DE2512911C3 - Vorrichtung zum Frequenzabgleich und zum Sortieren mechanischer Resonatoren - Google Patents

Vorrichtung zum Frequenzabgleich und zum Sortieren mechanischer Resonatoren

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DE2512911C3 DE2512911A DE2512911A DE2512911C3 DE 2512911 C3 DE2512911 C3 DE 2512911C3 DE 2512911 A DE2512911 A DE 2512911A DE 2512911 A DE2512911 A DE 2512911A DE 2512911 C3 DE2512911 C3 DE 2512911C3
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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Frequenzabgleich und zum Sortieren mechanischer Resonatoren nach ihrer Eigenfrequenz in vorgegebene Frequenzbereiche, bei der auf einer Grundplatte ein schrittweise bewegter Rundschalttisch mit einem Drehteller vorgesehen ist, der mit konzentrisch zu seiner Drehachse angeordneten Halterungen zur Aufnahme der Resonatoren versehen ist, bei der ferner auf der Grundplatte eine Beschickungseinrichtung für Resonatoren und verschiedene, bei Stillstand des Rundschalttisches den Halterungen jeweils gegenüberliegende Stationen vorgesehen sind, bei der jede Halterung mit einer Speichereinrichtung zur Abspeicherung der Sortierinformation versehen ist und einzelne der Stationen als jeweils einem der vorgegebenen Frequenzbereiche zugeordnete und mit jeweils einer Lesevorrichtung zur Abfrage der Sortierinformation versehene Auswurfstationen ausgebildet sind und bei der eine zwischen der letzten Auswurfstation und der Abgleichvorrichtung befindliche Station als Löschstation vorgesehen ist.
In nahezu allen wichtigen Anwendungsfällen von mechanischen Resonatoren, wie z. B. als Frequenznormal oder in mechanischen Filtern, kommt es darauf an, daß ihre Resonanzfrequenz möglichst genau bei einer bestimmten vorgegebenen Frequenz auftritt. Wegen der bei der Fertigung der Resonatoren gegebenen, unvermeidlichen Herstellungstoleranzen ist diese Forderung im aligemeinen nicht ausreichend erfüllt, so daß es notwendig ist, die Resonanzfrequenz eines solchen Resonators nach seiner Herstellung noch einzustellen. Es ist bekannt, diesen als »Abgleichen« bezeichneten Vorgang durch Abtragen von Resonatormaterial mit Hilfe eines Schleifvorganges oder durch geregelten Beschüß des Resonators durch Sandstrahlen bzw. Laserstrahlen vorzunehmen (deutsche Patentschrift 29 994). Hier v.ird der Abgleich nach einem Lernverfahren vollzogen, bei dem zwischen den einzelnen Abtragungsschritten die Resonanzfrequenz gemessen wird.
Zum automatischen Abgleich von mechanischen Resonatoren auf eine Resonanzfrequenz, die beispielsweise um 50 kHz gelegen ist, hat sich die Zuführung der Resonatoren zur Abgleichvorrichtung über einen Drehteller bewährt. Entsprechend den Anforderungen, die bei den verschiedenen Anwendungen der Resonatoren hinsichtlich Frequenzgenauzigkeit gestellt sind, genügt es nicht, die Resonatoren nach dem Abgleich in einem einzigen Behälter Unsortiert zu sammeln. Vielmehr muß bei jedem einzelnen Resonator geprüft werden, ob die Sollfrequenz bereits erreicht ist und keine weitere Bearbeitung erfolgen soll, oder ob die Resonanzfrequenz zu tief bzw. zu hoch und damit außerhalb des erlaubten Abgleichbereiches gelegen ist und die Resonatoren als Ausschuß zu behandeln sind. In vielen Anwendungsfällen kann es zweckmäßig sein, den
erlaubten Toleranzbereich in verschiedene Frequenzbereiche aufzuteilen und die Resonatoren nach ihrer Eigenfrequenz in diese Frequenzbereiche zu sortieren.
Das Sortieren und Auswerfen der Resonatoren aus dem Drehtellerkreislauf kann aus räumlichen Gründen im allgemeinen nicht in der Meß- bzw. Abgleichstation vorgenommen werden. Dazu bieten sich aber im aligemeinen die in Drehrichtung des Drehtellers folgenden Stationen an.
