Устройство для контроля качества изделий

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ„Н ABTOPCKOMV CBNPETEllbCTBV

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1272374 (21) 4034136/24-07 (22) 07.03.86 (46) 30.05.88. Бюл. У 20 (71) Рязанский радиотехнический институт (72) В.И .Паречин (53) 621.318.562.004.5(088.8) (56) Паречин В.И., Авгученко Г.В.

Исследование стабильностн спектров колебаний герконов. — Всесоюз. НТК Специальные коммутационные элементы".. Секция "Применение СКЭ": Тез. докл., Рязань, 1984.

Авторское свидетельство СССР

)(1272374, кл. Н Ol Н 11/04, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к области электротехники, в частности к контролю качества герметизированных контактон. Цель изобретения — повышение достоверности контроля герконов за счет уменьшения нестабильности составляющих спектров механических и акустических колебаний, которые используются в качестве информативных параметров при контроле. Для этого (51) 4 H Ol Н 11/04, 49/00, С 05 В 23/02, С Ol R 31 /02, G Q l N 29/04 устройство снабжено устройством ориентации и блоком обработки спектров, включенным между усилителем и блоком временной селекции осноэного устройства. Устройство ориентации выполнено в ниде последовательно соединенных генератора импульсов и катушки ориентации. Блок обработки спектров состоит из функционального преобразователя, к входу которого подключены вход управляемого элемента, а также последовательно соединенные селектор базового сигнала, амплитудный дискриминатор и усилитель постоянного тока, выход которого подключен к управляющему входу управляемого элемента. В результате ориентации геркона относительно поля катушки управления н пьезоэлектрического преобразователя, а также преобразования спектров с помощью линейного и нелинейного операторов, функции которых выполняет блок обработки спектров, существенно улучшается стабильность составляющих спектра механических и акустических колебаний контакт"деталей герконов и тем самым повышается достоверность их контроля. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1399831

Изобретение относится к электротехнике и может быть HcIIoJIbçîâàíî для контроля качества герконов.

Цель изобретения — повышение дос5 товерности контроля за счет уменьшения нестабильности спектров акустичес— ких сигналов.

На фиг.l изображена функциональная схема устройства; на фиг.2 — структур-10 ная схема блока обработки сигналов; на фиг.3 — осциллограммы колебаний контакт-деталей испытуемого геркона за один полный цикл при его периодических срабатываниях. 15

Устройство содержит последовательно соединенные преобразователь 1 механических и акустических колебаний в электрические сигналы, усилитель 2, блок 3 обработки спектров, в состав 20 которого входит функциональный преобразователь 4, к выходу которого подключены вход управляемого элемента 5, а гакже последовательно соединенные селектор 6 базового сигнала, ампли- 25 тудный дискриминатор 7 и усилитель 8 постоянного тока, выход которого подключен к управляющему входу управляемого элемента 5. Блок 9 временной селекции, блоки 10 и ll полосовых фильтр ров, частотные анализаторы 12 и 13 и амплитудные анализаторы 14 и 15, блок

16 обработки сигналов, блок 17 индикации видов брака и датчик 18 нагрузки.

В качестве преобразователя I механических и акустических колебаний в электрические сигналы использован пьезоэлектрический преобразователь, который механически связан с заземленным выводом геркона. Первый вход блока 9 временной селекции подключен к первому входу датчика 18 испытательной нагрузки, второй вход блока

9 временной селекции соединен с выхо- 45 дом блока 3 обработки спектров, вход которого соединен с выходом усилителя 2, первый выход блока 9 временной селекции подключен к входу блока ll фильтров, а вход блока 17 индикации видов брака подключен к выходу блока

16 обработки сигналов.

Датчик 18 испытательной нагрузки выполнен в виде генератора 19 тока, образцового резистора 20, детектора

2l, причем первый выход датчика 18

55 испытательной нагрузки соединен с вторым выводом геркона и входом синхронизации блока 9 временной селек" ции. Устройство содержит также последовательно соединенные генератор 22 импульсов и катушку 23 ориентации герконов, источник 24 периодически изменяющегося электрического напряжения и подключенную к его выходу катушку 25 управления, с помощью которых возбуждаются колебания контакт-деталей контролируемого геркона.

