Защитное устройство рабочей зоны пресса

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU „„1216548 (51) 4 Р 16 Р 3/14

ВСЕГО !3". 11

113 .," 13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3765488/25-27 (22) 09.07.84 (46) 07.03.86. Бюл. ¹ 9 (7 1) Экспериментальный научноисследовательский институт кузнечнопрессового машиностроения (72) Э.В. Широков (53) 621.979.06 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1083023, кл. F 16 P 3/14, 1982. (54)(57) ЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО РАБОЧЕЙ ЗОНЫ ПРЕССА, содержащее задающий генератор импульсов, акустические излучатели и приемники, расположенные под углом к отражателям и образующие совместно с последними замкнутую трехсекционную защитную зону с каналом широкополосного усиления для каждой зоны, выполненным в виде многовходовой схемы И, широкополосного усилителя и триггера, являющегося выходом канала усиления, а также соединенные последовательно транзисторный ключ и исполнительное реле, связанное с системой управления прессом, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения надежности путем повышения помехозащищенности, оно снабжено распределителем импульсов каналов усиления двумя элементами ИЛИ, соединенными последовательно дополнительными триггером и элементом И, а также соединенными последовательно блоком нулевой защиты и элементом НЕ, при этом каждый из трех указанных каналов широкополосного усиления выполнен в виде четырех ждущих мультивибраторов, трех элементов НЕ, двух счетчиков, двух интеграторов, возбудителя радиоимпульсов, детектора, компаратора и дифференциатора, причем вход первого ждущего мультивибратора соединен с выходом задающего генератора импульсов, а выход соединен с входом распределителя импульсов, возбудителя радиоимпульсов, вход которого соединен с выходом распределителя импульсов каналов усиления, вход излучателя соединен с выходом возбудителя радиоимпульсов, на верхнем отражателе расположены в одной плоскости излучатель и приемник, а нижний отражатель закреплен на столе пресса, вход широкополосного усилителя соединен с выходом приемника, вход детектора соединен с выходом широкополосного усилителя, вход усилителя видеоимпульсов соединен с выходом детектора, второй ждущий мультивибратор своим входом . соединен с выходом усилителя видеоимпульсов, а входы многовходовой б схемы И соединены с выходами второго и четвертого ждущего мультивибраторов и второго и третьего элементов НЕ, вход первого счетчика соединен с выходом многовходовой схемы И, а вход второго счетчика соединен с выходом первого ждущего мультивибратора и с входом "Сброс" первого счетчика, вход первого интегратора соединен с выходом многовходовой схемы И и : входом "Сброс" второго счетчика, вход триггера соединен с выходом первого интегратора, вход которого связан с выходом многовходовой схемы И, вход

1216548 третьего ждущего мультивибратора соединен с выходом задающего генератора импульсов и с входом первого ждущего мультивибратора, вход дифференциатора соединен с выходом третьего ждущего мультивибратора, вход четвертого ждущего мультивибратора соединен с выходом дифференциатора, а выход соединен с вторым входом многовходовой схемы И, вход второго элемента НŠ— с выходом третьего ждущего мультивибратора, а выход соединен с третьим входом многовходовой схемы И, вход второго интегратора соединен с выходом второго )кдущего мультивибратора и с первым входом многовходовой схемы И, а вход "Сброс" соединен с выходом

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкции защитных устройств оборудования для обработки давлением.

Целью изобретения является повышение надежности работы защитного устройства путем улучшения помехозащищенности схемы устройства.

На чертеже приведена блок-схема защитного устройства.

