Устройство для сборки деталей Советский патент 1982 года по МПК B23P19/27 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРКИ ДЕТАЛЕЙ

I :

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для обеспечения автоматизированной сборки деталей, преимущественно, типа вал-втулка.

Известно сбороцное устройство для сборки деталей типа вал-втулка, которое крепится к исполнительному органу,промышленного робота или сборочного автомата и содержит задающее устройство, стержень, несущий захват с деталью (валом), датчики положения детали и приводы перемещения стержня .

Недостатки устройства: невозмож-. ность сборки при перекосе осей сопрягаемых деталей; для сборки деталей разных видов необходимо заменять отдельные элементы устройства; нет сигнализации о наличии в захвате и окончании процесса сборки.

Наиболее близким техническим рёшениеи, ВЗЯ1ЫМ за прототип, является VCT свойств о для сборки изделий, содержащее электромагнитное задающее устройство с якорем, пневматический привод, стержень с пружиной обратной связи, на котором укреплен датчик вертикального перемещения, и захват; при этом устройство подвешено на руке робота на поджимающем устройстве.

К недостаткам прототипа следует отнести невозможность контроля наличия детали в захввте и контроля по)0 садки детали (вала) в отверстие, что сникает надежность работы устройства. Целью настоящего предложения является повышение надежности работы устройства.

15

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены трехлинейный распределитель, электропневмопреобразователь с микровыключателем и датчик окончания сборки, установленный

20 в корпусе устройства прижима и соединенный с системой управления, а датчик вертикального перемещения выполнен в виде сопла, размещенного во

вторгм стержне, и заслонки, установленной 8 захвате; при этом на втором стержне и захвате жестко установлены соединенные при помощи штырей и подпружиненные между собой пластины, а в одной из губок захвата выполнено сопло, соединенное, как и сопло . датчика вертикального перемещения, с .полостями трехлинейного распределителя, сообщенного с поршневой полостью устройства прижима а сопло в датчик вертикального перемещения сообщено

с электропневмопреобразователем.микровыключаталь которого соединен с системой управления.

На чертеже изображена конструктивная схема устройства

Устройство закреплено на руке 1 робота или сборочного автомата с помощью прижимающего устройства 2, содержащего поршень 3 со штоком и пружину Ц. Шток поршня 3 жестко соединен с корпусом 5, внутри которого установлено электромагнитное задающее уст.ройство 6 с якорем 7, закрепленным на стержне 8, несущем заслонку 9 и соединенным пружиной 10 обратной связи со стержнем 11. В корпусе 5 установлен сопловой аппарат 12 и с возмох ност ью перемещения блок 13 цилиндров с поршнями при этом блок 13 цилиндров взаимодействует со стержнем 11 с помощью шарового шарнира 15. На стержне 11 закреплены датчик вертикального перемещения и захват 16 с губками 17 и их приводом 18. Датчик вертикального перемещения представляет собой две подпружиненные пластины 19, 20, жестко закрепленные на стержне 11 и в захвате 16. При этом пластины 19, 20 соединены с помощью штырей 21, нижни концом жестко закрепленных в пластине 20 и снабженных буртиком 22 на верхнем конце, а в стержне 11 выполнено сопло 23 с каналом подвода среды и в захвате 16 установлена на резьбе заслонка 24.

В одной из губок 17 захвата 16 выполнено сопло 25, соединенное трубопроводом 26 с трехлинейным распределителем 27 и каналом 28 подвода среды. Собираемая деталь 29 (вал) поступает в захват 16 из бункера (на чертеже не показан) по желобу (лотку) 30. Канал подвода среды к соплу 23 соединен с электропневмопреобразователем 31 с микровыключателем, электрически связанным с системой

управления 32 робота или манипулятора. С ней же связаны электрома1- нитное задающее устройство 6 и привод 18. В прижимайщем устройстве 2 установлен датчик 33 окончания сборки (например, концевой выключатель), взаимодействующий с поршнем 3.

