Устройство для сборки Советский патент 1986 года по МПК B23P19/08 

112

Изобретение от)1осится к автоматизации сбороч)1ых работ в м шииострое- нии и приборостроении и может быть использовано в сборочньк линиях в качестве автоматического сборочного устройства для сборки многоэлементных изделий с С-образкыми пружинами. Целью изобретения является повышение надежности автоматической сборки изделий путем одновременного контроля течения технологического процесса сборки, который осуществляется за счет анализа проворота одной детали.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - состав собираемого объекта сборки; на фиг. 4 - собираемое изделие в сборе; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 4; на фиг. 6 - разрез В-В на фиг. 5 (последовательность положениГ| собираемых деталей); на фиг. 7 - блок-схема предлагаемого устройства сборки; на фиг. 8 - временнь1е диаграммы работы устройства сборки.

Устройство смонтировано на плите 1 . В корпусе 2 на подшипниках установлен вал 3. Внизу па валу 3 имеется захват 4, поджимаемы пружиной 5 и и Ь1еюпц1Й возможность осевого перемещения по валу 3 и шпонке 6. Наружная боковая поверхность 7 захвата выполнена цилиндрической формы с тремя зубьями 8, выступаюгцпмп над ней. Захват 4 имеет переключатель 9, соединенный с рычагом 10 пружиной 11 Регулировка усилия пружины 5 осуществляется зажимной втулкой 12.

На валу 3 с помощью шпонки 13 и гайки закреплено храповое копесо 14 с пазом 15 на своей боковой поверхности. Кроме того, храповое колесо 14 соединено муфтой 16 с осью потенциометра 17 и двумя штифтами. Винт закрепляет потенциометр 17 на кронштейне 18 стойки 19. Зубчатое колесо 20 свободно установлено на валу 3 вращается в стакане 21 и зацеплено с рейкой 22, соединенной со штоком 23 пневмоцилиндра 24 (фиг. 2). Пнев- моцилиндр 24 расположен в кронштейне 25. Зубчатое колесо 20 несет неподвижно закрепленный диск 26, на котором установлена на оси 27 собачка 28, подпружиненная пружиной 29, взаимодействующая с храповым колесом 14 и неподвижным упором 30, располо

0

15

20

25

30

35

40

45

женным на корпусе. Блок 31 контроля установлен на плите 1 и соединен разъемом (не показан) с потен1шо- метром 17, разъемом 32 и переключателем 33, находящимся на кронштейне 34. Переключатель 33 включается от взаимодействия с кронштейном 35, закрепленным на рейке 22, во втянутом положении штока 23 пневмоцилиндра. Четьфьмя отверстиями 36 сборочное устройство крепится к манипулятору (не показан). Крепление элементов устройства осуществляется гайкой 37, штифтами 38 и винтом 39.

Собираемое изделие (фиг. 3) состоит из крышки 40, в которую последовательно вставляются пружина 41, кольцо 42 и колпачок 43. Крышка 40 имеет две бобьшки 44 с перпендикулярными ее дну боковыми поверхностями и две бобышки 45 с плавным переходом поверхности дна в одну ее боковую поверхность. Пружина 41 устанавливается в крышку так, что одна ее отогнутая лапка упирается в бобышку 44, другая - в бобышку 45. Верхний край пружины 41 выступает над бобьш1кой 45 на величину л (фиг. 6). В крышке выполнена центрирующая втулка 46 (фиг. 4), на которую устанавливается колпачок 43, имеющий на нижней поверхности зуб 47, а внутри - зуб 48. Сборка изделия проводится, например, на спутниковой сборочной линии.

На фиг. 6 представлены последовательные положения зуба 47, бобышки 45 и пружины 41. В положениях а,8 , f,l колпачок 43 вращается захватом 4 под действием пневмоцилиндра 24 по часовой стрелке. В положении tj колпачку представляется свобода вращения , в положении о он под действием силы сжатой пружины 41 вращается про тнв часовой стрелки и зубом 47 задерживается на бобышке 45.

