Устройство для измерения длины пакетов магнитопроводов электрических машин Советский патент 1992 года по МПК G01B7/02 

Фиг. /

Изобретение относится к электротехнике, в частности к области управления технологическим оборудованием для сборки магнитопроводов электрических машин.

Известно устройство для измерения длины пакетов роторов электрических машин.

Устройство состоит из выносного датчика длины с емкостным первичным преобразователем и элементом двухпорогового контроля.

Измерение длины пакетов осуществляется посредством преобразования пути перемещения подвижного органа емкостного преобразователя в соответствующее изменение емкости измерительного моста с последующим усилением напряжения рассогласования на выходе моста для сигнализации о нормальной или недостаточной длине пакета включением соответствующих лампочек.

Устройство позволяет контролировать заданную длину пакета в процессе сборки и получать световую сигнализацию об окончании сборки пакета.

Это устройство сложно в настройке на заданную длину пакета и обладает низкой помехоустойчивостью. Устройство не обеспечивает получение информации об истинной длине пакета и обладает невысокой точностью измерения из-за различных дестабилизирующих факторов, оказывающих влияние на разбаланс измерительного моста.

Вследствие указанных особенностей устройство может быть применено лишь в установках для сборки пакетов роторов и статоров с редко изменяемой номенклатурой изделий и нежесткими требованиями к размерам собираемых пакетов. Таким образом, основным недостатком устройства является ограниченность его функциональных возможностей.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для измерения высоты пакетов магнитопроводов электрических машин. Устройство содержит ползун пресса опрессовки магнитопроводовэлектрическихмашин, кинематически связанный с ним датчик перемещения ползуна, формирователь импульсов счета, датчик начала отсчета, счетчик импульсов, задатчик начального положения ползуна, блок контроля наличия импульсов счета, управляющий блок, шину Сброс, шину Запрет на измерение, шину Окончание замера и блок индикации. Это устройство обеспечивает измерение длины пакета магнитопровода в процессе опрессовки, индикацию истинной длины пакета с точностью до ±1 листа ( ±0,5 мм), запрещение счета при ходе ползуна пресса вверх, выдачу сигнала во внешнюю цепь об окончании измерения.

В устройстве отсутствует элемент настройки на заданный размер пакета с учетом заранее заданного допуска. Отсутствие элемента настройки на заданный размер пакета с учетом допуска предопределяет не0 обходимость непрерывного визуального слежения за показаниями измерителя длины пакета и вмешательства оператора в процесс машинной сборки, т.е. не позволяет автоматизировать этот процесс, а следо5 вательно и повысить производительность сборочного оборудования.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства для измерения длины пакетов магнитопроводов путем формирования сигналов о соответст0 вии фактической длины пакета заданной его длине с учетом пределов допуска или выхода за эти пределы.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения высоты магнито5 проводов электрических машин, содержащее ползун пресса опрессовки, кинематически связанный с ним датчик перемещения ползуна, формирователь импульсов счета, датчик начала отсчета,

0 первый счетчик импульсов, задатчик начального положения ползуна, блок контроля наличия импульсов счета, управляющий блок, шину Сброс, шину Окончание замера и блок индикации, снабжено задатчиком дли5 ны пакета магнитопровода, соединенным с его первым выходом блока сравнения, задатчиком количества листов зоны допуска и соединенным с его выходом счетчиком количества листов зоны допуска, первым, вто0 рым, третьим, четвертым и пятым элементами И, первым и вторым RS-тригге- рами, первым и вторым инверторами, второй вход блока сравнения соединен с выходом первого счетчика, а его выход - с

5 первым входом первого элемента И, второй вход которого объединен с вторым входом второго элемента И и соединен с вторым выходом задатчика длины пакета, а выход первого элемента И соединен с S-входом

0 первого триггера, R-вход которого объединен с R-входом счетчика количества листов зоны допуска и соединен с шиной Сброс, первый выход первого триггера соединен с R-входом второго триггера и вторым входом

5 третьего элемента И, его второй выход - с первым входом второго элемента И и вторым входом четвертого элемента И, выход второго элемента И соединен с первым входом счетчика количества листов зоны допуска, выход счетчика соединен с S-входом второго триггера и входом второго инвертора, выход второго триггера соединен с вторым входом пятого элемента И, первые входы третьего, четвертого и пятого элементов И объединены и соединены с шиной Окончание замера, третий вход пятого элемента И соединен с выходом второго инвертора, его выход - с входом первого инвертора, выход которого соединен с третьими входами третьего и четвертого элементов И, а выходы третьего, четвертого и пятого элементов И являются выходами устройства. При этом задатчик длины пакета магнитопровода выполнен в виде задат- чика целой части и блока определения дробной части, выход задатчика целой части соединен с входом блока сравнения, выход задатчика дробной части соединен с вторым входом второго элемента И и первым входом первого элемента И.

