Позиционный бесконтактный переключатель

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве датчика при выдаче команд исполнительным устройством механизмов гибких производственных систем, преимущественно для фиксации печатной или толстопленочной платы на технологической операции обработки или контроля. Цель - повышение надежности . Это достигается применением в переключателе двух крайних (фиксируемых) положений и нескольких промежуточных (нефиксируемых) положений штока, на котором расположен флажок, имеющий ряд отверстий , пропускающих свет от источника света к соответствующим приемникам света , расположенных вне переключателя, в усилителе w имеющих оптическую связь посредством световодов. В зависимости от положения штока происходит засветка приемников света по определенному алгоритму , определяемому числом и взаимным расположением отверстий флажка, что обеспечивает однозначность формирования цифрового кода ai, a2,...,an на выходе усилителя в зависимости от положения штока и возможность самодиагностики исправности цепей источник света - приемник света (например, при выходе из строя какого-либо фотодиода и т.д.). В качестве флажка возмож но применение стеклянного фотошаблона , имеющего ряд прозрачных штрихов , расположенных по определенному алгоритму. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л

СОЮЗ COGETCKvlX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4801764 (гг) 12.03.90 (46) 30.10.92, Бюл. N 40 (71) Научно-исследовательский институт автоматики (72) Н.А. Беглецов и А.Е.Ведерникова (56) Авторское свидетельство СССР

N 1305536, кл. G 01 В 11/36, 1987..(54) ПОЗИЦИОННЫЙ БЕСКОНТАКТНЫЙ

ПЕРЕ КЛ (ОЧАТЕЛ Ь (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве датчика при выдаче команд исполнительным устройством механизмов гибких производственных систем, преимущественно для фиксации печатной или толстопленочной платы на технологической операции обработки или контроля. Цель — повышение надежности. Это достигается применением в переключателе двух крайних (фиксируемых) положений и нескольких промежуточных

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве датчика при выдаче команд исполнительным устройствам механизмов гибких производственных систем, преимущественно для фиксации печатной или толстопленочной платы на технологической операции обработки или контроля.

Известен бесконтактный электрический переключатель, содержащий управляющий элемент, при механическом перемещении которого происходит прерывание или возобновление света от источника света к приемнику света, расположенных по обе,, Ж,, 1772610 А1 (я)л G 01 В 11/00, Н 01 Н 19/18 (нефиксируемых) положений штока, на котором расположен флажок, имеющий ряд отверстий, пропускающих свет от источника света к соответствующим приемникам света, расположенных вне переключателя, в усилителе и имеющих оптическую связь посредством световодов. В зависимости от положения штока происходит засветка приемников света по определенному алгоритму, определяемому числом и взаимным расположением отверстий флажка, что обеспечивает однозначность формирования цифрового кода а1, a2,...,an на выходе усилителя в зависимости от положения штока и возможность самодиагностики исправности цепей источник света — приемник света (например, при выходе из строя какого-либо фотодиода и т.д.). В качестве флажка возмо>кно применение стеклянного фотошаблона, имеющего ряд прозрачных штрихов, расположенных по определенному алгоритму. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. стороны от плоскости дви>кения управляющего элемента.

Недостатком устройства является низкая помехозащищенность, обусловленная тем, что источник света и приемник света установлены в устройстве и имеется проводная связь между приемником света и усилителем его сигнала, Известен позиционный переключатель, у которого переключение на каждой позиции осуществляется бесконтактным способом с применением оптоэлектронных элементов; источник света (светодиод) и приемники света (фотодиоды) расположены в корпусе переключателя и имеют опти1772610 му необходимо иметь аналого-цифровой 45 преобразователь (АЦП), что усложняет схему, вносит дополнительные погрешности, обусловленные квантованием сигнала в

АЦП и не позволяет использовать это устройство в целях сигнализации положения штока, удерживающего, в частности, печатную плату на позиции контроля, Целью изобретения является повышение надежности работы и повышение помохозащищенности бесконтактного позиционного переключателя.

Для этого переключатель снабжен дополнительными приемниками излучения по числу приемных световодов и флажком с отверстиями. выполненными соответственческую связь посредством световода, при угловом перемещении которого формируются управляющие сигналы.

Недостатками данного устройства являются низкая помехозащищенность, обусловленная наличием проводной связи между приемниками света и усилителем «х сигналов, а также довольно сложная конструкция регулировки (юстировки) положения приемников света, относительно перемещающегося световода о осевом и радиальном направлениях.

