Поточная линия ультразвукового контроля изделий с цилиндрическими поверхностями и автомат сканирования ультразвуковым преобразователем

 

Изобретение относится к средствам автоматизации контроля качества и может быть использовано для обнаружения дефектов в изделиях с цилиндрическими поверхностями, например блоков цилиндров о Целью изобретения является позьшение производительности за счет автоматизации переноса ультразвукового преобразователя с одного цилиндра на другой контролируемый цилиндр и автоматизации процесса сканирования ультразвукового преобразователя по винтовой линии. Устройство содержит толкающий конвейер , по которому перемещаются контролируемые изделия в зону контроля, конвейер для транспортирования годных изделий от места контроля, бункер для отбракованных изделий и автомат сканирования ультразвуковым .преобразователем, а также электронную схему управления перемещением объектов контроля и автомат сканирования . Перед началом контроля поточная линия настраивается на заданный типоразмер контролируемых; изделий. путем введения программ в блоки схемы управления, после чего контролируемые объекты по толкающему конвейеру подаются в зону контроля, устанавливаются автоматически на столик контроля и контролируются автоматом сканирования о Годные изделия поступают на конвейер годных изделий, негодные изделия - в бункер о 2 с. и 3 з.п.ф-лы, 15 ил. с О Од СП 05

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (д11 4 G 01 N 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3982123/25-28 (22) 26.11,85 (46) 30,12.8?. Бюл. Р 48 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по разработке неразрушающих методов и средств контроля качества материалов (72) В.Н.Верещагин, О.P.Çàe îðîâñêèé, В.Т.Бобров и В.А.Чегоринский (53) 620.179.16 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1173305, кл.G 01 М 29/04, 1983, (54) ПОТОЧНАЯ ЛИНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО

КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ С ЦИЛИНДРИЧЕСКИМИ

ПОВЕРХНОСТЯМИ И АВТОМАТ СКАНИРОВАНИЯ

УЛЬТРАЗВУКОВЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕ, ДМ . (57) Изобретение относится к средстBRM автоматизации контроля качества и может быть использовано для обнаружения дефектов в изделиях с цилиндрическими поверхностями, например блоков цилиндров. Целью изобретения является повышение производительности за счет автоматизации переноса ультразвукового преобразователя с одного цилиндра на другой контроли„„SU„„-1363056 д1 руемый цилиндр и автоматизации процесса сканирования ультразвукового преобразователя по винтовой линии.

Устройство содержит толкающий конвейер, по которому перемещаются контролируемые изделия в зону контроля, конвейер для транспортирования годных изделий от места контроля, бункер для отбракованных изделий и автомат сканирования ультразвуковым .преобразователем, а также электронную схему управления перемещением объектов контроля и автомат сканирования. Перед началом контроля поточная линия настраивается на заданный типоразмер кантролируемьы изделий, путем введения программ в блоки схемы управления, после чего контролируемые объекты по толкающему конвейе-. ру подаются в зону контроля, устанавливаются автоматически на столик контроля и контролируются автоматом сканирования. Годные изделия поступают на конвейер годных изделий, негодные изделия — в бункер. 2 с. и

3 з.п.ф-лы, 15 ил.

1363056

Изобретение относится к средствам автоматизации контроля качеСтва и может быть использовано для обнаружения дефектов в изделиях с цилиндрическими поверхностями, например блоков цилиндров.

Целью изобретения является повышение производительности и расширение области применений. 10

На фиг.l изображена схема поточной линии; на фиг.2 — блок-схема управления поточной линией; на фиг.3 — схема сканирования по винтовой линии", на фиг.4 — схема сканирования по образующей цилиндра; на фиг.5 — структурная схема блока программного управления автомата сканирования, на фиг.6 — схема рабочего и холостого хода и шага сканирования по образующей цилиндра; на фиг.7 автомат сканирования,вид сверху; на фиг.8 — разрез А-А на фиг.7; на фиг.9 — разрез Б-Б на фиг.7; на фиг.10 — .разрез В-В на фиг.9; на

25 фиг.ll — схема набора шестерен гитары при сканировании по схеме на фиг.З; на фиг.l2 — то же, по схеме на фиг,4; на фиг.13 — механизм позиционирования контролируемых цилинд30 ров и агтомат сканирования, на фиг.14 — вид Г на фиг.13; на фиг.15 разрез Д-Д на фиг.14.

