Автоматическая сборочная линия

 

Изобретение относится к области автоматизации технологических процессов в приборостроении и машиностроении, преимущественно для гибких автоматизированных производств сборки. Целью изобретения является повышение гибкости и производительности за счет подачи к сборочным центрам палет 8 и 9 различных конструкций с комплектуюшими элементами, сменным инструментом , транспортировки собираемых узлов и изделий различных размеров. Автоматическая сборочная линия содержит роботизированные сборочные центры с рабочими столами 5, имеюшими окна, транспортный конвейер с двумя параллельно размещенными ветвями, проходящими под рабочим столом 5 сборочных центров и участком переменной ширины русла с раздвижными боковинами, накопители 12, 13,-37 расположенные над конвейером, с механизмами вертикального перемещения и удержания полей . 3 з.п. ф-лы, 16 ил. i (Л 57 Л /J J 12 Б, /. /ДЛ/ 52 50 - V 2 4 J 12 Б, 2 ДЛ/ 354 4 . у , 4 - д 9 Д N5 СО со | |С 73

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1299772

А1 цц4 В23q41 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

13 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2I) 3868312/24-08 (22) 04.01.85 (46) 30.03.87. Бюл. № 12 (71) Смоленское научно-производственное объединение «Техноприбор» (72) Ю. Б. Юферев, О. Н. Вертоградов, В. П. Романенко, В. В. Гордисов, Ю.М. Колмаков и Н. М. Дебунов (53) 621.757(088.8) (56) Корсаков В. С., Замятин В. К. Сборка и монтаж изделий машиностроения. Справочник в 2-х томах, т. I. М.: Машиностроение, 1983, с. 386 — 387, рис. 14. (54) АВТОМАТИЧЕСКАЯ СБОРОЧНАЯ

ЛИНИЯ (57) Изобретение относится к области автоматизации технологических процессов в приборостроении и машиностроении, преимущественно для гибких автоматизированных производств сборки. Целью изобретения является повышение гибкости и производительности за счет подачи к сборочным центрам палет 8 и 9 различных конструкций с комплектующими элементами, сменным инструментом, транспортировки собираемых узлов и изделий различных размеров. Автоматическая сборочная линия содержит роботизированные сборочные центры с рабочими столами 5, имеющими окна, транспортный конвейер с двумя параллельно размещенными ветвями, проходящими под рабочим столом 5 сборочных центров и участком переменной ширины русла с раздвижными боковинами, накопители 12, 13, 37 расположенные над конвейером, с механизмами вертикального перемещения и удержания полей. 3 з.п. ф-лы, 16 ил.

1299772 г

Для кассет, не допускающих установки друг на друга, т.е. таких, в которых размещаются крупногабаритные компоненты, комплекв тующие элементы или сменный инструмент, установлены накопители 13 (фиг. 7). Основ5 ное русло спутникового конвейера 2 снабжено дополнительной секцией 14, параллельной основному руслу (фиг. 1) . Участки конвейеров 1 и 2, проходящих через рабочую зону ПР, снабжены механизмами подъема и фиксации палет (фиг. 2), которые

1О состоят из вертикальных штанг 15, смонтированных в направляющих втулках 16, закрепленных на боковинах верхнего яруса конвейеров. Верхние концы штанг 15 снабжены зацепами 17, нижние концы штанг 15 через поперечную планку 18 соединены с приа водом 19 перемещения в виде пневмоцилиндра. К боковинам конвейеров 1 и 2 креа пятся стойки 20 с фиксирующими штырями 21 (фиг. 2). У накопителей !2 (фиг. 3) механизм подъема кассет снаб1 20 жен дополнительным приводом 22, размещенным на поперечной планке 18 и пред9 назначенным для поворота штанг 15. Со штангами 15 привод соединен через рычажные передачи 23 (фиг. 4). На стенках шаха ты накопителя 12 смонтированы программое- управляемые защелки 24, предназначенные о для удержания кассет 8 в шахте. На фиг. 5 — показано поперечное сечение конвейеров 1 и 2, когда они проходят под столом 5 сборочр- ного центра. На столе 5 выполнены окна н- для кассет 8 и спутников 9, жестко закрепляемых фиксаторами 21, установленными на

