RU2522054C2 - Mobile module of automating riveting of panels - Google Patents

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: invention relates to aircraft engineering and can be used for riveting of panels at assembly appliances. Mobile module comprises hydraulic press, squeezer rod and spreading device. Besides, it incorporates hydraulic press displacement unit coupled with this module by cable guides, drive and parallelogram, mechanism composed by turn levers and articulated with drive unit and spreading device. Spreading device interacts via squeezer rod with hydraulic press.

EFFECT: automated riveting.

5 dwg

Description

Изобретение относится к области авиастроения и может быть применено для клепки панелей в сборочных приспособлениях. Известно устройство для клепки пакетов, содержащее ручной гидропресс, стержень-ловитель и расклепывающее устройство с охватывающими стержень-ловитель сухариками [1].The invention relates to the field of aircraft manufacturing and can be used for riveting panels in assembly devices. A device for riveting packages containing a manual hydraulic press, a catch rod and a riveting device with crackers covering the catch rod [1].

Недостатком известной конструкции является ручное позиционирование устройства для клепки пакетов.A disadvantage of the known design is the manual positioning of the device for riveting packages.

Изобретение направлено на автоматизацию процесса клепки панелей больших размеров. Это достигается тем, что мобильный модуль автоматизированной клепки панелей содержит гидропресс, стержень-ловитель и расклепывающее устройство, при этом он снабжен блоком перемещения гидропресса, соединенным с ним посредством тросовой проводки, блоком привода и параллелограммным механизмом, выполненным в виде поворотных рычагов и шарнирно соединенным с блоком привода и расклепывающим устройством, при этом расклепывающее устройство посредством стержня-ловителя взаимодействует с гидропрессом.The invention is aimed at automating the process of riveting large panels. This is achieved by the fact that the mobile module for automated riveting of the panels contains a hydraulic press, a catching rod and a riveting device, while it is equipped with a hydraulic press displacement unit connected to it by cable wiring, a drive unit and a parallelogram mechanism made in the form of rotary levers and pivotally connected to the drive unit and the riveting device, while the riveting device through the rod-catcher interacts with the hydraulic press.

На фиг.1 показан мобильный модуль автоматизированной клепки панелей.Figure 1 shows a mobile module for automated riveting of panels.

Оно состоит из гидропресса 1, блока перемещения гидропресса 2 и расклепывающего устройства с механизмом его позиционирования 3.It consists of a hydraulic press 1, a hydraulic press moving unit 2 and a riveting device with its positioning mechanism 3.

Гидропресс, фиг.2 и фиг.3, состоит из корпуса с внутренним цилиндром 5, внутри которого расположен шток 6. Корпус цилиндр 5 в свою очередь соединен с крышкой цилиндра 7. Шток 6 соединен с крышкой штока 8. Внутри штока 8 расположен корпус кулачкового механизма 9, с которым соединен поворачивающийся кулачок 10 и поступательно перемещающиеся в радиальном направлении клинья 11, с которыми кулачок 10 входит в поверхностный контакт. Стопоры 12 вставлены в корпус кулачкового механизма 9 и подпружинены рессорой 13. Стопоры 12 имеют возможность поступательного движения в корпусе кулачкового механизма и обеспечивают стопорение кулачка 10. Корпус кулачкового механизма 9 жестко соединен с отжимом 14, в пазы которого вставлены сухари 15, имеющие возможность поступательного перемещения в радиальном направлении относительно отжима 14. Сухари 15 своей конической поверхностью вставлены в соответствующее коническое отверстие патрона 16, имея возможность осевого перемещения сухарей 15. Упор патрона 17 жестко соединен с патроном 16. Корпус цилиндра 5 соединен с упором патрона 17 через шпильку 18.The hydraulic press, FIG. 2 and FIG. 3, consists of a housing with an inner cylinder 5, inside of which a rod 6 is located. The cylinder 5 body is in turn connected to the cylinder cover 7. The rod 6 is connected to the rod cover 8. Inside the rod 8, the cam housing a mechanism 9 to which a rotating cam 10 is connected and wedges 11 translationally moving in a radial direction, with which the cam 10 comes into surface contact. The stops 12 are inserted into the housing of the cam mechanism 9 and spring-loaded by the spring 13. The stops 12 have the possibility of translational movement in the housing of the cam mechanism and provide locking of the cam 10. The housing of the cam mechanism 9 is rigidly connected to the wring 14, into the slots of which are inserted crackers 15, with the possibility of translational movement in the radial direction relative to the extraction 14. Crackers 15 with their conical surface inserted into the corresponding conical hole of the cartridge 16, with the possibility of axial movement of crackers 1 5. The emphasis of the cartridge 17 is rigidly connected to the cartridge 16. The cylinder body 5 is connected to the emphasis of the cartridge 17 through the pin 18.

