Устройство для сортировки плоских деталей

(51) 4 В 5 1 ЕТ СССРОТКРЫТИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Центральное межотраслевое конструкторско-технологическое бюро робототехникис опытным производством Института физики АН ЛатвСССР (Центр робототехники(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОРТИРОВКИПЛОСКИХ ДЕТАЛЕЙ(57) Изобретение относится к автоматизации производственных процессов, может использоваться для отбраковки дефектныхдеталей, преимущественно шайб, и позволяет расширить технологические возможности устройства. Устройство содержит наклонный транспортный лоток, в боковой части которого выполнена прорезь-маска, отводные лотки для годных и бракованных деталей, источник 6 излучения, фоточувствительные элементы со своими усилителями, электромеханический датчик, формирователь импульсов (двухвходовый), а также трехвходовый логический элемент И, формирователь команды, электронный ключ, привод сортировочного механизма, формирователь установочного импульса с его схемой задержки включения, К 5-триггер. Фоточувствительный элемент 7 реагирует на отклонение формы детали от заданной, фоточувствительный элемент 8 - на отсутствие у детали центрального отверстия, датчик 9 - на превышение толщины детали по отношению к толщине эталонной детали. 3 ил.510 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Уступ 21 разделяет наклонный транспортный лоток 1 от отводного лотка 3 для бракованных деталей (продольные оси указанных лотков совпадают), годные детали отделяются от основного потока и сбрасываются в отводной лоток 2. ОсуществляеМый в предложенном устройстве сброс годных, а не бракованных деталей позвоЛяет при отказе или сбое системы управИзобретение относится к автоматизациипроизводственных процессов и может бытьиспользовано для отбраковки дефектных деталей, преимущественно шайб.Цель изобретения - расширение техно.логических возможностей путем разбраковки,деталей в зависимости от их толщины.На фиг. 1 показано устройство длясортировки деталей, вид сверху; на фиг. 2 -разрез А - А на фиг. 1; на фиг. 3 - структурная схема устройства для сортировкиеталей.Устройство для сортировки плоских детаей содержит транспортный лоток 1 и размещенные относительно него отводной лотокдля годных деталей, отводный лоток 3 длябракованных деталей, сортировочный механизм, состоящий из исполнительного элемента 4, выполненного в виде рычага, и еголектромагнитного привода 5, источника 6злучения, фоточувствительного элемента 7атчика наличия детали, фоточувствительного элемента 8 датчика формы детали,лектромеханического датчика 9 толщины деали.Схема управления содержит усилители10 и 11 соответственно для фоточувствительных элементов 7 и 8, формировате)лей 12 и 13 импульсов, трехвходовогологического элемента И 14 (с инверснымыходом), формирователя 15 команды, электонного ключа 16, привода 5 сортироочного механизма, формирователя 17 устаовочного импульса с его схемой 18адержки включения, КЯ-триггера 19, а таке задатчиков формы К 1, длительности: адержки К 2 и длительности импульса3.Транспортный лоток 1 на участке контро,я деталей снабжен прорезью-маской 20 поформе детали, выполненной в стенке лоткаВ виде прорези (отверстия), заполненнойПрозрачным материалом (в данном случаеП форме кольца). На конце данного лотКа имеется уступ 21 высотой Ь(Н, гдеН - расстояние от дна отводного лотка 3до середины исполнительного элемента (рычага) 4, Высота уступа должна обеспечивать выполнение неравенства Н)Р, .деР - диаметр прорези-маски, расстояниеот ближайшего края исполнительногоэлемента 4 по горизонтали выбирается равным или большим, чем радиус маски г,а расстояние 1 от уступа 21 до центраиаски 20 - меньшим г,ления или сортировочного механизма избежать попадания неотсортированных деталей в тару с годными деталями; кроме того, исключает дополнительные датчики для фиксации деталей с любым видом брака и инородных предметов, а также упрощает выполнение (по форме) рычага 4.Источник 6 излучения снабжен конденсатором (не обозначен), предназначен для облучения фоточувствительных элементов 7 и 8 и реализован, например, на автомобильной лампе (12 В, 15 Вт), работающей вполканала.Фоточувствительный элемент выдает измерительную информацию о соответствии формы контролируемой детали форме, заданной эталоном (генерирует фото-ЭДС), реализован на фотодиоде ФД 27 К и через усилитель 10 подключен к инвертирующему входу формирователя 12 импульсов.