Устройство для контроля подачи листовой заготовки

 

Использование: управпение автоматизированными листоштамповочными, резательными и другими комплексами, обрабатывающими тонколистовые заготовки с применением промышленных роботов и манипуляторов. Сущность изобретения: устройство содержит последовательно соединенные датчик толщины листовой заготовки , блок преобразования сигнала, ключевой элемент, элемент памяти и компаратор , выход которого связан с соответствующим входом блока управления, при этом второй вход ключевого элемента связан с выходом блока управления. Также в устройство введены пороговый элемент и счетчик, первый вход которого соединен с выходом компаратора, второй вход счетчика соединен с выходом блока управления, а выход счетчика - с вторым входом блока управления и выход блока преобразования сигнала через пороговый элемент связан с третьим входом ключевого элемента, выход которого также подключен к второму входу компаратора . При этом датчик толщины листовой заготовки выполнен в виде излучающей катушки индуктивности, подключенной к генератору переменного сигнала, и приемной катушки индуктивности, подключенной к блоку преобразования сигнала. При этом упомянутые катушки расположены соосно и с зазором относительно друг друга на соответствующих держателях, установленных на позиции контроля. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАР СТВ Е ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ " <иизН4,"

) - )- „„, ЛИОТК q

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4833700/08 (22) 30,03,90 (46) 23,08,92. Бюл. N 31 . (71) Научно-производственная организация внедрения перспективных разработок и патентно-информационных исследований

"Инновация" (72) К,И,Кручина, В.A.Áåëÿåâ и А,А.Ермоленко (56) Патент США. N 3778051. кл. В 65 Н 7/12, 1973. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПОДАЧИ ЛИСТОВОЙ ЗАГОТОВКИ (57) Использование: управление автоматизированными листоштамповочными, резательными и другими комплексами, обрабатывающими тонколистовые заготовки с применением промышленных роботов и манипуляторов. Сущность изобретения; устройство содержит последовательно соединенные датчик толщины листовой заготовки, блок преобразования сигнала, ключевой элемент, элемент памяти и компаИзобретение относится к технике управления автоматизированными листоштамповочными, резательными и другими комплексами, обрабатывающими тонколистовые заготовки с применением поомышленных роботов и манипуляторов.

Существует проблема устранения аварийных ситуаций в работе автоматизированных обрабатывающих комплексов, возникающих при попадании сдвоенных заготовок в зону обработки (например, заклинивание пресса) вследствие схвата рукой робота и передачи в зону обработки не одной, а двух и более заготовок из-за недоста„,5U„„1756148 A l (я)з В 25 J 19!02, В 65 Н 7j12

2 ратор, выход которого связан с соответствующим входом блока управления, при этом второй вход ключевого элемента связан с выходом блока управления. Также в устройство введены пороговый элемент и счетчик, первый вход которого соединен с выходом комйаратора, второй вход счетчика соединен с выходом блока управления, а выход счетчика — с вторым входом блока управления и выход блока преобразования сигнала через пороговый элемент связан с третьим входом ключевого элемента, выход которого также подключен к второму входу компаратора, При этом датчик толщины листовой заготовки выполнен в виде излучающей катушки индуктивности, подключенной к генератору переменного сигнала, и приемной катушки индуктивности, подключЕнной к блоку преобразования сигнала. При этом упомянутые катушки расположены соосно и с зазором относительно друг друга на соответству1ощих держателях, установленных на позиции контроля. 1 з.п, ф-лы, 2 ил. точной технологической подготовки предназначенных к обработке заготовок.

Известно устройство контроля захвата листовой заготовки рукой промышленного робота, которое содержит бесконтактный магнитоуправляемый датчик наличия заготовки, смонтированный на захвате руки промышленного робота, соединенной с системой управления робототехническим комплексом. Устройство снабжено также дополнительным бесконтактным магнитоуправляемым датчиком определения сдвоенности заготовки, закрепленным на основании руки промышленного робота оп1756148 позитно датчику наличия заготовки на /cry- ся также невысокая надежность вследствие лируемом расстоянии от последнего по вер- возможности ложного срабатывания датчитикали, большем, чем две толщины каосдвоенностизаготовкивслучаеналичия листовой заготовки, и также соединенным с на поверхности контролируемой заготовки системой управления робототехническим 5 посторонних включений (масла, грязи и комплексом. Каждый магнитоуправляемый т,п.), а также при наличии у края заготовки датчик выполнен в аиде двух дифференци- технологического брака (коробления, изги-. ально установленных магнитов, Недостат- ба и т.n,). ком известного устройства является низкая Необходимость проведения операции надежность контроля толщины заготовки 10 повторной калибровки устройства на кажвследствие раэбалансйровки датчиков в:: дую из толщин заготовок различных партий процессе работы, приводящих к искажению и при измененйи скорости подьема руки выходных данных. Невысокая надежность робота в йачальной фазе после пуска компустройства также обусловлена необходимо- лекса до достижения полной приработки растью постоянной йодстройки датчиков с по- 15 бочих органов комплекса также ..мощью микрометрических винтов на свидетельствует о недостатках известного заданную толщину заготовки, устройства.