), рамках 25. В кассетах 8 показаны компох ненты 26 сборки. В нижней части стола

СЦ размещены обратные ветви 1.1 и 2.1 конд- вейеров. Транспортные и спутниковые секции и- СЦ соединены стыковочными узлами 27 и З (фиг. 5). Вертикальный шахтный накопитель в 13 для кассет, не допускающих установки и друг на друге (фиг. 7 и 8), содержит шахо- ту, установленную над конвейером 1 и снаб) женную вертикально замкнутыми цепными пей 40 редачами 28, соединенными через приводные ие звездочки 29 с общим реверсивным привот- дом вращения. На цепях передач 28 зай- креплены зацепы 30, которые в рабочем по1 ложении входят в пазы 10, выполненные с- на боковых поверхностях кассет 8.

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов в приборострое нии и машиностроении, преимущественно для гибких автоматизированных производст сборки.

Цель изобретения — повышение гибкос ти и производительности.

Указанная цель достигается возможнос тью подачи к сборочным центрам палет для осуществления на них сборки и транс портирования узлов и изделий с комплек тующими элементами и сменным инструмен том, причем транспортно-накопительная сис тема линии допускает накопление палет не посредственно у сборочных центров и транс портировку собираемых узлов и изделий раз личных размеров.

На фиг. 1 приведена линия, вид сверху; н фиг. 2 — сечение А — А на фиг. 1; на фиг. 3— сечение Б — Б на фиг. 1; на фиг. 4 — вид В н фиг. 3; на фиг. 5 — сечение à — Г на фиг. 1 на фиг. 6 — узел на фиг. 5; на фиг. 7 — се чение Д вЂ” Д на фиг. 1; на фиг. 8 — узел 1 на фиг. 7; на фиг. 9 — вид Е (повер нуто) на фиг. l; на фиг. 10 — вид Ж на фиг. (без накопителей палет), на фиг. 11 — ко вейерный накопитель в виде сблокирован ного параллелограммного механизма; н фиг. 12 — вид 3 на фиг. 11; на фиг. 13 — сеч ние И вЂ” И на фиг. 1; на фиг. 14 и 15 — рус конвейера в сечении, варианты; на фиг. 16горизонтальный перекладчик.

Автоматическая сборочная линия соде жит двухленточные двухярусные несинхро ные транспортный 1 и спутниковый 2 ко вейеры с управляемыми упорами 3 (фиг. 1 предназначенными для удержания в места грубой фиксации палет, движущихся по ко вейеру, горизонтальные перекладчики 4, пре назначенные для изменения направления дв жения палет в горизонтальной плоскос на 90 . Конвейеры 1 и 2 расположены непосредственной близости от стола 5 m под столом сборочного центра (СЦ). На ст ле 5 размещены промышленный робот 6 (HI> (фиг. 5) и магазины 7 инструментально оснастки или инструмента (фиг. 1). Рабоч участки конвейеров, на которых производи ся остановка палет, находится в зоне дс ствия ПР (рабочая зона, показана на фиг. в виде заштрихованных участков). По тран портному конвейеру 1 перемещаются налеты, выполненные в виде кассет 8, по спутниковому конвейеру 2 — палеты, выполненные как спутники 9. На боковых поверхностях кареток кассет 8 и спутников 9 выполнены соединяющиеся по периметру пазы

10 (фиг. 6), а на периферии верхней плос- 50 кости кареток выполнены элементы фиксации в виде втулок 11. Перед столами CLI, над транспортным конвейером 1 установлены вертикальные шахтные накопители 12 (фиг. 3) для кассет, допускающих установку друг на друга, т.е. таких кассет, в которых комплектующие элементы сборки не выступают за габариты кассеты по высоте.

Автоматическая сборочная линия (фиг. 9 и 10) имеет сборочный центр со столом 5, установленным между конвейерами 1 и 2 с размещением вдоль боковых сторон стола 5 реверсивных тупиковых ветвей конвейеров 31, соединяющих основное русло конвейера 1 с рабочей зоной ПР, размещенного на столе 5.

