Устройство для зажима и контроля пьезоэлементов

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности м. б. использовано для контроля усилия поджатия пьезоэлементов и измерения сопротивления их изоляции. Цель изобретения - повышение производительности и достоверности контроля. Устройство содержит механизм зажима, блок 10 измерения сопротивления изоляции, блок 15 преобразования напряжения в частоту, подпружиненные рычаги 39 и 40, механизм разбраковки и блок 54 контроля. Узел 7 зажима с контролируемым пьезоэлементом 8 установлен на многопозиционном поворотном диске 5. При повороте его на определенный угол узел 7 проходит последовательно позиции загрузки, контроля, разбраковки и выгрузки. Усилие и время поджатия пьезоэлемента 8 контролируются по величине напряжения на его обкладке 21 и по времени срабатывания реле 57 времени, а на позиции 53 одновременно измеряется сопротивление изоляции по величине испытательного напряжения, подаваемого на пьезоэлемент 8 от источника 13 испытательного напряжения. На позициях 45 и 46 проводится автоматическая разбраковка узлов 7 зажима с одновременной индикацией на индикаторе 64 результатов контроля. 2 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s Н 05 К 7/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф

Фв

Ъ

1 (21) 4641249/21 (22) 20.01.89 (46) 07.07.91. Бюл. М 25 (72) В.Л.Виноградов, А.КЖурба, В,П.Каныгин, А.А.Коротков и Ю.Ю.Урбанович (53) 621.317.799 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hh 303940, кл. Н 03 Н 9/14, 1964.

Авторское свидетельство СССР

М 442587, кл. Н 05 К 7/12, 1968. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЖИМА И КОНТРОЛЯ ПЬЕЗОЭЛЕМЕНТОВ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности м.б. использовано для контроля усилия поджатия пьезоэлементов и измерения сопротивления их изоляции.

Цель изобретения — повышение производительности и достоверности контроля. Устройство содержит механизм зажима, блок

1,0 измерения сопротивления изоляции, „„5U„„1662022 А1 блок 16 преобразования напряжения в частоту, подпружиненные рычаги 39 и 40, механизм разбраковки и блок 54 контроля. Узел

7 зажима с контролируемым пьезоэлементом 8 установлен на многопоэиционном поворотном диске 5, При повороте его на определенный угол узел 7 проходит последовательно позиции загрузки, контроля, разбраковки и выгрузки, Усилие и время поджатия пьезоэлемента 8 контролируются по величине напряжения на его обкладке 21 и по времени срабатывания реле 57 времени, а на позиции 53 одновременно измеряется сопротивление изоляции по величине испытательного напряжения, подаваемого на пьезоэлемент.8 от источника 13 испытательного напряжения. На позициях 45 и 46 проводится автоматическая разбраковка узлов 7 зажима с одновременной индикацией на индикаторе 64 результатов контроля.

2 ил.

1662022

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для контроля усилия поджатия пьезоэлементов и измерения их сопротивления изоляции.

Цель изобретения — повышение производительности и достоверности контроля.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг, 2 — вид А на фиг. 1.

Устройство содержит механизм зажима, на валу 1 которого; связанном через мальтийский механизм 2 и редуктор 3 с двигателем 4, установлен многопозиционный диск 5, по окружности которого размещены на равном расстоянии друг от друга в отверстиях 6, например, шесть узлов 7 зажима для пьезоэлементов 8, на которые наживлены гайки 9, блок 10 измерения сопротивления изоляции, выполненный в виде делителя 11 напряжения и согласующего каскада 12, включенных между собой последовательно, и источника 13 испытательного напряжения, выход которого соединен с одной обкладкой (щеткой) 14 пьезоэлемента 8, вторая обкладка (щетка) 15 которого подключена к входу делителя 11 напряжения, блок 16 преобразования напряжения в частоту, содержащий последовательно соединенные согласующий. каскад 17, сумматор

18, элемент НЕ 19 и линейный преобразователь 20 напряжения в частоту, вход согласующего каскада 17 подключен к обкладке (щетке) 21 пьезоэлемента 8 относительно корпуса устройства. На позиции 22 контроля усилия поджатия пьезоэлемента 8 многопозиционного диска 5 установлен подпружиненный цанговый ключ, содержащий поджимаемую пружиной 23 цангу 24, связанную через винты 25, упорный подшипник 26 с кронштейном 27. Зажимная втулка 28 с продольными пазами 29 соеди нена через вилку 30 и подпружиненную тягу

30 с кулачком 32, закрепленным на валу 33.

