Автомат для контроля и сортировки деталей и устройство управления автоматом для контроля и сортировки деталей

(51ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 01 НРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН р ЕЛЬСТ АВТОРСКОМУ СВ ующийГо кол.(7 1) Центр робфизики АН Латв(56) 1. Авторс1 Ф 153127, кл.2. АвторскоР 540684, кл. тей, фикс 2 низм выполнен са, установленэ профилированла, установленэаимодействия виде храпов ого на валу ого 1 Бюлерс,ных дисков в М.В. ДемидА.В. Фолифоровототехники Инсийской ССР5(088.8)кое свидетВ 07 /Ое св ел тью озмож но ут ельство С 8, 1962. ьство СС 8, 1976С 5 идет С 5томатом г игнал и тре авления с пе ами ервого логического вертый фотодатчик вертый формировате ления с четвертым огического элемент лемента И, чечерез челов упрапервого оединен ь сигна ходо И и(54) АВТОМАТ ДЛЯ КОНТРОЛЯ И СОРТИРОВКИ ДЕТАЛЕЙ И УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯАВТОМАТОМ ДЛЯ КОНТРОЛЯ И СОРТИРОВКИДЕТАЛЕЙ.(57) 1. Автомат для контроля и сортировки деталей преимущественно сложнойцилиндрической формы, содержащий загрузочное устройство с системой ориентирования деталей, транспортирующиймеханизм, выполненный в виде двухсопряженных профилированных дисков,установленных на валах с возможностьюповорота, кинематически связанныхдруг с другом посредством сопряженныхзубчатых колес, снабженных шаговымповоротным механизмом, фиксирующиймеханизм, механизм сортировки, систему управления и измерительную станциюсодержащую штоки, установленные свозможностью возвратно-поступательногперемещения в направлении оси контролируемой детали и взаимодействия концов штоков с контролируемой деталью,соосную со штоками центрирующую втулку и измерительные преобразователи,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения производительностии расширения технологических возмож,.БО 1 5 ОО А с храповым колесом, кинематически связанным с шаговым поворотным механизмом, измерительные преобразовател выполнены вихретоковыми, причем два из них (накладного типа) установлены на концах штоков, один (проходного типа) в центрирующей втулке, а оси всех преобразователей совпадают с осью контролируемой детали.2. Устройство управления ав для контроля и сортировки деталей,е содержащее блок датчиков, тактовый геиеретор, счетчик, Леелефретор, ло и- Я ческие элементы И, инвертор, блок из- ф мерений, пульт управления и блок.ис- Ъипе полнительных механизмов, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности и надежности в работе,оно имеет формирователи сиг-, Мфф налов управления, электронный ключ, 1 юай коммутатор, одновибраторы, блок анализа дефектов, блок датчиков включает фотоприемники и измерительные пре- р обраэователи, а блок исполнительных ив механизмов выполнен в виде исполнительного механизма контроля, исполни.тельного механизма подачи и исполнительных механизмов заслонок, при этом три фотодатчика соединены через первый, второй и третий формирователи1135500 фЕ Ь ЕМ Ь Се й йо йу йр Йд Сц 15 Еб й 7 Св йу.ССОР Пус Сгною)- ф" ИюВараВОр Д ои ааРавор одписное 0144/4 Тираж 58 ВНИИПИ Государствен по делам изобрете 113035, Москва, Ж, Заказ ого комитета Сий и открытийРаушская наб.,4/5 г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Филиал ППП Составитель Ю. Смоляковедактор А. Мотыль Техред Ж.Кастелевич , КоРРектоРО. вила1135500 рез инвертор с первыми входами блокаизмерений и второго, третьего и четвертого логических элементов И, измерительные преобразователи выходамисвязаны соответственно с вторьм,третьим и четвертым входами блокаизмерений, первый, второй и третийвыходы которого соединены с вторымивходами второго, третьего и четвертого логических элементов И, выходыкоторых связаны с входами соответствующих исполнительных механизмовзаслонок, четвертый выход блока измерений связан с блоком анализа дефектов причем выход первого логического элемента И соединен с первым входом пятого логического элемента И,выход которого связан с первым входомэлектронного