RU2022751C1

RU2022751C1 - Apparatus to assemble pieces

Info

Publication number: RU2022751C1
Authority: RU
Inventors: Валерий Михайлович Колокольцев; Валерий Александрович Папшев; Вячеслав Георгиевич Шуваев
Original assignee: Валерий Михайлович Колокольцев; Валерий Александрович Папшев; Вячеслав Георгиевич Шуваев
Priority date: 1992-02-20
Filing date: 1992-02-20
Publication date: 1994-11-15

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: apparatus has roller 1, to butt of which piezoelectric vibrator 8 is pressed and vibrator 5 is pressed to bush butt by assembling force. Bush is free set on base 4. Vibrator 8 is connected to ultrasonic source of power and excites radial oscillations in roller. Base 4 is made in the form of spherical segment with its concave oriented to assembling pieces. Vibrator 5 is mounted on salient side in polar zone of spherical segment, using elastic member. EFFECT: apparatus is used for automatization of assembling operations. 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для автоматизации сборочных операций. The invention relates to mechanical engineering and can be used to automate assembly operations.

Известно устройство, содержащее станину с направляющими, смонтированные на ней силовой цилиндр с грузовым элементом, имеющим возможность перемещения, капсулу, размещенную в верхней опоре и подпружиненную относительно нее, возбудитель механических колебаний, смонтированный в капсуле с возможностью перемещения относительно нее. A device is known that contains a bed with guides, a power cylinder mounted on it with a cargo element that can be moved, a capsule located in the upper support and spring-loaded relative to it, a mechanical vibration pathogen mounted in the capsule with the possibility of movement relative to it.

Недостатками вышеназванного устройства являются низкая производительность и невозможность пространственного относительного ориентирования собираемых деталей. The disadvantages of the above devices are low productivity and the impossibility of spatial relative orientation of the assembled parts.

Известно устройство для сборки деталей, выбранное в качестве прототипа, содержащее схват с пьезоэлектрическим вибратором, основание с прикрепленным к нему пьезоэлектрическим вибратором. A device for assembling parts, selected as a prototype, comprising a grip with a piezoelectric vibrator, a base with a piezoelectric vibrator attached to it is known.

Недостатком известного устройства является невозможность обеспечения им пространственного относительного ориентирования собираемых деталей и вследствие этого низкая производительность. В известном устройстве детали имеют возможность только линейных относительных перемещений, тогда как в реальных условиях, помимо линейных смещений, собираемые детали имеют относительное угловое смещение (рассогласование), что и приводит к снижению производительности, так как имеющееся угловое смещение собираемых деталей необходимо скомпенсировать, что требует дополнительных затрат времени. A disadvantage of the known device is the inability to provide them with spatial relative orientation of the assembled parts and, as a result, low productivity. In the known device, the parts have the possibility of only linear relative movements, while in real conditions, in addition to linear displacements, the assembled parts have a relative angular displacement (mismatch), which leads to a decrease in productivity, since the existing angular displacement of the assembled parts must be compensated, which requires additional time costs.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей и повышение производительности за счет обеспечения пространственного относительного ориентирования собираемых деталей и увеличения скорости сборки. The aim of the invention is to expand technological capabilities and increase productivity by providing spatial relative orientation of the assembled parts and increase assembly speed.

Это достигается тем, что в устройстве для сборки деталей, содержащем схват с пьезоэлектрическим вибратором, основание с прикрепленным к нему пьезоэлектрическим вибратором, основание выполнено в виде шарового сегмента, ориентированного вогнутостью к собираемым деталям, а пьезоэлектрический вибратор смонтирован на выпуклой стороне, в полюсной зоне шарового сегмента и забазирован посредством упругого элемента. This is achieved by the fact that in the device for assembling parts containing a grip with a piezoelectric vibrator, the base with a piezoelectric vibrator attached to it, the base is made in the form of a spherical segment oriented concavity to the assembled parts, and the piezoelectric vibrator is mounted on the convex side, in the pole zone of the ball segment and basified by means of an elastic element.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемое устройство отличается формой выполнения основания, а именно в виде шарового сегмента, и наличием упругого элемента, служащего для закрепления пьезоэлектрического вибратора с основанием на сборочном столе. Comparative analysis with the prototype shows that the proposed device differs in the form of execution of the base, namely in the form of a spherical segment, and the presence of an elastic element that serves to fix the piezoelectric vibrator with the base on the assembly table.

На фиг.1 изображено устройство для сборки деталей; на фиг.2 - положение собираемых деталей до и после процесса захода. Figure 1 shows a device for assembling parts; figure 2 - the position of the assembled parts before and after the call process.

Устройство для сборки деталей содержит валик 1, закрепленный в схвате 2, втулку 3, установленную на вогнутой стороне основания 4, пьезоэлектрический вибратор 5, закрепленный на выпуклой стороне в полюсной зоне основания 4, упругий элемент 6, служащий для крепления основания 4 с пьезоэлектрическим вибратором 5 на сборочном столе 7. Схват 2 снабжен пьезоэлектрическим вибратором 8. The device for assembling parts includes a roller 1, fixed in the grip 2, a sleeve 3 mounted on the concave side of the base 4, a piezoelectric vibrator 5, mounted on the convex side in the pole zone of the base 4, an elastic element 6, used to mount the base 4 with the piezoelectric vibrator 5 on the assembly table 7. Grip 2 is equipped with a piezoelectric vibrator 8.

