Устройство для автоматической установки детали Советский патент 1960 года по МПК G05B13/02 

При механической обработке деталей сложной конфигурации (например, лопаток турбин, кулачков) возникает необходимость в оптимальном расположении деталей в станке с тем, чтобы обеспечить равномерное распределение припуска на обработку. Такое расположение деталей позволяет сэкономить металл и режущий инструмент, а также сократить время обработки. Необходимость в оптимальной установке изделий возникает также ири наиболее экономичной раскройке куска материала неопределенной формы на заготовки заданной формы, ири сопряжении деталей между собой, с целью автоматизации процесса сборки деталей, и т. н.

Известные устройства, предназначенные для автоматической установки детали на станке с равномерным распределением припуска на обработку, состоят из основания для перемещения детали в пространстве, исполнительных устройств, перемеидающих платформу, и блока индикаторов отклонения от требуемого расположения.

Отличительная особенность предложенного устройства заключается в применении системы автоматического поиска, включающей измерительный блок, составленный из индикаторов, диодов, преобразующих устройств и катодного повторителя. В устройстве применен также автоматический оптимизатор, входным сигналом которого является выходной сигнал измерительного блока, оиределяющий положение детали

Такое выполнение устройства обеспечивает выявление наивыгоднейшего расположения детали. Достигается это путем доведения неличины, характеризующей отклонение фактического положения детали от требуемого, до наименьщего значения.

Другая особенность устройства заключается в том, что на один и:концов каждого диода его измерительного блока подается переменное напряжение с индикаторов отклонения. Другие концы диодов соединены между собой и присоединены к преобразующему устройству, состоя№ 129031- 2 щему из емкости ил атоДного повторителя. Этим достигается получение максиыаЛй1э сР тат 1одулю) из отклонеиий выходиых величин датчика. ) Кроме.,3jt.один, из концов каждого диода измерительного блока ycti cJicTBa подается пе||еменное напряжение с индикаторов отклонения, а другие 1данцы Диодов Через равные соиротивления соединены между собой и придоединены к преобразователю, состоящему из сопротивления и катодного повторителя. Этим обеспечивается получение суммы модулей отклонений выходных величин датчика.

В устройстве применен также коммутатор, поочередно подключающий вход автоматического оптимизатора к каждому из исполнительных устройств. Подключение это осуществляется при двух приращениях oriтимизируемой величины в неправильном направлении. Применением такого оптимизатора достигается перемещение детали но нескольким степеням свободы.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - схема критерия оптимального расположения деталей; на фиг. 3 - схема для определения модуля максимального отклонения отдельных точек деталей от требуемого располол ения; па фиг. 4 - схема для вычисления суммы модулей отклонений; на фиг. 5 - схема для измерения отклонений деталей от заданного расположения по площади; на фиг. 6 - схема для определения величины несовпадения двух тел по объему; на фиг. 7- схема коммутатора автоматического оптимизатора.

Блок-схема устройства включает в себя блок И индикаторов расположения, блок К,0 задания критерия оптимальной установки, автоматический оптимизатор АО, платформу П для перемещения деталей в пространстве и исполиительные устройства. Индикаторы требуемого расположения деталей располагаются на неподвижном основании. Устанавливаемую оптимально деталь располагают на платформе П, которая можетперемещаться в пространстве под воздействием исполнительных устройств ЯУ. Выходная величина каждого из индикаторов пронорциональна отклонению точки деталей, с которой сопрягаются индикаторы, от требуемого положения. Выходные величины каждого из индикаторов поступают на блок для заданий критерия оптимального расположения деталей.

Критерием оптимального расположения деталей может являться;

а)величина модуля максимального из отклонений отдельных точек деталей от требуемого расположения б..,

б)величина суммы модулей отклонения отдельных точек деталей от требуемого расположения о. + о;., |6, + (5„(фиг. 2),

в)величина несовпадения по площади или по объему устанавливаемой детали с заданной деталью (защтрихованная часть).

Выходная величина блока критерия оптимального расноложения подается на автоматический оптимизатор АО, который воздействует на исполнительные устройства ИУ и при помощи последних перемещает платформу Я с устанавливаемой деталью по требуемым степеням свободы в направлениях, при которых выходная величина блока критерия оптимального расположения приводится к наименьщему значению. Поиск наилучщего расноложения деталей прекращается, когда выходная величина блока критерия оптимального расположения достигает своего минимального значения.

