Система управления пневматическим приводным молотом

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСЙУЬЛИН

ЫВ В 21 J 7 2Ц

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHGNIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21} 3"34923/25-27 (22) 1а,05.82 (46 ) 3О.О7,83. Ьюл. И 28 (72 ) 8. В. Косоговкий, B. Я. Батуркин, E. Й..волков, 6. С, Татарков и B. А, Филиппов (71) Воронежское производственное объединение по выпуску кузнечно-прессового оборудования им. И.. И. Калинина (>3) 621 97-У(аЫ.Ц) (5b) 1. Авторское свидетельство СССР

М 258098, кл. 8 21 J 7!2Й, 1971 (прототип ), (ь ) (у ) систв1А упРАвления пнквиАтиЧЕСКИ11 ПРИВОДНЫИ ИОЛОТОИ, содержащая соединенные .с управляемь|м гидроцилиндром краны управления и датчик числа ударов, отличающаяся тем, что,. с целью повышения производительности и расширения технологических возможностей, она снабжена дросселирующим гидрораспределителем с. электромагнитом и электронныи устройством, выполненным в виде задатриков команд и численного значения команд, запоминающих устройств команд

:и численного значения команд, синхронизатора.управления запоминающими устройствами, схемы сравнения, счетчика с его блоком управления, блоков выдержек времени, эталонных напряжений и выбора режимов работы, усилителя аналоговых сигналов, а также элемента ИЛИ, и датчиков положения поршней рабочего и компрессорного цилиндров, при этом выход усилителя аналоговых сигналов соединен с электромагнитом дросселирующего гидрораспределителя, выходы которого подключены к полостям управляемого гидроцилиндра, входы запоминающего устройства команд соединены — один с задатчиком команд, другой - с синхронизатором управления запоминающими устройствами, а выходы запоминающего устройства команд соединены соответственно с элементом ИЛИ, блоком управления счетчиком и блоком выбора режимов работы, другие входы которого подключены к блоку ручного управления, датчику положения поршня компрессорного цилиндра, схеме сравнения и блоку эталонных напряжений, а выходы подключены - один к блоку синхронного управления запоминающими устройствами, другой - к положительному входу усилителя аналоговых сигналов, отрицательный вход которого подкпючен к датчику положения поршня управляемого гидроцилиндра, причем входы запоминающего устройства числа команд соединены один с задатчиком численного значения команд, а другой - с синхронизатором управления запоминающими устройствами, а выход подключен к схеме сравнения, другой вход которой подсоединен к выходу счетчика, -вход которого соединен с выходом блока управления счетчиком, входы которого соединены с блоком выдержек времени, элементом ИЛИ и датчиком числа ударов.

1031618

Изобретение относится к машиностроению,в частности к системам управления оборудованием для обработки металлов давлением.

Известна система управления пневматическим приводным молотом, содержащая соединенные с управляемым гидроцилиндром краны управления и датчик числа ударов (11.

Известная система управления молотом обладает недостатками, обусловленными потерями времени на перестройку режимов работы, что сниж т его производительность, и огоаниченными технологическими возможностями, Цель изобретения — повышение производительности и расширение технологических возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что система управления пневматическим приводным молотом, содержащая соединенные с управляемым гидроцилиндром краны управления и датчик числа ударов, снабжена дросселирующим гидрораспределителем с электро- . магнитом и электронным устройством, выполненным в виде задатчиков команд и численного значения команд, запоминающих устройств команд и численного значения команд, синхронизатора управления запоминающими устройствами, схемы сравнения, счетчика с его блоком управления, блоков выдержки времени, эталонных напряжений и выбора режимов работы, уси, лителя аналоговых сигналов, а также элемента ИЛИ и датчиков положения поршней рабочего и компрессорного цилиндров, при этом выход усилителя аналоговых сигналов соединен с электромагнитом дросселирующего гидрораспределителя, выходы которого подключены к полостям управляемого гидроцилиндра, входы запоминающего устройства команд соединены - один с задатчиком команд, другой - с синхронизатором управления запоминающими устройствами,а:выходы запоминающего устройства команд соединены соответственноо с элементом ИЛИ, блоком управления счетчиком и блоком выбора режимов работы, другие входы которого подключены к. блоку ручного управления, датчику положения поршня компрессорного цилиндра, схеме сравнения и блоку эталонных напряжений, а выходы подключены — один к блоку синхронного управления запоминающи10

45 ми устройствами, другой - к положительному входу усилителя аналоговых сигналов, отрицательный вход которого подсоединен к датчику положения поршня управляемого гидроцилиндра, причем входы запоминающего устройства числа команд соединены один с задатчиком численного значения команд, а другой - с синхронизатором управления запоминающими устройствами, а выход подключен к схеме сравнения, другой вход которой подсоединен к выходу счетчика, вход которого соединен с выходом блока управления счетчиком, входы которого соединены с блоком выдержек времени, элементом ИЛИ и датчиком числа ударов.

