устройство для ориентированной подачи стратификаторов

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРИЕНТИРОВАННОЙ ПОДАЧИ СТРАТИФИКАТОРОВ, содержащее основание, вибробункер с подводящим лотком, установленный над последним вакуумный захват, связанный с эжектором, и систему управления, отличающееся тем, что вакуумный захват выполнен в виде трехкамерного вибролотка с двумя рядами сопл, расположенных в нижней его части, образующей несущую поверхность для деталей, и снабжен двумя пневмораспределителями, отсекателем и двумя датчиками наличия деталей, при этом первая камера - камера ориентирования - соединена с вакуумным выходом эжектора, отсекатель и один из датчиков наличия деталей установлены во второй камере - камере ориентирования, которая соединена посредством одного из пневмораспределителей с источником сжатого воздуха и вакуумным выходом эжектора, а другой датчик наличия деталей установлен в третьей камере - камере выдачи ориентированной детали, которая соединена посредством второго пневмораспределителя с вакуумным выходом эжектора и с атмосферой, причем датчики наличия деталей во второй и в третьей камерах связаны с соответствующими пневмораспределителями.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что система управления выполнена в виде блока управления ориентированием, содержащего два триггера, три элемента временной задержки, пять ключей, инвертирующий ключ, инвертор и усилитель, и блока управления выдачей деталей, содержащего триггер, элемент временной задержки, ключ, элемент сравнения и инвертор, при этом в блоке управления ориентированием датчик наличия деталей соединен с прямым входом первого триггера, прямой выход которого соединен через элемент временной задержки с ключом, соединенным посредством инвертора с приводами вибробункера и вибролотка, и входом элемента временной задержки, выход которого соединен с ключом, связанным с приводом отсекателя, и прямым входом второго триггера, прямой выход которого соединен с первым электромагнитом пневмораспределителя и через инвертирующий ключ - с вторым электромагнитом пневмораспределителя, и соединен с входом элемента временной задержки, выход которого соединен с инверторным входом второго триггера и входом усилителя, выход которого соединен с управляющими входами ключей обхода элементов временных задержек, а также с инвертирующим входом первого триггера, а в блоке управления выдачей деталей соответствующий датчик наличия деталей соединен с прямым входом триггера, прямой выход которого соединен через элемент временной задержки с вторым входом элемента сравнения, первый вход которого соединен с выходом ключа, связанным с приводами вибробункера и вибролотка, а выход элемента сравнения соединен с первым электромагнитом соответствующего пневмораспределителя, через инвертор - с вторым электромагнитом пневмораспределителя и с управляющим входом ключа обхода элемента временной задержки, соединенного с инверторным входом триггера.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к автоматизации загрузочных операций, а именно к устройствам для ориентации деталей, малой массы, несимметричной формы имеющим на одной поверхности выступ.

Известен способ вибрационного транспортирования грузов и устройство для его осуществления (авт. св. N 1452760, кл. В 65 G 27/00, 1986), включающее транспортирующий поток, замкнутая полость которого связана с механизмом подачи сжатого воздуха. Последний кинематически связан с приводом возвратно-поступательного движения. При транспортировании грузов за счет возвратно-поступательного движения, для уменьшения коэффициента трения перемещаемого груза, в замкнутую полость транспортирующего лотка подается сжатый воздух, который создает по всей контактирующей поверхности газовый слой скольжения. В результате чего, груз перемещается относительно рабочей поверхности под действием инерционных сил и струи сжатого воздуха.

Недостатком транспортирующего устройства является возможное транспортирование деталей в несколько слоев, что осложняет автоматическое ориентирование каждой детали, тем самым снижается производительность и надежность работы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является ориентирующее устройство, включающее пневмозахват, смонтированный на оси с возможностью поворота и имеющий возможность перемещаться вдоль подводящего и отводящего лотков, полость которого соединена с эжектором. При ориентации детали в пневмозахвате происходит оценка положения детали за счет разницы сил в штоковой и бесштоковой полостях мембранной камеры, возникающей за счет изменения величины зазора между плоскостью захвата и деталью, что приводит к сложному взаимодействию между пневмозахватом и мембранной камерой, требующей дополнительной переналадки для достижения точности оценки при ориентации.

