本實(shí)用新型涉及振動盤自動控制裝置。

背景技術(shù)：

振動盤是一種自動組裝或自動加工機(jī)械的輔助送料設(shè)備。它能把各種產(chǎn)品有序地排列出來，配合自動組裝設(shè)備將產(chǎn)品各個部位組裝起來成為完整的一個產(chǎn)品，或者配合自動加工機(jī)械完成對工件的加工。振動盤料盤下面有脈沖電磁鐵，可以使料盤作垂直或左右方向振動，由傾斜的彈簧片帶動料斗繞其垂直軸做扭擺振動。料斗內(nèi)零件，由于受到這種振動而沿螺旋軌道上升。在上升的過程中經(jīng)過一系列軌道的篩選或者姿態(tài)變化，零件能夠按照組裝或者加工的要求呈統(tǒng)一狀態(tài)自動進(jìn)入組裝或者加工位置。其工作目的是通過振動將無序工件自動有序定向排列整齊、準(zhǔn)確地輸送到下道工序。振動盤廣泛應(yīng)用于電子、五金、化工、塑膠、鐘表業(yè)、電池、食品、連接器、醫(yī)療器械、醫(yī)藥、食品、玩具、文具、日常用品的制造等各個行業(yè)，是解決工業(yè)自動化設(shè)備供料的必須設(shè)備。振動盤除滿足產(chǎn)品的定向排序外還可用于分選、檢測、計(jì)數(shù)包裝等，是一種現(xiàn)代化高科技產(chǎn)品。

另外，目前使用傳感器+較為復(fù)雜的啟動停止控制裝置完成振動盤的自動控制。傳感器為遮擋傳感器或者壓力傳感器，當(dāng)遮擋傳感器被遮擋和不被遮擋的情況下，傳感器能夠輸出兩種不同的信號；或者當(dāng)壓力傳感器檢測到物件的壓力或者沒有檢測到物件的壓力時，也能夠?qū)?yīng)輸出兩種信號。傳感器設(shè)置在振動盤的傳輸軌道上，當(dāng)物件正常通過傳感器時，振動盤不能停振，而只有物件停留在傳感器處(軌道物件滿料)才能停振。目前，市場上的常規(guī)的振動盤控制裝置結(jié)構(gòu)中的控制部分由軟件控制器以及外圍的電路構(gòu)成，不但比較復(fù)雜，易出現(xiàn)控制失效的情況，而且成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種振動盤自動控制裝置，用以解決現(xiàn)有的控制裝置結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的方案包括一種振動盤自動控制裝置，包括有：用于接入交流電的交流電源接口、用于接入傳感器的傳感器接口、用于接入振動盤線圈的振動盤接口、用于接入可變電阻的可變電阻接口、控制電源、啟?？刂颇K、觸發(fā)開關(guān)、單相觸沖形成電路和開關(guān)裝置；

所述傳感器接口輸出連接所述啟停控制模塊；

所述啟?？刂颇K，包含有比較器U1和電容C2，電容C2的電位變化的一端連接比較器U1的一個輸入端，比較器U1的輸出端為該啟停控制模塊的輸出端；當(dāng)傳感器上有物料時，傳感器輸出低電位，對電容C2進(jìn)行慢速充電或慢速放電；當(dāng)傳感器上無物料時，傳感器輸出高電位，對電容C2進(jìn)行快速放電或快速充電；

所述的單相觸沖形成電路包含有所述可變電阻接口、雙向觸發(fā)二極管DB、二極管D0、電容C、電阻R9、二極管D和電阻R10，所述串聯(lián)支路中還串設(shè)有電阻R9和電阻R10，所述可變電阻接口、觸發(fā)開關(guān)、電阻R9、電阻R10和電容C串聯(lián)，電容C的電位變化的一端通過雙向觸發(fā)二極管DB控制連接所述開關(guān)裝置，所述二極管D0與電容C反向并聯(lián)，二極管D正向并聯(lián)在電阻R10上；所述啟?？刂颇K的輸出端控制連接所述觸發(fā)開關(guān)；

