Оптический датчик для устройств счета мелких деталей

 

Изобретение относится к области автоматики и предназначено для счета мелких деталей во вррмя свободного падения после движения нераарыв-- ным потоком по горизонтальной поверхности , в частности плоских прямоугольньщ, конденсаторов, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, где применяются мелкие детали. Целью изобретения является упрощение устройства и по . вьппение точности 1счета. Оптический датчик для устройств счета мелких деталей содержит корпус 1, первое и второе зеркала 2 и 3, поворотные кронштейны 4 и 5, источник издучения 6, фотоприемник 7, генератор и .формирователь импульсов. Оптический датчик позволяет уменьшить погрешность регистрации мелких деталей и его конструкция обеспечивает возможность настройки под размеры деталей. Его конструкция является более простой , чем у датчиков того же назначения . 6 ил. i СЛ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5 1 )4 G 06 М 7/00

ВСЕЩОЯД

ГИ 37;-",:

EV. RJ y Q

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЬ 9 КОМИТЕТ

fl0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

flPPl- ГКНТ СССР. (21 ) 4226003/24-24. (22) 08.04.87 (46) 28.02.89.Бюл. У 8 (72) В.Г.Виноградов и В.Я,Беляев (53) 681.374.32 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 408344, xz, (r 06 N 7/02, Авторское свидетельство СССР

11 1096670, кл. 0 06 М 7/00, 1981. (54) ОПТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ДЛЯ УСТРОЙСТВ

СЧЕТА МЕЛКИХ ДЕТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к области автоматики и предназначено для счета мелких деталей во вррмя свободного падения после движения неразрывным потоком по горизонтальной поверхности, в частности плоских прямоугольных, конденсаторов, и может

„„SU„„1462380 А1 быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, где применяются мелкие детали. Целью изобретения является упрощение устройства и по.вышение точности счета. Оптический датчик для устройств счета мелких деталей содержит корпус 1, первое и второе зеркала 2 и 3, поворотные кронштейны 4 и 5, источник излучения 6, фотоприемник 7, генератор и .формирователь импульсов. Оптический

Ф датчик позволяет уменьшить погрешность регистрации мелких деталей и .e его конструкция. обеспечивает возможность настройки под размеры деталей.

Его конструкция является более прос9 той, чем у датчиков того же назначения. 6 ил.

1462380

Изобретение относится к автоматике и предназначено для счета мелких деталей, летящих в свободном падении после их движения неразрывным потоком по горизонтальной поверхности, в частности плоских прямоугольных конденсаторов, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, где применяются мелкие де-.10 тали.

Цель изобретения — упрощение уст ройства и повышение точности счета.

На фиг.l показан оптический дат;чик, общий вид; на фиг. 2 — принципиальная схема датчика; на фиг. 3— сборочный чертеж одного из вариан-. тов выполнения оптического датчика,,фиг. 4 - 6 пояснение определения рас-. стояния между зеркалами оптического датчика. (N-11/2

d qc К, . - cos6 Риз (А + 2Н) L < 58 — — - - — — — — — — — - -" — — е (i)

d ° N Рр

35

2 Lyse

pac " 360 о о&ц — ds

58о

45 где L общ R длина луча aa nyTa от излучателя к приемнику. огда (58 о) К п

Р" т, т ., 2

oat где

55 где А — длина первого зеркала;

Н - толщина корпуса у оптических окон перед каждым из зеркал;

N — - количество отрезков луча между источником излучения и фотоприемником;

2p - угол между оптическими осями источника излучения и фотоприемника;, Р „Р— чувствительность фотоприемника.

Выражение ()) получено следующим образом. о

Для регистрации фотоприемником излучения должно удовлетвориться ус" лоЯие

Р Р Р КР

При прямолинейном ходе лучей от излучателя к приемнику (фиг.5) фр Pk)a g s рос в

К = — - - — коэффициент заРцс S тухания из-sа

* рассеивания мощ-.. ности Излучения;

S — площадь чувствиир тельной поверхности фотоприем ника;

S „, — площадь сечения телесного угла

Исходными данными для расчета датчика должны быть размеры деталей, подлежащих счету, площадь рассеивания деталей в месте установки датчика, определяющая длину А стороны квадратного отверстия, через которое пролетают детали.

При этом диаметр чувствительной зоны фотоприемника d„, телесный угол диаграммы .иэлучейия основной мощности излучателя, мощность излучения P „ „ в угле 4 и коэффициент отражения .зеркал К определяются свойствами деталей и элементов,,из которых собран датчик.

Расстояние между источником излучения и фотоприемником определяется по выражению: диаграммы Излучения излучателя на расстоянии

L«, совпадающая с чувствительной поверхностью приемника. пр ГРрас

Snp — -2 — 3 Рас — — -7: - ° . а

Йор. тогда K>,= — —,— —, где D P,„,—

D ppac диаметр сечения телесного угла:

Учитывая потери при отражении луча от зеркал:

Pp P u> Ко щ

K оащ K pa+ Котр, общ в т.е.

К-1

N-1

1462380

И-<

К отр в

А+2Н сов ) =

А+ 2Н

cos pщим образом.

55 где К вЂ” коэффициент отражения зеркала;

N-1 — количество отражений луча на пути от излучателя. к приемнику.

Тогда (58 ) n ойц оБщ <"

L где L = — — - . N совр

Ь вЂ” — — — длина отрезка луча

cos p (фиг.6).

Следовательно: (58 ) cl др K отр(совр)

Рдр=Р

И Зл

Величины N и р находятся следующим образом.