Недостатком ориентирующего устройства является конструктивное исполнение ориентирующего узла, включающего мембрану, шток которой имеет механическую связь с рейкой, обеспечивающей поворот пневмозахвата с деталью, при этом не обеспечивается точная оценка положения детали за счет наличия зазоров в кинематических парах ориентирующего узла.

Данное ориентирующее устройство имеет низкий уровень, что обусловлено конструктивным исполнением ориентирующего узла и невозможностью точной ориентации деталей сложной конфигурации в нескольких положениях, поскольку оценка положения деталей происходит посредством мембраны по величине зазора в одной плоскости. В результате этого не происходит точной ориентации деталей из-за конструктивного несовершенства узла оценки положения детали, т.е. из-за потери упругих свойств мембраны, что снижает уровень точности оценки положения детали.

Задача изобретения создание конструкции устройства для ориентированной подачи стратификаторов с вакуумным многокамерным захватом двухпозиционного ориентирования деталей сложной конфигурации, что обеспечивает одновременно и автоматическую подачу и автоматическое ориентирование детали за счет многопозиционной системы управления устройством на стадиях отключения виброприводов бункера и лотка ориентирующего устройства, включения привода отсекателя, переключения пневмораспределителей, с последующей автоматической укладкой деталей, и возврат системы в исходное положение.

Техническим результатом изобретения является новое конструктивное исполнение ориентирующего узла с автоматической системой управления. Это повышает точность ориентирования детали позволяет повысить надежность работы устройства и расширить функциональные возможности при ориентации деталей сложной конфигурации.

Технический результат достигается тем, что устройство для ориентированной подачи стратификаторов содержит вибробункер с подводящим лотком, основание с установленным на нем вибролотком, имеющим вакуумный захват, соединенный с эжектором и датчики наличия детали, при этом вибролоток выполнен в виде трехкамерного захвата с двумя рядами сопел, расположенного над несущей поверхностью и соединенного через пневмораспределитель с вакуумным выходом эжектора, при этом, камера транспортирования соединена с вакуумным выходом эжектора и удерживает деталь на несущей поверхности под действием вакуума, камера ориентирования, содержащая отсекатель и датчик наличия детали, поочередно соединяется для сбрасывания детали через пневмораспределитель с источником сжатого воздуха и вакуумным выходом эжектора для ее удержания на несущей поверхности, а камера выдачи ориентированной детали, содержащая датчик наличия детали, соединена через пневмораспределитель с вакуумным выходом эжектора, для удержания детали на несущей поверхности, и на стадии выдачи соединяемая с атмосферой.

Устройство для ориентированной подачи стратификаторов включает блок управления ориентированием, который содержит датчик наличия детали, два триггера, три элемента временной задержки, пять ключей, один инвертирующий ключ, один инвертор, и блок управления выдачей детали, содержащий датчик наличия детали, один триггер, один элемент временной задержки, один ключ, один элемент сравнения, один инвертор, при этом, в блоке управления выдачи датчик наличия детали соединен с прямым входом первого триггера, прямой выход которого соединен через элемент временной задержки с ключом, управляющим через инвертор вибробункером и виброприводом, и входом элемента временной задержки, выход которого соединен с ключом, управляющим приводом отсекателя, и прямым входом второго триггера, прямой выход которого соединен с первым электромагнитом пневмораспределителя и через инвертирующий ключ с вторым электромагнитом пневмораспределителя, и соединен с входом элемента временной задержки, выход которого соединен с инверторным входом второго триггера и входом усилителя, выход которого соединен с управляющими входами ключей обхода элементов временных задержек, а также с инвертирующим входом первого триггера, а в блоке управления выдачей детали датчик наличия детали соединен с прямым входом триггера, прямой выход которого соединен через элемент временной задержки с вторым входом элемента сравнения, первый вход которого соединен с выходом ключа управления вибробункером и виброприводом, а выход элемента сравнения соединен с первым электромагнитом пневмораспределителя и через инвертор с вторым электромагнитом пневмораспределителя и с управляющим входом ключа обхода временной задержки и соединен с инверторным входом триггера.