Es ist ein Verfahren zum Frequenz-Abgleich von mechanischen Resonatoren vorgeschlagen worden, bei dem nach der den Abgleich abschließenden Messung der Resonanzfrequenz diese mit einem vorgegebenen Toleranzfrequenzbereich verglichen und der Resonator in einer von zwei direkt auf die Meßstation folgenden Auswurfstationen sortiert ausgeworfen wird. Die hierfür erforderliche Sortierinformation wird dabei für die Dauer des Telleriransportes über eine Station zentral gespeichert. Dieses Verfahren hat sich an sich gut bewährt, jedoch zeigt sich, daß in vielen Fällen eine feinere Unterteilung der Resonatoren, beispielsweise in mehrere Frequenzgruppen, wünschenswert is*, wofür dann allerdings ein verhältnismäßig umfangreicher konstruktiver Aufwand erforderlich wäre.
Aus der CH-PS 3 64 362 ist eine Meß- bzw. Kontrollvorrichtung für Werkstücke bekannt, durch die zwar verschiedene Werkstückabmessungen kontrolliert, jedoch keine Bearbeitung der Werkstücke vorgenommen wird. Eine Selektion der abgehenden Werkstücke wird bei dieser bekannten Anordnung nicht bereits beim Werkstückabgang, sondern erst in nachfolgenden mechanisch gesteuerten Weichen vorgenommen. Weiterhin wird bei dieser Vorrichtung die Aufzeichnung der Sortierinformation nach dem Tonbandprinzip vorgenommen, so daß nur ein dynamisches Abfragen der Bandinformation möglich ist, also nicht während des Band- bzw. Drehtellerstillstandes. Das Magnetband muß demnach auch während eines Drehtellerstillstandes weiter bewegt werden, wodurch die unmittelb?re und störungsfreie Zuordnung zwischen der Sortierinformation und dem jeweiligen dazugehörigen Werkstück nicht mehr gewährleistet ist.
Aus der DD-PS 28 870 ist eine Sortier- und Ableiteinrichtung für Sortierautomaten bekannt, bei der der zu sortierende Gegenstand einem Drehteller zugeführt wird, welcher an seinen Umfang eine Meßstelle und eine der Sortiergruppenzahl entsprechende Anzahl von Abwurfstellen aufweist. Die Aufzeichnung der zur Steuerung der Abwurfstellen erforderlichen Sortierinfcmation wird durch einen synchron mit dem Drehteller umlaufenden Magnetspeicher in Form einer einfacher, magnetisierbaren Scheibe oder auch eines endlosen Magnetbandes vorgenommen. Durch die Verwendung des Tonbandprinzips ist auch bei dieser Anordnung nur ein dynamisches Abfragen der Sortierinformation möglich, und es wird auch keine Bearbeitung des Sortiergutes vorgenommen.
Auch bei einer aus der DE-PS 10 04 548 hervorgehenden Anordnung zum Auswerten von Sclialtaufträgen, bei der die Fördermittel zur Aufnahme einer Zielkennzeichnung mit magnetisierbaren Körpern als Speichermitteln, beispielsweise Magnetstahlklötzen, versehen sind, ist eine Bearbeitung des Fördergutes nicht vorgesehen. Für eine größere Anzahl von Sortierkriterien sind infolge des einfachen Speicherungs- und Abtastprinzips bei dieser Anordnung eine entsprechend große Anzahl an Speichernrtteln erforderlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine sicher arbeitende Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zum Frequenzabgleich und zum Sortieren von Resonatoren in eine größere Anzahl von Frequenzbereichen anzugeben, bei der zwischen der örtlichen Position des zu sortierenden Resonators und dem Zeitpunkt der Abfrage der Sortierinformation kein fester Zusammenhang gewährleistet sein muß. Insbesondere sol unabhängig vom betriebsbedingten Verstaubungs- oder Verschmutzungsgrad eine besonders geringe Störanfälligkeit gewährleistet sein.
Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs angegebenen Art, wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine der Stationen als Frequenzabgleichvorrichtung ausgebildet ist und dazu eine Frequenzmeßvorrichtung enthält, durch die die Messung der Eigenfrequenz im Anschluß an einen Frequenzabgleich erfolgt, daß die Frequenzmeßvorrichtung bzw. eine der in Drehrichtung folgenden Stationen die Einspeichervorrichtung zur Abspeicherung einer dem gemessenen Frequenzbereich entsprechenden Sortierinformation enthält, daß als Speicm-relemente der Speichereinrichtung einzelne Plättchen aus ferromagnetischem Material vorgesehen sind, daß die in Drehrichtung folgenden Stationen als jeweils einen, der Frequenzbereiche zugeordnete Auswurfstationen ausgebildet >ind, und daß die Lesevorrichtung zur berührungsfreien Abfrage als sensitives Element eine Hallsonde aufweist, der ein störungsunempfindlicher Verstärker nachgeschaltet ist.
