Устройство для сборки охватываемой и охватывающей деталей типа вал-втулка
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) А!14 В 23 P 19/02
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
L ". I (21) 3515628/25-27 (22) 29.!1.82 (46) 07, 10.87. Бюл. N - 37 (71) Научно-производственное объединение покомплексному технологическому проектированию станкостроительных предприятий "Оргстанкинпром и МВТУ им. Н.Э.Баумана (72) А.Г.Бабаскин, В.M.Похмельных, В.А.Серенко и Ю.С.Фролов (53) 658.515 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
9 778990, кл. В 23 P !9/02, !978.
Авторское свидетельство СССР
М - 217291, кл. B 23 P 19/04, 1966. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛ СБОРКИ ОХВАТЫВАЕМОЙ И ОХВАТЫВАЮЩЕЙ ДЕТАЛЕЙ ТИПА ВАЛ-ВТУЛКА, содержащее смонтированные на станине силовой запрессовывающий элемент и связанный с ним стол для установки охватываемой детали, блоки регистрации положения охватывающей и охватываемой деталей, механизм ориентирования охватываемой детали относительно охватывающей и связанное с ним захватное устройство для захвата охватываемой детали, о тлич а ющ е е с я тем, что, с целью повышения качества сборки и повышения надежности устройства, блок регистрации положения охватывающей детали выполнен в виде оправки со смонтированными в.ней индуктивными преобразователями с подвижными щупами и по меньшей мере тремя датчиками, каждый из которых выполнен в виде каретки с установленными в ней двумя измерительными рычагами, расположенными в плоскости, проходящей через ось запрессовки, причем один из рычагов установлен на корпусе индуктивного преобразователя, а другой — на его щупе, блок регистрации положения охватываемой детали выпблнен в виде установленных на кронштейнах с возможностью возвратно-поступательного перемещения в плоскости, перпендикулярной оси запрессовки, по меньшеймере трех датчиков в виде ползушек со смонтированными на них регулируемыми по длине щупами и индуктивными преобразователями с подвижными щупами, причем упомянутые регулируемые щупы и щупы индуктивных преобразователей размещены в плоскости соответствующей пары измерительных рычагов, Е механизм ориентирования охватываемой детали относительно охватывающей вы- MУ полнен в виде двух параллельных плит, соединенных стержневыми магнитно стрикционными опорами и установленных с возможностью перемещений — регулируемого вдоль оси запрессовки и свободного в плоскости, перпендикулярной оси запрессовки.
2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что. блок регистрации положения охватывающей де тали снабжен приводом -фиксации измерительных рычагов, выполненным в виде электромагнита, связанного через смонтированные на оправке тяги с индуктивными преобразователями.
3. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что каждый кронштейн блока регистрации положения охватываемой детали снабжен уравновешивателями и установлен с возможностью поворота.в плоскости, перпендикулярной оси запрессовки.
1215255
4. Устройство по и. 1, о т л и— ч d ющ е е с я тем, что каждый кронштейн блока регистрации положения охватываемой детали снабжен ограничителем хода, ползушки, выполненным в
Изобретение относится к механосборочному производству, а именно, к технологическому оборудованию, предназначенному для сборки запрессовкой деталей типа вал-втулка.
Известно устройство для сборки деталей, содержащее смонтированные на станине силовой запрессовывающий элемент, захватное устройство для захвата охватываемой детали, блок регистрации положения охватываемой детали и механизм ориентирования охватываемой детали относительно охватывающей.
Недостатком устройства является обязательность силового воздействия на деталь при ее ориентировании, что недопустимо для прецизионных деталей.
Наиболее близким к изобретению является устройство для сборки деталей типа вал-втулка, содержащее смонтированные на станине силовой запрессовывающий элемент, захватное устройство для захвата охватываемой детали, стол для установки охватывающей детали, блоки регистрации положения охватывающей и охватываемой деталей и механизм ориентирования охватываемой детали относительно охватывающей.
Блок регистрации положения охватываемой детали измеряет радиальное и угловое положение оси поверхности детали.
Блок регистрации положения охватывающей детали измеряет ее торцовое положение и радиальное положение оси сопрягаемой поверхности.
Недостатками такого устройства является то, что не измеряется угло-вое положение оси сопрягаемой поверхности охватывающей детали, сравнение углового положения оси сопрягаемой поверхности охватываемой детали производится с положением не реальной охватывающей детали, а с идеальной виде установленной на кронштейне с возможностью регулировки ее положения пластины со стержнем, на торце которого расположен эксцентричный выступ для взаимодействия с ползушкой. деталью, данные о которой введены в суммирующий блок, связанный с блоками регистрации положения охватываемой и охватывающей деталей.