所述振動盤接口和所述開關(guān)裝置串聯(lián)；

所述控制電源，用于為傳感器和啟?？刂颇K提供直流工作電壓。

所述開關(guān)裝置為可控硅，所述觸發(fā)開關(guān)為光耦元件，所述啟?？刂颇K的輸出端控制連接所述光耦元件的原邊，所述光耦元件的副邊串設(shè)在所述串聯(lián)支路上。

所述的啟停控制模塊還包括比較器U2、電阻R1、電阻R2、電阻R3和電阻R4，控制電源正極通過電阻R1連接比較器U2的反相輸入端，傳感器的信號輸出端連接比較器U2的反相輸入端，電阻R2與電容C2串聯(lián)后連接控制電源，電阻R2和電容C2的連接點(diǎn)連接比較器U2的輸出端和比較器U1的同相輸入端，電阻R3和電阻R4串聯(lián)后連接控制電源，電阻R3和電阻R4的連接點(diǎn)連接比較器U2的同相輸入端和比較器U1的反相輸入端。

所述的啟停控制模塊還包括電阻R1、電阻R2、二極管D5、電阻R3和電阻R4，電阻R1、電阻R2和電容C2串聯(lián)后連接控制電源，傳感器的信號輸出端連接電阻R1與電阻R2的連接點(diǎn)，電阻R2與電容C2的連接點(diǎn)連接比較器U1的反相輸入端，電阻R3和電阻R4串聯(lián)后連接控制電源，電阻R3和電阻R4的連接點(diǎn)連接比較器U1的同相輸入端，電阻R2與二極管D5正向并聯(lián)。

所述控制電源由電阻R5、電容C1、電容C3、穩(wěn)壓二極管DW、二極管D1、二極管D2、二極管D3和二極管D4構(gòu)成；二極管D1、二極管D2、二極管D3和二極管D4組成一個單相全波整流橋，整流橋的直流端為控制電源的正負(fù)極，交流電的火線通過電容C3連接二極管D1和D2的連接點(diǎn)，電容C3與電阻R5并聯(lián)，交流電的地線連接二極管D3和D4的連接點(diǎn)，電容C1與穩(wěn)壓二極管DW并聯(lián)后連接控制電源。

所述的控制電源由電阻R5、電容C1、電容C3、穩(wěn)壓二極管DW、二極管D1和二極管D2構(gòu)成；二極管D1和D2組成一個單相半波整流橋，整流橋的直流端為控制電源的正負(fù)極，交流電的火線通過電容C3連接二極管D1和D2的連接點(diǎn)，電容C3與電阻R5并聯(lián)，電容C1與穩(wěn)壓二極管DW并聯(lián)后連接控制電源。

所述的控制電源由降壓變壓器B2、電容C1、二極管D1、二極管D2、二極管D3和二極管D4構(gòu)成；二極管D1、二極管D2、二極管D3和二極管D4組成一個單相全波整流橋，整流橋的直流端為控制電源的正負(fù)極，交流電通過降壓變壓器B2整流橋的交流側(cè)，電容C1連接控制電源。

所述的可控硅為單向可控硅或雙向可控硅。

本實(shí)用新型提供的振動盤自動控制裝置中，當(dāng)物件堆積在振動盤上時，此時就需停止振動盤，所以，當(dāng)物件堆積在振動盤上時，控制振動盤振動回路中的開關(guān)斷開，振動回路斷開，振動盤不再振動，節(jié)約了電能，保證了振動盤的正常工作，防止物件堆積在振動盤上造成生產(chǎn)停滯的后果。與現(xiàn)有裝置相比，本裝置結(jié)構(gòu)簡單、傳感器及控制電路均不帶危險的交流電，效率高，設(shè)有各種專業(yè)的接口以方便非專業(yè)人員安裝維護(hù)，實(shí)現(xiàn)了振動盤控制的一體化。啟?？刂颇K設(shè)置了無料快速復(fù)位部分，及時清除記憶的有料信號，能有效避免振動盤卡振現(xiàn)象的發(fā)生，提高了振動盤的效率和壽命。該控制裝置由純硬件構(gòu)成，避免控制器因內(nèi)部軟件故障而造成控制出現(xiàn)錯誤的情況，并且該控制裝置中的組成元器件均為日常使用的元器件，并不涉及昂貴或者復(fù)雜的器件，投入成本較低。

