автомат для контроля и сортировки колец подшипников

Формула изобретения

АВТОМАТ ДЛЯ КОНТРОЛЯ И СОРТИРОВКИ КОЛЕЦ ПОДШИПНИКОВ, содержащий загрузочное устройство с наклонным лотком, кантователем и карманом для размещения сортируемого кольца, транспортирующее устройство, измерительную станцию, в которой установлены неподвижные упоры для базирования колец в радиальном направлении, подвижно арретированные щупы с измерительными наконечниками, установленный с возможностью вертикального перемещения столик и сортирующее устройство с отводными лотками, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения контроля цилиндрических двухбортовых колец и повышения надежности в работе, наконечники неподвижных упоров и измерительные наконечники щупов расположены по концентрическим окружностям, при этом наконечники неподвижных упоров расположены по окружности, на которой в процессе измерения находится цилиндрическая поверхность кольца, образующая которой - прямая линия, а измерительные наконечники щупов расположены по окружности, на которой в процессе измерения находится цилиндрическая поверхность кольца, образующая которой - ломаная линия, кантователь выполнен в виде обоймы, в выходной части которой установлены трапецеидальные пластины, расположенные горизонтально, а транспортирующее устройство представляет собой манипулятор, захват руки которого снабжен сбрасывателем, установленным с вылетом впереди захвата, автомат снабжен карманом для эталона, при этом ход руки манипулятора соответствует расстоянию между карманами для размещения сортируемого кольца и эталона и столиком и расстоянию между последним и сортирующим устройством, выполненным в виде вертикального лотка, с изогнутой заходной частью.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, в частности к контрольно-сортировочной технике, и может быть использовано для контроля и сортировки колец подшипников.

Наиболее близким к заявляемому автомату для контроля и сортировки колец подшипников является известный автомат для контроля деталей типа колец (Камхин Я.Б., Голоульников Е.Н., Хаскин И.Н. Контрольные автоматы для автоматических линий. М.: Машиностроение, 1980, с. 88-93, рис. 52-53, с. 106-109, рис. 63-66), содержащий загрузочное устройство с наклонным лотком, транспортирующее устройство, измерительные станции, сортирующее устройство с отводящими лотками и электронный блок управления. Загрузочное устройство содержит два взаимодействующих отсекателя, установленных на выходе из наклонного лотка, и кантователь, выполненный в виде шарнирного рычага, на конце которого закреплена приемная скоба. Кантователь установлен с возможностью поворота на 90^о. В исходном положении кантователя плоскость приемной скобы расположена вертикально в плоскости наклонного лотка, а после поворота рычага - горизонтально в плоскости загрузочной позиции. Транспортирующее устройство выполнено многопозиционным с загрузочной позицией на входе и с разгрузочной позицией на выходе, между которыми расположены три промежуточные позиции и между ними две измерительные. Транспортирующее устройство содержит качающиеся линейки, закрепленные на транспортной каретке, шаг перемещения которой соответствует расстоянию между двумя позициями, и подъемники для съема с линеек контролируемого кольца, установленные в измерительных и промежуточных позициях. Качающиеся линейки предназначены для удержания колец в плоскости транспортирования. Измерительные станции - первая для контроля диаметра отверстия кольца и вторая для изменения диаметра дорожки качения кольца в двух взаимно перпендикулярных направлениях установлены над измерительными позициями транспортирующего устройства. Эти измерительные станции содержат столик для базирования кольца по торцу, установленный с возможностью вертикального перемещения от подъемника, неподвижные упоры для базирования кольца в радиальном направлении и подвижно-арретированные рычаги. При этом во второй измерительной станции наконечники неподвижных упоров расположены по окружности, диаметр которой соответствует диаметру дорожки качения конического кольца в его среднем сечении. Сортирующее устройство содеpжит огибающую звездочки цепь с захватами, кинематически связанную через храповой механизм с приводом качающихся линеек транспортирующего устройства. Отводящие лотки установлены так, что их заходные части расположены выше уровня разгрузочной позиции и вдоль прямолинейного участка цепи. Напротив зaходной части каждого отводящего лотка установлены подпружиненные толкатели для выталкивания кольца из одного из захватов в соответствующий отводящий лоток.