Durcn die Verwendung von ferromagnetischem Material hoher Remanenz für die Speichereinrichtung. ergibt sich die vorteilhafte Möglichkeit, zwischen den zur Abspeicherung der Sortierinforma: on notwendigen Aufsprechspulen und den Speicherelementen, bzw. zwischen der Lesestation und den Speicherelementen einen ausreichend großen Luftspalt vorzusehen. Dadurch wird einerseits eine sichere und berührungsfreie Aufzeichnung der Sortierinformation, beispielsweise durch eine entsprechend dem jeweiligen Frequenzbereich nach Betrag, Richtung und Größe unterschiedliche Magnetisierung, als auch eine berührungsfreie statische und dynamische Abfrage der Sortierinformation durch eine Hallsonde ermöglicht. Weiterhin wird eine erhöhte Unabhängigkeit vom betriebsbedingten Verstajbungs- bzw. Verschmutzungszustand, insbesondere bei der Verwendung mit einem Sandstrahlautomaten, sowie eine wenig aufwendige Wartung und ein vernachlässigbarer Verschleiß erreicht.
Besonders günstig ist die Möglichkeit, die hier am Beispiel der zu sortierenden Resonatoren aufgezeigte Lösungsmöglichkeit ajf verwandte Probleme anzuwenden, bei denen beispielsweise die einem beliebigen Prüfling zugehörigen Merkmale als Sortierkriterium gespeicner*t und zu jedem gewünschten Zeitpunkt ohne Informationsverlust durch eventuelle äußere Störungen wieder abgefragt werden sollen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles noch näher erläutert.
Die in der Figur in einer Draufsicht schematisch dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung ist mit einer Sandstrahlabgleichvorrichtung zu einer ko'isti'uktiven Einheit zusammengefaßt, die aus mehreren, auf einer gemeinsamen Grundplatte 1 montierten Baugruppen besteht. Für den Tran; port der- Resonatoren von und zu den einzelnen Bearbeitungsstationen wird ein handelsüblicher pneumatischer Rundschalttisch mit zwölf Schaltstellungen verwendet. Der Drehteller des Rund-
schalttisches ist zur Aufnahme der Resonatoren mit einer, mit der Zahl der Schaltstellungen übereinstimmenden Anzahl von konzentrisch zu seiner Drehachse und in gleichen Abständen angeordneten Halterungen 3 verschen. Die Zuführung der Resonatoren zu dem Rundschalttisch erfolgt durch eine auf der Grundplatte befestigte Beschickungsvorrichtung, die eine Vibratorcinrichtung 4 und eine mit dem Ausgang der Vibratorciririchtiing verbundene Führungsschiene 5 enthält.
Die aus der Vibratorcinrichtung 4 austretenden Resonatoren werden der schräg nach unten geneigten Führungsschiene H zugeführt und durchlaufen in der Führungsschiene zuerst mehrere Lichtschranken 7, die zur Überwachung eines kontinuierlichen Transports der Resonatoren dienen, sodann eine als Spule ausgeführte Fntmagnetisierungsstation 8 und stoßen anschließend an einen Endanschlag 9, wodurch die Zuführung der angestoßenen Resonatoren zu der gegenüberliegenden I ialtcrung 3 des Drehtellers 2 freigegeben wird.
Die auf der Grundplatte 1 den einzelnen Halterungen 3 gegenüberliegend angeordneten Stationen sind in einer der Drehrichtung des Drehtellers entsprechenden Reihenfolge zuerst eine Magnetisierungsslelle 10, eine ■ mit einer Frequenzmeßvorrichtung 11 kombinierte Sandstrahlabgleichvorrichtung, eine erste Auswurfstation 12 mit einer Rutsche 13 und einem Vorratsbehälter 14. zwei weitere gleich aufgebaute Auswurfstationen und eine Löschstation 15. Zwischen der Magnetisierungsstelle und der Sandstrahlabgleichvorrichtung ist eine, zwischen der letzten Auswurfstation und der Löschstation sind drei und zwischen der Löschstation 15 und der Zuführung der Beschickungseinrichtung 4 ist eine Leerstation vorgesehen. Ferner ist eine zentrale Steuereinrichtung 6 zur Steuerung des Abgleich- und Sortiervorganges erforderlich.
