Сборочное устройство

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскик Соцнапнстнческнк Республик(51)м. Кл.В 23 Р 19/00 В 23 Р 21/00осуаарстеениый комитет СССР лЬ Аелам изобретеиий и открытий(54) СБОРОЧНОЕ УСТРОЙСТВО Сборочное устройство относится к средствам автоматизации механосбо; рочных 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 )1).Недостатком известного устройства является то, что оно непригодно для сборки крупных деталей с мелкими, а также непригодно для сборки деталей, не имеющих форму цилиндра.Цель предлагаемого иэобретения - 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 изобретения поясняется/чертежами, где на фиг.1 изображена принципиальная схема устройства;на фиг.2 - приводы перемещений собираемых деталей в исходном положении; на, фиг.З - вид по стрелке А на фиг.2; на фиг.4 - схема фиксированных положений выходного элемента при О вода малых перемещений; на фиг. 5пример размещения привода малых неремещений на манипуляторе для автоматизации сборки крупных изделий.Сборочное устройство содержит привод 1 малых перемещений,например двухкоординатный, программный блок 2, блок 3 памяти и коррелятор 4 (фиг.1), Кроме того, в схему устройства включены датчики 5 и 6 (Фиг.1 и 2). Элементы 1-6 схемы соединены электрическими 7-12 и пневматическими 13 каналамн, как показано на фиг,1. Привод 1 малых перемещений снабжен хвостовиком 14, например цилиндрической формы, входящим в соответствующее отверстие, например неподвижного элемента 15 сборочного устройства, В элемент 15 запрессован палец 16, удерживающий привод 1 малых перемещений от разворота вокруг оси хвостовнка 14,Хвостовик 14 выполнен заодно с.основанйем 17 привода 1 малых перемеще " ний, йа котбрбм эаКрепЛейы-пневмодвигатели, например четыре сильфона18 - 21 (занумерованы по разному вцелях удобства описания работы"уст-ройства). Внутренние полости сильфонов 18-21 через отверстия в основании 17 и пневмоканалы 13 соединеныс выходом программного блока 2. Торцы сильфонов 18-21 находятся в контакте с двумя парами пружин 22-25,например пластинчатых, Пружины 22 и23; "Имеющие воэмбжность.изгибаться в" "йаправлениих, нижнйми концами закреплены на рамке 26, а верхними соединены"с"выхбдным элементом привода малых перемещений прямоугольнбй гластиной 27. Пружины 25 и 24, способныейэгибатьбя"в"-направлении у, закрепле нынижними концами на рамке 26, аверхними - на колпаке 28, установленном на основании 17. В верхней частиколпака 28 установлены иэолйрующиевтулки 29; вкоторые ввинчены упорыконтакты 30. Упоры 30 соединены каналами 10 с блоком 3 памяти.,Между торцами упоров 30 и пластиной 27 в исходном положении привода 1 малых пе-ремещений 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 плоскбсти пластины 27 забазирована одна из собираемыхдеталей, например втулка 33. Пластина 27 с фиксаторами 32, например коническими, представляет собой базовоеприспособяение приводамалых перемещвйий для базирования втулок 33.Вторая собираемая деталь, йапри-мер вал 34 удерживается захватом манипулятора 35. Исходное положение ру" ки манипулятора 35 (вала 34) опреде" ляется"-пбложением регулируемыхупоров 36 по каждой иэ кобрдинат, напрймер по х, у, -г, дляманййуляторов, ": "программируемых по упорам, и положениямиприводов для других типов манипуляторов, Датчик 6 установлен так,что он срабатывает при ходе вниз (внаправлении - г) руки манипулятора"35 на"величину, достаточную для полного сопряжения собираемых деталей33 и 34. В йсхбдйом положении осиСопрягаемых поверхностей собираемых -"автоматически деталей 33 и 34 смещены на величину б за счет погрешностей йх геометрии и базирования. При-этом "ось отверстия втулки 33 находится в положении 37 (фиг.4). Приподаче сжатого воздуха в сильфон 1.8 пружины 22 и 23 изгибаются, пластина 27(а с нею и втулка 33)-перемещается"вйаправлении х на ход а до упора 30иось отверстия втулки 33 оказывается в положении 38 (фиг.4). Аналогично, пои очередной подаче сжатого воздуха в сильфоны 19-21 ось отверстиявтулки 33 занимает соответственноположения 39-41. Если сжатый воздух5 подается одновременно в два соседнихсильфона 18 и 20,20 и 19,19 и 21,21и 18, ось отверстия втулки 33 занимает положения 42,43,44 и 45 соответственно, отстоящие от положения 37иа а П,При данной конструкции привода,1 малых перемещений базовое приспособление с одной изсобираемыхдеталей, например с 33, могут занимать девять фиксированных положений:37-45.15 сборочное устройство работаетследующим образом.Из положения, показанного нафиг.2, вал 34 перемещается манипулятором 35 вниз в направлении г 20 Если исходное смещение б меньше допустимого исходного смещения сопряга-емых поверхностей деталей 33 и 34,произойдет их сопряжение.