Введение вакуумного трехкамерного захвата двухпозиционного ориентирования в сочетании с использованием вибрационного транспортирования обеспечивает автоматическую подачу деталей.

Введение камеры ориентирования, содержащей отсекатель и датчик наличия детали, с поочередным соединением пневмораспределителя с вакуумным выходом эжектора и источником сжатого воздуха обеспечивает автоматическую ориентацию детали.

Введение камеры выдачи ориентированной детали, содержащей датчик наличия детали, с поочередным соединением пневмораспределителя с вакуумным выходом эжектора и атмосферой обеспечивает автоматическую укладку ориентированной детали.

Введение многопозиционной системы управления за счет одновременной автоматической подачи и автоматической ориентации с последующей автоматической укладкой обеспечивает точную двухпозиционную ориентацию детали.

На фиг. 1 представлен общий вид; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 блок схема системы управления устройства для ориентированной подачи стратификаторов.

Устройство для ориентированной подачи стратификаторов содержит вибробункер 1, который соединен с подводящим лотком 2 для поштучной подачи первичноориентированных стратификаторов (фиг. 1), рабочая поверхность которого подведена под несущую поверхность 3 вибролотка 4, перекрывая при этом несущую поверхность 3 на длину стратификатора.

Вибролоток 4, установленный на основании 5, содержит трехкамерный захват, расположенный над несущей поверхностью 3 и предназначенный для удержания детали на ней. При вторичной ориентации деталей происходит взаимодействие вакуумного захвата с деталями через сопло 6, при этом одновременно с этим подается вакуум через сопло 7 (фиг. 2), сопла 6 и 7 расположены на несущей поверхности 3 в шахматном порядке, причем расстояние между двумя соседними соплами в одном ряду должно не превышать длины стратификатора, а расстояние между рядами выбирается менее ширины стратификатора. Камера транспортирования 8 (фиг. 1) вакуумного захвата через штуцер 9 подключена к вакуумному выходу эжектора 10 осуществляя при этом вакуумное удержание детали. Камера ориентирования 11 через штуцер 12 подключена к пневмораспределителю двойного действия 13, через который обеспечивается вакуумное удержание детали на несущей поверхности 3, с последующим переключением на подачу сжатого воздуха на стадии конечного ориентирования. В камере 11 установлен датчик наличия детали 14, выполненный например в виде фотодатчика, сигнал которого управляет пневмораспределителем 13.

Для останова детали на стадии конечного ориентирования используется подвижный отсекатель 15, установленный между камерами 8 и 11 и имеющий возможность перемещаться в пазу 16 под воздействием привода 17, например электромагнита. Камера выдачи 18 вакуумного захвата через штуцер 19 подключена к пневмораспределителю прямого действия 20, выполненному, например, в виде пневмораспределителя, через который обеспечивается вакуумное удержание детали на несущей поверхности 3, с последующим отключением подачи вакуума на стадии выдачи детали. В камере 18 установлен датчик наличия детали 21, выполненный например в виде фотодатчика, сигнал которого управляет пневмораспределителем 20.

Для останова детали на стадии выдачи в конце вибролотка 4 установлен жесткий упор 22.

Для обеспечения движения детали по вибролотку 4 за счет возвратно-поступательных движений вибролотка на основании 5 установлен вибропривод 23, например, электромагнит. Для отвода сброшенных деталей обратно в вибробункер 1 используется отводящий лоток 24, расположенный под несущей поверхностью 3 вибролотка 4 и перекрывающий вибролоток на длину камер 8 и 11.

