Датчик устройства для счета мелких деталей

 

Изобретение относится к автоматизации производственных процессов в машиностроении и может быть использовано в электронной промышленности для счета мелких деталей и точного позицирования изделий и исполнительных органов в технологических автоматах сборки и сортировки изделий . Устройство обладает высокой надежностью и не требует при эксплуатации длительной настройки. Устройство содержит .генератор 1 переменного напряжения с катушкой 10 индуктивности, пороговый элемент 2, стабилитрон 3, резистор 4, усилитель 6, шины 5, 8 питания, конденсатор 13, ферритовый сердечник 11 катушки 10, металлическую обкладку 12, диэлектрическую прокладку 14. Обкладка 12 с прокладкой 14 и конденсатором 13 позволяет исключить взаимодействие катушки 10 с корпусом устройства. 4 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1418778 А1 (5ц 4 G 06 M 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4191187/24-24 .(22) 05.02.87 (46) 23.08.88. Бюл. Р 31 (72) С.В.Карпенко (53) 621.374.32 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 752408, кл. G 06 M 3/02, 1977.

Датчик приближения. Информационный. листок Р 5417-83, Горьковского межотраслевого территориального центра научно-технической информации и пропаганды. (54) ДАТЧИК УСТРОЙСТВА ДЛЯ СЧЕТА MEJIКИХ ДЕТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к автоматизации производственных процессов в машиностроении и может быть ис пользовано в электронной промышленности для счета мелких деталей и точного позицирования изделий H исполнительных органов в технологических автоматах сборки и сортировки изделий. Устройство обладает высокой надежностью и не требует при эксплуатации длительной настройки. Устройство содержит генератор 1 переменного напряжения с катушкой 10 индуктивности, пороговый элемент 2, стабилитрон 3, резистор 4, усилитель 6, шины 5, 8 питания, конденсатор 13, ферритовый сердечник 11 катушки 10, металличес" кую обкладку 12, диэлектрическую прокладку 14. Обкладка 12 с прокладкой

14 и конденсатором 13 позволяет искЖ лючить взаимодействие катушки 10 с корпусом устройства. 4 ил.

1418778

Изобретение относится к автоматизации производственных процессов в машиностроении и может быть использовано в электронной промышленности в качестве прецизионного устройства для счета мелких деталей и точного позицирования контролируемых изделий и исполнительных органов в технологических автоматах сборки и сортировки изделий..

Цель изобретения — повышение надежности устройства за счет повышения точностИ настройки расстояния срабатывания, а также упрощение процесса настройки устройства °

На фиг.1 изображена функциональная электрическая схема устройства для счета мелких деталей; на фиг,2 — пример выполнения чувствительного элемента с металлической обкладкой и диэлектрической прокладкой; на фиг. 3-— эквивалентная схема катушки индуктивности чувствительного элемента до введения конденсатора металлической обкладки и диэлектрической прокладки; на фиг.4 — эквивалентная схема катушки индуктивности чувствительного элемента после введения конденсатора; металлической обкладки и диэлектри- 30 ческой прокладки.

Устройство для счета мелких деталей содержит (фиг.1) последовательно соединенные генератор 1 переменного напряжения, выполненные по схеме автогенератора с автотрансформаторной положительной обратной связью, пороговый элемент 2, собранный по схеме триггера Шмитта, стабилизатор напряжения, выполненный на стабилитроне 3 и резисторе 4, второй вывод которого соединен с анодом стабилитрона, а первый вывод — с первой шиной 5 питания устройства, усилитель 6, выполненный на транзисторе, выходную шину

7, соединенную с выходом усилителя, а также вторую шину 8 питания, подключенную к катоду стабилитрона 3 и цепям питания генератора 1, порогового элемента 2 и усилителя 6, индуктивный чувствительный элемент 9, вы- 50 полненный в виде катушки 10 индуктивности генератора 1, размещенной в открытой чашке ферритового сердечника

11, и включенный в цепь колебательного контура генератора 1, металличес- 55 кую обкладку 12, неподвижно закрепленную относительно ферритового сердечника 11 и охватывающую чувствительный элемент 9 по периметру боковой наружной поверхности ферритового сердечника 11 (фиг.2), конденсатор

13, пергый вывод которого соединен с металлической обкладкой 12, а второй — с точкой соединения резистора