ключа, выход тактовогогенератора соединен с вторым входом Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для многопараметрового и многократного контроля деталей типа колпачек в высокопроизводительном потоке,Известен автомат для контроля и сортировки деталей преимущественно сложной цилиндрической формы, содержащий загрузочное устройство с системой ориентирования деталей, транспортрующй механизм, выполненный в виде двух сопряженных профилированных дисков, установленных на валах с возможностью поворота, кинематически связанных друг с другом посредством соУ пряженных зубчатых колес, снабженных шаговым поворотным механизмом, фиксирующий механизм, механизм сортировки, систему управления и измерительную станцию, содержащую штоки, установленные с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направлении осн корретируемой детали н взаимодействия концов штоков с контролируемой деталью, соосную со штоками центрирующую втулку и измерительные преобразователи 1 .Недостатки известного автомата - низкая производительность, обусловленная последовательным (без совмещения) электронного ключа, выход которогосвязан с первым входом счетчика, выходы которого через дешифратор соединены с соответствующими входамикоммутатора, при этом первый выходпульта управления соединен с первымвходом шестого логического элемента И;выход которого связан с вторыми входами счетчика и пятого логическогоэлемента И, второй, третий, четвертый и пятый выходы пульта управленияподключены к соответствующим входамкоммутатора, первый выход которогосоединен с вторым входом шестогологического элемента И, второй выход.коммутатора через первый одновибратор связан с исполнительным механизмом контроля, а третий выход коммутатора соединен через второй одновибратор с исполнительным механизмом подачи. выполнением циклов ввода детали, ееконтроля и сортировки, а также наличие кулачков определенного профиля,которое не позволяет устройству рабо 5 тать без перестройки (замены кулачков или всего командоаппарата) на различных режимах, что ограничивает его технологические возможности,Известно устройство управления ав 10 томатом для контроля и сортировки деталей, содержащее блок датчиков, тактовый генератор, счетчик, дешифратор, логические элементы И, инвертор, блок измерений, пульт управления и 15 блок исполнительных механизмов 2 3 . Однако изввстное устройство мало" производительно и ненадежно в работе. Цель изобретения - повышение про 2 Оизводительности и расширение технологических возможностей,Указанная цель достигается тем,что в автомате для контроля и сортировки деталей преимущественно сложной25 цилиндрической формы, содержащем загрузочное устройство с системой ориентирования деталей, транспортирую 1 циймеханизм, выполненный в виде двухсопряженных профилированных дисков,установленных на валах с воэможностьюповорота, кинематически связанныхдруг с другом посредством сопряженных зубчатых колес, снабженных шаговым цоворотным механизмом, фиксирующий механизм, механизм сортировки, систему управления и измерительную станцию,5 содержащую штоки, установленные с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направлении оси контролируемой детали и взаимодей ствия концов штоков с контролируемой 1 О деталью, соосную со штоками центрирующую втулку и измерительные преобразователи, фиксирующий механизм выполнен в виде храпового колеса, установленного на валу одного из профилированных дисков, и коромысла,установленного с возможностью взаимодействия с храповым колесом, кинематически связанным с шаговым поворотным механизмом, измерительные преобразователи 2 О выполнены вихретоковыми, причем два из них (накладного типа) установлены на концах штоков, один (проходного типа) в центрирующей втулке, а оси всех преобразователей совпадают с 25 осью контролируемой детали.