Устройство работает следующим образом.

Робот или манипулятор перемещает устройство в зону ориентирования, имеющую обычно форму круга, диаметр которого в 10-100 раз больше зазора между собираемыми деталями 29, 3.В зоне ориентирования находится зона посадки, т.е. зона, в которой сбо|эка деталей З, 29 вообще возможна. Она имеет форму круга с диаметром, рарным величине зазора между деталями 29, находится внутри зоны ориентирования.

Деталь З (втулка) перемещается транспортирующим устройством (на чертеже не показано) и также приходит в зону ориентирования.

Соответствующие датчики на транспортирующем устройстве выдают сигнал системе управления 32, а по ее команде отсекател,ь бункера выдает . деталь 29, поступающую по желобу 30, в захват 16, а привод 18 приводит в движение губки 17. Захват 16 фиксирует деталь. При этом она перекрывает сопло 25, сброс среды (сжатого воздуха) в атмосферу прекращается , и возрастает давление в канале 26 и под поршнем распределителя 27. Г1оршень распределителя 27, сжимая пружину, перемещается вверх и открывает доступ среде в поршневую камеру прижимающего устройства 2. Поршень со штоком 3, сжимая пружину Ц, перемещаются вниз, и деталь 29 с заранее рассчитанным усилием прижимается к детали 3. При этом пластина 19 приближается к пластине 20 до перекрытия сопла 23 заслонкой 2k, Ь зависимости от установки заслонки 2k определяются усилие прижима Детали 29 и ход датчика вертикального перемещения. После перекрытия сопла 23 возрастает давление в электропневмопреобразователе 31 и в соответствующей полости распределителя 27, поршень которого опускается, перекрывает доступ среды под давлением в устройство прижима 2о Однако он не опускается до конца и не сообщает устройство прижима 2 со сливом (это обеспечивается за счет того, что p,aвneн.я среды,подаваемые в сопла 23 и 25, различны по величине, или подбором пружины и площадей поршня распределителя 27).При этом срабатывает микровыкЛючатель электропневмопреобразователя 31, и система управления 32 начинает выдавать соответствующие сигналы электромагнитному задающему устройству 6. Начинается -операция ориентирования (поиска).

Величина и форма сигналов опредепяюг характер траектории движения детали 29 в зоне ориентирования. В.соответствии с величиной и формой пода- is

ваемых сигналов якорь 7 притягивается к полюсам электромагнитного задающего устройства 6. При этом стержень 8 отклоняется от нейтрального положения, а вместе с ним и заслонка 9 соплового аппарата 2, и вследствие изменения зазоров между его соплами и заслонкой 9 в соответствуюи их полостях блока цилиндров t3 давление среды увеличивается или уменьшается, а т«к. поршни Н постоянно упираются в корпус 5i блок цилиндров 13 и связанный с ним шаровым шарниром 15 стержень 11 перемещаются и отслеживают движение заслонкой 9 и, следовательно,яко-зо ря 7. Но блок цилиндров 13 перемещается в сторону, противоположную перемещению стермня В, пока усилие,создаваемое перемещающимся вместе с блоком цилиндров 13 стержнем 11 и передавае-jj мое через пружину обратной связи 10 на стержень 8, не станет равным усилию, воздействующему на якорь 7 и, следовательно, стержень 8 со стороны эпектромагнитного задающего устройства 6. 40 Создаваемые усилия складываются и компенсируют друг друга. Таким образом, траектория перемещения стержня 11, захва,та 16 и детали 29 в зоне ориентирования идентична перемещениям яко В момент, когда траектория движения детали 29 попадает в зону посадки, деталь 29 и захват 16 получают возмо хность вертикального перемещения, т.е. деталь 29 входит в отверстие детали при этом пластина 20 тоже перемещается вниз, заслонка 2 открывает сопло 23, и давление в полости электропневмопреобразователя 31 падает, его микровыключатель срабатывает и выдает системе управления 32. сигнал о попадании детали 29 в от верстие детали З, т.е. отверстие най

