УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОРТИРОВКИ ПЛОСКИХ ДЕТАЛЕЙ Российский патент 1996 года по МПК B07C5/06 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено при контроле и сортировке плоских деталей с хорошо развитой опорной поверхностью.

Известно устройство для сортировки деталей на размерные группы (авт. св. СССР N 1542639, кл. В 07 С 5/04, 1987), содержащее питатель, измерительный блок, соединенное с ним посредством исполнительных механизмов сортировочное устройство с наклонными отводящими лотками, количество которых равно количеству размерных групп, и механизм сброса деталей в сортировочное средство, имеющий снабженное упором жесткое основание для приема деталей с питателя, измерительный блок выполнен в виде установленного с возможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальной плоскости ползуна, имеющего выемку со стороны подачи деталей из питателя, на верхнем торце которой установлен с возможностью взаимодействия с измеряемой деталью боек, а механизм сброса деталей и сортировочное средство расположены на одной оси, проекция которой на жесткое основание образует с проекцией оси питателя на это основание прямой угол, при этом сортировочное устройство снабжено приемным патрубком, имеющим штуцер для направленного движения деталей воздухом.

Однако конструкция этого устройства отличается большой сложностью, имеет в своем составе значительное количество передаточных механизмов и исполнительных органов, что уменьшает надежность работы устройства. Кроме того, процесс сортировки деталей предполагает непрерывную подачу в сортирующее устройство сжатого воздуха, что приводит к неоправданным его затратам, а ускоряемые с его помощью для сокращения рабочего цикла сортировки детали жестко соударяются с заслонками, в результате чего повышается вероятность повреждения сортируемых деталей и значительно сужается их номенклатура.

Известно устройство для сортировки элементов электронной техники (авт. св. СССР N 625780, кл. В 07 С 5/06, 1978), содержащее механизм загрузки, блоки измерения и управления, приемные бункера и сортировочный механизм, состоящий из корпуса и расположенного в нем входного канала, направляющих рукавов с выполненными в днище заслонками, размещенными вдоль канала, причем во входном канале сортировочного механизма расположены подпружиненные отсекатели, установленные с возможностью поворота, а вдоль направляющих рукавов между заслонками установлен ряд дополнительных сопел. Однако это устройство имеет низкую надежность, вследствие того, что в каждом канале устройства последовательно установлены малонадежные в работе отсекатель, перемещающийся под действием сжатого воздуха, и заслонки, а соударение с заслонками сортируемых деталей может привести к их повреждению, что исключает возможность сортировки большой группы деталей, не допускающих повреждения поверхности, хрупких, легко деформируемых и др. Кроме того, применение в устройстве подаваемого через дополнительные сопла сжатого воздуха приводит к дополнительным энергетическим затратам.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для сортировки, содержащее механизм подачи деталей на позицию контроля, блок измерений, выход которого соединен с входом блока определения сортировочной группы деталей, выходы которого соединены с первыми входами блока управления сортировкой, содержащего триггеры, пневматические усилители, элементы ИЛИ, НЕ-ИЛИ, НЕ и линии задержки, и сортирующий механизм, состоящий из размещенного в корпусе транспортирующего канала, снабженного блоком струйных исполнительных механизмов и отводными каналами (авт. св. N 1443977, кл. В 07 С 5/06, 1991).

Задачей изобретения является создание устройства, обеспечивающего многодиапазонную сортировку деталей, расширение номенклатуры сортируемых деталей за счет сортировки малопрочных, легко деформируемых, хрупких и других деталей, повышение надежности работы устройства и снижение расхода используемого в устройстве сжатого воздуха.