Блок перемещения гидропресса (фиг.4) состоит из колонн 19, жестко прикрепленных к общей раме 20 мобильного модуля автоматизированной клепки панелей. На колоннах 19 жестко закреплена балка 21, на которой установлен электродвигатель 22 и ролики 23. По роликам 23 и шкиву электродвигателя 22 протянута тросовая проводка 24 и далее на шкив электродвигателя 25, расположенного на общей раме 20 мобильного модуля автоматизированной клепки панелей. Тросовая проводка 24 соединяется с гидропрессом и служит для его перемещения.The hydraulic press movement unit (Fig. 4) consists of columns 19, rigidly attached to the common frame 20 of a mobile module for automated riveting of panels. A beam 21 is fixed on the columns 19, on which an electric motor 22 and rollers 23 are mounted. Cable rollers 24 are stretched along the rollers 23 and an electric motor pulley 22 and then onto an electric motor pulley 25 located on a common frame 20 of a mobile module for automated panel riveting. Cable wiring 24 is connected to the hydraulic press and serves to move it.

Расклепывающее устройство с механизмом его позиционирования, фиг.5, состоит из блока привода 26, к которому через ось 27 шарнирно соединен параллелограммный механизм 28 с рычагом 29. К рычагу 29 параллелограммного механизма 28 присоединена шарнирно зубчатая рейка 30, которая взаимодействует с шестерней 31 посредством зубчато-реечной передачи движения, в свою очередь шестерня 31 расположена на блоке привода 26. К правой части параллелограммного механизма шарнирно крепится расклепывающее устройство 32, которое взаимодействует со стержнем-ловителем 33, а блок привода 26 взаимодействует с приводным стержнем 34.The riveting device with its positioning mechanism, FIG. 5, consists of a drive unit 26, to which a parallelogram mechanism 28 is pivotally connected with a lever 29 through an axis 27. A pivot gear rack 30 is connected to the lever 29 of the parallelogram mechanism 28, which interacts with the gear 31 by means of a gear of a rack-and-pinion motion transmission, in turn, the gear 31 is located on the drive unit 26. To the right side of the parallelogram mechanism, a riveting device 32 is pivotally mounted, which interacts with the catch rod 33, and the drive unit 26 interacts with the drive rod 34.

