Устройство для управления сборочным модулем

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК ЯО 1171751 05 В 11/00(5 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСК СВИДЕТЕЛЬСТ 4-2 Бюл. У 29цов и В,А,Николаевский ордена Трудовогени политехническийВ.В.Куйбышева8.8) ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(21) (22) (46) (72) (71) Крас инст 3710262 11.03.8 07.08.8 П,Г,Кра Куйбыше ного Знам итут им,62-50(0(56) Авторское свидетельство ССС В 466975, кл. В. 23 Р 19/08, 1974Авторское свидетельство СССР 9 410911, кл.,В 23 Р 19/04, 1971(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯСБОРОЧНЫМ МОДУЛЕМ, содержащее толкатель, датчик усилия и механизмзажима детали, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышениянадежности устройства, оно содержиусилитель и последовательно соединенные датчик перемещения, функцио.нальный преобразователь, сумматори исполнительный привод, связанныйс механизмом зажима детали, а выходдатчика усилия через усилитель подключен к второму входу сумматора.20 Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании устройств, предназначенных для сборки деталей типа валотверстие, 5Цель изобретения - повышение надежности устройства.На чертеже представлена конструкция и функциональный состав сборочного модуля. 10Устройство содержит кулачки 1, обойму 2, кольцевые пружины 3, гайку 4, проушину 5, палец 6, охватываемую деталь 7, пружину 8, корпус 9, толка- тель 10, датчик 11 перемещения, 15 шкалу 12 отсчета, функциональный преобразователь 13, сумматор 14, исполнительный привод 15, датчик 16 усилия, усилитель 17, охватывающую деталь 18.Устройство работает следующим образом.Предварительно, при наладке устройства, устанавливается положение нулевой точки отсчета на шкале 12, 25 Для этого осуществляется осевое перемещение детали 7 с помощью толкателя 10 до тех пор, пока левый торец детали 7 не оказывается расположенным в плоскости, проходящей через левые торцы кулачков 1. В,дальнейшем считается, что положению, которое в указанных условиях занимает толкатель 10, соответствует нулевая точка отсчета на шкале 12. Одно" З 5 временно в этих же условиях устанавливается начальная величина радиального зазора между захватом, образованным кулачками 1, и деталью 7. Начальный зазор выбирается из условия свободного перемещения детали 7 внутри захвата для случая, когда последняя имеет максимальный положительный допуск по диаметру. Затем с помощью толкателя 10 осуществляется 45 перемещение охватываемой детали 7 для ее совмещения с охватывающей деталью 18. При этом имеет место изменение углового положения оси детали 7 относительно оси детали 18. 5 О Это объясняется тем, что по мере выхода детали 7 за пределы захвата, образованного кулачками 1, длина оставшейся внутри захвата части детали 7 уменьшается, и при неизмен" 55 ной величине радиального зазора увеличивается опрокидывание детали , т.е. увеличивается ошибка относительного расположения осей сопрягаемых деталей 7 и 18. Поскольку указанная ошибка превышает допустимую величину, возникает необходимость ее компенсации. Последняя может быть осуществлена путем уменьшения радиального зазора между захватом и деталью 7.Для этого необходимо с помощью исполнительного привода 15, связанного с пальцем 6, приложить усилие к проушине 5 и сообщить поворот гайке 4, В результате происходит осевое перемещение (вправо) обоймы 2, кулачки 1 сжимаются, опрокидывание детали 7 уменьшается, и угол поворота ее оси восстанавливается до допустимого значения. Чтобы при сборке деталей 7 и 18 автоматически выполнить такую компенсацию ошибки относительного расположения их осей, необходимо осуществить управление величиной диаметра захвата, образованного кулачками 1, в функции осевого перемещения детали 7, по следующей зависимости, установленной аналитическим путем;й+ 1 Чгде Р - диаметр захвата;й - диаметрдетали 7;1 - длина детали 7;- предельно допустимый по условиям сборки угол рассогласования между осями деталей7 и 18,е - осевое перемещение детали 7в направлении детали 18,отсчитываемое от левых торцов кулачков 1 и определяемое показаниямидатчика 11 перемещений толкателя 10.Поскольку величина диаметра захваг та(2)где К - общий коэффициент передачиисполнительного привода 15 и механизма зажима детали 7,Ч - управляющее напряжение навходе исполнительного привода 15,то, приравнивая правые части равенств (1) и (2), нетрудно установить связь между координатой положения толкателя 10 и величиной управляющего сигнала, который надо подать на вход исполнительного привода 15, чтобы компенсировать возникшую при движении толкателя 10 и детали 7 ошибкуотносительного расположения осейдеталей 7 и 18: д+ 2 Ч(3) Указанная зависимость реализуется в электрической форме с помощью Функционального преобразователя 13, на вход которого подается сигнал с датчика 11 перемещений толкателя 10, 1 О а с выхода снимается напряжение, поступающее затем через сумматор 14 на вход исполнительного привода 15. При этом, как видно из равенства (3), численное значение точки 15 пересечения статической характеристики функционального преобразователя 13 с осью ординат определяется вырай+ 2 Ужением 1 1 , а.