Устройство для сборки охватываемой и охватывающей деталей типа вал-втулка Советский патент 1987 года по МПК B23P19/27 

1215255

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждьш кронштейн блока регистрации положения охватываемой детали снабжен ограничителем хода, ползумки, выполненным в

Изобретение относится к механосб о- рочному производству, а именно, к технологическому оборудованию, предназначенному для сборки запрессовкой деталей типа вал-втулка.

Известно устройство для сборки деталей, содержащее смонтированные на станине силовой запрессовывающий элемент, захватное устройство для захва

та охватываемой детали, блок регистрации положения охватываемой детали и механизм ориентирования охватываемой детали относительно охватывающей.

Недостатком устройства является обязательность силового воздействия на детал, при ее ориентировании, что недопустимо для прецизионных деталей.

Наиболее близким к изобретению является устройство для сборки деталей типа вал-втулка, содержащее смонтированные на станине силовой запрессовывающий элемент, захватное устройство для захвата охватываемой детали, стол для установки охватывающей дета- ли, блоки регистрации положения охватывающей и охватываемой деталей и механизм ориентирования охватываемой детали относительно охватывающей.

Блок регистрации положения охватываемой детали измеряет радиальное и угловое положение оси поверхности детали.

Блок регистрации положения охватывающей детали измеряет ее торцовое положение и радиальное положение оси сопрягаемой поверхности.

Недостатками такого устройства является то, что не измеряется угловое положение оси сопрягаемой поверх ности охватывающей детали, сравнение углового 1ТОложения оси сопрягаемой поверхности охватываемой детали производится с положением не реальной охватывающей детали, а с идеальной

виде установленной на кронштейне с возможностью регулировки ее положения пластины со стержнем, на торце которого расположен эксцентричньй выступ ;гщя взаимодействия с ползушкой.

0

5

0

5

0 5

0

5

;деталью, данные о которой введены в суммирующий блок, связанньй с блоками регистрации положения охватываемой и охватывающей деталей.

Известное устройство не позволяет производить угловую ориентацию сопрягаемых поверхностей запрессовываемых деталей и не обеспечивает строго прямолинейного перемещения, что приводит к заклиниванию деталей при сборке.

Указанные недостатки снижают качество сборки и надежность устройства.

Целью изобретения является повышение качества сборки и надежности уст ройства. I

Для этого в устройстве для сборки

охватываемой и охватывающей деталей типа вал-втулка, содержащем смонтированные на станине силовой запрессовывающий элемент и связанный с ним стол для установки охватываемой детали, блоки регистрации положения охватывающей и охватываемой деталей, механизм ориентирования охватываемой детали относительно охватывающей и связанное с ним захватное устройство для захвата охватываемой детали, блок регистрации положения охватывающей детали выполнен в виде оправки со смонтированными в ней индуктивными преобразователями, с подвижными щупами и по меньшей мере тремя датчиками, каждьй из которых выполнен в виде каретки с установленными в ней измерительными рычагами, расположенными в плоскости, проходящей через ось запрессовки, причем, один из рычагов установлен на корпусе индуктивного преобразователя, а другой - на его щупе, блок регистрации положения охватываемой детали выполнен в виде установленных на кронштейнах с возможностью возвратно-поступательного перемещения в плоскости, перпендикулярной оси запрессовки, по меньшей мере, .трех датчиков в виде ползушек со смонтированными на них регулируемыми по длине щупами, и индуктивными преобразователями с подвижными щупами, причем упомянутые регулируемые щупы и щупы индуктивных преобразователей размещены в плоскости соответствующей пары измерительных рычагов, меха-JO ния охватываемой детали 11 относи- низм ориентирования охватываемой де- тельно охватывающей детали 8, выпол- тали относительно охватьшающей вы- ненный в виде двух параллельных полнен в виде двух параллельных плит, соединенных стержневыми магнитнострикционными опорами и установлен- .15 подвешено захватное устройство 15 ных с возможностью перемещений: регу- спутника 16 с охватываемой деталью П. лируемого.вдоль оси запрессовки и свободного в плоскости, перпендикулярной оси запрессовки.

Кроме того, цель достигается тем, 20 ках фланца траверсы 3 по окружности, что блок регистрации положения охва- ось которой совпадает с осью сим- тывающей детали снабжен приводом фик- метрии плиты 13 и осью запрессовки сации измерительных рычагов, выпол- деталей 8 и 11, арретиров 17, связан- ненным в виде электромагнита, связан- ных рычажной системой 18 с приводом ного через смонтированные на оправке 25 фиксации 19.

