УСТРОЙСТВО ХРАНЕНИЯ И ВЫДАЧИ ЗАКЛЕПОК
RIVET STORAGE AND ISSUING DEVICE

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к устройству хранения и выдачи заклепок или подобных элементов в соответствии с пунктом 1 формулы изобретения.
Уровень техники
В течение многих лет клепаные соединения играют важную роль прежде всего в авиационной промышленности. При этом с учетом увеличения размеров самолетных компонентов автоматизация использования заклепок приобретает все большее значение.
Помимо выполнения операций клепки с помощью клепальных инструментов особенно важной задачей для изготовителя производственных линий является целевая, точная и быстрая подача заклепок посредством управления перемещениями.
Известное устройство для хранения и выдачи заклепок (патентный документ ЕР 1531966 В1) снабжено хранилищем заклепок в виде стеллажа кассет, содержащего ряд кассет с заклепками, установленных в штабель друг над другом. С помощью передаточной каретки, которая передвигается вдоль кассет с заклепками, заклепки передаются от соответствующей кассеты на выход для заклепок.
Кассеты с заклепками известного устройства для хранения и выдачи заклепок заменяют вручную на передней стороне устройства, в частности, в том случае, когда запас заклепок в кассете использован. Для этого кассеты с заклепками могут задвигаться в рабочее положение по направляющей. Для фиксации кассет в рабочем положении для каждой из них предназначено запорное устройство кассеты.
Как правило, запорное устройство кассеты расположено на передней раме устройства для хранения и выдачи заклепок. При этом точное позиционирование запорного устройства кассеты относительно кассеты с заклепками обеспечивается только за счет точной наладки при первичном монтаже. Причина этого заключается в том, что в известном устройстве следует учитывать значительные допуски на отклонения между передней рамой и устройством в целом, и особенно направляющей для кассеты.
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является решение проблемы точного позиционирования запорного устройства кассеты относительно кассеты с заклепками с низкими конструктивными затратами.
В соответствии с изобретением решение поставленной задачи достигается в устройстве для хранения и выдачи заклепок, обладающем признаками по пункту 1 формулы изобретения.
Существенной является изобретательская идея о том, чтобы связать запорное устройство кассеты с направляющей кассеты, поскольку положение кассеты с заклепками определяется степенью свободы ее перемещения. За счет этого при адекватном выполнении можно отказаться от наладки положения запорного устройства кассеты, что приводит к значительной экономии в производственном процессе.
Согласно предпочтительным примерам выполнения по пунктам 3 и 4 формулы изобретения предусмотрено, что запорное устройство кассеты в состоянии запирания прижимает кассету с заклепками к неподвижному упору для кассеты. Это обеспечивает дальнейшее упрощение точной установки кассеты с заклепками в рабочее положение.
В отношении компактности особенно предпочтительные примеры выполнения являются предметом защиты в пунктах 6 и 7 формулы изобретения. В них предусмотрен линейный исполнительный орган, в частности, пневматический исполнительный орган, который взаимодействует с запорным механизмом.
Краткий перечень чертежей
Далее изобретение будет подробно описано лишь на одном примере выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи. На чертежах:
фиг.1 изображает на виде в перспективе спереди предлагаемое устройство для хранения и выдачи заклепок,
фиг.2 изображает на виде сбоку два последовательно подсоединенных устройства для хранения и выдачи заклепок в производственном процессе со схематично представленным заклепочным инструментом,
фиг.3 изображает на виде в перспективе запорное устройство кассеты устройства для хранения и выдачи заклепок по фиг.1, a) в запертом положении и b) в незапертом положении,
фиг.4 изображает на виде в перспективе центральную монтажную плиту устройства для хранения и выдачи заклепок по фиг.1 при смонтированной передаточной каретке,
фиг.5 изображает на виде в перспективе систему управления заклепками с передаточной кареткой по фиг.4,
фиг.6 изображает систему управления заклепками по фиг.5 в частичном разрезе по линии VI-VI, а) в проходном положении и b) в запертом положении,
фиг.7 изображает на виде в перспективе управляющий вал системы управления заклепками по фиг.5.
Осуществление изобретения
Представленное на чертежах устройство R для хранения и выдачи заклепок служит для автоматизированной выдачи заклепок 1 или подобных элементов. При этом термин «заклепка» следует понимать в широком смысле как охватывающий все возможные крепежные элементы, каким-либо образом выполненные подобно заклепкам.
