Автоматическое устройство для установки вала в отверстие

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для сборки деталей типа вал-втулка с использованием роботов.По основному авт. св, М 1007897 известно устройство для автоматической установки вала в отверстие, содержащее механизм захвата одной из собираемых деталей, механизм ее ориентации, имеюшей входной вал, установленный в корпусе механизм перс мещения, механизм фиксации и блок управления с датчиком, причем механизм фиксации выполнен в виде электромагнита и связанного с ним дискового тормоза, механизм перемещения выполнен в виде винтовой передачи, гайка которой жестко соединена с выходным валом механизма ориентации, а механизм ориентации выполнен в виде смонтированного на валу подпружиненного толкателя и плавающей платформы, причем подпружиненный толкатель установлен с возможностью взаимодействия с плавающей платформой, кинематически связанной с механизмом захвата, а якорь электромагнита механизма фиксации соединен с одним из дисков дискового тормоза, второй диск которого связан с корпусом механизма перемещения 1. Однако известное устройство характеризуется невозможностью сборки деталей по переходным посадкам, так как сила, развиваемая приводом руки робота, недостаточна для преодоления трения между деталью-валом и деталью-втулкой; возникающего при сборке.Цель изобретения - расширение технологических возможностей за счет осуществления сборки деталей по переходным посадка м.Поставленная цель достигается тем, что автоматическое устройство для установки вала в отверстие, содержащее механизм захвата одной из собираемых деталей, механизм ее ориентации, имеющий выходной вал, установленный в корпусе механизм перемещения, механизм фиксации и блок управления с датчиком, причем механизм фиксации выполнен в виде электромагнита и связанного с ним дискового тормоза, механизм перемещения выполнен в виде винтовой передачи, гайка которой жестко соединена с выходным валом механизма ориентации, а механизм ориентации выполнен в виде смонтированного на валу подпружиненного тол кателя и плавающей платформы, причем подпружиненный толкатьчь установлен с возможностью взаимодействия с плавающей платформой, кинематически связанной с механизмом захвата, а якорь электромагнита механизма фиксации соединен с одним из дисков дискового тормоза, второй диск которого связан с корпусом механизма перемещения, снабжено электромагнитным сигнально-за прессовочным 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 механизмом, электромагнит которого за. крснлен на плавающей платформе механизма ориентации, а якорь- на плоской пружине механизма захвата, жестко связанной с подвижным упором.При этом механизм ориентации снабжен электромагнитными фиксаторами, установленными на корпусе с возможностью взаимодействия с плавающей платформой.На фиг. 1 дана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - кинематическая схема устройства; на фиг. 3 - механизм ориентации; на фиг. 4 - то же, вид сбоку.Автоматическое устройство для установки вала в отверстие состоит из механизма 1 захвата, сигнально-запрессовочного механизма 2, механизма 3 ориентации, механизма 4 перемещения, механизма 5 фиксации и блока управления (не показан).Механизм захвата состоит из основания 6, к которому крепится электромагнит 7 постоянного тока, якори которого являются продолжением тяг, связанных с рычагами 8 захвата, Последние крепятся на осях, заделанных в основание 6, к которому с противоположной стороны крепится кронштейн 9, являющийся связующим звеном между механизмом 1 захвата и механизмом 3 ориентации.Сигнально-запрессовочный механизм состоит из электромагнита 10, якорь 11 которого закреплен в оправке 12. Последняя через плоскую пружину 13 жестко крепится к ударнику 14. Плоская пружина 13 крепится к основанию 6 механизма 1 захвата. Механизм ориентации включает в себя редукторный двигатель 15, коническую передачу 16, ведомое колесо которой имеет упор 17, где установлен датчик 18. Упор 17 расположен над шарнирно закрепленным на валу 19 голкателем 20, на котором установлен ролик 21. Между упором 17 и толкателем 20 установлена пружина 22. Ролик 2 контактирует с плавающей платформой 23, помещенной в корпус 24, В последнем по периметру установлены подпружиненные шарики 25 и упор 26, ограничивающий качание плавающей платформы до процес са ориентации. В корпусе 24 также закреплены упор 27, ограничивающий опусканйе платформы в процессе ориентации, и упор 28, ограничивающий вращение платформы вокруг своей оси. По периметру корпуса механизма ориентации расположены электромагниты 29, якори 30 которых являются ограничителями колебаний платформы 23 во время работы сигнально-запрессовочного механизма. Наружный конец вала 19 механизма ориентации соединен с гайкой 31 механизма перемещения, который состоит из шагового двигателя 32, цилиндрической передачи, ведомое 33 колесо которойзакреплено на винте 34, установленном в корпусе 35.В корпусе механизма перемещения закреплен вал 36, одна из торцовых поверхностей которого опирается на обойму упорного подшипника 37. Над механизмом перемещения установлен механизм фиксации, выполненный в, виде электромагнита 38, на якоре 39 которого закреплен тормозной диск 40,Работа устройства происходит следующим образом.