附圖說明

圖1是振動盤自動控制裝置整體結(jié)構(gòu)組成框圖；

圖2是振動盤自動控制裝置第一種實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖；

圖3是振動盤自動控制裝置第二種實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖；

圖4是振動盤自動控制裝置第三種實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

如圖1所示，振動盤自動控制裝置，主要包括：用于接入交流電的交流電源接口，用于接入傳感器的傳感器接口，用于接入振動盤線圈的振動盤接口，用于接入可變電阻的可變電阻接口，控制電源，啟?？刂颇K，單相觸沖形成電路和開關(guān)裝置；控制電源用于為傳感器和啟?？刂颇K提供直流工作電壓。

傳感器接口輸出連接啟?？刂颇K。

啟停控制模塊，包含有比較器U1和電容C2，電容C2的電位變化的一端連接比較器U1的一個輸入端，比較器U1的輸出端為該啟停控制模塊的輸出端；當(dāng)傳感器上有物料時，傳感器輸出低電位，對電容C2進(jìn)行慢速充電或者慢速放電；當(dāng)電容C2上的電壓小于設(shè)定值時，比較器U1輸出低電位，當(dāng)電容C2上的電壓大于設(shè)定值時，比較器U1輸出高電位；當(dāng)傳感器上無物料時，傳感器輸出高電位，對電容C2進(jìn)行快速放電或快速充電；根據(jù)比較器U1輸出的信號并根據(jù)后續(xù)的電路控制振動盤振動。

傳感器的輸出信號送入啟停控制模塊，當(dāng)物料通過傳感器時，通過相應(yīng)的控制電路慢速向記憶電容C2充電；未檢測到物料時，通過相應(yīng)的控制電路使記憶電容C2快速放電，使記憶電容C2記憶的信息迅速復(fù)位，使記憶電容C2記憶的有料信息均從零位開始。只有記憶電容C2記憶的有物料信息量大于設(shè)定值時，即物料經(jīng)過傳感器的時間大于設(shè)定值時，才使比較器U1輸出端與直流電源負(fù)極斷開，停止振動盤振動。啟?？刂颇K除完成對振動盤的啟動停止控制外，還有效避免了振動盤卡振現(xiàn)象的發(fā)生。本實(shí)用新型中的快速和慢速只是用于區(qū)別這兩個速度，說明這兩個速度中，其中一個要比另一個快，即快速比慢速要快，并不是指代兩者的具體速度。

單相觸沖形成電路包含有可變電阻接口、雙向觸發(fā)二極管DB、二極管D0和電容C，可變電阻接口、觸發(fā)開關(guān)和電容C串聯(lián)構(gòu)成的串聯(lián)支路與開關(guān)裝置并聯(lián)，二極管D0與電容C反向并聯(lián)，電容C的電位變化的一端通過雙向觸發(fā)二極管DB控制連接開關(guān)裝置，啟停控制模塊的輸出端控制連接觸發(fā)開關(guān)。在本實(shí)施例中，觸發(fā)開關(guān)為光耦元件，開關(guān)裝置為可控硅，作為其他的實(shí)施例，觸發(fā)開關(guān)可開關(guān)裝置均可以為其他類型的控制開關(guān)，比如：IGBT或者其他的全控型開關(guān)器件。所以，啟?？刂颇K的輸出信號經(jīng)光電隔離后送入單相觸沖形成電路，單相觸沖形成電路中的觸發(fā)二極管DB控制連接可控硅。

