Автомат для контроля и сортировки деталей и устройство управления автоматом для контроля и сортировки деталей
1. Автомат для контроля и сортировки деталей преимущественно сложной цилиндрической формы, содержащий загрузочное устройство с системой ориентирования деталей, транспортирующий механизм, выполненный в -виде двух сопряженных профилированных дисков, установленных на валах с возможностью поворота, кинематически связанных друг с другом посредством сопряженных 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 оси контролируемой детали и взаимодействия концов штоков с контролируемой деталью, соосную со штоками центрирующую втулку и измерительные преобразователи, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и расширения технологических возможностей , фиксирующий механизм выполнен в внце 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 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 автоматом для контроля и сортировки деталей, содержащее блок датчиков, тактовьп СО генератор, счетчик, дешифратор, логические элементы И, инвертор, блок измерений , пульт управления и блок.исполнительных механизмов, отличаю - щ е е с я тем, что, с целью повьшзения производительности и надежности в работе,оно имеет формирователи сигт налов управления, электронный ключ, коммутатор, одновибраторы, блок ана00 лиза дефектов, блок датчиков включасд ет фотоприемники и измерительные преО1 образователи, а блок исполнительных механизмов выполнен в виде исполнительного механизма контроля, исполнительного механизма подачи и исполнительный механизмов заслонок, при этом три фотодатчика соединены через пер вый, второй и третий формирователи сигналов управления с первыми тремя входами первого логического элемента И, четвертый фотодатчик соединен через четвертьй формирователь сигналов управления с четвертым входом первого логического элемента И и че-
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
4(51) В 07 С 5/08
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 01 НРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н ABTQPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3580743/28-12 (22) 11.04,83 .(46-) 23.01.85. Бюл. № 3 (72) Э.Х. Вантерс, М.В. Демидов, А.С. Канаев и А.В. Фолифоров .(71) Центр робототехники Института физики АН Латвийской CCP (53) 531.717.55(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 153127, кл. В 07 С 5/08, 1962.
2. Авторское свидетельство СССР
N- 540684, кл. В 07 С 5/08, 1976. (54) АВТОМАТ ДЛЯ КОНТРОЛЯ И СОРТИРОВКИ ДЕТАЛЕЙ И УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ
ABT0MAT0N ДЛЯ КОНТРОЛЯ И СОРТИРОВКИ
ДЕТАЛЕЙ. (57) 1. Автомат для контроля и сортировки деталей преимущественно сложной цилиндрической формы, содержащий загрузочное устройство с системой ориентирования деталей, транспортирующий механизм, выполненный в виде двух сопряженных профилированных дисков, установленных на валах с возможностью поворота, кинематически связанных друг с другом посредством сопряженных 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 оси контролируемой детали и взаимодействия концов штоков с контролируемой деталью, соосную со штоками центрирующую втулку и измерительные преобразователи, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и расширения технологических возмож-SU 1 5 ОО А ностей, 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 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 автоматом для контроля и сортировки деталей, содержащее блок датчиков, тактовый геиеретор, счетчик, Леелефретор, логи- Q) ческие элементы И, инвертор, блок из- ® мерений, пульт управления и блок.ис- %мое 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-. иий налов управления, электронный ключ, оай коммутатор, одновибраторы, блок анализа дефектов, блок датчиков включает фотоприемники и измерительные пре- р образователи, а блок исполнительных и механизмов выполнен в виде исполнительного механизма контроля, исполнительного механизма подачи и исполнительных механизмов заслонок, при этом три фотодатчика соединены через первый, второй и третий формирователи сигналов управления с первыми тремя входами первого логического элемента И, четвертый фотодатчик соединен через четвертый формирователь сигналов управления с четвертым входом первого логического элемента И и че3135500 рез инвертор с первыми входами блока измерений и второго, третьего и четвертого логических элементов И, измерительные преобразователи выходами связаны соответственно с вторым, третьим и четвертым входами блока измерений, первый, второй и третий выходы которого соединены с вторыми входами второго, третьего и четвертого логических элементов И, выходы которых связаны с входами соответствующих исполнительных механизмов заслонок, четвертый выход блока измерений связан с блоком анализа дефектов причем выход первого логическо3
Fo элемента И соединен с первым входом пятого логического элемента И, выход которого связан с первым входом электронного ключа, выход тактового генератора соединен с вторым входом
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может
I 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, транспорт»»рующ»»й механизм, выполненный в виде двух сопряженных профилированных дисков, установленных на валах с возможностью поворота, кинематически связанных друг с другом посредством сопряженных 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 1j.
