Устройство для контроля качества спиралей для тел накала электрических ламп Советский патент 1991 года по МПК H01K3/04 B21F3/04 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроламповомпроизводстве для автоматического контроля спиралей для электрических ламп

Целью изобретения является повышение достоверности контроля.

На фиг,1 схематично показано устройство для контроля качества спиралей для тел накала с перемещающейся по штоку оптической решеткой; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - устройство с жестко закрепленной на штоке оптической решеткой; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.З; на фиг.5 - размещение оптических решеток при контроле витков с перекрытием прозрачных и непрозрачных полос; на фиг.6 - то же, при совпадении прозрачных полос; на фиг.7 - размещение держателя опорного ролика при контроле витков.

Устройство (фиг.1 и 2) содержит размещенные на одной оптической оси источник 1 света, систему линз 2 и 3 и фотоприемник 4 в тубусе 5. К тубусу 5 с помощью кронштейна 6 присоединена труба 7 с последовательно размещенными в нем подпружиненным держателем 8 с опорным роликом 9, направляющими втулками 10 и 11, прижимным роликом 12, который закреплен на штоке 13. Узел визуального контроля выполнен в виде размещенных в стенках трубы 7 по разные стороны от оси направляющих втулок 10 и 11 смотровых окон 14 и 15, оптически соединенных через световод 16 с источником 1 света. В кронштейне 6, выполненном в виде трубы с направляющими прорезя ми 17, установлен с возможностью скольжения по внутренней поверхности шток 13, штифт 18 которого расположен в указанных прорезях.

Между источником 1 света и фотоприемником 4 размещены неподвижная 19 и

подвижная 20 оптические решетки. Неподвижная оптическая решётка 19 закреплена тубусе 5, а подвижная оптическая решетка 20 установлена на штоке 13 с возможностью

скольжения по нему и подпружинена пружиной 21, которая отрегулирована таким образом, чтобы удерживать подвижную оп- тическую решетку 20 от самопроизвольного скольжения по штоку 13.

Для ограничения перемещения подвижной оптической решетки 20 относительно неподвижной оптической решетки 19 предусмотрен ограничитель 22 перемещения, выполненный, например, в виде

микрометрического регулируемого винта, ввернутого в тубус 5

Оптические решетки 19 и 20 представляют собой пластинки с чередующимися

прозрачными и непрозрачными полосами равной ширины, величину которой выбирают в соответствии с двухсторонним ограничением S nt d ,где t - ширина полос; S - рабочий зазор между ограничителем перемещений и подвижной оптической решеткой; - целые числа (1,2,3...); d-диаметр проволоки спицами.

Подвижная оптическая решетка 20 (фиг.З) жестко соединена со штоком 13. При

этом держатель 8 опорного ролика 9 выполнен в виде стержня, в нижней части которого имеется ограничительная гайка 23, а в верхней есть буртик 24, Между трубой 7 и буртиком 24 размещена пружина 25. Буртик

24 выполнен прямоугольным для предотвращения проворачивания стержня в трубе 7, имеющего продольный призматический паз 26 такой же формы (фиг,4).

В исходном состоянии при сохранении

рабочего зазора S между ограничителем 22 перемещения и подвижной оптической решетки 20, неподвижную оптическую решетку 19 можно закрепить в тубусе 5 так, что у

оптических решеток 19 и 20 будут совмещены прозрачные полосы и тогда световой поток свободно пройдет к фотоприемнику 4 (фиг.1) или так, что прозрачные полосы одной из оптических решеток будут перекрыты непрозрачными полосами другой и путь для светового потока к фотоприемнику 4 будет полностью закрыт (фиг.З). В направляющих втулках 10 и 11 и между опорными роликами 9 и 12 размещают спираль 27, которая может иметь тире 28, т.е. участки на которых отсутствуют еилки.

Устройство работает следующим образом.

С помощью тягового диска к механизму резки (не показано) протягивают спираль 27 по центру направляющих втулок 10 и 11, направляющих и гасящих ее колебаний между опорным и прижимным роликами 12 и 9. Ролики 9 и 12, свободно вращаясь на своих осях, катятся по поверхности спирали 27. Производят контроль рабочего зазора S между ограничителем 22 перемещения и подвижной решеткой 20 в момент нахождения между роликами 9 и 12 тире 28 и совмещении прозрачных полос оптических решеток 19 и 20 (фиг.1).