Известен фотоэлектрический датчик перемещений, содержащий два светодиода, два фотодиода, работающие в качестве светоприемников. шторку с двумя прорезями, расположенную ме>кду светодиодами и фотодиодами и регулирующую уровень засветки фотодиодов. Недостатком устройства является то, что оно имеет выходной аналоговый сигнал, пропорциональный перемещению шторки, а не цифровой сигнал, что затрудняет его использование в цифровых системах управления без специальных преобразооателей (аналого-цифровых преобразователей).

Наиболее близким к изобретению является фотоэлектрический датчик угловых перемещений, содержащий источник света и фотоприемник, имеющие оптическую связь посредством светооодов, идущих от источника света (осветителя) к фотоприемнику, причем, входные торцы передающих световодов собраны в жгут и оптически связаны с осветителем, а выходные терцы этих соетоводов имеют оптическую связь с входными торцами соетоводов, идущих к фотоприемнику.

Недостатком указанного устройства является сложность конструкции, вызванная необходимостью юстировки положения перемещаемых светопрооодов, а также то, что оно имеет аналоговый выходной сигнал, для преобразования которого о цифровую фор5

40 но выходному коду. При этом выходные торцы передающих соетоводов жестко закреплены в корпусе соосно со входными торцами приемных соетоводов, Выходные торцы приемных светооодов соответственно связаны с приемниками излучения, флажок скреплен со штоком и размещен между сопряженныгли торцами передающих и приемных световодов так, что отверстия флажка расположены соосно общим осям световодов. Причем количество приемных соетоводоо равно количеству передающих соетоводов и соответствует разрядности выходного кода переключателя. Код определяется числом и взаимным расположением отверстий флажка.

Введение флажка с отверстиями, выполненными соответственно выходному коду, соосными торцам передающих и приемных световодов, является существенным отличительным признаком от прототипа, так как обеспечивает наде>кность обработки заданного кода путем получения максимального сигнала по каждоглу каналу при расположении отверстий флажка между торцами световодов. Это значительно повышает надежность работы устройства, так как позволяет получить достоверный цифровой сигнал. однозначно определяющий положение штока при фиксации платы. независимо от фактических размероо платы, изменения долускоо в процессе работы и т.д., так как диаметр отверстия фла:кка больше диаметра приемного и передающего световода на величину допуска размера платы и возможных люфтов. Кроме raro, применение сьемного флажка позволяет изгленить .выходной код переключателя, что особенно важно при использовании в одной установке нескольких переключателей.

С целью повышения помехозащищеннасти бесконтактного позиционного переключателя приемники соета (излучения) и источник света расположены в одном корпусе с усилителем сигналов приеглников света.

Усилитель имеет гнездо для подключения передающих и приемных соетоводов, что позволяет заменить проводную связь между приемниками света и усилителями по каждому каналу на оптическую связь, резко повысить помехозащищенность устройства и увеличить отношение сигнал/шугл.

На фиг.1 приведен переключатель. на фиг.2 — усилитель.

Переключатель содержит корпус 1, который встроен или глеханически сочленяется с корпусом 2 исполнительного механизма. Шток 3 имеет возмо>кность перемещения в канале корпуса 1 совместно с ограничителем хода 4 и флажком 5.

1772610

20

30

50

Флажок 5 закреплен в пазу штока 3 и имеет ряд отверстий. которые пропускают свет, идущий от источника света 6 по передающим световодам 7 к приемникам света

8 по приемным световодам 9. При этом, каждая пара световодов 7 и 9 установлена соосно в корпусе с противоположных сторон флажка 5. отверстия которого расположены соосно общим осям световодов.

Источник света (излучения) 6 и приемники света (излучения) 8 располо>кены в одном корпусе с усилителем 10, усиливающего электрические сигналы приемников излучения 8 и формирующего на выходе цифровой код, соответству1ощий положению штока 3.

В зависимости от положения штока 3, а также числа и взаимного расположения отверстий флажка 5, происходит засветка приемников излучения 8 по определенному алгоритму и формирование на выходе усилителя 10 выходного кода (а1, а, аз...ап), имеющего разрядность, определяемую числом пар источник излучения - приемник излучения.

Оптическая связь между источником излучения 6 и приемниками излучения осуществляется передающими световодами 7 и приемными световодами 9.

