Сканирующий сборочный механизм

 

ОПИСАНИЕ 663551

И О P Я

Сфвэ Советских

Социалистических

Республик

М (f

Х

«ю»

Ополнительн (22) Заявлено 250177 (21) 2446431/25-08 (512М. Кл.

В 23 P 19/04 с присоединением заявки Но

Государств нный комитет... СССР ло ямам иэобретеннй л откррытн1 (23) Приоритет

Опубликовано25.05,79. Бюллетень Ио 19 (53) УДК 621,757 (088. 8) Дата опубликования. описания 2505.79 (72) Авторы изобретения

В.A. Яхимович и Г.A. Матюшевский (71) Заявитель

Севастопольский приборостроительный институт (54) СКАНИРУЮЩИЙ СБОРОЧНЫЙ МЕХАНИЗМ

Изобретение относится к механиз-, мам для,сборки узлов и изделий и может быть применено при автоматизации технологических процессов в машиностроении и других отраслях производства. Более конкретно, оно относится к группе сканирующих сборочных механизмов, т.е. таких механизмов, которые осуществляют "опряжение деталей в"процессе поиска ..Подобные механизмы иногда называются еще механизмами автопоиска (поисковыми механизмами) .

Большинство известных сканирующих сборочных меха»нйзмов и устройств об"ладают",малыми регулировочными возмож . ностямц собйраемость на них не seer»1» да удовлетворяет требованиям сборочиОго Йроцесса; ряд иэ них сложны по конструкцйи и громоздки. У всех у них эона поиска (сканирования) очень малая — порядка десятйх долей мм (1).

Известны также устройства, в которых эона поиска (сканирования) значительно в)Ъие и достигает несколько мм,(2). В этих устройствах также реализуется метод сканирования, когда одна из собираемых деталей осуществля ет движение в плоскости, перпендику2 лярной оси сборки. Эти движения позволяют устранить исходное смещение осей деталей, т.е. устранить погрешности их установки на сборочной позиции (2) .

Известное устройство содержит диски под одну йз собираемых деталей и привод.

Известная конструкция сложна и громоздка,передаваемый крутящий момент мал, а возможности регулировки ограничейы., Цель изобретения — упрощение конструкции и расширение технологических воэможностей. .Цель достигается тем, что на диске жестко смонтированы конусные коль. ца и зластичные шины, в дисках вы20 полнены отверстия для подвода и отвода рабочей среды, между дисками расположено с возможностью осевого перемещения кольцо, имеющее внутренние конусные поверхности, соответствующие поверхностям жестко установленных конусных колец, подвижное кольцо упруro соединено с блоком роликов, предназначенных для обкатывания по наружной цилиндрической поверхности дисков, на этом кольце может быть смонтирова663551 на направляющая втулка с пластинчатыми пружинами, размещенными на ее внутренней поверхности, наружная поверхность этой втулки может иметь валнообраэ-; ную поверхность, например, с разверткой по синусоиде, а снаружи и внутри этой втулки могут быть смонтированы эластичные шины. Кроме того эластичные шины могут быть смонтированы на наружных цилиндрических поверхностях дисков и выполнены из шланговых рукавов.

На фиг. 1 — изображен сканирующий сборочнйй механизм, вид в осевом сечении; на фиг. 2 . — сечение по A-A фиг. 1> на фиг, 3 — сечение по Б-Б, на фиг. l; на фиг. 4 — изображение . механизма в аксонометрии на фиг, 5— вариант выполнения механизма (аксонометрия); на фиг. 6 — другой вариан выполнения механизма, продольный разрез; на фиг. 7 — сечение по В-B на фиг. 6; на фиг. 8 — третий вариант выполнения механизма! на фиг.9 видоизмененная форма наружной поверхности направляющей втулки, вид в плане; на фиг. 10 — вариант относи- 25 тельного расположения подводящего и отводящего каналов для рабочей среды.

