SU1639938A1 - Method of detecting faulty assembling - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано в автоматизированном сборочном производстве. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей и повышение точности обнаружени  некачественной сборки за счет фиксации локальных дефектов. Способ заключаетс  в измерении величины колебаний поверхностей контакта соедин емых деталей, частотном анализе измеренных колебаний , по результатам которого определ ют погрешности сборки. В процессе сборки осуществл ют возбуждение колебаний одиночным импульсом в соедин емых детал х и определ ют некачественную сборку по результатам анализа параметров отклика. Возбуждение колебаний одиночным импульсом и анализ параметров отклика провод т последовательно дл  р да значений координат линейного относительного перемещени  деталей 1 ил.The invention relates to mechanical engineering and can be used in automated assembly production. The purpose of the invention is to expand the functionality and improve the accuracy of detecting poor-quality assembly by fixing local defects. The method consists in measuring the magnitude of the oscillations of the contact surfaces of the parts to be joined, frequency analysis of the measured oscillations, the results of which determine the assembly errors. During the assembly, oscillations are excited by a single pulse in the parts being joined, and poor-quality assembly is determined from the results of the analysis of response parameters. The excitation of oscillations by a single pulse and the analysis of response parameters are carried out sequentially for a number of coordinate values of the linear relative displacement of parts 1 sludge.

Description

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано в автоматизированном сборочном производстве.The invention relates to mechanical engineering and can be used in automated assembly production.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей и повы- шение -точности обнаружени  некачественной сборки за счет фиксации-ло- кальных дефектов.The aim of the invention is to enhance the functionality and increase the accuracy of detecting poor-quality assembly due to fixing local defects.

На чертеже представлено устройство дл  реализации способа.The drawing shows a device for implementing the method.

Устройство содержит деталь 1 стержневого типа, котора  с помощью схвата 2 робота вставл етс  в отверстие детали 3, установленной на базирующем приспособлении 4. На детали 3 закреплен датчик 5 вибрации, выходной сигнал с которого подаетс  на первый информационный вход ключа 6. Первый и второй выходы ключа 6 подключены соответственно к входам частотного анализатора 7 и блока 8 анализа отклика. Выход частотного анализатора 7 соединен с первым входом микрокомпьютера 9, второй вход которого соединен с первым выходом блока 8 анализа отклика, а второй выход блока 8 анализа отклика подключен к второму управл ющему входу ключа 6. К выходу преобразовател  10 перемещени  подключены блок 11 управлени  ударником и третий вход микрокомпьютера 9. Преобразователь 10 перемещени  с помощью винта 12 соединен с двигателем привода 13. По винту 12 перемещаетс  гайка 14, котора  с помощью кронштейна 15 соединена с ползуном 16. Последний установлен на направл ющей 17 вертикальных перемещений и штангой 18 соединен со схватом 2 робота. На губке 19 схвата 2 робота с помощью кронштейна 20 закреплена катушка 21 электромагнита с токопровод - щей обмоткой 22. В катушке 21 электромагнита установлен сердечник 23, который с помощью возвратной-пружины 24 соединен с губкой 19. .На конце сердечника 23 закреплен ударник 25, который через отверстие вThe device contains a rod-type part 1, which with the help of the robot tong 2 is inserted into the hole of the part 3 mounted on the clamping device 4. The vibration sensor 5 is fixed on the part 3, the output signal of which is fed to the first information input of the key 6. The first and second outputs the key 6 is connected respectively to the inputs of the frequency analyzer 7 and the response analysis block 8. The output of the frequency analyzer 7 is connected to the first input of the microcomputer 9, the second input of which is connected to the first output of the response analysis block 8, and the second output of the response analysis block 8 is connected to the second control input of the key 6. The drum control unit 11 is connected to the output of the displacement converter 10 the third input of the microcomputer 9. The displacement converter 10 is connected with a screw 12 to a drive motor 13. A screw 14 moves a nut 14, which is connected with a slide 16 by means of a bracket 15. The latter is mounted on the rail 17 vertical displacements and the rod 18 is connected to the gripper 2 of the robot. On the sponge 19 of the gripper 2 of the robot, the coil 21 of the electromagnet with the conductive winding 22 is fixed by means of the bracket 20. In the coil of the electromagnet 21 a core 23 is mounted, which is connected to the sponge 19 by means of a return spring 24. which through the hole in

(Л(L

СWITH

оabout

CJCJ

о оoh oh

СА 00CA 00

губке 19 может воздействовать на деталь 1 стержневого типа. Обмотка 22 катушки 21 электромагнита подключена к первому выходу блока 11 управлени  ударником, а второй выход блока 11 управлени  ударником соединен с третьим (управл ющим) входом ключа 6.the sponge 19 may affect the rod-type part 1. The winding 22 of the electromagnet coil 21 is connected to the first output of the drum control unit 11, and the second output of the drum control unit 11 is connected to the third (control) input of the key 6.

