Устройство контроля прочности перемычки

 

Изобретение относится к микроэлектронике . Устройство контроля прочности пере2 мычки состоит из измерительной системы (ИС) с крюком: шагового привода (ШП) с механизмом вертикальных перемещений, на котором крепится ИС, блока управления (БУ) и блока определения высоты перемычки (БОВП). После опускания I/I С с крюком на крюк подаются высоковольтные импульсы напряжения. При прохождении крюка мимо контролируемой перемычки происходит искровой разряд между крюком и контролируемой перемычкой, который служит для определения высоты перемычки с помощью БОВП. 1 з.п. ф-лы, 5 ил,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

APL"-r-.л»л.;»; iI, — .- .....,1, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ

1 (21) 4846613/08 (22) 02,07.90 (46) 28.02.93, Бюл. N 8 (71) Ко с ру орское бюро ронного машиностроения (72) И,Б.Петухов и В.Н.Акимов (56) Патент ГДР

М 235960, кл, Н 01 1 21/66, 1986.

Авторское свидетельство СССР

N 1620895, кл. G 01 N 3/08, 1989. (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ПРОЧНОСТИ ПЕРЕМЫЧКИ (57) Изобретение относится к микроэлектронике. Устройство контроля прочности переИзобретение относится к микроэлектронике, а именно к сборке интегральных схем.

Цель изобретения — повышения производител ьности контроля.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 — структурная схема блока определения высоты перемычки; на фиг, 3 — структурная схема блока управления; на фиг. 4 — циклограмма работы устройства; на фиг, 5 — алгоритм работы микро-ЭВМ блока управления.

Устройство контроля прочности перемычки (фиг. 1) содержит станину 1, крюк 2 изолированный от станины 1, шаговый привод 3, предметный. столик 4 изолированный от станины 1, механизм вертикальных перемещений 5 крюка 2 взаимодействующий с щаговым приводом 3, измерительную систе„„ЯЦ„„1798089 А1 (я)з В 23 К 20/10. G 01 N 3/08, Н 01 1. 21/66 мычки состоит из измерительной системы (ИС) с крюком шагового привода (LLlll) с механизмом вертикальных перемещений, на котором крепится ИС, блока управления (БУ) и блока определения высоты перемычки (БОВП). После опускания ИС с крюком на крюк подаются высоковольтные импульсы напряжения, При прохождении крюка мимо контролируемой перемычки происходит искровой разряд между крюком и контролируемой перемычкой, который служит для определения высоты перемычки с помощью

БОВП, 1 з,п. ф-лы, 5 ил, му 6, закрепленную на механизме вертикальных перемещений 5 крюка 2, блок управления 7 с пусковым сигналом на первом входе, первый выход которого подключен к шаговому приводу 3, а второй вход — к изме- . рительной системе 6 и блок определения высоты перемычки 8, первый выход которого подключен к крюку 2, второй выход — к третьему входу блока управления 7, первый вход — ко второму входу блока управления 7, а второй вход — к предметному столику 4.

Измерительная система 6 состоит (фиг.

1) из упругой балки 9 с П-образным пазом и измерительного преобразователя 10 взаимодействующего с упругой балкой 9, в качестве которого может служить тензодатчик или индуктивный датчик, закрепленный на упругой балке 9.

1798089

15 упругой балки 9

ЗО

Работа устройства происходит следую-. щим образом.

Перед началом процесса контроля оператор размещает предметный столик 4 (фиг, 1) на котором закреплен контролируемый прибор с перемычками, под крюком 2, так чтобы ось крюка 2 находилась между двумя контролируемыми перемычками, а крюк располагался параллельно контролируемой перемычки и подает пусковой сигнал на первый вход блока управления 7, Блок управления 7 запускает шаговый привод 3, который взаимодействует с механизмом вертикальных перемещений 5 перемещает измерительную сйстему 6 с крюком 2 вниз.

Одновременно с запуском блока управления 7 последний подает со своего второго выхода на первый вход блока определения высоты перемычки 8, сигнал, при котором блок определения высоты перемычки 8 на- 20 чинэет на своем первом выходе вырабатывать высоковольтный импульс напря>кения с частотой rio величине, совпадающий с частотой перемещения шагового привода 3, В момент прохождения крюка 2 мимо контролируемой перемычки в момент времени t> (см. фиг. 4), когда зазор между крюком 2 и перемычкой минимальный, происходит искровой разряд, Учитывая, что крюк 2 и предметный столик 4 изолированы от станины 1, при электрическом пробое зазора между крюком 2 и перемычкой, появится сигнал и на предметном столике 4, а следовательно и на втором входе блока определения высоты перемычки 8, Блок определения высоты 35 перемычки 8 обрабатывает этот сигнал и формирует на третий вход блока управления импульс, по которому блок управления 7 продолжает коммутировать шаговый привод 3 в течении времени от момента определения высоты перемычки (фиг. 4) до помента tp<> перемещения механизма вертикальных перемещений 5 крюка 2 на величину h вниз, которая заранее заносится в блок управления 7 при его обучении. Перемещение механизма вертикальных перемещений 5 на величину h вниз подбирается необходимое для завода крюка 2 под перемычку при наладке устройства 4. Когда крюк

