Сборочное устройство - SU781005A1

Код документа: SU781005A1

Чертежи

Описание

Сборочное устройство относится к средствам автоматизации механосборочных- операций и может быть использовано в машиностроении и других отраслях техники.

Известно сборочное устройство, содержащее привод малых перемещений с базовым приспособлением, имеющим датчики положения, и программный блок i .

Недостатком известного устройства является то, что оно непригодно для сборки крупных деталей с мелкими, а также непригодно для сборки деталей , не имеквдих форму цилиндра.

Цель предлагаемого изобретения расширение функциональных возможностей устройства.

Цель достигается тем, что оно снабжено манипулятором со средствами регулировки положения его механической руки и датчиками перемещения последней , блоком памяти и коррелятором , причем входы всех датчиков соединены с блоком памяти, выход которого связан со входом коррелятора, а выходы последнего соединены с программным блоком и с датчиками перемещения руки манипулятора.

Сущность йзобретен ия поясняется чертежами, Где На фиг.1 изображена принципиальная схема устройства;

5 на фиг.2 - приводы перемещений собираемых деталей в исходном положении; на.фиг.3 - вид по стрелке А на фиг.2; на фиг.4 - схема фиксированных положений выходного злемента при«h вода малых перемещений; на фиг. 5 пример размещения привода малых перемещений на манипуляторе для автоматизации сборки крупных изделий.

Сборочное устройство содержит привод 1 малых перемещений,например

15 двухкоординатный, программный блок 2, блок 3 памяти и коррелятор 4 (фиг.1). Кроме того, в схему устройства включены датчики 5 и б (фиг.1 и 2). Элементы 1-6 схемы соединены электричес20 кими 7-12 и пневматическими 13 каналами , как показано на фиг.1. Привод 1 малых перемещений снабжен хвостовиком 14, например цилиндрической формы , входящим в соответствующее от25 верстие, например неподвижного злемента 15 сборочного устройства. В эле-. мент15 запрессован палец 16, удерживающий привод 1 малых перемещений от разворота вокруг оси хвостовика 14.

Хвостовик 14 выполнен заодно с-осно ваниём 17 привода 1 малых перемёщёг ний7 йё1 кОтором 3аК4)ёппеяы пневмоf зv r з enк , например четыре сильфона 18 - 21 (занумерованы по разному в целях удобства описания работаустройства ) . Внутренние полости сильфоHQB 18-21 через отв.ерстия в основан1аи 17 и пневмоканалы 13 соединены с выходом программного блока 2. Торцы сильфонов 18-21 находятся в- контакте с двумя парами пружин 22-25, например пластинчатых. Пружины 22 и 23Уййеющие возможность, изгибаться в

напр авлёнйй X, НИЖНИМИ концами закреплены нарамке 26, а верхними соеди нёнМ й выходным элементом привода малых перемещений прямоугольной шгайтинрй 27. Пружины 25 и 24, способные

й йбатЁс) В напр авйении у, закрепле-Йй нижними концами на рамке 26, а

верхними - на колпаке 28, установленном на основании 17. В верхней части колпака 28 установлены изолирующие втулки 29, BROTOpae ввинчены упорыконтакты 30. Упоры 30 соединены каналами 10 с блоком 3 памяти.. Мёаду торцами упоров 30 и пластиной 27 в исходном положении привода 1 малых перемещений выставлены, например, одинаковые зазоры а, между торцами основания 17 и элемента 15 выставлен зазор с. При этом основание 17 опирается на пружину 31, а датчик 5, закрепленный в элементе 15, не чувствует наличия основания 17. На фиксаторах 32 и на верхней плоскости пластины 27 забазирована одна из собираемых деталей, например втулка 33. Пластина 27 с фиксаторами 3.2, например коническими , представляет собой базовое приспособление привода малых перемеще1ЙиЙ для базирований; втулдк 33.

