Устройство управления процессом разбраковки и ориентации деталей

(19 1)5 В 07 ОПИСА К АВТОРСКО ЕИ НИЯ БРЕТ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ и- та фиг,2,ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ РИ ГКНТ СССР(71) Центральное межотраслевое конструкторско-технологическое бюро робототехнки с опытным производством Институфизики АН ЛатССР(54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ РАЗБРАКОВКИ И ОРИЕНТАЦИИ ДЕТАЛЕЙ(57) Изобретение относится к машиностроению, электротехнической промышле ност,и приборостроению и может быть использо Изобретение относится к машиностроению, электротехнической промышленности, приборостроению и может быть использовано для контроля, разбраковки и ориентации асимметричНых плоских деталей.Цель изобретения - повышение надежности контроля асимметричных деталей,На фиг.1 дана функциональная схема устройства с подающим лотком и элементами системы управления контролем и разбраковкой асимметричных деталей; на фиг.2 - асимметричная деталь и размещение опознающих датчиков на лотке; на фиг,3 - структурная схема системы управления контролем и разблокировкой деталей; на фиг.4 - . циклограммы работы устройства; на фиг,5 - таблица комбинаций контрольных и управляющих сигналов при различных начальных положениях асимметричной1639784 вано в дефектоскопии, в частности, для многопаоаметрового контроля асимметричных плоских деталей и позволяет повысить надежность контроля асимметричных деталей. Устройство содержит подающий Ч-образный лоток, на котором размещены два вихретоковых датчика, оптический датчик, комбинированную систему управления опознаванием, контроля и ориентации деталей, в состав которой входят формирователи сигналов датчиков, два одновибратора, две счетные декады, блок памяти из пяти триггеров, пятивходовую схему совпадения, схему задержки, один инвертор, двухвходовые схемы совпадения, логическу,э схему управления тремя испольнительны;я; механизмами, бункер для брака, б ил,фиг.б - таблина дефекройством контроля и пластины (детали); натов, выявляемых усториентации,Устройство (фиг.1) состоит из подающего Ч-образного лотка по сторонам 1 и 2, На стороне 1 лотка размещено опознавающее устройство 4, По стороне 2 лотка на ребре перемещаются асимметрично детали 3. Механизм разворота по концу выполнен, например, в виде двух задвигающихся штырей (шторок) 5 и б с электромагнитными приводами 7 и 8 соответственно.Для пролета детали 3 имеется в лотке паз9, Механизм разворота по стоооне содержит, например, заслонку 10 с электромагнитным приводом 11, Опознавающее устройство 4 содержит два вихретоковых датчика 12, 13 и оптический датчик 14По краям детали 3 расположены отверстия 15 с фасками 16 (асимметрия детали по поверхности - признак Е). Вдоль продольной оси детали 3 асимметрично расположен сквозной паз 17, сдвинутый относительно одного из концов детали на расстояние 1, а относительно другого - 1+ Л(асимметрия детали по длине - позиция 18, признак 1), где 1 - расстояние от переднего конца детали 3 до паза, Л - расстояние, на которое смещен паз 17 относительно конца детали 3.Датчик 12 отстоит от датчика 13 на расстоянии 1+ - , датчики 12, 13 отстоят отЬстороны 2 лотка на расстоянии, равном половине высоты Н детали 3, а датчик 14 - на расстоянии, равном высоте Н детали 3.Деталь 3 после механизма разворота по концу занимает позицию 19 и после прохождения механизма разворота по стороне на выходе устройства она должна занять базовое положение 20, которое характеризуется тем, что фаскэ 16 расположена вверху (признак Р ), а паз 17 смещен от переднего конца детали 3 на расстояние (признак 1). Бракованные детали ориентации не подлежат, на выход не поступают, а подаются в бункер 21 для брака.