2 находится ниже перемычки на величину и, блок управления прекращает коммутиро.вать шаговый привод 3, измерительное устройство 6 останавливается, а оператор поворачивает предметный столик 4 на 90О, заводя крюк 2 под перемычку и подает пусковой сигнал нэ первый вход блока управления 7 (момент времени узап фиг. 4), Блок управления 7 вновь начинает коммутировать шаговый привод 3, который, взаимодействуя с механизмом вертикальный перемещений 5, перемещает измерительную систему 4 с крюком 2 вверх.

В момент typal касания крюком 2 коHTpo лируемой перемычки, последняя начинает воздействовать на упругую балку с П-образным пазом 9 измерительной системы 6, а упругая балка 9 прогйбается по мере перемещения измерительной системы 6. В слу чае использования в качестве измерительного преобразователя 10 индуктивного датчика, для определения прочности перемычки служит изменяющийся зазор между индуктивным датчиком и упругой балкой 9. Если же в качестве измерительного преобразователя 10 служит тензодэтчик, закрепленный на упругой балке 9, то о прочности перемычки судят по сигналу от тензодатчика при его деформации от изгиба

В дальнейшем сигнал от измерительного йреобразователя 10 поступает на второй вход блока управления 7, где сравниваются текущие значения сигнала от изйерительного преобразователя 10, при натяжении перемычки, со значением, соответствующим технологически допустимой прочности перемычки; заранее программируемой в блоке управления 7. В момент т, достижения прочности перемычки-заданного значения блок управления 7 начинает коммутировать шаговый привод 3 в режиме при котором измерительная система 6 с крюком 2 перемещается вниз на величину h. В итоге крюк 2 выходит из зацепления с перемычкой, а шаговый привод 3 останавливается (момент времени tocT фиг. 4). Оператор поворачивает предметный столик 4 на 90О, выводя крюк 2 из-под перемычки и вновь подает сигнал пуск на первый вход блока управления 7, который начинает коммутировать шаговый привод 3 нэ перемещение измерительной системы 6 с крюком 2 в исходной состояние.

В случае если необходимо измерить прочность перемычки с ее разрушением, в блок управления 7 заносится заведомо большее: значение прочности перемычки, чем при обрыве, при этом после обрыва перемычки измерительная система 6 перемещается в исходное состояние без остановки для вывода крюка 2 из-под перемычки, лок определения высоты перемычки 8 (фиг. 2) содержит источник питания 11, генератор импульсов 12, формирователь 13, транзисторный ключ 14, двэ конденсатора

15 и 16, пять резисторов 17; 18, 19, 20 и 21, трансформатор 22, диод 23 и компэратор 24 с опорным напряжением на втором входе, выход которого является вторым выходом

1798089

Блок определения высоты перемычки 8 30

35 известной схеме мультивибрэтора-автагенератора). Выходные импульсы генерато- 40

50 заряжают конденсатор l6. Таким образом, 55 блока определения высоты перемычки 8, вход генератора импульсов 12 является первым входом блока определения высоты перемычки 8, э выход генератора импульсов

12 соединен со входом формирователя 13, выходам связанного с. управляющим входом транзисторного ключа 14, выход которого заземлен, а вход подключен к началу. первичной обмотки трансформатора 22, конец которого соединен с одним выводом первого резистора 17, другой вывод которого связан с выходом источника питания 11 и одной обкладкой первого конденсатора 15, другая обкладка которого заземлена, начало вторичной обмотки трансформатора 22 соединено с анодом диода 23, катод которого соединен с одной обкладкой второго конденсатора 16 и точкой соединения второго

18 и третьето 19 резистора, второй вывод которого является первым выходом блока 8 определения высоты перемычки, другая обкладка второго конденсатора 16 соединена с концом вторичной обмотки трансформатора 22 и точкой соединения второго 18 и четвертого.20 резистора, второй вывод которого заземлен, первый вход компаратара

24 заземлен через пятый резистор 21 и является вторым входом блока определения высоты и еремычк и 8. (фиг; 2) работает следующим образом.