4 и анода 3 стабилитрона, диэлектрическую прокладку 14, уст ановленную неподвижно между металлической обкладкой 12 и охватываемой ею боковой наружной поверхностью ферритового сердечника 11, при этом один из торцов металлической обкладки 12 вместе с открытым торцом чашки ферритового сердечника и одним из торцов диэлектрической прокладки 14 установлен в одной плоскости (фиг.2), причем металлическая обкладка 12 вместе с диэлектрической прокладкой 14 и боковой наружной поверхностью чашки ферритового сердечника 11 образуют конструктивный электрический конденсатор

15 (фиг.4) постоянной емкости, входящий вместе с последовательно соединенным с ним конденсатором 13 в ка тушку 10 индуктивности чувствительного элемента 9, являюшуюся элементом колебательного контура генератора 1, как одна из составляющих ее собственной емкости, и обеспечивающий включение по отношению к нему последовательно и нейтрализацию всех других воздействующих через него на колебательный контур дестабилизирующих параметров этого контура емкостей 16 и 17 (фиг.4), обусловленных близко расположенным подвижным металлическим корпусом или другими подвижными металлическими массами, охватывающими индуктивный чувствительный элемент 9 по его боковой наружной поверхности, и вносимых через металлический корпус или другие указанные металлические массы в момент непосредственного прикосновения к ним оператора или регулировщика параметров устройства, Кроме того, на фиг.1 показан резистор

18 обратной связи генератора 1, на фиг. 3, 4 — конденсатор 19 — эквивалент внутренней емкости катушки 10.

Устройство для счета мелких деталей работает следующим образом.

При подаче напряжения питания на шины 5 и 8 (фиг.1) и отсутствие в зоне действия магнитного поля у открытого торца чувствительного элемента 9 контролируемой металлической детали (не показана) генератор 1 пе14187

С С + С + С, (1)

45 где С вЂ” емкость конденсатора 19—

19 одна из составляющих собственной емкости катушки 10 индуктиности, обусловленная емкостью между наружным сло50 ем ее обмотки и бронзовым сердечником и не зависящая от положения металлических реходит в режим генерации высокочастотных колебаний с максимальной амплитудой, постоянная составляющая которых на его выходе создает падение напряжения, превышающее пороговое значение триггера Шмитта порогового элемента 2. При этом пороговый элемент 2 переключается в такое устойчивое состояние, при котором транзистор 10 усилителя 6 закрыт. Поэтому через нагрузку (не показана), подключенную между выходной шиной 7 и шиной 5 питания, электрический ток не протекает, t5

При введении контролируемой металлической детали в зону действия магнитного поля у открытого торца индуктивного чувствительного элемента

9 добротность колебательного контура, 20 элементом которого является катушка

10 индуктивности, падает, что приводит к уменьшению амплитуды генерации.

На определенном расстоянии контролируемой металлической детали от отк" 25 рытого торца чашки ферритового сердечника 11 генератор 1 переходит в режим срыва колебаний, в результате чего значение постоянной составляющей высокочастотных колебаний на его выходе становится меньше порогового значения триггера Шмитта порогового элемента.2.

Это приводит к переключение порогового элемента 2 в другое устойчивое состояние, при котором транзистор усилителя 6 открыт. При этом через нагрузку начинает протекать электрический ток. При удалении металлической детали за пределы действий электромагнитного поля индуктивного чувствительного элемента устройство возвращается в исходное состояние.

Настройка устройства на необходимое расстояние срабатывания производится резистором 18, включенным в цепь обратной связи генератора 1.

Повышение точности настройки расстояния срабатывания, упрощение процесса настройки, а также повышение надежности работы устройства достигается конструктивно-схематическим путем за счет устранения влияния на индуктивный чувствительный элемент близко расположенных металлических масс, изменяющих свое положение отно- 55 сительно открытого торца чашки ферритового сердечйика 11, т.е. путем введения конденсатора 13, металлической

78 4. обкладки 12, являющейся металлическим эквивалентом корпуса устройства в месте охвата им чувствительного элемента 9, и диэлектрической прокладки

14, закрепленных неподвижно и конструктивно образующих с наружной боковой поверхностью чашки ферритового сердечника 11 электрический конденсатор 15 постоянной емкости (фиг.4), подключение металлической обкладки

l2 к точке соединения анода стабилитрона 3 и резистора 4 через конденсатор 13 (фиг ° 1) . При этом образованный конденсатор 15 является элементом колебательного контура генератора 1, обеспечивающим совместно с конденсатором 13 уменьшение собственной емкости катушки 10 индуктивности чувствительного элемента 9 и нейтрализацию за счет последовательного включения по отношению к нему составляющих ее собственной емкости, вносимых указанными металлическими массами и телом оператора.

