Автоматизированная сортировочная установка для разбраковки сварочных электродов

 

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 07 С 5/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ

1 (21) 4809273/12 (22) 09.Ь1.90 (46) 15,12.92. Бюл, %46. (71) Научно-производственное обьединение

"Атомкотломаш" (72) А.С. Парадеженко и В.К. Колыхалов (56) Авторское свидетельство СССР

М 665956, кл. В 07 С 5/04, 1978. (54) АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СОРТИРОВОЧНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ РАЗВРАКОВКИ

СВАРОЧНЫХ ЭЛЕКТРОДОВ:

:(57) Использование: изобретение относится к контрольно-сортировочной технике, может быть использовано для сортировки элеКтродов и позволяет расширить технологические возможности, уменьшить габариты и повысить производительность, Установка содержит бункер для изделий с промежуточным лотком, механизм поштуч ной выдачи, имеющий сбрасыватель, соедиИзобретение относится к контрольносортировочной технике в машиностроении и может быть использовано на предприяти- ях, изготавливающих электроды.

Разнотолщинность покрытия является одним иэ основных видов брака при производстве сварочных электродов.

При контроле по допустимому отклонению разнотолщинности обмазки электродов, типоразмеры которых, находятся в

ыироком диапазоне, как по диаметру стержня 3-5 мм, по толщине обмазки 1-2 мм, так и по длине 350 450 мм, актуальной задачей я вляется разработка комплексной системы, обеспечивающей реализацию в автоматичененный через рычажную систему и цапфы с одной из осей. которая расположена параллельно оси роторного механизма, выполненного в виде трубчатого корпуса,. имеющего продольные сквозные пазы и дисковые ребра в центральной чаСти, в промежутках между которымй размещены те . рычаги рычажной системы, которые входят" в состав устройства держателя датчиков контрольного блока. Установка имеет также механизм для отв(едения датчиков иэ рабочего положения, сортирующее устройство с отсекателями, сепаратором, клапанами типа "флажков" и накопителями, а также фотодатчиками, связанными с электрической схемой койтрольного блока, который содержит блоки измерения, блоки анализа сигна- 3 лов, блок индикации, блок компараторов, блок управления, счета э(лектро(дов, задатчики числа электродов, фотодатчик и формирователь импульсов. 3 з.п. ф-лы, 9 йл. ском режиме основных технологических операций, включая транспортировку, поштучную выдачу электродов на позицию контроля, и собственно контроль эксцентричности обмазки без перенастройки установки при изменении наружного диаметра и(или) длины электрода, а также сортировку электродов по результатам контроля (раз- браковку в пределах допустимых отклонений величины разнотолщинности обмазки эле ктродов). . Наиболее близким техническим решением, выбранным за прототип, является автомат для сортировки электродов по толщине, содержащий загрузочное устрой-.

1780865 ство (бункер), измерительные позиции (измерительную систему), расположенные по ходу движения шагового транспортера, механизм поштучной выдачи иэделий, запоминающее устройство, сортировочное, накопители, а также механизм спуска, фотодатчики, блок управления. По результатам измерения вырабатывается электрический сигнал, который с помощью запоминающего устройства передается на исполнительный электромагнит, открывающий заслонку, электрод под собственным весом по склизу падает на платформу механизма спуска, который работает до полной загрузки накопителей.

Недостатком описанного устройства являются ограниченные технологические возможности (сортировка по диаметру), большие габариты (протяженность). Кроме того, последовательное во времени (без совмещения) выполнение операций снижает производительность сортировки, Цель изобретения — разработка автоматизированнойй сортировочной установки для разбраковки сварочных электродов, позволяющей расширить технологические возможности, уменьшить габариты и повысить производительность.

На фиг. 1 изображен общий вид установки; на фиг. 2 — общий вид без съемных обшивок; на фиг. 3 — роторный механизм (вид в плане); на фиг. 4 — роторный механизм; на фиг. 5- устройство держателя датчиков; на фиг. 6 — механизмы сбрасывателя и отведения датчиков из рабочего положения; на фиг. 7 — корпус роторного механизма; на фиг. 8 — кортировочное устройство; на фиг, 9- электрическая схема измерительной системы.