振動盤接口和開關(guān)裝置串聯(lián)形成供電線路，該供電線路連接交流電之后形成振動盤的供電回路。

當(dāng)傳感器上無物料時，傳感器輸出高電位，對電容C2進(jìn)行快速放電，比較器U1輸出低電位，或者當(dāng)電容C2上的電壓小于設(shè)定值時，控制光電隔離元件的輸出側(cè)接通，如果加在可控硅上的電壓為正時，該正電壓通過可變電阻和光電隔離元件的輸出側(cè)向電容C充電，當(dāng)電容C上的電壓大于雙向觸發(fā)二極管DB的擊穿電壓時，電容C通過觸發(fā)二極管DB向可控硅的觸發(fā)極放電，可控硅導(dǎo)通，振動盤線圈得電振動；另外，通過調(diào)整可變電阻的大小，可以方便改變觸發(fā)二極管DB擊穿的動作時機(jī)，從而方便改變振動盤的振幅；而當(dāng)可控硅上的電壓為負(fù)時，在二極管D0的作用下，電容C兩端電壓維持在二極管D0的導(dǎo)通壓降上，觸發(fā)二極管DB無法擊穿，可控硅反向無法導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)了振動盤的單向調(diào)壓。而當(dāng)傳感器上有物料時，光電隔離的輸出側(cè)斷開，無論加在可控硅上的電壓正負(fù)，電容C兩側(cè)電壓不會改變，觸發(fā)二極管DB無法擊穿，可控硅無法導(dǎo)通，從而實(shí)現(xiàn)了振動盤的啟動和停止控制。

交流電源通過交流電源接口引入本裝置，其一路通過整流后變成控制電源，供外接的傳感器及本裝置的啟停控制模塊工作電源；另一路直接送入可控硅及單相觸沖形成電路，作為供電電源。

單相觸沖形成電路綜合啟?？刂颇K輸出的開關(guān)信號和經(jīng)可變電阻接口送入的電阻阻值變化連續(xù)模擬信號，形成可控硅的單向觸發(fā)脈沖，直接控制可控硅的開通時機(jī)，完成可控硅實(shí)現(xiàn)啟動停止控制和單向調(diào)壓功能。

針對該控制裝置，以下給出幾種具體的控制電路。

控制裝置的電路一

如圖2所示，該控制裝置包括控制電源、啟?？刂颇K、單相觸沖形成電路、光電隔離、可控硅和J1、J2、J3、J4四個對外連接的接口。其中，J1接口外接振動盤線圈；J2接口外接振幅調(diào)整可變電阻；J3接口外接傳感器；J4接口外接交流電源。

控制電源由電阻R5、電容C1、電容C3、穩(wěn)壓二極管DW、二極管D1、二極管D2、二極管D3和二極管D4構(gòu)成；二極管D1、二極管D2、二極管D3和二極管D4組成一個單相全波整流橋，整流橋的直流端為控制電源的正負(fù)極，交流電的火線通過電容C3連接二極管D1和D2的連接點(diǎn)，電容C3與電阻R5并聯(lián)，交流電的地線連接二極管D3和D4的連接點(diǎn)，電容C1與穩(wěn)壓二極管DW并聯(lián)后連接控制電源。該控制電源除向整個控制部份提供直流電源外，還通過J3接口向傳感器提供電源。

啟停控制模塊除了比較器U1和電容C2之外，還包括比較器U2、電阻R1、電阻R2、電阻R3和電阻R4，控制電源正極通過電阻R1連接比較器U2的反相輸入端，傳感器的信號輸出端連接比較器U2的反相輸入端，電阻R2與電容C2串聯(lián)后連接控制電源，電阻R2和電容C2的連接點(diǎn)連接比較器U2的輸出端和比較器U1的同相輸入端，電阻R3和電阻R4串聯(lián)后連接控制電源，電阻R3和電阻R4的連接點(diǎn)連接比較器U2的同相輸入端和比較器U1的反相輸入端。當(dāng)傳感器未檢測到物料時輸出高電位，比較器U2的輸出端對直流電源負(fù)極接通，記憶電容C2迅速放電，比較器U1輸出端對直流電源負(fù)極接通，光電隔離的輸入側(cè)得電，光電隔離的輸出接通，振動盤得電線圈振動；當(dāng)傳感器檢測到物料時輸出低電位，比較器U2的輸出端對直流電源負(fù)極斷開，記憶電容C2通過電阻R2緩慢充電，只要其充電電壓低于分壓電阻R3、R4間的電壓，比較器U1輸出端仍然維持對直流電源負(fù)極接通，光電隔離的輸入側(cè)得電，光電隔離的輸出接通，振動盤線圈仍然得電振動，從而保證了物料正常通過時，振動盤不停止振動；只有物料通過時間超過C2電容充電到分壓電阻R3、R4間的電壓時，比較器U1輸出端才斷開，振動盤才停止振動。