Техническим результатом изобретения является большая надежность устройства в работе ввиду отсутствия в нем каких-либо подвижных элементов, при этом перемещение сортируемых деталей производится струями воздуха при наличии постоянной воздушной прослойки. Кроме того, из-за отсутствия контакта сортируемых деталей с твердыми стенками устройство позволяет производить сортировку различных по физическим свойствам деталей (эластичных, хрупких, с повреждаемой поверхностью и др.). Применение специальной системы управления сортировкой позволяет снизить расход сжатого воздуха до минимума.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для сортировки плоских деталей, содержащем механизм загрузки, блоки измерения и управления, приемные бункера и сортировочный механизм, состоящий из корпуса, расположенного в нем транспортирующего канала и ряда дополнительных сопел, днище транспортирующего канала образовано верхними крышками пневматических камер, с имеющимися в этих крышках наклонными в сторону движения деталей отверстиями, а в каждом отводном канале установлены расположенные на одной оси и перпендикулярно поверхности данного канала поддерживающее и опрокидывающее кольцевые сопла, внутренняя полость которых выполнена в виде приемных трубок, образующих с находящимися напротив опрокидывающим или поддерживающим кольцевыми соплами струйные датчики контроля прохождения деталей, соединенных с вторыми входами элементов НЕ-ИЛИ, к первому входу одного из которых подключен инверсный выход элемента ИЛИ-НЕ-ИЛИ, связанный с опрокидывающим и сдвигающим соплами, а к первому входу второго прямой выход элемента ИЛИ-НЕ-ИЛИ, связанный с поддерживающим соплом, выходы же элементов НЕ-ИЛИ через элемент ИЛИ подключены к вторым входам триггеров, первые входы которых связаны с системой управления устройством, причем инверсный выход триггера соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ-ИЛИ, второй вход которого связан с прямым выходом триггера следующей по порядку группы сортировки, кроме того, прямые выходы триггеров первой и второй сортировочных групп подключены через усилители к пневматическим камерам соответствующей группы сортировки, а, начиная с третьей сортировочной группы, прямой выход триггера связан с входом инвертора, выход которого соединен с одним из входов элемента НЕ-ИЛИ, выходом подключенного через усилитель к пневматической камере, второй вход элемента НЕ-ИЛИ связан через инвертор с выходом элемента ИЛИ (n-2)-й группы сортировки.

Образование днища транспортирующего канала крышками пневматических камер позволяет все манипуляции с сортируемыми деталями осуществлять потоками сжатого воздуха. При этом отсутствуют механические подвижные элементы, передаточные и исполнительные механизмы, а также механический контакт детали с поверхностью транспортирующего канала. Перемещение деталей по транспортирующему каналу происходит на воздушной прослойке, образованной потоками воздуха, вытекающими из наклонных отверстий в крышках пневматических камер. Расположение в верхней крышке канала опрокидывающих и сдвигающих сопел обеспечивает, во-первых, торможение детали при подходе к отводному каналу, а во-вторых, направление ее в этот канал и далее в приемный бункер. Выполненные в нижней стенке отводных каналов сопла обеспечивают удержание детали на воздушной "подушке" при ее прохождении над окном отводного канала, а наклон сопла по ходу движения формирует струю воздуха, создающую дополнительную силу перемещения детали по транспортирующему каналу.

Разработанная для данной установки система управления сортировкой позволяет подавать воздух только в ту пневматическую камеру, над которой находится сортируемая деталь, прекращая его подачу сразу, как только деталь попадет в отводной канал или пройдет над ним дальше по транспортирующему каналу.

На фиг.1 изображена структурная схема устройства для сортировки плоских деталей; на фиг.2 схема сортировочного механизма.

Устройство содержит механизм 1 загрузки сортируемых деталей, блок 2 измерений, блок определения сортировочной группы, связанный с блоком 4 струйных исполнительных механизмов, имеющим расположенные в верхней крышке 5 транспортирующего канала 6 опрокидывающие кольцевые сопла 7 и сдвигающие сопла 8, а также поддерживающие кольцевые сопла 9, расположенные в нижних стенках отводных каналов 10 к приемным бункерам 11 перпендикулярно оси этих каналов и соосно опрокидывающим соплам 7. Коаксиально соплам 7 и 9 внутри них установлены приемные трубки 12 и 13 струйных датчиков контроля прохождения сортируемых деталей 14. Струйные датчики контроля прохождения деталей образованы соосно расположенными приемными трубками 12 и 13 и находящимися напротив опрокидывающим 7 или поддерживающим 9 кольцевыми соплами.