Автоматизированная сортировочная установка для разбраковки сварочных электродов содержит (фиг. 1, 2) рабочий стол 1, имеющий каркас 2, на котором размещены несъемная и съемная панели, cooTBGTcTâåíно 3, 4. НА сьемной панели установлен бункео 5 типа "змейка", а под панелью один под другим роторный механизм 6 с горизонтальной осью, сортировочное устройство 7 с лотками 8 для направления электродов 9 в накопитель 10, при этом на боковые поверхности каркаса 2 установлены обшивки 11, 12 с необходимыми вырезами, а в задней части каркаса имеется отсек 13, для размещения электрооборудования.

Роторный механизм 6 (фиг. 3, 4) содержит трубчатый корпус 14, установленный в подшипниках скольжения 15, на основании

16 при помощи винтов 17 и соединенный через зубчатое колесо 18 с редуктором 19 электродвигателя 20, причем внутри корпу5

30

40

55 са размещено закрепленное на основании

16 болтами 21 ° направляющее устройство

22, содержащее вертикально расположенные панели 23 (фиг. 5, 6), образующие паз по всей длине корпуса 14 для прохода электродов 9 в сортировочное устройство 7. В центральной части трубчатого корпуса 14 роторного механизма 6 с равными интервалами выполнены четыре диска 24 (фиг. 7) с .. завальцованными в них упругими, например, резиновыми шнурами 25, образующими внешний обод, который прорезан четырьмя сквозными пазами 26, разделяющими корпус на равные части, из них: четыре представляют собой сквозные вырезы, а остальные четыре — выступы 27 обода — дисковые ребра, имеющие обрезиненную периферийную поверхность, которая является опорной для электрода 9 при его контроле.

С роторным механизмом 6 кинетически связано устройство держателя датчиков 28 контрольного блока, в качестве которых использованы шесть идентичных преобразователей, например, индуктивных. Устройство держателя датчиков содержит три рычага 29, установленные с возможностью поворота относительно оси 30, которая расположена параллельно оси трубчатого корпуса 14, и три идентичных им рычага 31 на оси 32 по другую сторону корпуса, при этом каждый рычаг входит в промежуток между дисковыми ребрами 27 и нижней частью установлен с возможностью упора на торец регулировочнрго винта 33, входящего в резьбовое отверстие основания 16, и имеющего контргайку 34 для стопорения.

Через отверстие в верхней части каждого рычага 29 проходит стержень 35, закрепленный с двух концов в отверстии рычагов

36, также закрепленных на оси 30 (фиг. 6), которая с двух концов закреплена в угольниках 37 (фиг. 3) с возможностью регулиров- . ки положения оси 30 винтами 38, стопорящимися контргайками 39; при этом

5 угольники 37 жестко закреплены на основании 16 винтами 40, Каждый из рычагов 36 снабжен скобкой 41, которая расположена. на поверхности рычага, обращенной к корпусу 14 роторного механизма.6, зафиксиро-. вана винтами 42 и взаимодействует. с установленными на корпусе 14 упорами 43.

Рычаги 36 со своими выше описанными кинематическими и другими связями образуют механизм отвода из рабочего положения тех датчиков 28 измерительной системы, которые размещены с закреплением винтами-44 на горизонтальных поверхностях рычагов 29, при этом датчики 28, установленные попарно на рычагах 29 и 31, обращены сво-,, ими измерительными плоскостями к контро- .

