УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРКИ ДЕТАЛЕЙ, СОПРЯГАЕМЫХ ПО ЦИЛИНДРИЧЕСКИМ ПОВЕРХНОСТЯМ С ГАРАНТИРОВАННЫМ ЗАЗОРОМ

Предлагаемая полезная модель относится к автоматизации технологических процессов сборки цилиндрического соединения с гарантированным зазором.
Известно устройство для сборки деталей (SU 804341, 15.02.1981, В23Р 19/04), содержащее модуль перемещения и инструмент для захвата соединяемой детали. Это устройство позволяет производить сборку деталей типа кольцо-втулка при угловом и относительном рассогласовании осей деталей. Недостатками известного устройства является низкая производительность и низкие функциональные возможности из-за неспособности выполнить транспортировку сборочных компонент на сборочную позицию и транспортировку готовой сборочной единицы на следующую технологическую позицию.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является устройство для сборки деталей, сопрягаемых по цилиндрическим поверхностям с гарантированным зазором (патент №2207944, 10.07.2003, В23Р 19/10), содержащее модуль перемещения, держатель и инструмент для захвата соединяемой детали. Модуль перемещения содержит шпиндель, связанный с индивидуальным приводом вращения. Между торцом шпинделя и держателем имеется зазор, в котором размещен упругий элемент. Инструмент для захвата соединяемой детали с зазором установлен на шпинделе. Необходимость в фиксации соединяемой детали в податливом устройстве для сборки, а базовой детали на сборочной позиции, приводит к прерыванию цикла работы сборочного устройства и затратам времени на установку собираемых деталей, что снижает его производительность. Устройство реализует этап адаптации и сопряжения сборочных компонент. Однако полный цикл сборочной операции помимо указанных этапов включает этап транспортировки сборочных компонент на сборочную позицию и этап транспортировки готовой сборочной единицы на следующую технологическую позицию. Неспособность модуля перемещения обеспечить выполнение указанных этапов сборочной операции ограничивает функциональные возможности устройства. Таким образом, недостатками известного устройства является низкая производительность и низкие функциональные возможности из-за неспособности выполнить транспортировку сборочных компонент на сборочную позицию и транспортировку готовой сборочной единицы на следующую технологическую позицию.
Задачей предлагаемой полезной модели является устранение указанных недостатков.
Это достигается тем, что в устройстве для сборки деталей, сопрягаемых по цилиндрическим поверхностям с гарантированным зазором, содержащем модуль перемещения, держатель и инструмент для захвата соединяемых деталей, модуль перемещения выполнен в виде манипулятора с тремя параллельными кинематическими цепями, оснащенного бункером-накопителем и гибким питателем, а инструмент для захвата соединяемых деталей содержит средства адаптации положения охватывающей и охватываемой деталей и электроконтактный датчик окончания этапа адаптации. Средство адаптации положения охватывающей детали состоит из пары плоских неметаллических элементов, которые ориентированы под углом 120º друг к другу. Средство адаптации положения охватываемой детали содержит воронку с нелинейным профилем.
Благодаря тому что, модуль перемещения выполнен в виде манипулятора с тремя параллельными кинематическими цепями, соединенного с держателем, установленный на нем инструмент для захвата соединяемых деталей имеет возможность перемещаться параллельно плоскости основания по трем координатам X, Y, Z в прямоугольной системе координат, в результате чего создаются предпосылки для осуществления поиска, захвата и транспортировки охватывающей детали на сборочную позицию. Оснащение модуля перемещения бункером-накопителем и гибким питателем, соединенным с инструментом для захвата соединяемых деталей, создает условия для транспортировки охватываемой детали на сборочную позицию. Оснащение инструмента для захвата соединяемых деталей средством адаптации положения охватывающей детали, средством адаптации положения охватываемой детали и электроконтактным датчиком окончания этапа адаптации дает возможность совмещать процессы транспортирования охватывающей и охватываемой деталей и адаптацию их взаимного положения. Вследствие того, что средство адаптации положения охватывающей детали состоит из пары плоских неметаллических элементов, ориентированных под углом 120º друг к другу, а средство адаптации положения охватываемой детали содержит воронку с нелинейным профилем, отсутствует фиксация положения охватывающей и охватываемой деталей в устройстве для захвата соединяемых деталей на этапах адаптации и совмещения сопрягаемых поверхностей, реализуемых при движении инструмента для захвата соединяемых деталей, создаются условия для осуществления транспортировки готовой сборочной единицы к следующей технологической позиции. Все это позволяет расширить функциональные возможности устройства по сравнению с прототипом. Таким образом, цикл работы сборочного устройства, включающий параллельное выполнение этапов транспортирования сборочных компонент к месту сборки, совмещение этапов транспортирования деталей и их адаптации, совмещение процесса сопряжения сборочных компонент и этапа транспортирования готовой сборочной единицы к следующей технологический позиции, является непрерывным, что обеспечивает повышение производительности устройства по сравнению с прототипом.