На потенциометр 17 подается напряжение F (фиг. 7). Напряжение U с движка 49 потенциометра поступает в память 50 и усилитель 51, Память 50 фиксирует его экстремальную величину. Информация памяти стирается контактом 52 реле 53, управляемого контактом 54 переключателя 33 (фиг . 1), ус- тановленного на корпусе. Напряжение и fj с памяти поступает на второй неинвертирующий вход усилителя 51. В нем происходит вычитание напряжения

31

и, из напряжения U памяти и усиление их разности до величины U .

Из напряжения U, формирвоатель 55 например триггер Шмитта, образует прямоугольный импульс Ug. Инвертор НЕ 56 инвертирует Uj в напряжение U На вход схемы И 57 логического умножения поступают напряжения U иU. Сигнал Uj опроса выдается блоком 58 управления сборочной линии. В случае логического совпадения напряжений и и Uj на выходе схемы И 57 появля ется напряжение Ug, указывающее на появление брака в сборке. Напряжение и поступает с контактов 59 переключателя 9 (фиг. 1), установленного в захвате 4, на вход схемы И 50 логического умножения. На второй вход этой схемы поступает сигнал И 8 опроса с блока 58 управления. При логическом совпадении напряжений U, и и 8 на выходе схемы И 60 появляется напряжение U, извещающее о браке в сборке. Логическим сумматором ИЛИ 61 напряжения Ug и U преобразукггся в напряжение 11, .

На временных диаграммах работы предлагаемого сборочного устройства (фиг. 8) X - движение рейки 22, Ч- угол поворота захвата 4, а напряжения и,-и,р, и соответствуют обозначениям блок-схемы фиг. 7.

Сборочное устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии шток 23 (фиг. 1 и 2) пневмоцилиндра 24 втянут. Рейка 22 находится в крайнем левом положении. Собачка 28 находится в пазу 15 храпового колеса 14. Захват 4 расположен над колпачком 43 и его рычаг 10 находится над зубом 48. Положение захвата 4, соответствующее этому исходному положению храпового колеса 14, принимается за нулевое. Потенциометр 17 на- рсодится в нулевом положении. Переключатель 33 замкнут кроирггейном 35, замкнут контакт 54 (фиг. 7), реле 53 включено и контактом 52 стирает хранящуюся в памяти 50 информацию. Переключатель 9 разомкнут - разомкнут контакт 59. Напряжения U . равны нулю, напряжение U - положительной величины на отрезке О-а (фиг. 8). Крышка 40 закреплена неподвижно в спутнике сборочной линии. Зуб 47 в крышке располагается слева

521074

от ее бобышки 45 над замкнутой поверхностью.

После фиксации спутника на позиции

сборки колпачка с пружиной в момент 5 Q (фиг. 8) захват 4 манипулятором (не показан) опускается вниз и входит внутрь колпачка 43. Зуб 48 давит на рычаг 10 и включает через пружину 11 переключатель 9. Колпачок под- 0 жимается сверху захватом 4 под действием пружины 5. Включение переключателя 9 приводит к появлению напряжения и,, что свидетельствует о наличии, колпачка в собираемом изде; ии 5 и правильном взаимном расположении его зубьев 47 и 48 (фиг. 4 и 5) в исходном положении. На первом этапе работы устройства для сборки подается сжатый воздух в пневмоцилиндр 24 20 (фиг. 1 и 2) и шток 23 вьдвигается. Рейка 22 двигается вправо. Зубчатое колесо 20 и диск 26 вращаются по часовой стрелке. Собачка 28, упираясь в паз 15 храпового колеса 14,

25 поворачивает его и вместе с ним через шпонку 13 вал 3. В начале движения рейки 22 переключатель 33 выключается, обесточивается реле 53 (фиг. 7), контакт 52 которого размы.0 кается. Память 50 готова к работе. Координаты X рейхи 22, ч угла поворота захвата 4 и напряжение Ц с выхода потенциомс-тра 17 возрастают на отрезке а -6 (фиг. 8).