Фоточувствительный элемент 8 выдает измерительную информацию о наличии в детали центрального отверстия (генерирует фото-ЭДС), определяет прозрачность оптического канала и использует фото-ЭДС для автоматического изменения порога переключения формирователя 12 импульсов, запускает формирователь 17 установочного импульса через его схему 18 задержки включения. Установлен в металлической втулке 22, по размерам равной диаметру центрального отверстия эталонной детали и закрепленной по оси прорези-маски 20, средняя часть которой выполнена в виде круга 23 из прозрачного материала, поэтому средняя часть маски непрозрачна для фоточувствительного элемента 7 и прозрачна для фоточувствительного элемента 8.Между указанными элементами установлена линза 24, предназначенная для фокусирования (в момент совмещения контролируемой детали с прорезью маской) части светового потока, проходящего через дефектные участки детали на фоточувствительном элементе 7, который поэтому располагается на одной оптической оси с линзой на расстоянии, равном ее фокусному расстоянию.Электромеханический датчик 9 толщины детали предназначен для выдачи команды на привод 5 сортировочного механизма в случае, если толщина детали превышает заданную (в том числе и вследствие деформации). Он выполнен в виде рычажного механизма, размыкающего рычагом контакты в электрической питающей цепи, при нормально замкнутых контактах питание не подается (логический О), на выходе датчика при разомкнутых контактах вырабатывается логическая 1,Усилители О и 11 предназначены для усиления фото-ЭДС, генерируемых фоточувствительными элементамии 8, и реализованы на микросхемах КУ 53 УД 2, 1407595Формирователь 12 импульсов предназначен для формирования логического импульса в зависимости от освещенности фоточувствительных элементов 7 и 8 и от установки резистора К 1.Формирователь 12 импульсов служит для формирования логического импульса в соответствии с уровнем сигнала от фоточувствительного элемента 8. Оба формирователя импульсов реализованы на компараторах К 521 САЗ,Трехвходовый логический элемент И 14 (с инверсным выходом) обеспечивает работу схемы в случае одновременного прихода сигналов от обоих фоточувствительных элементов 7 и 8 и электромеханического датчика 9 и выполнен на базе микросхемы, например, К 511 ЛА 2.Формирователь 15 команды служит для обеспечения работы привода сортировочного механизма путем формирования логической команды определенной длительности, задаваемой с помощью резистора КЗ и реализован на микросхеме К 511 ЛА 1. Формирователь 17 установочного импульса с его схемой 18 задержки включения состоит из двух одновибраторов, собранных на микросхемах К 511 ЛА 1. Электронный ключ 16 реализован на транзисторах КТ 315 и КТ 815.Привод 5 сортировочного механизма предназначен для приведения в движение исполнительного элемента (рычага) 4 и представляет собой элекромагнит клапанного типа.КЬ-триггер 19 предназначен для запоминания измерительной информации с датчика 9 толщины и реализован на микросхеме К 511 ЛА 1.Резистор К типа СП 5-2 предназначен для установки порога разбраковки по форме детали, включен между усилителем 11 и неинвертирующим входом формирователя 12 импульсов. Резистор К 2 типа СПЗпредназначен для установки времени задержки включения формирователя установочного импульса. Резистор КЗ типа СПЗпредназначен для установки длительности команды,Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии фоточувствительный элемент 7 формы полностью открыт, напряжение 11 на его выходе и напряжение3 на инвертирующем входе формирователя 12 импульсов имеют максимально возможные значения. На неинвертирующем входе указанного формирователя импульсов с помощью резистора К установлено опорное напряжение Б 4, величина которого при отсутствии контролируемой детали всегда меньше напряжения 13; величина опорного напряжения пропорциональна выходному напряжению 11, на фоточувствитель 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 На третьем входе логического элемента И 14 также присутствует сигнал логической 1, так как ввиду отсутствия у детали дефекта по толщине КЯ-триггер 19 исходного состояния не изменяет. При этом фоточувствительный элемент 8 освещается через центральное отверстие в детали, на выходе формирователя 13 импульсов присутствует сигнал логической 1, который поступает на второй вход логического элемента И 14. Наличие трех логических 1 на входах элемента 14 вызывает изменение сигнала на его выходе с логином элементе 8 отверстия им обеспечивает ся стабильная работа всей электронной схемы при изменении температуры окружающей среды, яркости источника излучения или прозрачности оптического канала. На выходе формирователя 12 импульсов вырабатывается логический О.