1780865 лируемому электроду 9 и имеют опорные (для электрода) пластины 45, причем предусмотрен также пластинчатый упор 46 для удержания электрода со смещением центра

его осей по отношению к центру осей корпуса 14 роторного механизма 6(на величину порядка 5 мм по ходу вращения корпуса 14), т.е. величину большую, чем наибольший диаметр электрода из контролируемого диапазона, Механизм поштучной выдачи электродов 9 на позицию контроля содержит устройство поворотного сбрасывателя 47, соединенного с рычагами 48 через закрепленные в этих рычагах штифты 49, входящие в паз цапф 50 сбрасывателя, являющихся основанием, к которому прикреплена пластина 51, служащая опорой для электродов

9 в исходном положении сбрасывателя 47, который также снабжен наклонным лотком

52 для перегрузки электрода в зону контроля (фиг. 6) при повороте. сбрасывателя 47 относительно оси 53, соединяющей две цапфы 54 и закрепленной в кронштейнах 55 (фиг. 4), неподвижно установленных на основании 16. Кронштейны 55 являются местом закрепления оси 32, на которой сидят рычаги 48. причем ось 32 также как и ось 30 установлена с возможностью регулирования винтами 38. стопорящимися контргайками 39, а рычаги 48 установлены с возможностью опоры по торец регулировочного. винта 33, входящего в резьбовое отверстие в основании 16 и стопорящегося контргайкой 34, при этом в верхней части рычага 48 на оси установлен ролик 56 (фиг, 6), взаимодействующий с упорами 43 при вращении корпуса 14.

Сортировочное устройство 7 (фиг..8) содержит отсекатель 57 с лотком 58 для сбро са электрода при ручном режиме установки, а под ним установлен трехканальный сепаратор, состоящий из центрального канала

59 и двух боковых каналов, в которые электроды 9 попадают при различных комбинациях положений клапанов 60 типа

"флажок", имеющий в качестве привода электромагниты 61, при этом лотки 8 сортировочного устройства связаны с.фотодатчиками 62, Автоматизированная сортировочная установка также содержит измерительную систему, выполненную в виде блока контроля разнотолщинности, включающего три идентичных блока 63 измерения, блоки 64 анализа сигналов, блок 65 индикации, блок 66 компараторов, блок 67управления, пульт68 управления, блоки 69 счета электродов, за. датчики 70 числа электродов, фотодатчик 71 и формирователь 72 импульсов.

55 рычаге 29. . Формирователь 72 импульсов формирует короткие импульсы по срезу сигнала на входе.

Каждый блок 63 измерения подключен к паре индуктивных преобразователей 28, размещенных по разные стороны, контролируемого электрода 9. Все преобразователи 28 размещены в одной диаметровой плоскости. Блок 63 измерения выполнен, например, в виде неуравновешенного моста, в два плеча которого включены обмотки пары индуктивных преобразователей 28, усилителя, включенного в диагональ моста, подключенного к нему пикового детектора и формирователей импульсов, предназначенных для управления работой блока (на черт. не показаны). Выходы каждого из трех блоков 63 измерений подключены ко входам блока 64 анализа сигналов. Блок 64 может быть выполнен, например, в виде последовательно соединенных сумматора и делителя. К выходу блока 64 анализа сигналов. подключены блок 65 индикации и блок 66 компараторов, служащий для задания границ сортировки. Блок 65. индикации может быть выполнен, например, в виде аналогоцифрового преобразователя (АЦП) и цифровых индикаторов.

Блок 66 компараторов выходами подключены ко входам блока 67 управления. Ко входам блока 67 управления также подключены выходы блоков 69 счета электродов, Блоки 69 счета электродов могут быть выполнены в виде цифровых компараторов, один из двух входов каждого из которых соединен с задатчиком 70 числа электродов, а второй — с выходом фотодатчика 62. Фотодатчик 62 может быть выполнен, например, в виде фотодиода и лампы накаливания, между которыми проходит электрод при перемещении по лотку 58.

Блок 67 управления также связан с пультом 68 управления, на котором размещены органы управления (кнопки включения питания автоматизированного устройства, пуска устройства и т.д.), К выходу блока 67 управления подключен электродвигатель 17 и электромагнит 61, Фотодатчик 71 подключен ко входу формирователя 72 импульсов, выход которого подключен к управляющим входам блоков 63 измерения.

