УСТРОЙСТВО ПОШТУЧНОЙ ПОДАЧИ ИЗ НАВАЛА И ОРИЕНТИРОВАНИЯ ОБЪЕМНЫХ ДЕТАЛЕЙ
SINGLE-PIECES FEEDING DEVICE FROM HEAP AND ORIENTATION OF VOLUMETRIC PARTS

Предложенное устройство относится к техническим средствам автоматизации, предназначено для подготовки деталей для их подачи к автомату-потребителю, например к схвату неочувствленого робота в сборочном производстве.
Детали объемной формы, такие как крышки, колпачки, пробки, широко используемые в пищевой, фармацевтической, парфюмерной промышленностях, имеют форму, легко ориентируемую аэродинамически. Автоматизация процесса закрывания ими флаконов, баночек, бутылей и т.п. требует применения простых универсальных устройств подготовки этих деталей для их сборки в автоматах.
Известны аэродинамические способы ориентации плоских деталей в восходящем потоке (а.с. №1418236, БИ №31 1988 г. Е.С.Альперович и др. «Способ ориентирования тел в заданной плоскости»). Также известны устройства поштучной выборки плоских деталей из навала с использованием пневматических средств (а.с. №1407880, БИ №25 1988 г. Е.С.Альперович и др. «Устройство для поштучной выдачи изделий»).
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому, принятое авторами за прототип, является известное устройство, которое выбирает из навала неориентированные детали типа «Колпачок» и поштучно их выдает с помощью средств пневмоавтоматики в сориентированном виде - см. А.И.Сутин, А.П.Федотов «Струйные механизмы автоматизации технологических процессов в машино- и приборостроении», Пневмоавтоматика, тезисы докладов XIV Всесоюзного совещания, изд. «Наука», М., 1982 г., с. 173-175. Это устройство содержит бункер с узлом поштучной выборки деталей из навала, узел пневмоориентирования каждой детали и управляемый пневмоисточник.
Однако это устройство предусматривает наличие вибробункера, без которого оно не может полностью выполнить поставленную задачу. Вибробункер сам по себе является сложным агрегатом, так как содержит вибратор и должен иметь сложную внутреннюю геометрию, чтобы выполнить рассредотачивание навала деталей, выстраивание их вдоль направляющей, как правило спиральной, поднять детали до выходного лотка и отсеять не сориентированные по торцам детали. Кроме этого, известное устройство способно ориентировать детали ограниченной номенклатуры, имеющих форму только типа «Колпачок», что продиктовано способом распознавания правильности ориентации детали на лотке. Например, положение полнотелой конической пробки оно распознать и сориентировать не может.
Целью предложенного решения является расширение номенклатуры (универсальности) ориентируемых изделий и упрощение комплекса.
Поставленная цель достигается тем, что узел поштучной выборки выполнен в виде вертикально расположенного пневмопривода, цилиндр которого прикреплен своим верхним торцом к отверстию в днище сужающегося книзу бункера, а поршень укреплен на нижнем конце имеющего возможность выдвигаться внутрь бункера полого штока. Внутренний диаметр штока больше максимального габаритного размера ориентируемой детали, нижняя закрытая часть штока снабжена подпружиненным впускным клапаном с дросселем, а его верхняя открытая часть отделена сетчатой перегородкой, образуя узел пневмоориентирования, при этом цилиндр пневмопривода своими верхней и нижней полостями сообщен с управляемым пневмоисточником.
Суть предложения заключается в том, что в одном простом устройстве выполняется с деталями разнообразной объемной формы комплексная задача, а именно осуществляются два сложных действия - выборка из навала и ориентация.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена конструктивная схема предложенного устройства и на фиг.2 показан процесс ориентирования выбранной из навала детали: на фиг.2а - выхваченная штоком из груды одиночная деталь до ориентирования, на фиг.2б - аэродинамическое уравновешивание детали в процессе ориентирования и на фиг.2в - взвешенная в потоке деталь после ориентирования.
Устройство содержит узел поштучной выборки деталей, выполненный в виде вертикально расположенного пневмопривода 1, который прикреплен своим верхним торцом к отверстию в днище сужающегося книзу бункера 2 с находящимися в последнем навалом деталями 3. Поршень 4 пневмопривода, расположенный в пневмоцилиндре 5 укреплен на нижнем конце имеющего возможность выдвигаться внутрь бункера полого штока 6. Внутренний диаметр штока больше максимального габаритного размера детали. В нижней закрытой части штока установлен подпружиненный впускной клапан 7 с дросселем 8. Верхняя открытая часть полого штока образует узел ориентирования 9, отделенный от остальной части штока сетчатой перегородкой 10. Пневмоцилиндр сообщен до и после поршня с управляемым пневмоисточником 11.
Устройство работает следующим образом. Внутри заполненного деталями 3 бункера 2 выдвигается снизу до верха бункера полый шток 6 пневмоцилиндра 5, выхватывая из груды деталей одну, оказавшуюся на сетчатой перегородке 10 в узле пневмоориентирования 9 в произвольном неориентированном положении (см. фиг.2а). Шток выдвигается вверх при подаче давления в нижнюю полость цилиндра 5 пневмопривода от управляемого пневмоисточника 11. При достижении поршнем 4 верхнего упора давление под поршнем возрастает и подпружиненный впускной клапан 7 открывается, пропуская через дроссель 8 по полому штоку восходящий поток. Этот поток поднимает деталь над сетчатой перегородкой и, обтекая деталь, разворачивает ее (см. фиг.2б) до достижения аэродинамического равновесного состояния, ориентируя ее таким образом в пространстве. Дроссель обеспечивает остаточное давление под поршнем, достаточное для удерживания штока в верхнем положении и клапана в открытом состоянии. Под действием восходящего потока деталь всплывает до верхнего края штока и зависает, не вылетая из него (см. фиг.2в). Зависание детали происходит за счет того, что при выдвижении детали над краем штока уменьшается сопротивление выходу потока, давление под деталью изменяется и устанавливается в этом положении равновесие силы пневмонапора и силы тяжести детали. В итоге деталь в ориентированном положении парит в выдвинутом над срезом штока положении и таким образом оказывается подготовленной к взаимодействию с автоматом-потребителем (например со схватом робота). После изъятия детали пневмоисточник по сигналу переключается на верхнюю полость цилиндра и шток и клапан возвращаются в исходное нижнее положение. Устройство по очередному сигналу готово к обработке следующей детали.
Использование предложенного устройства при автоматизации позволит упростить оснастку сборочных и других автоматов и обеспечить поштучную выдачу из навала сориентированные детали различной объемной формы, включая и форму типа «Колпачок». Этим и достигается поставленная цель.