5 Захват 4, упираясь зубом 8 в край зуба 48 (фиг. 4), поворачивает колпачок 43 по часовой стрелке из исходного положения (фиг. 6, положение о). Зуб 47, двигаясь на боковой наклон0 ной стороне бобьш1ки 45, поднимает

вверх колпачок A3 и захват 4 (фиг. 6, положения S и 6).

В положении 6 колпачок 43 и захват 4 поднимаются на полную высоту

5 бобышки 45 и зуб 47 соприкасается с пружиной 41. В положении зуб 47, сжимая пружину, отодвигает ее левый конец вправо и соскакивает вниз с бобышки 45.

50

Возрастающее напряжение U (фиг.7)

с потенциометра 17 поступает непосредственно на инвертируемый вход усилителя 51 и память 50. Выходное напряжение Ц, памяти 50, равное напряжению и,, поступает на неинвертируемый

вход усилителя 51. Его выходное напря- |жение U,-Uf,-U, на отрезке а - 6 (фиг.8) равно нулю.

Поворот вала 3, а вместе с ним захвата 4, оси потенциометра 17 и колпачка 43 происходит до момента касания собачкой 28 втулки 30. Здесь собачка, поворачиваясь вокруг оси 27 против часовой стрелки, выходит из паз 15 храпового колеса 14. Валу 3 предоставляется свобода вращения (фиг. 8, момент 0 и фиг. 6, положение 1) .

На втором этапе шток 23 и рейка 22 в крайнем правом положении неподвижн Координата X рейки постоянна на отрезке b-d (фиг. 8). Сжатая пружина 41 собираемого изделия (фиг. 6, положение t ), воздействуя на зуб 47, поворачивает колпачок назад против часовой стрелки. Вместе с ним поворачивается против часовой стрелки захват 4, вал 3 и ось потенциометра -17 Координата f УГ ла поворота захвата уменьшается - уменьшается напряжение U( потенциометра 17. Так как памят, 50 фиксиоует экстремальную величину и, , то с уменьшением напряжения выходное напряжение Uj, не меняется. При зтом на входе усилителя 51 поивляется разностное напряже ше L ,,-U , которое усиливается им в напряжение и положительной полярности. Форми- роватепь 55 (фиг. 7) формирует положительное напряжение U,, которое переводит выходное напряжение U инвертора НЕ 56 в О. На отрезке 6- d (фиг. 8) блоком 58 управления (фиг. 7) вьщается сигнал опроса U. Оба напряжения U и Us поступают в схему И 57. В данном случае напряжение и. нулевой величины, поэтому напряжения Ug и Ц ;на выходах схем И 57 и Ш1И 61 отсутствуют.

Как только зуб 47 (фиг. 6, положение f и фиг. В, момент с) касается бобышки 45 1еподвижной крышки 40 дальнейший поворот колпачка 43 под действием пружины 41 прекращается. На отрезке С -d (фиг. 8) координата Ч угла поворота захвата 4 и напряжение Ц потенциометра 17 не меняются На третьем этапе работы устройства в момент d (фиг. 8) в пневмоци- линдр 24 подается сжатый ВОЗДУХ на обратный ход. Шток 23 и рейка 22 двгаются назад влево. Зубчатое колесо 20, диск 26 вращаются против часовой стрелки. Собачка 28 отходит от втулки 30, поворачивается вокруг оси 28 под действием пружины 29.

2107 6

Головка собачки упирается в боковую поверхность храпового колеса 14 и скользит по ней. Сила трения между ними значительно меньше силы трения 5 захвата 4 о колпачок 43, поэтому вал 3, захват 4 и колпачок 43 неподвижны. Координата х рейки 22 уменьшается, координата -f угла поворота захвата 4 и выходное напряжение и, потенциометра 17 не меняются на отрезкеd-е (фиг. 8). Выход10

ные напряжения U усилителя 51 и U формирователя 55 положительной величины, напряжения U, и Ut, равны нулю.