Фотодатчик 71 может быть выполнен, например, в виде фотодиода и лампы накаливания, между которыми помещаются шторки

Фотодатчик 71 установлен, например, на основании 16. Шторка установлена на

1780865

В установке предусмотрены тяги 73, установленные с возможностью вдвижения— выдвижения относительно каркаса 2.

Работа установки осуществляется сле:дующим образом.

Перед началом контроля in сортировки производят загрузку бункера 5, заполняя наклонные лотки 52 до получения ряда электродов 9, опирающвося на пластину 51 сбрасывателя 47, при этом, если тяги 73 . выдвинуты из обшивок, то электроды после контроля будут отсекаться со сбросом на лоток 8, с которого отбираются оператором, а если сразу установлен автоматический режим, То тяги должны бйть вдвййутьГв каркас

2, отсекатель 57, перемещаясь вместе с тягами 73, освобождает канал для прохождения электрода 9 в " сепаратор сортировочного устройства .

Нажатием кнопки 68 управления вкйючается электродвигатель 20 и через редуктор 19 приводит во вращение трубчатый корпус 14 роторного механизма; осуществляющего 3а один оборот четыре цикла связанных между собой движений, при этом. каждый цикл содержит: работу сбрасывателя 47 мехайизма для поштучной выдачи электродов 9, когда упор

43, дойдя до соприкосновения с роликом 56, приводит в движение рычаг 48, поворачивающийся вокруг оси 32 и вызывающий при этом поворот цапфы 50 от воздействия на ее паз штифта 49, а с цапфой — пбворот йластины 51 с отсечением цилиндрической поверхности цапфы 50, электрода 9, перемещающегося на пластине 51, от электродов, расположенных-на накопительной поверхности лотка 52 бункера 5, -ripe этом движение рычага 48 совмещается до тех пор, пока ролик 56 не сойдет с упора 43, вращение вместе с корпусом 14, после чего рычаг 48 возвращается в исходное положение (фиг. 6), а с ним возвращается в исходное положение сбрасыватель 47, вызывая перемещение на него очередного электрода, " работу механизма отвода электромаг нитных датчиков, установленных на рычагах

29, совершаемую во время воздействия упора 43 на отогнутые концы скобы 41; во время которого от усйлия, передаваемого упором

43, приводится в движение рычаг 36, йоворачивающийся вокруг оси 30 и перемещающий вместе с собой ось 35 (стержень), проходящую через отверстия трех рычагов

29, которые от передаваемого осью 35 усилия перемещаются, поворачиваясь вокруг оси 30, и отводят установленные на рычагах 29 датчики 28, увеличивая между измерительными поверхностями этих датчиков

55 со ртированные по дейст,вительным йоказателям эксцентричности (разностенности) обмазки.

Работа контрольного блока автоматизированной установки для разбраковки сварасстояние, что позволяет электроду 9 свободным падением переместиться на выступ корпуса 14, приняв позицию для осуществления контроля в 3-х местах парами датчиков 28, а после контроля — свободным падением переместиться через вырезы в корпусе 14 в направляющее устройство 22, при этом за один измерительный цикл рычаги 36 дважды отводят электромагнитные датчики 28, размещенные на рычагах 29, что необходимо для подачи электрода на контроль и для сброса его после контроля; работу механизма вращения электрода, совершаемую за счет сил трения между обрезиненной поверхностью выступа 27 (дискового ребра) на корпусе 14 и поверхностью обмазки электрода 9, при этом увеличении сил трения конструкция ротора использует эффект "клина", предусматривая смещение центра осей. электрода 9 по отношению к центру осей корпуса 14 ротора на величину порядка 5 мм, которая при фиксированном положении опорного торца пластинчатого упора 46 автоматически изменяется, увеличиваясь для электродов .меньшего диаметра, имеюЩих меньшую массу, уменьшаясь для электродов большего диаметра, имеющих бой шую массу, в результате автоматически регулируются силы, осуществляющие враще кие электрода; . работу контроля электрода 9, осуществляемую в трех местах парами датчиков 28, установка которых со смещением относительно осей 30, 32 к средней части корпуса

