2.2. Принципиальная схема браковки изделий по овальности и огранке

Задача браковки по овальности и огранке сводится к определению максимальной разности показаний при нескольких измерениях. Принцип ее показан на рис. 6 и представляет ряд пластин, по которым перемещается бесконечно узкая щетка, вращающаяся синхронно с другой щеткой. Так как окружность коммутатора является как бы шкалой аппарата, характеризуя размер изделия, то каждая из пластин занимает участок, соответствующий некоторой разнице в размере изделия. Пусть необходимо отбраковывать изделия с наибольшей разностью диаметров в 2,5 мкм. Тогда ширину пластины делают соответствующей разности размеров в 2,5 мкм. Все нечетные пластины соединяют вместе и к ним присоединяют конденсатор С2, ко всем четным пластинам присоединяют конденсатор С1. Оба конденсатора присоединяют к положительному полюсу источника питания, а щетку 1 присоединяют к аноду лампы 2, запертой отрицательным смещением, поданным на ее сетку. При этом конденсаторы С1 и С2 останутся незаряженными.

В момент баланса измерительного моста и срабатываний триггера от его анода через разделительный конденсатор С₀ на сетку лампы 2 будет подан кратковременный положительный импульс, отпирающий лампу.

Рис. 84. Принципиальная схема браковки по овальности.

Тот конденсатор, на пластине которого в этот момент находится щетка 1, зарядится. В это время контролируемый ролик, находящийся под штоком емкостного датчика, медленно поворачивается. Если его форма цилиндрическая и диаметры во всех сечениях одинаковы, то баланс моста при каждом повороте компарирующего конденсатора 5 будет наступать при неизменном его положении, т. е. при неизменном положении щетки 1 (рис. 6,а).

Следовательно, при каждом обороте компарирующего конденсатора будет заряжаться один и тот же конденсатор – С1 или С2.

Если размер ролика вследствие овальности или огранки в различных сечениях неодинаков, то баланс измерительного моста и срабатывание триггера будут происходить при различных положениях щетки 1 и при рассеивании размеров ролика большем, чем ширина пластины (в данном случае 2,5 мкм.), обязательно окажутся заряженными оба конденсатора С1 и С2, что и будет служить признаком недопустимого рассеивания размеров.

Однако оба конденсатора могут оказаться заряженными и при рассеивании размеров изделия меньше 2,5 мкм, в том случае, если в момент баланса моста щетка 1 находилась вблизи края пластины. Для того чтобы избежать этой погрешности, коммутатор нужно снабдить несколькими рядами пластин, сдвинутых один относительно другого.

На рис. 6,б показана схема браковочного коммутатора с четырьмя рядами пластин, сдвинутых один относительно другого на ¼ ширины пластины.

Четные и нечетные пластины каждого ряда присоединены к своему конденсатору и таким образом всего необходимо восемь конденсаторов. Каждая щетка присоединена к одной из четырех ламп, на сетки которых одновременно, в момент баланса измерительного моста, подается импульс положительного смещения, отпирающего лампы.

Можно показать, что все восемь конденсаторов могут зарядиться лишь в том случае, если рассеивание размеров изделия не меньше 1,9 мкм (при ширине пластины 2,5 мкм.), а что в большинстве случаев все восемь конденсаторов зарядятся при рассеивании не меньше 2,2 мкм, но и не больше 2,5 мкм. Таким образом, максимальная ошибка браковки не выходит за ±0,3 мкм, т. е. за 13% от диапазона браковки. Увеличивая число рядов пластин, можно было бы повысить точность браковки, но вряд ли это целесообразно.

Чтобы установить факт зарядки всех восьми конденсаторов, параллельно каждому из них присоединяется телефонное реле. Конденсатор, разряжаясь на реле, заставляет его сработать и самоблокироваться. Дополнительные контакты каждого из восьми реле образуют последовательную цепь, при замыкании которой включается исполнительный орган, отбраковывающий дефектный ролик.

Коммутатор рис. 6,б можно упростить, сократив в 2 раза число электронных ламп. Это можно сделать с помощью схемы рис. 6,в, обладающей теми же свойствами, как и схема 6,б, и имеющей то дополнительное преимущество, что щетки 1 лишь замыкают пластины между собой и не требуют подвода к ним тока.

Изменение диапазона браковки, т. е. браковку изделия с разницей диаметров, например, 5 или 10 мкм вместо 2,5 мкм, можно осуществить несколькими способами. Наиболее простой из них заключается в изменении емкости компарирующего конденсатора путем подключения к нему дополнительных секций так же, как и при изменении диапазона сортировки.

Другим способом изменения диапазона браковки является переключение пластин коммутатора с изменением их эффективной ширины. Для того, чтобы упростить схему переключения пластин, можно уменьшить их количество, одновременно увеличив число щеток. На рис. 7,а показаны четыре пластины в каждом ряду, заменяющие восемь пластин (рис. 6,в). Каждая пластина состоит из четырех элементарных пластин, соединенных параллельно. Количество щеток, увеличено в 2 раза.

Для того чтобы изменить диапазон сортировки, например, увеличить его в 2 раза, элементарные пластины нужно пересоединить, увеличив в 2 раза эффективную ширину пластин и одновременно обеспечив сдвиг между пластинами соседних рядов, равный ¼ ширины пластины. Подобное переключение, осуществляемое с помощью контроллера, показано на рис. 7,б. Схему переключения можно упростить, если отказаться от сдвига пластин соседних рядов точно на ¼ ширины пластины за счет небольшого увеличения погрешности браковки.

Рис. 7. Принцип изменения диапазона браковки по овальности.