Устройство содержит задающий генератор 1 импульсов, распределитель 2 импульсов трех каналов усиления, первый ждущий мультивибратор 3, вход которого соединен с выходом задающего генератора 1 импульсов, а выход соединен со входом распределителя 2 импульсов, возбудитель 4 радиоимпульсов„ вход которого соединен с выходом распределителя 2 импульсов, излучатель

5, вход которого соединен с выходом возбудителя 4 радиоимпульсов, приемник 6, верхний отражатель 7 с расположенными на нем в одной плоскости излучателем 5 и приемником 6, нижний отражатель 8, закрепленный на столе пресса (не показан), широкополосный усилитель 9, вход которого соединен с выходом приемника

6, детектор 10, вход которого з адающе го генератора импульсов, вход компаратора соединен с выходом второго интегратора, выход которого связан с входом третьего элемента НЕ, выход которого соединен с четвертым входом многовходового элемента И, выход триггера соединен с одним из входов дополнительной многовходовой схемы И, выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которой соединен с входом "Запрет" транзисторного ключа, а второй вход — с выходом первого элемента HF. второй вход транзисторного ключа соединен с выходом дополнительного триггера, вход которого соединен, с выходом дополнительной схемы И. соединен с выходом широкополосного усилителя 9, а выход связан с усилителем 11 видеоимпульсов, вход которого соединен с выходом детек5 тора 10, второй ждущий мультивибратор 12, вход которого соединен с выходом усилителя 11 видеоимпульсов, многовходовую схему И 13, первый вход которой соединен с выхо1О дом второго ждущего мультивибратора 12 и два счетчика 14 и 15 (несинхронизированные двоичные счетчики с емкостью Р-2). Вход счетчика 14 соединен с выходом схемы 13, а вход счетчика 15 связан с выходом первого счетчика ждущего мультивибратора 3 и с входом "Сброс" первого счетчика 14.

Схема также содержит первый ин20 тегратор 16, вход которого соединен с выходом многовходовой схемы И 13 и с входом "Сброс" второго счетчика

15, триггер 17, вход которого соединен с выходом первого интегратора 16, третий ждущий мультивибратор 18, вход которого соединен с выходом задающего генератора 1 импульсов и с. входом первого ждущего мультивибратора 3, дифференциатор

ЗО 19, вход которого соединен с выходом третьего ждущего мультивибрато1216548

55 ра 18, четвертый ждущий мультивибратор 20, вход которого соединен с выходом дифференциатора 19, а выход соединен с вторым входом многовходовой схемы И 13, второй элемент НЕ

21, вход которого соединен с выходом третьего ждущего мультивибратора 18, а выход соединен с третьим входом многовходовой схемы И 13, второй интегратор 22, вход которого соединен с выходом второго ждущего мультивибратора 12 и с первым входом многовходовой схемы И 13 а вход "Сброс" соединен с выходом задающего генератора 1 импульсов, компаратор 23, вход которого соединен с выходом второго интегратора

22, третий элемент НЕ 24, вход которого соединен с выходом компаратора 23, а выход соединен с четвертым входом многовходовой схемы И 13. Выход триггера 17, т.е. канала усиления, соединен с одним из входов дополнительной многовходовой схемы И 25, другие входы которой связаны с выходами других каналов усиления. Выходы первого и второго счетчиков 15 и 14 соединены с входами первой схемы ИЛИ 26, выход которой соединен с первым входом второго элемента ИЛИ 27, выход которой соединен с входом "Запрет" транзисторного ключа 28, а второй вход соединен с выходом первого элемента НЕ 29, вход которой соединен с выходом блока 30 нулевой защиты, выход транзисторного ключа 28 связан с исполнительным реле 31, а второй вход соединен с выходом дополнительного триггера 32, вход которого соединен с выходом дополнительной многовходовой схемы И 25.

Устройство работает следующим образом.

Задающий генератор 1 (блокинггенератор) вырабатывает импульсы напряжения (длительностью 3 мкс, с частотой следования 35 Гц), которые через первый ждущий мультивибратор 3 и распределитель 2 импульсов запускают возбудитель 4 радиоимпульсов. Возбудитель 4 радиоимпульсов выполнен по схеме автогенератора с трансформаторной обратной связью и работает в жестком режиме возбуждения с прерывистой генерацией. Частота заполнения импульсов

45 возбудителя 4 соответствует резонансной частоте излучателя 5.

Радиоимпульсы возбудителя 4 (длительностью 20 мкс) поступают на акустический излучатель 5 (пьезовибратор) и возбуждают его. Излучатель 5 посылает ультразвуковые импульсы в направлении приемника 6.