Годные детали должны быть сориентированы, как показано на позиции 20, и затем поступить на технологическую операцию сварки оконной завертки.Вихретоковые датчики 12 и 13 (фиг,З) по конструктивному исполнению могут быть аналогичны и состоят, например, из катушки 22 индуктивности, автогенератора 23, детектора 24. Оптический датчик 14 содержит осветитель 25 и фотоприемник 26. Выходы датчиков 12 - 14 подключены к формирователям 27 сигналов, состоящим из усилителей 28, компараторов 29, инверторов 30,Формирование сигналов с выхода датчика 12 проводится по двум аналогичным каналам 27, отличающимся тем, что пороги сравнения компараторов 29 равны Ооп 1 = =4,2 В и Ооп 2 = 6,4 В соответственно (фиг,4), Выход первого формирователя 27 датчика 12 подключен к входам одновибрэторов 31 и 32 и к входам схем 33 и 34 совпадения, Выход четвертого формирователя 27 датчика 12 подключен к счетному входу счетной декады 35, состоящей, например, из счетчика 36, дешифратора 37 и инверторов 38, Выход второго формирователя 27 датчика 13 соединен со счетным входом второй счетной декады 39 и с входами схем 40 и 41 совпадения. Выход третьего формирователя 27 датчика 14 подключен к Я-входу пятого триггера 42. Выходы двухвходовых схем 33, 40 45 50 К 155 ЛАЗ. 5 10 15 20253035 34, 63, 40, 41 совпадения подключены к 3- входам соответствующих триггеров 43 - 46,Логическая схема управления состоит из семи двухвходовых схем 48 - 54 совпадения и инверторов 55-57.Инвертирующий выход триггера 43 соединен с входом схемы 52 и с первым входом первой схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 58, второй вход которой соединен с неинвертирующим выходом триггера 44. Входы второй схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 59 подключены к инвертирующим выходам триггеров 45 и 46, Выходы схем 58 и 59 подключены к входам многовходовой схемы 60 совпадения, выход которой подключен к второму входу схемы 61 совпадения, Выход схемы 61 через схему 62 задержки соединен с вторыми входами схем 49 и 51. Выходы схем 49, 51 и 57 соединены с входами электромагнитных приводов 7, 8 и 11 соответственно.Выход первого одновибрэтора 31 подключен к К-входам триггеров 42 - 46 и к входу схем 61 и 53, а через инвертор 53 - к В-входам счетных декад 35 и 39,Если необходимо увеличить число контролируемых параметров, в устройстве возможно дополнительно применение датчика 64 с соответствующим формирователем 65 импульсов, выход которого через элемент66 памяти соединен с дополнительным входом многовходовой схемы 60 совпадения,Электромагнитные приводы 7, 8 и 11 вьполнены, например, нэ базе реле МКУ 48-С или контакторов типа ТКД 233 ДОД, Вихретоковые датчики 12 и 13 состоят соответственно из катушек 22 диаметром 6 мм, число витков 120, провод ПЭВс ферритовыми сердечниками, Оптический датчик 14 состоит из излучателя 25 (светодиод АЛ 107 Б) и фотодиода 26 (ФД 256 А). Автогенераторы 23 выполнены в виде индуктивной трехточки на базе транзистора КТ 315 Г.Детекторы 24 выполнены на базе диодов КД 522 А и конденсаторов типа КЛС, усилители 28 - на микросхемах К 544 УД 2 А, компараторы 29 - на базе таймеров КР 1006 ВИ 1, инверторы 30,63,55,56,57 и 38 - на базе микросхем К 155 ЛАЗ, одновибраторы 31 и 32 - на микросхемах К 155 АГЗ, схемы 33, 34, 40, 41, 48, 49, 50, 51, 52, 53 и 61 совпадения - на микросхемах К 155 ЛАЗ, тригге. ры 42 - 46 - на микросхемах В 155 ТМ 2,Счетные декады 35 и 39 состоят из счетчика 36 на микросхеме К 155 ИЕ 2, дешифратора 37 нэ микросхеме К 155 ИД 4. Схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 58 и 59 выполненына микросхемах К 155 ЛА 2. Элемент 62 задержки выполнен на базеодновибРатоРэ К 155 АГЗ и микросхемеУстройство работает следующим образом.