Сканирующий сборочный механизм предназначен для сборки вала 1 со . 30 втулкой 2, Механизм содержит диски 3 и 4 с отверстиями, неподвижно закрепленные на основании механизма (основание на фиг. 1-4 условно не показано). 35

Внутренние части отверстий дисков

3 и 4 облицованы эластичными шинами (манжетами) 5 и 6, выполняющими роль камер, в которые подается под давлением рабочая среда (воздух, жидкость). Между шинами 5 и 6 и стенками отверстий в дисках 3 и 4 об разуются в процессе работы полости, например, полость М (см.фиг,2). В эти полости и подается под давлением P сжатый воздух через отверстия, выполненные в дисках 3 и 4. Воздух иэ полостей М может выходить в атмосферу через другие отверстия в тех же дисках.

К дискам 3 и 4 жестко прикреплены конусообразные кольца 7 и 8. Между, кольцами 7 и 8 размещено подвижное кольцо с конусными внутренними поверхностями. Конусные поверхности кольца 9 могут опираться на конус- 55 ные поверхности П и П> неподвижных колец 7 и 8.

С дисками 3 и 4 контактируют ролики 10 и 11, собранные в блок и установленные на оси 12 с возможно- 60 стью вращения. На осн 12 посажена подвижно траверса 13. Последняя через „два штыря 14 соединена с подвижным кольцом 9. Штыри 14 жестко закреплены в кольце 9. Траверса 13 может скользить вдоль оси отверстий по штырям 14. Пружины 15, посаженные на штыри, прижимают через траверсу

13 и ось 12 блок роликов к дискам 3 и 4. Таким образом, блок роликов может обкатываться совместно с кольцом 9 вокруг дисков 3 и 4.

Собираемая с валом 1 втулка 2 установлена на базе 16 (баэирующей поверхности) . Внутренние диаметры колец 7 и 8 равны диаметрам отверстий в дисках 3 и 4. Внутренний диаметр кольца 9 близок к диаметру вала 1, но несколько превышает последний, чтобы вот 1 любого размера в пределах допуска мог свободно входить в это отверстие. На фиг. 1, 3, 4 размер отверстия кольца 9 условно увеличен для обеспечения лучшей наглядности. Однако размер отверстия в кольце 9 может быть и больше.

Механизм по первому варианту выполнения (фиг.5) также содержит неподвижные диски 3 и 4, на которые надеты шины 5 и 6, которые также могут образовывать полости M. В отли-.. чие от прЕдыдущего основного варианта механизма здесь вал 1 помещен в направляющую втулку 17, которую охватывает подвижное кольцо 9. Роль: кольца 9 (фиг. 5) совершенно аналогична его роли в основном механизме, но здесь кольцо не имеет конических поверхностей. Однако его функциональное назначение совершенно такое же.

К кольцу 9 (фиг.5) прикреплены на штырях 14 (условно показан только один штырь 14) — ролики 10 и 11 (бло, роликов). Блок роликов совершенно такой же, как и в основном механизме.

Вал 1 охвачен по своей окружности плоскими пружинами 18, прикрепленными к направляющей втулке 17.

Второй вариант механизма (фиг.6-7) включает также диски 3 и 4, несущие шины 5 и 6, в отверстиях дисков 3 и

4 помещена направляющая втулка 17.

Эта втулка имеет закрепленные на ее ободах (в верхнем и нижнем) шины, l9 и 20. В полости под эти шины (в полости N u N ) подается сжатый воздух через коллектор или ниппели (на фигурах не показаны). Втулка 17 с шинами 19 и 20 охватывается шинами 5 и 6. Ко втулке 17 прикреплена также шина (манжета) 21, образующая полость S, К кольцу 9 также как в основном механизме прикреплен блок роликов 10 и 11, установленных на оси 12, и пружина 22. Последняя прижимает ролики 10 и 11 к дискам 3 и 4. Этот вариант устройства предназначен для сборки более сложной детали, например, вала 1 с головкой со втулкой 2.

Третий вариант .(фиг.8) механизма содержит один диск 3, на который одета шина 5, обраэущая с внутренней частью отверстия диска 3 полость М.

