МАНИПУЛЯТОР ДЛЯ СБОРКИ ДЕТАЛЕЙ

Устройство предназначено для точного позиционирования и ориентации деталей при автоматической сборке.
При автоматизации сборки деталей точность позиционирования является одной из основных характеристик функциональных возможностей манипуляторных систем. На точность позиционирования и ориентации деталей влияет много факторов, в том числе неточность изготовления, износ деталей, неточность работы приводов, а также несовершенство технической реализации системы наблюдения и управления.
Известен способ управления позиционным пневмоприводом и позиционный пневмопривод для его осуществления [1].
Целью данного устройства является повышение точности позиционирования и улучшение динамических характеристик. Способ управления позиционным пневмоприводом включает измерение текущих параметров, формирование управляющего сигнала, создание колебаний давления в рабочих полостях, при этом в процессе позиционирования формируют дополнительный управляющий сигнал, подают его на возбудитель колебаний давления, который непосредственно преобразует их в относительное вибрационное движение поршня и пневмоцилиндра.
Возбудитель выполнен в виде упругой мембраны, установленной в полом поршне, имеющем возможность перемещения относительно штока.
Предлагаемый способ и позиционный пневмопривод позволяют более эффективно управлять процессом позиционирования, улучшить его динамику, повысить устойчивость движения путем снижения зоны чувствительности механической подсистемы, обусловленной контактным трением и повысить точность позиционирования путем возбуждения не только колебаний движения, но и появления относительного вибрационного движения поршня и пневмоцилиндра, и управления параметрами этого давления.
К недостаткам данного устройства можно отнести необходимость оснащения сложной электроникой, что удорожает стоимость устройства.
Известны также робототехнические комплексы [2] предназначенные для ориентирования деталей, доставленных промышленным роботом на сборочную позицию, относительно сопрягаемой поверхности может быть осуществлено с помощью достаточно простых специальных устройств, монтируемых на захватном устройстве робота или на сборочной позиции.
На примере соединения типа "вал - втулка" схематически показаны способы точной ориентации цилиндра (вала) относительно отверстия втулки.
При первом способе в устройство, смонтированное на схвате робота установлен контактирующий с цилиндром элемент, который упругими связями присоединен к базовой детали устройства и в процессе ориентирования совершает колебательные движения под действием струи сжатого воздуха, электромагнитных сил и т.д., что вызывает сложные круговые колебания цилиндра, ось которого при этом непрерывно изменяет положение относительно оси отверстия.
В момент, когда обе оси совместятся, цилиндр под действием силы тяжести внедряется в отверстие, т.е. произойдет сборка.
При другом способе точной ориентации детали вынужденным колебаниям подвергается втулка, установленная на колеблющемся элементе специального устройства, смонтированного на сборочной позиции на пружинах.
С помощью колебательного элемента при совпадении осей ловителя, удерживающего втулку, и ловителя, удерживающего цилиндр, последний опускается во втулку.
Предложенное устройство для соединения типа "вал - втулка" при своей простоте не обеспечивает высокую производительность из-за инерционности системы.
К наиболее близким аналогам можно отнести устройство для сборки
деталей типа вал-втулка [3].
Устройство предназначено для сборки деталей типа "вал - втулка". Оно содержит корпус, в котором на пружинах закреплена плавающая платформа.
Платформа имеет в нижней части кольцевую камеру и вращающееся на подшипнике сопло, выполненное со скосом на выходном сечении и под углом к горизонтальной плоскости. Собираемые детали втулка и вал соответственно находятся в гнездах диска и ловителя исполнительного органа промышленного робота.
Поворотом диска на плавающую платформу поступает втулка, сверху через ловитель подается вал. Оси вала и втулки не совпадают. Вал упирается в верхний торец втулки. В этот момент в сопло под определенным давлением подается сжатый воздух. Силой вытекающей струи плавающая платформа приводится в колебательное движение и благодаря выполненному скосу на выходном сечении сопла реактивные силы вызывают его вращательное движение.
Ось платформы описывает в пространстве коническую поверхность, при этом втулка совершает поисковые движения и вал при совпадении осей входит в отверстие последней под действием собственного веса.
Данное устройство достаточно сложное и обеспечивает сравнительно невысокую производительность.
Целью предлагаемого устройства является повышение точности позиционирования деталей при сборке и упрощение конструкции манипулятора.
Цель достигается тем, что схват манипулятора снабжен фиксатором, входящим в паз жестко установленного копира, причем при упоре и опускании фиксатора в конец паза, обеспечивается соосность собираемых деталей.
Устройство поясняется чертежами.
На фиг.1 - Принципиальная схема манипулятора для сборки деталей;
фиг.2 - показано взаимодействие фиксатора схвата с копиром; на фиг.3 -
копир в разрезе.
Устройство содержит манипулятор 7, схват 2, фиксатор 3, копир 4, деталь 5 (например, вал), деталь 6 (например, втулка), поворотный стол 7.
Устройство работает следующим образом.
Схват манипулятора 1 со стеллажа берет деталь 5 и подносит к столу 7, причем фиксатор 3, двигаясь вдоль паза копира 4 и опускаясь в отверстие копира 4 обеспечивает соосность собираемых деталей.
Проведенные исследования на серийном манипуляторе МП-9Р при сборке 100 комплектов деталей «вал-втулка» показали, что с повышением точности позиционирования отпала необходимость в дополнительном поисковом движении, время сборки сократилось приблизительно в два раза.
Литература
1. Авторское свидетельство СССР №1596143, МПК F 15 В 11/12 приоритет 14.11.88г. опуб. 30.09.90 бюл. №36 "Способ управления позиционным пневмоприводом и позиционный пневмопривод для его осуществления" Авторы: Суздальницкий М.В., Елисеев С.В.
2. Василенко Н.В., Никитин К.Д., Пономарев В.П., Смолин А.Ю. Основы робототехники. Уч. пособие. Томск: Раско, 1993.- С. 442
3. Елисеев С.В., Ченских В.Р., Хвощевский Г.И. Промышленные роботы. Некоторые проблемы внедрения.-Иркутск: ИГУ, 1982.- С. 211