Тупиковые ветви 31 снабжены направляющими рамками 32 и фиксаторами 33. Против участков поперечных конвейеров, между лентами транспортного конвейера установлены реверсивные ленточные перекладчики 4, находящиеся между подвижных в вертикальном направлении штанг 34 накопите1299772

3 лей 13. Штанги снабжены программно-управляемыми лапками-зацепками 35, причем лапки-зацепы 35 каждого яруса управляются автономно. Вертикальное перемещение штанг осуществляется при помощи привода 36, размещенного у их основания. 5

Один из накопителей выполнен в виде реверсивного ленточного транспортера 37 (фиг. 1, 11 и 12), размещенного над основным руслом конвейера перед СЦ. По обе стороны транспортера смонтирован параллелограммный качающийся механизм 38, снабженный приводами 39 и зацепами 40 палет. Основное русло конвейера 1 снабжено управляемым упором 3. Конец транспортера 37 снабжен упором 41.

Сменный блок технологической или ин- !5 струментальной оснастки (фиг. 13) содержит каретку 42 палеты, на которой смонтировано, например, устройство нанесения лакокрасочного покрытия, состоящее из рабочего инструмента 43, соединенного с устройством 44 дозированной выдачи, требующим электро- и пневмопитания. На периферии каретки 42 смонтированы электроразъем 45 и пневморазъем 46, ответные части которых размещены на столешнице СЦ.

Спутниковый конвейер 2 имеет участок 47 переменной ширины русла, расположенный на выходе конвейера и предназначенный для транспортировки по нему собранных изделий без спутников.

Транспортный конвейер 1 может быть выполнен с регулируемой шириной русла (фиг. 14 и 15). Он имеет механизмы 48 изменения ширины русла конвейера кулачкового типа с подвижными боковинами.

Для перекладки палет с верхнего яруса конвейера на нижний или наоборот предназначены вертикальные перекладчики 49—

51. Участок конвейера 47 снабжен перекладчиком 52 для снятия изделия из спутника на конвейере 2 и перекладки его на конвейер 47, а вертикальный перекладчик 49 осуществляет перекладку пустых спутников с верхнего яруса конвейера 2 на нижний 4р ярус, по которому пустые спутники транспортируются на входной участок и при помощи перекладчика 50 поднимаются на верхний ярус конвейера перед первым сборочным центром, на котором происходит их загрузка объектами сборки. 45

Горизонтальные перекладчики 4 (фиг. 16) предназначенные для изменения направления движения палет в горизонтальной плоскости, содержаг неподвижную плиту 53 с креплениями 54 и втулками 55, направляющие 56, жестко связанные с подвижными SG плитами 57 и 58, причем с плитой 58 жестко связан мотор-редуктор 59 через кронштейн 60. На выходных концах вала мотор-редуктора закреплены ведущие шкивы 61, которые через зубчатые ремни 62 связаны с ведомыми шкивами 63, установленными на плите 57. На плите 57 закреплен упор 64.

На неподвижной плите 53 установлен телескопический двухступенчатый пневмоцилиндр 65 одностороннего действия, шток которого шарнирно связан с плитой 57.

Автоматическая сборочная линия работает следующим образом.

Кассеты 8 с комплектующими элементами 26 сборки из центрального склада в произвольной последовательности подаются на входы конвейеров, по верхним ярусам ,которых транспортируются вдоль сборочной линии (фиг. 1). Перед каждым сборочным центром датчики-считыватели кодов считывают информацию с налет о пригодности обработки их на данном СЦ, т.е. информацию «свой — чужой». Если палета

«чужая», то система управления свободно пропускает ее на последующие СЦ, если

«своя», т.е. предназначена для работы на данном CLI и СЦ свободен, то система управления включает регулируемый упор 3, останавливающим палету на конвейере против места фиксации ее на СЦ. При подходе палеты к месту фиксации зацепы 17 входят (с зазором) в пазы 10 на боковых поверхностях кареток (фиг. 2). По сигналу от датчика о наличии палеты на упоре включается привод 19 съема палеты с движущихся лент конвейера и вертикального перемещения ее до уровня стола CLI,.