Испытательный режим подбирается таким, чтобы геркон работал с опредегенной 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.2 изображена структурная схема блока 16 обработки сигналов, в состав которой входят четыре группы контроля из N + 1 двухуровневых компараторов 26 и (N + 1) четырехвходовых схем И 27, где N — число контролируемых параметров герконов, причем вход каждой четырехвходовой схемы И 27, соответствующей определенному контролируемому параметру, подключен к выходу одного из компараторов 26 каждой из четырех групп контроля, соответствующего тому же самому определенному контролируемому параметру в этой группе контроля, выход четырехвходовой схемы И 27 соединен с соответствующим этому контролируемому параметру индикаторам брака в блоке 17 индикации видов брака, все первые управляющие входы двухуровневых компараторов 26 объединены и подключены к выходу датчика 18 нагрузки, в каждой группе контроля вторые информационные входы двухуровневых компараторов 26 объединены, информационные входы двухуровневых компараторов 26 первой группы контроля соединены с выходом первого частотного анализатора 12, информационные входы двухуровневых компараторов второй группы контроля соединены с выходом второго частотного анализатора

l3, информационные входы двухуровневых компараторов третьей группы контроля соединены с выходом первого амплитудного анализатора 14, информационные входы двухуровневых комп, рагоров четвертой группы контр<..тя гоедпl39983l

4 иены с выходом вто oro амп т

P ли удного минимизированного линейного опе «тоанализатора !5. оператора 4 для преобразования законон расНа фиг.3 приведены практически и пределения (и их числовых характерисснятые осциллограммы колебаний кон- ик) амплитуд составляющих спектра, такт-деталей геркона эа один полный т.е. случайные функции, представляюцикл при периодических срабатываниях щие спектры акустических колебаний (<, — интервал времени, когда кон- на вхо е X(t) д и выходе (t) функциоУ() такт-детали находятся в разомкн том г»

Р - У нального преобразователя, связаны сосостоянии, (— интервал времени, 0 отношениями когда контакт-детали замкнуты). Как видно из осциллограмм, частотные сосЧ (t) L„(t); m„(t) L „(с) 3 тавляющие для этих двух интервалов Y>(t t ) L .L К(-у с «(1 ° ) различны. Кроме того, характер коле! 2 " Я баний контакт-деталей различен для 15 герконов разного качества что видно чают минимизацией его известными меснятых у двух герконов одного типа, тодами, принимая эа критерий оценки но с различными дефектами. влияния оператора величину дисперсии

Устройство работает следующим об- 20

D (t) = к разом. ментально снятые вероятностные характеристики входнои случайнои функции в зону действия полей катушек 23 25 и присоединяют механически один из дание m„(t) и корреляционная функция его выводов к пьезоэлектрическому >5 " (f 2 ) преобразователю l.

Остальные каскады блока 3 обработПервоначально с генератора 22 по- к спектРов выполнЯют фУнкции нелидается пульс постоянного тока в ка- нейного оператора преобразования тушку ориентации 23, с помощью кото- . спектРа. Из спектРа акУстических корой осуществляется воздействие íà 30 лебаний на выходе функционального контакт-детали геркона мпульсом маг- преобразователя 4 с помощь селектонитного поля постоянного направления, ра 6 базового сигнала выделяется одв результате чего геркои ориентирует- на из наиболее информативных состався в нужном положении по отношению к ляющих. Выделенный сигнал поступает катушке 25 управления H пьезоэлектдй- н амплитУдный дискРиминатоР 7, где

ЭЬ ческому преобразователю 1. Затем на- сРавниваетсЯ с заданным значением. чинает работать источник 24 периоди- Сигнал Рассогласованив, полученный чески изменя его напряжения. Возбуж- с ыхода амплитУдного дискРиминатора даемый источником 24 в катушке 25 7 Усиливаетсв с помощью УсилителЯ 8 ток создает периодически меняющееся 0 постоЯнного тока и подаетсЯ на Управ" магнитное поле, которое воздействует ляющий вход управляемого элемента 5, на контакт-детали контролируемого коэффициент передачи которого завигеркоиа МК, заставляя их колебаться сит от величины и знака сигнала расв опр еленном ис ытат льном реж ме. согласования, Наиболее оптимальные

При этом контакт-детали соударяются, 4 РеэУльтаты полУчаютсЯ пРи выбоРе в утся друг о друra своими рабочими качес ве базово о си нала сос авлЯю— поверхностями и в них возникают меха- Щей спектРа, соответствУющей собстнические и акустические колебания, венным колебаниям контакт-детали илн последние распространяются вдоль кон- составлЯющей, соответствУющей дребеэтакт-деталей, внешние концы которых являются выводами геркона. Механичес- Таким образом, проходя через упки соединенный с выводом пьеэоэлек- равляемый элемент 5, акустические и трический датчик l преобразует эти механические колебания контакт-детаколебания в элект ические р еские сигналы, лей геркоиа нормируются по отношению которые усиливаются усилителем 2 и 5 к базовому сигналу и поступают на поступают на блок 3 обработки спект- блок 9 временной селекции. Блок врера. Входным каскадом блока 3 обработ- менной селекции позволяет выбрать из ки спектров служит функциональный общего спектра поступающих с пьезопреобразователь 4, выполняющий роль электрического преобразователя сигнаI39 83I

50

55 лов сигналы двух характерных для работы временных интервалов — для разомкнутого и замкнутого состояний контакт-деталей. С ных ца блока нременной селекпии разделенные сигналы поступают на блоки 10 и 11 полосовых фильтрон, каждый из которых имеет свою полосу пропускания. Сигналы, прошедшие через фильтры, поступают на частотные 12, 13 и амплитудные 14, 15 анализаторы. На выходе амплитудных анализаторов вырабатывается постоянное напряжение, пропорциональное среднему значению сигнала в полосе пропускания соответствующего полосового фильтра, а на выходе частотных анализаторов — постоянное напряжение, пропорциональное частоте составляющих спектра с максимальной амплитудой. При этом одновременно фиксируются характерные особенности спектров колебаний как для разомкнутых, так и для замкнутых состояний контроли— руемого геркона.

