Датчик положения кромки свариваемого изделия

 

1. ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ КРОМКИ СВАРИВАЕМОГО ИЗДЕЛИЯ, содержащий корпус , смонтированные на нем подпружиненные рычаги, связанные с коммутирующим устройством, и контактные элементы , отличающийся тем, что, с целью повышения точности при слежении за стыком путем обеспечения возможности отслеживания за изменением положения свариваемой кромки по второй координате, датчик снабжен двумя шарнирно соединенными под углом рамками, смонтированными с возможностью поворота вокруг закрепленной в корпусе оси, кареткой, расположенной в корпусе с возможностью перемещения вдоль его оси между коммутирующим устройством и контактными элементами, которые вьтолнены в виде роликов, взаимодействующих своими осями с профильными поверхностями каретки, и дополнительным контактным роликом, смонтированным на каретке посредством оси, установленной перпендикулярно осям вращения упомянутых контактных роликов, оси которых установлены в рамках, при этом каждый подпружиненный рычаг установлен с возможностью § взаимодействия одним своим концом с одним из контактных роликов,а другим (Л концом - с коммутируюощм устройством. с 2. Датчик поп.1,отличающ и и с я тем, что профиль поверхносS тей каретки, взаимодействующих с осями контактных роликов, выполнен тангенсоид альным.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ соцИАлистичесних

РЕСПУБЛИН (19) (И) 3(58 23 К 9/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "

И AST0PCH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОсудАРстВенный Комитет СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3539954/25-27 (22) 17.01.83 (46) 23.08.84. Бюл. 1(r 31 (72) Г.П.Кудриченко (71) Запорожский проектно-конструкторский и технологический институт (53) 621.791.039(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 228189, кл. В 23 К 39/10, 18.10.68 (прототип). (54) (57) 1. ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ КРОМКИ

СВАРИВАЕМОГО ИЗДЕЛИЯ, содержащий корпус, смонтированные на нем подпружиненные рычаги, связанные с коммутирующим устройством, и контактные элементы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности при слежении за стыком путем обеспечения возможности отслеживания за изменением положения свариваемой кромки по второй координате, датчик снабжен двумя шарнирно соединенными под углом рамками, смонтированными с возможностью поворота вокруг закрепленной в корпусе оси, кареткой, расположенной в корпусе с возможностью перемещения вдоль его оси между коммутирующим устройством и контактными элементами, которые выполнены в виде роликов, взаимодействующих своими осями с профильными поверхностями каретки, и дополнительным контактным роликом, смонтированным на каретке посредством оси, установленной перпендикулярно осям вращения упомянутых контактных роликов, оси которых установлены в рамках, при этом каждый подпружиненный рычаг установлен с возможностью взаимодействия одним своим концом с одним из контактных роликов,а другим концом — с коммутирующим устройством.

2. Датчик по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что профиль поверхнос- тей каретки, взаимодействующих с осями контактных роликов, выполнен тангенсондальным. !

1109275

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к устройствам для определения положения и отслеживания кромки свариваемого иэделия, и может быть использовано при 5 контактной точечной сварке, например, с помощью промьппленного робота.

Наиболее близким к изобретению является датчик положения кромки свариваемого изделия, содержащий корпус, смонтированйые на нем подпружиненные рычаги, связанные с коммутирующим устройством, контактные элементы Е11.

Недостатком известного датчика является невысокая точность слежения за кромкой из-за невозможности отслеживания за смещением свариваемых кромок в направлении второй координаты.

Целью изобретения является повышение точности при слежении за стыком путем обеспечения возможности отслеживания эа изменением положения свариваемой кромки по второй коорди25 нате.

Поставленная цель достигается тем, что датчик положения и отслеживания кромки свариваемого изделия, содержащий корпус, смонтированные на нем подпружиненные рычаги, связанные с коммутирующим. устройством, и контактные элементы, снабжен двумя шарнир.но соединенными под углом рамками, смонтированными с возможностью поворота вокруг закрепленной в корпусе З5 оси кареткой, расположенной в корпусе с возможностью перемещения вдоль

его оси между коммутирующим устройством и контактными элементами, которые выполнены в ниде роликов, взаимодей- 40 ствующих своими осями с профильными поверхностями каретки и дополнительным контактным роликом, смонтированным на каретке посредством оси, установленной перпендикулярно Осям вра- 45 щения упомянутых контактных роликов, оси которых установлены в рамках, при этой каждый подпружиненный рычаг установлен с возможностью взаимодействия одним своим концом с одним из контактных роликов, а другим концом— с .коммутирующим устройством.

Кроме того, профиль поверхностей каретки, взаимодействующих с осями контактных роликов, выполнен тангенсоидальным.

На фиг.1 изображен датчик, общий вид, на фиг.2 — электрическая схема и таблица выходных сигналов; на фиг.3 — датчик, вид в изометрии.

