Система программного управления подачей длинномерного материала в рабочую зону обрабатывающей машины

 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к средствам автоматизации листоштамповочного и отрезного оборудования. Целью изобретения является повьшение надежности функционирования и безопасности обслуживания путем, автоматической защиты при возможности нарушения информационного канала датчика величины подачи. IВ состав системы вх9дят последовательно соединенные задатчик 1 величины подачи, реверсивный счетчик 2 и командный блок 3, а также привод 5 подачи, датчик 6 величины подачи, подключенный к счетному входу реверсивного счетчика 2, кгаочевой блок 4, включенный, между командным блоком 3 и приводом 5 подачи, нереверсивный счетчик 7, генератор 8 импульсов, триггер 9, элемент 10 задержки , элемент НЕ 11, первый 12 - четвертый 15 элементы И, элемент ИЛИ 16 и резистор 17. Счетный вход (Л со 00 сд со со ND

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) 01) (д)) 4 С 05 В 19/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4019356/24-24 (22). 11.02.86 (46) 07.09.87. Бюл. № 33 (71) Научно-исследовательский институт автоматизации управления и производства (72) И.П.Капустник, А.И.Павлов и С.В.Суярко (53) 621.503.55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1009578, кл. В 21 D 43/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР № 378809, кл. G 05 В 19/19, 1971. (54) СИСТЕМА ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ

ПОДАЧЕЙ ДЛИННОМЕРНОГО МАТЕРИАЛА В

РАБОЧУЮ ЗОНУ ОБРАБАТЫВАЮЩЕЙ МАШИНЫ (57) Изобретение относится к области машиностроения, в частности к средствам автоматизации листоштамповочного и отрезного оборудования. Целью изобретения является повышение надежности функционирования и безопасности обслуживания путем автоматической защиты при возможности нарушения информационного канала датчика величины подачи. В состав системы входят последовательно соединенные задатчик 1 величины подачи, реверсивный счетчик 2 и командный блок 3, а также привод 5 подачи, датчик 6 величины подачи, подключенный к счетному входу реверсивного счетчика 2, ключевой блок 4, включенный. между командным блоком 3 и приводом 5 подачи, нереверсивный счетчик 7, генератор 8 импульсов, триггер 9, элемент 10 задержки, элемент НЕ 11, первый 12четвертый 15 элементы И, элемент

ИЛИ 16 и резистор 17 ° Счетный вход

1335932 нереверсивного счетчика 7 подключен триггер 9, который отключает ключевой через первый элемент И 12 к генерато- блок 4. Система производит автоматиру 8 импульсов. Сброс нереверсивного ческое отключение привода подачи при счетчика 7 производится сигналами с обрыве датчика величины подачи, что датчика 6 величины подачи. При обрыве повышает безопасность обслуживания датчика 6 величины подачи нереверсив- и исключает аварийные ситуации. 1 з,п, ный счетчик 7 переполняется, включая ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к средствам автоматизации листоштамповочного и отрезного оборудования.

Цепь изобретения — повышение на- 5 дежности функционирования и безопасности обслуживания путем автоматической защиты при возможности нарушения

1 информационного канала датчика величины подачи.

Под нарушением информационного канала датчика величины подачи понимается как физический обрыв шин, по которым поступают выходные сигналы от датчика, так и проскальзывание материального ролика, с которым кинематически связан ротор датчика, что особенно опасно при высоких скоростях перемещения материала и может

20 привести к тяжелым аварийным последствиям с травматизмом обслуживающего персонала.

На фиг. 1 приведена функциональная схема системы на фиг. 2 — функ-

9 25 циональная схема командного блока; на фиг. 3 — зависимости выходных напря жений цифроаналогового преобразователя и усилителя, входящих в командный блок в функции остатка пути отЭ

ЭО работки Ь$; на фиг. 4 — функциональная схема ножниц; на фиг. 5 — временные диаграммы работы системы.

Система (фиг. 1) содержит задатчик 1 величины подачи, реверсивный счетчик 2, командный блок 3, ключевой блок 4, привод 5 подачи, датчик 6 величины подачи, нереверсивный счетчик 7, генератор 8 импульсов, триггер 9, элемент 10 задержки, элемент

НЕ 11, первый 12- четвертый 15 элементы И, элемент ИЛИ 16, резистор 17, вход 18 системы. Исполнительный орган 19 (например, ножницы) обрабатывающей машины осуществляет по команде с командного блока 3 обработку . (например, резку) материала 20, подаваемого валками 21 и 22, управляемым приводом 5 подачи. Датчик 6 величины подачи работает от мерительного ролика 23.

Командный блок 3 (фиг. 2) содержит эпемент ИЛИ 24, цифроаналоговый преобразователь 25, элемент ИЛИ-НЕ 26, усилитель 27, диоды 28 и 28» резистор 29 и стабилитрон 30.

Исполнительный орган, например гильотинные ножницы (фиг.4), содержит маховик 3 1, постоянно вращающийся от электродвигателя 32, прижимной диск 33, шатун 34, ползун 35, с которым связана ножевая балка 36, одновибратор 37, реле 38, конечный выключатель 39 и электромагнитную муфту 40.

