Устройство для контроля качества изделий

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К д BTOPCMOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3845183/24-07 (22) 21.01.85 (46) 23.11.86. Бюл. № 43 (71) Государственнь<й всесоюзный ордена

Трудового Красного Знамени научно-исследовательский технологический институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка и Рязанский радиотехнический институт (72) Г. А. Поляков, В. И. Паречин, Г. В. Авгученко и P. М. Майзельс (53) 621.318.562.004.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 920642, кл. С 06 В 23/02, 1982.

Авторское свидетельство СССР № 758300, кл. Н 01 Н 49/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 957098, кл. С 01 Н 29/04, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при разработке, производстве и эксплуатации герметизированных магнитоуправляемых контактов (МК). Целью изобретения является обес„„SU» 1272374 А1 (5и 4 Н 01 Н 49/00, G 05 В 23/02, Н 01 Н 11/04, G О! R 3I/02, 6 01 N 29/04 печение возможности контроля качества

ГМК, повышение достоверности контроля и расширение эксг<луатационных возможностей устройства. Пр: возбуждении катушки управления (КУ) контролируемого МК периодически изменяющееся магнитное поле воздействует на контакт-детали, заставляя их колебаться в определенном испытательном режиме. При этом механически соединенный с МК пьезоэлектрический датчик (ПД)

1 преобразует эт<. колебания в электрические сигналы, которые усиливаются усилителем 2 и поступают на блок 3 временной селекции, который позволяет выбрать из общего спектра сигналов, поступающих с

ПД 1, два характер.<ых временных интервала — для разомкнутого и замкнуто<о состояний контакт-деталей. С выхода блока 3 временной селекции разделенные сигналы поступают на блоки 4 н 5 полосовых фильтров, каждый из которых имеет свою. полосу пропускания. Сигналы, прошедшие через фильтры, поступ"".þò на частотные 6 и 7 и амплитудные 8 и 9 анализаторы, выходные сигналы которых подаются в блок 10 обработки сигналов, на выходе которого ус1272374 тановлены четыре группы контроля, состоящие из двухуровневых компараторов. Число компараторов в каждой группе N+1, где — число видов брака контролируемых

МК. Уровень срабатывания каждого компаратора определяется интервалом возможных значений напряжений на выходах амплитудных 8 и 9 и частотных 6 и 7 анализаторов, которые соответствуют определенному виду брака. Предлагаемое устройство позвоИзобретение предназначается для контроля качества изделий электронной техники и может быть использовано при разработке, производстве и эксплуатации герметизированных магнитоуправляемых контактов (герконов) .

Цель изобретения — обеспечение возможности контроля качества герметизированных магнитоуправляемых контактов (герконов), повышение достоверности контроля и расширение эксплуатационных возможностей устройства путем обеспечения возможности одновременной оценки геометрических и технологических показателей герконов.

На фиг. l представлена функциональная схема предлагаемого устройства для контроля качества герконов; на фиг.2 — структурная схема блока обработки сигналов; на фиг.3 — осциллограммы колебаний контактдеталей испытуемого геркона за один полный цикл прн его периодических срабатываниях.

Устройство (фиг. l ) содержит последовательно соединенные преобразователь 1 механических и акустических колебаний в электрические сигналы, усилитель 2, блок 3 временной селекции, блоки 4 и 5 полосовых фильтров, частотные анализаторы 6 и 7 и амплитудные анализаторы 8 и 9, блок 10 обработки сигналов, блок 11 индикации видов брака и датчик 12 нагрузки. В качестве преобразователя 1 механических акустических колебаний в электрические сигналы использован пьезоэлектрический преобразователь, который механически связан с заземленным выводом геркона.

В устройстве первый вход блока 3 временной селекции подключен к первому входу датчика 12 нагрузки, второй вход блока Э временной селекции соединен с выходом усилителя 2, первый выход блока 3 временной селекции подключен к входу первого блока 4 фильтров, второй выход блока 3 временной селекции подключен к входу второго блока 5 фильтров, а вход

2О

40 ляет проводить комплексный контроль МК по геометрическим и технологическим показателям и с высокой достоверностью выявлять одновременно многие виды брака контролируемых МК: величину перекрытия контакт-деталей, смещение их друг относительно друга, несоосность, величину зазора между контакт-деталями, наплыв стекла колбы и состояние покрытия контакт-деталей.

2 з.п.ф-лы, 3 ил. блока 11 индикации видов брака подключен к выходу блока 10 обработки сигналов.

Датчик 12 испытательной нагрузки выполнен в виде генератора 13 тока, образцового резистора 14, детектора 15, причем первый выход датчика 12 испытательной нагрузки соединен с вторым выводом геркона и входом синхронизации блока 3 временной селекции.

