Устройство для управления сборочным модулем Советский патент 1985 года по МПК G05B11/00 

11

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании устройств, предназначенных для сборки деталей типа валотверстие..

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

На чертеже представлена конструкция и функциональньш состав сборочного модуля.

Устройство содержит кулачки 1, обойму 2, кольцевые пружины 3, гайку 4, проушину 5, палец 6, охватываемую деталь 7, пружину 8, корпус 9, толкатель 10, датчик 11 перемеш;ения, шкалу 12 отсчета, функциональньш преобразователь 13, сумматор 14, исдолнительный привод 15, датчик 16 усилия, усилитель 17, охватывающую деталь 18,

Устройство работает следующим образом.

Предварительно, при наладке устройства, устанавливается положение нулевой точки отсчета на шкале 1-2, Для этого осуществляется осевое перемещение детали 7 с помощью толкателя 10 до тех пор, пока левый торец детали 7 не оказывается расположенным в плоскости, проходящей через левые торцы кулачков 1, В даль нейшем считается, что положению,которое в указанных условиях занимает толкатель 10, соответствует нулевая точка отсчета на шкале 12. Одновременно в этих же условиях устанавливается начальная величина радиального зазора между захватом, образованным кулачками 1, и деталью 7, Начальньй зазор выбирается из уелоВИЯ свободного перемещения детали 7 внутри захвата для случая, когда последняя имеет максимальньм положи-. тельный допуск по диаметру. Затем с помощью толкателя 10 осуществляется перемещение охватываемой детали 7 для ее совмещения с охватывающей деталью 18. При этом имеет место изменение углового положения оси детали 7 относительно оси детали 18, Это объясняется тем, что по мере выхода детали 7 за пределы захвата, образованного кулачками 1, длина оставшейся внутри захвата части детали 7 уменьшается, и при неизмен-, ной величине радиального зазора увеличивается опрокидывание детали 7, т.е. увеличивается ошибка относитель512

него расположения осей сопрягаемых деталей 7 и 18. Поскольку указанная ошибка превьш1ает допустимую величину, возникает необходимость ее компенсации. Последняя может быть осуществлена путем уменьшения радиального зазора между захватом и деталью 7. Для этого необходимо с помощью исполнительного привода 15, связанного с пальцем 6, приложнт.ь усилие к проушине 5 и сообщить поворот гайке 4, В результате происходит осевое перемещение (вправо) обоймы 2, кулачки 1 сжимаются, опро йидывание детали 7 уменьшается, и угол поворота ее оси восстанавливается до допустимого значения. Чтобы при сборке деталей 7 и 18 автоматически выполнить такую компенсацию ошибки относительного расположения их осей, необходимо осуществить управление величиной диаметра захвата, образованного кулачками 1 , в функции осевого перемещения детали 7, по следующей зависимости, установленной аналитическим путем:

d + If

(1)

D

Vz,

где D - диаметр захвата; d - диаметрдетали 7; t - длина детали 1 Ч - предельно допустимый по условиям сборки угол рассогласования между осями деталей 7 и 18, Z - осевое перемещение детали 7

в направлении детали 18, отсчитываемое от лейых торцов кулачков 1 и определяемое показаниями датчика 11 перемещений толкателя 10,

Поскольку величина диаметра захваг

та

(2)

D kV,

где k - общий коэффициент передачи исполнительного привода 15 и механизма зажима детали 7, V - управляющее напряжение на входе исполнительного привода 15,

