Устройство для контроля и сортировки деталей

 

Изобретение относится и автоматизации технологических процессов, быть использовано для контроля, ориентации и сортировки асимметричных деталей, изготовленньк из токопроводящего материала, и позволяет повысить надежность. Устройство содержит электромагнит .с С-образным сердечником, его обмоткой, зазором в сердечнике и пластиной, подающей профилированный лоток и фтводной лэток, а также электронную схему ув равления контролем и сортировкой. Последняя состоит из генератора силового электромагнитного поля, блока распознавания, формировател логического сигнала, одновибратора и электронного ключа. 7 шт. с (Q

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (ц g . 07 С 5/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4174196/31-12 (22) 04.01.87 (46) 07.12.88, Бюл, М 45 (71) Центральное межотраслевое конструкторско-технологическое бюро робо- . тотехники с опытным производством Института физики ЛатвССРи Всесоюзный заочный машиностроительный институт (72) М.В.Демидов, В,Е.Шатерников, П.Н.Шкатов и В.В.Жук (53) 681. 185 (Q88,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1102641, кл. В 07 С 5/02, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТ ОЛЯ И СОРТИРОВКИ ДЕТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к автома„„SU„, 3442274 Д 1 тизацни технологических процессов, может быть использовано для контроля, ориентации и сортировки асимметричных деталей, изготовленных из токопроводящего материала, и позволяет повысить надежность. Устройство содержит электромагнит .с С-образным сердечникам, его обмоткой, зазором в сердечнике и пластиной, подающей профилированный лоток и отводной лоток, а также электронную схему управления контролем и сортировкой, Последняя состоит из генератора силового электромагнитного поля, блока распознавания, формирователя логического сигнала, одновибратора и электронного ключа. 7 ил.

1442274

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов, в частности к устройствам для электромагнитного опознавания деталей, и может быть использовано для контроля, ориентации и сортировки деталей, изготовленных из токопроводящего материала.

Цель изобретения — повышение на- 1р дежности при сортировке асимметричных деталей.

На фиг. 1 изображена общая схема устройства; на фиг. 2 — С-образный электромагнит со встроенным в его за- 15 зор профилированным лотком с деталью (а — деталь обращена к подающему лотку частью с большей электропроводностью, б — обращена частью с

Меньшей электропроводностью); на 2п фиг. 3, а-г — варианты конструкции профилированного лотка в зависимости от сечения контролируемых деталей; на фиг, 4 - положение детали на V-образном лотке с порожком, асим-25 метричным признаком вверх; на фиг. 5— то же, но асимметричным признаком вниз; на фиг. 6 — сечение А-А на фиг.2; на фиг. 7 — С-образный элект ромагнит с встроенным в него V-образ-3р ным лотком, общий вид.

Устройство для контроля и сортировки деталей содержит ориентирующий магнит с С-образным сердечником 1 и обмоткой 2, а также электронную схему управления контролем и сортировкой.

С-образный сердечник 1 является основным магнитопроводом и выполнен в виде набора круглых и прямоугольных ферритовых колец, например марки 4п

2000 HN которые при склеивании их вместе боковыми поверхностями образуют цилиндрическую или прямоугольную трубу. Между краями сердечника 1 выполняется немагнитный зазор 3, обращенный расширяющейся частью внутрь сердечника.

Обмотка 2 предназначена для создания слаботочного опознающего и силового ориентирующего электромагнитных полей, выполнена на участке сердечника, расположенном напротив зазора 3 и состоит из двух ветвей, соответственно с индуктивностью L и L<, Она выполнена например из многожильноt 1

55 го провода типа ЛЭШО.

На концах С-образного сердечника 1 с узкой (наружной) стороны зазора 3 приклеена токопроводящая пластина 4, толщина d которой должна превышать глубину проникновения электромагнитного поля в материал этой пластины при заданных рабочих частотах так, чтобы образовался эффективный экран для поля рассеяния с указанной стороны электромагнита.