Один из возможных вариантов схемы для определения модуля максимального отклонения отдельных точек деталей от требуемого расположения изображен на фиг. 3. На вход схемы подаются с индикаторов отклонения (выполненных, например, п виде индуктивных датчиков)

напряжения переменного тока, пропорциональные отклонениям отдельных точек устанавливаемой детали от требуемого положения

(бь бг, бз . . . , б„).

Напряжение на емкости С при указанном на схеме соединении диодов всегда положительное и пропорционально величине максимального отклонения. Для того чтобы конденсатор не разряжался входной цепью последующего блока, на выходе схемы установлен катодный повторитель.

Вариант схемы для вычисления суммы модулей отклонений приведен на фиг. 4. Здесь входные переменные наиряжения с индикаторов отклонения подаются через диоды на цепочку суммирующих сопротивлений . Выходное напряжение, пропорциональное сумме модулей отклонений, снимается с выхода катодного повторителя.

Измерение отклонений детали от заданного расположения по площади осуществляется путем измерения величины потока с (фиг. 5) света, жидкости или газа, проходящего через плоскость S в единицу времени или отражающегося от нее.

Определение величины (фиг. 6) несовпадения двух тел по объему производится путем определения объема жидкости газа в промежутках между устанавливаемыми телами.

Во всех рассмотренных случаях для нахождения наименьшей величины отклонения детали от требуемого положения зависимость между выходными величинами индикаторов отклонения и действительными величинами отклонения может быть не линейной. Необходимо только, чтобы выходная величина индикатора отклонения уменьшалась с уменьшением величины отклонения.

В качестве автоматического оптимизатора может быть использован, например, оптимизатор с релейной схемой.

Для того чтобы перемещать устанавливаемую деталь по нескольким степеням свободы к оптимизатору с одним входом, добавляется коммутатор, одна из возможных схем которого приведена на фиг. 7. К ламелям коммутатора подключены обмотки электродвигателей , перемещающих платформу поочередно по из л степеней свободы. Двигатель вращается лишь в том случае, когда коммутатор подает на его обмотку напряжение U. При переключении щетки Щ коммутатора с ламелей 1 на ламели 2 изменяется направление вращения двигателя. Перемещение щетки коммутатора происходит под воздействием электромагнита ЭМ при замыкании контакта /Р реле PI оптимизатора. Последний замыкается в том случае, когда выходная величина блока критерия оптимального расположения изменяется в неправильном направлении, т. е. увеличивается.

Предмет изобретения

1. Устройство для автоматической установки детали на станке с равномерным распределением прииуска на обработку, состоящее из основания для перемещения детали в нространстве, исполнительных устройств, перемещающих платформу, и блока индикаторов отклонения от требуемого расположения, отличающееся тем, что, с целью выявления наивыгоднейщего расположения детали путем доведения величины, характеризующей отклонение фактического положения детали от требуемого, до наименьщего значения, применены: система автоматического поиска, включающая в себя измерительный блок, составленный из индикаторов, диодов, преобразующих устройств и катодного повторителя; и автоматический оптимизатор, входным сигналом которого яв- 3 -Л 129031

№ 129031- 4 ляется выходной сигнал измерительного блока, определяющий положение детали.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью получения максимального (ио модулю) из отклонений выходных величин датчика, на один из концов каждого диода подается переменное нанряжепие с индикаторов отклонения, а другие концы диодов соединены между собой и присоединены к преобразующему устройству, состоящему из емкости и катодного повторителя.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью получения суммы модулей отклонений выходных величин датчика, на один из концов каждого диода подается переменное напряжение с индикаторов отклонения, а вторые концы диодов через равные сопротивления соединены между собой и присоединены к преобразующему устройству, состоящему из сопротивления и катодного повторителя.

4.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью осуществления перемещения детали по нескольким степеням свободы, применен коммутатор, поочередно подключающий вход автоматического оптимизатора к каждому из исполнительных устройств при двух приращениях оптимизируемой величины в неправильном направлении.