Поточная линия контроля качества изделий с цилиндрическими поверхнос- 35 тями состоит из шагового толкающего конвейера 1 для подачи контролируемых изделий в зону контроля с приводом 2, конвейера 3 для транспортирования праконтролированных,годных изделий с приводом 4, бункера 5 для отбракованных изделий, первого промышленного робота 6 подачи изделий с конвейера l на место контроля и снятия проконтролированных изделий и подачи их на конвейер 3 либо в бункер

5 с системой 7 управления этим роботом 6, общего блока 8 управления, с которым-электрически соединена систе/ ма 7, установленного рядом с общим блоком .8 управления и электрически соединенного с ним регистрирующего электронного блока 9, оостоящего из приемопередающего тракта и схемы 10 обработки сигналов ультразвукового 55 дефектоскопа и соединенного электрически с ней цифропечатающего регистратора 11, и по меньшей мере одного автомата 12 ультразвукового контроля, в который входят, помимо блока 9, второй промышленный робот 13 с системс@

14 управления им, по меньшей мере один рабочий стол 15 с механизмами 16, 17 и 18 позиционирования: контролируемых изделий, а также автомат 19 сканиро-..: вания ультразвуковым преобразователем 20. Второй промьппленный робот 13 е служит для перемещения автомата. 19 сканирования.

Каждый механизм позиционирования кочтролируемых цилиндров состоит из автономного привода 21, столика 22, связанного с приводом 21 посредством фрикционного шкива 23„ электромагнитно-управляемого упора 24 с подпружи<: ненным штоком 25. Столик 22 имеет на воем днище с нижней стороны углубления 26, расположенные напротив каждого цилиндра контролируемого изделия, который устанавливается на верхнюю сторону столика 22.

Автомат 19 сканирования ультразвуковым преобразователем 20 состоит иэ блока 27 программного управления, электрически соединенного с блоками. 8 и 9, токоподвода 28 от приемопередающего тракта ультразвукового дефектоскопа к ультразвуковому преобразователю 20, датчиков ближнего 29 и дальнего 30 положения ультразвукового преобразователя 20, электрйчески связанных с блоком 27, и механизма перемещения ультразвукового преобразователя 20. Механизм выполнен в виде винта 31 с поводковой гайкой

32, содержит шпиндель 33 в виде шлицевого вала с датчиком 34 его оборотов и исходного положения, электрически связанного с блоком 27 программного управления, коробку 35 скоростей, соединенную с приводом — реверсивным электродвигателем 36, электрически связанным с блоком 27, Коробка

35 скоростей имеет понижающий редуктор 37, гитару 38 сменных шестерен, которая в зависимости от заданной схемы сканирования по фиг,З или набирается по схеме на фиг.ll или

12, обгонную муфту 39, электромагнитную муфту 40 холостого хода, электромагнитную муфту 41 рабочего хода, связанные между собой шестернями

42 и 43 через паразитную шестерню 44, и два выходных вала 45 и 46, один из которых (вал 45} соединен со шпин45 з 13630 делем через карданное соединение 47, а другой (вал 46) — с ходовым винтом

31. Муфты ) и 41 электрически связаны с блоком 27 программного управле5 ния.

Кроме того, автомат 19 сканирования имеет устройство шагового перемещения ультразвукового преобразователя 20, которое состоит из рейки

48, прикрепленной к корпусу механизма перемещения ультразвукового преобразователя 20, червячного редуктора, на вал 49 которого посажена шестерня 50 с храповым устройством 51, а червячная шестерня 52 соединена со шпинделем 33 с помощью шлицевой втулки 53.

Корпус червячного редуктора взаимодействует с поводковой гайкой для возвратно-поступательного перемещения по направляющим 54 и 55.