По сигналу логической единицы, поступающему со второго выхода блока управления 7 (фиг. 1) на первый вход блока определения высоты перемычки 8, а значит и на вход генератора импульсов t2 (фиг. 2), последний начинает генерировать импульсы (Генератор выполнен па широко ра 12 поступают на вход формирователя

13, который формирует импульсы фискированной длительности (порядка 10 мкс).

Импульсы с выхода формирователя 13 поступают на вход транзисторного ключа 14, который начинает периодически открываться и закрываться. В результате заряженный конденсатор .15 от источника питания 11 начинает периодически разряжаться через первичную обмотку трансформатора 22, так как вторичная обмотка трансформатора 22 по отношению к первичной является повышенной, то в ней индуцируется высоковольтные импульсы, которые через диод 23 на конденсаторе 16 присутствует импульсное высоковольтное напряжение, поступающее через токоограничительный резистор

19 на первый выход блока определения высоты перемычки 8, а значит и на крюк 2 (фиг, 10

1), Амплитуда выходных высоковольтных импульсов может регулироваться изменением напряжения источника питания 11, а также длительностью выходных импульсов формирователя 13, При опускании крюка 2 с помощью механизма 5 вертикальных перемещений к контролируемой перемычке прибора, укрепленного на предметном столике 4, и достижении минимального зазора между крюком 2 и перемычкой прибора (перемычка связана с траверсой прибора. который в свою очередь связан с предметным столиком 4) между крюком 2 и перемычкой прибора возникает искровой разряд, так как перемычка через предметный столик 4 связана с корпусом через резистор 21. Во избежание появления высокого напряжения на предметном столике 4, резистор 21 выбран значительно меньше резистора 19. Напряжение поступает на второй вход блока onðå- деления высоты перемычки 8,.а значит и на первый вход компааатора 24, его сигнал поступает на второй выход блока onределения высоты перемычки 8. Сигнал со второго выхода блока определения высоты перемычки

8, т.е. сигнал прохождения крюка 2 мймо перемычки прибора, поступает на третий вход блока управления 7.

Блок управления 7 (фиг. 3) выполнен на базе микро-ЗВМ 27 с трехшинной архитектурой. Внешними устройствами для микро3ВМ 27 являются АцП 26, коммутатор фаз

28 и блок определения высоты перемычки 8, которые подключены к устройству ввода-вывода микро-38M 27. На первый вход мйкро3 ВМ 27 приходит сигнал от измерительного преобразователя 10, который предварительно усиливается усилителем 25 и npeoGразуется в двоичный корд АЦП 26, и служит для анализа прочности характеристик контролируемой перемычки, Второй вход микро3ВМ27 является пусковым, а на третий вход поступает в микро-ЗВМ 27 информация а высоте перемычки ат блока определения высоты перемычки 8, Первый и второй 8bixoды микро-3ВМ 27 подключены к коммутатору фэз 28, который управляет работой шагового привода 3. По первому выходу микро-3ВМ 27 на первый вход коммутатора фаз 28 поступает нарастающий во времени цифровой двоичный код, который преобразованный коммутатором фаз 28 в последовательность импульсов, попеременно. поступает на обмотки шагового привода 3 и вращает последний. По второму выходу микро-3ВМ 27 на второй вход коммутатора фэз 28 поступает сигнал, определяющий порядок коммутации обмоток шагового привода 3, т.е, направление вращения последнего, а следовательно и направление

1798089

15

25 перемещения измерительной системы 6 с крюком 2 вверх или вниз, Микро-ЭВМ 27 состоит из следующих известных функциональных элементов микропроцессора (МП) со схемой синхронизации и начальной установки постоянного запоминающего устройства устройства (ПЗУ), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и двух программируемых переферийных адаптеров (ППА), подключенных к микропроцессору МП по типичной трехшинной структуре, содержащей шину адреса (ША), шину данных (ШД) и шину управления (ШУ). Все эти функциональные элементы выполнены на серийно выпускаемых микросхемах; в качестве микропроцессора использована микросхема КР580ВМ 80, в качестве схемы синхронизации и начальной установки — микросхема КР580ГФ24, в качестве ПЗУ вЂ” микросхема К573РФ4, в качестве

ОЗУ вЂ” микросхема КР573РУ10, в качестве

П ПА — микросхема КР580В В55. Причем порт В первой микросхемы КР580ВВ55 является первым входом микро-3ВМ и подключен к выходу АЦП 26, разряд ПАО порта

С первой микросхемы КР580ВВ55 — пусковым входом микро-3ВМ 27, порт В второй микросхемы KP580BB55 — первым выходом микро-3ВМ 27 и подключен к первому входу коммутатора фаз 28, а разряд ПАО порта С второй микросхемы КР580ВВ55 — вторым выходом микро-3ВМ 27 и подключен ко второму входу коммутатора фаз 28, Алгоритм работы микро-3ВМ 27 происходит согласно циклограммы работы .устройства (фиг. 4) по алгоритму, представленному на фиг. 5.