Известно устройство контроля захвата . 8 качестве прототипа выбран датчик листовой заготовки рукой промышнлейного толщинй листового материала, содержащий робота, содержащее соединенные с систе- 20 датчик, расположенный рядом с механизмой управления робототехнйческим комп- ., мом, подающим листовой материал, выралексом:, закрепленные на осн6вании: батывающий сигйалы, пропорциональные промышленного робота под рукой робота толщине листов материала, выходящих из бесконтактные электромагнитные датчики подающего механизма. МнОгобитовый двоналичия заготовки, контроля количества за- 25 ичный сигнал, представляющий толщину готовок и датчик опроса, . - .. подаваемого листа материала, посылается

К недостатками этого устройства отно- для хранения в запоминающее устройство. сится невысокая надежность определения Многобитовые сигналы, представляющие толщины заготовки в схвате руки робота толщину последовательно подаваемых вследствие отрицательного влияния коле- 30 впоследствии листов материала сравнивабания руки робота в момент измерения, осу- ются в компараторе с хранймым двоичным ществляемого в процессе движения руки сигналом. Когдатолщинапоследующеголиробота.: - . ста материала превышает толщину начальИзвестно также устройство для контро- ного листа, компаратор выдает сигнал ля систем управления подачей заготовок в Зб ошибки, который обнаруживается включаюштамповочных агрегатах, содержа@ее, свя- щимся при этом детектором. Обнаружение эанное с системой управления робототех- сигнала ошибки используется для отвода нИческим комплексом, фототдаТчкик соответствующеголиста материалаотподаперемещения заготовки с излучателем и .. torего механизма. приемником, блок умножения, регистр, 40 К недостаткам этого устройства отнодифференцирующий элемент, генератор г сится невысокая его надежность,обусловединичного импульса, счетчик, триггер, ленная возможностью ложного ключ, элемент задержки, генератор эталон- срабатывания датчика о сдвоенности загоных импульсов, компаратор. Устройство по- тонки. Ложное срабатыванйе возникает зволяет измерять толщину заготовки путем 45 вследствие возможного превышения допуподсчета числа импульсов стабильной час- ска на разброс параметров по толщине, затоты на интервале времени перемещения, ложенного в устройстве, следствие наличия торцазаготовкимеждуэлементамифотопа- у контролируемой заготовки технологичеры датчика перемещения с последующим:, ского брака (коробления, изгиба и т,п.) на сравнением с заготовкой,принятогй эа зта- 50 поверхности ее посторонних включений лон, данные о котором зафиксированы в (масла, грязи-и т.п,). Расширение жв диапа- . устройстве с помощью блока умножения и зона допуска на разброс параметров по толрегистра,...:: . щине резко увеличивает число аварийных

К недостаткам этого устройСтва отно- ситуаций, что ведет к большим материальсится невйсокая надежйость изметрения, 55 ным затратам применительно к листоштам- . вследствйе отрицательйотгО влияния "в мо-: повочному производству, вследствие мент определения датчиком толщины закг0- заклинивания заготовок в штампе. товки колебания руки робота и . Недостаткомданногоустройстватакже нестабильности скорости ее подьема. Кро- - является необходимость проведения этапа мв того, к нвдоствткам устройства отнссит- калибровки устройства на толщину ваготс1756148

5 6 вок различных партий с необходимымдопу- рование комплекса, что также повышает ском на разброс параметров по толщине. надежность. Размещение излучающей и

Таким образом, данное устройство име- приемной катушек датчика соосно с зазоет низкую надежность в работе. 5 роМ и закрепление их иа двух держателях,не