Через шпонку 34 и вал 35 зажимная втулка

28 соединена с шаговым двигателем 36, установленным на кронштейне 37 и управляемым коммутатором 38.

Устройство снабжено подпружиненными рычагами 39 и 40, связанными с электромагнитами 41 и 42 с установленными совместно с лотками 43 и 44 для бракованных узлов 7 зажима на позициях разбраковки 45 и 46, механизмами разбраковки, каждый из которых выполнен в виде двух установленных на осях 47 и 48 и подпружиненных одна относительно другой планок

49 и 50, размещенных на позициях загрузки

51, выгрузки 52, контроля 22, 53 и разбраковки 45 и 46 многопозиционного диска 5 с возможностью взаимодействия одной из них с подпружиненным рычагом 39 или 40 и блоком 54 контроля, состоящим из датчика

55 запуска, RS-триггера 56, реле 57 време5

О-триггеров 60 и 61, $-входу RS-триггера 56 и входу реле 57 времени, выход согласую15 щего каскада 17 блока 16 преобразования . напряжения в частоту соединен через первый компаратор 58 с первым входом элемента ИЛИ 66 и через элемент НЕ 65 с

О-входом первого 0-триггера 60, тактовый

С-вход которого подключен к выходу реле 57 времени, тактовому С-входу второго О-триггера 61 и второму входу элемента ИЛИ 66, выход которого соединен с R-входом RS20 триггера 56, выход согласующего каскада 12 блока 10 измерения-сопротивления изоляции через второй компаратор 59 подключен к 0-входу второго 0-триггера 61, выходы Отриггеров 60 и 61 через первый 62 и второй

63 ключи соединены с электромагнитами 41

30 и 42 и с соответствующими входами индикатора 64

Делитель 11. напряжения выполнен на резисторах. Согласующие каскады 12 и 17 представляют повторители напряжения с высоким входным сопротивлением, которые могут быть выполнены, например, на

35 базе операционных усилителей с полевыми транзисторами на входе.

Линейный преобразователь 20 напряжения в частоту может быть выполнен, например, на интеграторе, соединенном с ком паратором.

Коммутатор 38 может быть выполнен, например, на базе счетчика, дешифратора, элементов И и ключей, включенных между собой последовательно, Устройство работает следующим образом.

Контролируемый пьезоэлемент 8, установленный в узел 7 зажима с предварительно наживленной гайкой 9, загружается на позиции 51 загрузки в отверстие 6.

Многопозиционный диск 5, установленный на валу 1, совершает прерывистое вращение, поворот на определенный угол, например, против часовой стрелки с помощью мальтийского механизма 2, редуктора 3 и двигателя 4.

При повороте многопозиционного диска 5 на 60 узел 7 зажима подается на пози50

55 ни, первого компаратора 58, второго компаратора 59, первого 0-триггера 60, второго

0-триггера 61, первого ключа 62, второго ключа 63, индикатора 64, элемента НЕ 65, элемента ИЛИ 66 и элемента И 67, первый вход которого соединен с выходом RS-триг/. гера 56, второй вход — с выходом линейного преобразователя 20 напряжения в частоту, а выход — с входом коммутатора 38, выход датчика 55 запуска подключен к R-входам

1662022 цию 22 контроля усилия поджатия пьезоэлемента 8 и после остановки его кулачок 32, непрерывно вращаясь с помощью редуктора 3 и двигателя 4, перемещает подпружиненную тягу 31, вилку 30, зажимную втулку

28, цангу 24 и винты 25 вниз. Винты 25 и поджатая пружиной 23 цанга 24 перемещаются вниз до упорного подшипника 26, установленного на неподвижном кронштейне

27. Зажимная втулка 28 с продольными пазами 29, перемещаясь дальше вниз, захватывает с помощью цанги 24 гайку 9.