На фиг.2 показана структурная схема блока 10 обработки сигналов, в состав которой входят четыре группы контроля из (N+1) двухуровневых компараторов 16 и (N+1) четырехвходовых схем И 17, где N — число контролируемых параметров герконов, причем каждый вход каждой четырехвходовой схемы И 17, соответствуюшей определенному контролируемому параметру, подключен к выходу одного из компараторов 16 каждой из четырех групп контроля, соответствуюшего тому же самому определенному контролируемому параметру в этой группе контроля, выход четырехвходовой схемы

И 17 соединен с соответствуюшим этому контролируемому параметру индикатором брака в блоке 11 индикации видов брака, все первые управляюшие входы двухуровневых компараторов 16 объединены и подключены к выходу датчика 12 нагрузки, в каждой группе контроля вторые информационные входы двухуровневых компараторов

16 объединены, информационные входы двухуровневых компараторов 16 первой группы контроля соединены с выходом первого частотного анализатора 6, информационные входы двухуровневых компараторов второй группы контроля соединены с выходом второго частотного анализатора 7, информационные входы двухуровневых компараторов третьей группы контроля соединены с выходом первого амплитудного анализатора 8, информационные входы двухуровневых компараторов четвертой группы контроля соединены с выходом второго амплитудного анализатора 9.

1272374

Кроме того, устройство (фиг.1) содержит источник ИГ периодически изменяющегося электрического напряжения и подключенную к его выходу катушку управления КУ, с помощью которых возбуждаются колебания контакт-деталей контролируемого геркона.

Испытательный режим подбирается таким, чтобы геркон работал с определенной нагрузкой, при которой его контакт-детали соударяются и трутся друг о друга с такими усилиями, при которых появляются механические и акустические колебания, позволяющие путем их дальнейшей обработки выявить характер дефектов (или их отсутствие) в контролируемом герконе.

На фиг.3 приведены практически снятые осциллограммы колебаний контакт-деталей геркона за один полный цикл при периодических срабатываниях. На этих осциллограммах т — интервал времени, когда контакт-детали находятся в разомкнутом состоянии, т — интервал времени, когда контактдетали замкнуты. Как видно по фиг.3, частотные составляющие для этих двух интервалов различны. Кроме того, характер колебаний контакт-деталей различен для герконов разного качества, что видно из сравнения осциллограмм а и б (фиг. 3), снятых у двух герконов одного типа, но с различными дефектами.

Устройство работает следующим образом.

Возбуждаемый источником ИГ в катушке КУ ток создает периодически изменяющееся магнитное поле, которое воздействует на контакт-детали контролируемого геркона

МК, заставляя их колебаться в определенном испытательном режиме. При этом контакт-детали соударяются и трутся друг о друга своими рабочими поверхностями и в них возникают механические и акустические колебания, которые распространяются вдоль контакт-деталей, внешние концы которых являются выводами геркона. Механически соединенный с выходом пьезоэлектрический датчик преобразует эти колебания в электрические сигналы, которые усиливаются усилителем 2 и поступают на блок 3 временной селекции. Последний позволяет выбрать из общего спектра поступающих с пьезоэлектрического преобразователя сигналов сигналы двух характерных для работы временных интервалов — для разомкнутого и замкнутого состояний — контакт-деталей.

С выхода блока временной селекции разделенные сигналы поступают на блоки 4 и 5 полосовых фильтров, каждый из которых имеет свою полосу пропускания. Сигналы, прошедн ие через фильтры, поступают на частотные 6 и 7 и амплитудные 8 и 9 анализаторы. На выходе амплитудных анализаторов вырабатывается постоянное напряжение, пропорциональное среднему значению сигнала в полосе пропускания соответствующего полосового фильтра, а на выходе частотных анализаторов — постоянные напря5

10 !

45 жения, пропорциональные частоте составляющих спектра с максимальной амплитудой. При этом одновременно фиксируются характерные особенности спектров колебаний как для разомкнутых, так и для замкнутых состояний контролируемого геркона.

Выходные сигналы амплитудных и частотных анализаторов подаются на блок 10 обработки сигналов, на входе которого установлены четыре группы контроля, состоящие из двухуровневых компараторов 16. Число компараторов в каждой группе (N+1) где

N — число видов брака контролируемых герконов. Уровни срабатывания всех компараторов индивидуальны и определяются интервалами возможных значений напряжений на выходах амплитудных и частотных анализаторов соответственно годных герконов и герконов с определенными видами брака.

Для каждого конкретного дефекта однотипных контролируемых герконов характерны свои соотношения частот и амплитуд составляющих спектров частот в разомкнутом и замкнутом состояних контакт-деталей.

Логические сигналы с выходов компараторов 16, выделяющие в своей группе сигналы, соответствуюшие конкретному дефекту геркона, поступают на входы схем И 17. При наличии на всех входах какой-либо схемы И уровней логической единт цы на выходе этой схемы вырабатывается сигнал, который поступает на индикатор 1! вида брака, который показывает вид брака или его отсутствие у контролируемого геркона. Синхронизация и стабилизация работы устройства осуществляется при помощи датчика 12 испытательной нагрузки, выходы которого связаны с блоком временной селекции и блоком обработки сигналов. Кроме того, датчик 12 испытательной нагрузки предназначен для обеспечения токовой нагрузки геркона. В принципе различные испытания герконов могут производиться как с полностью отключенными контактами (так называемый режим сухой цепи), так и в режиме токовой нагрузки. Как правило, испытания в режиме токовой нагрузки являются более информативными и дают более близкие результаты к реальному режиму работы геркона. Необходимый режим токовой нагрузки, определяемый ТУ для каждого типа геркона, обеспечивается генератором 13 тока.