Сигналы приемников излучения 8 усиливаются усилителем 10, который состоит из корпуса 12, крышки 13, платы 14, на которой установлены приемники излучения 8, многоканальный усилитель 15, источник излучения 6.

Приемные световоды 9 подключаются к корпусу i2 и фиксируются в нем таким образом, чтобы торец каждого световода был соосен с приемным окном своего приемника излучения 8.

Передающие световоды 7 подключаются. к корпусу 12 и фиксируются в нем с противополо>кной стороны по отношению к подключенным приемным световодам 9. При этом торец каждого передающего световода 7 располо>кен параллельно излучающей поверхности источника излучения 6.

С целью эффективного экранирования, корпус 12 и крышка 13 выполнены металлическими.

Устройство работает следующим образом.

Перемещение штока 3 совместно с ограничителем хода 4 и флажком 5 в направлении рабочего хода (справа-налево) осуществляется при воздействии на шток 3 усилия величиной F, создаваемого исполнительным механизмом, при этом пружина растягивается. Обратный ход штока 3 осуществляется после прекращения воздействия силы F (F = О) при сжатии пружины 11, Переключатель имеет два фиксируемых положения (А — исходное поло>кение, В— конечное положение), определяемых ходом штока 3 совместно с ограничителем хода 4 в крайних поло>кениях А, В при работе на упор и несколько промежуточных положений Б, число которых определяется техническими требованиями и назначениями исполнительного механизма.

В промежуточных положениях Б шток находится только при воздействии на него усилия F при фиксации объекта (платы), препятствующего дальнейшему перемещению штока 3 в конечное положение В.

При наличии усилия F и отсутствии обьекта шток 3 перемещается и занимает конечное поло>кение В, Число промежуточных положений Б штока 3 совместно с флажком 5 определяется габаритами обьектов (плат), числом их типоразмеров.

Таким образом, при изменении положения штока 3 совместно с флажком 5, происходит засветка приемников излучения 8 (1...n) и формирование на выходе усилителя

10 цифрового параллельного кода (аь..an ), однозначно определяющего положение штока 3 в исходном положении А, в промежуточных положениях Б (при фиксации обьекта), в конечном положении В, Цифровой код может быть изменен на другой, изменением числа отверстий и их взаимного расположения на флажке 5. в качестве которого возможно также применение стеклянного фотошаблона, имеющего ряд прозрачных штрихов различной ширины, располо>кенных Ilo определенному алгоритму. Эффект от использования предложенного решения заключается в возможности автоматизации работы механизмов, в которых применено заявляемое устройство (для исключения ручных операций при работе)..

Позиционный бесконтактный переключатель может быть использован в узлах механизмов гибкого автоматизированного производства для фиксации различных обьектов, преимущественно, толстопленочных, печатных плат и других.

До фиксации обьекта (платы), шток переключателя должен находиться в исходном положении А. При фиксации объекта, например, шток находится в положении Б, а при отсутствии объекта, если он по какой-либо причине не передан на рабочую позицию или не зафиксирован, шток под действием усилия F, формируемого исполнительным механизмом. перемещается в крайнее положение В и находится в нем. При этом усилитель формирует цифровой код, однозначно

1772510

8 8 б i2 б 7 6

Составитель Н. Беглецов

Техред M.Moðãåíòàë Корректор О. Кравцова

Редактор

Заказ 3837 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 определяющий положение штока механизма:1 исходное положение, фиксация платы или наличие платы, фиксации платы нет или отсутствие платы, Формула изобретения (1. Позиционный бесконтактный переклк чатель, содержащий корпус, шток, установленный в корпусе с возможностью перемещения, источник излучения, передающие светаводы, входные торцы которых связаны с источником излучения, приемные световоды, входные торцы которых жестко закреплены в корпусе, приемник излучения с подключенным к его выходу усилителем, отличающийся тем, чта, с целью повышения надежности, он снабжен дапалнительнь|ми приемниками излучения по числу приемных светаводов и флажком с отверстиями, выполненными соответственно приемному коду, выходные торцы передающих световодав жестко закреплены в

5 корпусе соасно с входными торцами приемных световодав, выходные торцы приемных светаводов соответственно связаны с приемниками излучения, флажок скреплен со штокам и размещен между сопряженными

10 торцами передающих и приемных светавадав так, что отверстия флажка расположены саасно с общими осями световадав.

2. Переключатель поп.1, а т к и ч а юшийся -тем, что, с целью повышения

15 помехозащищенности, приемники излучения расположены в одном корпусе с усилителем.