Штыри фиксаторов 21, закрепленные на стойках 20, входят в отверстия втулок 11 на верхней плоскости кареток 42. После подъема палеты упор 3 отключается и движение палет по конвейеру возобновляется. Такой способ фиксации палет позволяет не перегораживать русло конвейера и налеты могут свободно проходить мимо них как при включенном, так и при отключенном положении.

Съем отработанной налеты с фиксаторов Cll, и возврагцение ее на конвейер производится в обратной последовательности.

Если подходящая к СЦ палета «своя», а подъемный механизм фиксации палеты включен, т.е. СЦ работает с предыдущей палетой, то система управления включает регулируемый упор 3 остановки палеты на конвейере под накопителем, например под накопителем 12 (фиг. 1 — 4). По сигналу от датчика наличия палеты на приемном упоре накопителя включается привод подъема палеты в шахту накопителя. Подпружиненные защелки 24 свободно пропускают поднимаемую палету и удерживают ее после опускания подъемного механизма. Если в шахте накопителя уже находятся палеты, то подъемный механизм накопителя поднимает весь пакет палет. Ло сигналу от датчика о наличии налеты на защелках 24 включается привод 22 вывода зацепов 17 из пазов 10.

Привод 22 поворачивает штанги 15 с зацепами 17 на угол 90 и тем самым оставляет поднятую палету на защелках 24, после чего отключаются приводы 19 и 22 и подъемник возвращается в исходное положение, накопитель готов к принятию очередной палеты. Разбор палет из накопителя

1299772

S происходит в обратной последовательности.

Система управления согласует перемещение штанг 15 и работу управляемых защелок 24 так, чтобы выдача осуществлялась по одной палете. Перед выдачей палеты из накопителя система управления включает упор 3 перед накопителем, который перегораживает русло конвейера и препятствует поступлению посторонних палет на участок конвейера между накопителем и фиксатором CLI,.

Чтобы увеличить число подаваемых на

CLI, компонентов сборки, т.е. чтобы разместить большее число палет в рабочей зоне

ПР, русло транспортного конвейера размещается под столом CLI,. В этом случае появляется возможность фиксировать кассеты на столе СЦ по обе стороны опорной стойки ПР и тем самым более рационально использовать рабочую зону ПР. Для такого случая увеличивается число накопителей перед СЦ, а транспортная система работает аналогично случаю, описанному выше.

Вместо стоек фиксаторов 20 в данном варианте выполнены рамки 25 (фиг. 5 и 6), размещенные с двух противоположных сторон в окнах, выполненных в столешнице

СЦ. На фиг. 5 показано положение штанг

15 фиксаторов 17 транспортного конвейера 1 в их включенном положении, а положение штанг фиксаторов спутникового конвейера 2 в их отключенном положении. Накопитель с цепным приводом перемещения кассет (фиг. 7 и 8) предназначен для компонентов сборки в палете, которые превышают ее габариты по высоте и не допускают пакетирования палет в накопителях.

Подошедшая по конвейеру палета останавливается упором 3, после чего включается привод синхронного перемещения цепей 28, который перемещает палету на заданную величину, при этом зацепы 30 при огибании ими нижней звездочки 29 входят в пазы 10 каретки палеты, снимают ее с лент конвейера и перемещают в шахту накопителя. Опускание палеты из шахты накопителя на ленты конвейера происходит при движении цепей в обратном направлении.

Такой накопитель характеризуется простотой и надежностью работы.

С целью уменьшения времени простоя

СЦ при замене кассет их накопители максимально приближены к рабочей зоне ПР (фиг. 9 и 10), и связаны с ней короткими тупиковыми реверсивными участками конвейеров.

Такой CLI, работает следующим образом.

При подходе «своей» палеты к CLI, включается упор 3 остановки ее под накопителем против участка тупикового конвейера, связывающего накопитель с рабочей зоной ПР. Если место приема палет в рабочей зоне свободно, включаются горизонтальный перекладчик 4 и участок тупикового конвейера 31, которые перемещают налету на стол СЦ. Палета в этот момент на5

Зо

6 правляется рамками 32 и далее фиксируется фиксаторами 33 относительно ПР, после чего перекладчик 4 и участок конвейера 31 отключаются.