Транспортирующий канал 6 образован верхними крышками 15 пневматических камер 16 и верхней крышкой 5. В крышках 15 выполнены наклонные в сторону движения деталей 14 отверстия 17. Пневматические камеры 16 имеют полости, соединенные с пневматическими усилителями 18. Выходы струйных датчиков контроля прохождения деталей 14 подключены к блоку 19 управления сортировкой, содержащему элементы НЕ-ИЛИ 20 и 21, вторые входы которых соединены с выходами приемных трубок 12 и 13. К первым входам элементов НЕ-ИЛИ 20 подключены инверсные выходы элементов ИЛИ-НЕ-ИЛИ 22, связанные с опрокидывающими 7 и сдвигающими 8 соплами. К первым входам элементов НЕ-ИЛИ 21 подключены прямые выходы элементов ИЛИ-НЕ-ИЛИ 22, связанные с поддерживающими соплами 9. Выходы элементов НЕ-ИЛИ 20 и 21 через элементы ИЛИ 23 подключены к вторым входам триггеров 24, первые входы которых связаны с блоком 3 системы управления устройством. Инверсный выход триггера 24 соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ-ИЛИ 22 через элемент 25 задержки. Второй вход элемента ИЛИ-НЕ-ИЛИ 22 связан с прямым выходом триггера 24 следующей по порядку группы сортировки. Прямые выходы триггеров 24 первой и второй сортировочной групп подключены через усилители 18 к пневматическим камерам 16 соответствующей группы сортировки. Начиная с третьей сортировочной группы, прямой выход триггера 24 связан с входом инвертора 26, выход которого соединен с одним из входов элемента НЕ-ИЛИ 27. Второй вход элемента НЕ-ИЛИ 27 связан с выходом инвертора 28, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 23 (n-2)-й группы сортировки, где n номер сортировочной группы. Сигнал с элемента НЕ-ИЛИ 27 через усилитель 18 подается в пневматическую камеру 16.

Устройство работает следующим образом.

Сортируемая деталь 14 из загрузочного устройства 1 попадает на измерительную позицию блока 2 измерения, где происходит ее контроль. Проконтролированная деталь в зависимости от результатов измерения перемещается в транспортирующий канал и далее потоком воздуха, вытекающего из наклонных отверстий 17, переносится вдоль канала 6, где сортировочным механизмом направляется в тот или иной отводной канал 10 и далее в приемный бункер 11. Для этого на первые входы триггеров 24 поступают сигналы управления из блока 3 управления. Единичные сигналы поступают на триггеры 24 той группы, к которой принадлежит сортируемая деталь, и всех предыдущих групп сортировки, а на все остальные триггеры 24 поступают сигналы нулевого уровня.

Если деталь принадлежит к первой сортировочной группе, то на вход триггера 24₁ приходит сигнал "1", а на входы триггера 24₂ и всех остальных триггеров сигнал "0". В этом случае единичный сигнал с прямого выхода триггера 24₁ поступает в усилитель 18₁, который подключает пневматическую камеру 16₁ к источнику сжатого воздуха, обеспечивая истечение воздуха через наклонные отверстия 17, и, создавая воздушную прослойку под деталью 14, вызывает ее движение по каналу 6. Так как на первый вход триггера 24₂ из блока 3 управления поступает нулевой сигнал, то во вторую пневматическую камеру 16₂ воздух не поступает, а на входах элемента ИЛИ-НЕ-ИЛИ 22 имеют место два логических нуля. Следовательно, на прямом выходе элемента ИЛИ-НЕ-ИЛИ 22 также имеет место "0" и к поддерживающему соплу 9 воздух не поступает. На инверсном выходе элемента ИЛИ-НЕ-ИЛИ 22 появляется "1" и поэтому воздух поступает в опрокидывающее сопло 7 и сдвигающее сопло 8. Воздух, вытекающий из кольцевого сопла 7, попадает в приемную трубку 13 струйного датчика контроля прохождения детали. Из трубки 13 сигнал высокого уровня поступает на второй вход элемента НЕ-ИЛИ 21. К первому входу этого элемента поступает нулевой сигнал с прямого выхода элемента ИЛИ-НЕ-ИЛИ 22. При подходе детали 14 к отводному каналу 10 под действием воздушной струи, вытекающей из сопла 7, она опрокидывается и направляется в отводной канал 10, по которому перемещается в приемный бункер 11 под действием струи воздуха из сопла 8.