Способ осуществл етс  следующим образом .The method is carried out as follows.

Деталь 1 стержневого типа с помощью схвата 2 робота вертикальным перемещением вставл етс  в отверстие детали 3, установленной на базирующем приспособлении 4. Отклонени  размеров и формы поверхностей контакта привод т к изменению упру- годемпфирующих св зей между ними и к изменению величины декремента затухани . Колебани  поверхностей контакта с помощью датчика 5 вибрации преобразуютс  в электрический сигнал. Электрический сигнал с датчика 5 вибрации через ключ 6 поступает на вход частотного анализатора 7, в котором определ етс  величина каждой частотной составл ющей электрического сигнала .Part 1 of the rod type with the help of the robot tongue 2 is vertically inserted into the hole of the part 3 mounted on the clamping device 4. Deviation of the dimensions and shape of the contact surfaces leads to a change in the elastic connections between them and to a change in the damping factor. The vibrations of the contact surfaces are converted by the vibration sensor 5 into an electrical signal. The electrical signal from the vibration sensor 5 through the switch 6 is fed to the input of the frequency analyzer 7, in which the magnitude of each frequency component of the electrical signal is determined.

На основе результатов частотного анализа колебаний осуществл етс  определение дефектов сборки в микрокомпьютере 9. Дефекты сборки определ ютс  по результатам сравнени  номинальных значений частотных составл ющих, хран щихс  в пам ти микрокомпьютера 9, с действительными значени ми частотных составл ющих, получаемых в частотном анализаторе 7.Based on the results of the frequency analysis of the oscillations, the assembly defects in the microcomputer 9 are determined. Assembly defects are determined by comparing the nominal values of the frequency components stored in the memory of the microcomputer 9 with the actual values of the frequency components obtained in the frequency analyzer 7.

Относительное вертикальное перемещение детали 1 в отверстие детали 3 осуществл етс  следующим образом. Двигатель привода 13 передает вращение винту 12. Вращение последнего приводит к поступательному перемещению гайки 14 и жестко св занных с ней кронштейна 15, ползуна 16 и штанги 18 со схватом 2 робота. Ползун 16 установлен на направл ющей 17 вертикальных перемещений.The relative vertical movement of the part 1 into the hole of the part 3 is carried out as follows. The drive motor 13 transmits the rotation to the screw 12. The rotation of the latter leads to the translational movement of the nut 14 and the bracket 15 rigidly connected with it, the slide 16 and the rod 18 with the gripper 2 of the robot. The slider 16 is mounted on the guide 17 of the vertical displacements.

Информаци  о перемещении детали 1 в вертикальном направлении формируетс  следующим образом. Вращение винта 12 преобразователем 10 перемещени  преобразуетс  в электрический сигнал, пропорциональный вертикальному перемещению детали 1. С выхода преобразовател  10 перемещени  электрический сигнал поступает на третий вход микрокомпьютера 9 и на вход блока 11 управлени  ударником. На основе полученной информации о вертикальном перемещении детали 1 блок 11 управлени  ударником-в соответствии с заранее установленным диапазоном перемещений формирует управл ющее воздействие , т.е. подключает кратковременноInformation on moving the part 1 in the vertical direction is generated as follows. The rotation of the screw 12 by the displacement transducer 10 is converted into an electrical signal proportional to the vertical movement of the workpiece 1. From the output of the displacement transducer 10, the electrical signal goes to the third input of the microcomputer 9 and to the input of the drum control unit 11. Based on the obtained information on the vertical movement of the part 1, the drum control unit 11, in accordance with a predetermined range of movements, generates a control action, i.e. connects briefly

напр жение питани  к обмотке 22 катушки 21 электромагнита. Под действием электромагнитных сил сердечник 23 с ударником 25 через отверстие в губке схвата 2 наноситsupply voltage to the winding 22 of the coil 21 of the electromagnet. Under the action of electromagnetic forces, the core 23 with the hammer 25 through the hole in the sponge of the gripper 2 causes

удар по детали 1 стержневого типа. После отключени  питани  возвратна  пружина 24 перемещает сердечник 23 с ударником 25 в первоначальное положение.blow to parts 1 rod type. After turning off the power, the return spring 24 moves the core 23 with the hammer 25 to its original position.

