RU142657U1 - Устройство для автоматизации проведения хронометража при исследовании трудоемкости операций механической обработки деталей машиностроения - Google Patents

Abstract

Устройство для автоматизации проведения хронометража при исследовании трудоемкости операций механической обработки деталей машиностроения, содержащее пластиковый корпус, отличающееся тем, что на корпусе закреплены блок семисегментной индикации, состоящий из четырех семисегментных индикаторов и светодиода, визуально разделяющего индикаторы на две группы по два индикатора в каждой, блок информационной индикации, отображающий данные о выполняемой технологической операции, блок ввода данных, выполненный в виде шестнадцатикнопочной клавиатуры, две клавиши и два светодиода, с помощью которых осуществляется включение и выключение отсчета времени выполнения технологической операции, а также индикация текущего состояния устройства, при этом блок управления выполнен на основе восьмиразрядного микроконтроллера, содержащего память программ и данных, универсальные восьмиразрядные двунаправленные порты ввода-вывода, контроллер прерываний, универсальный синхронно-асинхронный приемопередатчик, таймеры-счетчики; устройство дополнительно содержит блок преобразователя интерфейсов, использующийся для подключения к персональному компьютеру, и блок энергонезависимой памяти, содержащий данные о технологических операциях, при этом блоки семисегментной индикации, информационной индикации, ввода данных, две клавиши и два светодиода, а также блоки преобразователя интерфейсов и энергонезависимой памяти подключены к портам ввода-вывода восьмиразрядного микроконтроллера.

Description

Полезная модель относится к устройствам проведения такого вида наблюдений, при котором изучаются отдельные элементы технологического процесса механической обработки деталей машиностроения, а именно, регистрация, индикация и запись времени выполнения технологических операций.

Известен хронометражный прибор для определения суммарной продолжительности отдельных циклов технологического процесса, содержащий пружинный привод, набор счетчиков времени, счетчик памяти и клавиатуру управления, при этом устройство дополнительно содержит механизм перезаписи показаний счетчиков, реверсивный электропривод которого кинематически соединен со счетчиком памяти и с одним из счетчиков времени (А.с. 232627 СССР, МКИ G01q, G07q. Хронометражный прибор / В.М. Биатов, Х.Г. Барам, Г.А. Нанкин, П.Л. Доля, Е.В. Новиков, С.Н. Кошель, М.К. Сало. Опубл. 11.12.1968. Бюл. №1).

Основным недостатком устройства можно считать большое количество используемых механических деталей, что значительно снижает его надежность, кроме этого прибор затруднительно использовать при исследовании трудоемкости отдельных операций технологического процесса.

Наиболее близким к заявленному, является устройство для измерения и регистрации структурных элементов времени выполнения технологических операций, состоящее из пластмассового корпуса, на котором с помощью магнитных прижимов закрепляется наблюдательный лист, дополнительно к корпусу винтами прикреплен блок регистрации, выполненный на основе промышленного микроконтроллера с таймером, оперативным запоминающим устройством, энергонезависимой памятью, клавиатурой, дисплеем и портом ввода-вывода информации (Пат. 35454 Российской Федерации, МПК G07C 5/10. Электронный хронометражист / Н.И. Зубов, Н.И. Ладоша, В.П. Сараев; заявитель Российский научно-исследовательский институт по испытанию сельскохозяйственных технологий и машин. №2003121890/20; заявл. 17.07.2003; опубл. 10.01.2004).

Недостатком данного устройства можно считать его недостаточную эргономичность: отсутствие хорошо различимых индикаторов отсчета времени и удобных средств управления прибором, что затрудняет проведение хронометража в условиях механообрабатывающих цехов. Кроме этого механические элементы устройства усложняют его конструкцию и снижают надежность.

Технической задачей заявленной полезной модели является автоматизация проведения хронометража при исследовании трудоемкости операций механической обработки деталей машиностроения, выполняемых на универсальных токарно-винторезных станках, и повышение удобства работы нормировщика за счет использования в устройстве современных светоиндикаторных элементов.

