Устройство для сборки

 

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

rs» 4 В 23 Р 19/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ торой свободно установлено на валу и несет диск, на котором установлена подпружиненная собачка, предназначенная для взаимодействия с упором, расположенным на корпусе, и храповым колесом с одним пазом, жестко связанным с валом, при этом контрольный механизм содержит установленный на корпусе круговой потенциометр, вал которого связан с храповым колесом, и два переключателя, первый из которых установлен на корпусе и предназначен для взаимодействия с "-убчатой рейкой, а второй установлен в захвате, при этом потенциометр соединен с двумя входами усилителя непосредственно и через элемент памяти, связанный с первым переключателем, выход усилителя соединен через первый элемент И с элементом ИЛИ, к второму входу которого подключен второй элемент И, соединенный через второй переключатель с источником питания,а выход элемента ИЛИИ свободные входы элементов И предназначены для подключения к блоку управления.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3633668/25-08 (22) 13.06.83 (46) 23.08.86. Бюл. М- 3 1 (71) Научно-исследовательский и конструкторско -технологический инстИ.тут теплоэнергетического приборостроения (72) В.В. Тишанков О.Н. Вертоградов

А,А. Скородумов, В.Г. Бобарыкин и В.А. Яхимович (53) 621.92(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 874301 „ кл. В 23 P 19/06, 1979. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРКИ многоэлементных, изделий с С-образными пружинами, включающее блок управления, корпус с валом, механизм упругой деформации пружины с приводом и упором и захват, подпружиненный относительно вала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности сборки, устройство снабжено контрольным механизмом, а механизм упругой деформации пружины выполнен в виде связанной с приводом зубчатореечной передачи, зубчатое колесо ко„„SU „„1252107 А 1

1252107

Изобретение относится к автоматизации сборочных работ в шиностроении и приборостроении и может бьггь использовано в сборочных линиях в качестве автоматического сборочного устройства для сборки многоэлементных иэделий с С-образными пружинами.

Целью изобретения является повышение надежности автоматической сборки иэделий путем одновременного контроля течения технологического процесса сборки, который осуществляется за счет анализа проворота одной детали.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 — вид Л на фиг. 1; на фиг. 3 — состав собираемогo объекта сборки; на фиг. 4 собираемое изделие в сборе; на фиг. 5 — разрез Б-Б на фиг. 4; на фиг. 6 — разрез В-В на фиг. 5 (последовательность положений с.обираемых деталей); на фиг. 7 — 61IoK-ñõåìà предлагаемого устройства сборки; на фиг. 8 — временнь1е диаграммы работы устройства сборки.

Устройство смонтировано на плите 1. В корпусе 2 на подшипниках установлен вал 3. Внизу на вяпу 3 имеется захват 4, поджимаемый пружиной 5 и иМеюпрш возможность осевого перемещения по валу 3 и шпонке 6.

Наружная боковая поверхность 7 захвата выполнена цилиндрической формы с тремя зубьями 8, выступающими няд ней. Захват 4 имеет переключатель 9, соединенный с рычагом 10 пружиной 11.

Регулировка усилия пружины 5 осуществляется зяжимной втулкой 12.

На валу 3 с помощью шпонки 13 и гайки закреплено храповое колесо 14 с пазом 15 на своей боковой поверхности. Кроме того, храповое колесо

14 соединено муфтой 16 с осью потенциометра 17 и двумя штифтами. Винт закрепляет потенциометр 17 на кронштейне 18 стойки 19. Зубчатое колесо 20 свободно установлено на валу 3, вращается в стакане 21 и зацеплено с рейкой 22, соединенной со штоком

23 пневмоцилиндра 24 (фиг. 2) . Пневмоцилиндр 24 расположен в кронштейне 25. Зубчатое колесо 20 несет неподвижно закрепленный диск 26, на котором установлена на оси 27 собачка 28, подпружиненная пружиной 29, взаимодействующая с храповым колесом

14 и неподвижным упором 30, располо35

45 женным на корпусе. Блок 31 контроля установлен на плите 1 и соединен разъемом (не показан) с потенциометром 17, разъемом 32 и переключателем 33, находящимся на кронштейне 34. Переключатель 33 включается от взаимодействия с кронштейном 35, закрепленным на рейке 22, во втянутом положении штока 23 пневмоцилиндра. Четырьмя отверстиями 36 сборочное устройство крепится к манипулятору (не показан). Крепление элементов устройства осуществляется гайкой 37, штифтами 38 и винтом 39.