Кроме того, устройство управления автоматом для контроля и сортировки деталей, содержащее блок датчиков, тактовый генератор, счетчик, дешиф- ЗО ратор, логические элементы И, инвертор, блок измерений, пульт управления и блок исполнительных механизмов, имеет формирователи сигналов управле- ниФ электронный ключ, коммутатор, З 5 одновибраторы, блок анализа дефектов, блок датчиков включает фотоприемники и измерительные преобразователи, а олрк исполнительных механизмов выполнен в виде исполнительного меха- . 40 низма контроля, исполнительного механизма подачи и исполнительных механизмов заслонок, при этом три фото- датчика соединены через первый, второй и третий формирователи сигналов 45 управления с первыми тремя входами первого логического элемента И, четвертый фотодатчик соединен через четвертый формирователь сигналов управления с четвертым входом первого 5 логического элемента И и через инвертор с первыми входами. блока измерений и второго, третьего и четвертого логических элементов И, измерительные преобразователи выходами связаны 55 соответственно с вторым, третьим и четвертым входами блока измерений, первьй, второй и третий выходы которого соединены с вторыми входамивторого, третьего и четвертого логических элементов И, выходы которыхсвязаны с входами соответствующихисполнительных механизмов заслонокчетвертый выход блока измеренийсвязан с блоком анализа дефектов,причем выход первого логического элемента И соединен с первым входом пятого логического элемента И, выходкоторого связан с первым входомэлектронного ключа, выход тактовогогенератора соединен с вторым входомэлектронного ключа, выход которогосвязан с первым входом счетчика, выходы которого через дешифратор соединены с соответствующцми входамикоммутатора, при этом первьп выходпульта управления соединен с первымвходом шестого логического элемента И, выход которого связан с вторыми входами счетчика и пятого логического элемента И, второй, третий, четвертый и пятьп выходы пульта управления подключены к соответствующимвходам коммутатора,первый выход которого соединен с вторым входом шес.того логического элемента И, второйвыход коммутатора через первый одновибратор связан с нсголнительным механизмом контроля, а третий выходкомутатооа соединен через второй одновибратор с исполнительным механизмом подачи.На фиг. 1 показана кинематическаясхема автомата; на фиг. 2 - штокис измерительными преобразователями,исходное положение; на фиг. 3 - тоже, в конце измерительного цикла;на фиг. 4 - блок-схема системы управления; на фиг. 5 - циклограмма работы системы управленияЛвтомат для контроля и сортировкидеталей содержит установленное на основании загрузочное устройство, выполненное в виде вибропптателя, снабженного системой ориетироваия деталей и отводным лотком (не показан),лоток-накопитель 1, установленныйвертикально, и транспортирующий механизм, расположенный под лоткомнакопптелем 1 в той же плоскости ивыполненный в виде двух сопряженныхпрофилированных дисков 2 и 3, установленных на параллельных валах 4 и5 с возможностью поворота,Шаг (ь) между пазами транспортирующих дисков 2 и 3 выбирают в зави 1135500симости от диаметра контролируемой детали и диаметра дисков и определяют соотношениемг+ -Ь5,Ц 2 2где г - диаметр детали;Р - диаметр диска;Ь - расстояние по хорде между1 Оближними краями пазов,Для обеспечения прерывистого движения деталей транспортирующими дисками 2 и 3 и фиксации последних электромагнитный привод (соленоид) 6 связан с дисками 2 и 3 через формиру.5ющий механизм, состоящий из коромыс-;ла 7 установленного на подпружиненной оси 8, храпового колеса 9 и парызубчатых колес 10 и 11. На валах од 20ной из шестерен установлена шторка 12,выполненная в виде диска с отверстиями по периферии.Позиции измерительной станции расположены по обе стороны от плоскоститранспортирующих дисков 2 и 3, напервой измерительной позиции установлены с воэможностью возвратно-поступательного движения, перпендикулярно плоскости дисков 2 и 3 в направлении, совпадающем с перемещением конт-ЗОролируемой детали, подпружиненныештоки (толкатели) 13 и 14, причемжесткость пружины 15 штока 13, связанного кинематически с валом 16электромагнитного привода детали и 35штоков, меньше жесткости пружины 17(фиг. 1-3). Это.