Мобильный модуль автоматизированной клепки работает следующим образом: блок перемещения и позиционирования 2, фиг.1, фиксируется на собираемом узле, для предотвращения случайных смещений. Лазерные измерители снимают координаты двух целевых призм на двух блоках модуля. В качестве таких блоков выбраны гидропресс 1 и сверлильно-зенковальный блок 4, как определяющие точность положения заклепки. После определения этих координат, управляющая программа получает возможность взаимно увязать координатные системы сборочного приспособления и блока перемещения и позиционирования 2. После этого генерируются управляющие сигналы для требуемого перемещения всех блоков по направляющим блока перемещения и позиционирования 2. Сверлильно-зенковальный блок 4 осуществляет образование отверстий для всех заклепок в зоне текущего расположения блока перемещения и позиционирования 2. Перемещающийся независимо сервопривод 35 (фиг.5) устанавливается над третьим отверстием под заклепку, приводной стержень 34 сервопривода 35 вводится в отверстие и оператор крепит на него блок привода 26 расклепывающего устройства. Одновременно гидропресс 1 (фиг.1) устанавливается над вторым отверстием в шве и стержень-ловитель 33 (фиг.5) гидропресса 1 (фиг.1) также вводится в соответствующее отверстие. При сближении гидропресса 1 с собираемой панелью, находящаяся на опоре 17 (фиг.2) гидропресса 1 (фиг.1) заклепка попадает в первое отверстие шва. Сервопривод 35 (фиг.5) передает механическое вращение блоку привода 26, который приводит в движение параллелограммный механизм 28 при постоянной соостности сухариков расклепывающего устройства 32 и стержня ловителя 33 на шаг заклепки. При этом левая часть параллелограммного механизма 28 поворачивается относительно блока привода 26 за счет оси 27, а правая часть поворачивается относительно левой части за счет боковой шестерни 31, зубчатой рейки 30 и связанного с ней рычага 29. Через заранее подготовленное отверстие сухариками расклепывающего устройства 32 автоматически захватывает стержень-ловитель 33.The mobile module of automated riveting works as follows: the block of movement and positioning 2, Fig. 1, is fixed on the assembled node to prevent accidental displacements. Laser meters take the coordinates of two target prisms on two blocks of the module. As such blocks, the hydraulic press 1 and the countersink drill 4 are selected as determining the accuracy of the rivet position. After determining these coordinates, the control program gets the opportunity to interconnect the coordinate systems of the assembly device and the block of movement and positioning 2. After that, control signals are generated for the required movement of all blocks along the guides of the block of movement and positioning 2. The drill-countersink block 4 makes holes for all rivets in the area of the current location of the block movement and positioning 2. Moving independently of the servo 35 (figure 5) sets I on a third hole for the rivet, the drive rod 34 of the actuator 35 is inserted into the hole and the operator attaches to it a drive unit 26 clench device. At the same time, the hydraulic press 1 (Fig. 1) is installed above the second hole in the seam and the catch rod 33 (Fig. 5) of the hydraulic press 1 (Fig. 1) is also introduced into the corresponding hole. When approaching the hydraulic press 1 with the assembled panel located on the support 17 (figure 2) of the hydraulic press 1 (figure 1), the rivet enters the first hole of the seam. The servo drive 35 (Fig. 5) transmits mechanical rotation to the drive unit 26, which drives the parallelogram mechanism 28 with a constant alignment of the crackers of the riveting device 32 and the catch rod 33 per rivet step. In this case, the left side of the parallelogram mechanism 28 is rotated relative to the drive unit 26 due to the axis 27, and the right part is rotated relative to the left part due to the side gear 31, the gear rack 30 and the lever 29 connected to it. Through a pre-prepared hole with crackers, the riveting device 32 automatically captures fishing rod 33.

Затем начинается рабочий цикл гидропресса 1 (фиг.1). Начальным положением гидропресса 1 является фаза, когда крышка цилиндра 7 (фиг.2) максимально приближена к крышке штока 6. При подаче рабочей жидкости через штуцер в рабочую полость 36, в этой полости создается давление. Так как шток 6 неподвижен и связан с панелью, то избыточное давление в полости приводит к движению цилиндра 1. Цилиндр 1, соединенный с упором патрона 17, начинает перемещаться, удаляясь от крышки штока 8, и передает движение через шпильки 18 и упор патрона 17 к патрону 16. Патрон 16 под действием усилия цилиндра 1 перемещает отжим 13 и кулачковый механизм 9. При соприкосновении наклонных поверхностей клиньев 11 и ответных поверхностей пазов штока создается усилие, блокирующее движение кулачкового механизма 9 и связанного с ним отжима 14 относительно штока 6. При этом движение патрона 17 относительно штока 6 продолжается. Происходит сближение патрона 17 и отжима 14, вследствие чего сухари 15 вдавливаются отжимом 14 в патрон 17, обеспечивая заданное усилие зажатия стержня. После того как заданное усилие зажатия стержня достигнуто, стопоры 12 преодолевают упругое сопротивление рессоры 13, выходят из гнезд в кулачке 10 и дают кулачку 10 возможность осуществить поворот. При повороте кулачка 10, клинья 11 сдвигаются внутрь корпуса кулачкового механизма 9 и выходят из зацепления со штоком 6. Корпус кулачкового механизма получает возможность свободного движения внутри штока 6 и далее движется совместно с патроном 17. После расклепывания заклепки, концевой выключатель подает сигнал в систему управления. Система управления, в соответствии с общей программой ведения сборки выдает управляющие воздействия на приводы. Рабочая жидкость подается в полость возвратного хода 37, а из рабочей полости 36 вытесняется в бак. Рабочий ход цилиндра 5 сменяется возвратным ходом. Крышка цилиндра 7 и связанные с ней элементы приближаются к штоку 6, при этом, когда клинья 11 кулачкового механизма 9 совмещаются с пазами в штоке 6, происходит их выдвижение из корпуса кулачкового механизма под действием пружины. Об окончании возвратного хода сигнализирует концевой выключатель и гидропресс возвращается в начальное состояние.Then begins the working cycle of the hydraulic press 1 (figure 1). The initial position of the hydraulic press 1 is the phase when the cylinder cover 7 (figure 2) is as close as possible to the stem cover 6. When the working fluid is supplied through the nozzle into the working cavity 36, pressure is created in this cavity. Since the rod 6 is stationary and connected with the panel, the excess pressure in the cavity leads to the movement of the cylinder 1. The cylinder 1, connected to the stop of the cartridge 17, begins to move away from the stem cover 8, and transmits the movement through the studs 18 and the stop of the cartridge 17 to the cartridge 16. The cartridge 16 under the action of the efforts of the cylinder 1 moves the spin 13 and the cam mechanism 9. When the inclined surfaces of the wedges 11 and the counter surfaces of the grooves of the rod touch, a force is created that blocks the movement of the cam mechanism 9 and the associated spin 14 relative to w eye 6. At this movement the cartridge 17 with respect to rod 6 extends. The cartridge 17 and the spin 14 come closer, as a result of which the crackers 15 are pressed by the spin 14 into the cartridge 17, providing a predetermined clamping force of the rod. After the predetermined clamping force of the rod is reached, the stoppers 12 overcome the elastic resistance of the spring 13, exit the sockets in the cam 10 and allow the cam 10 to rotate. When turning the cam 10, the wedges 11 are shifted inwardly to the housing of the cam mechanism 9 and disengage from the stem 6. The housing of the cam mechanism is able to freely move inside the stem 6 and then moves together with the cartridge 17. After riveting the rivet, the limit switch sends a signal to the control system . The control system, in accordance with the general assembly program, provides control actions on the drives. The working fluid is fed into the cavity of the return stroke 37, and from the working cavity 36 is displaced into the tank. The stroke of the cylinder 5 is replaced by a return stroke. The cylinder cover 7 and its associated elements approach the stem 6, while when the wedges 11 of the cam mechanism 9 are aligned with the grooves in the stem 6, they are extended from the housing of the cam mechanism under the action of the spring. The end switch signals the end of the return stroke and the hydraulic press returns to its initial state.