На. рабочем участке подающегд транспортера установлен фиксатор 56 конт-.; ролируемых изделий, выполненный, на- 25 пример, в виде фотосопротивления с электролампочкой, электрически связайный с управляющим олоком 8, Блок 27 программного управления 30 автомата 19 сканирования ультразвуковым преобразователем 20 содержит схему 57 счета оборотов шпинделя, соединенную с ней схему 58 фиксации исходного положения ультразвукового преобразователя 20, соединенную со схемой 57 схему 59 счета цилиндров, схему 60 связи с системой 14 управления вторым роботом 13, три схемы

61 управления соответствующими влек- 4р тромагнитными упорами механизмов 16, 17 и 18 позчционирования цилиндров, размещенных на каждом рабочем столе

15, схему 62 счета блоков цилиндров, соединенную с последней схему 63 учета рабочих столов 15, запоминающее устройство (память) 64, а также последовательно соединенные схему 65 связи с электромагнитной муфтой 41 рабочего хода, схему 66 связи с датчиком 30 дальнего положения, схему

67 управления реверсивным электродвигателем 36, схему 68 связи с датчиком 29 ближнего положения и схему 69 связи с электромагнитной муфтой 40 холостого хода. Кроме того, блок 2? имеет процессор 70, связанный со схемами 57 — 69, а также с запоминающим устройством 64.

56 4

Поточная линия контроля иэделий цилиндрической формы работает следующим образом.

Перед началом контроля линия настраивается на заданный типоразмер контролируемых изделий, например блока цилиндров, путем установки со ответствующих программ в блоке 27 программного управления и системах

7 и 14 управления промышленными роботами 6 и 13, а также в регистрирующем электронном блоке 9. Работа поточной линии начинается с включения привода 2 шагового толкающего конвейера 1 по команде общего блока -8 управления.

При поступлении контролируемого объекта — блока цилиндров на рабочий участок конвейера 1 общий блоê 8 управления подает команду в систему

7 управления первым промышленным роботом 6 и последний сцепляется с блоком цилиндров, переставляет его с подающего транспортера 1 на столик

22 первого механизма позиционирования цилиндров первого рабочего стола 15 и расцепляется с блоком цилиндров.

В это время конвейер 1 делает по команде блока 8 один шаг и подвигает на рабочий участок очередной блок цилиндров. Тогда по сигналу фиксатора 56 контролируемых изделий на рабочем участке конвейера 1 блок 8 подает команду в систему 7 управления первым промышленным роботом 6, и последний переставляет очередной блок цилиндров с рабочего участка конвейера 1 на столик 22 другогс механизма позиционирования цилиндров первого рабочего стола 15. Далее процесс повторяется до тех пор пока блоки цилиндров не будут установлены на столиках всех механизмов позиционирования всех рабочих столов автомата ультразвукового контроля. По окончании установки блоков цилиндров на рабочие столы 15 робот 6 возвращается в исходное положение, а блок 8 выключает привод 2 конвейера 1 и по-, дает команду на блок 27 программного управления, который через свою схему

60 и систему 14 управления вторым промышленным роботом 13 подает команду на перемещение автомата 19 сканирования автомата. 12 ультразвукового контроля с исходного в рабочее положенче, при котором ультразвуковой преобразователь 20 устанавливается

1363056

10 водковой гайки 32 сообщает ультразву- 25 муфту 40 холостого хода и посредством б

40 шпинделю 33, который, в свою очерець, вращает ультразвуковой преобразователь 20. По завершении одного полно- 60 над первым цилиндром блока цилиндров, установленного первым роботом 6 на столике 22 первого механизма 16 лозиционирования цилиндров первого рабочего стола 15, о чем система 14 подает сигнал в блок 27 программного управления, Далее автомат 19 сканирования автомата 12 ультразвукового контроля работает в зависимости от выбранной схемы контроля следующим образом. .При схеме сканирования по винтовой линии (фиг.3) блок 27 программ-с ного управления через процессор 70, схемы 68 и 67 включает реверсивный электродвигатель 36 и .через схему

69 — электромагнитную муфту 40 холостого хода коробки 35 скоростей.