позволяет сгладитьнелинейность в работе привода иуменьшить динамические нагрузки надеталь и установленные на торцах што"40ков 13 и 14 измерительные преобразователи 18 и 19 накладного типа.Вихретоковый преобразователь 18вводится вместе со штоком 13 внутрьконтролируемой детали, преобразователь 19 прижимается к ее дну с наружной стороны На второй измерительнойпозиции закреплен в плоскости, перпендикулярной движению детали, измерительныйпреобразователь 20 (легкосъемный), который охватывает (сканирует)наружную поверхность детали.На выходе из дисков 2 и 3 расположены заслонкИ сортировочного механизма 21, управляемые своим приводом. 55Для вь 1 дачи информации о перемещении подвижных транспортирующих и контролирующих элементов установлены че тыре фотодатчика: 22 - для контроляпереполнения лотка-накопителя 1; 23для контроля поворота дисков 2 и 3;24 - для контроля перемещения штока 13; 25 - для контроля перемещенияштока 14.Устройство управления для контроляи сортировки деталей содержит (фиг.4)блок датчиков, состоящий из четырехфотодатчиков 22-25, каждый из которыхсвязан через соответствующие схемы26-29 формирования сигналов с логическим элементом И 30,Для выработки питающих тактовыхимпульсов применен тактовый генератор31, который через электронный ключ 32,управляемый логическим элементом И 33,связан с десятично-двоичным счетчиком 34 импульсов, образующим совместно с дешифратором 35 счетную декаду 36,,выходы которой связаны с коммутатором 37, вторые входы которой связаныс выходами пульта 38 управления, Выходы схемы 37 коммутации связаны через одновибраторы 39 и 40 с блокоммеханизмов, выполненный в виде исполнительного механизма 41 контроля штоков (" Контроль" ) и исполнительногомеханизма 42 подачи дисков (" Ввод" ),а выход "Сброс" через логический элемент И 43 - с вторым входом счетчика 34 для того, чтобы исключить ненуные ходы механизмов.Переключатели пульта 38 управления позволяют осуществлять включениеи выключение автомата (" Пуск" - "Стоп" ),переключать автомат на режимы работы:"Многократный контроль" (максимальнаянадежность), "Наладка ручная", "Наладка автоматическая".Измерительные преобразователи 18- 20 включены на вход блока 44 измерений, один из выходов которого связан с блоком 45 анализа вида дефектов.Через блок 44 измерений сигналы от преобразователей поступают на вход соответствующих логических элементов И 46-48, а через них на схемы исполнительных механизмов заслонок 49-51 с приводом сортировочных заслонок (для трех видов дефектов).Схема 29 формирования сигналов связана с блоком 44 измерений через инвертор 52. Это обеспечивает синхронизацию момента выдачи информации о дефектах с моментом выхода детали с измерительной позиции, а также возврат измерительной станции в исходное положение,Устройство управления для контроляи сортировки деталей и его системауправления работают следующим образом,Контролируемые детали (преимущественно типа колпачек), замыкаются вчашу вибропитателя и при его включении под действием направленной вибра Оции перемещаются по винтовому лоткучаши. В процессе упорядоченного перемещения деталей в потоке они ориентируются на профлиированных выступахлотка и в ориентированном (однозначном) положении поступают на отводнойлоток, а с него - на лоток-накопитель 1, на котором имеется фотодатчик 22, контролирующий наполнениелотка, 20 Подвижные профилированные диски 2 и 3 захватывают детали поодиночке, надежно базируют их в пазах и перемещают на измерительную позицию. Фото."25 датчик 23 контролирует положение детали в пазах дисков 2 и 3 относительно оси измерительных преобразователей 18-.20, После остановки детали на позиции измерения срабатывает элект- ЗО ромагнитный привод 6, который через систему рычагов и вал 16 перемещает подпружиненный шток 13 с преобразователем 18 на его торце по направлению к детали. При дальнейшем движе нии штока преобразователь входит внутрь детали и проводит контроль внутренней поверхности дна детали и наличия посторонних включений, Затем под действием движущей детали начи нается движение штока 14, его преобразователь 19 упирается в дно детали с наружной стороны и осуществляет его контроль, Перемещение штоков, накладных преобразователей и детали 45 контролируется фотодатчиками 24 и 25. В то .