Система управления устройством для ориентированной подачи стратификаторов состоит из двух блоков блока управления ориентированием и блока управления выдачи деталей.

Для определения наличия деталей на стадии конечного ориентирования в камере ориентирования 11 установлен датчик наличия детали 14, выполненный, например, в виде фотодатчика, который соединен с прямым входом триггера 25, выполненном, например в виде RS-триггера, предназначенного для возврата блока управления ориентированием в исходное состояние. Для задержки сигнала с датчика наличия детали 14 на время, необходимое для достижения деталью отсекателя 15 используется элемент временной задержки 26, выполненный, например, в виде параллельного соединения резистора и конденсатора, который соединен с прямым выходом триггера 25.

Для отключения вибробункера 1 и вибропривода 23 используется ключ 27, выполненный, например, в виде полевого транзистора, вход которого соединен с выходом элемента временной задержки 26, а выход через инвертор 28 соединен с вибробункером 1 и виброприводом 23.

Для задержки сигнала на время, необходимое для остановки вибробункера 1 и вибропривода 23, используется элемент временной задержки 29, выполненный, например, в виде параллельного соединения резистора и конденсатора, вход которого соединен с выходом элемента временной задержки 26. Для включения привода 17 отсекателя 15 используется ключ 30, выполненный, например, в виде полевого транзистора, вход которого соединен с выходом элемента временной задержки 29, а выход с приводом 17 отсекателя 15. Для управления электромагнитами 31 и 32 пневмораспределителя 13 используется триггер 33, выполненный, например, в виде RS-триггера, который прямым входом соединен с выходом элемента временной задержки 29, а прямым выходом с электромагнитами 31 и 32 пневмораспределителя двойного действия 13, при этом с электромагнитом 31 триггер 33 соединен напрямую, а с электромагнитом 32 через инвертирующий ключ 34. Для задержки сигнала, поступающего на инвертирующий вход триггера 33, на время, необходимое для ориентирования детали, используется элемент временной задержки 35, выполненный например, в виде параллельного соединения резистора и конденсатора, вход которого соединен с выходом элемента временной задержки 29, а выход с инвертирующим входом триггера 33.

Для обхода элементов временных задержек 26, 29 и 35 при возврате системы в исходное состояние используются ключи 36, 37 и 38, каждый из которых выполнен, например, в виде полевого транзистора, подключены параллельно к элементам временных задержек 26, 29 и 35 соответственно. Управляющие входы ключей 36, 37 и 38 через усилитель 39 соединены с выходом элемента временной задержки 35 и инвертирующим входом триггера 25.

Для определения наличия детали в камере выдачи 18 на стадии выдачи детали блок управления выдачей деталей содержит датчик наличия детали 21, выполненный, например, в виде фотодатчика, который соединен с прямым входом триггера 40, выполненным, например, в виде RS-триггера, предназначенного для возврата блока управления выдачей детали в исходное состояние. Для задержки сигнала с датчика наличия детали 21 на время, необходимое для достижения деталью жесткого упора 22 используется элемент временной задержки 41, выполненной, например, в виде параллельного соединения резистора и конденсатора, который соединен с прямым выходом триггера 40.

Для того, чтобы выдача деталей происходила в момент, когда остановлены вибробункер 1 и вибропривод 23, используется элемент сравнения 42, выполненный, например, в виде логического элемента ИЛИ, на входы которого подается сигнал с выхода элемента временной задержки 41 и сигнал с выхода ключа 27.

Для отключения вакуума, подаваемого в камеру 18, на стадии выдачи детали используется пневмораспределитель 20, выполненный, например, в виде пневмораспределителя, электромагнит 43 которого соединен с выходом элемента сравнения 42, а электромагнит 44 соединен с выходом элемента сравнения 42 через инвертор 45.

