DD264186A1 - Verfahren zum antrieb schwingungserregter fuegemechanismen mit nichtmechanischer erregung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Antrieb schwingungserregter Fuegemechanismen mit nichtmechanischer Erregung zur Erzeugung einer spiralfoermigen Suchbewegung des Greifers zum Ausgleich von Lageabweichungen der Fuegepartner. Sie dient der Automatisierung der Montage grobtolerierter Teile mit einfacher Handhabetechnik, insbesondere auf dem Gebiet der Geraetetechnik. Die Erfindung beruht auf der Impulsanregung von im Resonanzbereich arbeitenden schwingungserregten Fuegemechanismen. Durch die Verwendung von Rechtecksignalen sinkt der materielle Aufwand zur Ansteuerung der Schwingantriebe betraechtlich und der Wirkungsgrad steigt. Die Erfindung laesst eine gute Anpassung des schwingungserregten Fuegemechanismus an die konkrete Fuegeaufgabe zu.

Description

Ausführungsbeispiel

Figur 1 zeigt eine mögliche Anordnung zur Realisierung des Verfahrens.

Das Ausgangssignal eines fiechteckimpulsgenerators 1 mit veränderlicher Frequenz gelangt einmal auf das Tor 3 und zum anderen über den monostabilen Vibrator 2 mit einstellbarer Verzögerungszeit auf das Tor 4. Die Rechteckgeneratoren 5,6 erzeugen zwei unabhängig voneinander im Tastverhältnis einstellbare, höherfrequente Rsüitecksignale, die die an den Toren 3, 4 anliegenden Rechteckimpulse modulieren. Die modulierten Signale werden in den Schaltverstärkern 7,8 verstärkt uvid den Schwingantrieben 9,10 zugeführt.

Die entsprechend der auftretenden maximalen Lageabweichung der Fügepartner einzustellende Schwingungsamplitude des Greifers wird durch das Tastverhältnis der Rechtecksignale der Generatoren 5,6 festgelegt. Die Form des Suchfeldes kann in Abhängigkeit von der Frequenz des Rechteckimpulsgenerators 1 mit der Vo<zögerungszeit des monosta.biien Vibrators 2 an die Fügeaufgabe angepaßt werden.

Claims (3)

1. Verfahren zum Antrieb schwingungserregter Fügemechanismen mit nichtmechanischer Erregung im Resonanzbereich der Montageeinheit zur Erzeugung einer spiralförmigen Suchbewegung zum Zwecke des Ausgleichs von Lageabweichungon der Fügepartner, gekennzeichnet dadurch, daß die Schwingantriebe mit zwei phasenverschobenen Rechteckimpulsfolgen angeregt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Schwingamplitude des am Fügemechanismus befestigten Greifer? und damit die Größe des Suchfeldes mittels Pulsbreitenmodulation der Rechteckimpulse eingestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Bahn des Greifers und damit die Form des eingestellten Suchfeldes durch die Größe der Phasenverschiebung der Rechteckimpulse variiert wird.

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Antrieb schwingungserregter Fügemechanismen mit nichtmechanischer Erregung zum automatisierten Fügen fasenloser, vorwiegend grobtolerierter Werkstückpaare mit einfacher Handhabetechnik, vorzugsweise zur Anwendung in der Gerätetechnik.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

In der automatisierten Montage treten auf Grund der Positionsabweichungen des Manipulators und Fertigungstoloranzen der Montageteile Lageabweichungen der Fügepartr.er zueinander auf, die das Fügespiel oftmals überschreiten. Damit ist eine ungehinderte Montage unmöglich. Zur Kompensation der Ltigeabweichiingen sind rügemechanismen entwickelt worden, die gesteuerte, ungesteuerte oder kombinierte Ausgleichsbewegungen durchführen können. Gesteuerte Fügemechanismen (vgl. WO 83/03217) verarbeiten Sensorsignale zum Ausgleich der Lageabweichungen und gleichen diese über ein Positioniersystem aus. Sie eignen sich für ein geringes Fügespiel, nachteilig sind der große technische Autv ind und die damit verbundene große Eigenmasse. Ungesteuerte Fügemechanismen nutzen das bei der Berührung der Montageteile an der Fügestelle entstehende Kraftfeld für die Ausgleichbewegung (vgl. DD 222 542), wobei ihr einfacher Aufbau vorteilhaft ist. Nachteilig sind die Notwendigkeit von Emführhilfen (Fasen) und der begrenzte Ausgleichsbereich. Für das Fügen fasenloser Werkstückpaare sind zwei Verfahren zum schwingungsorrey ten Fügen entwickelt worden. In DD 159757 erzeugen Schwingungserreger erzwungene Schwingungen des Gesamtsystems mit Greifer, wobei nach einei endliche ,ι Anzahl von Schwingbewegungen die Lageabweichung der Fügepartner ausgeglichen wird. Von Nachteil ist bei diesem Ve. fahren die stochastische Suchbewegung des Greifers. In DD 294454 werden durch die Lage der Schwingungserreger und eine spezielle Ansteuerung über ein nachgiebiges System am Greifer kreisförmig« Schwingungen und bei der Borührung der Montageteile durch die zunehmende Dämpfung eine spiralförmige Suchbewegung des Greifers erzeugt. Vorteilhaft ist bei diesem Verfahren die systematische Suchbewegung des Greifers, nachteilig der relativ große Aufwand zur Ansteuerung der vorzugsweise elektromagnetischen Schwingantriebe.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, für das Verfahren zum Antrieb schwingiingserregter Fügemechanismen mit nichtmechanischer Erregung eine Variante der Anregung des schwingungserregien Fügemechanismus zu entwickeln, die eine universelle und effektive Arbeitsweise für verschiedene Montageaufgaben zuläßt, die Anwendungsbreite der schwingungserregten Fügemechanismen erheblich erweitert und den Aufwand senkt.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, den Aufwand zur Ansteuerung von schwingungserregten Fügemechanismen mit nichtmech? 'ischer Erregung und spiralförmiger Suchbewegung zu verringern und die Anwendungsbreite des schwingungserregten Fügens zu erweitern. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Fügemechanismus mit zwei Schwingantrieben im Resonanzbereich der Montageeinheit durch zwei pha?enverschobene RechteckimpulsFolgen angeregt wird. Die Frequenz dieser Rechteckimpulsfolgen muß dabei der Resonanzfrequenz der Montageeinheit oder einem ganzzahligem Teil dieser entsprechen.

Rechteckimpulse lassen sich mittels bekannten technischen Lösungen erzeugen und in der Phase vorschieben. Durch die Anregung mit Rechteckimpulsen können die analogen Leistungsverstärker im Erregungsfali durch Schaltverstärker ersetzt werden, der Materialaufwand sinkt beträchtlich, der Wirkungsgrad der Verstärker liegt bei 1. Die mittlere zugeführie Energie und damit die Schwingamplitude kann durch Pulsbreitenmodulation der Rechteckimpulse variiert werden. Mit der Einstellung der Größe der Phasenverschiebung kann die Form des Suchfeldes fan die Fügeaufgabe angtpaßt werden.