I)
Известное устройство не позволяет производить угловую ориентацию сопрягаемых поверхностей запрессовываемых деталей и не обеспечивает строго прямолинейного перемещения, что приводит к заклиниванию деталей при сборке.
Указанные недостатки снижают качество сборки и надежность устройства.
Целью изобретения является повышение качества сборки и надежности уст ройства.
Для этого в устройстве для сборки охватываемой и охватывающей деталей
2б типа вал-втулка, содержащем смонтированные на станине силовой запрессовывающий элемент и связанный с ним стол для установки охватываемой детали, блоки регистрации положения охва25 тывающей и охватываемой деталей, механизм ориентирования охватываемой детали относительно охватывающей и связанное с ним захватное устройство для захвата охватываемой детали, блок
30 регистрации положения охватывающей детали выполнен в виде оправки со смонтированными в ней индуктивными преобразователями. с подвижными щупами и по меньшей мере тремя датчиками, каждый из которых выполнен в виде каретки с установленными в ней измерительными рычагами, расположенными в плоскости, проходящей через ось запрессовки, причем, один из рычагов
4р установлен на корпусе индуктивного преобразователя, а другой — на его щупе, блок регистрации положения охватываемой детали выполнен в виде установленных на кронштейнах с возмож4 ностью возвратно-поступательного пе12 1 5255 ремещения в плоскости, перпендикулярной оси запрессовки, по меньшей мере, .трех датчиков в виде полэушек со смонтированными на них регулируемыми по длине щупами, и индуктивными преобразователями с подвижными щупами, причем упомянутые регулируемые щупы и щупы индуктивных преобразователей размещены в плоскости соответствующей пары измерительных рычагов, меха- 1О низм ориентирования охватываемой детали относительна охватывающей выполнен в виде двух параллельных плит, соединенных стержневыми магнитнострикционными опорами и установлен- f5 ных с возможностью перемещений: регулируемого,вдоль оси запрессовки и свободного в плоскости, перпендикулярной оси запрессовки.
Кроме того, цель достигается тем, 20 что блок регистрации положения охватывающей детали снабжен приводом фиксации измерительных рычагов, выполненным в виде электромагнита, связанного через смонтированные на оправке 25 тяги с индуктивными преобразователями, каждый кронштейн блока регистрации положения охватываемой детали снабжен уравновешивателем и установлен с возможностью поворота в плос- 30 кости, перпендикулярной оси запрессовки, каждый кронштейн блока регистрации положения охватываемой детали снабжен ограничителем хода ползушки, выполненным в виде установленной на кронштейне с возможностью регулировки ее положения пластины со стержнем, на торце которого расположен эксцентричный выступ для взаимодействия с полэушкой. 40
На фиг. 1 изображено устройство для сборки деталей типа вал-втулка, общий вид, на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — блок регистрации положения охватывающей детали; на 45 фиг. 4 — разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 — разрез В-В на фиг. 3; на фиг. 6 — блок регистрации положения охватываемой детали; на фиг. 7 — разрез Д-Д на фиг. 6; на фиг. 8 — схема 50 устройства автоматическоз.о регулирования положения собираемых:деталей.
Устройство содержит станину, состоящую из основания 1, трех колонн 2, на которых укреплена траверса 3. Ко лонны 2 установлены вокруг зоны сборки и смещены относительно одна другой на 120, оси их строго параллельны оси запрессовки, В основании I станины смонтирован силовой эапрессовывающий элемент — гидроцилиндр 4, шток которого несет гильзу 5, помещенную в направляющих 6 основания I, на которой смонтирован стол 7 для установки охватывающей детали 8.
На траверсе 3 на опорах качения 9 смонтирован механизм IO ориентирования охватываемой детали 11 относительно охватывающей детали 8, выполненный в виде двух параллельных плит 12 и 13, связанных магнитнострикционными опорами 14. К плите 12 подвешено захватное устройство 15 спутника 16 с охватываемой деталью 11.
Механизм ориентирования оснащен механизмом фиксации, выполненным в виде трех равномерно размещенных в расточках фланца траверсы 3 по окружности, ось которой совпадает с осью симметрии плиты 13 и осью запрессовки деталей 8 и 11, арретиров 17, связанных рычажной системой 18 с приводом фиксации 19.
