SU1660828A1 - Сверлильно-клепальный автомат - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к машиностроению, в частности к сверлильно-клепальным автоматам. Цель изобретени  - улучшение качества за счет повышени  точности позиционировани , повышение производительности за счет совмещени  операций технологического цикла и снижени  масс движущихс  частей автомата, а также расширение его технологических возможностей за счет применени  поточной сборки изделий в стапел х. Устройство содержит основание с двум  параллельно расположенными направл ющими элементами, на которых установлены подвижные основани  1 и 2 с направл ющими, на которых установлены несущие конструкции 3 и 4, выполненные в виде рам. На вертикальных стойках рам смонтированы каретки 5 и 6, несущие основной 7 и вспомогательный 8 блоки рабочих головок с приводами их перемещени . Клепаемые панели устанавливаютс  между направл ющими. Автомат с пульта оператора переключаетс  в режим подготовки. При этом рамы 3 и 4 с помощью приводов перемещаютс  в направлении одна к другой до заданного положени , а каретки 5 и 6 с помощью своих приводов устанавливаютс  на заданную высоту. С помощью приводов суппорты перемещаютс  в пределах их линейных перемещений, а люльки и поворотные рамы поворачиваютс  в пределах своих угловых перемещений до совмещени  осей блоков рабочих головок. После этого обеспечиваетс  автоматический цикл операций, включающий сверление-зенкование, подачу в отверстие герметика, установку заклепки, сжатие панели и расклепывание заклепки. 2 з.п.ф-лы, 12 ил.

Description

Изобретение относитс  к машиностроению , в частности к сверлильно-клепальным устройствам автоматического действи , и может найти применение при клепке длинномерных панелей двойной кривизны.

Цель изобретени  -улучшение качества за счет повышени  точности позиционировани , повышение производительности за счет совмещени  операций технологического цикла и снижени  масс движущихс  частей автомата, а также расширение его технологических возможностей за счет применени  поточной сборки изделий в стапел х .

На фиг,1 показан сверлильно-клепаль- ный автомат; общий вид; на фиг.2 - вид А на фиг,1; на фиг.З - вид Б на фиг,1; на фиг.4 технологическа  лини  поточной сборки изделий в стапел х посредством сверлиль- но-клепального автомата; на фиг.5 - конст- руктивное исполнение подвеса блока рабочих головок; на фиг.6 - разрез В-В на фиг.5; на фиг.7 - конструктивное исполнение основной рабочей головки; на фиг.8 - вид Г на фиг.7; на фиг.9 - конструкци  кле- пального устройства; на фиг. 10 - положение наконечника при захвате заклепки; на фиг. 11 - положение элементов узла захвата и ориентации заклепок в момент завершени  клепки; на фиг.12 - сравнительный анализ времени технологического цикла известного и предлагаемого автоматов,

Сверлильно-клепальный автомат (фиг.1 - 3) содержит основание с двум  параллельно расположенными направл ющи- ми элементами, на которых установлены подвижные основани  1 и 2, на направл ющие которых установлены соответственно несущие конструкции 3 и 4, выполненные в виде рам, На вертикальных стойках каждой рамы смонтированы каретки 5 и 6, несущие смонтированные на плитах основной 7 и вспомогательный 8 блоки рабочих головок с приводами их перемещений. Люлька 9 выполнена в форме полой призмы с цапфами 10 и 11 (фиг.5-6) на торцах и продольными направл ющими 12-14 на наружной поверхности . Цапфы 10 и 11 опираютс  на подшипники 15 и 16. На каретке 6 размещен также привод, например злектромеханиче- ский, содержащий электродвигатель 17 с расположенной на его валу шестерней 18, вход щий в зацепление с зубчатым сектором 19. Зубчатый сектор 19 жестко закреплен на цапфе 11. Люлька 9 посредством направл ющих 12-14 подвижно св зана с суппортом 20, также имеющим форму полой призмы и снабженным устройством 21 выбора лифта. Между направл ющей 14 и суппортом 20 может быть размещена, например , подпружиненна  роликова  опора типа танкетки, практически реализующа  устройство 21. Люлька 9 охватываетс  суппортом 20. При этом образуетс  геометрически-силовое замыкание люльки 9 посредством направл ющих 12-14 с суппортом 20. На противоположных гран х суппорта 20 соосно размещены полуоси 22 и 23, При этом ось разворота люльки 9 и геометрическа  ось полуосей 22 и 23 пересекаютс  под пр мым углом. На торце цапфы 10 расположен привод 24, который посредством передачи, размещенной в канале, образованном люлькой 9 и суппортом 20, св зан с последним.