663551

В отверстие вставлен сопрягаеьый вал 1, который находится внутри напранляющей втулки 17. Втулка 17 охватывается подвижным кольцом (под" вижное кольцо на фигуре не видно). От подвижного кольца отходит язычок 5

23 (возможно два язычка — верхний и нижний относительно диска 3 на фиг. 8 показан только один— верхний — язычок, нижний язычок симметрично расположен относительно верхнего) . В отверстиях язычкоЬ 23 установлена с возможностью вращения ось 12, на которой установлен также с воэможностью вращения ролик 10.

Ролик 10 прижимается, как и в преды-: дущих вариантах (см. фиг. 1-7) к наружной стороне диска 3, но прижимается он не непосредственно к диску 3, а к. наружной шине (манжете)

24, прикрепленной к диску 3 снаружи.

Между шиной 24 и диском 3 образована полость N, Надуваемая сжа;ым воздухом полость М"воздействует на ролик 10, заставляя его катиться по шине 24. Возможно сочетание конструкции по фкг. 5 с конструкцией по фиг. 8; на диски 3 и 4 надеваются наружные шины, подобные шине 24.

Возможен вариант выполнения меха- низма, заключающийся в том, что:его диски 3 и 4 крепятся к основанию не З0

l жестко, а через упругие элементы, " например, пружины. Таким образом, между дисками и основанием (опорой) имеется еще дополнительно упругая связь. Вследствие этого при пере- 35 катывании вала 1 (или втулки 17) центробежная сила, действующая на вал (так как вал и втулка 17 размещены в отверстиях дисков 3 и 4 эксцентрично), вызывает радиальные виб- 40 рации дисков, т.е. траектория сканирующего вала 1 станет еще бога-, че, что улучшит условия сборки.

Этот вариант на чертежах не иллюстри:руется. 45

Кроме того, возможен такой вариант, при котором направляющая втулка (фиг.9) имеет наружную поверх- ность некруглого поперечного сече- ния. Например, развертка поперечного сечения направляющей втулки 17 может иметь вид волнистой линии-синусоиды.

B дисках 3 и 4 выполнены отверстия

25 и 26 для подвода и отвода воздуха.

Работа основного сканирующего сбо- 55 рочного механизма (фиг. 1-4). Когда в механизме нет вала 1, то коль (о 9 оття инается пружинами 15 через траверсу 13, ось 12 и ролики 10 u ll в такое положение, что конусные по= 60 верхности кольца 9 соприкасаются с поверхностями П и П колец 7 и 8.

В этом случае кольцо 9 занимает положение несколько левее, чем то,что изображено на фиг.l. 65

Когда нал. 1 проталкивается сверху толкателем (толкатель на фигурах не показан), то его нижний торец, скользя по верхней конусной поверхности кольца 9, отводит последнее вправо. Поэтому кольцо 9 прижимает своим центральным пояском вал 1 к шинам 5 и б. Сила прижима вала 1 к шинам 5 и б зависит от силы натяжения пружин 15 и может регулироваться.

Вал 1, пройдя через отверстия. в дисках 3 и 4 и шинах 5 и б, упирается в верхний торец втулки 2, если между нимй имеется смещение.

Эатем начинается сканйрование валом 1 поверхности торца втулки 2, для чего через отверстия 25 в дисках 3 и 4 подается сжатый воздух под давлением P под шины 5 и б. При этом под шинами вследствие их дефор мации образуются полости М и М (фиг. 2 и 4). Поэтому на вал 1 начинает действовать крутящий момент, вращающий нал 1 по стрелке Т (фиг, 2 и 4), При этом вал 1, кольцо

9, штыри 14, ось 12 и блок роликов

10 и 11 играют роль своеобразной планетарной передачи, у которой солнечными шестернями являются диски 3 и 4.

При этом кольцо 9 вращается по стрелке F (фиг.. 3 и 4); вместе с кольцом 9 совершают движение штыри

14, траверса 13 и ось 12, а ролики

10 и 11 вращаются по стрелке D.

