напряжения. Под действием силовых колебаний, создаваемых электромагнитом 10, «рука робота производит запрессовку детали-вала в деталь-втулку.

Использование предлагаемого изобретения позволит автоматизировать сборку деталей типа вал-втулка, собираемых по переходным посадкам.

1. АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТАНОВКИ ВАЛА В ОТЁЕРСТИЕ по авт. св. № 1007897, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет осуществления сборки деталей по переходным посадкам, оно снабжено электромагнитным сигнально-запрессовочныммеханизмом, электромагнит которого закреплен на плавающей платформе механизма ориентации, а якорь - на плоской пружине механизма захвата, жестко связанной с подвижным упором. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, механизм ориентации снабжен электромагнитными фиксаторами, установленными на корпусе с возможностью взаимодействия с плавающей платформой. (П о (X) о сд ю

фаг. 2

13 Г

Фт.З

н

т

Фиг.