Заклепки 1, предварительно заложенные в устройстве R для хранения и выдачи заклепок, при использовании устройства согласно назначению предпочтительно передаются на устройство управления заклепками, принимаются им и транспортируются дальше к месту использования заклепок. Предпочтительно устройство R для хранения и выдачи заклепок оснащено специальной системой управления заклепками. Для полного представления об этой системе здесь дается описание предпочтительного примера ее выполнения. В целом система управления заклепками служит для управления перемещением заклепок 1 или подобных элементов. Управление перемещением заклепок 1 охватывает как активный привод заклепок 1, так и пассивное запирание или отпирание заклепок 1. В устройстве R для хранения и выдачи заклепок предпочтительно функцией системы управления заклепками является также захват и передача заклепок 1, как это будет показано дальше. В этом отношении понятие «управление перемещениями» также следует понимать широко.
На фиг.5-7 показана в предпочтительном примере выполнения система управления заклепками, которая предпочтительно используется здесь в устройстве R для хранения и выдачи заклепок по фиг.1-4. Система управления заклепками выполнена в основном модульной и содержит, по меньшей мере, одно устройство 2 управления заклепками. В данном примере управления система содержит шесть устройств 2 управления заклепками. Конструкция устройства 2 управления заклепками видна на фиг.6. Далее в целях наглядности описание будет дано почти всегда в отношении одного устройства 2 управления заклепками. Все, что относится к этому устройству 2 управления заклепками, относится также и к остальным устройствам 2 управления заклепками.
В смонтированном состоянии система управления заклепками включена в сквозной поток материального движения заклепок. Для этого каждое устройство 2 управления заклепками снабжено заклепочным каналом 3, через который могут перемещаться заклепки 1.
Транспортирование заклепок 1 здесь предпочтительно осуществляется потоком текучей среды, которая вводится в соответствующий участок заклепочного канала 3. В простейшем случае текучей средой является воздух.
Заклепочный канал 3 имеет входной участок 3a для приема заклепок 1 и выходной участок 3b. Соответственно, заклепки 1 проходят в направлении 4 подачи от входного участка 3a к выходному участку 3b и оттуда поступают для использования.
Устройство 2 управления заклепками имеет управляющий вал 5, который пересекает заклепочный канал 3 между входным участком 3a и выходным участком 3b в области 6 управления. При этом в принципе может быть предусмотрено, что управляющий вал 5 пересекает только часть заклепочного канала 3. Однако здесь предпочтительно предусмотрено пересечение всего заклепочного канала 3 и предпочтительно по существу поперечно продольной оси 7 заклепочного канала.
В данном примере выполнения управляющий вал 5 действует подобно запорному клапану. Соответственно, в своем показанном на фиг.6а положении пропуска управляющий вал 5 предоставляет для заклепок 1 и текучей среды открытый соединительный участок 8 между входным участком 3a и выходным участком 3b. В отличие от этого на фиг.6b показано, что управляющий вал 5 в своем положении запирания запирает проход для заклепок 1 и/или текучей среды между входным участком 3a и выходным участком 3b.
Для конструктивного обеспечения положения пропуска и положения запирания управляющий вал 5 содержит показанную на фиг.6 сквозную проточку 9 канала для заклепок, поперечное сечение которой по существу соответствует поперечному сечению заклепочного канала 3 на входном участке 3a и/или выходном участке 3b. В зависимости от положения управляющего вала 5 сквозная проточка 9 заклепочного канала либо обеспечивает указанный выше соединительный участок 8 между входным участком 3a и выходным участком 3b заклепочного канала 3, либо эта сквозная проточка 9 запирает проход для заклепок 1 и/или текучей среды между входным участком 3a и выходным участком 3b.
Однако функция заклепочного канала 3 не ограничивается только функцией запорного клапана. Устройство 2 управления заклепками содержит передаточно-транспортирующее устройство 10, которое служит для подачи заклепки 1 от входного участка 3a в выходной участок 3b посредством потока 11 передаточной текучей среды (фиг.6а). Для этой цели передаточно-транспортирующее устройство 10 имеет несколько каналов 12 для текучей среды, которые сообщаются с входным участком 3a заклепочного канала 3 и через которые может создаваться поток 11 передаточной текучей среды. Каналы 12 для текучей среды сообщаются с соответствующим подводом 12а текучей среды. Направление потока 11 передаточной текучей среды определяется расположением каналов 12 для текучей среды, которое показано на фиг.6.
Показано, что благодаря коническому отверстию 13 входного участка 3a поток 11 передаточной текучей среды создает разрежение в области конического отверстия 13 по типу эффекта трубки Вентури, что приводит к всасыванию заклепки 1, находящейся перед отверстием 13.
