Устройство управления механизмом укладки провода в намоточных станках

 

.1. УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ МЕХАНИЗМОМ УКЛАДКИ ПРОВОДА В НАМОТОЧНЫХ СТАНКАХ, содержащее датчик угла наклона провода, блок логической обработки сигнала датчика угла наклона провода, генератор тактовых импульсов , датчик углового положения шпинделя станка, задатчик направления движения проводоукладчика, счетчик и коммутатор , подключенный к исполнительному механизму реверсивного привода проводоукладчика , отличающееся тем, что, с целью повышения точности управления за счет обеспечения коррекции шага укладки независимо от диаметра провода, оно имеет блок опроса датчика угла наклона провода и счетнорешающий блок, подключенный к входу коммутатора , а датчик угла наклона провода выполнен в виде матричного оптрона, причем генератор тактовых импульсов соединен с входом блока опроса датчика угла наклона провода и первыми входами счетно-решаюшего блока и блока логической обработки сигнала датчика угла наклона провода, вторым и третьим входами подключенного к соответствующим строкам матричного оптрона, столбцы которого соединены с соответствующими входами блока опроса датчика угла наклона провода, при этом первый выход задатчика направления движения проводоукладчика связан с четвертым входом блока логической обработки сигнала датчика угла наклона провода и вторым входом счетно-решаюшего блока, а второй выход задатчика направления движения проводоукладчика подключен 9 к пятому входу блока логической обработки сигнала датчика угла наклона провода, соединенного выходом с вводом счетчика, выход которого связан с третьим входом счетно-решающего блока, вторым выходом подключенного к входам сброса счетчика и блока опроса датчика угла наклона провода . 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что датчик углового положения щпинделя станка подключен к четвертому входу 00 счетно-решающего блока. ел о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4<5Р В 65 Н 8!/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3561664/28-12 (22) 09.03.83 (46) 15.01.85. Бюл. № 2 (72) В. В. Дорофеев, К. П. Таманов, А. А. Кирьянов,.М. С. Рипс, В. Б. Гринштейн и А. А. Агеев (53) 683.52 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 1020339, кл. В 65 Н 81/00, 1982. (54) (57),1. УСТРОЛСТВО УПРАВЛЕНИЯ

МЕХАНИЗМОМ УКЛАДКИ ПРОВОДА

В НАМОТОЧНЫХ СТАНКАХ, содержащее датчик угла наклона провода, блок логической обработки сигнала датчика угла наклона провода, генератор тактовых импульсов, датчик углового положения шпинделя станка, задатчик направления движения проводоукладчика, счетчик и коммутатор, подключенный к исполнительному механизму реверсивного привода проводоукладчика, отличающееся тем, что, с целью повышения точности управления за счет обеспечения коррекции шага укладки независимо от диаметра провода, оно имеет блок опроса датчика угла наклона провода и счетнорешающий блок, подключенный к входу коммутатора, а датчик угла наклона провода выполнен в виде матричного оптрона, при„„SU 1134516 A чем генератор тактовых импульсов соединен с входом блока опроса датчика угла наклона провода и первыми входами счетно-решающего блока и блока логической обработки сигнала датчика угла наклона провода, вторым и третьим входами подключенного к соответствующим строкам матричного оптрона, столбцы которого соединены с соответствующими входами блока опроса датчика угла наклона провода, при этом первый выход задатчика направления движения проводоукладчика связан с четвертым входом блока логической обработки сигнала датчика угла наклона провода и вторым входом счетно-решающего блока, а второй выход задатчика направления движения проводоукладчика подключен к пятому входу блока логической обработки сигнала датчика угла наклона провода, соединенного выходом с входом счетчика, выход которого связан с третьим входом счетно-решающего блока, вторым выходом подключенного к входам сброса счетчика и блока опроса датчика угла наклона провода.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что датчик углового положения шпинделя станка подключен к четвертому входу счетно-решающего блока.

1134516

Изобретение относится к устройствам управления механизмом укладки провода и коррекции шага намотки и может быть использовано в намоточных станках для электротехнической и приборостроительной промышленности

Известно устройство управления механизмом укладки провода в намоточных станках, содержащее датчик угла наклона провода, блок логической обработки сигнала датчика угла наклона провода, генератор тактовых импульсов,. датчик углового положения шпинделя станка, задатчик направления движения проводоукладчика, счетчик и коммутатор, подключенный к исполнительному механизму реверсивного привода проводоукладчика (1) .