Кольцо 9 и ролики 10 и ll.нужны для того, чтобй прижимать вал 1 к шинам 5 и б (а значит, и к дискам

3 и 4) при обкатывании валом 1 внутренних поверхностей в шинах 5 и б по стрелке Т. В противном случае (если вал 1 не прижимать. к шинам), сжатый воздух из полостей М и М прорвется и вытечет через отверстия

26 в атмосферу. Тем самым будет задержано вращательное движение вала, 1 но втулке 2, т.е. прекращено pro сканиронание.

Когда вал 1 в своем вращении пройдет над отверстием 26 в диске 3 (см.фиг.lp), то воздух из полости М, стравится "в атмосферу. В этом случае момент вращения вала 1 станет равным нулю, и вал 1 остановится. Однако, в этом положении на вал 1 будет действовать момент со стороны шины б, укрепленной на диске 4. Для достижения такого действия отверстия 25 и 26 в дисках 3 и 4 должны быть смещены друг относительно друга. Поэтому, когда перестанет действовать момент на вал со стороны шины 5, то будет действовать момент со стороны шины

6, и наоборот, На некоторых участках по окружности дискон 3 и 4 действуют о6а момента. Дополнительно увеличения вращающего момента можно достигнуть применением двух сканирующих меха66355) 40 ниэмов, разместив их друг над другол (этажное построение), Работа видоизмененного механизма по фиг, 5. Вал 1 проталкивается через отверстие в направляющей втулке

17 и фиксируется в ней пружинами 5

18, Толкателем (на фигуре не показан) вал 1 прижимается к торцу втулки 2 с некоторой силой, обеспечивающей заход вала в отверстие втулки при совмещении их осей.,1О

Затем в полости M шин 5 и 6 подает- ся сжатый воздух,который заставляет втулку 17, а значит, и вал 1 обкатываться по внутренним поверхностям отверстий дисков 3 и 4 (т.е. по шинам 5

5 и 6) . В этом движении сканирующий вал 1 в некоторый момент времени проходит над отверстием втулки 2 и западает в него.

Все движения втулки 17 и вала 1 (фиг.5) такие же, кai< и движение вала в основном механизме (фиг. 1-4), только в данном варианте движение валу 1 передается не непосредственно, а через втулку 17. Роль кольца 9 и роликов 10 и 11 та же,что и раньше— прижимать втулку 17 к шинам 5 и б при обкатынании втулки 17 по ним.

Давления и полостях шин 5 и б создают две сднинутые по фазе áå. гущие волны — полости М в шинах, 30 которых приводят к тому, что на втулку 17 непрерывно действует вращающий момент. Пружины 18 не только фиксируют вал 1, но и позволяют собирать со втулками 2 такие валы, у которых 35 имеются головки (нинты, болты), а также ступенчатые валики. При проталкивании такого вала вниз в отверстие втулки 2 пружины 18 деформируются, .пропуская головку вала.

Работа видоизмененного механизма по фиг. б и 7.

Вал 1, имеющий головку, подается в отверстие направляющей втулки 17.

При этом шина 21 не надута и прилегает к стенкам отверстия втулки 17.

Вал 1 упирается в торец втулки 2.

Затем в полость Б под шину 21 подается сжатый воздух, и она, раздуваясь, охватывает вал 1.

В полостях N и N шин 19 и 20 избыточное давлейие создается все время. Изменение давления в полостях

N u N приводит к.тому, что меняется, I расстояние (между осями собираемых деталей (т. е. расстояние между осью отверстий в дисках 3 и 4 и осью втулки 17) . Увеличивая давление в полостях N и N, расстояние уме н ьшаю т и н ао бор от .

После того, как вал 1 захвачен 60 втулкой 17, подается сжатый воздух под шины 5 и 6,(в полости М,см.фиг.7), Воэннккает момент, действующий на шины 19 и 20 и перемещающий через них на втулку 17 и вал 1, которые качи- 65 нают вращаться по стрелке Т, обкатывая поверхности отнерстий дисков

3 и 4.

Ролики 10 и 11, соединенные через ось 12 и пружину 22 с подвижным кольцом 9,прижимает втулку 17 к стенкам отверстий н дисках 3 и 4 (к шинам 5 и 6) при вращении втулки 17.

Тем самым герметиэируется полость М как в одной шине, так и во второй, объем которых при качении втулки 17 все время меняется.

