Способ сборочного ориентирования деталей типа втулки и вала

(56) АвторскоеМ 781005, кл,(57) Использова во в машиностр ке деталей первоначально в емую ступень ва мещение по х электрического втулкой. Это поз ствующие коорд жения сопряга используются сборке. 2 ил. юл. М 9олитехническийов, Е. А, ВоскресП. Петрова и Ю. Лсвидетельство СВ 23 Р 19/00, 198 институтенский, В. А, , ПостниковССРО. ится к машиностроею и может быть исшении вопросов ступенчатых валов с упрощение процесчного ориентироваГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(54) СПОСОБ СБОРОЧНОГО ОРИЕНТИРО ВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ ТИПА ВТУЛКИ И ВАЛА Изобретение относ нию и приборостроени пользовано при р автоматизации сборки втулкой. Цель изобретения са осуществления сбор ния, Поставленная цель достигается тем, что предварительно изолированные ступенчатый вал и втулку непосредственно электричесКи включают в контур управления координатными перемещениями сборочного механизма, свободно с зазором вводят во втулку несопрягаемую ступень вала меньшего диаметра, осуществляют программируемые координатные перемещения по простой, всегда являющейся оптимальной траеКтории, состоящей из хордально направленных отрезков прямых линий, а регистрацию взаимодействия деталей (определение наличия рассогласования в отноСительном положении деталей с последующим его устранением) осуществляют с помощью фиксации момента возникнове 1)5 В 23 Р 19/00, 21/00 ние: сборочное производстоении. Сущность: при сбор- типа втул ки и вала водят во втулку несопрягала и осуществляют ее пере- ордам до возникновения контакта между валом и воляет произвести соответинатные измерения полоемых деталей, которые затем при окончательной ния электрического контакта между деталями,Относительное координатное перемещение деталей осуществляют по программе для системы управления, реализующей способ в соответствии с известным алгоритмом определения координат положения центра отверстия. Возникающий в момент очередного касания электрический сигнал используют как признак для фиксации точки касания, прекращения перемещения, регистрации координаты его положения с последующим расчетом координат положения центра отверстия втулки и величины необходимых координатных перемещений до него. Рассчитанные величины используют для управления приводами, обеспечивающими координатные перемещения и окончательное ориентирование сопрягаемых деталей,Непосредственное электрическое включение деталей, исключающее необходимость использования датчиков и преобразования сигнала информации из одного вида в другой, отсутствие необходимости в оптимизации траектории относительных перемещений деталей, поскольку в способека 10 запоминания значений координат По перемещении(показан опекала запомина- ни она сразу является простой, единственно возможной, а потому и оптимальной, использование несопрягаемой ступени вала меньшего диаметра в качестве измерительного ощупывающего элемента, применение дополнительно к функционирующей системе управления перемещениями контура, включающего блоки целевого назначения, конечным назначением которых является расчет величин установочных координатных перемещений, определяют новизну предлагаемого способа и составляют предмет существенности отличия данного изобретения.На фиг. 1 приведена функциональная схема реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - схема алгоритма известного способа определения координат положения центра окружности отверстия.Устройство, реализующее способ, может представлять собой, например, сборочный автомат, подвижной исполнительный орган 1 которого с закрепленной в нем собираемой деталью 2 (например, валом) совершает координатные перемещения по программе поочередно по направлениям 2, Х и У относительно второй собираемой детали 3 (втулки), закрепленной неподвижно на столе 4, по командам программного блока, например, в виде системы числового программного управления (СЧПУ) 5, выходы которой, осуществляющие передачу управляющей информации для перемещений соответственно по координатам Х и У (выход с управляющей информацией для перемещения по координате 2 напрямую непосредственно соединяется со входом привода по координате 2), через логические элементы 6 (показан один в контуре управления перемещениями по координате Х) подключены ко входам приводов 7 перемещений по координатам Х и У (показан привод для перемещений по координате Х), для чего логические элементы 6 соединены своими входами с соответствующими выходами СЧПУ 5, а выходами с входами приводов 7, специальный же выход СЧПУ 5 с информацией "Конец отработки кадра" соединен