вторая собираемая ддёталь Г напрймер вал 34 удерживается захватом маНип лят6р а1 35 . ИсхсГдное положение руки манипулятора 35 (вала 34) опреде ЖяёТся положением регулируемыхупоров 36 по каждой из координат, например по X, у, Z, для манипуляторов,

прЪграммируемых по упорам, и положениями прйвОдоё для других типов. манипуляторов . Датчик б установлен так, , что он срабатывает rtpH ходе вниз (в направлении - z) руки манипулятора 35 Ж Шлйчйну, достаточную для полного сопряжения собираемых деталей ЗЗ и 34. В ЙСХОДЙ6М положении оси

ббпряГгаемых поверхностей собираемых

йВТОМатически деталей 33 и 34 смещены на величину б засчет погрешностей геометрии и ба;эирования. При ЭтомОбь отверстия втулки 33 находится в положении 37 (фиг.4). Прй пбдаче сжатого воздуха в сильфом 18 пружины 22 и 23 изгибаются, пл&стина 27

(а с нею и втулка 33) ;пер ёмещается

t Направлении х на ход а до упора 30 и ось отверстия втулки 33 ойазывается в положении 38 (фиг.4). Аналогично , пои очередной подаче сжатого воздуха в сильфоны 19-21 ось отверстия втулки 33 занимает соответственно положения 39-41. Если сжатый воздух с подается одновременно в два соседних сильфона 18 и 20,20 и 19,19 и 21,21 и 18, ось отверстия втулки 33 занимает положения 42,43,44 и 45 соответственно , отстоящие от положения 37 на а У2.При данной конструкции привода . 1 малых перемещений базовое приспособление с одной из собираемых деталей, например с 33, могут занимать девять фиксированных положений: 37-45.

5 Сборочное устройство работает следующим образом.

Из положения, показанного на фиг.2, вал 34 перемещается манипулятором 35 вниз в направлении z .

0 Если исходное смещение б меньше допустимого исходного смещения сопрягаемых поверхностей деталей 33 и 34, произойдёт их сопряжение.

При этом пружины 22-25 играют

с рбЛ4 компенсаторов поперечных смещений и базовое приспособление привода 1 малых перемещений может смещаться Из положения 37 в направлениях tx и J:y в фазах относительного ори ентированйя и сопряжения за счет

0 работы прйводов манипулятора 35.

В конце процесса сопряжения датчик 6 отметит приход мйнипулят,ора 35 в нижнее положение, а датчик 5 - пребывание основания 17 привода 1 малых

5 перемещений в исходном положении (вверху). Сигналы с датчиков 5 и б по каналам 7 и 8 соответственно поступают Б блок 3 памяти. В тот же блок по каналу 10 поступают сигна0 ли от упорбв-контактов 30. Блок 3 запоминает положение базового приспособления привода 1 малых перемещений , пр1 ведшёе к удачному сопряжению , отсутствие электрических

f контактов между упорами 30 и базовым приспособлением привода 1 малых перемещений различается блоком 3, как положение базового приспособления привода 1 малых перемещений в точке 37. Если исходное смещение б

0 собираемых деталей больше допустимого , то вал 34 начнет давить на втулку 33, а через Мее на основание 17 и пружину 31. При этЪм пружина 31 сжимается, и размер с уменьшается относительно Своего исходного

значения. При некотором значении размера с.срабатывает датчик 5, включая через канал 9 программный блок 2, который начинает подавать сжатый

л воЭдух по каналам 13 в сильфоны 1821 в определенной последова;тельнос Tk и на определенное время, т.. ё.

программньпй блок 2 вырабатывает программу перемещений привода 1 малых перемещений с деталью 33 относительно детали 34. Допустим, исходная программа перемещений такова, что ось отверстия детали 33 перемещается по точкам 37-38-42-40-43-39-44-41-45-38 т.е. обходит все положения по часовой стрелке с задержками или без задержек на каждом из них.

При этом происходит изменение смещения б как по величине так и по знаку (по направлению). В некоторый момент , например когда базовое приспособление привода 1 малых перемещений находится в положении 43, произойдет сопряжение деталей 33 и 34. После этого привод 1 малых перемещений с

деталью 33 под действием пружины 31

вернутся в исходное положение (вверх датчик 5 по каналу 9 сообщит об этом в программный блок 2, прерывая про должение программы перемещений привода 1 малых перемещений. Одновременно , по каналам 10 в блок памяти 3, а оттуда в коррелятор 4 поступает сигнал от упоров - контактов 30 о положении базы привода 1 малых перемещений , приведшем к успешному сопряжению . Сопряжение оканчивается, как .описано выше, при поступлении сигналов от датчика 5 о том, что основание 17 поднято вверх и от датчика б о том, что манипулятбр 35 пришел в положение окончания сопряжения После этого собранный узел удаляется с пластины 27 привода 1 малых перемещений манипулятором 35. А следующий цикл начинается с подачи очередных ориентированных собираемых деталей 33 и 34 на пластину 27 и в захват манипулятора 35 соответственно. Если сопряжения не произойдет (это также запоминается блоком 3 памяти), то несобранные детали 33 и 34 удаляются в брак.