光電隔離元件為可控硅光電耦合器MOC，它的輸入側(cè)一端連接直流電源正極，另一端通過電阻R8連接比較器U1的輸出端。

單相觸沖形成電路包含有雙向觸發(fā)二極管DB、二極管D0、二極管D、電阻R9、電阻R10和電容C；可變電阻接口、光耦元件的輸出端、電阻R9、電阻R10和電容C依次串聯(lián)形成一個串聯(lián)支路，二極管D0與電容C反向并聯(lián)，電阻R10與二極管D正向串聯(lián)，該串聯(lián)支路與可控硅并聯(lián)，即該支路的兩端分別連接可控硅的陽極和陰極；電容C的電位變化的一端通過雙向觸發(fā)二極管DB控制連接可控硅。

當(dāng)傳感器上無物料時，傳感器輸出高電位，對電容C2進(jìn)行放電，比較器U1輸出低電位，或者當(dāng)電容C2上的電壓小于電阻R3和電阻R4的分壓電壓時，控制光電隔離元件的輸出側(cè)接通，如果此時加在可控硅上的電壓為正時，該正電壓通過可變電阻、光電隔離的輸出側(cè)、電阻R9、二極管D向電容C充電，當(dāng)電容C上的電壓大于雙向觸發(fā)二極管DB的擊穿電壓時，電容C通過觸發(fā)二極管DB向可控硅的觸發(fā)極放電，可控硅導(dǎo)通，振動盤線圈得電振動；另外，通過調(diào)整可變電阻的大小，可以方便改變觸發(fā)二極管DB擊穿的動作時機(jī)，從而方便改變振動盤的振幅；而如果可控硅上的電壓為負(fù)時，在二極管D0的作用下，電容C兩端電壓維持在二極管D0的導(dǎo)通壓降上，觸發(fā)二極管DB無法擊穿，可控硅反向無法導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)了振動盤的單向調(diào)壓。而當(dāng)傳感器上有物料時，且物料通過時間超過C2電容充電到分壓電阻R3、R4間的電壓時，比較器U1輸出端斷開，光電隔離的輸出側(cè)斷開，無論加在可控硅上的電壓正負(fù)，電容C兩側(cè)電壓不會改變，觸發(fā)二極管DB無法擊穿，可控硅無法導(dǎo)通，從而實(shí)現(xiàn)了振動盤的啟動和停止控制。

作為一個具體的實(shí)施方式，選用一塊LM393雙比較器集成電路作為兩個電壓比較器U1、U2；其六個二極管均選用1N4004整流二極管；電容C0選用0.01μF/630V的電容；電容C3選用0.47μF/400V的電容；電容C選用0.10μF/63V；電容C2選用0.47μF/63V；電容C1選用1000μF/35V；電阻R1、R2、R3、R4、R5、R8、R9、R10分別選用5.1kΩ、1MΩ、51kΩ、51kΩ、1MΩ、300Ω、20kΩ和1MΩ，其功率均選1/8W；電阻R0選用20Ω1/4W；穩(wěn)壓二極管DW選用9.1V、1W；可控硅光電耦合器MOC選用MOC4060；雙向觸發(fā)二極管DB選用DB3；可控硅BT選用普通單向可控硅。另外，J4接口接入220V/50Hz的交流電壓后，經(jīng)過電容C1、C3，電阻R5，整流二極管D1、D2、D3、D4和穩(wěn)壓二極管DW構(gòu)成的控制電源電路后，會得到近10V(±5V)的控制直流電壓，滿足本控制裝置及外接的傳感器的供電要求(常規(guī)傳感器工作電壓為5-36V)。

控制裝置的電路二

如圖3所示，該電路與圖2所示的電路的區(qū)別在于：由全控整流變成單相整流，因單相整流輸出的電流只有全控整流的一半，因此，相應(yīng)的C3電容容量由圖2中的0.47μF提高到1μF；啟?？刂颇K由雙比較器變成單比較器，相應(yīng)的控制電路作了調(diào)整。