При этом вращение от электродвигателя 36 через понижающий редуктор 37, шестерни 42,43, 44 и выходной вал 46 передается ходовому винту 31, который, в свою очередь, посредством поковому преобразователю 20 поступательное движение по направляющим 54 и 55 вниз до упора в дно первого цилиндра и срабатывания датчика 30 дальнего положения, Последний через схемы 66 и 67 блока 27 программного управления реверсирует электродвига-. тель 36, через процессор 70, схемы

68 и 69 выключает электромагнитную датчика 34 выключает схему 57 счета оборотов шпинделя 33 (одновременно срабатывает схема 58 фиксациями исходного положения преобразователя 20), которая фиксирует движение по окружности ультразвукового преобразователя 20 относительно исходного положения. При этом вращение от электродвигателя 36 через редуктор 37, обгонную муфту 39 и систему шестерен гитары 38 передается на выходной вал

45 и через карданное соединение 47—

ro оборота схема 58 фиксации исходного положения шпинделя 33 (и, следовательно, ультразвукового преобразователя 20) блока 27 программного управления через процессор 70 и схемы 66 и 65 включает цифропечатающий регистратор 11. регистрирующего электронного блока 9 и отключается сама.

При этом вращение от электродвигателя 36 передается также через систему шестерен гитары 38 и выходной вал 46 ходовому винту 31, который, вращаясь в противоположном направлении, сообщает вращающемуся ультразвуковому преобразователю 20 одновременно поступательное движение вверх до срабатывания датчика 29 ближнего положения, фиксирующего верхнее положение преобразователя 20, При винтовом движении вверх ультразвукового преобразователя 20 происходит контроль цилиндра, При срабатывании датчика 29 ближнего положения последний через схему 68, процессор 70 блока 27 прог раммного управления выключает цифропечатающий регистратор 11 и через схемы 66 и 65 - электромагнитную муфту 41 рабочего хода. Поступательное движение ультразвукового преобразователя 20 прекращается, а вращательное — продолжается, По достижении шпинделем 33 исходного положения срабатывает схема 58. По завершении полного оборота шпинделя 33 от исходного положения снова срабатывает схема 58 и выключает схему 57 счета обо-ротов шпинделя 33, а через процессор

70 и схемы 68 и 67 реверсирует и выключает электродвигатель 36. Одновременно срабатывает схема 59 счета цилиндров и через процессор 70 включает цифропечатающий регистратор 11 для фиксации на ленте номера проконтролированного цилиндра и выключает его.

Кроме того,.она через схему 60 связи с системой 14 управления вторым промышленным роботом 13 передает команду последнему, и тот приподнимает автомат 19 сканирования над проконтролированным цилиндром на заданное расстояние. После этого система 14 управления вторым промышленным роботом подает сигнал в блок 27 программного управления, а последний через схему 61 управления включает электромагнитный упор 24 механизма 16 позиционирования цилиндров. Упор 24, втягивая подпружиненный шток 25, освобождает столик 22 механизма 16 позиционирования цилиндров от фиксации и включает автономный привод 21, который посредством фрикционного шки-. ва 23 приводит столик 22 во вращение.

Столик 22 вращается до очередного попадания подпружиненного штока 25 в

7 136 углубление 26 с фиксацией положения очередного цилиндра, Попадая в углубление 26, шток 25 разрывает цепь питания электродвигателя 21 и подает сигнал о готовности очередного ци-.. линдра к контролю в блок 27 програмного управления, Далее в описанной выше последовательности повторяются операции контроля очередного цилиндра.