Фоточувствительный элемент 8 отверстия полностью освещен, напряжения 1 на его выходе и на выходе усилителя 11 максимальны для данной освещенности; на выходе формирователя 13 логическая 1.Контакты датчика 9 толщины нормально замкнуты, поэтому напряжение на выходе этого датчика равно О; К 8-триггер9 в установленном состоянии. На выходе формирователя 17 установочного импульса состояние логического О, на выходе логического элемента И 14 (с инверсным выходом) состояние логической 1. Электронный ключ 16 выключен, привод 5 сортировочного механизма обесточен.При прохождении по лотку годной детали 25 (т. е. недеформировачной, по форме соответствующей эталону, имеющей центральное отверстие) она сначала проходит зону действия датчика 9 толщины, который не регистрирует превышения заданной толщины детали и поэтому остается в исходном положении, а затем попадает в зону действия фоточувствительных элементов 7 и 8. В момент полного перекрытия отверстия прорези-маски 20 световой поток, поступающий от источника 6 излучения на фоточувствительный элемент 7, уменьшается настолько, что на выходе формирователя 12 импульсов вырабатывается сигнал логической 1. При приближении годной детали 5, т. е. такой, у которой несоответствие формы фронтальной проекции заданной форме незначительно, к зоне контроля формы освещенность фоточувствительного элемента 7 неуклонно уменьшается, на позиции контроля достигает минимума и при дальнейшем движении детали нарастает до исходного значения. Такой же характер имеют изменения напряжения С на инвертируемом входе формирователя 12 импульсов; на некоторое время .) стает ( 1 и на выходе указанного формирователя появляется логическая 1 .Формула изобретения 45 50 1 ческой 1 на логический 0. Формиро;,ватель 15 команды генерирует импульс определенной длительности, который, усили ваясь электронным ключом 16, запитывает обмотку 5 электромагнитного привода сортировочного механизма, исполнительный элемент 4 которого воздействует на годнуюеталь 25 и выталкивает ее в отводной лоток 2.Если по транспортному лотку 1 проходит бракованная деталь 26, то возможны три случая (или их сочетание): деталь значительно отличается по форме фронтальной проекции от заданной формы;еталь не имеет центрального отверстия; толщина детали превышает заданную (наример, вследствие деформации детали).При значительном несоответствии формыортируемой детали эталону напряжение 1.з не падает ниже опорного напряжения4 на неинвертирующем входе формироваеля 12, на выходе которого все время рисутствует логический 0. Следовательно, а входах трехвходового логического элеента И 14 присутствуют" сигналы логиеского 0 (на первом входе) и логиеских 1 (на втором и третьем входах). то приводит к тому, что на выходе ормирователя 15 сохраняется состояние огического 0. Привод 5 остается обесоченным, исполнительный элемент 4 не возействует на бракованную деталь и она, дойя до конца транспортного лотка 1, о уступу 21 падает в лоток 3 и проолжает перемещение в том же направении, что и основной поток.При этом колебания яркости источника 6 злучения или равномерное по площади птического канала изменение его прозрачости (например, вследствие загрязненнос 1 ги канала) не оказывают влияния на велиЧину порога разбраковки. При уменьшенииуммарной прозрачности (и неизменной величине площади дефекта) напряжение на выходе усилителя 10 уменьшается, но при Этом уменьшается пропорционально и напряжение на выходе усилителя 11, чз не Приводит к понижению чувствительности устройства и, следовательно, компенсируется уменьшение прозрачности. В случае, если у детали 26 отсутствует центральное отверстие, при движении ее по транспортному лотку 1 в зоне контроля датчик 9 толщины не взаимодействует с деталью, состояние К 8-триггера 19 не меняется. При перекрытии маски 20 деталью изменения сигнала на выходе логического элемента И 14 не происходит, так как световой поток не поступает на фоточувствительный элемент 8, на выходе формирователя импульсов 13 и, соответственно, на втором входе логического элемента И 14 - сигнал логического 0. В течение всего времени прохождения детали 10 15 20 25 30 35 40 через зону опознавания и сортировки привод 5 сортировочного механизма обесточен, деталь попадает в лоток 3.