Устройство контроля количества и целостности печенья Советский патент 1984 года по МПК G01N21/86 G01N33/10 

Изобретение отмоснтся к кондите кой промьшшенности, а именно к контрольному оборудованию, установ ленному на поточно-механизированно линии, выпускающей печенье. Известно устройство контроля, с держащее два источника света и уст новленные напротив них два фотопри емника С 1 JНедостатком этого устройства яв ляются ограниченные возможности, вызнанные тем, что ко})тролировать отдельно расположенные на транспор тере изделия нельзя, так как проме жутки между контролируемыми издели Ntii воспринимаются как брак изделия и, кроме того, сигнал о дефектном изделии в этом устройстве формируется только при условии, когда сиг нал11 с обоих фотодатчиков приходят одновременно, что соответствует де фекту на двух кромках контролируемого изделия, следовательно, дефект КОТОР11Й имеется только на одной кромке изделия, не контролируется. Таким образом, это устройство не может быть использовано для контрол штучных изделий, перемещаемых транс портером. Известно также устройство контро ля печенья на поточной линии, содержащее транспортер для перемещени контролируемого печенья с установленными ттад ним осветителями, фотоприемниками, расположенными на оптической оси осветителей, элемент с хро тзации и исполнительный механиз сброса дефектного печенья 2 J. Недостатком данного устройства является низкая достоверность контр ля, обусловленная тем, что контроль ос тцесткпяется выборочно. Целью изобрете1тия яв.чяется повыш ние точности. Поставленная цель достигается тем, что устройство контроля количества и целостности печенья, содер жащее транспортер для перемещения контролируемого печенья с установленны п над ним осветителями, фотоприем(П(ками, расположенными на оптичесхой осп осветителей, элемент синхронизации и исполнительный механизм сброса дефектного печенья, снабжено последовательно соединенны блoкa пl фop иpoтulтeля импульсов, памяти, анализа и регистрации,при этом фотоприе-1чики подсоединены 12 к одним из входов блока формирователя импульсов, выходы элемента синхронизации связаны с другими входами блока формироватапя и входами блоков памяти и анализа, при этом выход последнего через усилитель мощности подключен к исполнительному механизму сброса дефектного печенья, а вы-ходы блока формирователя - к блоку анализа. Предлагаемое устройство позволит производить 100%-ный контроль печенья, автоматизировать процесс его отбраковки, получать информацию об объеме выпущенной продукции, количестве брака, степени использования производственных мощностей о бор удов а шя . Па фиг.1 изображена структурная схема устройства коЕ1троля, на фиг.2 - функциональная схема блока ана,чиза; на фиг.З - функциональная схема блока формирователей импульсов; на фиг. 4 - функциональная схема блока памяти; на фиг.З - функциональная схема элемента синхронизации на фиг. 6 - временные диаграмм1ч выходных сигналов элемента синхронизации. Устройство контроля (фиг.1) содержит транспортер 1, оснащенный грузонесуиими площадками 2, на которых транспортируется печенье 3, осветители 4 и 5, фотоприем} ики 6 и 7, блок 8 формирователей импульсов, блок 9 памяти, блок 10 анализа, элемент 11 синхронизации, привод 12 транспортера, усилитель 13 мощности, исполнительный механизм 14, блок 15 регистрации со счетчиками 16-18,бункер 19 бракованных изделий, бункер 20 годных изделий. Грузонесущие площадки расположены друг за другом на оцинаковом расстоянии. Их форма и размеры таковы, что одна гр-узонесущая площадка может транспортировать только одно печенье. Все печенья на грузонесущих площадках занимают идентичное положение. Ширина грузонесущих площадок и транспортера меньше ширины транспортируемого печенья. . Контроль целостности боковых кромок транспортируемого печенья осуществляется фотоэлектрическими датчиками, состоящими из осветителей 4 и 5, например электролампочек, и фотоприемников 6 и 7, например фотодиодов с усилителями электрического сигнала.

Осветители устанавливают над транспортируемым печеньем, а фотоприемники - под ним. Так как ширина грузонесущей площадки меньше, чем ширина печенья, то между стенками, ограждающими транспортер, и грузонесущей площадкой имеются зазоры и луч света (в случае отсутствия печенья на грузонесущей площадке) от осветителя 4 попадает на фотоприемник 6, а луч света от осветителя 5 - на фотоприемник 7.

В случае наличия печенья на грузонесущей площадке лучи света осветителей перекрываются и фотоприемники фиксируют наличие боковых кромок печенья.