При этом срабатывает датчик 55 запуска, который выходным сигналом, поступающим через RS-триггер 56 и элемент И 67 на вход коммутатора 38, включает установленный на кронштейне 37 шаговый двигатель 36, скорость вращения которого определяется частотой следования импульсов, подаваемых на второй вход элемента И

67. Одновременно выходным сигналом датчика 55 запуска D-триггеры 60 и 61 устанавливаются в нулевое состояние и запускается реле 57 времени, регламентирующее время поджатия пьезоэлемента 8, которое определяется временем цикла работы устройства, например в данном случае составляет 3 с.

Цанга 24, вращаясь с помощью шагового двигателя 36, вала 35, шпанки 34, зажимной втулки 28 и винтов 25„зажимает пьезоэлемент 8, на обкладке 21 которого относительно корпуса устройства образуется напряжение, поступающее через согласующий каскад 17 на вход первого компаратора 58 и через сумматор 18, элемент НЕ 19 и линейный преобразователь 20 напряжения в частоту на второй вход элемента И 67. По мере увеличения напряжения на обкладке 21 пьезоэлемента 8 на выходе линейного преобразователя 20 напряжения в .частоту уменьшается частота следования импульсов и, следовательно, скорость вращения шагового двигателя 36.

В случае, если поджатие пьезоэлемента

8 до усилия установленной величины, контролируемого по величине напряжения на его обкладке 21, происходит до истечения регламентированного времени поджатия пьезоэлемента 8, тогда срабатывает первый компаратор 58, сигнал с которого поступает через элемент ИЛИ 66 на R-вход RS-триггера 56 и одновременно через элемент НЕ 65 на D-вход nepaoro D-триггера 60. Поэтому

RS-триггер 56 устанавливается в нулевое состояние и вращение шагового двигателя

36 и цанги 24 прекращается. Кулачок 32 перемещает вверх подпружиненную тягу

31, вилку 30, зажимную втулку 28. Затем с помощью пружины 23 цанга 24 освобождает гайку 9 и, перемещаясь вверх, освобождает узел 7 зажима.

Так как íà D-входе первого D-триггера

60 сигнала нет, то после срабатывания реле

57 времени первый D-триггер 60 остается в нулевом состоянии, и поэтому первый ключ

62 не включает электромагнит 41 и индикатор 64.

В случае, если регламентированное время поджатия пьезоэлемента истекло, а усилие поджатия пьезоэлемента не достигло установленной величины, тогда срабаты10 вает реле 57 времени, выходной сигнал которого через элемент ИЛИ 66 устанавливает RS-триггер 56 в нулевое состояние, а первый D-триггер 60 в единичное -состояние, При этом шаговый двигатель 36 отключается, -а первый ключ 62 включает электромагнит 41 и индикатор 64, который сигнализирует о том, что усилие поджатия узла 7 зажима не соответствует норме.

При следующем повороте многопозиционного диска 5 на 60 узел 7 зажима поступает на позицию 45 разбраковки. Если узел

25

7 зажима "Брак" по результатам контроля усилия поджатия на позиции 22, то включенный электромагнит 41 перемещает подпружиненный рычаг 39 вверх и при действуют с рычагом 39, При этом происходит поворот планок 49 и 50 относительно осей 47 и 48, узел 7 зажима освобождается и под действием собственной массы

35 на позиции 45 падает в лоток 43 бракованных узлов 7 зажима по усилию поджатия.

Если узел 7 зажима "Годен", то при следующем повороте многопозиционного диска 5 на 60 он поступает на позицию 53 контроля сопротивления изоляции, где испытательное напряжение с источника 13 испытательного напряжения через обкладки

14 и 15 подается на контролируемый пьезо40 элемент 8.