Собираемое изделие (фиг. 3) состоит из крышки 40, в которую последовательно вставляются пружина 4 1, кольцо 42 и колпачок 43. Крышка 40 имеет две бобышки 44 с перпендикулярными ее дну боковыми поверхностями и две бобышки 45 с плавным переходом поверхности дна н одну ее боковую поверхность. Пружиня 41 устанавливается в крышку тяк, что одна ее отогнутая лапка упирается в бобышку 44, другая — в бобышку 45. Верхний край пружины 41 выступает над бобышкой 45 на величину л (фиг. 6). В крышке выполнена центрирующая втулка 46 (фиг. 4), на которую устанавливается колпачок 43, имеющий на нижней поверхности зуб 47, а внутри — зуб 48.

Сборка изделия проводится, например, на спутниковой сборочной лишш.

На фиг. 6 представлены последовательные положения зуба 47, бобышки

45 и пружины 41. В положениях а,8 колпачок 43 вращается захватом

4»од действием пневмоцилиндра 24 по часовой стрелке. В положении ч кол11 пачку представляется свобода вращения, в положении е он под действием силы сжатой пружины 41 вращается против часовой стрелки и зубом 47 зарерживается на бобышке 45.

На потенциометр 17 подается напряжение F „„(фиг. 7) . Напряжение U c движка 49 потенциометра поступает в память 50 и усилитель 51. Память 50 фиксирует его экстремальную величину.

Информация памяти стирается контактом 52 реле 53, управляемого контактом 54 переключателя 33 (фиг. 1), установленного на корпусе. Напряжение

U< с памяти поступает на второй неи нв ертир ующий вход усилителя 5 1 . В нем происходит вычитание напряжения

1252107 из напряжения У„памяти и усиление их ра э ности до величины U

Из напряжения U, формирвоатель 55, например триггер Шмитта, образует прямоугольный импульс 0 . Инвертор

НЕ 56 инвертирует У в напряжение У

На вход схемы И 57 логического умножения поступают напряжения U< и Б

Сигнал U опроса выдается блоком 58 управления сборочной линии. В случае логического совпадения напряжений

U4 и U> на выходе схемы И 57 появляется напряжение Б, указывающее на появление брака в сборке. Напряжение

U, поступает с контактов 59 переклю- 5 чателя 9 (фиг. 1), установленного в захнате 4, на вход схемы И 50 логического умножения. На второй вход этой схемы поступает сигнал И 8 опроса с блока 58 управления. При ло- N гическом совпадении напряжений U u

U q на выходе схемы И 60 появляется напряжение U, извещающее о браке в сборке. Логическим сумматором ИЛИ 6 1 напряжения U и У преобразуются в напряжение U„.

На временных диаграммах работы предлагаемого сборочного устройства (фиг. 8) X — движение рейки 22, Ч вЂ” угол поворота захвата 4, а напряжения U,-Ь,, U„ соответствуют обозначениям блок-схемы фиг. 7.

Сборочное устройство работает следующим образом.

В исходно;- состоянии шток 23 (фиг. 1 и 2) пневмоцилиндра 24 втянут. Рейка 22 находится в крайнем левом положении. Собачка 28 находит,— ся в пазу 15 храпового колеса 14. 40

Захнат 4 расположен над колпачком

43 и его рычаг 10 находится над зубом 48. Положение захвата 4, соответствующее этому исходному положению храпового колеса 14, принимает- 45 ся за нулевое. Потенциометр 17 наодится в нулевом положении. Переключатель 33 замкнут кронштейном 35, замкнут контакт 54 (фиг. 7), реле 53 включено и контактом 52 стирает хра- 50 нящуюся в памяти 50 информацию. Переключатель 9 разомкнут — разомкнут контакт 59. Напряжения U,U и 0 -U о

1О равны нулю, напряжение U, — положительной величины на отрезке 0- а 55 (фиг. 8) . Крышка 40 закреплена неподвижно в спутнике сборочной линии.

Зуб 47 н крышке располагается слева от ее бобышки 45 над замкнутой поверхностью.