На протяжении заданного числа циклов , например двадцати, коррелятор 4 производит статическую обработку зависимостей числа успешно проведенных операций сборки от положений базового приспособления привода 1 малых перемещений и решает з.адачу оптимизации процесса сборки по критерию производительности. Алгоритм решения таков:идеальным, не требующим вмешательства коррелятора 4, считается процесс, в котором процент собираемости равен ста (т.е. бракованных , неосуществленных сборок нет) и все сопряжения произошли при нахождении привода 1 малых перемещений в исходном положении 37. Если процент собираемости равен ста, но в выборке подвергнутой статистической обработке , распределение собираемости по положениям базового приспособления привода 1 малых перемещений приходится на часть граничащих друг с другом положений, например поровну (25% случаев) на точки 37,39,43 и 44 (фиг. 4), то коррелятор 4 по ка,напу

12 изменяет программу программного блока 2. В измененной программе перемещений привода 1 малых перемощений положения. Дающие наибольшую вероятность сборки, обходятся первыми, например в последовательности 37,43,39, 44,41,45,38,42,40.Этим минимизируется время относительного ориентирования и сопряжения, а в итоге оптимизируется процесс сборки по критерию производительности. Если исходo ное положение 37 привода 1 малых перемещений не попадает S число точек наибольшей вероятности сборки, то в программе перемещений изменяется даже исходное положение привода I малых

5 перемещений. Если вероятность сборки распределена по положениям привода 1 неравномерно,: например в положении 37 вероятность составляет 40%, в положении 40 - 30%, в положений 43 - 20%/ а в положений 39 - 5%,

0 то программа обхода этих точек приводом 1 малых перемещений составляется в последовательности убывания вероятности - 37,40,43,39 и т.д.

Если точки наибольшей вероятности сборки сгруппированы на краю поля положений привода 1 ма.лых перемещений , например положения 43,39 и 44, йо процент собираемости мень0 ше ста, коррелятор 4 кроме изменения программы программному блоку 2 выдает сигнал на регулировку положений упоров 36.

В этом случае очевидна необходи5 мость центрирования точек наибольшей вероятности сборки в поле положений 37-45 привода 1 малых перемещений .

Если упоры 36 снабжены приводами, то их подналадка -осуществляется авто0 матически. В противном случае сигнал с коррелятора 4 подается на любое средство отобрахсения информации с указанием направления и величины поднал-адки, которая осуществляется

5 человеком (наладчиком, оператором). Если точки наибольшей вероятности сборки распределены по полю положений 37-45 привода 1 малых перемещений приблизительно равномерно, а

0 процент собираемости меньше ста, то блок 4 выдает сигнал наладчику на увеличение хода а базы привода 1 малых перемещений, чем повышается процент собираемости и оптимизирует5 ся процесс сборки по критерию производительности . При необходимости автоматизации сборки крупных изделий, например станков,привод 1 малых перемещений помещается на руке манипулятора 35, как это показано на

0 фиг-5 (меясду захватом 46 для присоединя .емой детали 34 и рукой).При этом базовая тяжелая деталь 33 остается неподвижной в течение нескольких ци:клов сборки. С использованием в приводе 1 малых перемещений иных видов пружин, например стержневых, и измегм;ениём расположени; двигателей появляется возможность осуществления поисковых движений по,трем и более координатам для сборки особо сложных деталей, например с несколькими сопрягаемыми поверхностями.

Формула изобретения .

Сборочное устройство, содержащее привод малых перемещений с базовым приспособлением имеющим датчики положения, и пррграк&1ный блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с

целью расширения функциональных возможностей , оно снабжено манипулятором со средствами регулировки положения его механической руки и датчиками перемещения последней, блоком памяти и коррелятором, причем входы всех датчиков соединены с блоком памяти, выход которого связан со входом коррелятора , а выходы последнего соединены с программным блоком и с датчиками перемещения руки манипулятора . .

Источники информации, ;принятые во внимание при экспертизе

1. Авторскбе свидетельство СССР 15 1 334036, кл. В 23 Р 19/00, 1970.