Целью изобретения является повыше- связанных механическй с рукой робота not ние надежности работы, вышает надежность ус1 ройства за счет искПоставленная цель достигается тем. что лючения негативного влияния колебания в устройстве для контроля подачи листовой 10 руки робота на процесс контроля толщины заготовки, содержащем последовательно заготовки. соединенные датчик толщины листовой за- Таким образом, представленное схемготовки, блок преобразования сигнала, клю- ное решение устройства при размещении чевой элемент, элемент памяти и катушек индуктивности- СОосно и с зазором компаратор, выход которого связан c cooT- 15 относительно друг друга на соответствуюветствующим входом блока управления, в щих держателях, установленных, автономно него введены пороговый элемент и счетчик, относительно руки робота на позиции контпервый вход которого соединен с выходом . роля, обеспечивает надежность работы усткомпаратора, второй вход счетчика соеди-: ройства для контроля подачи листовой нен с выходом блока управления, а вьаод 20 заготовки. счетчика-со вторым входом блокаупраале- Устройств для контроля подачи листония, при этом выход блока преобразования вой заготовки со схемным решением, иденсигнала через пороговый элемент связан с тичным предложенному, осуществляющих третьим входом ключевого элемента, выход - контроль толщины загогбвки путем сравнекоторого также подключен ко второмувходу 25 ния с толщиной предыдущей заготовки за компаратора. При этом датчик толщины ли- счет постоянного возобновления данных в стовой заготовки выполнен в виде излучаю- блоке памяти, имеющих автоматическое отщей катушки индуктивности, подключенйой ключение при непроизводительном функцик генератору переменного сигнала, и при-" онировании робота, в которых влияние емной катушки индуктивности, подключен- 30 колебаний рабочих органов на процесс опной к блоку преобразования сигнала, и ределения толщины заготовки Отсутствует, упомянутые катушки расположены соосНо и не выявлены b других технических решенис зазором относительно друг друга йа соот- ях при изучении данной-и смежной области ветствующих держателях, установленйых: техники, автономно относительно руки робота на по- .35 На фиг.1 показана блок-схема устройстзиции контроля..: . ва; на фиг.2 — схема расположения заготовВыполнение устройства в соответствии ки в зоне датчика, с предложенной схемой позволяет опреде- Блок-схема устройства (фиг.1) содержит лять толщину заготовки с допустимым тех- генератор 1 переменного сигнала; датчик 2 нологическим браком (короблением, 40 толщины листовой заготовки, полосовой изгибом), а также с наличием на поверхно- фильтр 3, усилитель 4, детектор 5, порогости заготовки посторонних включений (мас- вый элемент 6, ключевой элемент 7, элемент ла, грязй и т.п,), за счет того, что датчик . памяти 8, компаратор 9; счетчик 10, блок толщины листовой заготовки реагирует управления 11; Фильтр 3; усилитель 4 и детолько на толщину самой заготовки.:. 45 тектор 5 составляют блок 12 преобразоваКроме того, электрическая схема заяв- ...вия сигнала. ляемого устройства позволяет осуществ-:, В устройствепоследовательносоединелять контроль параметров толщийы нй с генератором 1 переменного сйгнала заготовки путем сравнения с предыдуЩей. датчик 2 толщины листовой заготовки, блок заготовкой при постоянном обновлении 50 12 преобразования сигнала, ключевой weданных в элементе памяти, тем самым йск- . мент 7, элемент памяти 8, компаратор 9, л очая влияние разбалансировки элементов .. соединенный своим выходом со счетчиком контролирующегоустройства и рабочих ор- 10 и блоком управления 11. Выход блока ганов робота, повышая надежность работы управления 11 соединен с ключевым эле- устройства, ...55 ментом 7 и счетчйком 10, выход которого

Злектрическая схема предусматривает соединен с блоком управления, Выход блоосуществление остановки работы робото.- ка 12 преобразовайия сигнала соединен технического комплекса при многократном также через пороговйй: элемент 6 с ключе(например, равном четырем) несхвате заго-: вым элементом 7. тонки рукой робота или многократном схва- Датчик 2 толщины выполнен в виде двух те сдвоенной заготовки, тем самым . катушек индуктивности 13 и 14, укреплен. исключая непроизводительное функциони- ных на держателях 15 и 16, расположенных

1756148 соо",.Но и с зазором, чтобы между ними проходила заготовка 17. Держатели установлены автономно относительно руки робота 18 на позиции контроля.