После фиксации спутника на позиции сборки колпачка с пружиной в момент а (фиг. 8) захват 4 манипулятором (не показан) опускается вниз и входит внутрь колпачка 43. Зуб 48 давит на рычаг 10 и включает через пружину 11 переключатель 9. Колпачок поджимается сверху захватом 4 под действием пружины 5. Включение переключателя 9 приводит к появлению напряжения U, что свидетельствует о наличии колпачка в собираемом изделии и правильном взаимном расположении его зубьев 47 и 48 (фиг. 4 и 5) в исходном положении. На первом этапе работы устройстна для сборки подается сжатый воздух в пневмоцилиндр 24 (фиг. 1 и 2) и шток 23 выдвигается.

Рейка 22 двигается вправо. Зубчатое колесо 20 и диск 26 вращаются по часовой стрелке. Собачка 28, упираясь в паэ 15 храпового колеса 14, поворачивает его и вместе с ним через шпонку 13 вал 3. В начале движения рейки 22 переключатель 33 выключается, обесточинается реле 53 (фиг. 7), контакт 52 которого размыкается. Память 50 готова к работе.

Координаты у, рейки -22, угла поворота захвата 4 и напряжение U с вы1 хода потенциометра 17 возрастают на отрезке а — 6 (фиг. 8) .

Захват 4, упираясь зубом 8 в край зуба 48 (фиг. 4), поворачивает колпачок 43 по часовой стрелке из исход, ного положения (фиг. 6, положение а ).

Зуб 47, двигаясь на боковой наклонной стороне бобышки 45, поднимает вверх колпачок 43 и захват 4 (фиг. 6, положения 8 и 6) .

В положении Ь колпачок 43 и захват 4 поднимаются на полную высоту бобышки 45 и зуб 47 соприкасается с пружиной 4 1. В положении г "зуб 47, сжимая пружину, отодвигает ее левый конец вправо и соскакивает нниз с бобышки 45.

Возрастающее напряжение U (фиг.7)

1 с потенциометра 17 поступает непосредственно на инвертируемый вход усилителя 51 и память 50. Выходное напряжение U„ ïàìÿòè 50, равное напряжению

U,, поступает на неинвертируемый вход усилителя 51. Его выходное напряжение U, =U„-U, на отрезке а - 6 (фиг.8) равно нулю.

1252107

Поворот вала 3, а вместе с ним захвата 4, оси потенциометра 17 и колпачка 43 происходит до момента касания собачкой 28 втулки 30. Здесь собачка, поворачиваясь вокруг оси 27 против часовой стрелки, выходит из паз 15 храпового колеса 14. Валу 3 предоставляется свобода вращения (фиг. 8, момент S и фиг. 6, положение q). !

О

На втором этапе шток 23 и рейка 22 в крайнем правом положении неподвижны.

Координата 4 рейки постоянна на отрезке 6 — д (фиг. 8). Сжатая пружина 4 1 собираемого изделия (фиг. 6, 15 положение g ), воздействуя на зуб 47, поворачивает колпачок назад против часовой стрелки. Вместе с ним поворачивается против часовой стрелки захват 4, вал 3 и ось потенциометра .17, 2О

Координата у угла поворота захвата уменьшается — уменьшается напряжение

U< потенциометра 17. Так как память

50 фиксиочет экстремальную величину

V, то с уменьшением напряжения выходное напряжение U íå меняется.

При этом на входе усилителя 51 появляется разностное напряжение П„-U,, которое усиливается им в напряжение положительной полярности. Форми — ЗО

2 рователь 55 (фиг. 7) формирует положительное напряжение U которое переводит выходное нап,>яжение U4 инвертора НЕ 56 в "0". На отрезке

В - 3 (фиг. 8) блоком 58 управления (фиг. 7) выдается сигнал опроса U „.

Оба напряжения U4 и U5 поступают в схему И 57. В данном случае напряжение U нулевой величины, поэтому напряжения U и V, на выходах схем 4О

И 57 и ИЛИ 61 отсутствуют.

Как только зуб 47 (фиг. 6, положение и фиг. 8, момент с ) касается бобышки 45 неподвижной крышки 40, дальнейший поворот колпачка 43 под 45 действием пружины 4 1 прекращается.

На отрезке C — d (фиг. 8) координата

4 угла поворота захвата 4 и напряжение U, потенциометра 17 не меняются.