ко входу триггера 8, общего для контуров управления по координатам 2 и У, ко второму выходу которого подключена последовательно образованная входная цепь, содержащая источник тока 9, собираемые детали 2 и 3, замыкание которой происходит в момент соприкосновения деталей, выход же триггера 8 соединен со входом логических элементов 6, выходы которых, кроме указанного ранее, соединены еще и с входами бло 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ния значений координаты Х), выходы блоков запоминания координат подключены к входу блока 11 вычисления координат, а его выход, в свою очередь, соединен со входами блока 12 ввода координат, передающего информацию со своего выхода на вход СЧПУ 5,Процедура действий в автомате осуществляется следующим образом.В исходном положении исполнительного органа 1 сборочного станка-автомата собираемые детали 2 и 3 устанавливаются и закрепляются в центрирующих зажимных устройствах стола 4 и манипулятора исполнительного органа 1. По программе для СЧПУ 5 с помощью исполнительных шаговых приводов 7 осуществляется ускоренный подвод и позиционирование вдоль оси 2 измерительной ступени вала 2 в предполагаемом центре 0 внутри отверстия детали 3. Далее перемещением в хордальном направлении, в последний его момент на "ползучей" подаче, последовательно вдоль осей Х и У между точками О А- В- С ОЕ Р 1 ( см, фиг. 2 ), определяется положение центра отверстия втулки 3. Перемещение на " ползучей " подаче в последний момент необходимо для повышения точности позиционирования и определения координат точек А, В, С, О, Е, Р, 1.При соприкосновении стенки отверстия втулки 3(фиг, 1 а) с измерительной ступенью вала 2 через источник тока 9 происходит замыкание входной электрической цепи триггера 8 и возникновение в ней электрического сигнала, приводящего к изменению состояния последнего и появления на его выходе выходного сигнала. Выходной сигнал с триггера 8 поступает на вход логического элемента 6. В результате этого прерывается прохождение импульсов тока от СЧПУ 5 к приводу 7, что обеспечивает прекращение перемещения исполнительного органа 1. В этот момент в блоке запоминания 10 происходит фиксация значения координаты точки касания, то есть одной из точек А, В, Е, О, Н или С. Каждое перемещение между соседними точками задается своим кадром программы.По окончании отработки кадра программы очередного перемещения между следующей парой точексигнал "Конец. отработки кадра", снимаемый с СЧПУ 5, возвращает триггер 8 в исходное состояние, что вновь обеспечивает возможность поступления импульсов тока от СЧПУ 5 на привод 7 и отработку последующих кадров программы,сле осуществления всего цикла измерей в блоке 11 осуществляется вычисление1799711 Формула изобретения оставитель Е,Воскрксенскийехред М.Моргентал Корректор Е.Папп дактор С,Кулакова Тираж Подписноенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 3035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Заказ 1129 ВНИИПИ Госуда водственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 координат положения центра 1 отверстия втулки 2 и величины установочных координатных перемещений для окончательного позиционирования вала относительно втулки, С помощью блока 12 производится ввод рассчитанных значений в СЧПУ 5. После окончания позиционирования вала осуществляется его сборка со втулкой.Испытание способа осуществлялось на фрезерном станке мод, 6520 ФЗ, оснащенным СЧПУ НЗЗ - М. Точность позиционирования ограничивалась только точностью механизма координатных перемещений станка и была соответственно высокой, Это обеспечило возможность сборки вала со втулкой при наличии фаски на сопрягаемых деталях не более 0,1 мм. Последнее важно с той точки зрения, что позволяет осуществлять автоматизацию сборки целого ряда изделий, в конструкциях которых не допускается наличия значительных по величине фасок Способ сборочного ориентирования деталей типа втулки и вала, преимущественно 5 ступенчатой формы, заключающийся впредварительном координировании деталей, определении их взаимного положения путем программного перемещения одной из деталей относительно другой и регистрации 10 соответствующих электрических сигналовпри взаимодействии деталей, а также окончательном координировании по результатам упомянутого определения, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью упрощения, 15 взаимодействие деталей во втулку несопрягаемой ступени вала меньшего диаметра и его соответствующих хордальных перемещений, а регистрацию взаимодействия деталей осуществляют с помощью фиксации 20 моментов возникновения электрическогоконтакта между деталями.