Детали 3 поштучно подаются по лотку,перемещаясь ребром по стороне 2, Асимметричная деталь 3 может занимать четыре 5различных устойчивых положения на лотке(фиг,5):начальное положение А - фаска 16 обращена к датчикам опознающего устройства 4 (признак Р ) и паз 17 смещен на 10расстояниеот переднего конца детали 3(признак(.+);начальное положение В - фаска 16 расположена на обратной стороне детали 3,обращенной к датчикам 12,13 и 15 (признак 15Р), и паз 17 смещен на расстояниеотпереднего конца детали 3 (признак . );начальное положение С - признак Р, нопаз 17 смещен на расстояниеот заднегоконца детали 3 (признак Ц; 20начальное положение 0 - признак Р,признак.Таким образом, начальные положенияасимметрии детали 3 характеризуются следующими сочетаниями признаков; А - Р, ; 25В - Г,1;С - Р,1;0 - Р,Базовое положение 20 детали 3 на выходе устройства (фиг,1) характеризуетсятем, что фаска 16 расположена вверху и паэ17 находится на расстоянииот переднего 30конца детали 3 (деталь 3 лежит в плоскостиХОУ),Управляющие сигналы для исполнительных механизмов 7,8,11 (фиг.1) управляют штырями(шторками) 5 и б и заслонкой 10 35следующим образом: если конец детали 3 неменяется (М = 0), значит электромагниты 7и 8 обесточены (М 1 = О, М 2 .= О). где М 1,М 2 - обозначение управляющих сигналовдля электромагнитов 7 и 8 соотвстствено, 40которые принимают значения 0 или 1, М -сочетание Ми М 2 (фиг,5).Конец детали 3 ударяется о выдвинутыйштырь 5, отскакивает от него и проходиг впаз 9 передним, концом, занимая позицию 4519 (фиг.1),Если деталь 3 необходимо переканто.вать концом, т.е. М = 1, при этом М.1 =- 1,М.2 = 0(электромагнит 7 включается, а электромагнит 8 обесточен), Деталь 3 проходит 50штырь 5 и концом упирается в штьрь б.Через время задержки Т,д, которое задаетодновибратор 32, электромагнит 7 такжеобесточивается, М 1 = О, штырь 5 выдвигается, сталкивая деталь 3 противоположным 55концом в паз 9 (траектория перемещения вэтом случае показана пунктирной линией нафиг.1).При обесточенном электромагните 11Мг = 0 (Мг - обозначение управляющего сигнала для электромагнита 11, принимаетзначения О или 1) деталь 3 из положения 19на ребре при прохождении заслонки 10 перекантовывается влево (фиг.1) таким образом, что ее плоскость оказывается вкоординатах ХОУ.Если Мр = 1, электромагнит 11 включается, переводит заслонку 10 в новое положение, и деталь 3 перекантовываетсявправо. Таким образом, осуществляетсяразворот детали 3,Вихретоковый датчик 13 (фиг.2) настроен так, что реагирует на отсутствие материала детали 3 в виде отверстия, фаски и паза.Вид неинвертированного сигнала 02 датчика 13 показан на фиг,4. Пунктирными линиями показано, как изменяется сигнал 02,если паз 17 смещен на расстояниеот заднего конца детали 3, т.е. в позиции 18(фиг.1), Пунктирные линии сигнала 02 в зонеотверстия показывают, как меняется сигнал02 при прохождении фаски (фактически тоже отверстие, только большего диаметра),Датчик 12 имеет два канала обработкисигнала О,) с выхода детектора (фиг.4). Свыхода первого формирователя 27 сигналовполучаем инвертированньй сигнал 01-1 (Гканал), с выхода второго формирователя 27сигналов получаем инвертированный сигнал 01-2 ( канал), Опор ое напряжениеОол = 4,2 В в компараторе 29 первьго формирователя 27 выбрано так, тобы сигнал01-1 (фиг,4) реагировал на фаску, если деталь 3 обращена фаской к датчикам признак г ) и не реагировал на отверстие, еслифаска находится с другой ст роня детали 3(фиг.4) реагировал на отверстие (признак Р),фаску (признак Р ) и паэ,Оптический датчик 14 реагирует на отклонение высоты Н детали выше номинального значения (фиг,б, поэ.7), сигналыподтверждения признаков Р и . формируктся на выходах схем 58 и 59 4 СКЛОЧАК)ЩЕЕ ИЛИ, Схемы 60 и бформируют сигнал5 ("Свертка"), т,е, подтверждение опознавания (по условиям Р,и условиям контролякачества детали Н, С 1 С 2 ) .