Устройство работает следующим образом, Основному рабочему циклу контроля толщины заготовки предшествует этап калибровки, осуществляющийся следующим образом. С генератора 1 переменного сигнала электрический сигнал постоянной ам10 плитуды и частоты поступает на датчик 2 толщины заготовки. Контролируемая заготовка 17 помещается в зону датчика между выделенный полезный сигнал с полосового фильтра 3 поступает на усилитель 4. Усиленный сигнал, проходя через детектор 5 с блока 12 преобразования сигнала, поступает через ключевой элемент 7 в элемент памяти

8, в котором фиксируется максимальное значение амплитуды рабочего сигнала и поступает на один из входов компаратора 9, через который сигнал поступает в блок уп30 равления 11. Зафиксированное значение максимальной амплитуды рабочего сигнала в элементе памяти является эталонным для сравнения с электрическим сигналом, соответствующим толщине последующей контролируемой заготовки. 35

Основной рабочий цикл работы устройства повторяет прохождение сигнала этапа калибровки до момента выхода сигнала с ключевого элемента 7. С выхода ключевого . элемента 7 сигнал поступает в элемент па- 40 мяти 8, где фиксируется значение вйовь поступившего сигнала, и на второй вход компаратора 9, где осуществляется сравнение величины поступившего рабочего сигнала с зафиксированным предыдущим, Если величина рабочего сигнала сравнима или больше максимального значения сигнала в элементе памяти 8, то происходит сра45 батывание компаратора 9 и появляется сигнал, поступающий в блок управления 11, 50 позволяющий продолжать очередность операций робота.

В том случае, если величина рабочего сигнала значительно меньше максимального значения сигнала в элементе памяти 8, 55 что соответствует схвату сдвоенной- заготовки 17 рукой робота 18, то сигнал на выходе компаратора 9 отсутствует. Это является сигналом к сбросу заготовки 17 и возврату руки робота 18 в исходное положеизлучающей 13 и приемной 14 катушками, 15

Электромагнитное поле датчика 2 i oëôèíû заготовки ослабевает до значения, соответствующего толщине заготовки,и поступает в блок 12 преобразования сигнала. В блоке 12 сигнал поступает на полосовой фильтр 3, 20 ние для начала нового цикла технологической операции.

Момент открытия ключевого элемента 7 задается блоком управления 11 и соответствует моменту нахождения заготовки 17 в зоне датчика 2 и наличие управляющего сигнала фиксируется счетчиком 10. При наличйи сигнала на выходе компаратора 9 показания счетчика 10 анулируются . При отсутствии сигнала на выходе компаратора

9 показания счетчика 10 не анулируются и при отсутствии сигнала на выходе компаратора 9 последующего рабочего цйкла суммируются. Устройство предусматривает, например, четырехкратное суммирование числа открйтий ключевого элемента 7, что соответствует четырех разовому взятию сдвоенной заготовки 17 рукой робота 18 с последующим их сбросом.

При подсчете счетчиком 10 количества открытий ключевого элемента 7,равном четырем, на выходе счетчика 10 появляется сигнал "Авария", поступающий в блок уп-, равления 11 и предусматривающий останов кбмплекса, При отсутствии заготовки 17 в зоне датчика 2 в момент открытия ключевого элемента 7, зафиксировайного счетчиком в приемной катушке.14 датчика 2 наводится сигнал значйтельно большей амплитуды, чем при наличии заготовки 17 в зонедатчика

2. Для предотвращения попадания сигнала в блок памяти в момент открытия ключевого элемента 7, предусмотрена блокировка ключевого элемента 7, осуществляемая прохождением сигнала большой амплитуды с выхода блока 12 преобразования сигнала на один из входов ключевого элемента 7. При повторном несхвате заготовки 17 рукой робота 18 счетчиком 10 осуществляется суммирование управляющих сигналов для открытия ключевого элемента 7, и при достижении четырехразового значения также срабатйвает сигнал "Авария".

Формула изобретения

1, Устройство для контроля подачи листовой заготовки, содержащее последовательно соединенные датчик толщины листовой заготовки, блок преобразования сигнала, ключевой элемент, элемент памяти и компаратор, выход которого связан с соответствующим входом блока управления, при этом второй вход ключевого элемента связан с выходом блока управления, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы, в него введены пороговый элемент и счетчик, первый вход которого соединен с выходом компаратора, второй вход счетчика соединен с выходом блока управления. а выход счетчика — c вторым

1756148.

72) Составитель К.Кручина.

Техред М.Моргентал — . Корректор И.;Шмакова

Редактор М.Янкович

Заказ 3052 Тираж, - Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета йо. изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 входом блока управления, при этом выход блока преобразования сигнала через пороговый элемент связан с третьим входом ключевого элемента, выход которого также подключен к второму входу компаратора.

2. Устройство no ri.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что датчик толщины листовой заготовки выполнен в виде излучающей катушки индуктивности, подключенной к генератору переменного сигнала, и приемной катушки индуктивности, подключенной к блоку преобразования сигнала,.при этом упомянутые

5 катушки расположены соосно и с зазором одна относительно другой на соответствующих держателях, установленных на позйции контроля.