ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОРТИРОВКИ ДЕТАЛЕЙ НА РАЗМЕРНЫЕ ГРУППЫ Советский патент 1974 года по МПК B07C5/08 

1

Изобретение предназначено для подшипниковой промышленности и других отраслей машиностроения, где применяется метод селективной сборки изделий и необходима сортировка деталей на размерные группы.

Известны измерительные устройства для сортировки деталей на размерные группы, содержаш;ие индуктивный датчик линейных перемещений, блок сравнения, счетчик, дешифратор, компенсационный блок и исполнительные органы.

Однако компенсационный блок известных устройств вносит погрешности и снижает надежность работы из-за нестабильности эталонного напряжения и сопротивления нагрузки, а также погрешности, вызываемые отклонениями сопротивлений резисторов от номинала и от разброса характеристик управляюш,их транзисторных ключей. Кроме того, применение в известных устройствах метода амплитудного преобразования значительно снижает помехоустойчивость и стабильность работы устройства.

Целью изобретения является увеличение точности, стабильности и помехоустойчивости устройства. Это достигается тем, что компенсационный блок содержит набор эталонных емкостей, являюш,ихся дискретным эквивалеитом размера, которые подключены к его контуру через нонижаюш,ий трансформатор,

являющийся одновременно индуктивностью контура одного из двух генераторов блока сравнения, которые электрически связаны нелинейной резисторной связью.

На фиг. 1 дана блок-схема описываемого устройства; на фиг. 2 - график зависимости разности частот Af генераторов и угла фазового сдвига ф между напряжениями генераторов от расстройки контуров А в области захватывания при линейной связи, на фиг. 3 - график зависимости фазового сдвига ф от расстройки контуров А при линейной связи

А

-

т)«

нелинейной связи (кривая

кривая

где отрезок ВГ - зона захватывания при линейной связи, отрезок ДЕ - часть зоны захватывания при нелинейной связи, на фиг. 4 - диаграммы напряжений при различных знаках расстройки контуров.

Устройство состоит из блока сравнения 1, индуктивного датчика 2, счетчика 3, дешифратора 4, компенсационного блока 5 и исполнительных органов 6.

Блок сравнения содержит два идентичных генератора Lid 7 и 8. В контур генератора 7 включен индуктивный датчик линейных перемещений, индуктивность которого LI зависит от размера детали. Генераторы работают в режиме захватывания, т. е. частоты обоих генераторов одинаковы (), а любые расстройки контуров Д приводят к измбнению угла фазового сдвига ф между на пряжениями на контурах генераторов (см. фиг. 2). Расстройка контуров генераторов определяется разностью Д - ZjCj - .

Взаимная синхронизация обеспечивается электрической связью через нелинейный резистор 9. Применение нелинейной связи приводит к расширению зойы захватывания и увеличению чувствительности схемы вблизи нулевых расстроек контуров (см. фиг. 3). Примером нелинейной связи являются два параллельных диода, включенных встречно. При расстройках контуров Д, близких к нулю, ток через диоды практически не протекает, сопротивление связи велико, связь между генераторами мини.мальна, чувствительность схемы максимальна.

С увеличением расстройки контуров Д один из диодов открывается, сопротивление связи уменьшается, что препятствует росту фазового сдвига. При этом связь между генераторами и рабочий диапазон области захватывания возрастают. Напряжение с выходов генераторов в виде однополярных импульсов подается на триггер 10 (высокочастотный триггер с раздельными входами). В момент времени t-i (см. фиг. 4) расстройка контуров положительная. Синусоидальные напряжения йь 6i, сдвинутые по отношению друг к другу на угол +ф через дифференцирующие депочки, в виде однополярных импульсов в1, Зь подаются на входы три11гера 10, управляющего ключом 11.

(Постоянная составляющая напряжения di на выходе триггера мала и ключ открыт. В момент времени 4 меняется знак угла сдвига фаз между напряжениями а, 6z (угол- р), постоянная составляющая напряжения д на выходе триггера скачкообразно увеличивается и ключ, который представляет собой ячейку «И, закрывается.