Именно наличие таковой нагрузки и позволяет определить состояние контактов;.ориона (замкнуто-разомкнуто) и, следовательно, получить сигнал для синхронизации работы устройства. Блок временной селекции получает от датчика испытательной нагрузки сигналы о моментах размыкания и замыкания контакт-деталей контролируемого геркона. Зти сигналы синхронизируют работу блока временной селекции, разделяющего ко1272374

Формула изобретения

1. Устройство для контроля качества изделий, содержащее последовательно соединенные преобразователь механических и акустических колебаний в электрические сиг- 45 калы, усилитель, блок фильтров, анализирующий блок спектра сигналов, блок обработки сигналов и датчик нагрузки, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности контроля качества герметизированных магнитоуправляемых контактов (герконов), повышения достоверности контроля и расширения эксплуатационных возможностей устройства путем обеспечения возможности одновременной оценки геометрических и технологических показателей герконов, в устройство введены блок временной селекции, блок индикации видов брака и источник возбуждения обмотки управления ислебания геркона на два характерных участка т и т2. Изменение токовой нагрузки может приводить к некоторому изменению спектров акустических колебаний, поэтому необходимо либо принимать меры по жесткой стабилизации режима, либо вводить коррекцию в работу блока обработки сигналов.

Коррекция работы блока обработки сигналов производится следующим образом. Импульсное напряжение с образцового резистора 14 преобразуется детектором 15 в постоянное напряжение, несущее информацию о величине испытательной нагрузки и ее соответствии заданному значению. Это напряжение поступает на управляющие входы всех компараторов 16 блока 10 обработки сигналов. В результате при случайных изменениях испытательной нагрузки уровни срабатывания компараторов изменяются в соответствии с изменениями спектров акустических колебаний геркона.

Таким образом, предлагаемое устройство, предназначенное для проведения комплексного контроля герконов по геометрическим характеристикам и технологическим показателям, позволяет с высокой достоверностью эффективно выявлять одновременно многие информативные параметры, определяющие качественные характеристики и виды брака контролируемых герконов. С помощью предлагаемого устройства можно контролировать такие качественные характеристики герконов, как величина перекрытия контакт-деталей, смещение их друг относительно друга, несоосность, величину зазора между кситактдеталями, наличие посторонних частиц в герконе, наплыв стекла колбы, целостность колбы, состояние покрытия контакт- деталей и т. п. Причем одновременная, интегральная оценка качества геркона значительно сокращает время контроля (в два — три раза).

Предполагаемая экономическая эффективность от использования изобретения только в производстве герконов составляет около

9000(1 руб. в год.

40 пытуемого геркона, причем первый вход блока временной селекции подключен к первому выходу датчика нагрузки, второй вход временной селекции соединен с выходом усилителя, первый выход блока временной селекции подключен к входу первого блока фильтров, второй выход блока временной селекции подключен к входу второго блока фильтров, вход блока индикации подключен к выходу блока обработки сигналов, причем анализирующий блок спектра сигналов выполнен двухканальным, первый канал анализирующего блока спектра сигналов содержит первый частотный анализатор и первый амплитудный анализатор, включенные параллельно, второй канал анализируемого блока спектра сигналов содержит второй частотный анализатор и второй амплитудный анализатор, включенные также параллельно.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок индикации видов брака содержит индикаторы брака по числу контролируемых параметров Х, а блок обработки сигналов содержит (N+ 1) четырехвходовых схем И и четыре группы контроля, каждая из которых содержит (N-+1) двухуровневых компараторов, причем каждый вход каждой четырехвходовой схемы И, соответствующей определенному контролируемому параметру, подключен к выходу одного из компараторов каждой из четырех групп контроля, соответствующему тому же контролируемому параметру в этой группе контроля, выход четырехвходой схемы И соединен с соответствующим этому контролируемому параметру индикатором брака в блоке индикации видов брака, все управляющие входы двухуровневых компараторов объединены и подключены к выходу датчика нагрузки, в каждой группе контроля информационные входы двухуровневых контакторов объединены, информационные входы двухуровневых ком параторов первой группы контроля соединены с выходом первого частотного анализатора, информационные входы двухуровневых комп араторов второй группы контроля соединены с выходом второго частотного анализатора, информационные входы двухуровневых компараторов третьей группы контроля соединены с выходом первого амплитудного анализатора, информационные входы двухуровневых компараторов четвертой группы контроля соединены с выходом второго амплитудного анализатора.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что датчик нагрузки выполнен в виде генератора тока, детектора и нагрузочного резистора, причем вход детектора подключен к выходу генератора тока, выход детектора соединен с входом блока обработки сигналов, нагрузочный резистор включен последовательно в цепь указанного генератора тока и к выводам для подключения испытуемого геркона.

1272374

Составитель H. Малахова

Редактор Е. Папп Texpeд И. Верес Корректор М. немчик

Заказ 6343/50 Тираж 643 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4