В корпусе 1, жестко закрепленном на сварочном инструменте, установлены подпружиненные рычаги 2 и 3. Между меньшими плечами рычагов 2 и 3 расположены взаимодействующие с ними контактные ролики 4 и 5, оси которых 6 и 7 установлены в рамках 8 и 9, шарнирно закрепленных нод углом друг к другу на корпусе 1. На противоположных плечах рычагов 2 и 3 установлены постоянные магниты 10 и 11. Дополнительный контактный ролик 12 с осью вращения, перпендикулярной осям вращения роликов 4 и 5 установлен в каретке 13, сопряженной поверхностями с осями 6 и 7 роликов 4 и 5. Каждый из постоянных магнитов 10 и 11 воздействует на коммутирующие устройства, например герконов 15-18. При этом расстояние между ними выбрано таким образом, что для каждого рычага 2 и 3 существует промежуточное положение, при котором магниты 10 и

11 не воздействуют ни на один из соответствующих им герконов 15-18. Величина этого расстояния равна полю допуска на положение сварочного инструмента относительно кромки в координате, умноженному на отношение длин плеч рычагов 2 и 3. Начальный угол между рамками 8 и 9 выбирается таким образом, чтобы отношение величины перемещения ролика 12 к величинам перемещений роликов 4 и 5 всегда оставалось постоянным. Это требование выполняется при углах < 90, если профиль поверхностей 14 выполнить тангенсоидальным в функции текущего угла между направляющими рамками 8 и

9. Для предотвращения возможных угловых отклонений Оси ролика 12, влияющих на точность и надежность датчика, каретка 13 может быть дополнительно сопряжена своими внешними поверхностями с отверстием в корпусе 1 с возможностью перемещения вдоль оси датчика.

Работа датчика связана с основными движениями руки робота: поиск свариваемой кромки и отслеживание кромки в процессе сварки.

До вступления датчика в контакт с кромкой ролики 4 и 5 расположены симметрично относительно его оси, герконы 15 и 18 замкнуты, а герконы

16 и 17 разомкнуты..4

1109275

Фиг.2

При поиске свариваемой кромки датчик вступает с ней в контакт любым из двух контактных роликов 4 и 5 или дополнительным контактным роликом 12.

Это зависит от реального положения кромки. При грубых отклонениях реального положения кромки в координате Ч в контакт вступает направляющая рамка 8 или 9.

При вступлении в контакт с кромкой ролика 4, установленного на рамке 8, последняя вращается относительно корпуса 1 и ролик 4, взаимодействуя с рычагом 2, смещается в координате в

15 направлении "+". Тогда магнит 10, расположенный на противоположном плече рычага 2„смещается в положение между герконами 15 и 16. В результате геркон 15 размыкается, а геркон 16

20 остается в первоначальном положении— разомкнутым. При резком взаимодействии кромки с роликом 4 (в результате инерции движения сварочного инструмента, резких отклонений геометрии кромки в координате Ч при отслеживании и т.п.) рычаг 2 с магнитом 10 перемещается в положение напротив геркона 16 и замыкает его.

Аналогично при вступлении в контакт с кромкой ролика 5, установленного на зо рамке 9, ролик 5 смещается в координате Ц в направлении "-", рычаг 3 с помощью магнита 11 размыкает геркон 18, а геркон 17 остается разомкнутым или (при резком взаимодействии ролика 5 35 с кромкой) замыкается.

При вступлении в контакт с кромкой ролика 12 он совместно с кареткой 13 перемещается относительно корпуса 1 в координате х. При этом каретка 13 взаимодействует поверхностями 14 с осями роликов 4 и 5 и перемещает их в координате ы в противоположных направлениях. В результате взаимодействия рычагов 2 и 3 с роликами 4 и 5 магниты 10 и 11 одновременно занимают положение между герконами 15, 16 и 17, 18, размыкая герконы 15 и 18.

Если под воздействием кромки ролик

12 продолжает перемещаться в координате х, то ролики 4 и 5, а следова— тельно,и рычаги 2 и 3 с магнитами 10 и 11 займут положение напротив герконов 16 и 17 и замкнут их.

Все описанные выше коммутации герконов 15-18 позволяют на выходе датчика сформировать ряд команд в 4-х разрядах двоичного кода (таблица (1 фиг.2), позволяющих осуществлять надежный поиск и отслеживание кромки в двух координатах при наличии минимального контакта датчика с кромкой.

При этом точность датчика задана геометрическими параметрами элементов датчика в зависимости от требуемой точности поиска и отслеживания.

Устройство предполагается использовать для адаптации промышленных роботов на линии сборки — сварки кабин автомобиля МА3-6422.

Предполагаемый годовой экономический эффект от использования предлагаемого устройства составляет

17900 руб.

Составитель О.Шапошников

Редактор А.Шандор Техред A.Áàáèíåö Корректор А Ильин

Заказ 5982/ 10 Тираж 1037 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делаи изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4