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.1. A method for driving vibration-excited joining mechanisms with non-mechanical excitement in the resonance range of the mounting unit for generating a spiral seek motion for the purpose of compensating Lageitweichungon the joining partners, characterized in that the oscillating drives are excited with two phase-shifted rectangular pulse trains.
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.2. The method according to claim 1, characterized in that the oscillation amplitude of the gripper attached to the joining mechanism? and thus the size of the search field is adjusted by means of pulse width modulation of the rectangular pulses.
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.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the path of the gripper and thus the shape of the set search field is varied by the size of the phase shift of the rectangular pulses.
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Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
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.The invention relates to a method for driving vibration-excited joining mechanisms with non-mechanical excitation for the automated joining of chamfered, predominantly coarse-tolerance workpiece pairs with a simple handling technique, preferably for use in device technology.
Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art
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.In automated assembly occur due to the positional deviations of the manipulator and manufacturing tolerances of the mounting parts positional deviations of Fügepartr.er each other, which often exceed the joining play. This makes unimpeded installation impossible. In order to compensate for the idle deviations, racking mechanisms have been developed which can perform controlled, uncontrolled or combined compensatory movements. Controlled joining mechanisms (see WO 83/03217) process sensor signals to compensate for the positional deviations and compensate them via a positioning system. They are suitable for a low joining game, disadvantageous are the large technical vehicle and the associated large net mass. Uncontrolled joining mechanisms make use of the force field resulting from the contact of the assembly parts at the joint for the compensation movement (see DD 222 542), whereby their simple structure is advantageous. The disadvantage is the need for Emführhilfen (chamfers) and the limited compensation area. For the joining of chamfered workpiece pairs, two methods have been developed for Schwingingorrey th joining. In DD 159757 generate vibration exciters forced oscillations of the overall system with gripper, after a finite, ι number of oscillatory movements, the positional deviation of the joining partners is compensated. The disadvantage of this Ve. drive the stochastic search movement of the gripper. In DD 294454 the position of the vibration exciter and a special control of a compliant system on the gripper circular oscillations and in the boring of the mounting parts by the increasing damping a spiral seek movement of the gripper generated. An advantage of this method is the systematic search movement of the gripper, disadvantageous the relatively large effort to control the preferably electromagnetic vibration drives.
Ziel der ErfindungObject of the invention
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.The aim of the invention is to develop a variant of the excitation of the vibration exciting joining mechanism for the method for driving vibrating jointing mechanisms with non-mechanical excitation, which allows a universal and effective operation for various assembly tasks, the range of application of vibration-excited joining mechanisms significantly increases and reduces the effort.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
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.The object of the invention is the effort to control vibrationally excited joining mechanisms with nonmech? to reduce excitement and spiral seek motion and to broaden the scope of application of vibrationally excited joining. According to the invention the object is achieved in that a joining mechanism with two oscillating drives in the resonance range of the mounting unit is excited by two phase-shifted rectangular pulse trains. The frequency of these rectangular pulse trains must correspond to the resonant frequency of the mounting unit or an integer part of this.
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.Rectangular pulses can be generated by means of known technical solutions and advanced in the phase. By excitation with square-wave pulses, the analog power amplifiers can be replaced by switching amplifiers in the excitation case, the cost of materials drops considerably, the efficiency of the amplifier is 1. The average power fed and thus the amplitude of oscillation can be varied by pulse width modulation of the square pulses. By adjusting the size of the phase shift, the shape of the search field fan can be adapted to the joining task.