Многократно отраженные от нижнего 8 и верхнего 7 отражателей ультразвуковые импульсы образуют защитную зону и воспринимаются приемником 6.

Приемник 6 принимает отраженные сигналы, которые поступают на широкополосный усилитель 9, продетектированные детектором 10 и усиленные усилителем 11 видеоимпульсы, сформированные вторым ждущим мультивибратором 12, поступают на первый вход многовходовой схемы И 13.

Напряжение на второй вход многовходовой схемы И 13 поступает с выхода четвертого ждущего мультивибратора 20, формирующего импульсы с регулируемой длительностью по времени, равной ширине видеоимпульса (или несколько больше), поступающего от задающего генератора 1 через третий ждущий мультивибратор

18 с регулируемой длительностью импульс;. (для закрытия канала усиления до прихода видеоимпульса от задающего генератора l импульсов) и дифференциатор 19. Напряжение на третий вход многовходовой схемы И 13 поступает от третьего ждущего мультивибратора 18 через второй элемент НЕ 21.

На выходе многовходовой схемы И

13 видеоимпульсы появляются только при наличии напряжений на всех четырех его входах.

С выхода многовходовой схемы И

13 видеоимпульсы поступают на первый вход первого счетчика 14 и одновременно на вход "Сброс" второго счетчика 15, а также на вход первого интегратора 16.

При определенной величине напряжения на входе первого интегратора 16 (через 5-6 видеоимпульсов) опрокидывается триггер 17 (Шмитта), который подготавливает дополнительную многовходовую схему И 25 к включению. Если напряжение подается на все три входа дополнительной многовходовой схемы И 25 (количество входов дополнительной многовходовой

1216548

Ь схемы И 25 определяется количеством защищаемых зон пресса и каналов усиления, в данном случае — три), то видеоимпульсы переключают дополнительный триггер 32, он опрокидывается и подготавливает к открытию транзисторный ключ 28. При этом, если на вход "Запрет" транзисторного ключа

28 не подается запрещающий сигнал с выхода первого элемента ИЛИ 26 или блока 30 нулевой защиты, то исполнительное реле 31 включается и своими контактами подает команду в схе»у управления на разрешение включения пресса.

Если ультразвуковые акустические лучи защитной зоны не перекрыты рукой оператора или посторонним предмс-том, то первый импульс, поступающий от задающего генератора 1 через первый ждущий мультивибратор 3 на вход второго счетчика 15, запоминается. Этот же импульс, пройдя через излучатель 5, защитную зону, образованную отражателями 7 и 8, приемник 6, широкополосный усилитель 9, детектор 10, усилитель 11 видеоимпульсов, второй ждущий мультивибратор 12 и многовходовую схему И 13, подается на вход первого счетчика 14, запоминается и одновременно подается на вход "Сброс" второго счетчика 15, сбрасывая его

B HcxopHoe сОстояние, IlpH кОтОрО» на выходах триггеров обеих счетчиков 14 и 15 записаны нули. Второй импульс напряжения от задающего генератора 1 производит аналогичное действие (счетчик 14 устанавливается в исходное состояние, а счетчик 15 запоминает единицу). При этом на выходах счетчиков 14 и 15 напряжения нет (напряжение на их выходах появляется только после подачи на вход любого из них двух импульсов подряд) и через первый и второй элемент ИЛИ 26 и 27 соответственно на вход "Запрет" транзисторного ключа 28 не подается сигнал запрета, транзисторный ключ 28 открывается и включает исполнительное реле 31, которое дает разрешение на включение пресса.

Если часть ультразвуковых акустических лучей защитной эоны перекрыта рукой оператора или посторонним предметом, то от первого импульса напряжения задающего генератора 1

10 !

