Устройство для разделения разногабаритных предметов

 

Изобретение относится к автоматам для разделения и сортировки разногабаритных предметов и позволяет повысить эффективность путем повышения быстродействия работы автомата . Автомат содержит подающий и приемный конвейеры и сепаратор, выполненный в виде станины с наклонно укрепленным на ней с т;озможяостьн:1 вр;щения диском, на оси которогс-) расположены прижимы. В нижне части станины диск имеет ограждение, в р;отором установле(пл фотолптчики уг рлвления подающим транспортером, датчики положения предметов и датчики положения прижима. В верх- Heii части станины находится сбрасы- (а гель, а на кронштейне укреплен исполнительиьп -i механизм п оижимо. При попадании предметов на диск сигнал1з1 датчиков обрабатываются в управляющем устройстве. В случае прохождения прижима над KpainiHM предметом происходит захват предмета и перемещение его в зону действия сбрасьпзателя. Последни осуществляет сбраоглвание предмета на прием1-а,п 1 KOHFsefiep. 1 ч. п. ф-шл, 7 ил. (/: с со оо ел со о

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

1590 А1 (19) (11) (51) 4 В 07 С 1/02

ВС»

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4062182/31-12 (22) 24,04.86 (46) 23,08.87, Бюл. № 31 (71) Всесоюзный заочный электротехнический институт связи (72) В, В. Базыкин, А. В. Петраков и А. Н. Фадеев (53) 62-229. 82 (088. 8) (56) Автор cloe свидетельство СССР

¹ 465232, кл. В 07 С 1/02, 1975. (54) АВТОМАТ ДЛЯ РАЗДЕ. 1ЕНИЯ РАЗ НОГАБАРИТНЫХ ПР ЕДМЕТОВ (57) Изобретение относится к авто— матам для разделения и сортировки разногабаритнь?х предметов и позволяет повысить эффективность путем повышения быстродействия работы автомата. Автомат содержит подающий и приемный конвейеры и сепаратор, выполненный в виде станины с наклонно у?,1:{ I?ëåí?{T?ì на ней с возмокностью

?{р;3???е?{ия диском, на оси которо{ о р? с?? оложе?ы прижи ?ь.. В н?{жне?{ ча сти станины диск имое-, с? р;{жде?{1{е, в котором устало?3?е???? фi то.?ëò÷i{T..I{ управле?II{{I подающим тр,ll?oï, ртером, датчl{ки положения ?{)и ;,??еетов и;?от п{ки положения пр?{ж?{ма. В верн:— ейй части станина? нахо;и? т ся с бр «сь.—

I3:i T с ль, а на кр онштейне укр е.? ле н

{сполнитель?{ыи меха?в{ 3?? ?To?{; :I{ l(l?3

I1j3I{ попадании пре;1. It oR на .1?{,"K нала? датчиков обрабатыв l?{TTся в у?I равляющем устройстве. В случае прохождения прижима над кр ай? и?и прсд— метом происходит захват предмет» и пер емещение е го в зону де? {ств?{я сбрасывателя. Последний осущсст? ляет сбрасывание предмет . ?{а T?p;Iei{lsi?{

?Toll i3 йе)3 . 1 3 . II ф ль? / ?? -I .

Изобретение относится к автома, ческим устройствам для разделения или сортировки разногабаритных предметов из хаотического многорядного потока предметов с потактовой их выдачей по одному и может найти применение в технологических линиях обработки штучных грузов, например почтовых посылок, Цель изобретения — повышение эффективности путем повышения быстродействия работы автомата.

На фиг. 1 схематично изображено предложенное устройство с частичным вырезом стенки ограждения, общий вид; на фиг.2 — вид А на фиг, 1; на фиг, 3 — эпюры входных и выходных сигналов датчиков; на фиг. 4 алгоритм работы блока управления; на фиг. 5 — его структурная схема; на фиг, 6 — функциональная схема первого логического блока; на фиг. 7 — структурная схема второго логического блока, Устройство для разделения разногабаритных предметов содержит подающий ) и приемный 2 конвейеры, станину 3, ограждение и, диск 5, прижимы 6, элемент 7 регулировки прижима, k датчиков наличия предметов (в рассматриваемом примере k=2 первый 8 и второй 9 датчики), толкатель 10 датчиков 11 положения предметов, 1 датчиков 12 положения прижима, блок 13 управления, кронштейн

14 и датчик 15 положения толкателя.