Указанная задача решается за счет того, что устройство содержит пластиковый корпус, на котором закреплены блок семисегментной индикации, состоящий из четырех семисегментных индикаторов и светодиода, визуально разделяющего индикаторы на две группы по два индикатора в каждой, блок информационной индикации, отображающий данные о выполняемой технологической операции, блок ввода данных, выполненный в виде шестандцатикнопочной клавиатуры, две клавиши и два светодиода, с помощью которых осуществляется включение и выключение отсчета времени выполнения технологической операции, а также индикация текущего состояния устройства, при этом блок управления выполнен на основе восьмиразрядного микроконтроллера, содержащего память программ и данных, универсальные восьмиразрядные двунаправленные порты ввода-вывода, контроллер прерываний, универсальный синхронно-асинхронный приемопередатчик, таймеры-счетчики; устройство дополнительно содержит блок преобразователя интерфейсов, использующийся для подключения к персональному компьютеру, и блок энергонезависимой памяти, содержащий данные о технологических операциях, при этом блоки семисегментной индикации, информационной индикации, ввода данных, две клавиши и два светодиода, а также блоки преобразователя интерфейсов и энергонезависимой памяти подключены к портам ввода-вывода восьмиразрядного микроконтроллера.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является автоматизация рабочего места нормировщика в условиях механообрабатывающего цеха при проведении хронометража операций механической обработки деталей машиностроения на токарно-винторезных станках за счет применения эргономичных индикаторов и средств управления устройством, использованием дополнительных блоков энергонезависимой памяти и преобразователя интерфейсов для хранения данных о выполняемых на станке операциях и возможности передачи результатов хронометража на персональной компьютер для их последующей обработки.

Полезная модель поясняется чертежами, при этом на фиг. 1 приведен эскиз внешнего вида устройства, на фиг. 2 - структурная схема устройства.

Устройство содержит пластиковый корпус 1, на котором закреплены блок семисегментной индикации 2, состоящий из четырех семисегментных индикаторов и светодиода 3, визуально разделяющего индикаторы на две группы по два индикатора в каждой. Высота и ширина семисегментных индикаторов составляют, соответственно, H=70 мм, L=48 мм, что обусловлено требуемой хорошей различимостью отображаемых символов. Блок информационной индикации 4, выполненный на основе текстового LCD-дисплея, отображает данные о выполняемой технологической операции. Блок ввода данных 5, выполненный в виде шестнадцатикнопочной клавиатуры, необходим для изменения различных установочных параметров устройства. Две клавиши («Пуск» и «Останов») 6, 7 и два светодиода 8, 9, используются для включения и выключения отсчета времени выполнения технологической операции, а также индикации текущего состояния устройства.

Блок управления 10 выполнен на основе восьмиразрядного микроконтроллера Atmel ATMega128L, содержащего память программ и данных, таймеры-счетчики, универсальные восьмиразрядные двунаправленные порты-ввода вывода, универсальный синхронно-асинхронный приемопередатчик.

Блоки семисегментной индикации, информационной индикации, ввода данных, две клавиши и два светодиода, а также блоки преобразователя интерфейсов и энергонезависимой памяти подключены к портам ввода-вывода восьмиразрядного микроконтроллера следующим образом.

Блок семисегментной индикации 2 подключен к портам C и G микроконтроллера. При этом восьмиразрядные коды символов передаются на семисегментные индикаторы через линии PC0-PC7, а выбор конкретного индикатора осуществляется с помощью восьмиразрядного дешифратора DC, к входам которого подключены линии PC0-PC1 микроконтроллера, что обеспечивает управление четырьмя младшими разрядами выхода дешифратора. Управление светодиодом 3 осуществляется с помощью линии PC4.

Блок информационной индикации 4, который может быть выполнен на основе текстового матричного LCD-индикатора, подключен к четырем линиям порта A (PA0-PA3), которые используются для передачи данных, управление блоком осуществляется с помощью линий A0 (выбор адреса символа) и E (синхронизирующий строб-сигнал), подключенных, соответственно, к линиям PG2 и PG3 микроконтроллера.

Блок ввода данных 5, выполненный в виде шестнадцатикнопочной клавиатуры, подключен к порту A микроконтроллера. При этом для реализации алгоритма «бегущая единица», младшие линии порта PA0-PA3 работают как выходы (итерационный перебор столбцов), а младшие PA4-PA7 как входы (сканирование строк).