50 не происходит сброс второго счетчика 15 в исходное состояние (счетчик !5 предварительно уже запомнил один импульс напряжения) и второй импульс, подаваемый на вход второго счетчика 15, запоминается и на его выходе появляется импульс напряжения, который через первый и второй элементы ИЛИ 26 и 27 соответственно закрывает транзисторный ключ 28, а исполнительное реле 31 обесточивается и отключает пресс. При выведении руки оператора или постороннего предмета из защитной зоны схема защитного устройства приходит в исходное состояние и в электросхему пресса подается разрешающий сигнал только после повторного нажатия электрической педали пресса и включения блока 30 нулевой защиты, который через первь|й элемент НЕ 29 и второй элемент ИЛИ 27 снимает напряжение с входа 1 Запрет" транзисторного ключа 28, Введение схемы нулевой защиты позволяет обеспечить выполнение требования стандарта СЭВ.

При нарушении защитной зоны и последующем ее восстановлении блок нулевой защиты обеспечивает пуск защитного устройства только после нового включения пускового элемента, например кнопок или электрической педали пресса).

Третий ждущий мультивибратор 18, дифФеренциатор 19, четвертый ждущий мультивибратор 20 и второй элемент НЕ 21 служат для повышения помехозащищенности устройства, При наличии импульсных помех на входе приемника 6 от посторонних источников излучения помехи в виде импульсов напряжения не проходят через многовходовую схему И до тех пор, пока на ее третий вход не будет подано напряжение с выхода второго элемента НЕ 21. Напряжение на выходе .второго элемента НЕ 21 появится только в момент поступления видеэимпульса от задающего генератора 1 на первый вход многовхоцовой схемы И 13.

Вероятность появления импульсной помехи на первом входе многовходовой схемы И 13 с заданной частотой (35 Гц) в точно заданное время, равное времени прохождения импульса от задающего генератора 1 через

1216548 излучатель 5, защитную зону, приемник 6, практически нереальна. При наличии непрерывных импульсных помех на входе приемника 6 они поступают одновременно с выхода второго ждущего мультивибратора 12 на вход второго интегратора 22 и через компаратор 23 и третий элемент НЕ

24 на четвертый вход многовходовой схемы И 13.

Напряжение на выходе третьего элемента НЕ 24 и, следовательно, на четвертом входе многовходовой схемы И 13 пропадает и многовходовая схема И 13 перестает пропускать видеоимпульсы от задающего генератора 1. Как только на вход "Сброс" второго счетчика 15 перестанут поступать импульсы, на его выходе (после второго импульса от задающе- . го генератора 1) появляется напряжение, поступающее на второй вход первого элемента ИЛИ 26. С выхода первого элемента ИЛИ 26 напряжение через второй элемент ИЛИ 27 поступает на вход "Запрет" транзисторного ключа 28. Ключ 28 закрывается, отключается реле 31 и в электросхему пресса подается сигнал, запрещающий ход пресса.

Устройство выполнено на три секции защитной зоны, обеспечивающие защиту рабочей эоны пресса с трех сторон (при необходимости увеличить чиспо секций до требуемого количества).

Второй интегратор 22 сбрасывается на ноль после каждого импульса задающего генератора 1, поступающего на его вход "Сброс".

Каналы усиления второй и третьей защитных зон пресса имеют анало1р гичное схемное исполнение и работают аналогично первому каналу усиления (приведенному на чертеже).

Устройство свободно от влияния световых, электромагнитных и аку15 стических помех.

Сдвиг во времени ультразвуковых импульсов, посылаемых излучателем, их прием в строго определенное, заданное для каждого канала усиления

20 время, а также возможность включения устройства только в момент поступления излучаемого ультразвукового имгульса на вход приемника существенно повышает надежность

25 защиты.

Устройство может быть использовано для защиты рабочей эоны прессов, гильотинных ножниц, литьевых машин и другого технологического. обоЗО рудования, имеющего большую рабочую зону °

Эффективность использования устройства обусловлена повышением надежности его работы, а следовательно, и безопасности обслуживания оборудования.

1216548

Ь -уа Ь- оу

Составитель В. Стоколов

Техред З,,Палий Корректор М. Самборская

Редактор А. Воровин

Заказ 984/46

Тираж 652 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4.Ф& пнпх g y ижю у