На фиг.1 показан пневматический приводной молот, общий вид; на фиг. 2 - функциональная схема устройства электронногэ управления молотом.

Пневматический молот содержит станину 1 с рабочим 2 и компрессорным 3 цилиндрами и расположенными в них соответственно поршнем с бабой 4 и компрессорным поршнем 5, связанным с поршнем 6. Молот также снабжен атмосферным краном 7, кранами 8 и 9 управ.ления, связанными между собой посредством рычагов 10, 11 и тяги 12.

Тяга 12 шарнирно связана со штоком

13 поршня 14, имеющего контршток 1 диаметры штока 13 и контрштока 15 равны), и установленных в управляемом гидроцилиндре 16, который шарнирно закреплен на опоре 17. Полости 18 и

19 управляемого гидроцилиндра 16 трубопроводами связаны с дросселирующим гидрораспределителем 20, с электромагнитом 21, Распределитель 20 питается от гидроагрегата 22.

В рабочем цилиндре 2 размещен датчик 23 числа ударов. В компрессорном цилиндре 3 размещен датчик 24 положения компрессорного поршня 5. Датчик

25 контролирует положение поршня 14 управляемого гидроцилиндра 16.

1.

Молот также содержит электронное устройство управления, выполненное в виде задатчика 26 команд и задатчика 27 численного значения команд, предназначенных для задания программы работы молота, запоминающего устройства 28 команд и запоминающего устройства 29 числа команд, предназначенных для длительного хранения программы работы молота, синхронизатора 30 управления запоминающими

1031618 устройствами позволяющего производить синхронную запись и считывание программы в запоминающих устройствах, схемы 31 сравнения чисел, обеспечи° вающей сравнение двух двоичных чисел от запоминающего устройства 29 числа команд и счетчика 32, который работает в режиме счета количества ударов и в режиме счета выдержки времени. Данные режимы обеспечиваются блоком 33 управления счетчиком 32, вход которого соединен с блоком 34 выдержек времени, формирующим временные импульсы. Блок 35 эталонных напряжений служит для формирования .напряжений, пропорциональных энергии удара молота, очередностью поступления которых через блок 36 выбора режимов работы на усилитель 37 аналоговых сигналов управляют сигналы запоминающего устройства 28 команд, Блок 36 выбора режимов работы устанавливает режим работы молота, управляет синхронизатором 30 управления запоминающими устройствами.

Усилитель 37 аналоговых сигналов предназначен для сравнения и усиления напряжений, поступающих от. блока

36 и датчика 25, контролирующего поло жение поршня 14 гидроцилиндра 16.

Элемент ИЛИ 38 служит для выдачи результирующего сигнала на блок 33 управления счетчиком, Блок 39 ручного управления предназначен для управления молотом в ручном режиме.

Датчик 23 количества ударов предназначен для выдачи импульсов на счетчик 32.

На фиг. 1 обозначены команда К11конец программы, команда BB - выдержка времени, число А(Аl) двоичный код на выходе запоминающего устройства 29 чисел, число В(В1)- двоичный код на выходе счетчика 32, С вЂ” счетный вход счетчика 32, К - вход установки в нуль счетчика 32, отрицательный вход усилителя 37 анавоговых сигналов, "+" - положительный вход усилителя 37 аналоговых сигналов.

Молот имеет возможность работать

s режимах "Холостой ход", "Удержавочный", "Автомат".

В режиме "Холостой ход" молот работает следующим .образом.

Атмосферный кран 7 находится в положении "Открыто", воздух из комп5

55 рессорного цилиндра 3 при возвратно.поступательном движении компрессорного поршня 5 через систему каналов (не показано) поступает в атмосферу, при этом баба находится в нижнем положении. Электронное устройство управления молотом отключено.

В режиме "Удержание бабы на весу" атмосферный кран 7 находится в положении "Закрыто", при этом воздух под давлением через систему каналов (не показано ) из компрессорного цилиндра

3 поступает в рабочий цилиндр 2, удерживая бабу 4 в верхнем положении.

Поршень 14 установлен в крайнее положение подачей сигнала на электромагнит 21 от блока 39 ручного управления. Блок 36 выбора режимов работы находится в положении "Ручной".

В режиме "Ручной" молот работает на автоматических ходах с различной энергией ударов. При этом баба 4 совершает возвратно-поступательные перемещения"сообразно с перемещениями:компрессорного поршня 5.