же время деталь, проходя внутри проходного преобразователя 20, контролируется им. Обратный ход детали осуществляется под действием сжатой пружины 17, при этом система шток 13 - деталь - шток 14 кинематически не разрывается, что исключает динамические удары по детали, После того, как все фотодатчики дадут сигнал о завер 55 шении перемещения подвижных элементов, подается сигнал на привод заслонки 21 и привод дисков 2 и Э. Схема управления на различныхрежимах работает следующим образом(фиг 4 и 5)Исходное положение. После выдачипультом 38 управления сигнала "Стоп"счетчик 34 импульсов возвращаетсяна-"0", Электронный ключ 32 не пропускает тактовые импульсы с тактового генератора 31 на счетный входсчетчика 34 импульсов. Лоток-накопитель 1 заполнен деталями, подпружиненные штоки 13, 14 и профилированные диски 2 и 3 находятся в исходном положении, Датчики 22-25 выцаютразрешающие сигналы,Режим максимальной производительности. Задают требуемый режимс помощью переключателя на пульте 38 управления, Коммутатор 37 подключен"Вых.1" дешифратора 35 к входу одновибратора 39; "Вых,2" дешифратора -к входу одновибратора 40, а "Вых.3" -к выходу "Сброс", Включают "Пуск"в момент 1 (фиг. 5.). Первый же тактовый импульс генератора 31 импульсов записывается в двоично-десятичный счетчик 34 импульсов и на "Вых."дешифратора 35 появляется импульс,который запускает одновибратор 39,Срабатывают исполнительный механизм41 контроля и подпружиненные штоки13 и 14, Осуществляются прямое (йо) и обратное ( -й) перемещенияштоков совместно с деталью. Послевозвращения штоков 13 и 14 в исходное состояние под действием пружин17 фотодатчик 23, контролирующий движение первого штока, и фотодатчик 24,контролирующий движение второго штока, снова вырабатывают разрешающийсигнал (в момент й ). Через электронный ключ 32 запрета проходит второйикйульс от тактового генератора 31импульсов. Импульс на "Вых,2" дешифратора 35 запускает второй одновибратор 40, срабатывает ( -С ) исполнительный механизм 42 подачй дисков2 и 3, профилированные диски проворачиваются на один шаг, вводится следующая деталь, а проконтролированнаявыводится ( -й ). Квгда диски 2 и Эфиксируются в ойределенном положении,фотодатчик 25, контролирующий движение дисков 2 и Э, выдает сигнал. Третий импульс записывается в счетчик 34импульсов, на "Вых.Э" появляется сиг-.нал И), он проходит на выход1135500 счетчик 34 возвращается на "0", В момент й состояние всех сигналов та- д кое же,как в момент, т,е. циклснова повторяется. У О Режим многократного контроля (максимальной надежности). Коммутатор 37 осуществляет следующие переключения; число выходов де шифратора 35, равное кратности контроля, суммируется; (логически) и подключается к входу одновибратора 39, следующий выход - к входу второго одновибратора 40, а третий выход - 35 к выходу "Сброс" коммутатора 37.,Циклограмма для данного режима приведена на фиг. 5 для случая трехкратного контроля. Режим ручной наладки. Импульсы ля запуска обоих одновибраторов 3940 напрямую подаются с пульта 38 правления.Режим автоматической наладки. Схема коммутации подключает "Вых,1" дешифратора 35 на вход первого логического элемента И 33, "Вых.2" - на выход "Сброс". Так как на второй одно- .вибратор 40 импульсы не подаются, то ввод новой детали не производится.Предлагаемое устройство характеризуется высокой производительностью и достаточной чувствительностью к дефектам на всем протяжении сложной цилиндрической детали; надежно работает как в режимах контроля и сортировки, так и при ручной и автомати,ческой наладке автомата.