Устройство для ориентации пластин со сложным контуром Советский патент 1992 года по МПК B65G47/24 

-ы

Ё

Сущность изобретения заключается в том, что устройство содержит отсекатель 1, заготовки (пластины со сложным контуром) 2, поворотное кольцо 3, источник 4 света, электродвигатель 5, блок 6 управления электродвигателем поворотного кольца, цифровой компаратор 7, блок 8 определения ориентации, блок 9 задания угла ориентации, блок 10 формирования импульсов периода, квадратурный генератор 11, аналоговые перемножители 12 и 13, интеграторы 14 и 15, сумматоры 16 и 17 фотопреобразователь 18 2 ил

VI

4 СЛ

О

&

Изобретение относится к машиностроению, в частности к автоматизации технологических процессов.

Известно устройство для ориентации и подачи заготовок, содержащее подающий транспортер, крышку с окном, расположенное Над ней поворотное приспособление и толкатель на кронштейне. Поворотное устройство выполнено в виде верхнего и нижнего дисков.

Недостатком этого устройства являются ограниченные функциональные возможности, так как устройство может быть использовано лишь для ориентации изделий прямоугольной формы.

Известно также устройство с фотоэлектрическим опознаванием для ориентирова- ния пластин со сложным контуром, содержащее отсекатель, вращающееся кольцо, источник света, фотоэлемент, анализатор, представляющий собой оптический клин, толкатель, блок управления и электродвигатель.

Недостатком устройства является малая точность ориентирования деталей, которая обеспечивается за счет торможения вращающегося кольца с деталью, низкая скорость опознавания и небольшая производительность.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для ориентации пластин со сложным контуром, содержащее отсекатель, поворотное кольцо, источник света, фотоприемник, установленные на одной оси, блок управления электродвигателем поворотного кольца, вращающийся диск с радиальной прорезью, установленный между поворотным кольцом и фотоприемником, датчик импульсов периода вращения диска и блок определения ориентации, входы которого соединены с выходами датчика импульсов периода вращения диска и фотоприемника, а выход - с входом блока управления электродвигателем поворотного кольца.

Недостатком известного устройства является невысокая производительность, которая ограничена небольшой скоростью электромеханического сканирования изображения пластины со сложным контуром за счет использования вращающегося диска с радиальной прорезью. Кроме того, устройство не предусматривает задания угла ориентации детали, т.е. угол ориентации для разных деталей и различных технологических процессов является постоянным.

Цель изобретения - повышение производительности устройства для ориентации пластин со сложным контуром.

В устройство для ориентации пластин со сложным контуром, содержащее отсекатель, поворотное кольцо, под которым расположен источник света, блок определения

ориентации, блок управления, подключенный к шаговому электродвигателю, соединенному с поворотным кольцом, введены фотопреобразователь, размещенный над поворотным кольцом на одной оси с источ0 ником света, а выход преобразователя подключен к первому входу блока определения ориентации, две цепочки, каждая из которых состоит из аналогового перемножителя, подключенного к первому входу сумматора

5 непосредственно и к второму входу через интегратор, генератор квадратурных напряжений, блок формирования импульсов периода, блок задания угла ориентации и цифровой компаратор, при этом выход фо0 топреобразователя подключен к одним входам аналоговых перемножителей, другие входы которых подключены к выходам генератора квадратурных напряжений, выходы сумматоров подключены к входам фотопре5 образователя, выход генератора квадратурных напряжений подключен к входу блока формирования импульсов периода, выход которого подключен к второму входу блока определения ориентации, выходы которого

0 подключены к первым входам цифрового компаратора, другие входы которого соединены с блоком задания угла ориентации, а выходы - к входам блока управления.

Известно устройство, содержащее логи5 ческую схему обработки и блок управления приводом вращения, регулируемую ось поворота детали, фотодатчики светового затвора, схему обработки сигнала об углах поворота детали.

0 В устройстве используется вращающа- ясь ось, на которой последовательно закреп- лены детали и диск со множеством радиальных щелей. Сопоставление сигналов с датчиком светового затвора и сигналов

5 датчиков, принимаемый световой поток которых модулируется ориентируемой деталью, дает возможность в логическом блоке определить положение детали и вырабатывать сигнал управления при ориента0 ции.