По завершении контроля всех цилиндров блока в блоке 27 программного управления схема 62 счета блоков цилиндров включает через процессор

70 цифропечатающий регистр 11 для печатания номера проконтролированного цилиндра и отключает его. Кроме того, схема 62 через процессор 70 и схему 60 связи с системой 14 управления вторым промышленным роботом 13 передает команду последнему, и робот

13 переносит автомат 19 сканированияэ на столик 22 очередного механизма (17 или 18) позиционирования цилиндров. Далее описанные операции контроля повторяются до тех пор, пока не будут проконтролированы все цилиндры очередного блока, зафиксированы их номера и номер очередного блока на бумаге цифропечатающего регистратора 11, По окончании контроля блоков на первом столе блок 27 программного управления подает команду в систему

14 управления вторым роботом 13 и последний переносит автомат 19 сканирования на первый блок второго стола. Все операции повторяются. После перенесения вторым роботом 13 автомата 19 сканирования на очередной стол блок 27 программного управления через схему 63 учета рабочих столов подает сигнал в блок 8 управления, а последний через систему 7 управления первым роботом,6 подает команду на перенос проконтролированных блоков цилиндров с рабочего стола 15 (или другого очередного) íà KQHBefep

3, включая его привод 4, или в бункер 5 бракованных изделий(исходя из результатов контроля ) .

По окончании контроля всех блоков цилиндров на всех рабочих столах блок 27 программного управления выключает электродвигатель 36 и подает команду на перенос автомата 19 сканирования в исходное положение. По окончании уборки проконтролированных блоков цилиндров с последнего

3056

5p i разователем 20 по окружности на за10

45 рабочего стола автомата 12 ультразвукового контроля блок 8 выключает привод 4 конвейера 3 и включает привод

2 конвейера 1. Далее производственный цикл работы поточной линии контроля повторяется.

Если в процессе контроля, когда электрические сигналы через токоподвод 28 поступают в схему 10, обнаружен брак, то схема 10 обработки сигналов ультразвукового дефектоскопа выдает об этом сигнал через процессор 70 в цифропечатающий регистратор ll и в запоминающее устройство

64 (память).блока 27 программного управления, которое хранит его до начала уборки первым промышленным роботом 6 соответствующего блока цилиндров. В этот момент запоминающее устройство 64 блока 27 программного управления подает сигнал на блок 8, который через систему 7 управления первым промышленным роботом 6 передает команду последнему отправить блок с бракованным цилиндром в бункер 5 бракованных изделий °

При схеме сканирования по образующей цилиндра (фиг.4) автомат 19 сканирования работает следующим образом.

Блок 27 програмьчого управления включает электродвигатель 36 и элек- . тромагнитную муфту 40 холостого хода.

Одновременно включается схема 58 фиксации исходного положения ультразвукового преобразователя 20 и схема 57 счета оборотов шпинделя 33. Вращение от электродвигателя 36 через редуктор 37 передается винту 31, который, в свою очередь, сообщает ультразвуковому преобразователю 20 ускоренное поступательное движение вниз. Одновременно рейкой 48 приводится во вращение шестерня 50, которая через вал 49 червячного редуктора и червячную шестерню 52 осуществляет поворот шлицевой втулки 53, а вместе с ней шпинделя 33 с уль развуковым преобданный шаг сканирс яания. По достижении ультразвуков преобразователем

20 нижнего края дна) цилиндра срабатывает датчик 30 дальнего положения, который через блок 27 программного управления выключает электромагнитную муфту 40 холостого хода, включает ифропечатающий регистратор ll электромагнитную муфту 41

9 136305 рабочего хода, реверсирует электродвигатель 36. При этом вращение от электродвигателя 36 через редуктор

37, обгонную муфту 39 и систему шестерен гитары 38 передается винту 31, который, вращаясь в противоположном направлении, сообщает ультразвуковому преобразователю 20 движение вверх.

Одновременно рейкой 48 вновь приво- 10 дится во вращение шестерня 50. Но так как в этом случае она вращается в противоположном направлении, то срабатывает храповое устройство 51, вследствие чего ультразвуковой пре- 15 .образователь 20 не поворачивается.