В центральной расточке стола 7 смонтирован блок регистрации положения. охватывающей детали 8, выполненный в виде жестко установленной на основании 1 цилиндрической оправки 20, ось которой посредством регулировочных винтов 21 выставляется до совпадения с осью запрессовки деталей 8 и 11., Внутри оправки 20 размещены три сменных датчика 22, в каретках 23 которых смонтированы индуктивные преобразователи 24 системы "Калибр-223", установленные с воэможностью возвратно-поступательного перемещения в направляющих кареток 23.
Каждый индуктивный преобразователь 24 оснащен кольцом 25, несущим рычаг 26, размещенный в радиальном пазу каретки 23. Подвижный щуп 27 каждого преобразователя 24 несет измерительный рычаг 28, смонтированный в том же радиальном пазу каретки 23.
Расстояние между рычагами 26 и 23 определяется базой измерения.
Оба рычага 26 и 28 каждого из датчиков 22 опираются на закаленные призмы 29, смонтированные в каретках 23, и оснащены пружиной 30, поджимающей рычаги 26 и 28 к призмам 29.
Для поджатия рычагов 26 и 28 к поверхности детали 8 предусмотрена пружина 31.
На оправке 20 смонтирован электромагнит 32, связанный тягами 33, 34, 1215255
35 и 36 с индуктивными преобразователями 24.
В зоне сборки на колоннах 2 смонтированы три блока 37 регистрации положения охватываемой детали 11.
Каждый из блоков 37 выполнен в виде кронштейна 38, несущего ползушку 39, установленную с возможностью возвратно-поступательного движения на опорах 40 качения и подпружинен- 10 ную относительно кронштейна 38. На ползушке 39 смонтированы регулируемый щуп 41 и индуктивный преобразователь 42; имеющий подвижный щуп 43.
На кронштейне 38 установлен электро- 15 магнит 44, воздействующий на ползушку 39 через рычаги 45. Для регулировки положения ползушки 39 относительно кронштейна 38 в пазу последнего помещен ограничитель хода 46, смон- 20 тированный в пластине 47, в сквозных пазах которой размещены винты 48, фиксирующие пластину 47 на кронштейне 38. На конце ограничителя 46, выполненного в виде стержня, предусмотрен эксцентричный выступ 49, разме щенный в пазу ползушки 39.
Кронштейн 38 посредством винта 50 закреплен на поворотной втулке 51, 1 смонтированной на колонне 2 с фикса- 30 цией от осевого смещения при помощи опорной втулки 52, на которой укреплена державка 53, несущая упор .54 фиксации углового положения блока регистрации 37 в пространстве таким об- 35 разом, чтобы плоскость, проходящая через измерительные наконечники щупов 41, 43, совпала с осью запрессовки и плоскостью соответствующей пары измерительных рычагов 26, 28. Для вы- 40 вода блока регистрации положения охватываемой детали 37 из зоны сборки на державке 53 смонтирован пневмоцилиндр 55, а для обеспечения равномерности прилегания втулки 50 к притер- 45 той опорной поверхности колонны 2 и компенсации веса блока 37, опорная втулка 51 оснащена тарированным грузом 56. ! 50
Устройство автоматического регулирования положения собираемых деталей 8, 11 включает в себя, кроме блока регистрации положения охватываю-, щей детали с тремя сменными датчиками 22 и блоков 37 регистрации положения, охватываемой детали, сумматоры 57, 58 и 59, аналого-цифровой преобразователь 60, блок 61 оптимизации, командное устройство 62, цифроанало-. говый преобразователь 63, блоки управления 64, 65 и 66 магнитнострикционными опорами 14, производящими угловую ориентацию детали 11 относительно детали 8.
Управление исполнительными механизмами устройства 4, 19, 32, 44, 55 осуществляется командным устройством 62 в соответствии с заложенной в нем программой (схема не представлена).
Устройство настраивается следующим образом.
В исходной позиции стол 7 находится в крайнем нижнем положении. Приводом фиксации 19 через рычажную систему 18 арпетиры 17 взведены, благодаря чему плита 13 механизма 10 ориентирования выведена из контакта с опорами 9 качения..Стержневые магнитострикционные опоры 14 отключены от источника напряжения (не чертеже не показан).
Производят настройку датчиков 22 и блоков 37 регистрации положения охватываемой детали по эталону, пред-, ставляющему собой деталь, имеющую соосные эталонные цилиндрические поверхности, внутреннюю и наружную с номинальными диаметром, равным диаметру сопрягаемых поверхностей.
Для настройки датчиков 22 на стол 7 устанавливают эталонное кольцо таким образом, чтобы выступающая головка оправки 20 оказалась в отверстии эталонного кольца. Винтами 21 регулируют положение оправки 20 до совпадения ее оси с осью отверстия эталонного кольца.