Если кромка печенья целая, то луч света от осветителя перекрывается и не попадает на соответствующий фотоприемник, на выходе последнего в этом случае формируется логический сигнал О.

Если кромка печенья повреждена, то Луч света не перекрывается и на выходе соответствующего фотоприемника появляется сигнал логическая 1. Сигнал с фотоприемника 6 подается на вход 21, ас фотоприемника 7 - на вход 22 блока формирователей импульсов.

функциональная схема блока 10 анализа (фиг.2) содержит элементы И-НЕ 23 и 24, элементы НЕ 25 и 26, триггеры 27-31, элементы И 32 и 33. Блок 10 анализа формирует сигналы о прохождении годного или бракованного печенья, об отсутствии печенья на грузонесущей площадке, осуществляет задержку сигнала о бракованном печенье на время, необходимое для транспортировки печенья до позиции сброса.

Функциональная схема блока формирователей импульсов (фиг.З) содержи элементы НЕ 34 и 35, элементы И-НЕ 36-39 и элементы НЕ 40 и 41, узел установки в нулевое состояние триггеров блока анализа, состоящий из последовательно соединенных резистора 42 и емкости 43. Блок формировтелей импульсов преобразует сигналы с фотоприемников датчиков наличия боковых кромок печенья и элемента синхронизации в управляющие сигналы для блоков памяти и блока анализа.

формирует сигнал начапьной установки триггеров блока анализа.

Функциональная схема блока 9 памяти (фиг.4) содержит триггеры

44-47.

Блок памяти фиксирует информацию о СОСТОЯН1Ш кромок контролируемого печенья.

Функциональная схема элемента t1. синхронизации (фиг.5) содержит осветители 48-50, на оптической оси которых находятся фотодатчики 51-53, кодовый диск 54, механически связанный с приводом 12.

За один оборот кодового диска каждая грузонесутцая площадка перемещается на расстояние, равное расстоянию между грузонесущими площадками. На поверхности кодового диска имеются концентрические прорези 55-57.

Длина прорези 55 выбирается равной длине целого печенья, длина прорези 56 больще длины целого печенья, а длина прорези 57 меньше

5 длины целого печенья.

Кодовый диск закреплен на оси таким образом, что в момент прохождения луча света от осветителя 49 через начало прорези 55 целое

0 печенье, лежащее на грузонесущей площадке, своей передней по ходу движения гранью пересечет лучи света осветителей 4 и 5, т.е. займет позицию контроля.

5 Прорези в кодовом диске смещены друг относительно друга таким образом, чтобы временные сдвиги между выходными сигналами фотоэлектрического формирователя синхроимпуль0 сов И1-ИЗ соответствовали временной диаграмме (фиг.6).

Устройство контроля работает следующим образом.

В момент подачи питания на устрой5ство контроля с выхода 58 формирователя импульсов на вход 59 блока анализа подается импульс начальной установки. Триггеры 27-31 блока анализа устанавливаются в состояния, характеризуемые уровнем логического сигнала- О.

В исходном состоянии грузонесутдая площадка находится перед фотоприемниками 6 и 7. При этом кодовьш