Затем, фиг.5, происходит поступательное движение приводного стержня 34 сервопривода 35, за счет которого расклепывающее устройство 32 отсоединяется от приводного стержня 34 сервопривода 35 и благодаря предварительно накопленной энергии осуществляет перемещение на шаг заклепочного соединения. Одновременно сервопривод 35 перемещается на шаг заклепочного соединения и его стержень автоматически захватывается блоком привода 26 расклепывающего устройства 32.Then, FIG. 5, the translational movement of the actuating rod 34 of the servo 35 occurs, due to which the riveting device 32 is disconnected from the actuating rod 34 of the servo 35 and, thanks to the previously stored energy, moves to the rivet joint step. At the same time, the servo drive 35 is moved to the step of the rivet connection and its rod is automatically captured by the drive unit 26 of the riveting device 32.

На возвратном ходе гидропресса 1 (фиг.1) происходит раскрепление стержня-ловителя 33 (фиг.5). Затем управляющие сигналы, подаваемые на электродвигатели 22 и 25 (фиг.4), приводят в движение тросовую проводку 24, которая, двигаясь по роликам 23, перемещает гидропресс 1 (фиг.1) на шаг заклепочного шва. После этого рабочий цикл повторяется.At the return stroke of the hydraulic press 1 (Fig. 1), the rod-catch 33 is released (Fig. 5). Then, the control signals supplied to the electric motors 22 and 25 (Fig. 4) drive the cable wiring 24, which, moving along the rollers 23, moves the hydraulic press 1 (Fig. 1) to the step of the rivet seam. After that, the work cycle is repeated.

Источник информацииThe source of information

1. Устройство для клепки пакетов, патент №2387517 от 10.06.20081. The patent No. 2387517 from 06/10/2008

Claims (1)

Мобильный модуль автоматизированной клепки панелей, содержащий гидропресс, стержень-ловитель и расклепывающее устройство, отличающийся тем, что он снабжен блоком перемещения гидропресса, соединенным с ним посредством тросовой проводки, блоком привода и параллелограммным механизмом, выполненным в виде поворотных рычагов и шарнирно соединенным с блоком привода и расклепывающим устройством, при этом расклепывающее устройство посредством стержня-ловителя взаимодействует с гидропрессом. A mobile module for automated riveting of panels containing a hydraulic press, a catching rod and a riveting device, characterized in that it is equipped with a hydraulic press displacement unit connected to it by cable wiring, a drive unit and a parallelogram mechanism made in the form of rotary levers and pivotally connected to the drive unit and a riveting device, while the riveting device through the rod-catcher interacts with a hydraulic press.

Images