По направляющим 67 перемещают ка,ретки 23 до тех пор, пока между их внешней поверхностью и внутренней поверхностью эталона не будет зазор, равный 1 0 0 1 мм, и закрепляют каретки 23 в этом положении винтами 68.
Электромагнитом 32 через тяги 33, 34, 35 и 36, индуктивные преобразователи 24 измерительные рычаги втягиваются в каретку 23. Эталонное кольцо снимается со стола.
Для настройки блоков 37 эталонное кольцо зажимается захватывающим устройством 15, приводом фиксации 19 арретиры 17 отводятся, вводя в контакт с опорами 9 качения плиту 13 механизма 10 ориентирования, пневмоцилиндрами 55 блоки 37 поворачиваются
12) 5255 в зону сборки, винты 48 отпускаются, ограничитель хода 46 вместе с пластиной 47 перемещается в пазу кронштейна 38 до тех пор,.пока щупы 41 и 43 не войдут в соприкосновение с поверх5 ностью эталонного кольца, после чего винты 48 затягивают, фиксируя ограничитель хода 46 на. кронштейне 38.
Поворотом ограничителя хода 46, через эксцентричный выступ 49 ползушка 39 10 выводится вперед на 0,5t0,1 мм, обеспечивая тем самым поджатие щупов к детали Il пружиной. Электромагни- .: том 44 через рычаги 45 ползушка 39 выводится из контакта с эталонным 15 кольцом, а пневмогидроцилиндрами 55 блоки 37 отводятся из зоны сборки, арретиры 17 вводятся в контакт с плитой 13, захватное устройство освобождает эталонное кольцо, которое уда- 20 ляется из зоны сборки;
В этой же последовательности на стол 7 и в захватное устройство 15 устайавливаются эталоны, имеющие строго параллельные образующие внут- 25 ренней и наружной цилиндрических поверхностей, имитирующие поверхности сопряжения. Измерительные рычаги 26 и 28 и щупы 41 и 43 вводятся в рабочее положение и производится под- 30 стройка электронной системы таким образом, чтобы разница в показаниях датчиков равнялась О. После этого блок с датчиками 22 и блоки 37 отводятся из зоны сборки, арретиры 17 взводятся, эталоны убираются. Устр йство готово к работе.
Устройство работает следующим образом.
Рукой робота с загрузочной пози- 40 ции (на чертеже не показано ) деталь 8 устанавливается на столе 7 так, чтобы выступающая головка оправки 20 оказалась в отверстии детали,, 8.
Аналогично спутник 16 вместе с де- 45 талью 11 подается к захватному устройству 15, центрируется и зажимается им. Арретиры 17 опускаются. Блок с датчиками 22 и блоки 37 вводятся в
8 контакт с деталями 8 и II аналогично вышеописанной последовательности.
Происходит измерение положения образующих сопрягаемых поверхностей де.талей 8 и 11.
Сумматоры 57, 58 и 59 производят вычисление величин рассогласования показания блока с датчиками 22 и блоков 37, передают их через аналогоцифровой преобразователь 60, блок оптимизации 61 и командное устройстВо 62 в цифроаналоговый преобразователь 63, который через блоки управления 64, 65 и 66 подает напряжение на магнитнострикционные опоры 14, изменяя угловое положение детали 11 до тех пор, пока не будут достигнуты требуемые величины..
После этого блок с датчиками 22 и блоки 37 отводятся, при этом напряжение с исполнительных"приводов не снимается, дается команда на гидроцилиндр 4, перемещением вверх стола 7 производится сборка деталей 8 и 11.
В случае радиального отклонения деталей, величина которого, благодаря точному позиционированию деталей при установке на стол 7 и в захватное устройство 15, не может превышать величин заходных. фасок сопрягаемых поверхностей деталей 8 и ll последняя ориентируется по детали 8, перемещаясь s горизонтальной плоскости в любом направлении вместе с захватным устройством 15, плитами 12 и 13 на опорах качения 9 по флангу траверсы 3, сохраняя свою угловую ориентацию.
По окончании сборки арретиры 17 взводятся, захватное устройство 15 разжимается, рука робота захватывает собранное изделие вместе со спутником 16, стол. опускается, изделие удаляется из зоны сборки.
Цикл повторяется.
Использование предлагаемого устройства в промышленности позволит повысить точность и .качество сборки и количество собираемых пар.
)215255
А ,«) авиа. 1
1215255 рис. Р
26
1215255
1215?55
Составитель С.Сопочкин
Техред Л.Олейник
Корректор И.г1уска
Редактор Л.Народная
Тираж 974 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 4842
Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