14 позволяет создать минимально необходимую силу при контакте пластин 45 с наружной поверхностью электрода, сохраняя возмо>кность для парй.этих датчиков сопровождать перемещение поперечного сечения электрода, происходящего за счет изгиба продольной осй электрода

Электрод 9 после контроля свободным падением перемещается через направляющее устройство 22 и пазы 26 в корпусе 14 в центральный канал 59 сортировочного устройства 7, и если осуществляется ручной (наладочный) режим работы, то наклонной поверхностью отсекателя 57 направляется на лоток 58„выходящий своим окойчанием за пределы обшивки 8 стола 1, а если осуществляется автоматический режим работы, то перемещается в сепаратор, который по сигналам электроавтоматики в.зависимости от результатов контроля направляет его по одному из трех лотков, формируя партии, рас1780865

10 рочных электродов осуществляется следую- ров. В первом случае разность толщины пощим образом, крытия электрода не превышает границы

При отводе рычагов 29 под воздействи- между 1-ой и 2-ой группами разности толщием упора 43 шторка на рычаге 29 открывает . ны. Электрод после сброса с выступов корсветовой поток от лампы накаливания к фо- 5 пуса 14 по центральному каналу 59 тодиоду фотоэлемента 71. В цепи фотодио- попадает на один из лотков 8 и затем в да течет ток. Затем при возврате рычагов 29 бункер-накопитель 10 для электродов 1-ой в исходное положение (после подачи конт- группы. ролируемого электрода на высоту корпуса Во втором случае с выхода блока 67

14), световой поток перекрывается, ток в 10 управления поступает команда на один из цепи фотодиода прекращается, напряже- электромагнитов 61, который, срабатывая, ние на входе формирователя 71 уменьшает- перекрывает центральнйй. канал 59 с пося. При этом на выходе формирователя 72 мощью клапана 60 и направляет электрод в появляется короткий импульс, подготавли- бункер- накопитель10для2-ойи3-ей группы вающийблоки63кизмерению(сбрасывает- 15 электродов. Затем из бункера на выступы ся содержание пиковых детекторов). корпуса подается следующий электрод и т.д.

Электрод (контролируемый) находится При перемещении электродов по кажна выступах корпуса 14. С его поверхностью . дому из лотков 8 они проходят через фотоконтактируюттрипарыиндуктивныхпреоб- . датчик 62, прерывая световой лоток. При разователей 28. Ток в обмотке каждого из 20 этом формируется импульс, которые поступреобразователей 28 будет пропорциона- - пает на вход блока 69 счета электродов, на лен зазору между сердечником преобразо- .. опорном входе которого задатчиком 70 усвателя и стержнем электрода, т.е. толщине тановлено, число электродов, которое долж-покрытия. Поскольку обмотки каждой пары но помещаться в бункер-накопитель 10.. преобразователей 28 включенй в плечи не- 25 При поступлении через фотодатчик 62 в уравновешенного моста блока 63.измере-, " любой из бункеров-накопителей 10 заданний, то ток (или напряжение) в: ного числа электродов на выходе блока 69 измерительной диагонали моста пропорци-. счета электродов появится управляющий онален разности толщины покрытия в мес- . импульс, поступающий на входблока 67уп- . тах расположения каждой пары 30, равления, который обесточит двигатель 20, преобразователей 28. При.вращении элект- После выгрузки электродов из бункера-народа в какой-то момент разность толщины копйтеля 10 работа устройства возобновляпокрытия в диаметральной плоскости, в ко-" ется при пуске. электродвигателя 20. торой установлены преобразователи, до- Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я стигнет - наибольшего значения, 35 1. Автоматизированная сортировочная напряжение на диагонали моста также до- установка для разбраковки сварочных элекстигнет наибольшего значения и будет за- тродов, содержащая бункер, лотки, накопификсировано пиковыми детекторами тели; транспортное средство, блоков 63 измерения. С выхода всех трех кинематически связанное смеханизмом для блоков 63 измерения напряжение поступа- 40 поштучной выдачи с рычагами поворотного ет на входы блока 64 анализа сигналов. По- сбрасывателя, измерительную систему с сле обработки блоком 64 напряжение датчиками, сортировочное устройство и подается на вход блока 65 индикации. На блокуправления, отл ича ю ща я с я тем, цифровых индикаторах индицируется зна-.. что, с целью расширения технологических чение разнотолщинности контролИруемого 45 возможностей, уменьшения габаритов и поэлектрода (среднее для трех мест измере- вышения производйтельности, она снабжения, где расположены пары преобразовате- на механизмом вращения электрода в зоне лей 28, или наибольшие из них), контроля и пластинчатым упором, а измери-