Для эффективного транспортирования заклепки 1 должен быть обеспечен определенный объемный поток текучей среды. Для этого передаточно-транспортирующее устройство 10 содержит в области управляющего вала 5, по меньшей мере, одно вентиляционное отверстие 14, через которое отводится, по меньшей мере, часть потока 11 передаточной текучей среды. В особенно простом конструктивном варианте выполнения для этого предусмотрено, что в управляющем вале 5 выполнен ряд вентиляционных щелей 14, сообщающихся с выходным отверстием 9а сквозной проточки 9 заклепочного канала (фиг.6, 7).
Далее, устройство 2 управления заклепками содержит транспортирующее выдающее устройство 15 для дальнейшего транспортирования заклепки 1 от выходного участка 3b к месту использования посредством транспортирующего потока 16 текучей среды. При этом транспортирование заклепки 1 производится в соответствии с конфигурацией устройства по фиг.6b.
По отношению к потоку текучей среды управляющий вал 5 в своем указанном выше положении запирания может обеспечивать различную герметичность. В данном примере выполнения и предпочтительно управляющий вал 5 имеет уплотняющую поверхность 18, которая служит для герметичного уплотнения устройства 2 управления заклепками относительно корпуса 19.
На фиг.7 показано, что в представленном предпочтительном примере выполнения несколько управляющих валов 5 объединены в общий управляющий вал 21. Это сделано с учетом того обстоятельства, что предусмотрены, по меньшей мере, два расположенных рядом друг с другом устройства 2 управления заклепками, а здесь в целом шесть расположенных рядом друг с другом устройств 2 управления заклепками, причем управляющие валы 5 устройств 2 управления заклепками образованы каждый осевым участком общего управляющего вала 21.
Как уже было указано, показанное на фиг.1-4 предлагаемое устройство R для хранения и выдачи заклепок предпочтительно оснащено описанной системой управления заклепками.
Выше уже было также указано, что устройство R для хранения и выдачи заклепок служит для выдачи заклепок 1 или подобных элементов, по меньшей мере, к одному месту использования. На фиг.2 показано, что место использования представляет собой автоматизированный заклепочный инструмент N. Далее, на фиг.2 показано, что в системе два устройства R для хранения и выдачи заклепок подсоединены последовательно, как будет подробнее описано ниже.
Устройство R для хранения и выдачи заклепок оснащено хранилищем 24 заклепок, в котором предпочтительно могут быть заложены различные заклепки 1. Далее, устройство R для хранения и выдачи заклепок имеет, по меньшей мере, один выход 25 для заклепок, в данном случае в целом шесть выходов 25 для заклепок.
Хранилище 24 здесь выполнено по типу кассетного стеллажа, по меньшей мере, с двумя установленными в штабель друг над другом сменными кассетами 26 с заклепками, причем каждая кассета имеет, по меньшей мере, один выходной фланец 27 или подобный элемент для выдачи заклепок 1. Выходной фланец 27 кассеты 26 с заклепками может быть выполнен различным образом. Здесь выходной фланец 27 предпочтительно выполнен трубчатым, как это можно видеть на фиг.3a.
Далее, в особенно предпочтительном примере выполнения предусмотрена передаточная каретка 28, оснащенная описанной выше системой управления заклепками, предпочтительно несколькими устройствами 2 управления заклепками. Устройства 2 управления заклепками предназначены для различных заклепок 1, так что в зависимости от того, выдача какой заклепки 1 требуется, используется соответствующее устройство 2 управления заклепками.
Для подвода соответствующего устройства 2 управления заклепками к желаемой кассете 26 с заклепками передаточная каретка 28 выполнена с возможностью перемещения вдоль кассет 26 с заклепками в направлении 29 штабеля кассет. За счет этого устройство 2 управления заклепками системы управления заклепками может быть подведено к кассете 26 для передачи заклепки 1 от соответствующей кассеты 26 с заклепками на соответствующее устройство 2 управления заклепками.
На фиг. 2 показаны два положения передаточной каретки 28. Выходные участки 3d устройств 2 управления заклепками связаны с упомянутыми выше выходами 25 для заклепок. Далее, каждое устройство 2 управления заклепками имеет относящийся к входному участку 3а заклепочного канала 3 входной канал 30 для приема заклепок 1, причем при передаче заклепки 1 выходной канал 27 кассеты заклепок и входной канал 30 устройства управления заклепками находятся на расстоянии друг от друга с образованием зазора.