Известный автомат имеет следующие недостатки:

не обеспечивает измерения диаметра дорожки качения цилиндрических колец с бортами снаружи и внутри них, поскольку расположение наконечников неподвижных упоров второй измерительной станции по окружности, диаметр которой соответствует диаметру дорожки качения в среднем сечении конического кольца, не обеспечивает установки в измерительную станцию двухбортового цилиндрического кольца, поскольку выступающие за пределы диаметра дорожки качения оба его борта выходят за наконечники неподвижных упоров, что не обеспечивает контакта наконечников этих упоров и измерительных наконечников подвижно-арретированных рычагов с дорожкой качения цилиндрического кольца и тем самым не обеспечивает замера дорожки качения двухбортового цилиндрического кольца, что ограничивает технологические возможности автомата;

не обеспечивает надежности работы автомата, поскольку не обеспечивает загрузку, транспортирование и выгрузку колец без дополнительных приводных устройств, а именно отсекателей наклонного лотка загрузочного устройства, обеспечивающих поштучную выдачу колец в приемную скобу, шарнирного рычага с приемной скобой, обеспечивающего перемещение расположенного в вертикальной плоскости кольца с наклонного лотка на расположенную над ним горизонтальную плоскость загрузочной позиции транспортирующего устройства и при этом изменение положения кольца из вертикального положения в горизонтальное, транспортной каретки с качающимися линейками, обеспечивающей перемещение колец между позициями многопозиционного транспортирующего устройства и при этом удержание кольца в плоскости транспортирования, приводной цепи с захватами, обеспечивающей перемещение кольца с разгрузочной позиции транспортирующего устройства к расположенным выше отводящим лоткам и при этом изменение положения кольца из горизонтального в вертикальное.

Наличие этих дополнительных приводных устройств увеличивает вероятность отказов при работе автомата и тем самым снижает надежность его работы, не обеспечивает автоматической поднастройки измерительных станций, что снижает точность сортировки, поскольку в случае ошибочного сигнала измерительной станции с нарушенной наладкой возможно направление годного кольца в брак или бракованного кольца в годные или же перемешивание колец разных сортировочных групп, что снижает надежность работы автомата.

Целью изобретения является ликвидация указанных недостатков, т.е. расширение технологических возможностей путем обеспечения контроля цилиндрических двухбортовых колец и повышение надежности работы автомата.

На фиг. 1 схематически изображен автомат для контроля и сортировки колец подшипника, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 3; на фиг. 5 - вид по стрелке Г на фиг. 2; на фиг. 6 - схема измерения цилиндрического двухбортового кольца с бортами снаружи его; на фиг. 7 - схема измерения цилиндрического двухбортового кольца с бортами внутри него; на фиг. 8 - вертикальное положение цилиндрического изделия при упоре его кромок в скосы трапецеидальных пластин и реакции этих пластин Р; на фиг. 9 - момент поворота цилиндрического изделия под действием опрокидывающего момента от пары сил Р; на фиг. 10 - горизонтальное положение цилиндрического изделия между трапецеидальными пластинами после его поворота в кантователе.

