Устройство для вибрационной сборки изделий

 

О П И С А Н И Е 912476

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Соцмапмстмческнн

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнмтельное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29. 04. 80 (21) 2918464/25-08 с присоединением заявки РЙ

{23}Приоритет (5! )М. Кд.

В 23 Р 19/04

Ьаудаустмнны1 кемнтат

СССР ао делам нмбретеннй в открытей

Опубликовано 15 ° 03 ° 82 ° Бюллетень М 10

Дата опубликования описания 17. 03. 82 (53) УДК 621. 757 (088.8) {72) Авторь> изобретения

Ю.К. Мялкин, Д.А. Курдасов, В.Я. Мялки (71} Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИБРАЦИОННОЙ СБОРКИ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к технологической оснастке сборочного производства и может найти применение для автоматизации сборочных работ,преимущественно для сборки изделий типа вал"втулка.

Известно устройство для сборки деталей, содержащее корпус, в который устанавливается одна из собираемых деталей, установленный с воэмож е ностью перемещения в плоскости, перпендикулярной оси детали и соединенный с приводами перемещения, выполненными в виде пневмоприводов, и толкатель, осуществляющий сопряжение деталей P1).

IS

Недост ат ком указанного уст ройст" ва является сравнительно низкое быстродействие, определяемое наличием пневмоприводов, и, как следствие, сравнительно ниэкая производитель" ность всего устройства.

Известно также устройство для вибрационной сборки деталей, содержащее кронштеин, на котором закреплены пружинный стержень с инерционным weментом, направляющая и толкатель, осуществляющий посадку вала, а также два электромагнитных вибратора, оси которых перпендикулярны друг другу и расположены в.плоскости, перпендикулярной оси пружинного стержня,и . источник переменного напряжения, соединенный через усилитель с обмоткой вибратора. Детали (вал и втулка) подаются к месту сборки транспортирующим или подающим устройствами -любого вида. Электромагнитные вибраторы создают вибрацию инерционного элемента, и, следовательно, втулки в двух взаимно перпендикулярных направлениях с частотой, задаваемой источником питания.

Под воздействием вибрации втулка начинает перемещаться по спиральной (сходящейся или расходящейся) траектории и спустя некоторое время наступает такой момент, когда направ3 9124 ление осей собираемых деталей совпадает. Под действием толкатепя вал начнет опускаться в отверстие и спустя некоторое время сборка завершится.

На всем протяжении процессов поиска и сопряжения вибраторы создают вибрацию инерционного элемента и втулки с определенной частотой. При этом частота выбирается из условий ее совпадения с резонансной частотой собст- f0 венных колебаний стержня, инерционного элемента и втулки (2 ).

Однако частота вибраций на этапе поиска должна быть большой для уменьшения времени поиска, а на этапе f5 сопряжения частота вибраций должна быть значительно меньше для уменьшения продолжительности процесса сопряжения. Кроме того, большая частота на этапе сопряжения может привести щ к поломке деталей в случае, если они сделаны из хрупких материалов (стекло, керамика и т,д.).

Недостатками этого устройства являются сравнительно большая продолжи" 2s тельность цикла сборки и недостаточная надежность.

Цель изобретения - повышение производительности и надежности работы устройства. зе

Посталенная цель достигается тем, что в устройство введены переключатель, а также дополнительный источник питания переменного напряжения с частотой, отличной от частоты основного

35 источника, датчик вертикального перемещения толкателя и устройство фикси.рования стержня, соединенные с переключателем коммутационными цепями, а в каждом вибраторе установлена дополнительная обмотка, соединенная через усилитель и переключатель с дополнительным источником питания.

На фиг. 1 изображено устройство в режиме поиска отверстия, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство для вибрационной сборки деталей содержит кронштейн 1, в котором жестко закреплены два электромаг- ® нитных вибратора 2, каждый из которых имеет основную 3 и дополнительную 4 обмотки, и пружинный стержень 5 с инерционным элементом 6, в гнездо которого устанавливается одна из собираемых деталей - втулка 7.

В инерционном элементе 6 закреплены в двух взаимно перпендикулярных плоскостях два якоря 8 и 9 à в кронштейне 1 закреплена направляющая 10 для второй собираемой детали - вала 11 и установлен, связанный со штоком пневмоцилиндра 12, толкатель 13, взаимодействующий с валом 11. В кронштейне 1 также размещен датчик вертикального перемещения 14, соединенный коммутационными цепями с переключателем 15 и устройством фиксирования 16 пружинного стержня 5, содержащим два электромагнита с подпружиненными якорями. Обмотки 3 и 4 электромагнитов 2 соединены через переключатель 15 с источниками 17 и 18 питания переменного напряжения с частотами М)л и (6g cdответственно.

Устройство работает следующим образом..

Собираемые детали-втулки 7 и вал 11 с помощью любого вида транспортирующих устройств (на чертежах не показаны) устанавливаются в инерционном . элементе 6 и направляющей 10 соответственно. На основные обмотки 3 электромагнитных вибраторов 2 с источника 17 питания через переключатель 15 и усилитель подается напряжение с частотой uL, „ (например, 50 Гц). При этом в воздушном зазоре между якорями 8 и 9 и электромагнитными вибраторами 2,возникает электромагнитная сила с частотой 2 gJg, которая, воздействуя на якори 8 и 9, приводит в движение жестко связанный с ними инерционный элемент 6 и следовательно, втулку 7. Пружинный стержень 5 выполняет роль упругого звена колебательной системы,.причем длина его выбирается таким образом, чтобы резонансная частота всей колебательной системы была равна 2 Ю .