Недостатки известного автомата— низкая производительность, обусловленная последовательным (без совмещения) электронного ключа, выход которого связан с первым входом счетчика, выходы которого через дешифратор соединены с соответствующими входами коммутатора, при этом первый выход пульта управления соединен. с первым входом шестого логического элемента И; выход которого связан с вторыми входами счетчика и пятого логического элемента И, второй, третий, четвертый и пятый выходы пульта управления подключены к соответствующим входам коммутатора, первый выход которого соединен с вторым входом шестого логического 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, ее контроля и сортировки, а также наличие кулачкбв определенного профиля, которое не позволяет устройству рабо5 тать без перестройки (замены кулачков или всего командоаппарата) на различных режимах, что ограничивает его технологические возможности.
Известно устройство управления авtO 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 .
Однако извнстное устройство малопроизводительно и ненадежно в работе.
Цель изобретения — повышение про2Оизводительности и расширение технологических возможностей.
Указанная цель достигается тем, что в автомате для контроля и сортировки деталей преимущественно сложной
25 цилиндрической формы, содержащем загрузочное устройство с системой ориентирования деталей, транспортирую1ций механизм, выполненный в виде двух сопряженных профилированных дисков, установленных на валах с воэможностью поворота, кинематически связанных
1135500 друг с другом посредством сопряженных зубчатых колес, снабженных шаговым поворотным 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 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 преобразователи2О выполнены вихретоковыми, причем два из них (накладного типа) установлены на концах штоков, один (проходного типа) в центрирующей втулке, а оси
1 всех преобразователей совпадают с 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 управления электронный ключ, коммутатор, З5 одновибраторы, блок анализа дефектов, блок датчиков включает фотоприемники и измерительные преобразователи, а олрк исполнительных механизмов выполнен в виде исполнительного меха- . 4п низма контроля, исполнительного механизма подачи и исполнительных механизмов заслонок, при этом три фотодатчика 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 5п 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, первый, второй и третий выходы которого соединены с вторыми входами второго, третьего и четвертого логических элементов И, выходы которых связаны с входами соответствующих исполнительных механизмов заслонок,, 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 входом электронного ключа, выход тактового генератора соединен с вторым входом электронного ключа, выход которого связан с первым входом счетчика, выходы которого через дешифратор соединены с соответствующими входами коммутатора, при этом первый выход пульта управления соединен с первым входом шестого логического элемента И, выход которого связан с вторыми входами счетчика и пятого логического элемента И, второй, третий, четвертый и пятый выходы пульта управления подключены к соответствующим входам коммутатора, первый выход которого соединен с вторым входом шес:того логического элемента И, второй выход коммутатора через первый одновибратор связан с нсголнительным механизмом контроля, а третий выход коммутатоба соединен через второй одновибратор с исполнительным механизмом подачи.
На фиг. 1 показана кинематическая схема автомата; на фиг. 2 — штоки с измерительными преобразователями, исходное положение; на фиг. 3 - то же, в конце измерительного цикла; на фиг. 4 — блок-схема системы управления; на фиг. 5 — циклограмма работы системы управления ° !