В момент е совпадения паза 15 храпового колеса 14 и головки собачки 2Р собачка западает в этот паз и поворачивает за собой храповое колесо 14, имеете с ним вал 3, захват 4 и ось

потенциометра 17 к исходному положению. На отрезке е- f (фиг. 8) происходит проворот захвата 4 относительно неподвижного колпачка 43. При этом координаты х рейки 22 и f угла

покорота захвата 4 приходят к нулевым исходным положениям, а напряжение и, потенциометра 17 спадает до нуля. Б момент f (фиг. 8) рычаг 10 соскакивает с зуба 48 и через пружину 11 (фиг. 1) вьжлючается переключатель 9. Контакт 59 (фиг. 7) размыкается и напряжение U на входе схемы И 60 становится нулевым, fla отрезке I - (фиг. 8) с блока 58 управления поступает на другой иход схемы И 60 положительный сигнал Пд опроса. При напряжениях U и U выходное напряжение Ug схемы И 60 и напряжение и на гыходе схемы

ИЛИ 61 равны нулю.

В момент g (фиг. 8) шток 23 пнев- моф1линдра 24 возвращается в исходное положение и кронштейн 35 нажимает на переключатель 33.

Контакт 54 (фиг. 7), замыкаясь, включает реле 53, которое контактом 52 Бь;ключает память 50 (стирает информацию памяти). При этом напряжения

L/,, на выходе усилителя 51 и U, формирователя 55 становятся нулевыми, напряжение Ц, - положительной величины. На этом заканчивается сборка колпачка с пружиной и крьшкой. Захват 4 выходит из колпачка 43 вверх под действием манипулятора (не показан). Спутник с собранным изделием уходит с позиции сборки и на его место приходит следующий.

При сборке колпачка с пруткиной возможен брак. Зуб 47 (фиг. 6) не зацепляет левый конец пружины 41, а проходит поверх ее. Это возможно по многим причинам, например уступ Д (фиг. 6) закрыт деформированным кольцом 42 или он мал по причине брака в крьшже или пружине. В этом случае колпачок занимает в конце первого этапа сборки положение (фиг. 6) без пружины и остается в этом положении. Левый конец пружины 41 не отходит от бобышки 45. Этот случай работы устройства сборки представлен отрезком Ь-ы(фиг. 8). На первом этапе (отрезке h -J) сборки устройство работает аналогично описанному. Координаты к рейки 22, угла поворота захвата 4 возрастают, напряжение U, растет по величине, напряжение U равно нулю. В момент j выхода собачки 28 из паза 15 колпачок 43 неподвижен (не вращае тся назад против часовой стрелки). Поэтому на втором этапе (отрезок j - к) координаты X рейки 22 и ч угла поворота захвата 4 постоянны. Напряжение Ц потенциометра 17 не меняется, выходное напряжение IL усилителя 51 остается нулевым. Нулевое напряжение U j формирователя 55 не изменяет напряжение U положительной полярности на выходе инвертора НЕ 56, поступающее далее на вход схемы И 57. С приходом сигнала U опроса из блока 58 управления на вход схемы И 57 н. ее выходе появляется напряжение Ug, вызывающее на выходе схемы ИЛИ 61 напряжение U . По сигналу блок 58 управления подает команду на выгрузку иракованного изделия с линии. После прекращения действия сигнала U опроса выходное напряжение U,. схемы И 57 и напряжеО

ние и,о схемы ИЛИ 61 становятся нулевыми.