Горизонтальный перекладчик 4 работает следующим образом.

При срабатывании первой ступени пневмоцилиндра происходит подъем перекладчика, при этом шток пневмоцилиндра 65, воздействуя на плиту 57, перемешает ее совместно с направляющей 56 во втулке 55.

Упор 64 выдвигается над лентой конвейера и отсекает транспортную каретку. После этого срабатывает вторая ступень пневмоцилиндра, совершая определенный ход до соприкосновения зубчатых ремней 62 с транспортной кареткой. Соприкасаясь с транспортной кареткой, зубчатые ремни перемещают ее поперек направления транспортирования по конвейеру. Далее, под действием определенного сигнала перекладчик под собственным весом опускается в исходное положение, при этом привод может работать или отключиться.

Если место на СЦ занято, то остановленная под накопителем налета направляется в накопитель, для чего включается один из ярусов зацепов 35, закрепленных на штангах 34, на уровне принимаемой кассеты.

Штанги 34 при помощи привода 36 перемешаются вверх на один шаг, что обеспечивает подъем кассеты над руслом транспортного конвейера на высоту, достаточную для пропуска «чужих» палет под накопителем на последующие СЦ при отключенных упорах 3.

Замена пустой палеты на загруженную из накопителя происходит следующим образом.

Включается упор 3 на выходе в накопитель для задержки движущихся по конвейеру палет, отключаются фиксаторы 33, включается участок тупикового конвейера 31 и перекладчик 4 на перемещение пустой палеты на транспортный конвейер, по которому она уходит на участок автоматического кассетирования, а затем на центральный склад. Из накопителя груженная палета опускается на включенный одновременно с тупиковым конвейером 31 перекладчик 4, который перемещает палету в рабочую зону ПР. Быстрота выполнения операции замены палет при такой компановке

CLI, позволяет интенсифицировать сборочные операции, выполняемые на спутниках 9, подаваемых на СЦ по спутниковому конвейеру 2. Чтобы создать запас спутников, спутниковый конвейер снабжен накопителем, выполненным в виде дополнительной секции 14, установленной параллельно основному руслу и проходящей через рабочую зону ПР. На входе этой секции установлен перекладчик 4 спутников с основного русла на дополнительную секцию, а на выходе секции установ1299772 лен перекладчик 4 с дополнительной секции на основное русло. На участке секции, проходящей через рабочую зону, установлены фиксаторы спутников, а участок перед ними является накопителем спутников. При прохождении спутников по конвейеру 2

«свой» спутник при помощи перекладчика направляется на дополнительную секцию, «чужие» спутники проходят, не задерживаясь по основному руслу. Бесперебойная работа автоматической сборочной линии, а также работа всех сборочных центров, обеспечивается системой управления.

Работа накопителя в виде реверсивного ленточного транспортера, установленного над основным руслом (фиг. 11 и 12), осуществляется следующим образом.

В исходном положении сблокированный параллелограммный качающийся механизм

38, установленный по обе стороны основного русла конвейера 1, опирается зацепами 40 на верхние кромки боковин конвейера. Движущаяся по конвейеру палета пропускает их через свои боковые пазы 10.

При остановке палеты упором 3 зацепы остаются в пазах 10. После включения пневмоприводов 39 качающиеся планки 38 механизма поднимают палету с основного русла конвейера, перемещают ее на верхнюю накопительную секцию 37 и опускают на ленты конвейера. Зацепы 40 при этом ложатся на верхние кромки боковин конвейера 37 и выходят из соприкосновения с пазами палеты. При отключенном упоре 3 верхней секции включается привод перемещения лент конвейера на прием палеты. Выдача палет из накопителя осуществляется при включенном упоре 3 накопительной секции и включением лент конвейера на выдачу палет, т.е. при реверсе движения лент конвейера. Отключение упора 3 накопительной секции для пропуска одной палеты осу— ществляется при поднятом параллелограммном механизме, когда зацепы 40 лежат на кромках боковин конвейера.

Транспортная система обеспечивает автоматическую смену магазинов инструментов и блоков технологической оснастки, если они размещены на каретках палет (фиг. 13).