Таким образом, между двумя каналами 27, 30 нет замкнутого соединения. На фиг. 4 внизу в изображении узла устройства показан выходной канал 27 кассеты заклепок, позиционированный напротив устройства управления заклепками и его входного канала 30. За счет того, что всегда имеется зазор между выходным каналом 27 кассеты заклепок и входным каналом 30 устройства управления заклепками, достаточно, чтобы каретка 28 и устройство управления заклепками в целом были подвижными только с одной степенью свободы. Для обеспечения бездефектной передачи была установлена целесообразность того, чтобы этот зазор составлял от 0,2 до 0,6 мм. Особенно предпочтительна величина зазора 0,4 мм.
Уже было указано, что в различных кассетах 26 с заклепками предпочтительно, по меньшей мере, частично хранятся заклепки различных размеров, а каретка 28 соответственно содержит несколько устройств 2 управления заклепками, адаптированных к этим различным размерам. Адаптация устройств 2 управления заклепками к размерам относится прежде всего к диаметру заклепок и соответствующим устройствам подсоединения, как это видно на верхнем изображении узла на фиг. 4.
Ниже будет описан пример передачи заклепки 1 от кассеты 26 с заклепками.
Вначале передаточная каретка 28 устанавливает одно из устройств 2 управления заклепками напротив желаемой кассеты 26 с заклепками, так что входной канал 30 устройства управления заклепками центрируется с выходным каналом 27 кассеты заклепок. Затем предусмотренное в кассете 26 отделительное устройство освобождает отдельную заклепку 1, которая проходит через зазор между каналами 27, 30 и входит во входной участок 3а устройства 2 управления заклепками. Для этого в нужный момент активизируется передаточно-транспортирующее устройство 10, так что заклепка 1 за счет упомянутого эффекта трубки Вентури втягивается во входной участок 3а и затем с помощью потока 11 текучей среды подается в выходной участок 3d. Далее управляющий вал 21, до этого находившийся в положении пропуска, переводится в положение запирания (переход от фиг. 6а к фиг. 6b). И в заключение активизируется транспортирующее выдающее устройство 15, так что заклепка 1 под действием давления, подаваемого через сквозную проточку 17, транспортируется дальше к заклепочному инструменту N по шланговому проводу 20.
Интересный аспект изобретения заключается в том, что устройство R для хранения и выдачи заклепок выполнено таким образом, что может быть подсоединено последовательно к другому устройству R для хранения и выдачи заклепок (фиг. 2). Для этого помимо выхода 25 для заклепок предусмотрен, по меньшей мере, один вход 25а для заклепок, причем система выполнена таким образом, что заклепка 1, поступившая на вход 25а, может проходить к выходу 25 для заклепок. Благодаря этому заклепочный инструмент N может снабжаться заклепками 1 от нескольких устройств R для хранения и выдачи заклепок без необходимости в каких-либо разветвлениях транспортирования между устройствами R для хранения и выдачи заклепок и заклепочным инструментом N.
Важной для предлагаемого решения является установка на передней стороне 31 устройства R для хранения и выдачи заклепок сменных кассет 26 с заклепками, помимо прочего с захватными ручками 32 для их замены, в рабочих положениях таким образом, чтобы они были приспособлены к наличию упомянутой передаточной каретки 28.
Как было описано выше, устройство R для хранения и выдачи заклепок служит для выдачи заклепок 1 из хранилища 24 заклепок, по меньшей мере, через один выход 25 для заклепок, по меньшей мере, для одного заклепочного инструмента N, причем хранилище 24 заклепок содержит, по меньшей мере, две установленные в штабель друг над другом сменные кассеты 26 с заклепками, снабженные каждая, по меньшей мере, одним выходным каналом 27 или подобным элементом для выдачи заклепок 1.
Для каждой кассеты 26 предназначены направляющая 26а кассеты и размыкаемое запорное устройство 26b кассеты, причем для установки во встроенное положение кассета 26 может задвигаться по направляющей 26а до своего рабочего положения и запираться в нем с помощью запорного устройства 26b кассеты. Конструкция и расположение направляющей 26а кассеты и запорного устройства 26b кассеты понятны при совместном рассмотрении фиг. 1 и 3.
Существенно то, что, как это видно из чертежа по фиг. 3, запорное устройство 26b кассеты принадлежит направляющей 26а кассеты и запирает кассету 26 при взаимодействии с ней.