Выходные сигналы амплитудных и частотных анализаторов подаются на блок 16 обработки сигналов, на входе которого установлены четыре группы контроля, состоящие из двухуровневых компараторов 26. Число компараторов в каждой. группе N + I, 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 однотипные контролируемые герконы характерны своим соотношениям частот и амплитуд составляющих спектров частот в разомкнутом и замкнутом состоянии контакт-деталей.

Логические сигналы с выходов компараторов 26, выделяющие в своей группе сигналы, соответствующие конкретному дефекту rеркона, поступают на входы схем И 27. При наличии на всех входах какой-либо схемы И уровней "1" на выходе этой схемы вырабатывается сигнал, который поступает на индикатор 17 вида брака, который показынает вид брака или его отсутстствие у контролируемого геркона. Синхронизация и стабилизация работы устройства осуществляется при помощи

20 датчика 18 ис ытательной нагрузки, выходы которого связаны с блоком временной селекции и блокам обработки сигналов. Кроме того, датчик 18 испытательной нагрузки предназначен для обеспечения токовой нагрузки геркона. Различные испытания герконон могут производиться как с полностью отключенными контактами (так называемый режим сухой цепи"), так и н режиме токовой нагрузки. Как правило, испытания н 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 19 тока.

Наличие токоной нагрузки позволяет определить состояние контактов геркона (замкнуто-разомкнуто) и, следовательно, получить сигнал для синхрониэации работы ус тройс тна . Блок нременной селекции получает от датчика испытательной нагрузки сигналы о.моментах раэмыкания и замыкания контакт-деталей контролируемого геркона.

Эти сигналы синхронизируют работу блока временной селекции, разделяющего колебания геркона на два характерных участка с и с . Изменение токог вой 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 20 преобразуется детектором 21 в постоянное напряжение, несущее информацию о величине испытательной нагрузки и ее соответствии заданному значению. Это напряжение поступает на управляющие входы всех компараторов блока 16 обработки сигналов В результате при случайных изменениях испытательной нагрузки уровни срабатывания компараторон изменяются в соответствии с изменениями спектров акустических колебаний геркона.

Таким образом, устройство, предназначенное для проведения комплексного контроля герконон по геометрическим характеристикам, позволяет с высокой точностью эффективнс выян1 5 19831 лять одновременно многие ипф, р к тинные параметры, определяк1щHp клчест I венные характеристики и виды брлкл контролируемых герконов. С помощью устройства можно контролировать такие качественные характеристики, как величина перекрытия контакт-детллей, смещение их друг относительно другл, несоосность, величину зазора между 1р контакт-деталями, наличие посторонних частиц в герконе, наплыв стекла колбы, целостность колбы, состояние покрытия контакт-деталей и т.п.

Одновременная интегрлльнля опенка 15 качества геркона значительно сокрлщает время контроля (в 2-3 рлзл).

Использование устройства для контроля качества изделий позволит повьtсить достоверность контроля и тем сл- 2р мым повысить выход годных герконов на 2-3Х.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

2(J ! . Устройство для контроля качества изделий по авт. св. Ф 1272374, о тличающеесятем,что,с

v лью повьппения достоверности контрол, оно снабжено блоком ориент гиии 30 рясна и блок м обрлботки спектра, блек ориентации герконл выполнен н виде последовательно соединенных генерлторл импульсон и катушки ориентлции геркг нл, вход блока обработки спектра подключен к выходу усилителя, л em выход — к входу блока временн«й с елекции.

2. Устройство по и.1, о т л и ч л ю и е е с я тем, что блок обработки спектра выполнен в виде функционального преобразовлтеля, селект рл базового сигналл, дискриминатора, усилителя постоянного тока и упрлнляюшегn элемента, причем вход функционлльпого преобразователя является входом блока обработки спектра, к выходу функционального преобразователя подключен управляющий элемент, выход кот р 1го является выходом блока обработки спектра, селектор базового сигналл, дискриминатор и усилитель постоянного тока соединены последовательно, вход селектора базового сигнала подключен к выходу функционлльного преобразователя, л выхсд усилителя постоянного тскл подключен к управляющему элементу.

139983!

Составитель С.Хромов

Редактор Т.Лазоренко . Техред Л.Олийнык Корректор Л.Пилипенко

Подписное

Закаэ 2673/53.Тирык 746

ВНКИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Проиэврдственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4