55 диск элемента 11 синхронизации перекрывает лучи света от осветителей 48-50 и с его выходов 60-62 на входы 63-66 соответственно блока 8 формирователя импульсов, блока 9 п мяти и блока 10 анализа подаются сигналы с уровнем логического О, Триггеры 44-47 блока 9 памяти уста навливаются 9 исходные состояния, характеризуемые уровнем логическог сигнала О. Устройство контроля работает циклически. Длительность цикла равна времен одного оборота кодового диска. Начало цикла совпадает по времени с моментом формирования переднего фронта импульса И1, Состояния кромок печенья контролируются за врем контроля, равное длине импульса И1. При этом на выходе 61 элемента 11 синхронизации и на соединенном с ним входе 63 блока формирователей импульсов устанавливаетс сигнал логической 1, который, поступая на вторые входы элементов И-НЕ 36-39, разрешает ввод информации, пост тающей на входы 21 и 22. Одновременно с этим сигнал логической 1 устанавливается на входе 65 блока памяти и разрешает запись в триггеры 44-47 информации поступающей с выходов 67-70 блока формирователей импульсов соответст венно на входы 71-74 блока памяти. Момент формирования заднегЪ фрон та импульса И2 совпадает с моментом времени, когда задняя по ходу движения кромка контролируемого печенья покидает позицию контроля. При этом сигнал, поступаю1ций с вых да 60 элемента 11 синхронизации на вход 64 блока формирователей импуль сов, инвертируется элементом НЕ 40 и с выхода 75 блока формирователей импульсов поступает на вход 76 блбк ангшиза. Информация о состоянии боковых кромок печенья записывается в выходные триггеры 27-29 блока ана ли за. В момент формирования заднего фронта импульса И1 на входе 63 бло ка формирователей импульсов устана ливается сигнал логического О, который запрещает ввод информации, поступающей-на входы 21 и 22. Одновременно с этим сигнал логи ческого О устанавливается на входе 65 блока памяти, триггеры 44-47 возвращаются в исходное сост ние, подготавливая устройство к сл дующему и:иклу. При этом устройство работает следующим образом. Пример 1. Контролю подвергается целое печенье. Лучи света осветителей перекрыты боковыми кромками изделия. На входах 21 и 22 блока формирователей импульсов устанавливаются логические сигналы О. Они поступают на первые входы элементов И-НЕ 36 и 37 и на входы элементов НЕ 34 и 35. На выходах этих элементов устанавливаются сигналы t. С выхода элемента НЕ 34 сигнал 1 поступает на первый вход элемента И-НЕ 38. С выхода элемента НЕ 35 сигнал 1 поступает на первый вход элемента И-НЕ 39. На выходах 77-80 блока памяти и на входах 81-84 блока анализа установится соответственно комбинация логических сигналов 1, 1, О, О. На выходе элемента И-НЕ 23 логический О, который поступает на вход элемента НЕ 25 и на первый вход элемента И 32. На выходе элемента НЕ 25 устанавливается логическая 1, а на выходе элемента И 32 логический О. На выходе элемента И-НЕ 24 устанавливается логическая 1, которая поступает на вход элемента НЕ 26 и устанавливает на его выходе логический О. Б момент формирования заднего фронта импульса И2 происходит запись информации в триггеры 27-29. На выходе 85 блока анализа формируется логическая 1, а на выходах 86 и 87 формируется логический О. Эти сигналы поступают соответственно на входы 88-90 блока регистрации. Счетчик 16 годных изделий блока регистрации фиксирует прохождение целого печенья . Пример 2. Во время цикла контроля на грузонесущей площадке нет печенья. Лучи света осветителей 4 и 5 попадают на фотоприемники 6 и 7. На входах 21 и 22 блока формирователей импульсов устанавливаются логические сигналы 1, которые поступают на первые входы элементов И-НЕ 36 и 37 и на входы элементов НЕ 34 и 35. На выходе элементов НЕ 34 и 35 и соответственно на ервых входах элементов И-НЕ 38 39 устанавливается логический сигал О. На выходе элементов И-НЕ 7 38 и 39 устанавливается логический сигнал 1. На выходах 77-80 блока памяти и на входах 81-84 блока анализа установится соответственно комбинация логических элементов О Mfilt II ч III It и , I , I . На выходе элемента И-НЕ 23 логическая 1, которая поступает на вход элемента НЕ 25 и на первый вхо элемента И 32. На выходе элемента Н 25 логический О. На выходе элемента И-НЕ 24 логический О, который поступит на вход элемента НЕ 2 и на второй вход элемента И 32, На выходе элемента НЕ 26 логическая 1, а на выходе элемента И 32 логический О. В момент формирования заднего фронта происходит запись информации в триггеры 27-29. На выходе 85 блока анализа формируется сигнал , на выходе 86 - ло 1, а на выходе 87 - логи ческого О. Эти сигналы поступают соответственно на входы 88-90 блок регистрации. Счетчик 17 пустых пло щадок блока регистрации регистрирует прохождение пустой площадки. Пример 3. Контролю подвергается печенье, имеющее дефект (трещина, надлом, короткая кромка) на правой по ходу движения кромке. Луч света осветителя 5 перекрыт целой кромкой печенья, На входе 