Автомат для контроля и сортировки колец подшипников содержит загрузочное устройство 1, измерительную станцию 2, манипулятор 3, сортирующее устройство 4 с отводными лотками 5 и электронный блок 6 управления. Загрузочное устройство 1 содержит закрепленный на основании 7 наклонный лоток 8, у нижней части которого с противоположных сторон установлены пневмоцилиндр 9 и кантователь 10, у правого торца которого последовательно установлены карман 11 для размещения сортируемого кольца и карман 12 для размещения эталона. Кантователь 10 выполнен в виде обоймы, в заходной части которой установлена пара параллельных пластин 13, расположенных вертикально, а в выходной ее части установлена пара параллельных трапецеидальных пластин 14, расположенных горизонтально, каждая пластина 13 кантователя 10 расположена в одной плоскости с соответствующей стенкой наклонного лотка 8, а нижняя пластина 14 - с дном кармана 11. Зазор между пластинами 13 и 14 в каждой их паре соответствует ширине кольца. Измерительная станция 2 содержит лоток 15, шарнирный упор 16, выполненный в виде двуплечего рычага, подпружиненное плечо которого связано со штоком пневмоцилиндра 17, подвижно-арретированные щупы 18 с датчиками 19 и связанный со штоком пневмоцилиндра 20 столик 21, установленный с возможностью возвратно-поступательного движения по вертикали в приемном гнезде измерительной станции 2, в котором размещены три пятки 22, предназначенные для базирования кольца по торцу, и неподвижные упоры 23. Измерительные наконечники щупов 18 и наконечники неподвижных упоров 23 расположены по концентрическим окружностям. Шарнирный упор 16 предназначен для прижима кольца к наконечникам неподвижных упоров 23. Щупы 18 предназначены для измерения диаметра дорожки качения кольца своими измерительными наконечниками по цилиндрической поверхности двухбортового цилиндрического кольца, образующая которой - ломаная линия. Неподвижные упоры 23 предназначены для базирования кольца в радиальном направлении своими наконечниками по цилиндрической поверхности кольца, образующая которой - прямая линия. Манипулятор 3 содержит руку 24 с захватом 25, на котором закреплен Г-образный сбрасыватель 26 с вылетом впереди захвата 25. Манипулятор 3 установлен с возможностью вертикального и горизонтального возвратно-поступательного движения руки 24 и поворота ее в горизонтальной плоскости. Расстояние между карманами 11 и 12 и столиком 21 и между последним и сортирующим устройством 4 соответствует ходу выдвижения руки 24 манипулятора 3. Сортирующее устройство 4 выполнено в виде вертикального лотка 27, заходная часть которого выполнена с изгибом, направленным в сторону измерительной станции 2, и расположена на одном уровне с дном лотка 15. В передней стенке вертикального лотка 27 размещены отсекатели 28, каждый из которых связан со штоком соответствующего пневмоцилиндра 29. Отсекатели 28 предназначены для направления отсортированных колец в соответствующий отводной лоток 5, количество которых соответствует числу сортировочных групп.

Автомат работает следующим образом.

В исходном положении рука 24 манипулятора 3 втянута и повернута в сторону кармана 11 для размещения сортируемого кольца, над которым расположен захват 25 руки 24, а столик 21 измерительной станции 2 расположен на уровне дна лотка 15. Загруженные в устройство 1 цилиндрические двухбортовые кольца подшипников скатываются по наклонному лотку 18 и размещаются в нижней его части между стенками в вертикальном положении. По сигналу электронного блока 6 управления шток пневмоцилиндра 9 выдвигается и проталкивает кольцо из наклонного лотка 8 в обойму кантователя 10 между парой ее вертикальных пластин 13. При упоре кромок проталкиваемого кольца в скомы пары трапецеидальных пластин 14 реакции Р последних создают опрокидывающий момент, под действием которого кольцо, поворачиваясь, изменяет свое положение из вертикального в горизонтальное. При дальнейшем перемещении шток пневмоцилиндра 9 перемещает в обойме кантователя 10 расположенное горизонтально кольцо с плоскости нижней трапецеидальной пластины 14 на дно кармана 11. Далее по сигналу электронного блока 6 рука 24 опускается, и ее захват 25 зажимает расположенное горизонтально на дне кармана 11 кольцо. После этого рука 24 поднимается и вынимает зажатое ее захватом 25 кольцо из кармана 11. После этого при своем выдвижении рука 24 переносит это кольцо на столик 21. Затем рука 24 возвращается в исходное положение, а шток пневмоцилиндра 20 опускает столик 21 с горизонтально расположенным на нем кольцом в приемное гнездо измерительной станции 2. При этом стенка кольца проходит между наконечниками неподвижных упоров 23 и измерительными наконечниками арретированных щупов 18. В нижнем положении столика 21 кольцо базируется по торцу на пятках.