Свет от источника 1 направляется по двум направлениям. В одну сторону световой поток через систему линз 2 и 3 и совмещенные прозрачные полосы оптических решеток 19 и 20 (в это время между роликами 9 и 12 находится тире) на вход фотоприемника 4. Под действием светового потока фотоприемник 4 вырабатывает электрический ток, который является сигналом определения тире 28 (отсутствие витков).

Когда между роликами 9 и 12 входят витки спирали, прижимной ролик 12 начинает перемещаться относительно опорного ролика 9 и одновременно происходит смещение оптической решетки 20 относительно оптической решетки 19. Непрозрачные полосы одной из оптических решеток начинают перекрывать прозрачные полосы другой (фиг.5). При этом изменяется просвет в прозрачных полосах, что, в свою очередь, изменяет световой поток на входе фотоприемника 4, а следовательно, и фототек. В цепи фотоприемника 4 изменяется электрический ток. Это изменение является сигналом о наличии витков.

Если в исходном состоянии (отсутствует спираль или в этот момент между роликами 9 и 12 находится тире) совмещены прозрачные полосы подвижной оптической решетки 20 с непрозрачными полосами решетки 19 (фиг.З), то изменяется полярность электрических сигналов, поступающих с фотоприемника 4. В этом случае только при наличии

между роликами 9 и 12 витков спирали 27

5 свет от источника 1 будет проходить через оптические решетки 19 и 20 ня вход фотоприемника 4. который будет вырабатывать фототок (фиг.6). При отсутствии спирали (тире) путь для светового потока будет пере0 крыт и в результате ток в цепи фотоприемника 4 станет минимальным

Размещение спирали 27 по центру направляющих втулок 10 и 11 наиболее благоприятно для уменьшения влияния

5 колебаний спирали на работу устройства. Визуальный контроль за ее размещением в устройстве производят через смотровое окно 14. Для этого световым потоком, направленным от источника 1 света в другую сторону, а именно через световод 16 и окно 15 на контролируемую спираль 27, создают в окне 14 силуэт спирали. По нему и определяют место расположения спирали 27 в направляющих втулках 10 и 11.

Устройство позволяет перейти на контроль спирали другого типа размера при постоянной и максимальной чувствительности, которая определяется количеством прозрачных полос на единицу длины решет0 ки, и сохранив при этом соотношение между величинами светового потока при прохождении между роликами 9 и 12 витков 27 или тире 28 спиралей. Для этого устанавливают держатель 8 опорного ролика 9 и кронштейн

5 6 тубуса 5 в новое положение на трубе 7,которая сохраняет нахождение спирали по центру направляющих втулок 10 и 11, а также зазора S между ограничителем 22 перемещений и подвижной оптической

0 решеткой 20 во время нахождения тире между роликами 9,и 12. Держатель 8 перемещается за счет вращения гайки 23. Проворачивание держатели 8 и штока 13 вокруг оси предотвращают соответственно прямо5 угольный буртик 24, установленный в продольном призматическом пазе 27 корпуса 7, и штифт 18, расположенный в направляющих прорезях 17 штока 13.

При контроле спиралей, внутри вит0 ков которых находится керн, перемещение прижимного ролика 12 из-за нахождения под ним поочередно тире витков незначительно. Оно максимально и равно 2d (d -диаметр проволоки, из которой нави5 та спираль) в том случае, если на участке тире под роликами 9 и 12 находится только керн. Не искл.очена вероятность того, что на участке тире под одним из роликов кроме керна окажется еще и проволока В этом

0 случае прижимной ролик 12 перемещается только на расстояние, равное d.

Исходя из этого ширину t прозрачных и непрозрачных полос оптических решеток 19

Ч

и 20 при соблюдении условия получения максимальной чувствительности берут с учетом минимального перемещения прижимного ролика 9, т.е. не больше диаметра d проволоки. Только при соблюдении условия t d. световой поток изменяется от максимальной величины до нуля, или наоборот, т.е. получают максимальную разность в световых потоках при минимальном перемещении прижимного ролика 12 под воздействием витков спирали. При этом учитывают наименьший диаметр проволоки из всех типоразмеров спиралей, контроль которых необходимо осуществить.