На третьем этапе работы устройства в момент d (фиг. 8) в пневмоцилчндр 24 подается сжатый воздух на обратный ход. Шток 23 и рейка 22 двигаются назад влево. Зубчатое колесо 20, диск 26 вращаются против ча- 55 совой стрелки. Собачка 28 отходит от втулки 30, поворачивается вокруг оси 28 под действием пружины 29.

Голонка собачки упирается в боковую поверхность храпового колеса 14 и скользит по ней. Сила трения между ними значительно меньше силы трения захвата 4 о колпачок 43, поэтому вал 3, захват 4 и колпачок 43 неподвижны. Координата х рейки 22 уменьшается, координата С угла поворота захвата 4 и выходное нагряжение UI ïîòåíöèîìåòðà 17 не меняются на отрезке d — е (фиг. 8). Выходные напряжения U усилителя 51 и U

2 3 формирователя 55 положительной величины, напряжения U u U равны нулю.

/ I

В момент е совпадения паза 15 храпового колеса 14 28 собачка западает в этот паэ и поворачивает за собой храповое колесо 14, вместе с ним вал 3, захват 4 и ось потенциометра 17 к исходному положению. На отрезке е — j (фиг. 8) происходит проворот захвата 4 относительно неподвижного колпачка 43. При этом координаты х рейки 22 и угла поворота захвата 4 приходят к нулевым ис ходньlM положениям, а напряжение U, потенциометра 17 спадает до нуля. В момент f (фиг. 8) рычаг 10 соскакивает с зуба 48 и через пружину 11 (фиг. 1) ньключается переключатель 9. Контакт 59 (llпг. 7) размыкается и напряжение U на входе ! схемы И 60 становится нулевым. kka отрезке à — 2 (фиг. 8) с блока 58 управления поступает на другni вход схемы И 60 положительный сиг нал

U опроса. При напряжениях U, и U выходное напряжение V> < хемы И 60 и напряжение UÄ Hd E bo:àäå схемы

ИЛИ 61 равны нулю.

В момент (фиг. 8) шток 23 пневмоцилиндра 24 возвращается в исходное положение и кронштейн 35 нажимает на переключатель 33.

Контакт 54 (фиг. 7), замыкаясь, включает реле 53, которое контактом 52 выключает память 50 (стирает информацию памяти). При этом напряжения на выходе усилителя 51 u U фор— мирователя 55 становятся нулевыми, напряжение U — положительной величины. На этом заканчивается сборка колпачка с пружиной и крышкой. Захват

4 выходит из колпачка 43 вверх под действием манипулятора (Hp- показан).

Спутник с собранным изделием уходит с позиции сборки и на его место приходит следующий.

1252107

При сборке колпачка с пружиной возможен брак. Зуб 47 (фиг. 6) не зацепляет левый конец пружины 4 1, а проходит поверх ее. Это возможно по многим причинам, например уступ а 5 (фиг. 6) закрыт деформированным кольцом 42 или он мал по причине брака в крышке или пружине. В этом случае колпачок занимает в конце первого этапа сборки положение - (фиг. 6) беэ пружины и остается в этом положении. Левый конец пружины 4 1 не отходит от бобышки 45. Этот случай работы устройства сборки представлен отрезком

" —,(ôèã. 8). На первом этапе (отрезке11 -j) сборки устройство работает аналогично описанному. Координаты х, ррееййкки и 2222, u угла поворота захвата 4 возрастают, напряжение U, растет по величине, напряжение V равно нулю. В момент j выхода собачки 28 из паза 15 колпачок 43 неподвижен (не вращается назад против часовой стрелки). Поэтому на втором этапе (отрезок J — К) координаты К рейки 22 и Ч1 угла поворота захвата 4 постоянны. Напряжение U потенциометра 17

1 не меняется, выходное напряжение U усилителя 51 остается нулевым. Нулевое напряжение U формирователя 55 не изменяет напряжение U< положительной полярности на выходе инвертора

НЕ 56, поступающее далее на вход схемы И 57. С приходом сигнала U onpo5 са из блока 58 управления на вход 3g схемы И 57 н, ее выходе появляется напряжение U вызывающее на выходе схемы ИЛИ 61 напряжение U . По сигналу U блок 58 управления подает команду на выгрузку оракованного иэ- 40 делия с линии. После прекращения действия сигнала U опроса выходное напряжение U схемы И 57 и напряже6 ние U схемы ИЛИ 61 становятся нулевыми.