В центральной расточке стола 7

ны оси запрессовки. В основании 1 станины смонтирован силовой запрессовывающий элемент - гидроцилиндр 4, шток которого несет гильзу 5, поме- 5 щенную в направляющих 6 основания 1, на которой смонтирован стол 7 для установки охва-гывающей детали 8.

На траверсе 3 на опорах качения 9 смонтирован механизм 10 ориентироваплит 12 и 13, связанных магнитно- стрикционными опорами 14. К плите 12

Механизм ориентирования оснащен механизмом фиксации, выполненным в виде трех равномерно размещенных в расточсмонтирован блок регистрации положения, охватывающей детали 8, выполнен- ньй в виде жестко установленной на 30 основании 1 цилиндрической оправки 20, ось которой посредством регулировочных винтов 21 выставляется до совпадения с осью запрессовки деталей 8 и 11.. Внутри оправки 20 -размещены

тяги с индуктивными преобразователями, каждый кронштейн блока регистрации положения охватываемой детали снабжен уравновещивателем и установлен с возможностью поворота в плоскости, перпендикулярной оси запрессовки, каждьй кронштейн блока регистрации положения охватываемой детали снабжен ограничителем хода ползущки, выполненным в виде установленной на 5 Р сменных датчика 22, в каретках 23 кронштейне с возможностью регулиров- которых, смонтированы индуктивные пре- ки ее положения пластины со стержнем, образователи 24 системы Калибр-223, на торце которого расположен эксцент- установленные с возможностью возврат- ричньй выступ для взаимодействия с но-поступательного перемещения в на40 правляющих кареток 23.

Каждый индуктивный преобразова- .тель 24 оснащен кольцом 25, несущим рычаг 26, размещенньй в радиальном пазу каретки 23. Подвижный щуп 27 45 каждого преобразователя 24 несет из- мерительньй рычаг 28, смонтированньй в том же радиальном пазу каретки 23. Расстояние между рычагами 26 и 23 определяется базой измерения.

Оба рычага 26 и 28 каждого из датчиков 22 опираются на закаленные призмы 29, смонтированные в каретках 23, и оснащены пружиной 30, под- Устройство содержит станину, сое- жимающей рычаги 26 и 28 к призмам 29. тоящую из основания 1, трех колонн 2, 55 Для поджатия рычагов 26 и 28 к по- на которых укреплена траверса 3. Ко- верхности детали 8 предусмотрена пру- лонны 2 установлены вокруг зоны сбор- жина 31.

ползушкой..

На фиг. 1 изображено устройство для сборки деталей типа вал-втулка, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - блок регистрации положения охватьтающей детали; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 3; на фиг. 6 - блок регистрации положения охватываемой детали; на фиг. 7 - разрез Д-Д на фиг. 6; на фиг. 8 - схема 50 устройства автоматическс%о регулирования положения co6Hpae, деталей.

ки и смещены относительно одна другой на 120 , оси их строго параллель- магнит 32, связанньй тягами 33, 34,

ния охватываемой детали 11 относи- тельно охватывающей детали 8, выпол- ненный в виде двух параллельных

ны оси запрессовки. В основании 1 станины смонтирован силовой запрессовывающий элемент - гидроцилиндр 4, шток которого несет гильзу 5, поме- щенную в направляющих 6 основания 1, на которой смонтирован стол 7 для установки охва-гывающей детали 8.

На траверсе 3 на опорах качения 9 смонтирован механизм 10 ориентирования охватываемой детали 11 относи- тельно охватывающей детали 8, выпол- ненный в виде двух параллельных

плит 12 и 13, связанных магнитно- стрикционными опорами 14. К плите 12

подвешено захватное устройство 15 спутника 16 с охватываемой деталью П.

Механизм ориентирования оснащен механизмом фиксации, выполненным в виде трех равномерно размещенных в расточсмонтирован блок регистрации положения, охватывающей детали 8, выполнен- ньй в виде жестко установленной на 30 основании 1 цилиндрической оправки 20, ось которой посредством регулировочных винтов 21 выставляется до совпадения с осью запрессовки деталей 8 и 11.. Внутри оправки 20 -размещены

5 Р сменных датчика 22, в каретках 23 которых, смонтированы индуктивные пре- образователи 24 системы Калибр-223, установленные с возможностью возврат- но-поступательного перемещения в наНа оправке 20 смонтирован электро35 и 36 с индуктивными преобразователями 24.