Палеты 42 с магазинами инструментов или с технологической оснасткой доставляются конвейером из инструментального участка к сборочным центрам, где по сигналу от считывающего устройства они останавливаются упорами 3 и аналогично кассетам 8 фиксируются на CLI, в рабочей зоне ПР. Для обеспечения энергопитания технологического инструмента, установленного на палетах, они соединяются в момент поднятия их на уровень стола СЦ электроразъемами 45 и пневморазъемами 46 с источниками энергопитания СЦ.

Замененные блоки технологической оснастки, магазины инструментов, размещенные на палетах, а также пустые кассеты

8 удаляются с транспортного конвейера при помощи вертикальных перекладчиков 51, установленных на входном торце конвейера или сбоку на отдельных его участках. Специальными схватами перекладчики берут с верхнего яруса остановленную палету, перемещают ее вниз и устанавливают на ленты нижнего яруса конвейера, по которому она транспортируется на участок технологической и инструментальной оснастки или на участок кассетирования.

В процессе работы сборочной линии на некоторых ее участках появляется необходимость в транспортировке объектов сборки без спутников или в специальной таре. Например, для обеспечения сушки или старения объекты сборки выгружаются из спутников и транспортируются отдельно или в специальной таре в сушильные печи или камеры старения. Для транспортировки изделий в этом случае применяется участок конвейера с увеличенной или уменьшенной шириной русла, что обеспечивается механизмом 48.

Формула изобретения

1. Автоматическая сборочная линия, содер жащая роботизированные сборочные центры с рабочим столом, транспортно-накопительную систему палет с объектами производства, имеющую накопители палет с механизмами вертикального перемещения и удержания последних, несинхронный конвейер с системой автоматического адресования и механизмами подачи палет на роботизированные сборочные центры и накопители, отличающаяся тем, что с целью повышения гибкости и производительности, сборочные центры снабжены механизмами подвода энергии для сменного инструмента и на рабочих столах сборочных центров расположены окна с механизмами фиксации палет, несинхронный конвейер выполнен в виде двух параллельно размещенных ветвей, проходящих под рабочими столами сборочных центров, одна из которых установлена с возможностью перемещения налет — спутников с собираемыми узлами и изделиями, а другая— с возможностью перемещения палет — кассет или тары с комплектующими элементами и сменным инструментом, и участка переменной ширины рус.ïà конвейера, причем механизмы подачи палет на сборочные центры размещены с возможностью подачи палет с конвейера в окна рабочих столов сборочных центров, а накопители палет расположены над несинхронным конвейером у сборочных центров и один из них выполнен в виде реверсивного ленточного транспортера, а другие в виде вертикальных шахтных накопителей.

2. Линия по п. 1, отличающаяся тем, что механизмы вертикального перемещения и удержания палет вертикальных шахтных накопителей выполнены в виде двух беско1299772

О

17

16 нечных цепей с зацепами, закрепленными с шагом, большим максимальной высоты палеты с изделиями, с возможностью возвратно-поступательного вертикального переме— щения палет и захвата последних с русла несинхронного конвейера.

3. Линия по п. 1, отличающаяся тем, что реверсивный ленточный транспортер-накопитель установлен параллельно несинхронному конвейеру, а имеющийся у него механизм вертикального перемещения палет выполнен в виде сблокированного параллелограммного механизма с зацепами палет.

4. Линия по п. 1 — 3,отличающаяся тем, что механизм подачи палет к одному из сборочных центров выполнен в виде реверсивных тупиковых конвейеров с переклад чиками налет с несинхронного основного конвейера, причем накопители палет для этого сборочного центра установлены над перекладчиком и каждый из них выполнен в виде расположенных с возможностью возвратно-поступательного вертикального пере10 мещения вертикальных штанг с зацепами палет, закрепленных на нескольких уровнях, и независимым управлением и работой зацепов каждого уровня.

1299772

17

1Е

17

1В г1 фцг.5

28

1З гв

1299772

8ио 2

Диг. 9

1299772

1299772

1 фцг, f5

Д /2. 1Ф

Составитель Д. Котов

Редактор Л. Повхан Техред И. Верес Корректор О. Луговая

Заказ 813/! 3 Тираж 787 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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