При входе в отводной канал деталь 14 перекрывает поток воздуха из опрокидывающего сопла 7 в приемную трубку 13 струйного датчика контроля прохождения деталей. В результате этого исчезает единичный сигнал с второго входа элемента НЕ-ИЛИ 21 и на его выходе появляется единица, которая переключает элемент ИЛИ 23 в единичное состояние, что приводит к переключению триггера 24 в нулевое состояние. Подача воздуха в пневматическую камеру 16 прекращается. На инверсном выходе триггера 24 появляется единичный сигнал, который с некоторой задержкой, определяемой элементом 25 задержки, поступает на вход элемента ИЛИ-НЕ-ИЛИ 22. Время задержки определяется скоростью прохождения детали по отводному каналу 10. При появлении единичного сигнала на входе элемента ИЛИ-НЕ-ИЛИ 22 на его прямом выходе появляется единица и сортировочный механизм готов к приему следующей детали.

В случае, если сортируемая деталь принадлежит к третьей и последующим сортировочным группам, сортировочный механизм работает следующим образом. Если деталь принадлежит к третьей сортировочной группе, единичные сигналы подаются из блока 3 управления на триггеры 24₁, 24₂, 24₃. На все последующие триггеры 24 подаются нулевые сигналы. Следовательно, происходит переключение триггеров 24₁, 24₂ и 24₃. На усилители 18₁ и 18₂ поступают единичные сигналы, и сжатый воздух поступает в пневматические камеры 16₁ и 16₂. Одновременно единичный сигнал появляется и на входе инвертора 26₃, а на его выходе имеет место "0". На входе инвертора 28₃ сохраняется "0", следовательно, на его выходе имеет место "1". Таким образом, на входах элемента НЕ-ИЛИ 27 имеют место сигналы "0" и "1", а на его выходе сигнал "0". Нулевой сигнал не переключает усилитель 18₃, и в пневмокамеру 16₃ воздух не поступает. На вторые входы элементов ИЛИ-НЕ-ИЛИ 22₁ и 22₂ поступают единичные сигналы с прямых выходов триггеров 24₂ и 24₃, а на элемент ИЛИ-НЕ-ИЛИ 22₃ поступают два "0". Следовательно, на прямых выходах элементов ИЛИ-НЕ-ИЛИ 22₁ и 22₂ имеют место единичные сигналы и воздух поступает к поддерживающим соплам 9₁ и 9₂. На прямом выходе элемента ИЛИ-НЕ-ИЛИ 22₃ имеет место "0", а на его инверсном выходе "1". Воздух поступает в опрокидывающее сопло 7₃ и сдвигающее сопло 8₃. Так как на первых входах элементов НЕ-ИЛИ 21₁, 21₂ и 20₃ имеют место единичные сигналы, на выходах этих элементов имеют место нули. На вторых входах элементов НЕ-ИЛИ 20₁, 20₂ и 21₃ имеют место сигналы высокого уровня, поступающие из приемных трубок 12₁, 12₂ и 13₃, следовательно, на выходах этих элементов также имеют место нули. Как только деталь 14, перемещаясь по транспортирующему каналу 6, перекроет поток воздуха из поддерживающего сопла 9₁ и приемную трубку 12₁ датчика контроля прохождения деталей, на обоих входах элемента НЕ-ИЛИ 20₁ будут нулевые сигналы, а на его выходе появится "1". Этот сигнал поступает на элемент ИЛИ 23₁ и переключает его в единичное состояние, что, во-первых, вызывает переключение триггера 24₁ в нулевое состояние и отключает камеру 16₁ от питания, а, во-вторых, сигнал, поступая на вход инвертора 28₃, переключает его в нулевое состояние. Следовательно, на входе элемента НЕ-ИЛИ 27 имеют место два нуля, что дает на его выходе "1". Одновременно с отключением пневматической камеры 16₁ подключается пневматическая камера 16₃.