Устройство работает следующим образом.

В момент t его включения диск

5 вместе с установленными на нем п прижимами 6 (n=3), которые первоначально отжаты, начинает вращаться с постоянной угловой скоростью;о и приводит в движение толкатель 10, представляющий собой два Г-образных захвата, диаметрально противоположно прикрепленных к оси, которая установлена в подшипнике станины 3 перпендикулярно плоскости диска 5. Скорость вращения толкателя 10 равна 2 =ы п/2, причем при прохождении любого из прижимов 6 вблизи оси толкателя 10 его Г-образные захваты находятся на касательной диску 5. Подающий транс портер 1 с хао тиче ски расположенными предметами 16 в этот момент включен ..1о гиче ские со стояния датчиков наличия предметов 8 и 9

55

40 равны "О" (соответственно фотобарьеры открыты), поэтому происходит включение подающе ro тр анспортера 1 в момент времени t, (фиг. За) . Он будет работать до Момента времени, пока первая партия предметов 16 не свалится на диск 5 и не пересечет первый фотобарьер (состояние датчика

8 Di =1, фиг. 35), При попадании предметов 1 6 на вращающийся наклонный диск 5 за счет сложного взаимодействия силы тяжести, центробежной силы, силы трения между предметами 16 и диском 5, а также силы трения между предметами

16 и ограждением 4 происходит их перемещение вниз по ходу вращения дис ка, При пересечении первого фотобарьера подающий транспортер 1 выключается (фиг, За) и на время с включается таймер (D =1) блока 13 управления, Величина т выбирается таким образом, чтобы не допустить повторного включения подающего транспортера 1, когда предметы 16 уже прошли первый фотобарьер (момент времени на фиг. 3 ), но еще не достигли второго фотобарьера (состояния датчиков 8 и 9 наличия предметов соответственно равны: D,=D =О), В момент времени t предметы 16 достигают второго фотобарьера, состояние

Э датчика 9 становится равным D =1 (фиг. 3 ), и только после этого (,. ) t ) на выходе D, таймера появляется сигнал логического "0 . В отрезок времени (tz, t g предметы 16 находятся в зоне второго фотобарьера (D =1), но еще не достигли самого нижнего положения диска 5. Поэтому логические состояния датчиков 1 положения предметов равны: g, = 6

=... =6 — 0, а их логическая сумма

Г

6 = 0; =О (фиг. ЗЭ) . Как только в

i =! момент времени t первый из предме—

7 тов 16 пересечет самую нижнюю точку диска 5, то О = 1, а в блоке 13 управления вычисляется значение 9 е го у глово го положения .

В секторе ограждения 4 с максимальным угловым размером 3

1 МаКс

360 /n от нижней точки диска 5 по ходу е го»р ащения пар аллельно над 1 датчиками 11 положения предметов установлены 1 датчиков 12 положения прижима. Поскольку в любой момент времени в секторе величиной (1 не может находиться более одного из з 133 и прижимов 6, то соответственно не может быть двух датчиков 12 положе— ния прижима, имеющих логический уровень "1", т ° е. g = 1, а уровень остальных равен "0 — (1 ; =О, при

1,2. ..1, igj . Блок 13 управления анализирует состояние датчиков 11 и 12, 6;, Q (i=1 2,...1) и сравнивает текущее угловое положение Ф, m =

=1,2,...,n, (фиг. 3e) прижима 6, находящегося в зоне расположения датчиков 12, с величиной 9

Если в некоторые моменты времени (t9» t„ ° t,ç на Фиг. Зе) имеет место равенство = 9„ „,, (это означает, что прижим 6 находится над крайним предметом 16), то выбирается команда С 1 на элемент 7 регулировки прижима и происходит срабатывание этого прижима 6 (прижатый прижим на фиг, 1 и 2 зачернен), Вследствие резкого увеличения силы трения меж— ду крайним предметом 16 и диском 5 за счет вращения последнего против часовой стрелки (фиг. 2) этот предмет начинает перемещаться вверх, Как только он вместе с прижимом 6 дос— тигает зоны действия толкателя 10, то состояние „ датчика 15 положения толкателя, расположенного в этой зоне и механически связанного с ограждением 4, становится равным