Недостатками известного устройства являются необходимость установки вручную основного шага, определения и установки шага коррекции, что снижает точность управления.

Цель изобретения — повышение точности управления за счет обеспечения коррекции шага укладки независимо от диаметра провода.

Поставленная цель достигается тем, что устройство управления механизмом укладки провода в намоточных станках, содержащее датчик угла наклона провода, блок логической обработки сигнала датчика угла наклона провода, генератор тактовых импульсов, датчик углового положения шпинделя стан- 30 ка, задатчик направления движения проводоукладчика, счетчик и коммутатор, подключенный к исполнительному механизму реверсивного привода проводоукладчика, имеет блок опроса датчика угла наклона провода и счетно-решающий блок, подключенный к входу коммутатора, а датчик угла наклона провода выполнен в виде матричного оптрона, причем генератор тактовых импульсов соединен с входом блока опроса датчика угла наклона провода и первыми входами 40 счетно-решающего блока и блока логической обработки сигнала датчика угла наклона провода, вторым и третьим входами подключенного к соответствующим строкам матричного оптрона, столбцы которого соединены с соответствующими входами блока 45 опроса датчика угла наклона провода, при этом первый выход задатчика направления движения проводоукладчика связан с четвертым входом блока логической обработки сигнала датчика угла наклона провода и вторым входом счетно-решающего блока, а второй выход задатчика направления движения проводоукладчика подключен к пятому входу блока логической обработки сигнала датчика угла наклона провода, соединенного выходом с входом счетчика, SS выход которого связан с третьим входом счетно-решающего блока, вторым выходом подключенного к входам сброса счетчика и блока опроса датчика угла наклона провода.

Датчик углового положения шпинделя станка подключен к четвертому входу счетно-решающего блока.

На фиг. 1 представлена электрическая схема устройства; на фиг. 2 — датчик угла наклона провода.

Устройство содержит датчик 1 угла наклона провода, блок 2 логической обработки сигнала датчика угла наклона провода, генератор 3 тактовых импульсов, датчик 4 углового положения шпинделя станка задатI чик 5 направления движения проводоукладчика, счетчик 6, коммутатор 7, подключенный к исполнительному механизму 8 реверсивного привода проводоукладчика, блок 9 опроса датчика угла наклона провода и счет но-решающий блок 10, подключенный к входу коммутатора 7. Датчик 1 угла наклона провода выполнен в виде матричного оптрона и состоит из фотодиодной матрицы

11 и светодиодной матрицы 12, подключенных к источнику 13 питания. Матрицы 11 и

12 размещены с противоположных сторон от траектории движения наматываемого провода.

Блок 2 логической обрабо" хи сигнала датчика угла наклона провода одержит инверторы 14 и 15, элементы И l6, 17, 18 и 19, триггеры 20 и 21 и элемент ИЛИ 22.

Задатчик 5 направления движения проводоукладчика включает триггер 23 и подключенные к его входам конечные выключатели 24 и 25, установленные в крайних положениях раскладки провода.

Блок 9 опроса датчика угла наклона провода выполнен в виде последовательно включенных счетчика 26 и дешифратора 27, выходы которого соединены с соответствующими столбцами фотодиодной матрицы !1.

Первая строка фотодиодной матрицы 11 подключена к входу инвертора 14, R-входу триггера 20 и первому входу элемента

И 17. Вторая строка фотодиодной матрицы

11 соединена с входом инвертора 15, R-входом триггера 21 и первым входом элемента И 16.

Выходы инверторов 14 и 15 связаны с. вторЫми входами элементов И соответственно 16 и 17. Третий вход элемента И 16 подключен к прямому выходу триггера 23 задатчика 5 и первому входу счетно-решающего блока 10. Третий вход -элемента

И 17 соединен с инверсным выходом тригге-. ра 23. Выходы элементов И 16 и 1? подключены к S-входам триггеров соответственно

20 и 21, прямые выходы которых соединены с первыми входами элементов И соответственно 18 и 19, вторые входы которых связаны с генератором 3 тактовых импульсов, входом счетчика 26 блока 9 опроса и синхронизирующим входом счетно-решающего блока 10. Выходы элементов И 18

1134516 и 19 подключены через соответствующие входы элемента ИЛИ 22 к входу счетчика 6.