В качестве привода 24 может быть использован , например электродвигатель, а в качестве передачи - винт 25 и гайка 26. Внутри цапф 10 и 11 расположены подшипниковые опоры винта 25, Вал электродвигател  24 соединен с винтом 25, на котором размещена гайка 26. Суппорт 20 с гайкой 26 выполнены как одно целое. Дополнительна  поворотна  рама образована боковинами 27 и 28, св занными между собой крестовиной 29. Полуоси 22 и 23 с боковинами 27 и 28 соединены посредством подшипников 29 и 30. Боковины 27 и 28 несут параллельные направл ющие 31 и 32 толкателей 33 и 34. На суппорте 20 установлен привод 35 (например, электромеханический ) разворота рамы с шестерней 36, закрепленной на валу двигател , наход щейс  в зацеплении с зубчатым сектором 37. Боковина 28 и зубчатый сектор 37 соединены неподвижно. Толкатели 33 и 34 с одной стороны жестко соединены с крестовиной 38, несущей неподвижный элемент привода 39 (например, гидроцилиндр). Крестовина 29 св зана с подвижным элементом 40 привода (например, штоком гидроцилиндра ). Блок 7 рабочих головок крепитс  к толкател м 33 и 34 основанием, выполненным в виде плиты, Аналогично крепитс  блок 8 рабочих головок, При этом ось разворота люльки 9, ось вращени  дополнительной поворотной рамы (поз. 27, 28, 29) и ось гидропривода (поз. 39 и 40) пересекаютс  в одной точке и кажда  из этих осей взаимно перпендикул рна двум другим ос м.

На вспомогательном бпоке 8 (фиг.1-4) рабочих головок смонтированы упорный кронштейн 41 и датчик 42 измерени  высоты замыкающей головки заклепки. Подвижные основани  1 и 2 с несущими конструкци ми 3 и 4 автомата устанавливаютс  на рельсовых параллельно расположенных направл ющих, между которыми в стапел х размещаютс  обрабатываемые издели  (фиг.4). Автомат оснащен гидростанцией 43 и блоком 44 электропитани  и электроавтоматики . Дл  управлени  технологическим процессом автомат снабжен микропроцессорной позиционной контурной системой 45, например системой УКМ- 772 и пультом 87 обучени . Система 45 размещена за пределами автомата.

Основной блок 7 (фиг.7 и 8) рабочих головок содержит смонтированный на плите инструментальный магазин 46 с вход щими в него клепальным устройством (молотком) 47 с узлом 48 захвата и ориентации заклепок и сверлильно-зенковальным 49 и фрезерным 50 устройствами, выполненными с одинаковыми полумуфтами 51. На плите установлен приводной двигатель 52 дл  инструмента , выполненный с ответной полумуфтой 53. Свободный конец прижимного кронштейна 54 выполнен в виде втулки 55 с отверстием 56 в стенке. Торец втулки 55 ориентирован перпендикул рно направлению подачи рабочего инструмента 57, а ось втулки совпадает с осью вращени  двигател  52 и ос ми инструментальных устройств при нахождении их в рабочей позиции. На кронштейне 54 размещен также датчик 58 нормали и рассто ни  до поверхности панели . Устройство подачи герметика выполнено в виде установленного шарнирно на плите механизма 58 дозации, св занного гибким шлангом 59 со сменным диффузором 60, расположенным на каретке 61. На кронштейне 54 смонтирован корпус 62, в котором размещены направл ющие каретки 61 и механизм ее перемещени . Устройство подачи заклепок содержит сменный приемник 63 заклепок с механизмом 64 подачи заклепок, путепровод 65 и набор бункеров 66, а также привод 67, например электромеханический со встроенными передачами вращательного и поступательного перемещений. Разворот инструментального магазина 46 и линейное перемещение рабочих головок производитс  приводом 67. Инструментальный магазин 46 оснащен также центроискателем 68.

Клепальное устройство содержит ударный клепальный молоток 47 с узлом 48 захвата и ориентации заклепок и включает корпус 69, промежуточную втулку 70, ударник 71, наконечник 72 и пружины 73-76. Корпус 69 выполнен в форме полого тела вращени  с элементом 77 разъемного соединени  (например, резьбового) у торца , На другом торце корпуса 69 выполнено направл ющее отверстие, в котором размещен ударник 71, имеющий форму стержн  с хвостовиком 78 и отбуртов- кой 79, диаметр которой превышает диаметр направл ющего отверсти . Между