Когда ось вала 1 совпадает с осью отверстия втулки 2, нал 1 под действием толкателя (толкатель на фигурах не показан) проходит н отверстие втулки, чем осуществляется сборка. При этом толкатель открывает золотник (не показан) в схеме питания сжатым воздухом, и сжатый воздух из полостей M стравливается.Тем самым прекращается сканирующее вращение втулки 17 и вала 1. Одновременно выпускается воздух из полости

S, и поэтому головка вала 1 свободно проходит через отверстие но втулке

17, так как шина 21 опять прилегает к стенкам отверстия втулки 17.

Аналогичным образом осуществляется управление процессом сборки и в предыдущих нариантах, Работа видоизмененного механизма по фиг. 8. Сжатый воздух подается в полости М и М ) тем самым возбуждается не только момент, вращающий втулку 17, но и второй момент, вращающий ролик 10. Следонательно, на эту подвижную систему действуют два вращающих момента, что дополнительно интенсифицирует процесс сборки. Кроме того, высота механизма существенно (в два раза) уменьшается за счет того, что исключается диск 4 и все элементы, сопрягающиеся с ним.

Возможно также такое решение,когда к дискам 3 и 4 по фиг.5 (обоим дискам) добавляются наружные шины

24 (фиг. 8) .

Работа разновидности механизма с видоизмененной направляющей втулкой показана на фиг.9. При своем движении по шинам 5 и б такая втулка 17 движется по более сложным траекториям, чем достигается более быстрая собираемость вала 1 со втулкой 2. Здесь траектория оси сканирующего вала представляет собой участки гипоциклоид, следующие один за другим.

Вместо шин могут быть испольэонаны гибкие шланги (рукава). Их работа ничем не отличается от работы механизмов, в которых используются шины, (манжеты).

Отметим некоторые преимущества представленных механизмов.

Преимущества механизма по фиг.5 состоят в том, что в нем можно осуществлять сборку валов с головками.

663551

Отверстие во втулке 17 может быть ступенчатым, например при сборке коротких валов.

В варианте механизма (фиг. б и 7) можно осуществлять большее количество регулировок: изменяя давление в 5 полостях и и N можно регулировать смещение Г, и, значит, обеспечить лучшие условия сканирования, поскольку здесь поиск отверстия валом 1 ведется как по окружности, так и 10 по радиальным направлениям.

К тому же вместо шины 21 могут быть применены, как в механизме по фиг.5, пружинные охватывающие элементы (пружины 18). !5

Формула изобретения

1. Сканирующий сборочный механизм для деталей типа вал-втулка,содержащий диски для установки одной из деталей и привод, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения конструкции с одновременным расширением технологических воэможностей, на дисках жестко смонтированы конусные кольца и эластичные шины, в дисках выполнены отверстия для подвода и отвода рабочей среды между дисками расположено с возможйостью осевого перемещения кольцо, имеющее внутренние конусные поверхности, соответствующие поверхностям жестко установленных конусных колец, причем подвиж3% ное кольцо упруго соецинено с блоком роликов, предназначенных для обкатывания по наружной цилиндрической поверхности дискбв.

2. Механизм по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что на подвижном кольце смонтирована направляющая втулка с пластинчатымн пружинами, размещенными на ее внутренней поверхности °

3. Механизм по п.1 и 2, о т л ич а ю шийся тем,что на направляющей втулке снаружи и внутри смонтированы эластичные шины.

4. Механизм:по п.п.1-3,о т л ич а ю шийся тем, что наружная поверхность направляющей втулки имеет волнообразный профиль, развертка которого представляет собой, например, синусоиду.

5. Механизм по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что эластичные шины смонтированы на наружных цилиндрических поверхностях дисков.

6. Механизм.по п.п.1-5,о т л ич а ю шийся тем, .что в качестве эластичных шин использованы шланговыерукава.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Яхимович В.А. Ориентирующие механизмы сборочных автоматов, Машиностроение, М., 1975, с. 40-53.

2. Авторское свидетельство СССР

292748, кл. В 23 P 19/04, 1974.