Устройство для зажима и контроля пьезоэлементов

(51)5 Н 05 К 7/12 ИСАНИЕ ИЗОБ ЕТЕНИ ИДЕТ ЕЛ АВТОРСКОМ У а, В,П.Каныович ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССМ 303940, кл. Н 03 Н 9/14, 1964.Авторское свидетельство СССМ 442587, кл. Н 05 К 7/12, 1968.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЖИМА И КОНТРОЛЯ ПЬЕЗОЭЛЕМЕНТОВ(57) Изобретение относится к электротехнике, в частности м,б. использовано для контроля усилия поджатия пьезоэлементов и измерения сопротивления их изоляции, Цель изобретения - повышение производительности и достоверности контроля. Устройство содержит механизм зажима, блок 1,0 измерения сопротивления изоляции,блок 16 преобразования напряжения в частоту, подпружиненные рычаги 39 и 40, механизм разбраковки и блок 54 контроля. Узел 7 зажима с контролируемым пьезоэлементом 8 установлен на многопоэиционном поворотном диске 5, При повороте его на определенный угол узел 7 проходит последовательно позиции загрузки, контроля, разбраковки и выгрузки, Усилие и время поджатия пьезоэлемента 8 контролируются по величине напряжения на его обкладке 21 и по времени срабатывания реле 57 времени, а на позиции 53 одновременно измеряется сопротивление изоляции по величине испытательного напряжения, подаваемого на пьезоэлемент 8 от источника 13 испытательного напряжения. На позициях 45 и 46 проводится автоматическая разбраковка узлов 7 зажима с одновременной индикацией на индикаторе 64 результатов контроля, 2 ил,Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для контроля усилия поджатия пьезоэлементов и измерения их сопротивления изОляции.Цель изобретения - повышение производительности и достоверности контроля.На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг, 2 - вид А на фиг. 1,Устройство содержит механизм зажима, на валу 1 которого; связанном через мальтийский механизм 2 и редуктор 3 с двигателем 4, установлен многопозиционный диск 5, по окружности которого размещены на равном расстоянии друг от друга в отверстиях б, например, шесть узлов 7 зажима для пьезоэлементов 8, на которые наживлены гайки 9, блок 10 измерения сопротивления изоляции, выполненный в виде делителя 11 напряжения и согласующего каскада 12, включенных между собой последовательно, и источника 13 испытательного напряжения, выход которого соединен с одной обкладкой (щеткой) 14 пьезоэлемента 8, вторая обкладка (щетка) 15 которого подключена к входу делителя 11 напряжения, блок 16 преобразования напряжения в частоту, содержащий последовательно соединенные согласующий. каскад 17, сумматор 18, элемент Н Е 19 и линейный преобразователь 20 напряжения в частоту, вход согласующего каскада 17 подключен к обкладке (щетке) 21 пьезоэлемента 8 относительно корпуса устройства. На позиции 22 контроля усилия поджатия пьезоэлемента 8 много- позиционного диска 5 установлен подпружиненный цанговый ключ, содержащий поджимаемую пружиной 23 цангу 24, связанную через винты 25, упорный подшипник 26 с кронштейном 27. Зажимная втулка 28 с продольными пазами 29 соеди нена через вилку 30 и подпружиненную тягу 30 с кулачком 32, закрепленным на валу 33. Через шпонку 34 и вал 35 зажимная втулка 28 соединена с шаговым двигателем 36, установленным на кронштейне 37 и управляемым коммутатором 38.Устройство снабжено подпружиненными рычагами 39 и 40, связанными с электромагнитами 41 и 42 с установленными совместно с лотками 43 и 44 для бракованных узлов 7 зажима на позициях разбраковки 45 и 46, механизмами разбраковки, каждый из которых выполнен в виде двух установленных на осях 47 и 48 и подпружиненных одна относительно другой планок 49 и 50, размещенных на позициях загрузки 51, выгрузки 52, контроля 22, 53 и разбраковки 45 и 46 многопозиционного диска 5 с возможностью взаимодействия одной из них с подпружиненным рычагом 39 или 40 иблоком 54 контроля, состоящим из датчика 55 запуска, ВЯ-триггера 56, реле 57 време 5 10 О-триггеров 60 и 61, Я-входу ВЯ-триггера 56 и входу реле 57 времени, выход согласую 15 щего каскада 17 блока 16 преобразования . напряжения в частоту соединен через первый компаратор 58 с первым входом элемента ИЛИ 66 и через элемент НЕ 65 с О-входом первого О-триггера 60, тактовый С-вход которого подключен к выходу реле 57 времени, тактовому С-входу второго О-триггера 61 и второму входу элемента ИЛИ бб, выход которого соединен с В-входом ВЯ 20 триггера 56, выход согласующего каскада 12 блока 10 измерения сопротивления изоляции через второй компаратор 59 подключенк О-входу второго О-триггера 61, выходы Отриггеров 60 и 61 через первый 62 и второй 63 ключи соединены с электромагнитами 41 30 и 42 и с соответствующими входами индикатора 64 Делитель 11. напряжения выполнен на резисторах. Согласующие каскады 12 и 17 представляют повторители напряжения с высоким входным сопротивлением, которые могут быть выполнены, например, на 35 базе операционных усилителей с полевыми транзисторами на входе. Линейный преобразователь 20 напряжения в частоту может быть выполнен, например, на интеграторе, соединенном ском паратором.