Die Halterungen 3 des Drehtellers 2 sind mit Speicherelementen versehen, die im Ausführungsbeispiel als Plättchen aus ferromagnetischem Material, vorzugsweise großer Remanenz, ausgeführt sind. Im
1" I ρ Il U 'J L· J ' Γ" 1_ 'L
sortiert werden soll, sind entsprechend den drei Auswurfstellen 12 jedem Resonator als Speicherelemente drei Plättchen 3' aus ferromagnetischem Material zugeordnet. Das Einschreiben der Sortierinformation erfolgt unmittelbar nach einer den Abgleichvorgang beendenden Frequenzmessung durch die drei in der Abgieichstation angeordneten und jeweils einem der Plättchen zugeordneten Aufsprechspulen, die durch die von der zentrale.! Steuereinrichtung 6 gebildete Sortierinformation entsprechend dem Meßwert gespeist werden. Nach diesem Einschreiben der Sortierinformation erfolgt nach den weiteren Transportschritten des Drehtellers in den Auswurfstationen durch jeweils eine Lesevorrichtung die Abfrage jeweils iines der Speicherelemente, worauf bei Übereinstimmung zwischen abgefragten und dem Resonator zugeordnetem Speicherwert der Resonator ausgeworfen wird. Nach dem Auswerfen des Resonators wird die Halterung mit den Speicherelementen zur Löschstation gedreht und dort die Sortierinformation gelöscht.
Anstelle der drei einzelnen Speicherelemente kann auch ein einzelnes, entsprechend größeres Speicherelement verwendet werden, das an verschiedenen Stellen magnetisiert wird. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel stimmt die Anzahl der Speicherelemente einer Halterung 3 überein mit der Zahl der vorgegebenen Frequenzbereiche, in die die Resonatoren zu sortieren sind. Dabei ist jedem der drei Frequenzbereiche ein Speicherelement zugeordnet, wodurch in der Abgleichstation drei Aufsprechspulen erforderlich sind. In den Auswurfstationen ist dagegen lediglich jeweils nur eine Lesevorrichtung notwendig, deren sensitives F.lemeni im Ausführiingsbeispiel eine llallsonde ist. der ein störungsunempfindlicher Operationsverstärker nachgeschiiltet ist. Die Lesevorrichtung muß hierbei lediglich den magnetisieren Zustand von dem unniagrietisierten Zustand eines Speicherelemente!» unter scheiden können.
Fs besteht auch die Möglichkeit, die aus ferromagnetischem Materia! bestehenden Speicherelemente def>niert in eine von zwei möglichen Richtungen zu magnetisieren bzw. sie unmagnetisiert zu lassen Dadurch kann der Informationsinhalt eines Speicheret merits vergrößert und die Zahl der Speicherelement pro Halterung sowie die Zahl der notwendigen Aufsprechspulen reduziert werden. Die Lesevorrichtung muß dann jedoch geeignet sein, unterschiedliche Polarisationen der Magnetisierung zu erkennen.
Entgegen den Verhältnissen bei einer zentralen Speicherung der Sortierinformation ist die hier verwendete .Speicherungsform von einer Vielzahl möglicher Störeinflüsse unabhängig, da die Speichereinrichtung und damit die Sortierinformation der PrüNingsposition räumlich lest zugeordnet ist. Die hier verwendete Speicherungsform ist den konventionellen zentralen Speicherungsformen besonders dann überlegen, wenn nach mehreren Kriterien sortiert werden soll. Das Sortieren nach mehreren Kriterien unter Benützung gebräuchlicher moderner Drehtellerstationen setzt voraus, daß für das Aussortieren derjenigen Prüflinge, die an der n-ten Sortierstelle aussortiert werden sollen, die Sortierinformation über wenigstens η Schritte gespeichert werden muß. Die Wahrscheinlichkeit, daß dann bei einer zentralen Speicherung die genannten Störungen auftreten können und zu Informationsverlust führen, erhöht sich damit um den Faktor η gegenüber der erfindungsgemäßen Speicherungsform.
η _: J w ι j r: ι ~ Ω a Λ
nung zusammen mit einem Abgleichautomaten addieren sich zu den Zeiten für die Drehtellerbewegung und für das Messen auch noch die Bearbeitungszeiten während des Abgleichens. Für eine Drehtellerbewegung wird zirka eine Sekunde benötigt, während für das Abgleichen selbst durch eine Maschine neueren Typs bis zu dreißig Sekunden benötigt werden. Die Abgleichzeit ΤΛ kann damit wesentlich länger als die Zeit T\ für »ine Drehtellerbewegung sein. Es gibt dadurch ein variabler Maschinentakt. Für die Beziehung zwischen Abgleichtakt und Sortiertakt gilt also folgende Beziehung:
T, -T1
30
T1
30.