На третьем этапе при возвращении рейки 22 назад в исходное положение собачка 28 сразу без скольжения по боковой поверхности храпового колеса 14 западает в паз 15 и поворачива- 50 ет храповое колесо, а вместе с ним вал 3, захват 4 и колпачок 43 назад против часовой стрелки. С момента

К (фиг. 8) координаты Х рейки 22 и

Ч угла поворота захвата 4 уменьша- 55 ются .

Уменьшается напряжение U потен1 циометра, что приводит к воэникновению разности U„--U, на входе усилителя 51 и напряжения U положительной полярности на его выходе. При этом появляется напряжение V, на выходе формирователя 55. Напряжение U, с выхода инвертора НЕ 56 с момента (фиг. 8) становится нулевым. Напряжения U и 01 равны нулю.

К концу третьего этапа эуб 47 колпачка 43 упирается в бобышку 45.

При дальнейшем повороте вала 3 захват 4 проворачивается относительно уже неподвижного колпачка 43. Рычаг..10 выходит из-под воздействия зуба 48 и через пружину 11 выключается переключатель 9 (фиг. 8, момент().

Контакт 59 размыкается. При нулевом напряжении U на выходах схем И 60 и КПИ 6 1 напряжения U и U, соответственно равны нулю. Придя в исходное положение, рейка 22 включает переключатель 33, который своим контактом 54 включает реле 53. Контакт

52 последнего выключает память 50, стирая имеющуюся в ней информацию.

Напряжения U на выходе усилителя 51 и U на выходе формирователя 55 становятся нулевыми (фиг. 8, момент1,), напряжение 04 инвертора НЕ 56 иэ нулевого переходит в положительное значение. При контроле сборки пружины одновременно осуществляется контроль наличия колпачка в крышке. Отсутствие колпачка равнозначно отсутствию пружины или ее невзведению.

Вторым видом брака является переход зубом 47 (фиг. 3 и фиг. 6) бобышки 45 в конце третьего этапа, бобышка 45 не останавливает вращение колпачка 43 под действием пружины 41.

Это возможно, например, в случае сколов зуба 47 и бобышки 45. наличия овальности или облоя на боковой поверхности втулки 46. Последний вид брака приводит к недоходу колпачка при его установке в крышку.

Определение данного брака представлено отрезком n -W (фиг. S). На отрезках 11 --р первого этапа сборки, P--q второго этапа и q --r первой части третьего этапа устройство сборки работает аналогично описанному ва отрезках о -Ь, b -с — d, d — е (фиг. 8) .

В момент 1" колпачок 43 не останавливается на бобышке 45, а двигается вместе с захватом 4. Координаты х рейки 22, У угла поворота захвата 4 и напряжение U, потенциометЪ

1252107

Фиг.1 ра 17 уменьшаются. Напряжения U, U„ и U, — положительной величины, напряжение U„нулевое. В момент (фиг. 8) не происходит выключение переключателя 9 (фиг. 1) и контакт 59 (фиг. 7) не размыкается, напряжение

U < охраняется положительной величит ны. На отрезке — < (фиг. 8) из блока 58 управления поступает сигнал

U> îïðîñà. Совпадение двух напряжений U, и U на входе схемы И 60 (фиг. 7) вызывает появление на ее выходе напряжения U и на выходе схе3 мы ИЛИ 61 напряжения U,„, сообщающего о браке в данной сборке. Напряже1 ние U.„далее поступает в блок 58 управления.

Кроме двух описанных видов брака в сборке колпачка с пружиной возможен следующий брак: отсутствие пружины, колпачок не проворачивается на крышке под действием собственной пружины (перелом пружины, заусенцы на пружине). Данные виды брака опре о деляются устройством сборки.

Применение автоматического устройства для сборки колпачка с пружиной и крышкой с одновременным контролем качества сборки позволяет повысить

1 надежность сборки.

1252107 ю б -Ю

41

125?107

1252101

Составитель В. Тишанкон

Те:;ред В.Кадар

Редактор И. Шулла

Корректор С. Шекмар

Заказ 4569/15

Тираж 1001

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4