Строится прямоугольник со сторонами А и А + 2Н (фиг.4) где Н

3-5 мм. Сторона длиной А делится на отрезки а -j.„,„, где 1 „„„ - дл& на наименьшей стороны детали. Тогда

N = ш - 2, где ш — количество полученных отрезков.

Центр отрезка проецируется на противолежащую сторону прямоугольника. Начало первого отрезка соединяется с проекцией его центра. В полученном треугольнике находят величину

Далее производят проверочный расчет по выражению (1) и проверяют обеспечат ли выбранные излучатель и фотоприемник работу датчика с необходимым расстоянием между зеркалами

Ь = А + 2Н.

На основании приведенного графического расчета можно вывести формулы для аналитического расчета Я и

2А А

Если N = — — -- причем —.—— - мин 3- мнн .округляется при необходимости до . большего целого числа, то

Оптический датчик состоит из кор пуса I с оптическими окнами первого 2и второго 3 зеркал, поворотных кронштей20

30 нов 4 и 5, источника 6 излучения, фотоприемника 7, генератора 8 и формирователя 9 импульсов.

Отрезки луча, проходящего между зеркалами от источника излучения 6

>к фотоприемнику 7, обозначены на фиг. 1 и 2 позицией 10, В двух противоположных стенках канала имеются прямоугольные пазы, с наружных сторон которых закреплены параллельно на расстоянии Ь зеркала

2 и 3 (фиг. 1,2 и 3), предназначенные для многократного отражения оптического луча 10 (фиг.1,2).Глубина

Н паза определяет защитную зону рабочей поверхности зеркал, защищающую их от механических ударов деталями. У противоположных торцов эеркала 3 длиной A на поворотных кронштейнах 4 и 5 прикреплены к этому же корпусу .l источник 6 излучения и фотоприемник 7 таким образом, чтобы излучаемый источником луч падал на зеркало 2 под небольшим углом, величина которого получается в процессе настройки датчика, в результате чего он после отражения попадает на поверхность зеркала 3 под тем же углом, вновь отражается на зеркало

2 и т.д., пока не попадает на фотоприемник 7 по оси его диаграммы приема. В межзеркальном пространстве образуется ломаная линия иэ отрезков отраженных лучей 10. Все межэеркальное пространство является чувстви--тельной зоной датчика с одинаковой чувствительностью во всех точках, Поворотные кронштейны 4 и 5 позволяют уменьшением угла падения луча уменьшить угол между отрезками лучей и тем самым производить настройку датчика на чувствительность к самой мелкой детали.

В изготовленном образце устройства в качестве источника 6 излучения применен излучающий диод AJI107, фотоприемником 7 является фототранзистор

ФТ-2к.

Ф

В корпусе 1 датчика смонтированы также генератор 8 и формирователь импульсов 9..

Оптический датчик для устройств

:счета мелких деталей работает следуюДетали 11, подлежащие счету, поступают из чаши вибробункера по прямоугольному желобу 1? и свободно пада:ют в канал. 3а время, пока послеп ло1462380

30 и- !

О йп к COSi5

1 (А+Щ).с L (8о ".Р

И- е щая деталь переместится на величину, примерно равную своей длине, в нап-, равлении движения, первая в свободном падении удалится от нее на величину, определяемую выражением

Траектории падения деталей

2 имеют разброс. Практически установлено, что при свободном падении плос-!О ,ких прямоугольных керамических кон денсаторов с размерами сторон от 0,8 х 1 х ),5 до 3 х 8 х 10 (мм), диаметр сечения их рассеивания на расстоянии 25 мм от точки отрыва примерно равен 16 мм. При своем падении деталь 11 пересекает луч 10 в любом месте межзеркального пространства датчика, ограниченного каналом и фиксируется фотоприемником.Формиро- 20 ватвлем 9 выдается импульс на выход датчика.

Оптический датчик позволяет уменьшить погрешность регистрации мелких деталей и его конструкция позволяет 25 производить настройку под конкретные размеры таких деталей . Его конструкция является более простой по сравнению с датчиками того же назна- . ,чения.

Формула изобретения

Оптический датчик для устройств счета мелких деталей, содержащий первое зеркало, источник излучения и фотоприемник, оптические оси которых направлены одна к другой под углом и перпендикулярны плоскости первого оптического окна направляющего канала корпуса, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью его упрощений и повышения точности счета,.в него введены генератор импульсов, формирователь импульсов, второе зеркало, первый и второй поворотные кронштейны, источник излучения и фотоприемник закреплены соответственно на первом и втором поворотных кронштейнах,: установленных у противоположных концов первого зеркала напротив первого оптического. окна направляющего канала корпуса, второе зеркало установлено эа вторым оптическим окном направляющего канала корпуса напротив первого оптического окна направ ляющего канала корпуса параллельно. первому зеркалу на расстоянии L определяемом иэ выражения:

35 2р где А

P

Изл

40 р вр 0(— длина первого зеркала;

- толщина корпуса у оптических окон перед каждым из зеркал; — диаметр чувствительной зоны фотоприемника;

К вЂ” коэффициент отражения первого и второго зеркал;

И - количество отрезков луча между источником излучения и фотоприемником; угол между оптическими осями источника излучения и фо топриемника; мощность источника излучения в угле ol; чувствительность фотоприемника. телесный угол диаграммы излучения основной мощности источника излучения

1462380

Ю!

Фиеюьик

Составитель И.Рыбаков

Редактор Л.Пчолинская Техред А. Кравчук Коррек тор Л, Зайцева

Заказ 727/5l Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Улп ород, ул. Проектная, 4