Блок определения дробной части выполнен в виде третьего и четвертого инверторов, шестого и седьмого элементов И, переключателя и элемента ИЛИ, выход переключения соединен с входом четвертого инвертора и вторым входом седьмого элемента И, первый вход которого объединен с входом третьего инвертора и является входом блока определения дробной части, выход третьего инвертора соединен с первым входом шестого элемента И, второй вход которого соединен с выходом четвертого инвертора, а выход - с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом седьмого элемента И, а выход элемента ИЛИ является выходом блока определения дробной части.

Таким образом, введение в устройство новых элементов и связей позволило формировать сигналы о соответствии фактической длины собираемого магнитопровода заданной длине с учетом заданного поля допуска и о выходе ее за пределы допуска в большую или меньшую сторону, а следовательно расширить функциональные возможности устройства.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для измерения длины пакетов магнитопроводов; на фиг. 2 - функциональная схема блока сравнения дробной части чисел.

Устройство для измерения длины пакетов магнитопроводов содержит двухканаль- ный фотоэлектрический датчик 1 импульсов, формирователь 2 импульсов счета с первым 3 и вторым 4 RS-триггерами, датчик 5 начала отсчета, ползун 6, управляющее устройство 7 с третьим RS-триггером 8 и формирователем 9 импульсов записи, первый счетчик 10

импульсов, задатчик 11 начальной высоты (Н) ползуна 6 пресса, блок 12 индикации на n-разрядов целой части и один разряд дробной части числа, блок 13 контроля наличия импульсов счета, блок 14 сравнения целых частей чисел, задатчик 15 длины (L) собираемых пакетов 16с задатчиком 17 целой части числа и блоком 18 сравнения дробной части чисел, который включает элементы 280 33, первый 19, второй 20, третий 21, четвертый 22 и пятый 23 элементы И, задатчик 24 и счетчик 25 листов зоны допуска собираемого пакета 16,26 и 27 RS-триггеры, первый 34 и второй 35 инверторы, входы Сброс и

5 Запрет измерения и выходы Больше нормы, Норма и Меньше нормы.

Устройство работает следующим образом.

Перед измерениями на задатчике 17 ус0 танавливают значение заданной длины пакета магнитопровода в миллиметрах с учетом верхней границы допуска. При этом если устанавливаемое значение длины целое число, то на переключателе 28 (фиг. 2),

5 который конструктивно является продолжением задатчика 17, выставляется О, в про- тивном случае 5. На задатчике 24 устанавливается значение зоны допуска на длину пакета в миллиметрах. Пуском уста0 новки подается сигнал на .шину Сброс. Устройство обнуляется. Одновременно с получением команды на движение-ползуна пресса вниз снимается команда Запрет на измерение со входа R-триггера 8. Однако

5 триггер 8 не переключается до подачи сигнала на его вход S отдатчика 5 начала отсчета хода ползуна.

В процессе движения ползуна 6 пресса вниз, связанный с ним механической без0 люфтовой передачей датчик 1 вырабатывает две непрерывных последовательности импульсов, сдвинутых относительно друг друга на 90 электрических градусов.

При этом комбинация свет - тень на

5 выходе датчика 1 соответствует перемещению ползуна 6 на 0,5 мм. С выхода датчика 1 импульсы поступают на входы S и R триггера 3, предназначенного для устранения дребезга фронтов импульсов от датчика 1.

0 С выхода триггера 3 импульсы поступают на счетный вход С триггера 4. Однако триггер 4 не переключается, так как на его вход подается запрещающий сигнал с выхода триггера 8.

5При прохождении ползуном 6 датчика 5,

расположенного в начальной точке высоты Н, на выходе датчика 5 появляется сигнал, который переключает триггер 8. В результате на выходе формирователя 9 появляется короткий импульс записи начального значения высоты Н, поступающего с задатчика 11 на установочный вход счетчика 10. В счетчик 10 записывается значение начальной высоты Н и индицируется на блоке 12 индикации.

Одновременно с R-входа триггера 4 снимается запрещающий сигнал и на его выходе появляется последовательность импульсов, причем ширина импульса соответствует перемещению ползуна б пресса на 0,5 мм, а период следования - перемещение на 1 мм. Последовательность импульсов поступает на вычитающий вход счетчика 10, на вход блока 13 контроля наличия импульсов, на блок 18 сравнения дробных частей чисел и на дробный разряд блока 12 индикации.