Электронная схема управления конт-. ролем и сортировкой содержит генератор 5 силового электромагнитного поля, который состоит из задающего генератора 6, усилителя мощности 7 и контурной емкости 8 величиной С, а также коммутатор 9, блок 10 распознавания, состоящий из автогенератора детектора 12 и второй контурной емкости t3 величиной С, формирователь 14 логического сигнала, одновибратор 15 .и электронный ключ 16, Внутри зазора 3 перпендикулярно плоскости С-образного сердечника установлен немагнитный профилированный лоток 17 для подачи контролируемых деталей 18, содержащих асимметрич. ные, например, по форме и электрофизическим свойствам (в том числе по электропроводности) стороны (слои)

19 и 20; внутри сердечника 1 над зазором 3 установлен отводной лоток 2 1, делящий внутреннюю полость сердечника на два. отсека.(для сортировки деталей по двум группам).

Для подачи и сортировки плоских относительно массивных деталей 18, имеющих асимметрию электрофизических ,свойств по стороне, т.е. слои 19 и 20 (фиг.4, 5 и 7) в качестве варианта предлагается V-образный лоток 22, имеющий на дне порожек 23, используемый как опора для перевода с одной плоскости (стороны) ориентации на другую, С-образный сердечник l с обмоткой

2 и токопроводящей пластиной 4, лотки 17 и 21 помещают в кожух (не показан), к которому жестко прикрепляют указанные конструктивные элементы.

Схема управления предназначена для управления работой устройства по контролю за качеством деталей и положением их на лотке, а также для последующей сортировки деталей по группам и обеспечивает работу в трех режимах, которые наиболее часто встречаются в производственной практике: детали все годные, но имеют асимметрию по стороне (по геометрической

42274

55 з 14 форме или электрофизическим свойствам) - в этом случае разделение поступающих деталей осуществляется по двум выходным потокам с различной ориентацией; все детали подаются одной стороной, но в потоке имеются как годные, так и дефектные детали (например, на контакте отсутствует серебряное покрытие) — в этом случае поступающий поток разделяется на два (годные и бракованные детали); детали в потоке подаются в любом положении на лотке, причем среди годных деталей имеются и дефектные — в этом случае блок 10 распознавания настроен на режим датчика, т.е. просто реагирует на присутствие детали; тогда при получении синхроимпульса от дефектоскопа дефектные детали отбраковываются.

Генератор 5 силового электромагнитного поля предназначен для создания необходимой индукции в зазоре

С-образного электромагнита его задающий генератор 6 реализован на микросхеме К155ЛАЗ, усилитель 7 — на транзисторах КТ829Г, контурная емкость 8 (С ) — на конденсаторе типа

МБГ 4.

Коммутатор 9 предназначен для подключения обмотки 2 (с суммарной индуктивностью L + L ) к выходу rенератора 5 силового поля, а также для подключения части обмотки 2 (с индуктивностью L<) к блоку 10 распознавания и выполнен в виде реле, например типа РЭС-47.

Блок 10 распознавания предназначен для создания слаботочного опознающего поля в зазоре 3 электромагнита и дефектирования высокочастотной огибающей сигнала автогенератора, который моделируется в зависимости от свойств асимметричных сторон деталей, его автогенератор 11 реализован на транзисторе КТ342Б, детектор 12 на диодах 1Я523Б, а контурная емкость 13 (С ) - на конденсаторе типа КМ или

КЛС.

Формирователь 14 логического сигнала предназначен для формирования перепада импульса на своем выходе, в случае если в контур автогенератора

L < — С внесено максимальное затухание и выполнен, например, в виде компаратора типа К554САЗ.

Одновибратор 15 предназначен для создания фиксированного по длительности импульса, за время которог0 деталь скользит по образующей цилиндра С-образного сердечника и реализован на микросхеме К155ЛГТ.

Электронный ключ 16 предназначен для согласования по мощности выхода одновибратора и коммутатора 9 и выполнен на транзисторе КТ829Г.

Устройство для контроля и сортировки деталей работает следующим образом.