Задатчик 1 величины подачи предназначен для задания кода величины подачи обрабатываемого материала 20 и может быть выполнен, например, в виде набора десятичных переключателей.

Реверсивный счетчик 2 предназначен для формирования кода рассогласования по пути ДБ, определяемого выракением

5S=S Яф, где S — код заданного пути перемещения;

Sy — код фактического пути перемещения.

Командный блок 3 (фиг. 2) предназначен для управления приводом 5 подачи и исполнительным органом (ножницами) 19 обрабатывающей машинь1, В качестве цифроаналогового преобразователя 25 может быть использована, например, микросхема К572ПА1А или К572ПА2А, Разрядность цифроаналоз 133593 гового преобразователя 25 выбирается исходя из требуемого пути торможения обрабатываемого материала 20 при максимальной скорости. Например, если требуемый путь торможения при максимальной скорости 2 м/с. составляет

0,204 м и применен 16-разрядный двоичный счетчик 2 (для возможности измерения пути перемещения 6,5 и с ди-. 10 скретностью 0,1 мм), то на вход элемента ИЛИ 24 надо подать информацию с 12-го по 16-й разряды счетчиков 2, а в цифроаналоговый преобразователь

25 — непосредственно с остальных раз- 15 рядов (т.е. с 1-го по 11-й). Таким образом, цифроаналоговый преобразователь 25 должен быть 12-разрядным, причем на 12-й разряд надо подать информацию с выхода элемента ИЛИ 24. Zp

Усилитель 27 предназначен для устранения пилообразного напряжения (фиг. 3) на входе привода 5 подачи при отработке больших перемещений об- 25 рабатывающего материала 20.

Злемент ИЛИ-НЕ 26 предназначен для выявления нулевого состояния счетчика 2. Привод 5 подачи представляет

1 собой последовательно соединенные .30 усилительно-преобразовательный каскад (например, тиристорный преобразователь, электромашинный усилитель, магнитный усилитель и т.д.) и электродвигатель постоянного тока. 35 °

Нереверсивный счетчик 7 служит для осуществления контроля наличия импульсов от датчика 6 величины подачи.

При появления сигнала "Пуск на входе 18 системы открывается элемент 40

И 12 и разрешает поступление импульсов с выхода генератора 8 импульсов на счетный вход нереверсивного счетчика 7. На установочный вход счетчика 7 поступают импульсы с выхода датчика 6 45 величины подачи.

Сигнал переполнения на выходе счетчика 7 появляется, если за заданный. интервал времени на его установочный вход не поступило ни одного импульса с выхода датчика 6. Триггер 9 фиксирует факт отказа датчика 6 величины подачи и через элемент И 13 произво-.дит отключение привода 5 подачи.

Ножницы 19 (фиг. 4) предназначены для резки материала 20 после отработки приводом 5 подачи заданного перемещения.

После появления сигнала на выходе элемента И 14 одновибратор 37 формирует сигнал на включение обмотки 38 реле. Контактом 38 этого реле включается электромагнитная муфта 40, прижимающая диск 33 к маховику 31. Ножевая балка 36 начинает опускаться. При этом включается конечнык выключатель

39, который своим замыкающим контактом 39 удерживает электромагнитную муфту 40 на самоблокировке. Размыкающий контакт 39 этого выключателя используется в цепи формирования сигнала на вход инвертора 11. После возвращения ножевой .балки 36 в исходное (верхнее) положение (ножевая балка 36 возвращается в исходное положение после того, как маховик 3 1 сделает один оборот) отключается конечный выключатель 39 и электромагнитная муфта 40.

Частота f импульсов генератора 8 и разрядность и счетчика 7.выбираются исходя из соотношения (fA„„, (1)

1 где Й „щ„ — частота выходных импульсов датчика 6 перемещения при минимальной скорости.

При линейной зависимости скорости перемещения обрабатываемого материала от остатка пути отработки справедливо соотношение

1 Д К (2)

Кд мин VH где,К- дискретность отсчета;

К вЂ” количество ступеней торможения, равное числу, соответствующему старшему цифровому. разряду цифроаналогового преобрasователя.

Подставляя (2) в (1), получим

1 Чн (3) п4 К

Если, например, V =2 м!с, Д =

=0,1 мм, К=2048, то

2000 — (— — —— и 0 1 2048 — C9,7.

f и

Тогда при п=16 частота f импульсов генератора 8 может быть выбрана равной 150 Гц.

Система работает следующим образом.

В исходном состоянии (до появления сигнала "Пуск" на входе 18 системы) нереверсивный счетчик 7 обнулен. Так

13359 как на его установочный вход с выхода элемента ИЛИ 16 подается логическая единица". . При появлении на входе 18 системы сигнала "Пуск" триггер 9 обнуляется (на инверсном выходе триггера 9 формируется логическая "единица"), ключевой блок 4 через второй элемент И

13 замыкается, а в реверсивный счет- 10 чик 2 положительным перепадом О-- 1) на выходе четвертого элемента И 15 с задатчика 1 величины подачи вводится информация о величине подачи материала. При этом в нереверсивный 15 счетчик 7 (после обнуления триггера 9) начинают поступать через первый элемент И 12 импульсы от генератора 8 импульсов. На первом выходе командного блока 3 формируется напряжение, 20 ,которое через замкнутый ключевой блок 4 подается на вход привода 5 подачи.