Второй вход счетно-решающего блока 10 соединен с датчиком 4 углового положения шпинделя станка, а выход через коммутатор 7 — с исполнительным механизмом 8 реверсивного привода проводоукладчика.

Остальные входы счетно-решающего блока

10 связаны с соответствующими выходами счетчика 6, вход сброса которого подключен к входу сброса счетчика 26 блока 9 опроса и к синхронизирующему выходу счетнорешающего блока 10.

Устройство работает следующим обра,зом.

Перед включением устройства производят установку длины и направления укладки первого слоя намотки с помощью задатчика 5. После этого устанавливают синхронизирующие точки наматываемого изделия (например, ребра прямоугольной катушки) на датчике 4 углового положения шпинделя. После включения устройства происходит намотка провода на каркас. Например, в исходном положении провод находится у левой щечки и намотка происходит слева направо. В первый момент проводоукладчик неподвижен. В процессе намотки провод отклоняется и занимает положение, указанное на фиг. 2. При этом с помощью генератора 3 тактовых импульсов и блока 9 опроса датчика угла наклона провода происходит опрос вертикальных столбцов датчика 1 угла наклона провода (фотодиодной матрицы 11) . Опрос ведется всегда слева направо, т. е. от первого к последнему столбцу.

При движении наматываемый провод затеняет ячейки фотодиодной матрицы 11 в верхней и нижней строках. Допустим, что провод затенил ячейки с номером Х ниж. ней строки и ячейку с номером Х+ йверхней строки. Все ячейки в верхней и нижней строках расположены с одинаковым шагом

Расстояние между строками выбрано также кратное шагу t. т. е. h =At. Расстояние между затененными ячейками верхней и нижней строк по горизонтали будет

1= mt. Из фиг. 2 видно, что tax.= —,. Тогда, Х произведя преобразования, можйо записать tg a =А - m, т. е. tgC.= m, где m— разница между номерами затененных ячеек верхней и нижней строк фотодиодной матрицы. Из фиг. 1 и 2 видно, что m равно разности между номерами импульсов, опрашивающих столбцы фотодиодной матрицы

11 с номерами ячеек N и N+m. Таким образом, число импульсов, выработанное генератором 3 в период между опросом затененных ячеек верхней и нижней строк, пропорционально тангенсу угла наклона провода (код угла наклона провода).

Выделение числа m из последовательности импульсов опроса фотодиодной матрицы 1 происходит следующим образом.

Сигнал логической единицы с первой затененной проводом ячейки нчжней строки фотодиодной матрицы 11 поступает на первый вход элемента И 16, на других входах которого также имеются сигналы логической единицы — с выходов соответственно инвертора 14 и задатчика 5 (прямого выхода триггера 23, переключенного в единичное состояние конечным выключателем

24 в соответствии с заданным направлением движения проводоукладчика). Сигнал логической единицы на выходе элемента И 16 переключает триггер 20 в единичное состояние и разрешает прохождение импульсов

1 тактового генератора 3 через элементы И 18 и ИЛИ 22 на вход счетчика 6. При приходе сигнала логической единицы с первой затененной ячейки верхней строки датчика 1 уугла наклона провода он воздействует на вход триггера 20, переводит его в нуле ц вое состояние, и прохождение импульсов тактового генератора 3 на вход счетчика 6 прекращается. Таким образом, на выходе блока 2 логической обработки сигнала в процессе измерения угла наклона провода появляется последовательность импульсов, равная числу m. Эта последовательность импульсов запоминается оперативным запоминающим устройством, роль которого выполняет счетчик 6 импульсов.