В зоне сборки на колоннах 2 смок- . тированы три блока 37 регистрации положения охватываемой детали 11. 5

Ка5кдьп1 из блоков 37 выполнен в виде кронштейна 38, несущего ползуш- ку 39, установленную с возможностью возвратно-поступательного движения на опорах 40 качения и подпружинен- fO ную относительно кронштейна 38. На ползупше 39 смонтированы регулируемый щуп 41 и индуктивньй преобразователь 42, имеющий подвижный щуп 43. На кронштейне 38 установлен электро- f5 магнит 44, воздействующий на ползуш- ку 39 через рычаги 45. Для регулировки положения ползушки 39 относительно кронштейна 38 в пазу последнего помещен ограничитель хода 46, смон- 20 тированный в пластине 47, в сквозных пазах которой размещены винты 48, фиксирующие пластину 47 на кронштейне 38. На конце ограничителя 46, выполненного в виде стержня, предусмот- 5 рен эксцентричный выступ 49, размещенный в пазу ползушки 39.

Кронштейн 38 посредством винта 50 закреплен на поворотной втулке 51, смонтированной на колонне 2 с фикса- 30 цией от осевого смещения при помощи опорной втулки 52, на которой укреплена державка 53, несущая упор .54 фиксации углового положения блока рекомандное устройство 62, цифроанало- говый преобразователь 63, блоки уп- равления 64, 65 и 66 магнитнострик- ционными опорами 14, производящими угловую ориентацию детали 1I относительно детали 8. .

Управление исполнительными механизмами устройства 4, 19, 32, 44, 55 осуществляется командным устройством 62 в соответствии с заложенной в нем программой { схема не представлена ).

Устройство настраивается следующим образом.

В исходной позиции стол 7 находит ся в крайнем нижнем положении. Приводом фиксации 19 через рычажную сис тему 18 арретиры 17 взведены, благодаря чему плита 13 механизма 10 ориентирования выведена из контакта с опорами 9 качения. -Стержневые магнитострикционные опоры 14 отключены от источника напряжения (не чертеже не показан).;

Производят настройку датчиков 22 и блоков 37 регистрации положения охватываемой детали по эталону, пред сТавляющему собой деталь, имеющую соосные эталонные цилиндрические поверхности, внутреннюю и наружную с номинальными диаметром, равным диаметру сопрягаемых поверхностей.

Для настройки датчиков 22 на стол 7 устанавливают эталонное

гистрации 37 в пространстве таким об- 35 таким образом, чтобы выступающая головка оправки 20 оказалась в отверстии эталонного кольца. Винразом, чтобы плоскость, проходящая через измерительные наконечники щутами 21 регулируют положение оправки 20 до совпадения ее оси с осью

пов 41, 43, совпала с осью запрессовки и плоскостью соответствующей пары

измерительных рычагов 26, 28. Для вы- 40 отверстия эталонного кольца.

По направляющим 67 переме .ретки 23 до тех пор, пока.ме внешней поверхностью и внутр поверхностью эталона не буде

вода блока регистрации положения ох- ватьюаемой детали 37 из зоны сборки на дepжaвкJe 53 смонтирован пневмоци- линдр 55, а для обеспечения равномерности прилегания втулки 50 к притертой опорной поверхности колонны 2 и компенсации веса блока 37, опорная, втулка 51 оснащена тарированным грузом 56

I

Устройство автоматического регулирования положения собираемых деталей 8, 11 включает в себя, кроме блока регистрации положения охватываю-, щей детали с тремя сменными датчиками 22 и блоков 37 регистрации положения, охватываемой детали, сумматоры 57, 58 и 59, аналого-цифровой преобразователь 60, блок 61 оптимизации.

командное устройство 62, цифроанало- говый преобразователь 63, блоки уп- равления 64, 65 и 66 магнитнострик- ционными опорами 14, производящими угловую ориентацию детали 1I относительно детали 8. .

Управление исполнительными механизмами устройства 4, 19, 32, 44, 55 осуществляется командным устройством 62 в соответствии с заложенной в нем программой { схема не представлена ).

Устройство настраивается следующим образом.

В исходной позиции стол 7 находится в крайнем нижнем положении. Приводом фиксации 19 через рычажную систему 18 арретиры 17 взведены, благодаря чему плита 13 механизма 10 ориентирования выведена из контакта с опорами 9 качения. -Стержневые магни тострикционные опоры 14 отключены от источника напряжения (не чертеже не показан).;

Производят настройку датчиков 22 и блоков 37 регистрации положения охватываемой детали по эталону, пред сТавляющему собой деталь, имеющую соосные эталонные цилиндрические поверхности, внутреннюю и наружную с номинальными диаметром, равным диаметру сопрягаемых поверхностей.

Для настройки датчиков 22 на стол 7 устанавливают эталонное

тами 21 регулируют положение оправки 20 до совпадения ее оси с осью

отверстия эталонного кольца.