Блок 10 распознавания настроен на резонансную частоту колебательного контура L 2 — C2, т.е, на оптимальную для контроля асимметричных сторон

19 и 20 детали 18 (блок 10 реагируег на сторону 20, обращенную к лотку 17, и не реагирует на сторону- 19, если она обращена к укаэанному лотку, который также способствует надежному распознаванию положения детали, так как выполнение его профилированным приводит к механическому изменению расстояния (зазора) между одной из асимметричных сторон детали и токопроводящей пластиной 4. При отсутствии деталей в зоне действия орие тирующего электромагнита часть обмотки с индуктивностью L через коммутатор

9 включена в колебательный контур

L< — С и в коллекторную цепь автогенератора 11; на вьп."оде детектора

12 — высокий уровень сигналов (=15 В), При подходе деталей 18 этот уровень уменьшается (если деталь обращена к пластине 4 стороной 20, имеющей большую электропроводность — до уровня

= 1 В; если. обращена стороной 19 с меньшей электропроводностью, то до уровня =7 В). Формирователь !4 логическогб сигнала настраивается на промежуточный уровень сигнала, например на 4 В, поэтому он реагирует на сторону 20 и не реагирует на сторону 19.

Детали 18 поодиночке подаются по лотку 17; если деталь входит в зазор

3 стороной 20, обращенной к нему, то в ней наводятся вихревые токи, которые образуют собственное поле, направленное противоположно электромагнитному полю в зазоре и взаимодействующее с последним. В результаге общий магнитный поток в системе зазор — сердечник ориентирующего электромагнита и индуктивность уменьшаются, что приводит к изменению и таких параметров колебательного контура, как добротность и резо1442274 — Ve — вреLo Rs

t -Л-» и где

g° . sin< мя пролета детали до лотка 21, Vo д

Ч длиs ineL нансная частота. При этом сигнал на выходе блока 10 распознавания изменяет свое значение (в сторону уменьшения), а формирователь 14, который воспринимает разницу уровней сигналов, сформирует логический сигнал (импульс), поступающий на блок 15 одновибратора, который выдает импульс через электронный ключ 16 на коммутатор 9. При этом обмотка 2 С-образного сердечника 1 подключается на выход генератора 5, образуя новый колебательный контур С, — L< + L<, который настроен в резонанс с задающей частотой блока 6; по обмотке 2 потечет ток значительной величины (силовой ток). При этом индукция электромагнитного поля в зазоре 3 существенно возрастает, что вызывает и рост . 2О вихревых токов, наводимых в детали.

В результате взаимодействия магнитного поля вихревых токов с магнитным полем в зазоре возникает эффект электродинамического воздействия результи- 25 рующего поля на деталь (как следствие проявляется импульс силы F ).

Под действием силы тяжести mg и силы Р, приложенных к детали, равнодействующая этих сил вызывает измене- ЗО ние траектории детали (пунктирная линия В на фиг.б). Величина смещения траектории Ь (по отношению к первоначальной траектории А) во внутреннем объеме С-образного сердечника зависит от начальной скорости V подачи детали в зазор 3; от массы детали m; от угла eL под которым сердечник наклонен к горизонту; от величины L т.е. полного пути, пройденного деталью вдоль образующей сердечника, вдоль зазора; от расстояния Š— от входа в зазор до начала лотка 2!. Для расчета элементов конструкции можно использовать матема- 4r„ тическую зависимость 2

Rtu

L + — sink

Ем 2 — созоС +

ttn + +2 Ч 50 тельность импульса одновибратора 15, После выхода из пространства внутри сердечника деталь попадает на лоток 2 1 (вместе с другими деталями, обращенными к зазору стороной 20), Если деталь подается в зазор 3

С-образного сердечника стороной 19, обращенной к зазору, то происходят почти все указанные процессы, за исключением того, что формирователь 14 логического сигнала не выдает сигнала на выходе, так как разность сигналов на выходе блока распознавания меньше, чем в предыдущем случае, и одновибратор 15 не выдает импульса на переключение блока 9 коммутации. Поэтому деталь не подвергается действию силы F и беспрепятственно продолжает движение по прежней траектории (линия А) и далее по пластине 4, играющей роль нижнего отводного лотка.