Коммутатор 38 может быть выполнен, например, на базе счетчика, дешифратора, элементов И и ключей, включенных между собой последовательно,Устройство работает следующим образом.Контролируемый пьезоэлемент 8, установленный в узел 7 зажима с предварительно наживленной гайкой 9, загружается на позиции 51 загрузки в отверстие б.Многопозиционный диск 5, установленный на валу 1, совершает прерывистое вращение, поворот на определенный угол, например, против часовой стрелки с помощью мальтийского механизма 2, редуктора 3 и двигателя 4.При повороте многопозиционного диска 5 на 60 узел 7 зажима подается на пози 50 55 ни, первого компаратора 58, второго компаратора 59, первого О-триггера 60, второго О-триггера 61, первого ключа 62, второго ключа 63, индикатора 64, элемента НЕ 65, элемента ИЛИ 66 и элемента И 67, первый вход которого соединен с выходом ВЯ-триг/. гера 56, второй вход - с выходом линейного преобразователя 20 напряжения в частоту, а выход - с входом коммутатора 38, выход датчика 55 запуска подключен к В-входамцию 22 контроля усилия поджатия пьезоэлемента 8 и после остановки его кулачок 32, непрерывно вращаясь с помощью редуктора 3 идвигателя 4, перемещает подпружиненную тягу 31, вилку 30, зажимную втулку 28, цангу 24 и винты 25 вниз, Винты 25 и поджатая пружиной 23 цанга 24 перемещаются вниз до упорного подшипника 26, установленного на неподвижном кронштейне 27. Зажимная втулка 28 с продольными пазами 29, перемещаясь дальше вниз, захватывает с помощью цанги 24 гайку 9.При этом срабатывает датчик 55 запуска, который выходным сигналом, поступающим через К 5-триггер 56 и элемент И 67 на вход коммутатора 38, включает установленный на кронштейне 37 шаговый двигатель 36, скорость вращения которого определяется частотой следования импульсов, подаваемых на второй вход элемента И 67. Одновременно выходным сигналом датчика 55 запуска О-триггеры 60 и 61 устанавливаются в нулевое состояние и . запускается реле 57 времени, регламентирующее время поджатия пьезоэлемента 8, которое определяется временем цикла работы устройства, например в данном случае составляет 3 с.Цанга 24, вращаясь с помощью шагового двигателя 36, вала 35, шпанки 34, зажимной втулки 28 и винтов 25 зажимает пьезоэлемент 8, на обкладке 21 которого относительно корпуса устройства образуется напряжение, поступающее через согласующий каскад 17 на вход .первого компаратора 58 и через сумматор 18, элемент НЕ 19 и линейный преобразователь 20 напряжения в частоту на второй вход элемента И 67. По мере увеличения напряжения на обкладке 21 пьезоэлемента 8 на выходе линейного преобразователя 20 напряжения в .частоту уменьшается частота следования импульсов и, следовательно, скорость вращения шагового двигателя 36,В случае, если поджатие пьезоэлемента 8 до усилия установленной величины, контролируемого по величине напряжения на его обкладке 21, происходит до истечения регламентированного времени поджатия пьезоэлемента 8, тогда срабатывает первый компаратор 58, сигнал с которого поступает через элемент ИЛИ 66 на й-вход КЯ-триггера 56 и одновременно через элемент НЕ 65 на О-вход первого О-триггера 60. Поэтому ВЯ-триггер 56 устанавливается в нулевое состояние и вращение шагового двигателя 36 и цанги 24 прекращается. Кулачок 32 перемещает вверх подпружиненную тягу 31, вилку 30, зажимную втулку 28. Затем с помощью пружины 23 цанга 24 освобожда ет гайку 9 и, перемещаясь вверх, освобождает узел 7 зажима,Так как на О-входе первого О-триггера60 сигнала нет, то после срабатывания реле 57 времени первый Р-триггер 60 остается в нулевом состоянии, и поэтому первый ключ 62 не включает электромагнит 41 и индикатор 64. В случае, если регламентированное время поджатия пьезоэлемента истекло, а усилие поджатия пьезоэлемента не достигло установленной величины, тогда срабаты 10 вает реле 57 времени, выходной сигнал которого через элемент ИЛИ бб устанавливает Ю-триггер 56 в нулевое состояние, а первый О-триггер 60 в единичное состояние, При этом шаговый двигатель 36 отключается, а первый ключ 62 включает электромагнит 41 и индикатор 64, который сигнализирует о том, что усилие поджатия узла 7 зажима не соответствует норме.