По направляющим 67 перемещают ка- ретки 23 до тех пор, пока.между их внешней поверхностью и внутренней оверхностью эталона не будет зазор,

ра.вньй 1,0±0,1 мм, и закрепляют каретки 23 в этом положении винтами 68. Электромагнитом 32 через тяги 33, 34, 35 и 36, индуктивные преобразователи 24 измерительные рычаги втягиваются в каретку 23. Эталонное кольцо снимается со стола.

Для Настройки блоков 37 эталонное кольцо зажимается захватывающим устройством 15, приводом фиксации 19 арретиры 17 отводятся, вводя в контакт с опорами 9 качения плиту 13 механизма 10 ориентирования, пневмоци- линдрами 55 блоки 37 поворачиваются

в зону сборки, винты 48 отпускаются, ограничитель хода 46 вместе с пластиной 47 перемещается в пазу кронштейна 38 до тех пор,-пока щупы 41 и 43 не войдут в соприкосновение с поверх ностью эталонного кольца, после чего винты 48 затягивают, фиксируя ограничитель хода 46 на кронштейне 38, Поворотом ограничителя хода 46 через эксцентричный выступ 49 ползушка 39 вьюодится вперед на 0,5tO,1 мм, обеспечивая тем самым поджатие щупов к детали 11 пружиной. Электромагни- ; том 44 через рычаги 45 ползушка 39 вьшодится из контакта с эталонным кольцом, а пневмогидроцилиндрами 55 блоки 37 отводятся из зоны сборки, арретиры 17 вводятся в контакт с плитой 13, захватное устройство освобождает эталонное кольцо, которое удаляется из зоны сборки.

В этой же последовательности на стол 7 и в захватное устройство 15 устанавливаются эталоны, имеющие строго параллельные образующие внут- ренней и цилиндрических поверхностей, имитирующие поверхности сопряжения. Измерительные рычаги 26 и 28 и щупы 41 и 43 вводятся в

рабочее положение и производится под- 30 шать величин заходных фасок сопрястройка электронной системы таким образом, чтобы разница в показаниях датчиков равнялась 0. После этого блок с датчиками 22 и блоки 37 отводятся из зоны сборки, арретиры 17 взводятся, эталоны убираются. Устройство готово к работе.

Устройство работает следующим образом. .. Рукой робота с загрузочной позиции (на чертеже не показано) деталь устанавливается на столе 7 так, чтобы выступающая головка оправки 20 ,оказалась в отверстии детали.8.

Аналогично спутник 16 вместе с де талью 11 подается к захватному устройству 15, центрируется и зажимается им. Арретиры 17 о пускаются. Блок с датчиками 22 и блоки 37 вводятся в

с O

5

контакт с деталями 8 и I1 аналогично вьш1еописанной последовательности.

Происходит измерение положения об- разующих. сопрягаемых поверхностей деталей 8 и 1 1.

Сумматоры 57, 58 и 59 производят вычисление величин рассогласования показания блока с датчиками 22 и блоков 37, передают их через аналого- цифровой преобразователь 60, блок оптимизации 61 и командное устройство 62 в цифроаналоговый преобразЬва- тель 63, которьш через блоки управления 64, 65 и 66 подает напряжение на 5 магнитнострикционные опоры 14, изменяя угловое положение детали 1I до тех пор, пока не будут достигнуты требуемые величины..

После этого блок с датчиками 22 и 0 блоки 37 отводятся, при зтом напряжение с исполнительных приводов не снимается, дается команда на гидро- цнпиндр 4, перемещением вверх стола 7 производится сборка деталей 8 и I1. В случае радиального отклонения деталей, величина которого, .благодаря точному позиционированию деталей при установке на стол 7 и в захват ное устройство 15, не может превы45

гаемых поверхностей деталей 8 и 11, последняя ориентируется по детали 8, перемещаясь в горизонтальной плоскости в любом направлении вместе с 35 захватным устройством 15, плитами 12 и 13 на опорах каче,ния 9 по флангу траверсы 3, сохраняя свою угловую ориентацию.

По окончании сборки арретиры 17 40 взводятся, захватное устройство 15 разжимается, рука робота захватьтает собранное изделие вместе со спутником 16, стол, опускается, изделие удаляется из зоны сборки.

Цикл повторяется.

Использование предлагаемого устройства в промышленности позволит повысить точность и качество сборки и количество собираемых пар.

10

53

52

фuгJ

п

и

Put.3

27

ipui. it

32

8-8

КГ

X

3

фи(.5

33

fcbMiqzj

iS

41«б «5

н.

J

Pui.S

(риг,7

ff.

Knpt/SodOff ycmpQucmSo

Put.8