Für einen Abgleichtakt kann also eine Zeit benötigt werden, die das Dreißigfache eines Sortiertaktes beträgt, so daß sich die Störanfälligkeit eines Abgleichautomaten in Verbindung mit einer Sortierung, bei der die Sortierinformation zentral gespeichert wird, bis um den Faktor 30 erhöhen kann gegenüber einem Einsatz als Sortierautomat mit zentraler Speicherung der Sortierinformation. Bei der Verwendung von η Sortierkriterien vergrößert sich die Störanfälligkeit weiter um den Faktor π gegenüber einer Anordnung mit erfindungsgemäßer Abspeicherung der Sortierinforma-
7 8
tion, so daß sich bei vier Sortierkriterien beispielsweise beim Anhalten sämtliche Informationen für die η
eine um den Faktor4-JO= 120 vergrößerte Störanfällig- Positionen nach der Meßstelle und auch die der
keit ergibt. Meßstelle verloren gehen. Für einen Abgleich- und
Da moderne Abgleichautomaten außerdem die Sortierautomaten mit höheren Selektieranforderungen
Fähigkeit haben, bei fest definierten Bedingungen, z. B. , ist also wegen der erhöhten Störanfälligkeit das Prinzip
bei ZeiUJerschreitung, den Abgleich abzubrechen, der zentralen Speicherung der Sortierinformation nicht
vergrößert sich die Störanfälligkeit bei einer zentralen mehr vertretbar.
Speicherung der Abgleichinformation noch weiter, da
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Claims (6)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zum Frequenzabgleich und zum Sortieren mechanischer Resonatoren nach ihrer Eigenfrequenz in vorgegebene Frequenzbereiche, bei der auf einer Grundplatte ein schrittweise bewegter Rundschalttisch mit einem Drehteller vorgesehen ist, der mit konzentrisch zu seiner Drehachse angeordneten Halterungen zur Aufnahme der Resonatoren versehen ist, bei der ferner auf der Grundplatte eine Beschickungseinrichtung für Resonatoren und verschiedene, bei Stillstand des Rundschalttisches den Halterungen jeweils gegenüberliegende Stationen vorgesehen sind, bei der jede Halterung mit einer Speichereinrichtung zur Abspeicherung der Sortierinformation versehen ist und einzelne der Stationen als jeweils einem der vorgegebenen Frequenzbereiche zugeordnete und mit jeweils einer Lesevorrichtung zur Abfrage der Sortierinforrnation versehene Auswurfstationen ausgebildet sind und bei der eine zwischen der letzten Auswurfstation und der Abgleichvorrichtung befindliche Station als Löschstation vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Stationen als Frequenzabgleichvorrichtung ausgebildet ist und dazu eine Freqdenzmeßvorrichtung (11) enthält, durch die die Messung der Eigenfrequenz im Anschluß an einen Frequenzabgleich erfolgt, daß die Frequenzmeßvorrichtung (11) bzw. eine der in Drehrichtung folgenden Stationen die Einspeichervorrichtung zur Abspeicherung einer dem gemessenen Frequenzbe; _-ich entsprechenden Sortierinformation enthält, daß als Speicherelemente der Speichereinrichtung (3') ;inzelne Plättchen aus ferromagnetischem Material vorgesehen sind,
daß die in Drehrichtung folgenden Stationen als jeweils einem der Frequenzbereiche zugeordnete Auswurfstationen (12) ausgebildet sind, und daß die Lesevorrichtung zur berührungsfreien Abfrage als sensitives Element eine Hallsonde aufweist, der ein störungsunempfindlicher Verstärker nachge^chaltet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Speicherelemente einer Halterung (3) mit der Zahl der vorgegebenen Frequenzbereiche übereinstimmt
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspeichervorrichtung eine mit der Anzahl der Speicherelemente übereinstimmende Zahl von Aufsprechspulen aufweist
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lesevorrichtung als sensitives Element einen induktiven Sensor aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Einspeichervorriehtung wenigstens eine Aufsprechspule aufweist, durch die das aus ferromagnetischem Material bestehende Plättchen entsprechend dem jeweiligen Frequenzbereich nach Betrag, Richtung jnd Größe unterschiedlich magnetisiert ist, und daß der Verstärker die von der Hallsonde abgegebenen, den Magnetisierungszuständen entsprechenden Spannungen in Schaltbefehle umwandelt.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ort der Einspeichervorrichtung und der Lesevorrichtungen jeweils gemeinsam um eine bestimmte Anzahl von Stationen des Drehtellers (2) verschiebbar ist.
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