При этом пружины 22-25 играютроль компенсаторов поперечных смещений и базовое приспособление привода 1 малых перемещений может смещатьсй иэ положения 37 в направлениях+х и +у в фазах относительного ориентирования и сопряжения эа счет ЗО работы приводов манипулятора 35,В конце процесса сопряжения датчик ботметит приход манипулятора 35 внйжнее положение, а датчик 5 - пребывание основания 17 привода 1 малыхперемещений в исходном положении(вверху), Сигналы с датчиков 5 и бпо каналам 7 и 8 соответственно поступают в блок 3 памяти. В тот жеблок по каналу 10 поступают сигна лы от упоров-контактов 30. Блок 3запоминает положение базового приспособления привода 1 малых перемещений; приведшее к удачному сопряжению, Отсутствие электрических 4 контактов между упорами 30 и базовым приспоооблением привода 1 малыхперемещений различается блоком 3,как положенйе базового приспособления привода 1 малых перемещений вточке 37. Если исходное смещение бсобираемых деталей больше допустимого, то вал 34 начнет давить навтулку 33, а через нее на основание17 и пружину 31. При этом пружина31 сжимается, и размер с уменьшает 55 ся"относительно своего исходногозначения. При некотором значении размера с срабатывает датчик 5, включаячерез канал 9 программный блок 2,который начинает подавать сжатыйвоздух по кайалам 13 в сильфоны 1821 в определенной последовательнос" тии на"определенное время, те.программный блок 2 вырабатывает программу перемещений привода 1 малыхперемещений 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 приспо-. собление 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 31вернутся в исходное положение (вверх)датчик 5 по каналу 9 сообщит об этомв программный блок 2, прерывая про должение программы перемещений при- вода 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 манипулятор 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 (этотакже запоминается блоком 3 памяти),то несобранные детали 33 и 34 удаляются в брак,На протяжении заданного числа циклов, например двадцати, коррелятор4 прочзводит статическую обработкузависимостей числа успешно проведенных операций сборки от положенийбазового приспособления привода 1малых перемещений и решает задачуоптимизации процесса сборки по критерию производительности. Алгоритмрешения 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 процентсобираемости 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 каналу12 изменяет программу программногоблока 2. В измененной программе перемещений привода 1 малых перемещенийположения, дающие наибольшую вероятность сборки, обходятся первыми, например в последовательности 37,43,39,4441,45,38,42,40.Этим минимизируется время относительного ориентирования и сопряжения, а в итоге оптимизируется процесс сборки по критерию производительности. Если исходное положение 37 привода 1 малых перемещений не попадает в число точекнаибольшей вероятности сборки, то впрограмме перемещений изменяется даже исходное положение привода 1 малыхперемещений. Если вероятность сборки распределена по положениям привода 1 неравномерно, например в положении 37 вероятность составляет40, в положении 40 - 30, в положе 20 нии 43 - 20 а в положении 39 - 5,то программа обхода этих точек приводом 1 малых перемещений составляется в последовательности убываниявероятности - 37,40,43,39 и т.д.Если точки наибольшей вероятности сборки сгруппированы на краю поля положений привода 1 малых перемещений, например положения 43,39и 44, но процент собираемости меньЗО ше ста, коррелятор 4 кроме изменения программы программному блоку 2выдает сигнал на регулировку положений упоров Зб,В ЭтоМ случае очевидна необходи 35 мость центрирования точек наиболь 4 О 45 50 55 60 шей вероятности сборки в поле положений 37 - 45 привода 1 малых перемещений.Если упоры 36 снабжены приводами, то их подналадка осуществляется автоматическиВ противном случае сигнал с коррелятора 4 подается на любое средство отображения информации с укаэанием направления и величины подналадки, которая осуществляется чеповеком (наладчиком, оператором) . Если точки наибольшей вероятности сборки распределены по полю положений 37-45 привода 1 малых перемещений приблизительно, равномерно, а процент собираемости меньше ста, то блок 4 выдает сигнал наладчику на увеличение хода а базы привода 1 малых перемещений, чем повышается процент собираемости и оптимизируется 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 Фиг.5 (между захватом 4 б для присоединяемой детали 34 и рукой),При этомбазовая тяжелая деталь 33 остаетсянеподвижной в течение нескольких ци. -клов сборки. С использованием в приводе 1 малых перемещений иных видов .пружин, например стержневых, и изменением расположения двигателей появляется возможность осуществления по- ИСКОВЫХ движеннй по,трем И более координатам для сборки особо сложных деталей, например с несколькими сопрягаемйми поверхностями.формула изобретенияСборочное устройетво, содержащеепривод малых перемещений с. базовымприспособлением, имеющим датчикиположения, и програюеый блок, о т -л и ч а в 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.Йсточники инФормация,;принятые во внимание при экспертизе 1. Авторскбе свидетельство СССР 15 ф 334036, кл. В 23 Р 19/00, 1970,екрасо Реда р В.Да орректор Л.Иванодписное ака митета СССРоткрытийая наб., д.4 и 8039/10 ВНИИП по 113035, Составитель Н.ко Техред И. досталТираж 1160Государственногоделам изобретенийМосква, Ж, Рауш ПП "Патент", г,ужгород, ул,Проектная,4