Рассмотрим работу устройства, если начальное положение движущейся детали 3 -положение А, Сигналы ог датчика 12 (фиг.4)на выходе детектора 24 показаны сплошнойлинией (сигнал О ), на вьход;х компараторов 29 блоков 27 появляются сигналы 01-1(приэнак Р ) и 01-2 (фиг.4), где изображентакже неинвертированный сигнал 02 датчика 13, В момент времени то входяший конецдетали 3 взаимодействует с индуктивнь 1 мдатчиком 12, происходит запуск одновибратора 31 (32) и записывается единица в первую счетную декаду 35 (первый импульс). Вмомент времени 11 триггер 43 по Я-входуперебрасывается в единичное состояние(значит Ор = 0).В момент времени т 4 триггер 46 по 3 входу перебрасывается в единичное состояние (О = 0), т.е, в этот момент в счетнуюдекаду 35 записывается третий счетный импульс от сигнала О 1-2, В момент времени 16триггер 44 по 5-входу перебрасывается вединичное состояние (Ое= 1).После момента времени 1 в, когда выходящий конец детали пройдет датчик 12, состояние блоков и элементов системыуправления характеризуется следующимисигналами; Ог = 1, Ог = 0; 0 г = 1, 0 г = 0;0 = 1, 0 = О; О = 1, 0 = О,Условие С 1 - 1 - в момент времени т 7 всчетную декаду 35 записан четвертый счетный импульс, Условие Г = 1. Условие= 1.Условие С 2 = 1 - в счетную декаду 39 отфронтов сигнала Г 2 записано к моментувремени 15 четыре счетных импульса. Условие Н = 1 - деталь не имеет превышения повысоте от номинального размера.При выполнении условий на входахмноговходовой схемы 60 на ее вь 1 ходе сигнал "Свертка" = О, который на вь 1 ходе схемы31 через элемент 62 поступает на вторыевходы схем 49 и 51, разрешая процесс ориентации.При поступлении указанных сигналовна входы шестивходовой логической схемыуправления она вырабатывает управляющие сигналы Му = О (штырь 5 выдвинут),М 2=0(штырь 6 выдвинут), Мр=О, В результате деталь 3, не меняя своего конца, подается в паз 9 и из положения 10 заслонкой 10поворачивается фаской вверх, т.е. занимаеттребуемое базовое положение,Йа фиг.5 приведены состояния сигналовопознавания начального положения детали 3и управляющих сигналов на исполнительныемеханизмы, которые переориентируют деталь 3 на выходе в требуемое базовое положение.Если начальное положене детали 3 -положение В (сочетание признаков Р А+), тов момент времени 11 триггер 43 не изменяетсвоего состояния (т.е, Ор = 1 до конца циклаориентации), в момент времени 14 триггер 46перебрасывается в единичное состояние(0 = 0); в момент времени Ы триггер 44 неизменяет. своего состояния до конца цикла(Ог = 0). После процесса опознавания иконтроля в момент времени тв значение сигналов в системе: Ог=О, Ь=1; Ог= О, С 1 г==1; 0=0,0=1,0=1,0=0, "Свертка" =О,Данные сигналы управляют исполнительными механизмами 7,8 и 11 следующим образом. Сигналы Мц = 0 (штырь 5 выдвинут), Мд = 0 (штырь 6 выдвинут), поэтому деталь 3 не меняет своего конца. СигналМг= 1, поэтому деталь 3 из положения 19перекантовывается вправо, опять занимая10 требуемое положение фаской вверх.