По команде блока управления, в котором заложен алгоритм процесса сборки, рука робота выводит предназначенную для сборки деталь-вал 4 на сборочную позицию, Затем из блока управления поступают. команды на опускание руки робата, подключение к электромагниту 10 сигналь но-запрессовочного механизма переменного напряжения, а также на подключение напряжения к электромагнитам 29 узла фиксации механизма ориентации. В начале процесса сборки электромагнит 10 сигнальнозапрессовочного механизма работает как индуктивный датчик вертикального перемещения. Рука робота опускает детальвал 41. После контакта последней с деталью- втулкой 42 усилие опускания передается ударнику 14, перемещение которого вызывает уменьшение воздушного зазора электромагнита 1 О. При изменении воздушного зазора происходит изменение напряжения на зажимах сигнальной катушки, которое для блока управления является сигналом для выдачи команд на остановку руки робота, включение датчика 8 и редуктор- ного двигателя 15 механизма ориентации, который через коническую передачу 16 передает движение валу 19. Толкатель 20, поворачиваясь, катит ролик 21 по поверхности плавающей платформы 23, наклоняя ее и связанный с ней механизм захвата. Происходит наклон детали-вала 41 относительно детали-втулки 42. Наклон платформы 23 ограничивает упор 27, Одновременно вращение от вала 19 через гайку 31 передается винту 34 механизма перемещения, который вращается синхронно с толкателем 20. Ролик 21, катясь по поверхности плаваюшей платформы 23, проходит точку наибольшего опускания (точка наибольшего опускания - это точка пересечения линии направления перемешения детали-вала 41 и дуги, которую описывает катяшийся ролик)и проходит немного вперед. Когда ролик катится по поверхности плавающей платформы 23, сигналы с датчика поступают в блок управления. Максимальный сигнал, соответствующий точке наибольшего опускания, после обработки в блоке управления зайоминается запоминаюцим устройством. Через некоторое время после прохождения роликом точки наибольшего опускания с блока управления поступает команда на реверс редукторного двигателя, и ролик катится в другую сторону. Сигналы с датчика поступают в узел сравнения блока управления, где они сравнниваются с сигналом, которыи поступает в узел сравнения из запоминаюшего устройства. В момент равенства сигналов, что соответствует нахождению ролика в точке наибольшего опускания, из блока управления поступают команды на остановку редукторного двигателя 15, выключение датчика и включение электромагнита 38 механизма фиксации, Механизм фиксации тормозным диском 40 осуществляет 15фиксацию системы в данном положении.Блок управления осуществляет преобразование сигнала, соответствующего точке наибольшего опускания, в шаговое напряжение.Это напряжение подается на шаговый двигатель 32 механизма перемещения, который 20 через цилиндрическую передачу 33 передаетдвижение винту 34. От винта движение передается гайке 31, которая жестко связана с механизмом ориентации, который в свою очередь связан с механизмом захвата. Та ким образом гайка 31 осушествляет пере 1мешение детали-вала 41 на величину, соответствующую межцентровому расстоянию между собираемыми деталями. Одновременно из блока управления поступает команда на незначительный подъем руки робота. ЗО Это необходимо для того, чтобы деталь-вал41 смогла переместиться механизмом перемещения на необходимую величину межцентрового расстояния. По команде блока управления включаются датчик 18 и редукторный двигатель 15, который возвра шает толкатель с роликом 21 в исходноеположение; Происходит процесс перемещения плаваюшей платформы 23, а следовательно, и механизма захвата с деталью-валом в горизонтальное положение под действием пружины 22, поджим аюшей рол ик 21, и пружин 43, поджимающих шарики 25, расположенные в корпусе механизма ориентации. Когда платформа занимает горизонтальное положение, деталь-вал возврашается в вертикальное положение, и датчик 45 подает соответствующий сигнал в блокуправления, откуда поступают командына остановку редукторного двигателя, опускание руки робота, подключение к электромагниту 10 сигнально-запрессовочного механизма выСокочастотного напряжения и отключения от электромагнита узла фиксации механизма ориентации напряжения питания. Якори электромагнитов фиксируют плавающую платформу 23 в горизонтальном положении. Рука робота опускает деталь-вал. После контакта последней с деталью-втулкой усилие опускания передается ударнику 14, перемещение которого вызывает уменьшение воздушного зазора вэлектромагните 10. При изменении воздушного зазора происходит изменение напряжения на выходе сигнальной катушки, которое для блока управления является сигналом выдачи команды на отключение от электромагнита 10 сигнально-запрессовочного механизма высокочастотного напряжения и подключение к электромагниту переменного напряжения. Под действием силовых колебаний, создаваемых электромагнитом 10, рука робота производит запрессовку детали-вала в деталь-втулку.Использование предлагаемого изобретения позволит автоматизировать сборку деталей типа вал-втулка, собираемых по переходным посадкам.Составитель Л. Молчанов Редактор С. Лисина Техред И. Верес Корректор В. Гирняк Заказ 2791 ЛЗ Тираж 1037 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4