Воздух из компрессорного цилиндра 3 в рабочий цилиндр 2 поступает через краны 8 и 9 управления, установку которых в необходимое положение осуществляет поршень 14 посредством штока 13. Величина энергии удара зависит от величины открытия кранов

8 и 9 управления, т.е.-от положения поршня 14, что определяется величи.ной подачи жидкости в полости 18 и 19 управляемого гидроцилиндра

16, что, в свою очередь, oripeделяется сигналом, поступающим на электромагнит 21 от блока 39 ручного управления через блок 36 выбора режимов работы и усилитель 37 аналого.вых сигналов. Управление положением поршня 14 осуществляется от подачи или рукоятки, входящих в состав блока 39 ручного управления, выходной сигнал которого через блок 36 выбора режимов работы поступает на положительный вход усилителя 37 аналоговых сигналов, на отрицательный вход которого поступает аналоговый сигнал от датчика 25 положения поршня 14, Выходной сигнал усилителя 37 аналоговых сигналов управляет электромагнитом 21

Задание программы выполняется в режимах "Холостой ход" или "Удержаwe бабы на весу" следующим образом.

По технологической карте изготовления детали с задатчика 26 команд и, задатчика 27 числовых значений ко1031

5 манд оператор задает в память запоминающего устройства 28 команд запоминающего устройства 29 числа команд программу обработки детали.При этом синхронизатор 30 управления за- > поминающими устройствами выдает сигнал синхронного управления íà запоминающее устройство 28 команд и запоминающее устройство.;-29 числа команд, В режиме "Запись" блок 36 блокирует 10 выдачу сигнала управления на электромагнит 21.При этом поршень 14 находится в верхнем положении. Программа оператором записывается в запоминающее устройство 28 команд и запоминающее устройство 28 команд в виде кадров обработки, состоящих из команд "Совместная обработка" с ее численным значением величины энергии удара и числа ударов. "Выдерж- 20 ка времени" и ее значений определяется временем между серией ударов с различной энергией. Максимальное ко личество "Кадров обработки" в программе определяется объемом памяти за- >5 поминающих устройств 28 и 29.

Примерная программа обработки де- тали из пяти кадров следующая: 1 кадрС02, 3 5, ВВ3; 2 кадр — С02, Э 16, ВВ1,; 3 кадр - СО2, Э 99, ВВ5;4 кадр- зо

С02, Э 3, BS12; 5 кадр - С03, 3 5, ВВЗ, где С0 - совместная обработка команд в кадре;

Э...3 - энергия удара молота;

ВВ - выдержка времени;

КП - конец программы;

В этой программе l кадр - совместная обработка двух команд, а именно: 5 ударов с энергией удара 40 величиной Эl, после чего выдержка времени 3 единицы времени, которые определяются блоком 33 выдержек времени;

2 кадр - совместная обработка двух команд, а именно: 16 ударов с энергией удара величиной Э и выдержка времени 1 единица и т.д.;

5 кадр - совместная обработка трех команд, а именно: 5 ударов с энергией удара величиной Э1, выдержка времени 3 единицы, конец программы. режим "Кадр" характерен тем,что молот обрабатывает один выбранный 55 кадр из ранее записанной программы, т.е. он наносит запрограммированное количество ударов с ранее запрогра618 мированной энергией удара. Затем баба удерживается в верхнем положении. Величина энергии удара зависит от величины открытия проходных сечений кранов 8 и 9 управления, что зависит от положения поршня 14, т .е . от величины объема жидкости в полостях 18 и 19 гидроцилиндра 16. Пос- леднее определяется величиной напряжения, поступающего с блока 35 эталонных напряжений через блок 36 выбора режимов работы, на положительный вход усилителя 37 аналоговых сигналов, на отрицательный вход которого поступает сравнивающее напряжение с датчика 25 положения поршня 14, а результирующее напряжение усилителя 37 аналоговых сигналов управляет электромагнитом 21.

В режиме "Кадр" молот работает следующим образом.

Управляющий сигнал с выхода блока 36 выбора режимов работы переводит синхронизатор 32 управления запоминаюцМми устройствами в режим считывания с запоминающих устройств ?8 и

29. Команда энергии выбранного кадра в виде двоичного кода поступает на вход блока 35 эталонных напряжений, где преобразуется в аналоговое напряжения, которое через блок 36 выбора работы при нажатии на нем кнопки "Пуск" (не показано) и при наличии компрессорного поршня 5 в

;нижнем положении, что Фиксируется сигналом с датчика 24 положения, поступает на положительный вход усилителя 37 аналоговых сигналов.