При следующем повороте многопозиционного диска 5 на б 0 узел 7 зажима поступает на позицию 45 разбраковки, Если узел 15 20 25 7 зажима "Брак" по результатам контроля усилия поджатия на позиции 22, то включенный электромагнит 41 перемещает подпружиненныйрычаг 39 вверх и при действуют с рычагом 39, При этом происходит поворот планок 49 и 50 относительно осей 47 и 48, узел 7 зажима освобождается и под действием собственной массы 35 на позиции 45 падает в лоток 43 бракованных узлов 7 зажима по усилию поджатия,Если узел 7 зажима "Годен", то при следующем повороте многопозиционного диска 5 на 60 он поступает на позицию 53 контроля сопротивления изоляции, где испытательное напряжение с источника 13 испытательного напряжения через обкладки 14 и 15 подается на контролируемый пьезо 40 элемент 8.В случае, если сопротивление его изоляции соответствует установленной величине,то сигнал, подаваемый с выхода делителя 11 напряжения через согласующий каскад 12 на вход второго компаратора 59, ниже его порога срабатывания, Поэтому второй компаратор 59 не срабатывает. Так как на О- входе второго О-триггера 61 сигнала нет, то после срабатывания реле 57 времени второй О-триггер 61 остается в нулевом состоянии, и поэтому второй ключ 63 не включает электромагнит 42 и индикатор 64,В случае, если сопротивление изоляции ниже установленной величины, то срабатывает второй компаратор 59 и на его выходе и на О-входе второго О-триггера 61 появля 50 55 повороте многопозиционного диска 5 с по 30 зиции 22 на позицию 45 планки 49 взаимо 1662022ется сигнал. После срабатывания реле 57 времени второй О-триггер 61 устанавливается в единичное состояние. При этом второй ключ 63 включает электромагнит 42 и индикатор 64, который сигнализирует о том, что сопротивление изоляции узла 7 зажима не соответствует норме.При дальнейшем повороте многопозиционного диска 5 на угол 60 бракованный узел 7 зажима по сопротивлению изоляции на позиции 46 поступает в лоток 44 бракованных узлов 7 зажима аналогично позиции 45, Годный узел 7 зажима при следующем повороте многопозиционного диска 5 на 60 поступает на позицию 52 выгрузки, где происходит его выгрузка. При каждом повороте многопозиционного диска 5 на 60 на позиции 51 происходит загрузка очередного узла 7 зажима,Далее цикл работы устройства повторяется.Формула и зоб ретен и я Устройство для зажима и контроля пьезоэлементов, содержащее механизм зажима, снабженный многопозиционным диском; закрепленным на валу двигателя и подпружиненным цанговым ключом, установленным в одной из, позиций диска и кинематически связанным с валом шагового двигателя, блок измерения сопротивления изоляции, содержащий делитель напряже. ния и согласующий каскад, включенные последовательно, источник испытательного напряжения, выход которого электрически соединен с первой обкладкой контролируемого пьезоэлемента, вторая обкладка которого подключена к выходу делителя напряжения, блок преобразования напряжения в частоту, содержащий последовательно соединенные согласующий каскад, сумматор, элемент НЕ, линейный преобразователь напряжения в часготу, вход соглэсующего каскада подключен к первой обкладке контролируемого пьезоэлемента, коммутатор, подключенный к шаговому двигателю, от л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью 5 повышения производительности и достоверности контроля, в устройство введены подпружиненные рычаги, связанные с электромагнитами, установленными на позициях разбраковки,механизмами разбраковки, 10 каждый из которых выполнен в виде двухподпружиненных одна относительно другой планок и размещенных на каждой позиции с возможностью механического взаимодействия с подпружиненным рычагом и блок 15 контроля, содержащий датчик запуска, ЙЯтриггер, реле времени, два компэратора, два О-триггера, два ключа, индикатер, элементы НЕ, ИЛИ и элемент И, первый вход которого соединен с выходом ЙЯ-триггера, 20 а второй вход соединен с выходом линейногопреобразователя напряжения в частоту, выход элемента И соединен с входом коммутатора, выход датчика запуска соединен.с входами предустановки в "0" О-триггеров, а 25 также с входом установки в "1" ЙЗ-триггераи входом реле времени, выход согласующего каскада блока преобразования напряжения в частоту соединен через первый компаратор с первым входом элемента ИЛИ 30 и через элемент НЕ с входом первого Отриггера, тактовый вход которого соединен с выходом реле времени, тактовым входом второго О-триггера и вторым входом.эле. мента ИЛИ, выход которого соединен с вхо дом установки в "0" ЙЯ-триггера, выходсогласующего каскада блока измерения сопротивления изоляции через второй компарэтор соединен с входом второго Р-триггера, выходы О-триггеров через пер вый и второй ключи соединены с электромагнитами и соответствующими входами индикатора.1662022 Фиг 2 Составитель В. СтепанкТехред М.Моргентал пица едактор Подписноетениям и открытиям при ГКНТ ССкая наб., 4/5 род, ул, Гагарина, 10 водственно-издательский комбинат "Патент Заказ 2138 ВНИИПТираж осударственного комитета по изо 113035, Москва, Ж, Рау