Импульсом удара в соедин емых детал х 1 и 3 возбуждают свободные колебани , которые датчиком 5 вибрации преобразуютс  в электрический сигнал.The shock pulse in the connected parts x 1 and 3 excites free oscillations, which the vibration sensor 5 converts into an electrical signal.

Одновременно с управл ющим воздействием на ударник 25 блок 11 управлени Simultaneously with the control action on the drummer 25 control unit 11

ударником выдает сигнал на третий управл ющий вход ключа 6, разреша  прохождение электрических сигналов с датчика 5 вибрации на вход блока 8 анализа отклика и запреща  прохождение этих сигналов наthe drummer issues a signal to the third control input of the key 6, allowing the passage of electrical signals from the vibration sensor 5 to the input of the response analysis block 8 and prohibiting the passage of these signals to

вход частотного анализатора 7.frequency analyzer input 7.

В блоке 8 анализа отклика осушествл т етс  определение декремента затухани  А свободно затухающих колебаний. Значение декремента затухани  А с первого выходаIn block 8 of the analysis of the response, the determination of the damping factor A of freely damped oscillations is carried out. The value of the decrement And from the first output

блока 8 анализа отклика подаетс  на второй вход микрокомпьютера 9, где сравниваетс  с эталонным значением декремента затухани  Aj, соответствующего фактической площади контакта и контактному давлениюThe response analysis block 8 is fed to the second input of the microcomputer 9, where it is compared with the reference value of the damping factor Aj corresponding to the actual contact area and contact pressure

дл  текущего значени  координаты линейного относительного перемещени  деталей. Одновременно с второго выхода блока 8 анализа отклика выдаетс  сигнал на второй управл ющий вход ключа 6, и электрическийfor the current value of the coordinate of the linear relative movement of the parts. Simultaneously from the second output of the response analysis unit 8, a signal is output to the second control input of the key 6, and the electrical

сигнал с датчика 5 вибрации отключаетс  от входа блока 8 анализа отклика и подключаетс  к входу частотного анализатора 7.the signal from the vibration sensor 5 is disconnected from the input of the response analysis block 8 and connected to the input of the frequency analyzer 7.

Значение координаты линейного относительного перемещени  деталей 1 и 3 формируетс  в преобразователе 10 перемещени  и поступает на третий вход микрокомпьютера 9, в пам ти которого дл  каждого значени  координаты линейного относительного перемещени  деталей хран тс  эталонные значени  декремента затухани  Ав .The coordinate value of the linear relative displacement of parts 1 and 3 is formed in the displacement converter 10 and fed to the third input of the microcomputer 9, the memories of which for each value of the coordinate of the linear relative displacement of parts store reference values of the damping factor Av.

Следующий цикл определени  декремента затухани  А осуществл етс  аналогично уже дл  следующего значени The next cycle for determining the damping factor A is carried out similarly for the next value

координаты линейного относительного перемещени  деталей.coordinates of the linear relative movement of parts.

В промежутках между определением декремента затухани  А производ тс  частотный анализ и определение величиныIn the intervals between the determination of the damping factor A, frequency analysis and determination of

каждой частотной составл ющей электрического сигнала.each frequency component of the electrical signal.

Claims (1)

Формула изобретени  Способ определени  некачественной сборки, заключающийс  в измерении величины колебаний поверхностей контакта соедин емых деталей и последующем определении погрешностей сборки на основе результатов частотного анализа указанных колебаний, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей и повышени  точности обнаружени  некачественной сборки за счет фиксации локальных дефектов, в процессеThe method of determining the poor-quality assembly, which consists in measuring the magnitude of the vibrations of the contact surfaces of the parts to be connected and then determining the assembly errors based on the results of the frequency analysis of these oscillations, characterized in that, in order to enhance the functionality and improve the accuracy of detecting poor-quality assembly by fixing local defects in progress 00 сборки дополнительно в одной из деталей возбуждают колебани  одиночным импульсом , по результатам анализа параметров отклика которого определ ют некачественную сборку, при этом возбуждение колебаний одиночным импульсом и анализ параметров отклика провод т последовательно дл  р да значений координат линейного относительного перемещени  собираемых деталей.The assemblies additionally in one of the parts initiate oscillations with a single pulse, according to the results of the analysis of response parameters which determine a poor-quality assembly, while the excitation of oscillations with a single pulse and the analysis of response parameters are carried out sequentially for a number of coordinate values of the linear relative displacement of the assembled parts.