Подвижная оптическая решетка 20, установленная на штоке 13 прижимного ролика 12, перемещается относительно неподвижной оптической решетки 19 только при наличии зазора S. Этот зазор S между оптической решеткой 20 и ограничителем 22 ее перемещения регулируют с помощью микрометрического винта, который вращают в тубусе 5 до получения рабочего зазора, величина которого не больше, чем ширина t прозрачных полос, т.е должна удовлетворять условию S t

Отсутствие ограничителя 22 перемещений (учитывая, что d - наименьший диаметр проволоки из всех типов контролируемых спиралей), приведет к тому, что перемещение подвижной оптической решетки 20 вызовет периодическое изменение светового потока, которое может закончиться произвольно или после перемещения ролика на расстояние, равное d2 или равное 2d2 (где d2 - реальный диаметр проволоки в контролируемой спирали). Вследствие этого после завершения перемещения оптической решетки 20 величина светового потока даже для одного типа спирали неоднозначна. Возникает неопределенность, которая возрастает из-за изменений dz во время перехода на контроль спиралей других типоразмеров, а также из-за колебаний спирали, что ведет к выработке ложного сигнала.

Таким образом, с помощью ограничителя 22 прекращают перемещение подвижной оптической решетки 20 под действием витков спирали, как только будет получено максимальное изменение светового потока. Возникшее несоответствие между реальным перемещением штока 13 и установленной на нем подвижной оптической решетки 20 компенсируется по первому варианту (фиг.1) за счет скольжения подвижной оптической решетки 20 по штоку 13 и сжатия) пружины 21 (фиг.5), которая отрегулирована таким образом, чтобы предотвратить самопроизвольное скольжение. Подвижная оптическая решетка 20 смещается по штоку 13 на величину h, которая равна разности между реальным диаметром

d2 проволоки и зазором S, т.е. h d2 - S.

Подвижная оптическая решетка 20 (фиг.З) жестко соединена со штоком 13. Поэтому ограничитель 22 прекращает перемещение и прижимного ролика 12, который

также закреплен на штоке 13 (фиг.6). Под действием витков спирали начинается перемещаться опорный ролик 9 за счет сжатия t пружины 25 и скольжения его держателя 8 в продольном призматическом пазе 26 корпуса 7 (фиг.7) При этом держатель 8 также переместится на величину h d2 - S.

Устройство может при обнаружении витков или тире спиралей вырабатывать электрический сигнал в виде серии импульсов. Для этого увеличивают количество прозрачных и непрозрачных полос оптических решеток 19 и 20, приходящихся на диаметр d проволоки с соблюдением условия . Затем устанавливают в соответствии с соотношением S nt между ограничителем 22 перемещений и подвижной оптической решетки 20 зазор 3, сохраняющий максимальную разность в световом потоке после п периодов его изменения под действием

спирали.

Предлагаемое устройство позволяет достаточно просто перейти на контроль спиралей любого типоразмера при минимальных затратах времени на наладку и при улучшении достоверности контроля за счет повышения чувствительности.

Формула изобретения 1. Устройство для контроля качества спиралей для тел накала электрических

ламп, содержащее последовательно размещенные на одной оптической оси источник света, систему линз и фотоприемник, расположенные в тубусе, к которому под углом присоединена труба с последовательно размещенными в ней подпружиненным держателем с опорным роликом, направляющими втулками для контролируемой спирали, прижимным роликом, закрепленным на штоке, установленном с возможностью его осевого

перемещения, и узлом визуального контроля, выполненным в виде двух смотровых окон, размещенных по разные стороны от оси направляющих втулок и оптически связанных с источником света, отличающее с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, оно снабжено подвижной и неподвижной оптическими решетками, установленными между источником света и фотоприемником соответственно на штоке

и в тубусе, и ограничителем перемещения подвижной решетки, причем оптические решетки выполнены в виде пластин с чередующимися прозрачными полосами равной ширины, величина которых выбрана из соотношения S nt d где t - ширина полос; S - рабочий зазор между ограничителем перемещения и подвижной оптической решеткой; d-диаметр проволоки спирали; - целые числа.

2 Устройство поп,1,отличающее- с я тем, что подвижная оптическая решетка установлена на штоке с возможностью скольжения по нему и подпружинена.

3. Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что подвижная решетка жестко закреплена на штоке, а держатель опорного ролика установлен с возможностью осевого перемещения в трубе.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроламповом производстве для автоматического контроля спиралей для электрических ламп. Целью изобретения является повышение достоверности контроля. При помощи тягового механизма спираль протягивается между направляющими втулками и опорным 12 и прижимным 9 роликами. Произво

Фиг. 2

OZW691

б-Б

Фиг.ц

го

f

Фиг

20

щ

Фиг. 7