22 блока формирователей импульсов уст навливается сигнал логического О, который поступает на первый вход элемента И-НЕ 37 и на вход элемента НЕ 35. На выходе элемента НЕ 35 и на выходе 68 блока 8 формирователей импульсов устанавливается сигнал логической 1. На выходе 70 блока 8 формирователей импульсов устанавливается сигнал логического О, который поступает на вход 74 блока памяти, записывается в триггер 47. На выходе 80 блока 9 памяти устанавливается сигнал О. В момент времени, когда область кромки печенья, имеющая дефект, достигает позиции контроля, луч света от осветителя 4 попадает на фотоприемник 6. На входе 21 блока формирователей импульсов формируется сигнал логичес кой 1, который поступает на первый вход элемента И-НЕ 36 и на вход элемента НЕ 34. На выходе эле 18 мента НЕ 34 устанавливается сигнал логического О, которьй поступает на первый вход элемента И-НЕ 38. На выходе 69 формирователей импульсов устанавливается сигнал логической 1, а на выходе 67 логического О,который,поступая на вход 71 блока памяти, записывается в триггер 44. На выходе 77 блока памяти устанавливается сигнал логического О. Таким образом, к моменту формирования заднего фронта импульса И2 на выходах 77-80 блока памяти, а.следовательно, и на входах 81-84 блока анализа установится соответственно комбинация логических сигналов 1, На выходе элемента И-НЕ 23 и на выходе элемента И-НЕ 24 установятся сигналы логической 1, которые поступают на входы элементов НЕ 25 и 26 и на входы элемента И 32. На выходе элемента НЕ 25 и 26 установится логический сигнал О, а на выходе элемента И 32 - логический сигнал 1. В момент формирования заднего фронта импульса И2 происходит запись информации в триггерах 27-29. На выходах 85 и 86 блока 10 анализа формируется сигнал логического О, а на выходе 87 - сигнал логическая 1. Счетчик 18 дефектных изделий блока 15 регистрации фиксирует прохождение дефектного печенья. Если контролю подвергается печенье, имеющее дефект на левой по ходу движения кромке, на входах 81-84 блока анализа устанавливается соответственно комбинация логических сигналов О, 1, О, 1. Если контролю подвергается печенье, имеющее дефекты на обеих кромках, на входах 81-84. блока анализа устанавливается соответственно комбинация логических сигналов О, О, О, О. Далее устройство контроля работает аналогично. Временная задержка, необходимая для транспортировки дефектного печенья до зоны действия исполнительного механизма сброса, осуществляется сдвиговым регистром, реализованным на триггерах 30 и 31. Сдвиг информации о дефектном печенье в регистре осуществляется синхронно с движением грузояесущих площадок. Импульсы сдвига подаются с выхода 91 блока 8 формирователя импульсов на акоц 92 блока анализа в момент формирования заднего фронта импульсов И1. Таким образом, в момент времени, когда дефектное печенье окажется в зоне действия исполнительного механизма сброса, на первом входе элемента И 33 формируется сигнал логической 1. В момент формирования переднего фронта импульса ИЗ на выходе 93 блока анализа формируется сигнал логической 1, который усиливается усилителем мощности и подается на исполнительный механизм 14 сброса. Последний срабаты вает и дефектное печенье сбрасывает в бункер бракованных изделий. Пред-ггагаемое устройство позволяет выявить находящиеся на движущемс 1 10 транспортере дефектные печенья, автоматически отбраковать их, получить оперативную информацию об объеме .вьтущенной продукции, о капичестве брака, о степени использования производственной мощности оборудования (количество пустых грузонесугцих площадок транспортера). Внедрение предлагаемого устройства контроля позволяет автоматизировать процесс отбраковки печенья, что обеспечивает бесперебойную работу бисквито-заверточных автоматов, а также повышение точности за счет того, что обеспечит, по сравнению с известным устройством, где проводится только выборочный контроль, осуществление 100%-ного контроля. Экономическая эффективность от внедрения предлагаемого устройства составляет 3,37 тыс, руб в год.

УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ КОЛИЧЕСТВА И ЦЕЛОСТНОСТИ ПЕЧЕНЬЯ, содержащее транспортер для перемещения контролируемого печенья с установленными над ним осветителями, фотоприемниками, расположенными на оптической оси осветителей, элемент синхронизации и исполнительный механизм сброса дефектного печенья, отл и, чающееся тем, что, с целью повышения точности, оно оснащено последовательно соединенными блоками формирователя импульсов,памяти, анализа и регистрации, при этом фотоприемники подсоединены к одним из входов блока формирователя импульсов, выходы элемента синхронизации связаны с другими входами блока формирователя и входами блоков памяти и анализа, при зтом выход последнего через усилитель мощности подключен к исполнительному (Л механизму сброса дефектного печенья, а выходы блока формирователя - к блоку анализа.

4J

Ipuz.J

77

ФигЛ

SI 52

Фиг. 6