При включении питания все выходы

- микро-ЭВМ 27 устанавливаются в нулевое значения. После чего на второй вход микроЭВМ 27 приходит сигнал логической единицы, а на первом выходе микро-3ВМ 27 появляется возрастающий во времени на единицу цифровой двоичный код Рп. (фиг, 5) (шаговый двигатель 3 опускает измерительную систему 6 вниз); Одновременно на третьем выходе микро-3ВМ 27 появляется логическая единица, которая подается на

: .блок определения высоты перемычки 8, включая его. После определения высоты пе. ремычки (на третьем входе микро-3ВМ 27 .. сигнал логической единицы) микро-ЭВМ 27 дозированно подает на коммутатор фаз 25 двоичных кодов возрастающих от нуля до

Ь/Л, где Л вЂ” перемещение механизма вертикальных перемещений 5 при поступлении на шаговый привод 3 одного импульса, шаговый привод 3 останавливается, а на втором выходе мйкро-ЭВМ 27 появляется сигнал логической единицы переключаю30

55 щий направление коммутации коммутатора фаз 28. Оператор заводит крюк 2 под перемычку и повторно подает сигнал логической единицы на второй вход микро-ЭВМ 27. На первом выходе микро-ЭВМ 27 вновь появляется возрастающий на единицу цифровой двоичный код (шаговый привод 3 поднимает измерительную систему вверх) и в момент, когда на первом входе микро-ЭВМ 27 появляется двоичный код, совпадающий с кодом . занесения в память микро-ЭВМ 27 (прочность перемычки достигла заданного значения Рз) на втором выходе микро-ЭВМ 27 появляется сигнал логического нуля, а на первый выход микро-ЭВМ 27 подает h/Л двоичных кодов, возрастающих от нуля (шаговый привод 3 перемещает измерительную систему 6 на расстояние h вверх), после чего шаговый двигатель останавливается, а на втором выходе микро-ЭВМ 27 появляется сигнал логической единицы, Оператор выводит крюк 2 из-под перемычки и вновь подает сигнал логической единицы на второй вход микро-3ВМ 27. Микро-ЭВМ 27 подает на коммутатор фаз 28 возрастающий во времени цифровой двоичный код, который коммутирует шаговый привод 3 и шаговый привод 3 перемещает измерительную систему 6 вверх в исходное состояние, Процесс контроля прочности следующих перемычек аналогичен описанному.

Таким образом, использование данно о технического решения позволило повысить производительность контроля за счет сокращения числа операций для подвода крюка 2 под контролируемую перемучку, путем определения высоты перемычки перед заводом крюка 2 под перемычку.

Формула изобретения

1. Устройство контроля прочности перемычки, содержащее станину, крюк, изолированный от станины, шаговый привод, предметный столик, изолированный от станины, механизм вертикальных перемещений крюка, связанный-с шаговым приводом, измерительную систему, закрепленную на механизме вертикальных перемещений крюка, и блок управления с пусковым сигна-. лом на первом входе, первый выход которого подключен к шаговому приводу, а второй вход — к измерительной системе, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения производительности контроля, в него введен блок определения высоты перемычки, первый выход которого подключен к крюку, второй выход — к третьему входу блока управления, первый вход — к второму выходу

1798089

10 блока управления, а второй вход — к предметному столику.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е-. с я тем, что блок определения высоты перемычки содержит источник питания, генератор импульсов, формирователь, транзисторный ключ, два конденсатора, пять резисторов, трансформатор, диод и компаратор с опорным напряжением на втором входе, выход которого является вторым выходом блока определения высоты перемычки, вход генератора импульсов является первым входом блока определения высоты перемычки, а выход генератора импульсов соединен с входом формирователя, выходом связанного с управляющим входом транзисторного ключа, выход которого заземлен, а вход подключен к началу первичной обмотки трансформатора, конец которой соединен с одним выводом первого резистора, другой вывод которого связан с выходом источника питания и.одной обкладкой первого конденсатора, другая обкладка

5 которого заземлена, начало вторичной обмотки трансформатора соединено с анодом диода, катод которого соединен с точкой соединения второго и третьего резистора, второй вывод которого является первым вы-.

10 ходом блока определения высоты перемычки, и одной обкладкой второго конденсатора, другая обкладка которого соединена с концом вторичной обмотки трансформатора и точкой соединения второго и

15 четвертого резистора, втором вывод которого заземлен, первый вход компаратора заземлен через пятый резистор и является вторым входом блока определения высоты перемычки.

1798089

1798089