В общем случае при движении детали 14 по транспортирующему каналу 6 одновременно отключается (n-2)-я пневматическая камера, над поверхностью которой деталь уже прошла, и подключается n-я пневматическая камера. При прохождении детали 14 над отводными каналами с 1 по (n-1) переключаются элементы НЕ-ИЛИ 20₁-20_n-1 и сигналы с их выходов через элементы 23₁-23_n-1 переключают триггеры 24₁-24_n-1. В момент прохождения детали 14 в отводной канал 10_n переключается элемент НЕ-ИЛИ 21_n и сигнал с его выхода через элемент ИЛИ 23_n переключает триггер 24_n. Система готова к сортировке следующей детали.

Использование: для контроля и сортировки плоских деталей. Сущность изобретения: устройство содержит механизм подачи, блок измерений, блок определения сортировочной группы деталей, блок струйных исполнительных механизмов, транспортирующий канал, содержащий опрокидывающее, сдвигающее и поддерживающее сопла, отводные каналы, приемные бункеры, струйные датчики контроля прохождения детали, крышки с отверстиями, пневматические камеры, пневматические усилители, блок управления сортировкой, содержащий элементы НЕ - ИЛИ, элементы ИЛИ - НЕ - ИЛИ, элементы ИЛИ, триггеры, элементы задержки, инверторы. 2 ил.

Устройство для сортировки плоских деталей, содержащее механизм подачи деталей на позицию контроля, блок измерений, выход которого соединен с входом блока определения сортировочной группы деталей, выходы которого соединены с первыми входами блока управления сортировкой, содержащего триггеры, пневматические усилители, элементы ИЛИ, НЕ ИЛИ, НЕ и линии задержки и сортирующий механизм, состоящий из размещенного в корпусе транспортирующего канала, снабженного блоком струйных исполнительных механизмов и отводными каналами, отличающееся тем, что блок струйных исполнительных механизмов содержит сдвигающее, поддерживающее и опрокидывающее сопла, сортировочный механизм дополнительно содержит пневматические камеры, верхние крышки которых выполнены с образованием имеющих отверстия впадин с наклонами в сторону движения деталей, а в каждом отводном канале установлены расположенные на одной оси и перпендикулярно направлению движения детали поддерживающее и опрокидывающее сопла, внутренняя полость которых выполнена в виде приемных трубок, образующих струйные датчики контроля прохождения деталей, блок управления дополнительно содержит элементы ИЛИ НЕ ИЛИ и состоит из ячеек управления по числу сортировочных групп, ячейки управления всех сортировочных групп включают последовательно соединенные первый элемент НЕ ИЛИ, элемент ИЛИ, триггер, элемент задержки, элемент ИЛИ НЕ ИЛИ и второй элемент НЕ - ИЛИ, выходом соединенный с вторым входом элемента ИЛИ, прямые выходы триггеров ячеек управления первой и второй сортировочных групп подключены через пневматические усилители к пневматическим камерам соответствующей группы сортировки, каждая из ячеек управления всех, кроме первой и второй, сортировочных групп дополнительно содержит инверторы, выходами соединенные с третьими элементами НЕ ИЛИ, выходами соединенными через пневматический усилитель с пневматической камерой, а прямой выход триггера соединен с входом первого инвертора, инверсный выход элемента ИЛИ НЕ ИЛИ ячеек управления всех сортировочных групп подключен к входам сдвигающего и опрокидывающего сопл и к первому входу первого элемента НЕ ИЛИ, выходы струйного датчика контроля прохождения деталей подключены к вторым входам первого и второго элементов НЕ ИЛИ, прямой выход элемента ИЛИ НЕ ИЛИ дополнительно подключен к поддерживающему соплу, а прямой выход триггеров всех ячеек управления, кроме первой сортировочной группы, соединен с вторым входом элемента ИЛИ НЕ ИЛИ ячейки управления предыдущей сортировочной группы, причем выход элемента ИЛИ каждой ячейки управления подключен к входу второго инвертора ячейки управления через одну сортировочную группу, при этом вторые входы триггеров всех ячеек управления являются первыми входами блока управления.