Лвтомат для контроля и сортировки деталей содержит установленное на основании загрузочное устройство, выполненное в виде вибропптателя, снабженного системой ориентировайия деталей и отводным лотком {не показан), лоток-накопитель 1, установленный вертикально, и транспортирующий механизм, расположенный под лоткомнакопптелем 1 в той же плоскости и выполненный в виде двух сопряженных профилированных дисков 2 и 3, установленных на параллельных валах 4 и
5 с возможностью поворбта.
Шаг (ь ) между пазами транспортирующих дисков 2 и 3 выбирают в зави1135500 симости от диаметра контролируемой детали и диаметра дисков и определяют соотношением
t +—
Ь
Ь вЂ” расстояние по хорде между 10 ближними 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. !5 ющий механизм, состоящий из коромыс-; ла 7„ установленного на подпружиненной оси 8, храпового колеса 9 и пары зубчатых колес 10 и 11. На валах од20 ной из шестерен установлена шторка 12, выполненная в виде диска с отверстиями по периферии. Позиции измерительной станции расположены по обе стороны от плоскости транспортирующих дисков 2 и.3 на первой измерительной позиции установлены с воэможностью возвратно-поступательного движения, перпендикулярно плоскости дисков 2 и 3 в направлении, совпадающем с перемещением конт-З0 ролируемой детали, подпружиненные штоки (толкатели) 13 и 14, причем жесткость пружины 15 штока 13, связанного кинематически с валом 16 электромагнитного привода детали и 35 штоков, меньше жесткости пружины 17 (фиг. 1-3). Это.позволяет сгладить нелинейность в работе привода и уменьшить динамические нагрузки на деталь и установленные на торцах што"40 ков 13 и 14 измерительные преобразователи 18 и 19 накладного типа. Вихретоковый преобразователь 18 вводится вместе со штоком 13 внуФрь контролируемой детали, преобразова- 4> тель 19 прижимается к ее дну с наружной стороны„ На второй измерительной позиции закреплен в плоскости, перпендикулярной движению детали, измерительныйпреобразователь 20 (легкосъем- 50 ный), который охватывает (сканирует) наружную поверхность детали. На выходе из дисков 2 и 3 расположены заслонкИ сортировочного механизма 21, управляемые своим приводом. 55 Для вь1дачи информации о перемещении подвижных транспортирующих и контролирующих элементов установлены че тыре фотодатчика: 22 - gast контроля переполнения лотка-накопителя 1; 23 « для контроля поворота дисков 2 и 3; 24 — для контроля перемещения штока 13; 25 — для контроля перемещения штока 14. Устройство управления для контроля и сортировки деталей содержит (фиг.4) блок датчиков, состоящий из четырех фотодатчиков 22-25, каждый из которых связан через соответствующие схемы 26-29 формирования сигналов с логическим элементом И 30. Для выработки питающих тактовых импульсов применен тактовый генератор 31, 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 связаны с выходами пульта 38 управления. Выходы схемы 37 коммутации связаны через одновибраторы 39 и 40 с блоком механизмов, выполненный в виде исполнительного механизма 41 контроля штоков (" Контроль" ) и исполнительного механизма 42 подачи дисков (" Ввод" ), а выход "Сброс" через логический элемент И 43 — с вторым входом счетчика 34 для того, чтобы исключить нену ные ходы механизмов. Переключатели пульта 38 управления позволяют осуществлять включение и выключение автомата (" Пуск" — "Стоп" ), переключать автомат на режимы работы: "Максимальная производительность", "Многократный контроль" (максимальная надежность), "Наладка ручная", "Наладка автоматическая". Измерительные преобразователи 1820 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 возЮ 1135500 врат измерительной станции в исходное положение. Устройство управления для контроля и сортировки деталей и его система управления работают следующим обра- 5 зом. Контролируемые детали (преимущественно типа колпачек), замыкаются в чашу вибропитателя и при его включении под действием направленной вибра- 1О ции перемещаются по винтовому лотку чаши. В процессе упорядоченного перемещения деталей в потоке они ориентируются на профлиированных выступах лотка и в ориентированном (однознач- 15 ном) положении поступают на отводной лоток, а с него — на лоток-накопитель 1, на котором имеется фотодатчик 22, контролирующий наполнение лотка, 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 t8-.