корпусом 69 и промежуточной втулкой 70 ударник 71 удерживаетс  .пружинами 75 и 76, которые разделены отбуртов- кой 79. На конце ударника 71 разме- 5 щен наконечник 72, выполненный в виде полого цилиндра с коническим дном под конус заклепки и буртом 80 у основани . В донной части выполнено отверстие 81, соответствующее диаметру заклепки. На0 конечник 72 выполнен с продольным разрезом , раздел ющим его на две половины . Обе половины наконечника 72 удерживаютс  в радиальном направлении пружиной 73, концентрично размещенной вок5 руг бурта 80. В стенке наконечника 72 выполнен сквозной вырез 82 под габариты профил  головки заклепки. В осевом направлении относительно ударника 71 наконечник 72 фиксируетс  ограничите0 лем 83. Между торцом корпуса 69 и наконечником 72 установлена пружина 74 сжати . Корпус клепального молотка 47 с узлом 48 захвата и ориентации заклепок св заны с помощью разъемного соедине5 ни  77.- При этом ударник 71 и рабочий орган 84 молотка совмещены соосно.

Автомат имеет следующие режимы работы: исходное положение, режим подготовки , режим обучени , автоматический

0 режим сверлени , автоматический режим клепки предварительно рассверленной панели, автоматический режим сверлени  и клепки, полуавтоматический режим сверлени  и клепки. Переключение

5 режимов осуществл етс  с пульта оператора 45.

Автомат работает следующим образом .

В исходном положении установка на0 ходитс  в одном из фиксированных положений , соответствующем выбранной зоне обрабатываемой панели. Рамы 3 и 4 отведены в разные стороны (случай , ). Панели в стапел х расположены между на5 правл ющими. Автомат с пульта оператора 45 переключаетс  в режим подготовки. При этом рамы 3 и 4 с помощью приводов перемещаютс  в направлении одна к другой до заданного положени  (опреде0 ленных величин ai и аз), а каретки 5 и 6 с помощью своих приводов устанавливаютс  на заданную высоту. С помощью приводов 24, 25, 26, 17, 18, 19, 35, 36, 37 соответственно суппорты 20 перемещаютс  в

5 пределах их линейных перемещений bi и D2, а люльки 9 и поворотные рамы разворачиваютс  в пределах своих угловых перемещений ±а и ±/3 до совмещени  осей блоков рабочих головок. Далее производитс  совмещение упом нутых осей с

нормалью n-n к криволинейной поверхности панели и сближение блоков рабочих головок с панелью до заданного рассто ни  от нее. В таком положении автомат гото в к работе.

Автомат с пульта оператора 45 переключаетс  в режим обучени . При этом инструментальный магазин 46 с помощью его привода 67 поворачиваетс  до вывода в рабочую позицию центроискател  68. Положение рабочей точки на панели определ етс  визуально, а управление автоматом производитс  вручную путем подачи команд на двигатели механизмов перемещени  кареток 5 и 6, а также на двигатели 24 механизмов перемещени  блоков 7 и 8 рабочих головок вдоль люлек 9. Отслеживание нормали n-n к поверхности панели осуществл етс  автоматически системой управлени . Управление производитс  таким образом, чтобы световое п тно от источника света скользило вдоль траектории образуемого заклепочного шва. Вблизи контрольных точек траектории (например головки контрольных болтов или отверсти ) по команде оператора центроискатель опускаетс  в зону контрольной точки. После этого система автоматически совмещает ось центроискател  с центром контрольного болта или отверсти . В пам ть устройства управлени  заноситс  информаци  о положении исполнительных органов автомата, соответствующем этой контрольной точке, снимаемой с датчиков положени . Затем оператор повтор ет эту операцию, пока не будет пройден весь участок шва. После этого система управлени  по данным о положении приводов в контрольных точках рассчитывает траекторию заклепочного шва на данном участке и определ ет оптимальное рассто ние между заклепками , наход щимис  между каждыми соседними контрольными точками. Затем блоки рабочих головок системой управлени  автоматически перемещаютс  в начальную точку траектории. Оператор контролирует правильность прохождени  траектории заклепочного шва, а система управлени  - точность совпадени  траектории с контрольными точками. При необходимости может быть произведено уточнение траектории с последующей проверкой путем дополнительного перемещени  вдоль нее центроискател . В случае отсутстви  естественных контрольных точек на участке траектории, подлежащем обработке, в пам ть устройства управлени  могут заноситьс  любые другие точки данной траектории по усмотрению оператора, путем

подачи соответствующих команд с пульта 45. После обучени  автомат переводитс  оператором в автоматический режим сверлени  или в автоматический режим сверлени  и клепки.