"1" (41<+, =1, фиг. 3)), вырабатывается команда элементу 7 регулировки прижима на освобождение прижима

6 (моменты времени tom, t z на фиг, Зж), и последний поднимается в исходное положение, т.е. на высоту, большую максимального габаритного размера предметов 16. Одновременно с этим происходит подхватывание освобожденного предмета 16 Г-образным захватом толкателя 10 и перемещение этого предмета на приемный конвейер 2, Указанная последовательность операций продолжается до тех пор, пока не освободится зона второго фотобарьера (Dz=0) . Тогда включается подающий тр анспортер 1, на вращающийся диск 5 поступает новая партия предметов 16, и цикл работы устройства повторяется в соответ— ствии с алгоритмом, представленным на фиг. 4.

Прижим л 6 конструктивно выполнены, например, в виде неравноплечих рычагов, на обоих концах которых установлены пластины из магнитного

l 590

55 материала, причем короткое плечо соединения пружиной с Г-образным ответвлением от оси диска (фиг. 1), В нормальном положении длинное плечо рычага поднято, но как только поступает команда С„ на элемент 7, то происходит подъем короткого плеча и опускание длинного плеча прижима 6, т,е ° прижимание предмета

16 к плоскости диска 5. При прохождении прижимом 6 зоны действия толкателя 10 элемент 7 регулировки прижима выключается, и прут на возвращает прижим 6 в исходное положение.

Датчики 11 положения предмета представляют собой фотодиоды, подсветка которых осуществляется вблизи оси диска с помощью источника света, прикрепленного к кронштейну

15, а датчики 1 2 положения прижима и датчик 15 положения толкателя магниточувствительные контакты, ко— торые замыкаются при приближении магнитного материала, укрепленного на концах прижимов 6.

Толкатель 10 выполнен в виде двух

à — образных захватов, диаметрально противоположно укрепленных на оси, установленной в подшипнике станины 3 на угловом расстоянии 360 и от нижней точки диска 5 по ходу его вр ащения . Для обеспечения необходи— мой скорости вращения sg = а п/2 толкателя 10 служит передача с его оси на ось диска 5.

Элемент 7 регулировки прижима представляет собой электромагнит, прикрепленный к станине кронштейном

15 в угловом секторе величиной

360 n. Включение и выключение эле— о мен та 7 происходит па команде С д блока 13 управления. Блок 13 управления может быть реяли зован в соответствии с представленным на фиг. 4 алгоритмом работы р аз ными аппар атурными средствами: на элементах "жесткой логики, на основе программируемых логических матриц, на базе микро— процессоров. Последний вариант особенно предпочтителен при большом числе датчиков 11 и 12 положения предметов и положения прижимов. Однако прн

1 (10 — 15 целесообразна аппаратурнал реализация блока 13 управления на элементах "жесткой" логики или программируемых логических матрицах по структурной схеме, по к l ç «нной на фиг. 5. Согласно фиг. 5 блок 13 уп5

13 равления содержит второй 17 и первый

18 регистры, второй 19 и первый 20 логические блоки, третий регистр 21, генератор 22 импульсов и триггер 23, причем 1 информационных входов первого регистра 18 подключены к выходам д,, 6,..., 8 датчиков 11 положенияя пр едме то в, два (k=2) инфор мационных входа второго регистра 17 — соответственно к выходам D<, Dz первого 8 и второго 9 датчиков наличия предметов, а 1 информационных входов третьего регистра — соответственно к входам,, 4>,...,сне датчиков 12 положения прижима, выход,), датчика 15 положения толкателя соединен с установочным входом триггера 23, выход последнего подключен к управляющему входу элемента 7 регулировки прижима, выход второго логического блока

19 — к входу пускателя подаю1цего транспортера 1, выход генератора 22 импульсов — к тактовым входам блоков 17, 1 8, 19 и 21, выходы же первого 18 и третьего 21 регистров подсоединены к соответствующим входам пер ного логического блока 20, выход последнего соединен с входом триггера 23, а выходы второго регистра

17 — с входами второго логического блока ) 9.