В случае, если деталь 26 деформирована, она при входе в зону контроля взаимодействует с датчиком 9, сигнал на выходе КЯ-триггера 19 меняется с 1 на 0 и цепь управления приводом 5 блокируется по третьему входу логического элемента И 14,Для возвращения КЯ-триггера в исходное положение служит формирователь 17 установочного импульса, который генерирует по команде фоточувствительного элемента 8 (через усилитель 11 и формирователь 13 импульсов) с задержкой т (которая обеспечивается схемой 18 задержки) установочный импульс длительностьбю т. Задержка необходима для предотвращения установки триггера в исходное положение до и во время совмещения детали с маской. В противном случае деталь, имеющая только дефект по толщине, переводится в лоток 2 с годными деталями.В случае, если в потоке имеются бракованные детали 26 с одной скошенной поверхностью или дефектом типа серп, такие детали не катятся, а скользят по лотку. При этом может возникнуть ситуация, когда вводная деталь догоняет бракованную и они двигаются без зазора. Поэтому при отсутствии на границе между транспортным 1 и отводным 3 лотками уступа 21 обе детали воспринимаются исполнительным элементом 4 как одна деталь (после перекрытия годной деталью 25 прорези-маски 20 и срабатывания привода 5 исполнительный элемент 4 сортировочного механизма имел бы возможность сбросить обе детали в лоток 2 для годных деталей), Так как в предлагаемом устройстве на конце транспортного лотка 1 выполнен уступ 21, положение которого определяется в зависимости от центра и диаметра прорези-маски 20, а также от расположения исполнительного элемента 4, скошенная деталь падает вниз и выходит из зоны сбрасывания, прежде чем сработает элемент 4. Устройство для сортировки плоских деталей, содержащее наклонный транспортный лоток, в боковой стенке которого выполнена прорезь-маска, и отводные лотки для годных и бракованных деталей, осветитель, датчик наличия деталей и датчик формы деталей, расположенные на одной оптической оси, блок управления, содержащий формирователи импульсов, выходами соединенные соответственно с первым и вторым входами схемы И, выходом соединенной с первым входом формирователя команд, усилитель и привод сортировочного механизма, отличающееся тем, что, с1407595 г.Я итель Т. ТихонравоваИ. Верес Корректо569 ПодписиСССР по делам изобретегн5, Раушская наб., д. 45редприятие, г. ужгород. ул. Состав Тех ред Тираж итета рн. РедакторЗаказ 324 ВНИИПИ/1 ОГосударственного ко13035, Москва,ственно-полиграфия 1 и открытий Проектная, 4 Производ ск целью расширения технологических возможностей путем разбраковки детали в зависимости от их толщины, оно содержит датчик толщины, а блок управления дополнительно снабжен формирователем установочного импульса, схемой задержки, триггером, электронным ключом, дополнительным усилителем и задатчиками формы деталей, длительности задержки и длительности командного сигнала, причем выход датчика толщины соединен с К-входом триггера, 5-вход которого через формирователь установочного импульса соединен с первым входом схемы задержки, выход которой соединен с вторым входом схемы И, третий вход которой связан с выходом триггера, при этом выход формирователя команд соединен с входом электронного ключа, второй вход формирователя команд подключен к выходу задатчика длительности командного сигнала, а выход электронного ключа к приводу сортировочного механизма, причем выходы датчиков формы и наличия 5деталей через соответствующие усилители соединены соответственно с первым входом первого формирователя импульсов и входом второго формирователя импульсов, второй вход первого формирователя импульсов через задатчик формы деталей связан с входом 0 второго формирователя импульсов, а второйвход схемы задержки соединен с выходом задатчика длительности задержки, при этом между транспортным лотком и отводным для бракованных деталей выполнен на расстоянии по горизонтали от центра прорези-маски, не превышающем ее радиуса, уступ с высотой, превышающей диаметр прорези-маски.