По достижении ультразвуковым преобразователем 20 верхнего положения (верхней части цилиндра) срабатывает датчик 29 ближнего положения и через 20 блок 27 программного управления выключает электромагнитную муфту 41 рабочего хода и включает электромагнитную муфту 40 холостого хода. Далее повторяются описанные выше ходы ультразвукового преобразователя 20 вниз со сдвигом на шаг сканирования и вверх, при которых совершается контроль объекта и запись результа тов контроля до rex IIop, пока ультра- З0 звуковой преобразователь 20 не до стигнет исходного положения, которое фиксируется схемой -58 блока 27 про"1;. граммного управления. При этом если ультразвуковой преобразователь 20 З5 совершает холостой ход (т.е. идет вниз), то он продолжает свое движение вниз до срабатывания датчика 30 дальнего положения, который через блок 27 программного управления выклю-40 чает электромагнитную муфту 40 холостого хода„ включает электромагнитную муфту 41 рабочего хода .и ультразвуковой преобразователь 20 возвращается в верхнее положение до срабатывания датчика 29 ближнего положения, если же ультразвуковой преобразователь 20 совершает рабочий ход, то по достижении им верхнего положения срабатывает датчик 29 ближнего положе- 50 ния. В обоих случаях датчик 29 ближнего положения через блок 27 программного управления включает электродвигатель 36, а блок 27 включает свою схему 59 счета цилиндров, фиксирует номер нроконтролированного цилиндра на цифропечатающем регистраторе 11 и отключает его.

При самостоятельной работе автома.та 19 сканирования совершаются те же операции автоматического контроля, что и при работе в составе поточной линии контроля качества изделий с цилиндрическими поверхностями.

Формула и з о б р е т е н и я

1.Поточная линия ультразвукового контроля иэделий с цилиндрическими поверхностями, содержащая шаговый толкающий конвейер. для подачи изделий в зону контроля, конвейер для транспортирования проконтролированных i годных изделий, бункер для отбракованных иэделий., по меньшей мере один автомат ультразвукового контроля с ультразвуковым преобразователем и общий блок управления, о т л и ч а ющ а я .с .я тем, что, с целью повышения производительности, она снабжена по меньшей мере одним рабочим столом с механизмами позиционирования изделий, первым промышленным роботом подачи изделий на рабочий стол и снятия иэделий со стола, электрически связанным с обшим блоком управления, автоматом сканирования ультразвуковым преобразователем и вторым промьппленным роботом для. перемещения автомата сканирования.

2. Линия по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что каждый механизм позиционирования контролируемых изделий выполнен в виде автономного привода, столика с углублениями, связанного с приводом посредством фрикционного шкива, и электромагнитно управляемых упоров с подпружиненными штоками.

3. Автомат сканирования ультразвуковым преобразователем, еодержащий блок программного управления, механизм перемещения ультразвукового преобразователя, содержащий корпус, привод и редуктор,, и датчики ближнего и дальнего положения ультразвукового преобразователя, электрически соединенные с блоком программного управления, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, механизм перемещения ультразвукового преобразователя выполнен в виде винта с поводковой гайкой, шпинделя с датчиком оборотов последнего и коробки скоростей, имеющей

1363056

12 гитару сменных шестерен, муфту холостого хода, муфту рабочего хода и обгонную муфту, связывающие их шестерни, и два выходных вала, один из которых соединен с ходовым винтом, а другой — со шпинделем.

4. Автомат по п 3 о т л и ч а юшийся тем, что он дополнительно снабжен шаговым устройством, взаимосвязанным с механизмом перемещения ультразвукового преобразователя.

5. Автомат по пп.3 и 4, о т л и4 а ю шийся тем, что устройство шагового перемещения ультразвукового преобразователя выполнено в виде рейки, прикрепленной к корпусу механизма

5 перемещения ультразвукового преобразователя с возможностью перемещения ее относительно механизма перемещения и фиксации в крайних положениях, червячного редуктора, шестерня

10 которого соединена со шпинделем механизма перемещения с возможностью взаимного перемещения, и второй шестерней с храповым механизмом, посаженной на вал червячного редуктора и взаимодействующей с рейкой.

1363056

1363056

1363056

Фиг,7

13бЗОзб

1363056 б- б

1363056

1363056

1363056

Составитель Л.Блохин

Техред A.Kðàà÷óê

Корректор B .Гирняк

Редактор И.Рыбченко

Заказ 6397/33

Тираж, 776

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.1 1 3035 NQGKBB Ж35 Раув скан HB6 i д с, ч ) Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,