В предлагаемом устройстве нет необходимости вращения детали, а информация о положении ориентируемой детали получается за счет сложения по контуру изображе5 ния детали электронным лучом в фотопреобразователе, в котором скорость обхода электронного луча по контуру изображения, спроецированного на мишень фотокатода, целиком определяется частотой квадратурного генератора

При этом поворотное кольцо, на котором расположена пластина со сложным контуром, приходит в движение и поворачивается в ту или другую сторону лишь под действием управляющих сигналов, приходящих с блока управления, которые формируются путем сравнения сигналов с выхода блока определения ориентации и блока задания угла ориентации.

Соотношение частот такового генератора в блоке определения ориентации и частоты сканирования определяет точность определения угла ориентации и может быть достаточно высокой (до десятых и сотых долей градуса) по сравнению с известными устройствами.

Сочетание отличительных признаков, как: фотопреобразователь, сумматоры, интеграторы, аналоговые перемножители, квадратурный генератор, блок формирования импульсов периода, цифровой компаратор и блок задания угла ориентации позволяет обеспечить значительное повышение производительности и точности ориентации пластин со сложным контуром.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства для ориентации пластин со сложным контуром; на фиг.2 - структурная схема блока управления электродвигателем.

Устройство для ориентации пластин со сложным контуром содержит отсекатель 1, заготовки (пластины со сложным контуром) 2, поворотное кольцо 3, источник 4 света, шаговый электродвигатель 5, блок 6 управления шаговым электродвигателем поворотного кольца, цифровой компаратор 7, блок 8 определения ориентации, блок 9 задания угла ориентации, блок 10 формирования импульсов периода, квадратурный генератор 11, аналоговые перемножители 12 и 13, интеграторы 14 и 15, сумматоры 16 и 17, фотопреобразователь 18.

Устройство работает следующим образом.

Заготовка 2. пройдя отсекатель 1, поступает на прозрачное поворотное кольцо 3. Под кольцом установлен источник 4 света. Изображение заготовки 2 проецируется на мишень фотокатода 19 фотопреобразователя 18. При включении апертура фотопреобразователя 18 находится в центре его фотокатода, так как напряжения на выходах аналоговых перемножителей 12 и 13. выходах интеграторов 14 и 15 и, следовательно, выходах сумматоров 16 и 17 в первый момент равны нулю.

Появление на выходе фотопреобразователя 18 напряжения видеосигнала Uc(t), поступающего на вторые входы аналоговых перемножителей 12 и 13, образует на их

выходах квадратурно- связанные напряже ния Ux(t) и Uy(t), которые через сумматоры 16 и 17 вызывают отклонение апертуры на границу изображения и сканирования (слеже- ния) ее по контуру изображения относительно центра фотокатода, являющегося в данный момент центром слежения радиус-векторной развертки

Ux(t) wt-Uo(t)/U0const: Uy(t) Uocos o)t-Uo(t)/U0const,

где Uosin to t и Uocos a) t - опорные квадратурные напряжения с частотой на выходах генератора 11 квадратурных напряжений;

Uoconst - постоянный множитель, име- ющий размерность напряжения.

Величина отклонения апертуры от центра слежения радиус-вектора r(t) до контура определяется модулем напряжения Ux(t) и Uy(T.)

. . у , , 2 г ч , i 1 2 f - ч U о

U2((t) + U(t)TJ

(1)

о const

Uo(t).

который пропорционален напряжению видеосигнала.

Если центр изображения не совпадает с центром фотокатода, который в первый момент включения устройства является центром слежения развертки, то напряжения

ux(t) и Uy(t) на выходах аналоговых перемножителей 12 и 13 меняются несимметрично относительно нуля. Разность средних значений за оба полупериода этих напряжений образует на выходах интеграторов 14 и 15

сигналы рассогласования по координатам X и Y, которые, воздействуя через вторые входы сумматоров 16 и 17 на отклоняющую систему фотопреобразователя 18, стремятся совместить центры слежения и изображения объекта.

Совмещение этих центров произойдет по окончании времени интегрирования. При этом напряжения Ux и Uy на выходах аналоговых перемножителей 12 и 13 становятся

симметричными, а на выходах интеграторов

14 и 15 - постоянными, определяя координаты центров слежения и изображения.