В автоматическом режиме сверлени  происходит сжатие пакета торцами втулок 55, инструментальный магазин 46 приводом 67 поворачиваетс  и устанавли0 вает в рабочую позицию сверлильно-зен- ковальное устройство 49. Происходит сцепление полумуфт 51 и 53 и передача вращени  от двигател  52 к рабочему инструменту 57, режуща  часть которого

5 совмещает сверло и зенкер. Привод 67 сообщает устройству 49 поступательное движение в направлении панели до образовани  в ней сквозного отверсти  с конусом под головку заклепки. После окончани 

0 операции сверление --зенкование устройство 49 возвращаетс  в исходное положение , при этом режущий инструмент 57 выходит из втулки 55. Затем система управлени  переводит рабочие головки 7 и

5 8 в следующую рабочую позицию и цикл повтор етс .

В автоматическом режиме сверлени  и клепки при расположении центроискател  68 в рабочей позиции в период отсле0 живани  нормали n-n к поверхности панели 42 и сжати  пакета, одновременно из приемника 63 отсекателем механизма 64 производитс  подача заклепки в узел 48 захвата . При этом в результате внедрени 

5 тела заклепки через вырез 82 в отверстие 81 происходит фрикционный захват цилиндра заклепки усилием сжати  половин наконечника 72. После выхода центроискател  68 за пределы втулки 55 произво0 дитс  поворот инструментального магазина 46 до совмещени  оси сверлильно-зен- ковального устройства 49 с осью вращени  вала двигател  52, сцепление полумуфт 51 и 53 и сверление, процесс которого анало5 гйчен описанному дл  автоматического режима сверлени , По завершении зенковани  и выводу сверла 57 за пределы втулки 55 одновременно приводитс  в действие устройство подачи гермети0 ка и вывод из зацеплени  полумуфт 51 и 53. После этого производитс  разворот инструментального магазина 46 и установка в рабочую позицию клепального устройства 47, несущего заклепку. В период разьеди5 нени  полумуфт 51 и 53 и разворота инструментального магазина 46 с помощью механизма перемещени  каретки 61 через отверстие 56 во втулку 55 вводитс  диффузор 60 и с помощью механизма доэации 58 через шланг 59 и диффузор 60 на поверхность рассверленного в панели 42 отверсти  наноситс  порци  герметика, а затем диффузор 60 выводитс  из полости втулки 55. От привода 67 клепальному устройству 47 сообщаетс  поступательное движение в направлении панели, в результате которого заклепка вставл етс  в отверстие панели и зажимаетс  в осевом направлении ударником 71 и поддержкой вспомогательного блока 8 рабочих головок. Производит- с  операци  клепки, по завершению которой инструменты возвращаютс  в исходное положение. В случае необходимости производитс  операци  зачистки замыкающей головки заклепки фрезерова- нием. После этого системой управлени  блоки рабочих головок 7 и 8 перемещаютс  на один шаг заклепочного шва и цикл повтор етс . Системой управлени  предусмотрена блокировка, исключающа  возможность разворота инструментального магазина 46 до вывода из зацеплени  полумуфт 51 и 53 или при нахождении в полости втулки 55 элементов инструментальных устройств, а также исключающа  по- дачу заклепки в полость втулки 55 при нахождении в ней диффузора 60.

В автоматическом режиме клепки по ранее подготовленным отверсти м дл  панелей , технологический процесс сборки которых требует их переустановки, используетс  центроискатель, совмещающий блоки рабочих головок с центром отверсти . После этого производ тс  операции - автоматическа  вставка заклеп- ки и клепки.

По окончании клепки система управлени  автомата перемещает головки к следующему отверстию и цикл повтор етс .

В полуавтоматическом режиме сверле- ни  и клепки выведение рабочих головок в нужную точку панели осуществл етс  оператором с пульта, Выполнение операций, предусмотренных циклом, производитс  автоматически по команде с пульта опера- тора.

При завершении сборки одной панели автомат, перемеща сь по направл ющим, устанавливаетс  в зоне расположени  другой панели дл  ее сборки.