Далее по сигналу электронного блока 6 пневмоцилиндр 17 втягивает шток, и подпружиненный шарнирный упор 16 под действием своей пружины поворачивается и прижимает кольцо цилиндрической поверхностью, образующая которой прямая линия, к наконечникам неподвижных упоров 23, которые базируют при этом кольцо в радиальном направлении, а каждая пара щупов 18 контактирует своими измерительными наконечниками с цилиндрической поверхностью кольца, образующая которой - ломанная линия и измеряет диаметр дорожки качения двухбортового кольца в среднем его сечении во взаимно перпендикулярных направлениях. Затем электронный блок 6 определяет соответствующую сортировочную группу. После этого по сигналу электронного блока 6 шток пневмоцилиндра 17 поворачивает шарнирный упор 16 и отводит его от кольца, а щупы 18 отходят от дорожки качения двухбортового цилиндрического кольца за пределы его бортов. Далее шток пневмоцилиндра 20 поднимает столик 21 с отсортированным кольцом на уровень дна лотка 15, а шток пневмоцилиндра 29 перемещает соответствующий данной сортировочной группе отсекатель 28, который при этом перекрывает полость вертикального лотка 27. Рука 24 переносит из кармана 11 очередное кольцо на столик 21 измерительной станции 2, и ее Г-образный сбрасыватель 26 сталкивает со столика 21 по лотку 15 отсортированное кольцо в лоток 27. При этом отсортированное кольцо, перемещаясь под действием собственного веса по изогнутой заходной части лотка 27, поворачивается и изменяет свое положение из горизонтального в вертикальное, и отсекатель 28 направляет это отсортированное кольцо из лотка 27 в отводной лоток 5 соответствующей сортировочной группы. При поднастройке измерительной станции 2 по сигналу электронного блока 6 рука 24 поворачивается в сторону кармана 12 с эталоном. Захват 25 зажимает эталон, и рука 24 переносит его на столик 21, который направляет эталон в приемное гнездо измерительной станции 2, в котором щупы 18 осуществляют его замер, и электронный блок 6 выдает компенсирующий сигнал, учитываемый при контроле колец. Затем эталон возвращается рукой 24 в карман 12.

По сравнению с известным автоматом для контроля деталей типа колец (Камхин Я. Б., Голоульников Г.Н., Хаскин И.Н. Контрольные автоматы для автоматических линий. М. : Машиностроение, 1980, с. 88-93, рис. 52. 53, с. 106-109, рис. 63-66), выбранным в качестве прототипа, заявляемый автомат имеет следующие технические преимущества:

обеспечивает измерение диаметра дорожки качения цилиндрических двухбортовых колец за счет расположения в измерительной станции наконечников неподвижных упоров и измерительных наконечников щупов по концентрическим окружностям, при этом наконечники неподвижных упоров расположены по цилиндрической поверхности кольца, образующая которой - прямая линия, а измерительные наконечники щупов - по цилиндрической поверхности кольца, образующая которой - ломаная линия, что при арретированных щупах обеспечивает проход стенки кольца между наконечниками упоров и щупов, базирование кольца в радиальном направлении по неподвижным упорам и контакт измерительных наконечников щупов с дорожкой качения при измерении диаметра дорожки качения цилиндрического двухбортового кольца, что расширяет технологические возможности автомата;

обеспечивает загрузку, транспортирование и выгрузку колец без дополнительных приводных устройств,

во-первых, за счет выполнения кантователя в виде обоймы с расположенными горизонтально в выходной ее части трапецеидальными пластинами, скомы которых обеспечивают опрокидывание проталкиваемого в обойме кольца и изменение его положения из вертикального в горизонтальное;

во-вторых, за счет расположения карманов, столика и заходной части сортирующего устройства на расстоянии, соответствующем ходу руки манипулятора, и установки на ней сбрасывателя с вылетом впереди захвата, что обеспечивает посредством руки манипулятора перемещение сортируемого кольца и при наладке измерительной станции перемещение эталона на ее столик и сталкивание с него сбрасывателем отсортированного кольца в сортирующее устройство, и после наладки измерительной станции возврат эталона в его карман этой же рукою манипулятора,

в-третьих, за счет выполнения сортирующего устройства в виде вертикального лотка с изогнутой заходной частью, обеспечивающего поворот отсортированного кольца и изменение его положения из горизонтального в вертикальное, и распределение колец по отводным лоткам под действием собственного веса.

Использование заявляемого автомата для контроля и сортировки колец подшипников позволяет автоматизировать процесс сортировки колец и наладки автомата и тем самым снизить себестоимость сборки подшипников.