Генератор 22 формирует эквидистантную последовательность тактовых импульсов с частотой следов ания Е

1/Т, где интервал Т выбирается из условия: Т - 2й/п1е1, В моменты времени t = (m-1) Т, m=1, 2... °, происходит запись текущих -значений 9,, Н ...,ДЕ, 4,,t!1. ...,,4. Е, Di, Dz н регистры 17, 18 и 21. Задержанные на один такт коды А,, Й ..... g u

1>,, „,,..., ()Е сравниваются в первом логическом блоке 20, Математически его работа описывается уравнением т ! булевой алгебры: Y = Эр 1, + pе q

" г-,Е<,+ЭЕ Е ЭЕ-i 1 g- ЭЕ-г Ч e-z +

6 ч е6<- 4е- Эеz" е z

«6, g!,, а функциональная схема приведена на фиг. 6. Очевидно, что первый логический блок 20 может быть ре31590 формула изобретения

50

40 яние его выхода равно С = Э, +0 +1)r т ° е. С„, = 0 только при D, =D =Э =О.

Принцип работы второго логического блока очевиден и поясняется эпюрами на фиг. Зр

Предложенное устройство имеет лучшие технические характеристики и выгодно отличается от известного, Оно обладает более высокой производительностью, поскольку скорость разделения предметов определяется скоростью вращения диска е, число прижимов и и равна V = u и/2 предметов в секунду, В известном устройстве этот параметрр существенно хуже, особенно при использовании двух и более ступеней сепарации, что связано также со старт-стопным характером работы промежуточных конвейеров, При этом с предложенного устройства на приемный конвейер предметы поступают ритмично через интервал времени Т = 2 «/G3q

Р и этот интервал легко регулируется варьированием скорости вращения диска. Для решения такой технической задачи с помощью известного устройства требуется дополнительное оборудование, которое изменяет скорость движения промежуточного конвейера в зависимости от расстояния между предметами. Кроме того, с помощью предложенного устройства можно разделять наложенные друг на друга предметы, например в два слоя, Хаотически наваленные предметы, попадая на вращающийся наклонный диск, упорядочиваются в однорядный, однослойный поток и легко разделяются. Известное устрой— ство такой возможностью не обладает.

1. Автомат для разделения разногабаритных предметов, содержащий приемный и подающий конвейеры, размещенные перпендикулярно один относительно цруго го, се пар атор, датчики наличия предмета и блок управления, о т л и— ч а ющи и ся тем, что, с целью повышения эффективности путем повышения быстродействия работы автома55 ализонан в виде многонходовых логических элементов И и одного 1-входового логического элемента ИЛИ (кружок на входе означает инверсию) .

Второй логический элемент 19 содержит (фиг. 7) таймер 24 с временем задержки =1«Т (где 11 — целое число) и логический элемент И:1И 25, а состота, сепаратор имеет датчики положения предмета, положения толкателя и положения прижима и выполнен в виде диска, установленного на стани— не с ограждением наклонно с возможност ью нр ащения и снабженно го прижимами с элементом регулировки прижима и толкателем, связанным с датчиком

13315 положения толкателя, причем датчики положения предмета и датчики поло— жения прижима установлены вдоль ограждения между нижней точкой диска и толкателем, а датчики наличия

5 предмета установлены вдоль ограждения между подающим конвейером и нижней точкой диска, 2. Автомат по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что блок управления содержит регистры, логические блоки, генератор импульсов и триггер, выход которого соединен с элементом регулирования прижима, а первый вход — с выходом первого логического блока, первые входы которого соединены с выходами первого регистра, первые входы которого связаны с выхо90 дами датчиков положения прижима, причем второй вход первого регистра соединен с выходом генератора импульсов, с первым входом второго логиче ско ro блока и с пер выми входами второго и третьего регистров, вторые входы которых связаны соответственно с выходами датчиков наличия пр едметов и датчиков положения предметов, при этом выходы второго регистра соединены с вторыми входами второго логического блока, выходом соединен— ного с входом включения подающего транспортера, при этом выходы третьего регистра соединены со вторыми входами первого логического блока, а второй вход триггера связан с нходом датчика положения толкателя

Вид 4

Сп

Си

1331590

Спт!., Хачатуроьа : .;;н i ка Корректор А, Ильин I "), О (,>,le, ) 1К

I,,lI!I!! .III . L L I Ij, c1jItiJIE 7 j еTЗ ((Р

;It л. м 3 (тени!::l, крытий

Раун о;,; н н;Ы., д, 4/з

11одписное

; (,,, i d!)3 . - Гъо е: р с»д!р ил -.;«-., 1 . УжГор од, ул. Проектная 4