Датчик 24 положения установлен таким образом, что учитывается время срабатывания электрических устройств и установки поршня 14 в необходимое положение. Это опережение .необходимо для того, чтобы в моменту начала движения компрессорного поршня 5 вверх (для совершения удара бабы 4 ) .он находился в нижней точке компрессорного цилиндра 3, а краны 8 и 9 управления были открыты на необходимую величину проходного сечения в соответствии с программируемой энергией удара. На выходе усилителя 37 аналоговых сигналов появляется результирующее напряжение, которое поступает на электромагнит 21. Последний обеспечивает подачу жидкости от гидроагрегата 22 через дросселирующий распределитель 20 в полость 19

7 103161 и слив жидкости иэ полости 19 гидро- цилиндра 16, чем обеспечивается перемещение поршня 1ч, штока 13 и соответствующий .поворот кранов 8 м 9 управления. Перемещение поршня 14 иэ исходного верхнего положения осущест- . вляется до тех пор, пока напряжение с выхода датчика 25 положения, поступающее на вход усилителя 37 аналоговых сигналов, станет равным 1О напряжению блока 35 эталонных напряжений, что определяется запрограммированной энергией удара, Синхронно с командой запоминающего устройства

28 команд на выходе запоминающего 15 устройства 29 чисел команд появляется численное значение команды, заданное количество ударов которой в виде двоичного кода (число А ) поступает на схему 31 сравнения, на дру- 20 гие входы которой также в виде двоичного кода (число В ) поступают сигналы о состоянии разрядов счетчика 32.

При считывании команды энергии с запоминающего устройства 28 команд на 25 выходе элемента ИЛИ 38 появляется сигнал, который через блок 33 управления счетчиком поступает на счетный вход счетчика 32 и подключает датчик 23 количества ударов, импульсы которого считываются со счетчика

32. Датчик 23 количества ударов выдает сигнал при прохождении поршня бабы 4. При равенстве чисел А и В на выходе схемы 31 сравнения появляется сигнал, который обнуляет счет— чик 32, запрещает прохождение аналогового напряжения от блока 35 эталонных напряжений на положительный вход усилителя аналоговых сигналов, переводит запоминающее устройство 28 и 29 через синхронизатор 30 управления запоминающими устройствами к считыванию следующей команды кадра (выдержки времени ). Разбаланс 45 напряжений сравнения и усиления аналоговых напряжений на входах усилителя 37 приводит к появлению на его выходе напряжения, которое обеспечивает. возвращение поршня 1ч

50 управляемого гидроцилиндра 16 в исходное положение, что соответствует удержанию бабы 4 на весу, В это время команда с выхода запоминающего устройства 28 через блок 33 управления счетчиком на счетный вход

8 8 счетчика 32 подключает блок 34 выдержек времени. Синхронно с командой "Выдержка времени" с выхода запоминающего устройства 29 ее численное значение в виде двоичного кода поступает на схему 31 сравнения (число А1), на вторые входы которой с выхода счетчика 32 также в виде двоичного кода поступает текущее значение времени выдержки (число В1).

При условии Al u В1 на выходе схемы

31 сравнения появится сигнал, который переведет блок 36 выбора режимов работы в режим "Останов". Повторная работа молота возможна при очередном .нажатии кнопки "Пуск" (не показана ) блока 36 выбора режимов работы. Режим "Одиночный" характерен тем, что молот выполняет все записанные кадры программы один раэ, и по приходе команды "Конец программы" с запоминающего устройства 28 блок 36 выбора режимов .работы переходит в режим "Останов", и баба 4 удерживается s верхнем положении, В остальном работа молота аналогична его работе в режиме "Кадр".

Повторная работа молота возможна при очередном нажатии кнопки "Пуск" блока 36 выбора режимов работы.

Режим "Автомат" характерен тем, что . олот все записанные кадры программы выполняет многократно. Останов молота осуществляется выработкой запрещающего сигнала блоком 36 выбора режимов работы от кнопки

"Стоп" (не показано). Если необходимо продолжать работу молота, то вновь нажимают кнопку "Пуск", и молот выполняет очередную команду после прерванной.

Таким образом, обеспечивается значительное расширение функциональных возможностей, в части изготовления на нем поковок по заранее разработанной программе, повышается возможность автоматизации процесса КоВ ки, повышается стабильность технологического процесса и производительность.

Эффективность использования молота достигается за счет повышения производительности путем сокращения времени на перестройку режимов, а также расширения технологических возможностей молота. 033618

1а31618

Составитель B.Ñòoêîëoâ

Редактор И,Ковальчук Техред А.Бабинец Корректор А. Повх

Заказ 5277/11 Тираж 686 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4