На фиг.1 представлен общий вид устройства для сборки деталей, сопрягаемых по цилиндрическим поверхностям с гарантированным зазором. На фиг.2 приведен вид сверху устройства для сборки деталей, сопрягаемых по цилиндрическим поверхностям с гарантированным зазором. На фиг.3 представлен общий вид. На фигуре 3 представлен общий вид устройства для сборки деталей на этапе сопряжения сборочных компонент, увеличенный масштаб. На фиг.4 приведено сечение (А-А) инструмента для захвата деталей.
Устройство для сборки состоит из держателя 1, неподвижного основания 2, на котором установлены бункер-накопитель 3 и приводы вращения 4, 5, 6. С бункером-накопителем 3 связан гибкий питатель 7 с установленным на нем отсекателем 8, соединенный с инструментом для захвата соединяемых деталей 9, установленным на держателе 1. Держатель 1 связан с приводами вращения 4, 5, 6 тремя параллельными кинематическими цепями, реализованными управляющими звеньями 10, 11, 12 и соединительными звеньями 13, 14, 15. Инструмент для захвата соединяемых деталей 9 оснащен средством адаптации положения охватывающей детали в виде пары плоских неметаллических элементов, ориентированных друг к другу под углом 120º, средством адаптации положения охватываемой детали в виде воронки с нелинейным профилем, и электроконтактным датчиком окончания этапа адаптации детали 16. Для поштучной выдачи охватывающих деталей на сборочную позицию предусмотрено устройство подачи 17. С целью ограничения диапазона разброса охватывающих деталей предусмотрены конструктивные элементы сборочной позиции 18 и оптические информационные каналы 19, 20, 21 образованные источниками лучистой энергии 22, 23, 24 и приемниками лучистой энергии 25, 26, 27. Взаимосвязанное функционирование элементов конструкции осуществляется с помощью устройства управления 28, входящего в состав системы управления технологическим процессом сборки. Для удаления готовой сборочной единицы со сборочной позиции предусмотрено технологическое отверстие, совмещенное с приемником 29.
Устройство работает следующим образом. Когда устройство находится в исходном состоянии, охватываемые детали из бункера-накопителя 3 попадают через ориентирующее отверстие основания 2 в гибкий питатель 7 и удерживаются отсекателем 8. Охватывающие детали подаются устройством подачи 17 на сборочную позицию. Их положение не фиксировано и ограничено только конструктивными элементами 18. При подаче управляющего воздействия, формируемого устройством управления 28 на электрические приводы 4, 5, 6, их выходные валы начинают поворачиваться на заданные координаты, перемещая управляющие звенья 10, 11, 12 и соединительные звенья 13, 14, 15, при этом держатель 1 совершает поступательное перемещение, параллельное плоскости основания 2. Инструмент для захвата соединяемых деталей 9, жестко закрепленный на держателе 1, перемещаясь вдоль горизонтальной, поверхности сборочной позиции 18, осуществляет поиск охватывающей детали. Коррекция траектории движения держателя 1 осуществляется с помощью устройства управления 28 на основании информации о расположении охватывающей детали, представляющей собой сигнал размыкания одного из трех информационных каналов 19, 20, 21 при перекрытии охватывающей деталью потока лучистой энергии, испускаемого соответствующим источником 22, 23, 24 и принимаемого соответствующим приемником 25, 26, 27. Устройство управления 28, в соответствии с программой движения, осуществляет коррекцию сигналов управления приводами 4, 5, 6, при отработке перемещений которыми, реализуется маневр держателем 1 в направлении, обеспечивающем контакт инструмента для захвата деталей 9 с внешней цилиндрической поверхностью охватывающей детали, при котором, последней сообщается ориентирующее перемещение, обеспечивающее ее инерционную адаптацию и базирование относительно держателя 1. По окончанию процесса адаптации происходит замыкание электрической цепи, электроконтактного датчика 16, и устройство управления 28 подает управляющий сигнал, высвобождающий отсекатель 8, при этом одна охватываемая деталь под действием собственного веса выпадает из гибкого питателя 7 в ориентирующую воронку устройства захвата 9, перемещающегося с ускорением, что обеспечивает ей требуемое положение относительно держателя 1, и соответственно, относительно охватывающей детали и, под действием собственного веса охватываемая деталь совершает движение совмещения сопрягаемых поверхностей с охватывающей деталью. Движение держателя 1 с инструментом для захвата соединяемых деталей 9 с сопряженными охватывающей и охватываемой деталями продолжается в направлении технологического отверстия, совмещенного с приемником 29, с целью удаления готовой сборочной единицы со сборочной позиции. При попадании в технологическое отверстие, совмещенное с приемником 29, происходит высвобождение готовой сборочной единицы из инструмента для захвата соединяемых деталей 9, осуществляемое под действием ее собственного веса. Далее происходит возврат всех элементов сборочной системы в исходное состояние, и цикл повторяется вновь.