наклон характе 1 +У 20 ристики - отношением в . Наладка расУ1 ссматриваемого устройства заканчивается выбором величины зоны нечувствительности усилителя 17, которая при нимается равной величине электрического сигнала, снимаемого с датчика 16 усилия и соответствующего предельно допустимому сборочному усилию, не вызывающему механических поврежде-З 0 ний собираемых деталей 7 и 18 в зоне их контакта. По окончании предварительной наладки устройства оно подготовлено к выполнению сборки дета-лей 7 и 18.Сборка осуществляется следующимобразом.После того, как деталь установлена на исходную позицию, подается команда на толкатель 10, который на чинает движение и перемещает деталь 7, Вследствие указанных причин перемещение детали 7 сопровождаетсяизменением положения ее оси относительно оси детали 18. Однако одно временно на выходе датчика 11 изменяется сигнал, поступающий на Функциональный преобразователь 13. Это вызывает изменение сигнала на выходе Функционального преобразователя 50.13, подключенного через сумматор 14 к исполнительному приводу 15. Последний через палец 6 передает усилиена проушину 5, что приводит к повороту гайки 4. Происходит осевое пере мещение обоймы 2, сжатие кулачков1, уменьшение диаметра захвата и выравнивание детали 7 относительно оси детали 18. Процесс корректировки величины диаметра захвата, а, следовательно, и радиального зазора (за счет сжатия кулачков 1) в функции положения толкателя 10 идет непрерывно вплоть до соприкосновения деталей 7 и 18. В результате чего относительный поворот осей деталей 7 и 18 не превьппает предельно допустимого значения, а радиальное смещение осей деталей 7 и .18 в плоскости., вписывающей входной контур детали 18, не превышает ширину фаски детали 7.Таким образом, деталь 7 совмещается с отверстием детали 18. Наличие направляющего элемента (фаски) облегчает вхождение детали 7 в отверстие детали 18 под действием сборочного усилия со стороны толкателя 10. Поскольку в результате корректировки положения детали 7 непосредственно перед ее вводом в отверстие детали 18 обеспечивается требуемая по условиям технологии сборки взаимная ориентация этих деталей 7 и 18, то сборочное усилие не превышает предельно допустимого значения. В этих условиях сигнал с выхода датчика 16 усилия не превышает величины зоны нечувствительности усилителя 17, и сигнал на выходе последнего равен нулю. Однако, на тот случай, если в результате действия случайных факторов (например, перекоса базовой поверхности вместе с деталью 18) нарушаются требуемые условия сборки и сборочное усилие превышает допустимое значение, в устройстве предусмотрены специальные меры защиты, позволяющие исключить возможность заклинивания детали 7 или механических повреждений сопрягаемых поверхностей деталей 7 и 18. Такая защита имеет особенно важное значение при сборке прецизионных деталей. Это осуществляется следующим образом.Если сборочное усилие превьппает допустимое значение, то на выходе датчика 16 усилия возникает сигнал, величина которого больше зоны нечувствительности усилителя 17. Последний выходит на линейный участок своей характеристики, и на выходе усилителя 17 появляется сигнал, поступающий на один из входов сумматора 14, При этом полярность указанного1171751 Составитель Е,ПолитовРедактор Н.Бобкова Техред Ж.Кастелевнч Корректор В,Бутяга Тираж 863 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д. 4/5Заказ 4861/39 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 сигнала противоположна полярностисигнала, поступающего с функциональ.ного преобразователя 13 на другойвход сумматора 14. В результате сиг.нал на выходе сумматора 14, являющийся управляющим сигналом для исполнительного привода 15, уменьшается. Это приводит к перемещениюисполнительного привора 15 в обратную сторону и выз 43 дг осевое перемещение вправо кулачков 1 под действием пружины 8 и их разжатие поддействием кольцевых пружин 3. Поскольку левая часть детали уже вошлав отверстие детали 18, а ее правая часть после раэжатия кулачков 1получает возможность радиальногоперемещения внутри захвата, то поддействием реакции со стороны детали18 деталь 7 разворачивается и занимает положение, при котором исключается возможность заклиниванияили механических повреждений. При 10 этом разжатие кулачков 1 идет дотех пор, пока сборочное усйлие неуменьшится до допустимого значения,т.е. пока сигнал на выходе усилителя17 не становится равным нулю. Послесовмещения деталей 7 и 18 процесссборки заканчивается.