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- 35 нии штока преобразователь входит внутрь детали и проводит контроль внутренней поверхности дна детали и наличия посторонних включений. Затем под действием движущей детали начи- 40 нается движение штока 14, его преобразователь 19 упирается в дно детали с наружной стороны и осуществляет его контроль. Перемещение штоков, накладных преобразователей и детали контролируется фотодатчиками 24 и 25. В то .же время деталь, проходя внутри проходного преобразователя 20, контролируется им. Обратный ход детали осуществляется под действием сжатой пру-N жины 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 3. Схема управления на различных режимах работает следующим образом (фиг. 4 и 5). Исходное положение. После выдачи пультом 38 управления сигнала "Стоп" счетчик 34 импульсов возвращается на-"0". Электронный ключ 32 не пропускает тактовые импульсы с тактового генератора 31 на счетный вход счетчика 34 импульсов. Лоток-накопитель 1 заполнен деталями, подпружиненные штоки 13, 14 и профилированные диски 2 и 3 находятся в исход. ном положении. Датчики 22-25 выцают разрешающие сигналы. Режим максимальной производительности. Задают требуемый режим с помощью переключателя на пульте 38 управления. Коммутатор 37 подключен "Вых.1" дешифратора 35 к входу одно вибратора 39; "Вых.2" дешифратора— к входу одновибратора 40, а "Вых.3"— к выходу "Сброс". Включают "Пуск" в момент t (фиг. 5e). 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 механизм 41 контроля и подпружиненные штоки 13 и 14. Осуществляются прямое (tot ) и обратное (t„-t ) перемещения штоков совместно с деталью. После возвращения штоков 13 и 14 в исходное состояние под действием пружин 17 фотодатчик 23, контролирующий движение первого штока, и фотодатчик 24, контролирующий движение второго штока, снова вырабатывают разрешающий сигнал (в момент t ). Через электронный ключ 32 запрета проходит второй ю йульс от тактового генератора 31 импульсов. Импульс на "Вых.2" дешифратора 35 запускает второй одновибратор 40, срабатывает (-t ) исполнительный механизм 42 подачй дисков 2 и 3, профилированные диски проворачиваются на один шаг, вводится следующая деталь, а проконтролированная выводится (-t ). Квгда диски 2 и 3 фиксируются в ойределенном положении, фотодатчик 25, контролирующий движение дисков 2 и 3, выдает сигнал. Третий импульс записывается в счетчик 34 импульсов, на "Вых.З" появляется сиг-. нал (t -tz), он проходит на выход "Сброс" коммутатора 37, в результате 1135500 счетчик 34 возвращается на "0". В момент t состояние всех сигналов та$ д кое же, как в момент t» т,е. цикл снова повторяется. У Режим многократного контроля (максимальной надежности). Коммутатор 37 осуществляет следующие переключения: число выходов де- 10 шифратора 35, равное кратности контроля, суммируется; (логически) и подключается к входу одновибратора 39, следующий выход — к входу второго одновибратора 40, а третий выход — 15 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 39 40 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. 1135500 1135500 1135500 ° Е ) tp Су е йу Се 8у йр Пуск Самоа 1-ыи аааккфак а 2- ш pomebmex f ии ЯюллУати дешарратоа Выл 7 Выл Я Выл. 5 8btr.9 Выл 5 1- ми ОВЮВидраmop g-ои аф аУ @ mop Составитель Ю. Смоляков Редактор А. Мотыль Техред Ж.Кастелевич Корректор О. Билак Заказ .10144/4 Тираж 581 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