Напряжение также подается на вход блока . тельная система, выполненная в виде блока

66 компараторов. Заданные опорные,на- 50 контроля разнотолщинности обмазки элекпряжениякомпараторовсоответствуютгра- тродов, снабжена механизмом для отведеницам сортировки между 1-ой и 2-ой и 3-ей ния датчиков из рабочего положения и группами при сортировке на 3 группы. средством для размещения датчиков, при.

В зависимости от величины напря)ке- этом транспортное средство выполнено в ния на входе блоки 66 компараторов (про-. 55 виде ротора с горизонтальной осью, предпорционального разности толщины ставляющего собой установленный в подпокрытия контролируемого электрода) с его . шипниках основания трубчатый корпус с выхода нз вход блока 67 управления либо не упорами, продольными сквозными пазами и поступает напряжение, либо поступает по дисковыми ребрами, расположенными в одному из 2-х выходов блока 66 компарато- центральной части корпуса. в которых за1780865

12 креплены упругие элементы, служащие для контакта с контролируемыми электродами, механизм для поштучной выдачи электродов выполнен в виде шарнирно установленного в цапфах поворотного сбрасывателя с рычагами, каждый из которых имеет ролик, установленный с возможностью взаимодействия с упорами корпуса роторного механизма, и штифт, находящийся в зацеплении с пазом соответствующей цапфы сбрасывателя, с которым связана опорная пластинаограйичитель электродов в йсходном йоложении сбрасывателя, средство +IA размещения датчиков измерительной системы, связанных попарно; выполнено в виде сидя щих на параллельных регулируемых осях между дисковыми ребрами ротора с обеих сторон et b корпуса групп рычагов, при этом одйа из "груйй рычагов соединена через стрежни между собой и с сидящей на этой же оси парой рычагов механизма для отведения датчиков из рабочего положения, на оси второй группы рычагов размещены рычаги поворотного сбрасывателя механизма поштучной выдачи электродов, механизм вращения электрода в зоне контроля между . парами датчиков измерительной системы образован пластинчатым упором установки, который зафиксирован со смещением от центра осей трубчатого корпуса ротора на величину большую, чем наибольший диаметр контролируемых электродов, и поверхностью закрепленных в дисковых ребрах . упругих элементов.

2. Установка по п.1, отл ич а ю щ а яс я тем, что между зоной контроля и сортировочным устройством установлено направляющее устройство.

10 3. Установка поп.2, отлича ющаяс я тем, что сортировочное устройство имеет отсекатель с лотками и трехканальный сепаратор с приводными клапанами, приводы которых связаны с блоком управления

15 установки.

4. Установка по и. 1, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что измерительная система, выполненная в виде блока контроля эксцентричности обмазки электродов, содержит

20 три блока измерения в соответствии с числом пар датчиков, блоки анализа сигналов, индикации, компараторов, а также блок сче- . та электродов, задатчики числа электродов и формирователь импульсов, при этом лотки

25 отсекателя сортировочного устройства связаны с фотодатчиками, соединенными с бло. ком счета электродов измерительной . системы..

1780865

1780865

5У

1780865

1780865

Составитель А.Парадеженко

Техред М.Моргентал Корректор fl. epew

Редактор А.Соколова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4234 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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