Привод 5 подачи при помощи валков 21 и 22 отрабатывает заданное 25 перемещение обрабатываемого материа ла 20, в результате чего приводится во вращение мерительный ролик 23 и, следовательно, датчик 6 величины подачи. 30

Сигналы от датчика 6 величины подачи поступают на вход реверсивного счетчика 2 (уменьшая число, содержащееся в нем) и через элемент ИЛИ 16 на обнуление нереверсивного счетчика 7. В случае обрыва датчика 6 величины подачи после переполнения нереверсивного счетчика 7 триггер 9 устанавливается в единичное состояние и отключает привод 5 подачи (ключевой 40 блок 4 размыкается).

Если не произошло обрыва датчика 6 величины подачи, то после отработки заданного перемещения на втором выхо- 45 де командного блока 3 формируется сигнал на срабатывание исполнитель-ного органа 19 обрабатывающей машины.

После срабатывания исполнительного органа 19 обрабатывающей машины по положительному перепаду сигнала, сформированного на выходе элемента И 15, и реверсивный счетчик 2 вновь вводится информация с задатчика 1 величины подачи, и цикл повторяется. 55

На время срабатывания исполнительного органа 19 обрабатывающей машины . реверсивный счетчик 7 обнуляется, что .исключает ложное срабатывание защиты.

32

Автоматическое отключение привода подачи при обрыве датчика величины подачи, предусмотренное в системе, повышает безопасность обслуживания устройства и исключает аварийные ситуации.

Ф о р м у л а изобретения

1. Система программного управления подачей длинномерного материала в рабочую зону обрабатывающей машины, содержащая датчик величины подачи, при" вод подачи, исполнительный орган обрабатывающей машины, задатчик величины подачи, реверсивный счетчик и командный блок, датчик величины подачи подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения надежности функционирования и безопасности обслуживания путем автоматической защиты при возможности наружения информационного канала датчика величины подачи, введены нереверсивный счетчик, генератор импульсов, триггер, элемент задержки, элемент НЕ, элемент ИЛИ, первый, второй, третий, четвертый элементы И,,резистор и ключевой блок, управляющий вход которого подключен к выходу второго элемента И, первый вход которого соединен с инверсным выходом триггера и первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а выход - к счетному входу нереверсивного счетчика, установочный вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, а выход — к S-входу триггера, установочный R-вход которо о соединен с третьим входом первого элемента И, вторым входом второго элемента И, входом элемента задержки, с входом устройства и с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента НЕ, вход которого соединен через резистор с источником напряжения, величина которого соответствует уровню логической единицы, и через размыкающий контакт конечного выключателя исполнительного органа обрабатывающей машины — с нулевым полюсом источника питания, причем прямой вход элемента ИЛИ соединен с выходом датчика величины подачи, вход предварительной записи реверсивного счетчика соединен с выходом

l33593 четвертого элемента И и с инверсным входом элемента ИЛИ, информационные входы реверсивного счетчика подключены к.выходам задатчика величины пода5 чи, выходы старших и младших разрядов реверсивного счетчика подключены к информационным входам старших и младших разрядов командного блока, вход ключевого блока соединен с первым вы- 10 ходом командного блока, а выход — с входом привоДа подачи, второй выход командного блока подключен к первому входу третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом эле- 15 мента задержки, а выход — с входом исполнительного органа обрабатывающей машины.

2. Система пои, 1, о тли ч ающ а я с я тем, что командный блок содержит цифроаналоговый преобразователь, усилитель, элементы ИЛИ и ИЛИ2

НЕ, два диода, резистор и стабилитрон, входы элемента ИЛИ соединены с информационными входами старших разрядов блока, а выход — со старшим цифровым входом цифроаналогового пре" образователя, младшие цифровые входы которого соединены с информационными входами младших разрядов блока, выход цифроаналогового преобразователя соединен с инвертирующим входом усилителя и через включенные встречно" параллельно диоды — с нулевым полюсом источника питания, инвертирующий вход усилителя подключен через параллельно включенные стабилитрон и резистор к выходу усилителя и к первому выходу блока, неинвертирующий вход усилителя соединен с нулевым полюсом источника питания, входы элемента ИЛИ-НЕ подключены к информационным входам блока, выход элемента

ИЛИ-НЕ является вторым выходом блока.

1335932 е " Я илЕ .О 1 И сН углраиемия Райю поРторная маиса

Яд у ивиспробнояи лба- Флелтмил z мм Июсинаау Пуск)

Составитель А.Исправникова

Редактор В.Данко Техред В.Кадар Корректор Л, Бескид

Заказ 4045/40 Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-39, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4