Видеосигнал с выхода фотопреобразователя 18 в установившемся режиме слежения по контуру изображения детали (заготовки 2) поступает на первый вход блока 8 определения ориентации, на второй вход которого поступают импульсы периода развертки с выхода блока 10 формирования

импульсов периода. Импульсы периода формируются из опорного напряжения Uosin О) t генератора 11 в момент смены положительной полуволны на отрицательную, В этот момент апертура фотопреобразователя 18 находится в точке контура на оси (О, Y), которую принимают за опорную.

На выходе блока 8 определения ориентации получается цифровой код угла ориен- тации заготовки, характеризующий временное положение экстремума (максимума) аналогового сигнала (видеосигнала) радиус-векторной развертки изображения детали относительно импульсов периода развертки.

Цифровой код временного положения максимума аналогового сигнала поступает на первую группу входов цифрового компаратора 7, где происходит сравнение с цифровым кодом с выхода блока 9 задания угла ориентации, сигналы с выхода цифрового компаратора 7 поступают на вход блока 6 управления шаговым электродвигателем поворотного кольца 5, в результате поворотное кольцо 3 вращается в прямом или обратном направлении до тех пор, пока на выходе Равно цифрового компаратора 7 не появится сигнал Лог.1. Это означает, что деталь оказалась сориентированной по заданному в блоке 9 направлению.

В качестве фотопреобразователя 18 используется телевизионная передающая трубка типа суперартикон, блок 8 определения ориентации выполнен по известной схе- ме. Квадратурный генератор 11 напряжений, аналоговые перемножители 12 и 13, интеграторы 14 и 15, и сумматоры 16 и 17 выполнены по известным схемам.

Цифровой компаратор 7 построен на микросхемах типа К561ИП2. Блок 9 задания угла ориентации выполнен на последовательно включенных программных переключателях типа АП101ХВ и преобразователях двоично-десятичного кода в двоичный типа К155ПР6. В качестве шагового электродвигателя 5 использован шаговый электродвигатель типа ШДА-1А.

Блок 6 (фиг.2) содержит генератор 20 прямоугольных импульсов, два элемента И 21 и 22, реверсивный счетчик 23, дешифратор 24, группу из четырех усилителей 25-28 тока фазовых обмоток шагового электродвигателя, имеет два входа: вход Больше 29, вход Меньше 30 и четыре выхода, подключаемые к обмоткам шагового электродвигателя.

При наличии сигнала Лог.1 на входе 29 прямоугольные импульсы с выхода генератора 20 через элемент И 21 поступают на

вычитающий вход счетчика 23 и шаговый электродвигатель вращается в обратную сторону. При наличии сигнала Лог.1 на входе 30 прямоугольные импульсы с выхода

генератора 20 поступают на суммирующий вход счетчика 23 и шаговый электродвигатель вращается в прямом направлении. При отсутствии сигналов Лог.Г на обоих входах 29 и 30 блока 6 шаговый электродвигатель находится в состоянии покоя.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным не требует применения электромеханических средств для осуществления развертки изображения, чем достигается большая производительность и уменьшение массогабаритных параметров устройства.

Формула изобретения

Устройство для ориентации пластин со сложным контуром, содержащее отсека- тель, поворотное кольцо, под которым расположен источник света, блок определения ориентации, блок управления, подключенный к шаговому электродвигателю, соединенному с поворотным кольцом, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности устройства, в него введены фотопреобразователь, размещенный

над поворотным кольцом на одной оси с источником света, а выход фотопреобразователя подключен к первому входу блока определения ориентации, две цепочки, каждая из которых состоит из аналогового перемножителя, подключенного к первому входу сумматора непосредственно и к второму входу через интегратор, генератор квадратурных напряжений, блок формирования импульсов периода, блок задания угла ориентации и цифровой компаратор, при этом выход фотопреобразователя подключен к одним входам аналоговых перемножителей, другие входы которых подключены к выходам генератора квадратурных напряжений, выходы сумматоров подключены к входам фотопреобразователя, выход генератора квадратурных напряжений подключен к входу блока формирования импульсов периода, выход которого подключен к второму

входу блока определения ориентации, выходы которого подключены к первым входам цифрового компаратора, другие входы которого соединены с блоком задания угла ориентации, а выходы - к входам блока управления.

tc §

«4l

I