程序控制挂锁装弹子机

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大家都看见过挂锁,把挂锁拆开,可以看见里面有一个锁心。锁心上有五个弹子孔,每个弹子孔里备装了一颗长短不同的弹子(图1)。如果我们在五个弹子孔里都装入长短一样的弹子,那么只要用一根扁平铁片就可以把锁打开了。如果几把锁都按照同样的排列来装上长短不同的弹子,那也只要用一把钥匙,就可以把所有的锁打开。为了做到同一型号的几千把锁互不相同,必须把几种长短不同的弹子,分别在锁心的五个弹子孔里进行排列组合。例如,我们用六种长度不同的弹子,分别装入五个弹子孔里,则可以得到6\(^{5}\)=7776种组合,就是说可以做出七千多把不同排列的锁来。弹子本身一端是圆头,一端是平头,装的时候还要求弹子圆头朝下。这道装弹子工序,过去是用眼看弹子编号、认弹子圆头、用手工装配,产量很低,且容易出差错。为了改变落后的手工操作状况,我厂工人同志,自己动手搞革新,制成了程序控制挂锁装弹子机(以下简称程控装弹机)。经过长期实践,证明效果良好,产量和质量都有很大提高。

图1
图1 🔍原图 (649×285)

程控装弹机的工作原理

程控装弹机是根据工艺要求,将装配弹子的过程,排成一定的逻辑规律,使用逻辑电路实现自动装弹,并用数字管将弹子规格显示出来。

我们还是以五孔锁心装六种长度的弹子为例来说明。用A、B、C、D、E代表锁心上五个弹孔位,用1、2、3、4、5、6代表六种不同长度规格的弹子。当一个锁接一个锁连续装弹子时,对每一个弹孔来说,要求装进去的弹子规格按1→3→5→2→4→6→1→3→5……的次序变化。对相邻两个弹孔来说,当A位逢5或6时,由A位向B位发出进位信号,使B位改变弹子规格;当A位和B位都送5或6时,向C位发出进位信号,使C位改变弹子规格,其余以此类推。举例见表1,从表1中可以看出,A位的变化是1→3→5→2→4→6→1……,B位的变化也是2→4→6→1……,其余C、D、E位也是同样。B、C、D、E位的变化是由它前面的一位或几位数来控制。每装一把锁,数字显示部分都将装进锁心去的五颗弹子规格在数字管上显示出来。当出现11111,56666……等制锁工艺上不需要的数码时(这种号码的锁,钥匙太简单了,不合实用),程控装弹机还能发出信号,并关闭放弹控制器,防止相应于不需要数码的弹子误进入锁心内。

表1

弹孔位 E D C B A

如第一把锁的数码是

则第二把锁的数码应为 1 3 4 2 1

第三把锁的数码是 1 3 4 2 3

第四把锁的数码是 1 3 4 2 5

第五把锁的数码是 1 3 4 4 2

第六把锁的数码是 1 3 4 4 4

第七把锁的数码是 1 3 4 4 6

第八把锁的数码是 1 3 4 6 1

第九把锁的数码是 1 3 4 6 5

第十把锁的数码是 1 3 6 1 2

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程控装弹机的组成部分

图2是程控装弹机的方框图。

图2
图2 🔍原图 (1136×252)

1.振动器:把六种长度规格不同的弹子分别装在六只料斗里,用电磁振动的方法,使料斗按一定方向振动。料斗内设有五路轨道,随着振动器的振动,弹子沿着轨道排好队一颗一颗向前进。轨道终端设有洞头门,如果弹子是圆头朝向调头门时,就可以顺利通过,如果是平头朝向调头门,则落回料斗中重新参加排队。这样就使每种弹子分别排成五个单行的队,并且保证圆头朝下,进入分路管中。

2.分路蓄存器、分路输送器和集中道:因为弹子的长度有六种,锁心的弹孔是五个,而每一种长度的弹子又要能够送到每个弹孔中去,所以每一个振动器出来的弹子,要分成五路,分开进入五根分路管,见图3。每根分路管连到一只分路蓄存器,因此一共需要三十只分路蓄存器。分路蓄存器的输出端受到弹子输出器的控制,使它按规定程序释放弹子,经分路输送器至集中道,集中后的五颗弹子同时装入锁心。

图3
图3 🔍原图 (981×1153)

3.程序控制部分:程序控制部分的方框图见图4。图中只画出了A、B两位的情况,其余C、D、E三位作用原理相同。

图4
图4 🔍原图 (1121×843)

用一个射极耦合振荡器作为脉冲信号源,当脚踏开关闭合时,工作脉冲对每一个弹子输出器都发出一个开门信号,究竟那一个输出器应该动作呢?这就需要由移位寄存器和译码器来控制,使弹子输出器按一定程序动作,打开相关分路蓄存器的门,放出一颗弹子。

我们先以A弹孔位为例来说明。进入A弹孔位的为A1~A6六种规格的弹子。采用三级移位寄存器作移位计数(图5),每一级移位寄存器有“0”和“1”两种状态,三级移位寄存器可以组成六种状态,这六种状态正好用来控制六个弹子输出器。

移位寄存器 经过译码控制

T\(_{3}\) T2 T\(_{1}\) 输出器

假定移位寄存器的原始状态为 0 1 0 1 1 0 A1

第一个工作脉冲促使第一次移位 0 1 1 0 1 0 A3

第二个工作脉冲促使第二次移位 1 0 1 0 1 0 A5

第三个工作脉冲促使第三次移位 1 0 1 0 0 1 A2

第四个工作脉冲促使第四次移位 1 0 0 1 0 1 A4

第五个工作脉冲促使第五次移位 0 1 0 1 0 1 A6

第六个工作脉冲促使第六次移位 0 1 0 1 1 0 A1

图5
图5 🔍原图 (998×685)

译码器是一个与门电路,经过它译出A1~A6六个数码。译码器的工作规律是只有当二个输入端都是“1”态时,与门电路才能输出一负脉冲导致输出器动作,并由数子管将放出的弹子规格显示出来。看图5,当移位寄存器为\(\frac{T}{_{3}}\)T2T\(_{1}\)0 1 0 1 1 0状态时,译码器DA1的二个输入端都是“1”态,而其余五个译码器的输入端都至少有一端为“0”态,都没有脉冲信号输出,所以只有弹子输出器A1动作。当移位寄存器变成T\(_{3}\) T2 T\(_{1}\);0 1 0 1 1 0状态时,则只有DA3的二个输入端都为“1”态,弹子输出器A3动作。其余四个译码器的工作原理相同。

B、C、D、E弹孔位也是同样各用三级移位寄存器作移位计数。但它们的移位是受到前一位的进位信号所控制。

程控器上还装有补弹开关,当由于某些外界因素使五颗弹子不能同时进入集中道时,操作者可以通过补弹开关,补放任意一种规格的弹子。此外还有寄存装置,当每次工作完毕关机时,将最末一把锁的数码寄存起来,下次开机时数码便自动的接续下去,不会发生差错。(上海锁厂工人王福宝 孙大余等)