Claims (3)

1. Сверлильно-клепальный автомат, содержащий основание с двум  параллель- но расположенными направл ющими элементами, установленную на них с возможностью возвратно-поступательного перемещени  несущую конструкцию, смонтированные на последней основной и вспомогательный блоки рабочих головок с приводами их линейного перемещени , включающие люльку с приводом разворота и суппорт с приводом перемещени , при этом основной блок выполнен в виде плиты со смонтированным на ней инструментальным магазином, и систему управлени  работой автомата, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  качества за счет повышени  точности позиционировани , повышени  производительности за счет совмещени  операций технологического цикла и снижени  масс движущихс  частей автомата, а также расширени  его технологических возможностей путем применени  при поточной сборке изделий в стапел х, несуща  конструкци  выполнена в виде двух вертикально расположенных на направл ющих элементах рам, смонтированных с возможностью возвратно-поступательного перемещени  в направлении, перпендикул рном направл ющим элементам , на вертикальных стойках рам смонтированы каретки с дополнительными рамами и приводами их поворота, на дополнительных рамах смонтированы соответствующие блоки рабочих головок с приводами их перемещени , кажда  люлька выполнена в виде полой призмы с цапфами на торцах, взаимосв занными с кареткой и продольными направл ющими на наоужной поверхности , привод разворота люльки установлен на каретке и кинематически св зан с одной из ее цапф, каждый суппорт выполнен в виде полой призмы и смонтирован с возможностью охвата соответствующей люльки с образованием канала и взаимодействи  с ее направл ющими и снабжен устройством выбора люфта, при этом на противоположных сторонах суппорта соосно размещены две полуоси, продольна  ось которых расположена нормально к оси разворота люльки , привод суппорта расположена на цапфе люльки и св зан с ним посредством передачи , размещенной в канале, при этом кажда  поворотна  рама выполнена в виде двух установленных на полуос х суппорта и соединенных крестовиной боковин с параллельными направл ющими толкателей блока рабочих головок, соединенных дополнительной крестовиной, привод поворотной рамы установлен на суппорте и кинематически с ней св зан, привод линейного перемещени  блока рабочих головок установлен на дополнительной крестовине, а подвижный элемент привода закреплен на крестовине поворотной рамы, продольна  ось привода параллельна направл ющим толкателей и установлена с возможностью пересечени  с осью разворота люльки и осью

вращени  поворотной рамы в общей точке с образованием с ними пр мого угла, плита блока рабочих головок закреплена на толкател х , а вспомогательный блок рабочих головок снабжен датчиком измерени  высо- ты замыкающих головок заклепок.

2. Автомат по п. 1,отличающий- с   тем, что инструментальный магазин блока рабочих головок содержит клепальное устройство с узлом захвата и ориентации заклепок, сверлильное и фрезерное устройства с полумуфтами на торцах, установленный на плите приводной двигатель с ответной полумуфтой, смонтированной с возможностью взаимодействи  с упом ну- тыми полумуфтами, устройство сжати  с прижимным кронштейном, который выполнен в виде втулки с отверстием в стенке, торец которой расположен перпендикул рно к оси подачи, устройство подачи герме- тика, выполненное в виде механизма дозации, установленного на плите с возможностью его поворота в вертикальной плоскости, каретки с приводом ее перемещени  и со сменным диффузором, св зан- ным с механизмом дозации посредством гибкого шланга, установленной на прижимном кронштейне с возможностью подачи диффузора в рабочую зону через отверстие в стенке втулки, при этом устройство подачи заклепок выполнено в виде сменного приемника заклепок и механизма подачи заклепок , установленных на плите, набора бункеров и путепроводов, св зывающих их

Ш

с приемником, при этом приемник и механизм подачи заклепок расположены относительно плиты с возможностью обеспечени  подачи заклепок в узел захвата и ориентации в нерабочей позиции клепального устройства.

3. Автомат по п. 1,отличающий- с   тем, что клепальное устройство выполнено в виде ударного клепального молотка, включающего корпус, ударник, наконечник и пружины, корпус выполнен в форме полого тела вращени  с элементом разъемного соединени  на первом торце и направл ющим отверстием, выполненным на его втором торце, ударник расположен в упом нутом отверстии и выполнен в виде стержн  с хвостовиком и отбуртовкой на нем, диаметр которой превышает диаметр направл ющего отверсти , при этом хвостовик размещен внутри полости корпуса и подпружинен относительно него, на другом конце ударника размещен наконечник в виде полого цилиндра с дном конической формы с осевым отверстием, буртом у основани , сквозным вырезом в стенке и продольным разрезом, раздел ющим его на две половины и удерживаемым посредством пружины, концентрично размещенной относительно бурта, при этом ударник выполнен с ограничителем, между буртом наконечника и торцом корпуса размещена пружина сжати , а узел захвата и ориентации заклепок соединен с элементом разъемного соединени .

S/f fiv ss

Ґаг 2

LO-L-J

Ч V

/3

8-8

Ы 17 23 30 10

I/ 7

2730 22

Фаг. 6

78,

28 34 Яч

20 N

/

V

16

&/г.5

7

J/

Вид Г

66

554

62

Фиг. 8

М

61

Фиг. 9

72

Фиг. 11