Якори электромагнитов устройства 16 фиксирования стержня 5 под действием пружин фиксируют стержень 5, уменьшая таким образом его свободную длину, при этом устройство 16 фиксирования устанавливают на кронштейн 1 таким образом, чтобы обеспечить резонансную частоту колебательной системы равную 2 (ф .

В поршневую полость пневмоцилиндра 12 подают давление воздуха и его шток через толкатель 13 прижимает вал 11 ко .втулке 7. Происходит операция поиска отверстия.

Как только вал 11 войдет в отверстие втулки 7, он начинает перемещать

5 ся вниз, вместе с ним перемещается и толкатель 13, причем толкатель 13 взаимодействует с датчиком вертикального перемещения 14 (например, индукционного или электромеханического типа), который выдает сигнал на переключатель 15. Переключатель 15 подключает дополнительные обмотки 4 электромагнитных вибраторов к источнику 18 питания с частотой И)2 и одновременно подает напряжение питания на устройство 16 фиксирования стержня 5.

его электромагниты втягивают, преодолевай усилия пружин, якоря внутрь и они освобождают пружинный стержень 5. )5

Его свободная длина увеличивается таким образом, что его резонансная частота становится равной 0 - И .

С момента подключения дополнительных обмоток 4 в сердечниках электро- 2О магнитных вибраторов 2 возникает дополнительный магнитный поток ф Ф

2 который совместно с магнитным пото- 1 ! ком 09, создает в воздушном зазоре между вибраторами 2 и якорями 8 и 9 электромагнитную силу fö .

Взаимодействие магнитных пото :ков ?(U и О(у/ приводит к возникновению .в f составляющих на частотах 2 М ; 2+g, ®q++<,O) — Ы, значение которых 30 можно определить из выражения:

912476 где L - индуктивность обмоток 3 и 4, .1

1„",1 - токи обмоток 3 и 4;

Х - координата перемещения элементов.

Так как резонансные характеристики механических колебательных систем

40 имеют высокую добротность с малой полосой пропускания, то при настройке колебательной системы на частоту равную @4 - Kg (для чего пружинный стержень 5 освобождается устройст45 вом 16 фиксирования), составляющие

f с частотами 2Ю)4, 2И/2, Ы) + E6g будут активно подавляться и колебания элемента 6 будут осуществляться практически только на частоте ® -Ч) .

Причем длина пружинного стержня выбирается так, чтобы его свободная часть составляла:

Формула и зобретения

Устройство для вибрационной сбор50 ки изделий, содержащее кронштейн, на котором закреплены пружинный стержень с инерционным элементом, направляющая, толкатель, два электромагнитных вибратора, оси которых перпендикуляр"

55 ны друг другу и расположены в плоскости, перпендикулярной оси пружинного стержня, а также источник питания переменного напряжения, соединенный

/ ЗЕТАМ

1024 Х k 1) kg (Щ, - KI ) где - длина свободной части пружинного стержня 5„

-, модуль упругости материала стержня 5 в случае применения пружинной стали Е =

= 2,1. 106 кг/см

9 - диаметр стержня 5;

I частоты источников 17 и 18 питания;

И " коэффициент, приближенно равный 1,2-1,4;

Ф - приведенная масса инерционного элемента 6 вместе с втулкой 7.

Пример. Ecw частота Ю

50 Гц, а частота сИ = 40 Гц, то колебания втулки 7 на этапе поиска будут происходить с частотой равной

2 < = 100 Гц, а на этапе сопряжения с частотой равной Ы - ®р = 10 Гц.

Таким образом, на этапе сопряжения уменьшается частота перемещения втулки 7, что предохраняет вал 11 и втулку 7 от повреждений и разрушений, и способствует сокращению времени сборки.

После того, как вал 7 полностью войдет в отверстие втулки 11, давле ние воздуха подается уже в штоковую полость пневмоцилиндра 12, а переключатель 15 по сигналу датчика 14 вертикального перемещения отключает вибраторы 2 чт источников 17 и 18 пи таниИ. Снимается напряжение и с электромагнитов устройства 16 фиксирования, после чего его якори под действием пружин вновь фиксируют стержень 5, уменьшая его свободную длину. Цикл сборки закончен.

Такое выполнение устройства позволяет значительно сократить продолжительность цикла сборки, а также повысить надежность работы устройства за счет уменьшения частоты колебаний втулки на этапе сопряжения, что уменьшает вероятность поломки или повреждения собираемых деталей.

7 912-"476 8 через усилитель с обмоткой вибратора, каждом вибраторе установлена дополо т л и ч à ю щ е е с я тем, что, нительная обмотка, соединенная через с целью повышения производительности усилитель и переключатель с дополнии надежности работы устройства, в не- тельным источником питания. го введены переключатель и связанные Источники информации, с ним дополнительный источник пита- принятые во внимание при экспертизе ния переменного напряжения с часто- 1. Авторское свидетельство СССР той, отличной от частоты основного У 528)69, кл. 8 23 Р 19/04, l975. источника, а также датчик вертикапь- 2. Лебедовский M.Ñ. и Федотов A.È. ного перемещения толкателя и устрой- 10 Автоматизация сборочных работ, Л., ство фиксирования стержня, причем в Лениздат, 3970, с. 224-236.

912476

Составитель Т. !Одахина

Редактор И. Касарда Texpeg Т.Иаточка.: Корректор Г. Огар

Заказ 12 9/21 Тираж 1151 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

l1o делан изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Разовская наб. g. 4/5 а ъД» Л»вЛю»»»»»й

Филиал ППП "Патент", t-. Ужгород, ул. Проектная, 4