Если начальное положение движущейсядетали 3 - положение С (сочетание признаков Г, Ц, то сигнал от фаски записываетсяв триггер 43 в момент времени с,(0 г = 0), и15 подтверждается в момент времени 1 от задней фаски в триггере 44 (Ог = 1), Так какпаз расположен не спереди, то триггер 46 вмомент воемени 1 а не изменяет своего состояния (Сц. = .1), а триггер 45 в момент20 времени 11 перебрасывается в единичноесостояние, 0 = 1,Так как 0 = 1, то сигнал Мц = 1 (механизм 7 срабатывает и штырь 5 задвигается),а М 2 = 0 (штырь б выдвинут). Деталь 3 про 25 ходит штырь 5 и упрется концом в штырь б.Через время Таад (которое задается одновибратором 32) Мц = О, механизм 7 обесточивается, штырь 5 выдвигается и деталь 3сталкивается обратным концом в паз 9. Де 30 таль 3 изменяет свой конец на позиции 19(траектория перекантовки обозначенапунктирной линией на фиг,1) и далее поворачивается фаской вверх (влево), таккак Мг=О,35 Аналогично, если начальное положениедетали 3 - положение 0.(сочетание признаков Е,.),0=1,ОЙ=О, Мр=1, Ма=О. Черезвремя Таад деталь 3 меняет свой конец иперекантовывается вправо (Мр = 1) фаской40 вверх,Независимо от начального положениядетали 3 на лотке все пять условий должныбыть выполнены при опознавании и контроле:45 Условие Г = 1 - фаска опознается навходном конце, а подтверждается ее наличие по выходному концу.Условие= 1 - если паз впереди, то егоне должно быть сзади, и наоборот, если паз50 сзади, то его не должно быть впереди,Условие Н = 1 - высота детали не должнапревышать номинального значения,Условие С 1 = 1 - в счетную декаду 35должны быть записаны от сигнала 01-2 ров 55 но четыре счетных импульса, не больше и неменьше.Условие С 2 = 1 - в счетную декаду 39должны быть записаны от сигналаТГ 2 ровночетыре счетных импульса, не больше и неменьше.В этом случае сигнал "Свертка" = О, чтоявляется разрешением для нормальногопроцесса ориентации по сигналам С 1 р, Оь,0.Если деталь 3 имеет один или несколько 5видов брака (фиг.6), то хотя бы одно илисразу несколько названных условий не выполняется, сигнал "Свертка" = 1, поэтому свыхода схемы 31 через элемент 62 задержкиблокируются схемы 49 и 51 по вторым входам; сигнал Мг = 1, Мд = 1 - штыри 5 и 6вдвигаются внутрь, поэтому бракованнаядеталь 3 беспрепятственно проходит по лотку в бункер 21 для брака.Логическая схема 47 управления синхронизирует включение механизмов 7,8 и 11после окончания тактов опознавания и контроля, устраняя нежелательные (холостые)срабатывания, а в зависимости от комбинации входных сигналов Ог, Оь 0 осуществляет требуемую последовательностьвключения и выключения механизмов7,8 и 11.Самым последним формируется сигнал"Свертка" момент времени тз), поэтому вторые входы схем 49 и 51 заблокированы через элемент 62 задержки, чтопредотвращает ненужные срабатываниямеханизмов 7 и 8 до окончательного формирования сигнала "Свертка" (длительность 30времени задержки элемента 62 выбранабольше, чем время в),В случае, если Мь 1 = О, т,е, штырь 5выдвинут и деталь явно не дойдет до штыря6, для предотвращения ненужного срабатывания механизма 8 с выхода схемы 48 черезинвертор 55 подается запрещающий сигнална второй вход схемы 50.С другой стороны, если деталь 3 бракована (М 1 = 1, Уд = 1), то нет смысл;. вкл:очать механизм 11 разворота по стороне, таккак деталь 3 до него все равно не дойдет,поэтому выходы схем 49 и 51 соединены свходами схемы 54 и запрещающий сигналподается на второй вход схемы 52, 45 Формула изобретенияУстройство управления процессом разбраковки и ориентации деталей, содержащее первый индуктивный датчик, выходом 50 соединенный с первым формирователем сигналов и через второй формирователь сигналов со счетным входом счетчика отверстий, фотодатчик и второй индуктивный датчик, соединенные с входами второго и 55 третьего формирователей сигналов, блок памяти, одновибратор, инвертор, схему