В счетчике 10 эти импульсы вычитаются из заданного значения начальной высоты Н ползуна. Результат вычитания непрерывно высвечивается на разрядах целых чисел блока 12 индикации, а на дробном разряде высвечивается О при низком уровне выхода триггера 4 и 5 при высоком уровне. Дан- ные со счетчика 10 одновременно с поступлением на блок 12 индикации поступают на вход 1 блока 14 сравнения, на вход 2 которой поступают данные с задатчика 17 длины пакета.

Замер длины пакета 16 заканчивается при упоре ползуна 6 пресса в пакет магни- топровода. При этом на блоке 12 индикации высвечивается значение длины L пакета 16 с точностью до ± 0,5 мм (1 лист).

Точность измерения длины пакета 0,5 мм при периоде следования импульсов, равном 1 мм перемещения ползуна, достигается посредством формирования сигнала окончания счета или на паузе при установленной длине пакета, равной целому числу, или на гребне импульса, при длине пакета кратной 0,5 мм. Осуществляется это следующим образом. На задатчике 17 устанавливают целое число длины магнитопровода в миллиметрах, а на переключателе 28 блока 18 сравнения дробных частей чисел- О или 5 в зависимости от численного значения длины пакета 16.

Если заданное значение длины пакета 16 целое число, то на переключателе 28 устанавливают О, если же длина пакета крат- на 0,5 мм, то устанавливают 5. При значении длины пакета 16 равном целому числу потенциал О от источника питания через третий инвертор 29 поступает на второй вход пятого элемента И 30. Если при этом на первый вход этого элемента через четвертый инвертор 31 поступает сигнал О от триггера 4 (пауза в последовательности импульсов), то на его выходе появляется

сигнал Г, который через элемент ИЛИ 32 поступает на вторые входы первого 19 и второго 20 элементов И.

Если же заданная длина пакета 16 кратна 0,5 мм, то на переключателе 29 устанавливают цифру 5. При этом потенциал +U от источника питания поступает на второй вход шестого элемента И 33. Если при этом на первый вход этого элемента поступает

0 сигнал 1 от триггера 4 (импульс в последовательности импульсов), то на выходе этого элемента появляется сигнал 1, который через элемент ИЛИ 32 поступает на вторые входы первого 19 и второго 20 элементов И.

5

Таким образом происходит сравнение установленной и полученной дробной части числа. После упора ползуна 6 пресса в пакет 16 от датчика 1 импульсов на счетчик 10

0 импульсы не поступают, По истечении времени, установленного на блоке 13 контроля наличия импульсов счета, на его выходе появляется сигнал окончания замера длины пакета 16 магнитопровода, который посту5 пает на первые входы третьего 21, четвертого 22 и пятого 23 элементов И. Если при этом длина пакета 16 больше заданной задатчи- ком 17, на выходе блока 14 сравнения сигнала не будет, четвертый триггер 26 не

0 переключится, на первый, второй и третий входы третьего элемента И 21 поступают сигналы 1 и на его выходе появится сигнал Большие нормы. Если длина собираемого пакета 16 магнитопровода находится в пре5 делах допуска, то в момент равенства количества импульсов, накопленных в счетчике 10, заданному задатчиками 17 и 28, на выходе первого элемента И 19 появится сигнал, который переключит четвертый триггер 26.

0 На выходе 2 триггера 26 появится сигнал 1, который поступает на второй вход четвертого элемента И 22, и при наличии сигнала об окончании времени измерения, на выходе элемента 22 появится сигнал Нор5 ма.

Одновременно сигнал с второго выхода триггера 26 поступает на вход 1 второго элемента И 20, на вход 2 которого поступает последовательность импульсов от блока 18

0 сравнения дробных частей чисел. Эти импульсы через второй элемент И 20 поступают на счетчик 25 и вычитаются из числа, установленного задатчиком 24 количества листов зоны допуска.

5 Если длина измеренного пакета 16 находится в зоне допуска, сигнал Норма продолжает существовать до тех пор, пока количество импульсов, накопленных в счетчике 25, будет меньше заданного задатчиком 24. При равенстве заданного

за датчиком 24 значения зоны допуска и накопленного в счетчике 25 количества импульсов, на его выходе появляется сигнал, который переключает триггер 27. В результате этого, с второго выхода триггера 27 на вход 2 пятого элемента И 23 поступает разрешающий сигнал, однако на выходе этого элемента сигнала не будет, так как на его вход 3 с инвертора 34 поступает запрещающий сигнал.