В случае, если асимметрия деталей выражается только в их геометрической форме (фиг.3а,б,в,г), то все рабочие процессы аналогичны описанным, но перемещение деталей осуществляется на лотках 17, профиль которых максимально приближен к профилю асимметричных сторон сортируемых деталей.

Для относительно массивных плоских асимметричных деталей с целью уменьшения мощности силового импульса при электродинамическом воздействии на деталь используется V-образный лоток 22 с порожком 23. Ширина порожка должна быть не более толщины детали, высота порожка — не менее ее толщины детали, угол раствора V-образного лотка = 90 . Та часть V-образного лото ка, по которой происходит ввод неориентированного потока деталей в электромагнит, помещается против зазора, причем зазор смещен на расстояние 1,, равное 1/4 высоты детали (фиг ° 4) выше центра тяжести детали.

Это конструктивно обеспечивает свободное перемещение деталей по двум стенкам V-образного лотка и требует небольшого. импульса силы Fù для перевода детали, стоящей на ребре на другую сторону V-образного лотка при ориентации.

При работе относительно массивные ! детали в неориентированном положении ребром поштучно перемещаются по порожку 23 и одной из сторон V-образ1442

Формула из о брет ения

Устройство для контроля и сортирОвки деталей, содержащее. ориентирующий С-образный ферритовый сердечник с обмотками и ее выводами, в канале между концами которого установлен

7 ного лотка 22. При входе в электромагнит все процессы аналогичны описанным,.кроме того,.что переориентация деталей происходит не на лоток

21, т, е .. на другой уровень (фиг. б), а на другую сторону того же V-образного лотка 22 (фиг. 7) .

Таким образом, предлагаемое уст,ройство опознает (контролирует) асим- 10 метричные стороны деталей и производит их пространственное распределение на потоки (ориентацию).

Описанные процессы характерны для первых двух из указанных вьппе режимов работы.

Третий режим работы †.режим датчика обеспечивает реагирование блока

10 распознавания на любую токопроводящую деталь, попавшую в зазор элект- 20 ромагнита, независимо от признака асимметрии при наличии дефектОВ. В этом случае блок 15 связан с дефектоскопом (по линии "Синхроимпульс"), который управляет его работой., сле- 25 довательно, и созданием в требуемый момент силы F . Таким образом, производится отбраковка. дефектных дета-. лей (устройство рабоает как бесконтактный электромагнитный сортиров- g0 щик) .

274 подающий наклонный лоток, и блок управления, содержащий задающий генератор, Выходом связанный с входом усилителя мощности, и коммутатор, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повьппения надежности при сортировке асимметричных деталей, канал Выполнен расширяющимся к центру- С-образного ферритового сердечника, подающий лоток выполнен профилированным по контуру одной из сторон контролируемой цетали и установлен параллельно оси сердечника, на поверхности которого на участке, прилегающем к узкой части канала, установлена немагнитная пластина-экран, при этом установлен дополнительный

Отводной лоток, углубленный внутоь сеpäÐ÷åõèIIß со стороны его Выходной

;асти на величину. равную средней длине деталт:, и размещенный Вдо Tb оси С-образного сердечника, блэк у-.— равления допалнительHo соде1жит автогенератор,;детектор. формирователь логического сигнала„. Одновибратор, электронный ключ и конденсаторы, при этом Выход силителя мощности сеединеь с перБым кОНВ:-:нсатором и первкм выводом коммутатора, Бто-.ой вывод которогG под::..iючОH непосредственно i

Второму конденсатору и через автогенератор, детектор, фор ирователь логического сигнала одновибратор и электронный ключ к третьему выводу коммутатора, четвертый и пятый вывоцы которого попклю-.ены к соо.-ветстВующим Выводам обмотки С-образного сердечника.

1442274

1442274

1442274

Составитель Т,Тихонравова

Техред N.Õoäàíè÷ Корр ект ор И. немчик

Редактор С.Патрушева

Закаэ 6329/10 Тираж 569

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Подписное

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