совпадения и приводы исполнительных механизмов, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности кон гроля асимметричных деталей, оно дополнительно содержит схемы И-НЕ, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элемент задержки, дополнительные инверторы, одновибратор и счетчик, а блок памяти содержит ВЗ-триггеры, при этом выход первого формирователя сигналов соединен непосредственно с входом дополнительного одновибратора и с первыми входами первой и второй схем ИНЕ и через одновибратор с В-входами ВЗ- триггеров, с входом инвертора и с первыми входами третьей и четвертой схем И-НЕ, выход последней через элемент задержки подключен к первым входам пятой и шестой схем И-НЕ, выходами связанных с входами первого и второго приводов исполнительных механизмов и с входами седьмой схемы И-НЕ, выход которой соединен с первым входом восьмой схемы И-НЕ, выходом через первый дополнительный инвертор подключенной к второму входу третьей схемы ИНЕ, выходом связанной через второй дополнительный инвертор с входом привода третьего исполнительного механизма, выход третьего формирователя сигналов подключен к счетному входу счетчика и к первым входам девятой и десятой схем ИНЕ, выходы которых связаны с Я-входами первого и второго ЙЗ-триггеров, прямой выход последнего соединен с первым входом одиннадцатой схемы И-НЕ, выходом подключенной к второму входу пятой схемы ИНЕ и через третий дополнительный инвертор с первым входом двенадцатой схемы И-НЕ, выходом связанной с вторым входом шестой схемы И-НЕ, инвертирующие выходы первого и второго Р 8-триггеров связаны с входами первого элемента ИСКЛЮЧАОЩЕЕ ИЛИ, выходом подключенного к первому входу схемы совпадений, выход которого соединен с вторым входом четвертой схемы И-НЕ, инвертируюгций выход второго В 8-триггера дополнительно соединен с вторым входом двенадцатой схемы И-НЕ, выход инвертора соединен с обнуляющими входами счетчика отвер;тий и счетчика, выход которого связан с, вторым входом схел 5 ы совпадений, первьй выход с-ет ика отверстий соединен с вторыми входами первой и девятой схем И-НЕ, второй выход счетчика соединен с вторыми входами второи и десятои схем И-НЕ, причем выходы первой и второй схем И-НЕ соединены с 5-входал 1 и третьего и четвертого В 5- триггеров, инвертирующий выход последнего соединен с вторым входом восьмой схемы И-НЕ, и первым входом второго элемента ИСКЛОЧА 10 ЩЕЕ ИЛИ, прямой выход третьего ЙЯ-триггера соединен с вторым входом элемента ИСКЛСЧАОЩЕЕ12 1639784 Х 15 5 17 ИЛИ, выход которого подключен к третьему входу схемы совпадений, третий выходсчетчика отверстий связан с четвертым входом схемы совпадений, выход четвертого формирователя сигналов соединен с 3-входом пятого ЙЯ-триггера, выходом подключенного к пятому входу схемы совпадений, при этом выход дополнительного одновибратора соединен.с вторым входом одиннадцатой 5 схемы И-НЕ;.1639784 Внечниавия онеенийвия Ияявяние яеФегто Ияввяние яеветтов Отсутствие отверя опном и пяестинн тсутствие пяэ Иерущя 1 пте про фнлн плягтицч порочение или ллинение пввя".агряянт 1 п.спластины оо О Иоогну пластц Ж Оф енн Отклонения пластин по Составитель В. Ермаков ктор В. Данко Техред М,Моргентал Корректор М, Поаказ 979 Тираж 382 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб,. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 Отсутствие бесиина олпом ив попцов пластины Смявенче геявлево или гпоа от нормального местополоивнил Смгаяние оснвтвивовити:а) поя углсееб параллельнооси Лияние уясни илиотверстия впластине Отилонение рявмеоов бесии илиачетоя отверстий от номпняля Постптаннгг прелметм и потопе