Код угла наклона провода, записанный

30 в счетчике 6, считывается счетно-решающим блоком 10, который обрабатывает результаты измерений и вырабатывает команду на перемещение проводоукладчика. Эта команда передается через коммутатор 7 исполнительному механизму 8. Проводоукладчик перемещается со скоростью, определяемой отклонением провода в каждый момент времени, и в конце укладки витка устанавливает провод в положение, перпендикулярное оси намотки (т. е. шаг укладки провода

4р равен шагу намотки). Далее процесс повторяется до заполнения слоя намотки. При подходе к щечке каркаса срабатывает конечный выключатель 25 и реверсирует движение проводоукладчика. При этом первым поступает сигнал с затененной ячейки верх4 ней строки фотодиодной матрицы 11. Он воздействует на первый вход элемента И 17, на других входах которых также присутствует сигнал логической единицы соответственно с выхода инвертора 15 и инверсного выхода триггера 23 задатчика 5, который переключается в нулевое состояние при срабатывании конечного выключателя 25. Сигнал логической единицы на входе элемента И 17 переводит триггер 21 в единичное состояние и разрешает прохождение импуль55 сов ген:ратора 3 через элементы И 19 и

ИЛИ "2 на вход счетчика 6. При приходе сигнала логической единицы с первой затененной ячейки нижней строки триггер 21

1134516 переключается в нулевое состояние, и прохождение импульсов генератора 3 на выход блока 2 логической обработки сигнала прекращается. Счетчик 6 запоминает число импульсов, прошедшее через блок 2 логической обработки сигнала, и передает его в счетно-решающий блок 10.

Далее процесс управления происходит аналогично вышеописанному.

При укладке провода в определенную сторону, например слева направо, в случае рывка провода в противоположную сторону движение проводоукладчика не изменяется, так как сигналы с выхода задатчика

5 направления движения проводоукладчика воздействуют на входы одного из элементов И 16 или 17 блока 2 логической обработки сигнала (в зависимости от направления намотки), блокируя соответствующий канал управления.

Синхронизация работы всего устройства осуществляется счетно-решающим блоком 20

10, на вход Ф1 которого подаются импульсы тактового генератора 3. Первый импульс тактового генератора передается на выход синхронизации С счетно-решающего блока 10. Этот импульс воздействует íà R-входы счетчиков 6 и 26 и устанавливает их в нулевое состояние. Во время следующей серии и импульсов происходит запись в счетчик 6 числа m. Во время последующей серии импульсов счетно-решающий блок 10 считывает информацию из счетчика 6, обрабатывает ее, передает через коммутатор 7 на исполнительный механизм 8 и затем снова вырабатывает импульс синхронизации, который поступает на выход С. Датчик 4 углового положения привязывает работу устройства к характерным точкам катушки, 35 например, к ее ребрам. При прохождении ребра катушки датчик 4 углового положения вырабатывает импульс, который поступает на вход синхронизации Ф2 счетнорешающего блока 10. После поступления этого импульса счетно-решающий блок 10 выполняет команду безусловного перехода на начало операции измерения угла наклона провода, т. е. вырабатывает на выходе С импульс синхронизации.

При одновременном приходе сигналов с затененных ячеек верхней и нижней строк фотодиодной матрицы 11 элементы 16 и

17 блокируются инверторами .14 и 15 и импульсы тактового генератора 3 не поступают на вход счетчика 6, на выходах «1», «2», «4», «8» которого будут низкие логические уровни, что соответствует tg c = О и а = О.

После окончания процесса намотки готовое изделие снимается, а проводоукладчик возвращается в исходное положение.

При этом необходимо установить новый каркас и закрепить конец провода у его щечки. При нажатии кнопки «Исходное положение» (не показана) проводоукладчик начинает двигаться до тех пор, пока провод не затенит ячейки верхней и нижней строк датчика 1, принадлежащие одному столбцу и в счетчик не запишется нулевой код, при котором исполнительный механизм остановит проводоукладчик. Устройство находится в исходном положении и готово к намотке

Память счетно-решающего блока 10 обеспечивает определенную скорость движения проводоукладчика при рывке провода в противоположную сторону.

Использование предлагаемого устройства позволяет повысить точность укладки провода путем автоматического определения и поддержания шага намотки с учетом колебания диаметра провода.

1134516

1134516

ВЕРП7 ИнаЛЬНЫЕ угла наклон правление ооижения лю%ика лраФа1а

Гариьанпт альные ки датчика угла лона продода / -7иг. 2

Со ста в ител ь А. Мягко в

Редактор В. Ковтун Техред И. Верес Корректор С. Черни

Заказ 9866/20 Тираж 572 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3аП7 ЕНЕННаЯ яцейка нижнеи с с номером, N"

Затененная ячеика 5ерхнеи

// страни с номером „йт

След намать оаемаго прооода на соетацуосп7оиптельнои пооерхности датчика па наклона про8одц