На третьем этапе при возвращении рейки 22 назад в исходное положение собачка 28 сразу без скольжения по боковой поверхности храпового капе14 западает в паз 15 и поворачива- 50 Р- второго этапа и -г первой части третьего этапа устройство сборки работает аналогично описанному на отрезках а-Ь, b-c-d, d-e (фиг. 8) . В момент г колпачок 43 не оста- 55 навливается на бобышке 45, а двигается вместе с захватом 4. Координаты рейки 22, v угла поворота захвата 4 и напряжение U, потенциометса

ет храповое колесо, а вместе с ним вал 3, захват 4 и колпачок 43 назад против часовой стрелки. С момента К (фиг. 8) координаты X рейки 22 и Ч угла поворота захвата 4 уменьшаются .

Уменьшается напряжение Ц потенциометра, что приводит к возникно0

5

0

5

0

вению разности Up-U, на входе усилителя 51 и напряжения U, положительной полярности на его выходе. При этом появляется напряжение U на выходе формирователя 55. Напряжение U с выхода инвертора FIE 56 с момента К (фиг. 8) становится нулевым. 1 апря- жения и и Цр равны нулю.

К концу третьего этапа зуб 47 колпачка 43 упирается в бобышку 45. При дальнейшем повороте вала 3 захват 4 проворачивается относительно уже неподвижного колпачка 43. Рычаг.. 10 выходит из-под воздействия зуба 48 и через пружину 11 выключается переключатель 9 (фиг. 8, момент/) . Контакт 59 размыкается. При нулевом напряжении U на выходах схем И 60 и ИЛИ 61 напряжения U и 11,, соответственно равны нулю. Придя в исходное положение, рейка 22 включает переключатель 33, который своим контактом 54 включает реле 53. Контакт 52 последнего выключает память 50, стирая имеющуюся в ней информацию. Напряжения U,, на выходе усилителя 51 и Uj на выходе формирователя 55 становятся нулевыми (фиг. 8, момента, ), напряжение U инвертора НЕ 56 из нулевого переходит в положительное значение. При контроле сборки пружины одновременно осуществляется контроль наличия колпачка в крьпике. Отсутствие колпачка равнозначно отсут5 ствию пружины или ее невзведению.

Вторым видом брака является переход зубом 47 (фиг. 3 и фиг. 6) бо- бьш1ки 45 в конце третьего этапа, бобышка 45 не останавливает вращение

0 колпачка 43 под действием пружины 41. Это возможно, например, в случае сколов зуба 47 и бобьщ|ки 45. наличия овальности или облоя на боковой поверхности втулки 46. Последний

5 вид брака приводит к недоходу колпачка при его установке в крышку. Определение данного брака представлено отрезком h -W (фиг. 8). На отрезках п -р первого этапа сборки.

ря 17 уменьшаются. Напряжения U,, , U я и - положительной величины, напряжение и - нулевое. В моментS (фиг. 8) не происходит выключение переключателя 9 (фиг.1) и контакт 59 (фиг. 7) не размыкается, напряжение и сохраняется положительной величины. На отрезке 5 - W(фиг. 8) из блока 58 управления поступает сигнал Uj, опроса. Совпадение двух напряжений и и Ug на входе схемы И 60 (фиг. 7) вызывает появление на ее выходе напряжения Ug и на выходе схемы ИШ1 61 напряжения U, , сообщающего о браке в данной сборке. Напряже-

ние далее поступает в блок 58 управления.

Кроме двух описанных видов брака в сборке колпачка с пружиной возможен следующий брак: отсутствие пружины, колпачок не проворачивается на крышке под действием собственной пружины (перелом пружины, заусенцы на пружине). Данные виды брака определяются устройством сборки.

Применение автоматического устройства для сборки колпачка с пружинойн крышкой с одновременным контролем качества сборки позволяет повысить надежность сборки.

;7

1252107

38

.

A

.3

40 41

.ff

6-6

t

Фнг.5

gggJgtfggJgoOgggOgSSg Ogggg

XTOCVVVSOOoQVgyVSOl

I От датчика

gMKCai4Uu

лспутника

SO

n

52

1

Е„

L

Фи.7

c5c3

°Q

Редактор И. Шулла

Составитель В. Тишанков Техред В.Кадар

Заказ 4569/15 Тираж 1001Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор С. Шекмар