Устройство для сборки деталей работает следующим образом. A device for assembling parts works as follows.

Валик 1 закрепляют в схвате 2 и зажимают в узле продольных колебаний, а втулку 3 свободно устанавливают на позиции сборки под валиком на основание 4, выполненное в виде шарового сегмента, к которому прикреплен пьезоэлектрический вибратор 5, установленный посредством упругого элемента 6 на сборочном столе 7. В исходном положении оси валика 1 и втулки 3 имеют линейные и угловые смещения из-за неточности позиционирования собираемых деталей. К одному торцу валика 1 прижимают пьезоэлектрический вибратор 8, а второй торец прижимают к торцу втулки 3 с усилием сборки Q. Пьезоэлектрический вибратор 8 подключают к ультразвуковому источнику питания (не показан) и в валике 1 возбуждают резонансные продольные колебания, частота которых соответствует частоте собственных продольных колебаний валика 1. При этом валик 1 совершает и изгибные колебания. При подаче на пьезоэлектрический вибратор 5 с ультразвукового источника питания (не показан) напряжения резонансной частоты он, изменяя вследствие обратного пьезоэффекта свои геометрические размеры, возбуждает изгибные колебания основания 4, причем узловые линии (линии нулевой амплитуды колебаний) имеют вид концентрических окружностей и в зависимости от порядкового номера резонанса их число в реальных конструкциях может быть равно 1-4. Под действием радиальной составляющей изгибных колебаний (аналогично формированию фигур Хладни) осуществляется процесс ориентирования втулки 3 на основании 4, при этом достигается автоматическое совмещение оси втулки 3 с осью валика 1. Совмещение осей валика 1 и втулки 3 приводит к снятию осевой нагрузки, созданной действием усилия сборки, передаваемым через валик 1 и втулку 3 на основание 4 сверху и действием усилия упругого элемента 6 на выпуклую сторону основания 4. При этом упругий элемент 6 играет и роль развязывающего элемента между сборочным столом 7 и пьезоэлектрическим вибратором 5. Снятие нагрузки вызывает скачкообразное "выхлопывание" основания 4 в направлении сборки, приводящее к быстрому заходу собираемых деталей (см. фиг.2) и далее к их окончательной сборке. В связи с тем, что новое деформированное состояние основания 4 является квазиустойчивым после снятия сборочного усилия основание 4 возвращается в исходное состояние. The roller 1 is fixed in the grip 2 and clamped in the longitudinal oscillation unit, and the sleeve 3 is freely mounted on the assembly position under the roller on the base 4, made in the form of a spherical segment, to which a piezoelectric vibrator 5 is attached, mounted by means of an elastic element 6 on the assembly table 7. In the initial position, the axis of the roller 1 and the sleeve 3 have linear and angular displacements due to inaccurate positioning of the assembled parts. A piezoelectric vibrator 8 is pressed to one end of the roller 1, and a second end is pressed to the end of the sleeve 3 with the assembly force Q. The piezoelectric vibrator 8 is connected to an ultrasonic power source (not shown) and resonant longitudinal vibrations are excited in the roller 1, the frequency of which corresponds to the frequency of the natural longitudinal vibrations of the roller 1. In this case, the roller 1 also performs bending vibrations. When a resonant frequency voltage is supplied to the piezoelectric vibrator 5 from an ultrasonic power supply (not shown), it, changing its geometric dimensions due to the inverse piezoelectric effect, excites bending vibrations of the base 4, and the nodal lines (lines of zero vibration amplitude) have the form of concentric circles and depending on the sequence number of the resonance, their number in real constructions can be equal to 1-4. Under the action of the radial component of bending vibrations (similar to the formation of Hladni figures), the process of orienting the sleeve 3 on the base 4 is carried out, while the automatic alignment of the axis of the sleeve 3 with the axis of the roller 1 is achieved. The combination of the axes of the roller 1 and the sleeve 3 removes the axial load created by the force assembly transmitted through the roller 1 and the sleeve 3 to the base 4 from above and the action of the force of the elastic element 6 on the convex side of the base 4. Moreover, the elastic element 6 also plays the role of decoupling element between the collection full-time table 7 and a piezoelectric vibrator 5. Relieving the load causes an abrupt "exhaustion" of the base 4 in the direction of the assembly, leading to a quick approach of the assembled parts (see figure 2) and then to their final assembly. Due to the fact that the new deformed state of the base 4 is quasi-stable, after removing the assembly force, the base 4 returns to its original state.

Таким образом, наличие в устройстве основания в виде шарового сегмента и упругого элемента позволяет осуществить пространственное ориентирование собираемых деталей, заход и окончательную их сборку, расширяя тем самым технологические возможности и повышая производительность. Thus, the presence of a base in the form of a spherical segment and an elastic element in the device allows spatial orientation of the assembled parts, approach and final assembly, thereby expanding technological capabilities and increasing productivity.

Claims

DEVICE FOR ASSEMBLY OF PARTS, comprising a grip with a piezoelectric vibrator, a base with a piezoelectric vibrator attached to it, characterized in that the base is made in the form of a spherical segment oriented concavity to the assembled parts, and the piezoelectric vibrator is mounted on its convex side in the pole zone of the ball segment and mounted on an additionally inserted elastic element.