Сборочная головка

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Институт механики машин Национальной академии наук Беларуси(73) Патентообладатель Институт механики машин Национальной академии наук Беларуси(57) 1. Сборочная головка, содержащая корпус с установленными внутри него полым конусом и упором, расположенным по оси отверстия в корпусе, отличающаяся тем, что корпус дополнительно содержит коаксиально установленный кулачок, выполненный с возможностью вращения, а упор выполнен с возможностью поступательного перемещения в полости конуса. 2. Сборочная головка по п. 1, отличающаяся тем, что конус снабжен датчиком усилий. 515 Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована при автоматизации сборки узла вал-втулка. Известна самоустанавливающаяся сборочная головка, содержащая основной и три дополнительных корпуса, платформу для сменного инструмента, две промежуточные платформы с взаимно перпендикулярными направляющими качения, шток, шарнирно установленный во внутреннем дополнительном корпусе,дополнительный шток с приводом вращения, датчики перемещений элементов головки, линейные двигатели,привод вертикального перемещения основного корпуса, электромагнитные механизмы центрирования и фиксации внутреннего дополнительного корпуса относительно внешнего и штока относительно внутреннего дополнительного корпуса, причем внешний дополнительный корпус подпружинен относительно основного корпуса 1. Недостатком известного устройства является сложность его конструкции. Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является сборочная головка,содержащая корпус с установленными внутри него конусом, опорной втулкой, опорой качения с рядом шариков и сепаратором и регулируемый упор, расположенный по оси отверстия в корпусе, при этом опорная втулка снабжена коаксиально расположенным подпружиненным относительно нее поршнем и размещена на опоре качения внутри конуса с радиальным зазором, на оси поршня выполнено углубление со сферической поверхностью, а упомянутый упор находится во взаимодействии своей торцевой поверхностью со сферической поверхностью поршня 2. Это устройство позволяет осуществлять сборку соединения типа вал-втулка как при одноточечном, так и при двухточечном контакте деталей в сопряжении. Недостатком известного устройства является то, что оно пассивно компенсирует погрешности взаимного расположения вала и втулки, что снижает качество и надежность сборки в условиях, когда контактные усилия между собираемыми деталями могут превысить предельно допустимые значения. Задачей технического решения является повышение качества и надежности сборки узла вал-втулка путем активного воздействия на одну из собираемых деталей для компенсации погрешности их взаимного расположения. Решение задачи достигается в сборочной головке, содержащей корпус с установленными внутри него полым конусом и упором, расположенным по оси отверстия в корпусе, тем, что, согласно полезной модели,корпус дополнительно содержит коаксиально установленный кулачок, выполненный с возможностью вращения, а упор выполнен с возможностью поступательного перемещения в полости конуса. Такое выполнение устройства позволяет сообщать валу целенаправленное движение для компенсации погрешности его расположения относительно втулки. На фиг. 1 изображена сборочная головка. На фиг. 2 показан процесс сборки в условиях одноточечного контакта. На фиг. 3 показан процесс сборки в условиях двухточечного контакта. Сборочная головка содержит корпус 1, внутренняя коническая поверхность которого соединена с ответным конусом 2 с полостью, упор 3 с приводом поступательного перемещения (не показан) и кулачок 4 с приводом вращения (не показан). Крышка 5 корпуса 1 имеет верхний фланец по своему наружному торцу для крепления сборочной головки на манипуляторе 6, а конус 2 со стороны своего меньшего торца имеет нижний фланец для крепления к сборочной головке захвата 7 с датчиком 8 усилий, связанным с ЭВМ 9, управляющей манипулятором 6. В захвате 7 установлен вал 10, соединяемый с неподвижно закрепленной втулкой 11. Датчик 8 усилий может быть размещен как в захвате 7, так и в сборочной головке на конусе 2 со стороны его меньшего торца. Сборочная головка работает следующим образом. В исходном состоянии перед началом работы упор 3 находится в своем крайнем нижнем положении,поджимая конус 2 к корпусу 1 (фиг. 1), и сборочная головка представляет собой жесткую конструкцию. В процессе сборки сборочная головка вместе с валом 10 перемещается вертикально вниз в направлении отверстия втулки 11. При отсутствии погрешности взаимного расположения осей вала 10 и втулки 11 происходит беспрепятственный процесс сборки. При наличии погрешности взаимного расположения осей вала 10 и втулки 11 возникают одноточечные и двухточечные контакты собираемых деталей. Силовое взаимодействие деталей при этом регистрируется датчиком 8 усилий и анализируется ЭВМ 9, и если контактные усилия не достигают критического значения,то сборка продолжается до своего завершения. Если же усилия, возникающие при сборке, достигают предельно допустимой величины как при одноточечном (точка А), так и при двухточечном контакте (точки А и В), то сборочная головка останавливается по команде от ЭВМ 9, и упор 3 переводится в свое крайнее верхнее положение, благодаря чему конус 2 освобождается от жесткой связи с корпусом 1. Затем корпус 1 перемещается манипулятором 6 на заданное расстояние вниз при этом вал 10 либо скользит вглубь отверстия втулки 11 под действием собственного веса и веса захвата 7 с конусом 2, либо останавливается в состоянии двухточечного контакта, если силы трения де 2 515 талей превышают суммарный вес вала 10 и захвата 7 с конусом 2. Во втором случае кулачок 4 входит в полость конуса 2, который оказывается смещенным в ту или иную сторону относительно оси кулачка 4 в зависимости от пространственного расположения собираемых деталей (фиг. 3). После перемещения корпуса 1 на заданное расстояние вниз включается привод вращения кулачка 4, который, поворачиваясь вокруг своей оси, в случае двухточечного контакта смещает конус 2, а вместе с ним и вал 10 в сторону оси втулки 11, уменьшая угловое рассогласование их осей. В результате вращения кулачка 4 вал 10 будет совершать вращательно-колебательное движение во втулке 11, что нарушает состояние равновесия системы вал-втулка при двухточечном контакте, и вал 10 соскользнет вглубь отверстия втулки 11 под действием собственного веса и веса захвата 7 с конусом 2. Таким образом, данное устройство позволяет осуществлять сборку соединения типа вал-втулка с помощью манипулятора как при жесткой связи вала с манипулятором, так и под действием суммарного веса вала и захвата, и организовать вращательно-колебательное движение вала для компенсации погрешности его расположения относительно втулки. При этом устройство отличается простотой конструкции. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.