При поступлении следующего импульса на вход счетчика 25, т.е. при выходе длины магнитопровода за пределы допуска в меньшую сторону, на выходе счетчика 25 сигнал пропадает и через инвертор 34 на вход 3 пятого элемента И 23 поступает разрешающий сигнал. После поступления сигнала от блока 13 об окончании измерения на вход 1 пятого элемента И 23, на его выходе появится сигнал Меньше нормы, который через инвертор 35 поступает как запрещающий сигнал на входы 3 третьего 21 и четвертого 22 элементов И, а также на выход устройства.

Сигналы Больше нормы, Норма и Меньше нормы поступают в систему управления конкретной установкой сборки магнитопроводов (не показана) для дальнейшего использования в качестве управляющих и информационных сигналов.

Предлагаемое устройство благодаря формированию сигнала Норма позволяет повысить производительность сборочных установокза счет обеспечения непрерывности процесса и простоты переналадки, повысить качество изделий благодаря сборке пакетов только с тем допуском по длине, который оговорен их конструкцией. Кроме того наличие сигналов Больше нормы и Меньше нормы позволяет осуществлять диагностику дозирующих механизмов и своевременно производить их подналадку.

Формула изобретения 1. Устройство для измерения длины пакетов магнитопроводов электрических машин, содержащее ползун пресса опрессовки, кинематически связанный с ним датчик перемещения ползуна, формирователь импульсов счета, датчик начала отсчета, первый счетчик импульсов, задатчик начального положения ползуна, блок контроля наличия импульсов счета, управляющий блок, шину Сброс и шину Окончание замера и блок индикации, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено за- датчиком длины пакета магнитопроводов.

соединенным с его первым выходом блоком сравнения, задатчиком количества листов зоны допуска и соединенным с его выходом счетчиком количества листов зоны допуска,

первым, вторым, третьим, четвертым и пятым элементами И, первым и вторым RS- триггерами, первым и вторым инверторами, второй вход блока сравнения соединен с выходом первого счетчика, а его выход - с

0 первым входом первого элемента И, второй вход которого объединен с вторым входом второго элемента И и соединен с вторым выходом задатчика длины пакета, а выход первого элемента И соединен с S-входом

5 первого триггера, R-вход которого объединен с R-ходом счетчика количества листов в пакете и соединен с шиной Сброс, первый выход первого триггера соединен с R-вхо- дом второго триггера и вторым входом

0 третьего элемента И. его второй выход - с первым входом второго элемента И и вторым входом четвертого элемента И, выход второго элемента И соединен с первым входом счетчика количества листов в пакете,

5 выход счетчика соединен с S-входом второго триггера и входом второго инвертора, выход второго триггера соединен с вторым входом пятого элемента И, первые входы третьего, четвертого и пятого элементов И

0 объединены и соединены с шиной Окончание замера, третий вход пятого элемента И соединен с выходом второго инвертора, его выход-с входом первого инвертора, выход которого соединен с третьими входами

5 третьего и четвертого элементов И, а выходы третьего, четвертого и пятого элементов И являются выходами устройства.

2.Устройство поп. 1,отличающее- с я тем, что задатчик длины пакета магнито0 проводов выполнен в виде задатчика целой части и блока определения дробной части, выход задатчика целой части соединен с входом блока сравнения, выход задатчика дробной части соединен с вторым входом

5 второго элемента И и первым входом первого элемента И.

3.Устройство по п. 2, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что блок определения дробной части выполнен в виде третьего и четвертого

0 инверторов, шестого и седьмого элементов И, переключателя и элемента ИЛИ, выход переключателя соединен с входом четвертого инвертора и вторым входом седьмого элемента И, первый вход которого объединен с

5 входом третьего инвертора и является входом блока определения дробной части, выход третьего инвертора соединен с первым входом шестого элемента И, второй вход которого соединен с выходом четвертого инвертора, а выход - с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом седьмого элемента И, а выход

элемента ИЛИ является выходом блока определения дробной части.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к области управления технологическим оборудованием для сборки магнитопроводов электрических машин. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. Поставленная цель достигается за счет введения задатчика 15 длины пакета магнитопровода, блока 14 сравнения, задатчика 24 и счетчика 25 количества листов зоны допуска, четвертого 26 и пятого 27 RS-триггеров, первого 19, второго 20, третьего 21, четвертого 22 и пятого 23 элементов И. первого 34 и второго 35 инверторов и функциональных связей между указанными элементами. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. Ј XI GJ ю Ј о W

Фиг. 2