具體不同如下：

控制電源由電阻R5、電容C1、電容C3、穩(wěn)壓二極管DW、二極管D1和二極管D2構(gòu)成；二極管D1和D2組成一個單相半波整流橋，整流橋的直流端為控制電源的正負(fù)極，交流電的火線通過電容C3連接二極管D1和D2的連接點(diǎn)，電容C3與電阻R5并聯(lián)，電容C1與穩(wěn)壓二極管DW并聯(lián)后連接控制電源。在電容C1和穩(wěn)壓二極管DW的共同作用下，使直流電壓維持在穩(wěn)壓二極管DW的穩(wěn)壓值上。

啟?？刂颇K除了比較器U1和電容C2外，還包括電阻R1、電阻R2、二極管D5、電阻R3和電阻R4，電阻R1、電阻R2和電容C2串聯(lián)后連接控制電源，傳感器的信號輸出端連接電阻R1與電阻R2的連接點(diǎn)，電阻R2與電容C2的連接點(diǎn)連接比較器U1的反相輸入端，電阻R3和電阻R4串聯(lián)后連接控制電源，電阻R3和電阻R4的連接點(diǎn)連接比較器U1的同相輸入端，電阻R2與二極管D5正向并聯(lián)。該方案與上方案相比，不同之處在于：當(dāng)未檢測到物料時，通過二極管D5向電容C2迅速充電；而當(dāng)檢測到物料時，因二極管D5反向截止，電容C2只能通過R2緩慢放電；因比較器U1輸入側(cè)的接線與上方案相反，兩次相反之后，比較器U1的輸出效果與上方案完全相同。

從表面看，該電路結(jié)構(gòu)節(jié)省了一個比較器，節(jié)省了一個二極管，但因市場一個比較器的集成電路與兩個比較器的集成電路價格相當(dāng)，且LM393雙比較器的價格只有一元左右，該方式還是選用LM393，因此，沒有節(jié)省集成電路的成本。同時，因電容C3的容量增加，反而增加了成本。

控制裝置的電路三

如圖4所示，該電路結(jié)構(gòu)與圖2中的電路結(jié)構(gòu)的區(qū)別在于：交流電源通過一個變壓器連接到整流橋，所以電流由電容降壓式變?yōu)樽儔浩鹘祲菏?；可控硅BT由單向變?yōu)殡p向。

具體不同如下：

控制電源由降壓變壓器B2、電容C1、二極管D1、二極管D2、二極管D3和二極管D4構(gòu)成；二極管D1、二極管D2、二極管D3和二極管D4組成一個單相全波整流橋，整流橋的直流端為控制電源的正負(fù)極，交流電通過降壓變壓器B2整流橋的交流側(cè)，電容C1連接控制電源。降壓變壓器無論成本、體積和損耗均比電容降壓高，因此，本方案成本適當(dāng)要提高。但因控制電路及外接的傳感器與交流電源之間沒有電氣連接，因此，比方案1和方案2更安全。

可控硅BT由單向變?yōu)殡p向，因單相觸沖形成電路，只在交流電源電壓為正是才能形成觸發(fā)脈沖，因此，無論可控硅是單向或是雙向的，其控制效果完全相同。

該電路具體的控制過程與圖2中的電路的控制過程相同，這里不做贅述。

上述三個電路分別屬于三個不同的實(shí)施方式，所以，三個附圖中的各個元器件的標(biāo)記可以重復(fù)使用，根據(jù)不同的電路來各自區(qū)分。

上述三個實(shí)施例中，直流電源為該控制裝置中的整流模塊的直流端，作為其他的實(shí)施例，整流模塊無需設(shè)置，直流電源使用獨(dú)立的電源裝置。

以上給出了具體的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型不局限于所描述的實(shí)施方式。本實(shí)用新型的基本思路在于上述基本方案，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，根據(jù)本實(shí)用新型的教導(dǎo)，設(shè)計(jì)出各種變形的模型、公式、參數(shù)并不需要花費(fèi)創(chuàng)造性勞動。在不脫離本實(shí)用新型的原理和精神的情況下對實(shí)施方式進(jìn)行的變化、修改、替換和變型仍落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。