В случае, если сопротивление его изоляции соответствует установленной величине, то сигнал, подаваемый с выхода делителя 11 напряжения через согласующий каскад 12 на вход второго компаратора 59, ниже его порога срабатывания. Поэтому второй компаратор 59 не срабатывает. Так как на Dвходе второго D-триггера 61 сигнала нет, то после срабатывания реле 57 времени второй D-триггер 61 остается в нулевом состоянии, и поэтому второй ключ 63 не включает электромагнит 42 и индикатор 64, В случае, если сопротивление изоляции ниже установленной величины, то срабатывает второй компаратор 59 и на его выходе и на 0-входе второго D-триггера 61 появля50

55 повороте многопозиционного диска 5 с по30 зиции 22 на позицию 45 планки 49 взаимо1662022 ется сигнал. После срабатывания реле 57 времени второй 0-триггер 61 устанавливается в единичное состояние. При этом второй ключ 63 включает электромагнит 42 и индикатор 64, который сигнализирует о том, что сопротивление изоляции узла 7 зажима не соответствует норме.

При дальнейшем повороте многопозиционного диска 5 на угол 60 бракованный узел 7 зажима по сопротивлению изоляции на позиции 46 поступает в лоток 44 бракованных узлов 7 зажима аналогично позиции

45, Годный узел 7 зажима при следующем повороте многопозицион ного диска 5 на 60 поступает на позицию 52 выгрузки, где происходит его выгрузка. При каждом повороте многопозиционного диска 5 на 60 на позиции 51 происходит загрузка очередного узла 7 зажима.

Далее цикл работы устройства повторяется.

Формула изобретения

Устройство для зажима и контроля пьезоэлементов, содержащее механизм зажима, снабженный многопозиционным диском; закрепленным на валу двигателя и подпружиненным цанговым ключом, установленным в одной из, позиций диска и кинематически связанным с валом шагового двигателя, блок измерения сопротивления изоляции, содержащий делитель напряже. ния и согласующий каскад, включенные последовательно, источник испытательного напряжения, выход которого электрически соединен с первой обкладкой контролируемого пьезоэлемента, вторая обкладка которого подключена к выходу делителя напряжения, блок преобразования напряжения в частоту, содержащий последовательно соединенные согласующий каскад, сумматор, элемент HF, линейный преобразователь напряжения в часготу, вход согласующего каскада подключен к первой обкладке контролируемого пьезоэлемента, коммутатор, подключенный к шаговому двигателю, от л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью

5 повышения производительности и достоверности контроля, в устройство введены подпружиненные рычаги, связанные с электромагнитами, установленными на позициях разбраковки, механизмами разбраковки, 1Q каждый из которых выполнен в виде двух подпружиненных одна относительно другой планок и размещенных на каждой позиции с возможностью механического взаимодействия с подпружиненным рычагом и блок

15 контроля, содержащий датчик запуска, RSтриггер, реле времени, два компаратора, два D-триггера, два ключа, индикатор, элементы НЕ, ИЛИ и элемент И, первый вход которого соединен с выходом RS-триггера, 20 а второй вход соединен с выходом линейного преобразователя напряжения в частоту, выход элемента И соединен с входом коммутатора, выход датчика запуска соединен с входами предустановки в "0" D-триггеров, а

25 также с входом установки в "1" RS-триггера и входом реле времени, выход согласующего каскада блока преобразования напряжения в частоту соединен через первый компаратор с первым входом элемента ИЛИ

30 и через элемент HE с входом первого Dтриггера, тактовый вход которого соединен с выходом реле времени, тактовым входом второго 0-триггера и вторым входом.эле. мента ИЛИ, выход которого соединен с вхо35 дом установки в "0" RS-триггера, выход согласующего каскада блока измерения сопротивления изоляции через второй компаратор соединен с входом второго

Р-триггера, выходы О-триггеров через пер-.

40 вый и второй ключи соединены с электромагнитами и соответствующими входами индикатора.

1662022

Фиг 2

Составитель В. Степанкин

Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова

Редактор Н, Тупица

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

Заказ 2138 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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