Для лучшего понимания выполняемой функции металлической обкладкой 12, диэлектрической прокладкой 14 и конденсатором 13 и влияния их на достижения поставленной цели рассмотрим эквивалентные схемы катушки 10 индуктивности чувствительного элемента до их введения (фиг.3) и после их введения (фиг.4).

На фиг.3 и 4 учтены, за исключением емкости конденсатора 19, лишь те составляющие собственной емкости катушки 10 индуктивности, которые непосредственно влияют на достижение поставленной цели, Определим собственную емкость С катушки индуктивности 10 относительно ее выводов по эквивалентной схеме фиг.3: масс и прикосновения оператора к металлическому корпусу устройства;

С вЂ” емкость электрического кон<6 денсатора 16, образованная наружной боковой поверхно8, 6 тавляющих С, и С„ и постоянство ее значения, так как ее результирующая собственная емкость определяется только значениями емкостей С, и С1 конденсаторов 19 и 15 постоянной емкости соответственно.

Это обеспечивает независимость от вносимых переменных составляющих собственной емкости катушки 10 индуктивности, ее добротности, которой определяется расстояние срабатывания устройства, Этим устраняется критичность расстояния срабатывания от положения металлического корпуса относительно открытого торца чашки индуктивного чувствительного элемента, исключаются ложные срабатывания от прикосновения оператора к металлическому корпусу устройства или к металлическим конструктивным элементам технологического оборудования, а также устраняются преждевременные ложные срабатывания устройства от близости подвижных металлических масс технологического оборудования при положении контролируемой детали вблизи его точки включения.

Формула

5 141877 стью ферритового сердечника

11 и подвижной металлической массой, которой является металлический корпус или констрУктивные элементы оборудования, в которое встраивается предложенное устройство, и изменяющая свое значение при перемещении метал- 10 лических масс (и приводящей вследствии этого к снижению точности настройки и усложнению процесса настройки расстояния срабатывания);

С . — емкость электрического кон17 денсатора 17 — одна из составляющих собственной емкости катушки 10 индуктивности, вносимая телом оператора в момент непосредственного контакта его с металлическим корпусом устройства и обуславливающая при этом снижение надежности работы устройства за счет его ложных срабатываний..

Собственная емкость С катушки 10 индуктивности относительно ее выводов по эквивалентной схеме фиг.4 равна . изобретения

C =C+

С15(Сд+С +С ) (2) !

9 C15+C13+C17tc4 где С1 — емкость конденсатора 13 постоянной емкости (фиг.1);

С15 — емкость конструктивного конденсатора постоянной емкости 15 (фиг.4), образованного металлической обкладкой

12 диэлектрической прокладкой 14 и наружной боковой 40 поверхностью чашки ферритового сердечника 11.

Так как С„+С11 (десятки и сотни тысяч пикофарад) С, С, (единицы и десятки пикофарад), то выражение (2) упрощается и принимает вид:

С С+С . (3)

Из сравнения вйражений (1) и (3) следует, что введение диэлектрической прокладки 14, металлической обкладки б0

12, являющихся конструктивными элементами конструктивного конденсатора

1S и конденсатора 13, а также под- . > ключение металлической обкладки 12 через конденсатор 13 к точке соедине- бб ния резистора 4 и анода стабилитрона

3 обеспечивает уменьшение собственной емкости катушки 10 индуктивности за счет нейтрализации ее переменных сосДатчик устройства для счета мелких деталей, содержащий генератор переменного напряжения с катушкой индуктивности, выход которого через пороговый элемент соединен с входом усилителя, стабилитрон и резистор, первый вывод которого подключен к первой шине питания и к первому выводу питания усилителя, второй вывод регистора соединен с анодом стабилитрона и с первыми выводами питания генератора переменного напряжения с катушкой индуктивности и порогового элемента, катод стабилитрона и вторые выводы питания генератора переменного напряжения с катушкой индуктивности, порогового элемента и усилителя подключены к второй шине питания, катушка индуктивности генератора переменного напряжения расположена в открытой чашке ферритового сердечника, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности устройства и упрощения его настройки, введены конденсатор, диэлектрическая прокладка и металлическая обкладка, которая через конденсатор соединена с вторым выводом резистора, металлическая обкладка расположена по ок7 1418778 8 ружности чашки ферритового сердечни- ти генератора переменного Напряжения, ка через диэлектрическую прокладку, металлической обкладки и диэлектрипричем торцовые части чашки феррито- ческой прокладки расположены в одной вого сердечника, катушки индуктивнос- плоскости.

1Ч

Фиа2

Составитель Г,Усачев

Редактор С.Патрушева Техред А.Кравчук Корректор М Васильева

Заказ 4157(49

Тираж 704

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4