Таким образом, запорное устройство 26b кассеты опирается на направляющую 26а кассеты, которая вследствие своих направляющих свойств требует малых допусков на отклонения. Это создает условия для как можно более точного положения запирания (рабочего положения). За счет того, что запорное устройство 26b кассеты вследствие своего расположения на направляющей 26а кассеты всегда занимает определенное положение относительно кассеты 26 с заклепками, можно обойтись без трудоемкой настройки запорного устройства 26b кассеты при его монтаже.
Точное позиционирование в рабочем положении имеет особенно значение, когда для кассет 26 с заклепками должна быть предназначена описанная выше передаточная каретка 28. Это точное позиционирование в рабочем положении совершенно необходимо в функциональном отношении, когда должно быть предусмотрено взаимное расположение с зазором между выходным каналом 27 кассеты заклепок и входным каналом 30 устройства управления заклепками, размер которого составляет десятые доли миллиметра.
На фиг. 1 и 3 показано особенно простое конструктивное выполнение запорного устройства 26b кассеты, которое удовлетворяет самым высоким требованиям по точности. Это обосновано тем, что запорное устройство 26b кассеты в положении запирания прижимает кассету 26 с заклепками к неподвижному упору 33 для кассеты, причем здесь предпочтительно направление 34 прижима соответствует направлению задвижки кассеты 26 с заклепками.
Для конструктивного выполнения упора 33 для кассеты имеется целый ряд возможностей. Здесь и предпочтительно неподвижный упор 33 для кассеты образован монтажным фланцем 35, через который выходной канал 27 кассеты 26 с заклепками, по меньшей мере, частично проходит насквозь (см. совместно фиг. 3а и нижний узел на фиг. 4). В показанном предпочтительном примере выполнения канал 27 кассеты 26 с заклепками снабжен окружным буртиком, который образует встречный упор для упора в монтажный фланец 35.
С одной стороны, использование уже имеющегося выходного канала 27 кассеты 26 с заклепками эффективно в конструктивном отношении. С другой стороны, это выгодно в аспекте отклонений, поскольку монтажный фланец 35 до некоторой степени определяет контрольное положение для установки каретки 28.
Особенно хорошие результаты в отношении снижения отклонений достигаются благодаря тому, что здесь, как это показано, предусмотрена монтажная плита 37, на которой расположены направляющая 26а кассеты и упор 33 для кассеты или монтажный фланец 35. За счет этого в запертом состоянии достигается почти замкнутое силовое соединение между направляющей 26а кассеты, запорным устройством 26b кассеты, выходным каналом 27 кассеты 26, упором 33 для кассеты или монтажным фланцем 35 и монтажной плитой 37. Соответственно, при адекватном выполнении при установке в рабочее положение суммарные отклонения снижаются до минимума.
Благодаря тому, в показанном предпочтительном примере выполнения обеспечивается точное позиционирование выходного канала 27 кассеты 26 с заклепками относительно передаточной каретки 28, выгодным образом предусмотрено, что передаточная каретка 28 также расположена на монтажной плите 37. На чертеже по фиг. 4 видно, что передаточная каретка 28 перемещается по двум рельсам 38, которые укреплены на монтажной плите 37 на ее дальней от кассет 26 стороне.
Запорное устройство 26b кассеты предпочтительно приводится в действие приводом. В простейшем случае для запорного устройства 26b кассеты предназначен линейный исполнительный орган 39, которым предпочтительно является пневматический исполнительный орган. Пневматический исполнительный орган 39 одним концом соединен с направляющей 26а кассеты, а другим - с запорным механизмом 40. Эти компоненты видны на чертежах фиг. 3.
В показанном примере выполнения запорный механизм 40 также выполнен особенно простым конструктивным образом. Запорный механизм 40 содержит всего один поворотный запорный рычаг 41, который предпочтительно шарнирно укреплен на направляющей 26а кассеты. Ось 42 шарнирного поворота запорного рычага 41 проходит по существу вертикально.
В отпертом состоянии запорный рычаг 41 находится за пределами области движения кассеты 26 с заклепками, так что ее можно беспрепятственно выдвинуть из направляющей 26а. Для запирания исполнительный орган 39 вызывает поворот запорного рычага 41 таким образом, что носок 43 запорного рычага 41 зацепляется с кассетой 26 с заклепками, в данном случае с частью выходного канала 27 кассеты 26. Как показано на фиг. 3а, для этого зацепления выходной канал 27 кассеты 26 снабжен дополнительным буртиком 44.
Для установки исполнительного органа 39 имеется множество возможностей. В зависимости от граничных конструктивных условий может быть целесообразно расположение исполнительного органа 39 на стороне монтажной плиты 37, обращенной к передаточной каретке 28.