Счетчик состоит из мультивибратора 12, генерирующего непрерывно счетные импульсы. Ключ, управляемый блоком сравнения, пропускает счетные импульсы на счетный вход последовательно соединенных триггеров 13, преобразующих счетные имяульсы в двоичпый код. В нагрузках этих триггеров стоят реле Pi-РП, управляющие компенсационным блоком. Реле подключают к емкости Сз- Сп - электрические эквиваленты размеров, компенсируют расстройки контуров, вызванные изменением размеров деталей.

Компенсационный блок выполнен в виде сложного контура, содержащего индуктивность LZ, основную емкость Cz и набор эталонных емкостей Сз-Сп, подключаемых в контур через обмотку LS с меньщим числом витков. Для регулировки ширины компенсационного щага коэффициент трансформации меняется переключателем 14. Выход с триггером 13 подается на дешифратор, управляющий исполнительными органами.

В исходном состоянии шток датчика опущен на фиксированный упор, при этом индуктивность датчика LI соответствует минимальному размеру кольца. Ко.м.пенсационные емкости Сз-Сп отключены. Счетчик замкнутым контактом 15 подключен к шине «сброс и находится в положении «О. Переменной емкостью Cz обеспечивается нулевая расстройка контуров Д 1С1-LzCz -Q.

Затем на измерительную позицию 16 подается деталь. Индуктивность датчика увеличивается на величину ДЬ, пропорциональную отклонению линейного размера детали от минимального. В этот момент расстройка контуров и знак угла сдвига фаз между напряжениями генераторов положительны

(11+Д/.)-L2C2 0.

Величина постоянной составляющей на выходе триггера 10 практически равна нулю и ключ открыт. Счетные импульсы с мультивибратора через ключ, открытый триггером 10 блока сравнения, проходят на вход триггеров 13 счетчика, но счетчик не считает,

5 так как контакт 15 шины «сброс замкнут. В момент размыкания контакта триггеры счетчика ступенчато подключают компенсационные емкости Сз-Сп через контакты своих реле Pi-РП, компенсируя расстройку контуров,

0 вызванную изменением индуктивности Li датчика. В момент компенсации, т. е. в момент нулевых расстроек контуров угол сдвига фаз между напряжениями генераторов резко меняет знак. Постоянная составляющая напряжения на выходе триггера 10 скачкообразно изменяется и ключ закрывается. Вход счетных импульсов мультивибратора на триггеры 13 прекращается. При этом

Q Д О, т. е. (L, + Д1) С, L, (С, + лДС), отсюда

-f- I Ci

/гДС,

где ДС - емкость, соответствующая минимальному компенсационному шагу (в нашемслучае , , , , );

п - число счетных импульсов, отмеченных счетчиком в двоичном коде, соответствующее номеру размерной группы.

Через дешифратор срабатывают исполнительные органы соответствующего бункера. Контакт 17 размыкается, датчик поднимается, освобождая деталь, при этом код номера размерной группы в счетчике сохраняется. Когда деталь попадает в бункер, замыкается контакт 15 и происходит сброс счетчика в положение «О. При подаче на измерительную позицию следующей детали, контакт 17 замыкается и схема готова к следующему измерению.

Предмет изобретения

Измерительное устройство для сортировки деталей на размерные группы, содержащее

индуктивный датчик линейных перемещений, блок сравнения, счетчик, дешифратор, компенсационный блок и исполнительные органы, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, помехоустойчивости и стабильности, компенсационный блок содержит набор эталонных емкостей, являющихся дискретным эквивалентом размера, которые подключены к его контуру через понижающий трансформатор, являющийся одновременно индуктивностью контура одного из двух генераторов блока сравнения, которые электрически связаны Нелинейной резисторной связью.

5 Фиг 1

-4

/

/

/

/

4

-А

Зона ахдатыбания.

+&

|50°I Фиг 2

А

t/V

и

ZZZ

iwt

-

УУ/ у у / / /У7Т