дено, и система управления 32 прекращает изменение сигналов на электромагнитном задающем устройстве 6. Операция ориентирования закончена, при этом сигнал на электромагнитном задающем устройстве 6 перестает изменяться и остается таким, каким он был к началу вертикального перемещения детали 29. С открытием сопла 23 падает давление среды и над поршнем распределителя 27 и он, перемещаясь вверх, вновь открывает среде доступ в поршневую камеру прижимающего устройства 2. Поршень со штоком 3 переция посадки детали 29. Однако, как правило, собираемые детали 29, 3 имеют угловой перекос осей, поэтому при малом зазоре между ними при посадке происходит заклинивание и,следовательно, возникает действующее на стержень 11 усилие, перпендикулярное его оси и оси детали 29.

Деталь 29, захват 16 и стержень 11 отклоняются от вертикального положения, но при этом через пружину обратной связи 10 стержень 11 отклоняет и стержень 8 с заслонкой 9, изменяя зазоры между ней и соплами мещаются вниз. Осуществляется операсоплового аппарата 12„ Изменение зазоров в сопловом аппарате 12 приводит к перемещению блока цилиндров 13, а вместе с ним стержней 11 и 8, захвата 16 и детали 29 Перемещение детали 29 происходит до тех пор, пока ось ее не совместится с осью детали З. Под действием усилия прижима происходит дальнейшее вертикальное перемещение детали 29. Р этом сопло 23 открыто, поршень распределителя 27 находится в верхнем положении, и давление среды поступает в поршневую полость прижимающего устройства 2. Если снова возникнет заклинивание, устройство вновь совмещает оси деталей 29,3. ч/ л л -о I. I Положение датчика окончания сборки 33 выбирают таким образом, что он контактирует с поршнем 3 тогда, когда деталь 29 полностью встанет на место в детали 3. Сборка закончена. По сигналу с выключателя 33, а затем и системы управления 32 привод 18 приводит в движение губки 17 захвата 16, они освобождают деталь 29, сопло 25 открывается, поршень распределителя 27 перемещается вниз, поршневая полость прижимающего устройства 2 соединяется со сливом (атмосферой), и под действием пружины Ц все устройство возвращается в исходное положение о Цикл завершен Использование предлагаемого устройства позволит получить значитель ный технико-экономический эффект технологического процесса сборки и, следовательно, повышению надежности работы автоматических сборочных линий в цепом. Формула изобретения Устройство для сборки деталей, установленное на руке робота с помощью прижима в виде пневмоцилиндра с поршнем, шток которого жестко соединен с корпусом, в котором уста новлено электромагнитное задающее устройство, соединенное с системой управления, сопловой аппарат, блок цилиндров и стержень с якорем и заслонкой, соединенный пружиной обр ной связи с вторым стержнем, на котором через датчики вертикального перемещения закреплен захват с губками и приводом, соединенным с сист мой управления, отличающее с я тем, что, с целью повышения ег 8 надежности, в устройство введены трехлинейный распределитель, электропневмопреобразоватеяь с микровыключателем и датчик окончания сборки, установленный в корпусе прижима и соединенный с системой управления, а датчик вертикального перемещения выполнен в виде сопла, размещенного во втором стержне, и заслонки, установленной в захвате, при этом на втором стержне и захвате жестко установлены соединенные при помощи штырей и подпружиненные между собой пластины, а в одной из губок захвата выполнено сопло, соединенное, как и сопло датчика вертикального перемещения, с полостями трехлинейного распределителя, связанного каналом с поршневой полостью прижима, при этом сопло в датчике вертикального перемещения сообщено с электропневмопреобразоватёлем, микровыключатель которого соединен с системой управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № ,кл. .В 23 Р 19/02, 1971. 2,Авторское свидетельстве СССР flo заявке N 2703291/25-08, кл. В 23 Р 19/02, 1978 (прототип).