то, приравнивая правые части равенств (1) и (2), нетрудно установить связь между координатой положения толкателя 10 и величиной управляющего сигнала, который надо подать на вход исполнительного привода 15, чтобы компенсировать возникшую при движении толкателя 10 и детшти 7 ошибку относительного расположения осей деталей 7 и 18: Указанная зависимость реализуется в электрической форме с помощью функдаонального преобразователя 13, на вход которого подается сигнал с датчика 11 перемещений толкателя 10 а с выхода снимается напряжение, поступающее затем через сумматор 14 на вход исполнительного привода 15. При этом, как видно из равенства (3), численное значение точки пересечения статической характерист ки функционального преобразователя 13 с осью ординат определяется выра d + Ч , а.наклон характе жением ристики - отношением -. Наладка ра сматриваемого устройства заканчивае ся выбором величины зоны нечувствительности усилителя 17, которая при нимается равной величине электриче кого сигнала, снимаемого с датчика 16 усилия и соответствующего предел но допустимому сборочному усилию, не вызьшающему механических поврежд ний собираемых деталей 7 и 18 в зон их контакта. По окончании предварительной наладки устройства оно подготовлено к выполнению сборки деталей 7 и 18. Сборка осуществляется следующим образом. После того, как деталь установле на на исходную позицию, подается ко манда на толкатель 10, который начинает движение и перемещает деталь 7. Вследствие указанных причин перемещение детали 7 сопровождается изменением положения ее оси относительно оси детали 18. Однако одновременно на выходе датчика 11 изменяется сигнал, поступающий на функ|циональный преобразователь 13. Это вызывает изменение сигнала на выхо де функционального преобразователя 13, подключенного через сумматор 14 к исполнительному приводу 15. После ний через палец 6 передает усилие на проушину 5, что приводит к повор ту гайки 4. Происходит осевое перемещение 2, сжатие кулачков 1, уменьшение диаметра захвата и выравнивание детали 7 относительно 14 оси детали 18. Процесс корректировки величины диаметра захвата, а, следовательно, и радиального зазора (за счет сжатия кулачков 1) в функции положения толкателя 10 идет непрерывно вплоть дс) соприкосновения деталей 7 и 18. В результате чего относительный поворот осей деталей 7 и 18 не превьшает предельно допустимого значения, а радиальное смещение осей деталей 7 и .18 в плоскости., вписывающей входной контур детали 18, не превышает ширину фаски детали 7. Таким образом, деталь 7 совмещается с отверстием детали 18. Наличие направляющего элемента (фаски) облегчает вхождение детали 7 в отверстие детали 18 под действием сборочного усилия со стороны толкателя 10. Поскольку в результате корректировки положения детали 7 непосредственно перед ее вводом в отверстие детали 18 обеспечивается требуемая по услоВИЯМ технологии сборки взаимная ориентация этих деталей 7 и 18, то сборочное усилие не превышает предельно допустимого значения. В этих условиях сигнал с выхода датчика 16 усилия не превышает величины зоны нечувствительности усилителя 17, и сигнал на выходе последнего равен нулю. Однако, на тот случай, если в результате-действия случайных факторов (например, перекоса базовой поверхности вместе с деталью 18) нарушаются требуемые условия сборки и сборочное усилие превьш1ает допустимое значение, в устройстве предусмотрены специальные меры защиты, позволяющие исключить возможность заклинивания детали 7 или механических повреждений сопрягаемых поверхностей деталей 7 .и 18, Такая защита имеет особенно важное значение при сборке прецизионных деталей. Это осуществляется следуюпщм образом. Если сборочное усилие превьшает допустимое значение, то на выходе датчика 16 усилия возникает сигнал, величина которого больше зоны нечувствительности усипителя 17. Последний выходит на линейньй участок :своей характеристики, и на выходе усилителя появляется сигнал, поступаюС й на один из входов умматора 14. При этом полярность указанного

сигнала противоположна полярности сигнала, поступающего с функционального преобразователя 13 на другой вход сумматора 14. В результате сигнал на выходе сумматора 1, являющийся управляюпщм сигналом для исполнительного привода 15, уменьшается. Это приводит к перемещению исполнительного привсша 15 в обратную сторону и вызырает осевое перемещение вправо кулачков 1 под действием пружины 8 II- их разжатие под действием кольцевых пружин 3. Поскольку левая часть детдли уже вошла в отверстие детали 18, а ее правая

часть после разжатия кулачков 1 получает возможность радиального перемещения внутри захвата, то под

действием реакции со стороны детали 18 деталь 7 разворачивается и зайимает положение, при котором исключается возможность заклинивания или механических повреждений. При

этом разжатие кулачков 1 идет до тех пор, пока сборочное усилие не уменьшится до допустимого значения, т.е. пока сигнал на выходе усилителя 17 не становится равным нулю. После

совмещения деталей 7 и 18 процесс сборки заканчивается.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СБОРОЧНЫМ МОДУЛЕМ, содержащее тол- . катель, датчик усилия и механизм зажима детали, отличающеес я тем, что, с целью повьппения надежности устройства,- оно содержит усилитель и последовательно соединенные датчик перемещения, функциональный преобразователь, сумматор и исполнительный привод, связанный с механизмом зажима детали, а выход датчика усилия через усилитель подключен к второму входу сумматора. i 01 с ел