Для обхода временной задержки 41 при возврате системы в исходное состояние используется ключ 46, выполненный, например, в виде полевого транзистора, подключенный параллельно элемент временной задержки 41. Управляющий вход ключа 46 соединен с выходом элемента сравнения 42 и инвертирующим входом триггера 40.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии пневмораспределитель 13 находится в крайне левом положении, а пневмораспределитель 18 в крайне правом положении, при этом к камерам 11 и 18 подводится вакуум. Вибробункер 1, вибропривод 23 и привод 17 отсекателя 15 отключены, при этом отсекатель 15 находится в нижнем положении. На прямой и инвертирующий входы триггеров 25, 33 и 40 поданы нулевые сигналы.

При подаче сигнала включаются вибробункер 1 и вибропривод 23, одновременно с этим подается питание в эжектор 10 и стратификаторы из вибробункера 1 поступают в подводящий лоток 2. Правильно ориентированные детали поступают выступом вниз, а неправильно ориентированные выступом вверх. В подводящем лотке 2 деталь подходит под вакуумный захват и правильно ориентированная деталь присасывается к несущей поверхности 3, а деталь неправильно ориентированная падает на отводящий лоток 24. Правильно ориентированные детали за счет возвратно-поступательного движения вибролотка 4 движутся по несущей поверхности 3. При поступлении детали на позицию ориентирования отсекатель 15 прекращает дальнейшее перемещение детали. Датчик наличия детали 14 срабатывает и выдает сигнал, который поступает на вход триггера 25. При этом с триггера 25 сигнал через элемент временной задержки 26 поступает на ключ 27, который отключает вибробункер 1 и вибропривод 23. Затем через элемент временной задержки 29 сигнал поступает на ключ 30, включающий привод 17 отсекателя 15, при этом отсекатель поднимается, одновременно с этим сигнал поступает на триггер 33. Единичный выходной сигнал триггера 33 поступает на электромагнит 33, под воздействием которого переключается пневмораспределитель 13 в крайне правое положение. При этом в камеру 11 подается сжатый воздух. В случае, если деталь пришла на позицию ориентирования в правильном положении (иглой вперед), то сжатый воздух, проходящий через сопла 7, не заденет деталь, а если деталь неправильно ориентирована (расположена иглой назад), то сжатый воздух сбросит деталь на отводящий лоток 24. После окончания временной задержки элемента 35 триггер 33 обнуляется, подает сигнал через инвертор 34 на электромагнит 32, который переключает пневмораспределитель 13 в крайне левое положение, при этом в камеру 11 подводится вакуум. В этот момент триггер 24 обнуляется и сигнал с его выхода, обходя временную задержку 26 через ключ 29, подается на ключ 27, который через инвертор 28 включает вибробункер 1 и вибропривод 23. Детали продолжают движение по лотку. При поступлении детали на позицию выдачи она упирается в жесткий упор 22. Датчик наличия детали 21 срабатывает и выдает сигнал, который поступает на вход триггера 40. При этом с выхода триггера 40 сигнал через элемент временной задержки 41 поступает на один из входов элемента сравнения 42, при наличии сигнала с выхода ключа 27 сигнал выхода элемента сравнения 42 поступает на электромагнит 43, под воздействием которого пневмораспределитель 20 переключается в крайне левое положение. При этом прекращается подача вакуума в камеру 18. Деталь отсоединяется и укладывается на ленту транспортера. Одновременно с поступлением сигнала на электромагнит 43 он также замыкает ключ 46 и поступает на инверторный вход триггера 40. Триггер 40 переходит в нулевое состояние и его нулевой выходной сигнал через ключ 46 и инвертор 45 поступает на электромагнит 44, который переключает пневмораспределитель 20 в крайне правое положение. При этом в камеру 18 подается вакуум.

Таким образом, устройство для ориентированной подачи стратификаторов предназначено для одновременной автоматической подачи и автоматической ориентации, с последующей автоматической укладкой деталей сложной конфигурации и обеспечивает надежность работы устройства с точной двухпозиционной ориентацией деталей сложной конфигурации.