Клавиши 6 и 7 («Пуск» и «Останов») подключены к линиям PE4(INT4) и PE5(INT5). Указанные линии порта E микроконтроллера ATMega128L имеют дополнительную функцию: сигнал с их входов поступает на вход контроллера прерываний (на фиг. 2 не показано), что позволяет использовать их в качестве счетчика внешних событий, гарантируя обязательную реакцию устройства на нажатие клавиш.

Светодиоды 8 и 9, использующиеся совместно с клавишами 6 и 7, подключены к линиям PG5, PG6 порта C. Они используются для индикации текущего состояния устройства.

Блок преобразователя интерфейсов 11 выполнен на основе микросхемы MAX232, преобразующей сигналы последовательного порта RS-232 в сигналы, пригодные для использования в цифровых схемах на базе ТТЛ или КМОП технологий. В рассматриваемом устройстве блок преобразователя интерфейсов подключен к блоку управления с помощью линий PD2(RXD) и PD3(TXD), являющихся, соответственно, входом и выходом универсального синхронно-асинхронного приемопередатчика восьмиразрядного микроконтроллера.

Блок энергонезависимой памяти 12 выполнен на основе микросхемы семейства AT24 и подключен к блоку управления с помощью линий PD0(SCL) и PD1(SDA), являющихся, соответственно, линией последовательной передачи тактовых импульсов и линией последовательной передачи данных.

Устройство работает следующим образом. После включения устройства наблюдатель (его роль может выполнять и сам рабочий) набирает на шестнадцатикнопочной клавиатуре 5 код операции в соответствии с технологическим процессом обработки детали. Блок управления 10 загружает данные о запрошенной операции, в том числе ее наименование, норму времени на ее выполнение и другие параметры из блока энергонезависимой памяти 12, и пересылает в блок индикации 4. Перед началом выполнения операции наблюдатель переключает устройство в режим таймера с помощью клавиши 6 («Пуск»). После этого блок управления включает светодиод 8 и начинает отсчет времени выполнения операции, с одновременным его отображением на индикаторах 2, входящих в блок индикации, при этом отсчет секунд индицируется включением и выключением светодиода 3. После завершения операции наблюдатель нажимает клавишу 7 («Останов»), после чего блок управления выключает светодиод 8, включает светодиод 9, останавливает отсчет времени операции и сохраняет полученный результат в блоке энергонезависимой памяти. Данные о каждом измерении каждой из выполненных на станке технологических операций могут быть переданы с помощью универсального синхронно-асинхронного приемопередатчика и блока преобразователя интерфейсов 11 на персональный компьютер для дальнейшей обработки, например для вычисления среднего неполного штучно-калькуляционного времени конкретной технологической операции.

Claims (1)

1. Устройство для автоматизации проведения хронометража при исследовании трудоемкости операций механической обработки деталей машиностроения, содержащее пластиковый корпус, отличающееся тем, что на корпусе закреплены блок семисегментной индикации, состоящий из четырех семисегментных индикаторов и светодиода, визуально разделяющего индикаторы на две группы по два индикатора в каждой, блок информационной индикации, отображающий данные о выполняемой технологической операции, блок ввода данных, выполненный в виде шестнадцатикнопочной клавиатуры, две клавиши и два светодиода, с помощью которых осуществляется включение и выключение отсчета времени выполнения технологической операции, а также индикация текущего состояния устройства, при этом блок управления выполнен на основе восьмиразрядного микроконтроллера, содержащего память программ и данных, универсальные восьмиразрядные двунаправленные порты ввода-вывода, контроллер прерываний, универсальный синхронно-асинхронный приемопередатчик, таймеры-счетчики; устройство дополнительно содержит блок преобразователя интерфейсов, использующийся для подключения к персональному компьютеру, и блок энергонезависимой памяти, содержащий данные о технологических операциях, при этом блоки семисегментной индикации, информационной индикации, ввода данных, две клавиши и два светодиода, а также блоки преобразователя интерфейсов и энергонезависимой памяти подключены к портам ввода-вывода восьмиразрядного микроконтроллера.

   

Images