Устройство управления механизмом раскладки намоточного станка

 

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ МЕХАНИЗМОМ РАСКЛАДКИ НАМОТОЧНОГО СТАНКА, содержащее датчик импульсов, связанньй с шпинделем, блок задания шага раскладки, реверсивный распределитель импульсов и раскладчик,связанный с шаговым двигателем, о т л ичающееся тем, что, с целью увеличения производительности и расширения технологических возможностей за счет увеличения диапазона наматываемых проводов, оно содержит блок коррекции подачи раскладчика, выполненный в виде задающего генератора, элемента И, триггера, счетчика щага раскладки, блока сравнения и счетчика-делителя, причем выход датчика импульсов подключен к входу установки триггера в 1, прямой выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора , а выход - со счетчными входами счетчика-делителя и счетчика шага раскладки , вход сброса которого соединен с инверсным выходом триггера, а § выходы - с первыми входами блока сравнения, вторые входы которого сое (Л динены с вьпсодами блока задания шага раскладки, выход - с входом установки триггера в О, при этом выход счетчика-делителя соединен с входом реверсивного распределителя импульсов , выходы которого подключены к шаговому двигателю. ;о ел ND СЛ 4::

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

И

РЕСПУБЛИК (д) Н 01 F 41/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTlO

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

13,3

БИь и мМКА (21) 3530545/24-07 (22) 27.12.82 (46) 30.05.84. Бюл. В 20 (72) Г.И. Бельский,,Ю.В. Первухин, В.А. Семенов и А.Л. Шахин (71) Специальное конструкторское бюро часового и камневого станкостроения (53) 621.318.44(088.8) (56) 1. Патент Франции к- 1600782, кл. Н 01 F 41/04, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

N 754496, кл. Н 01 F 41/04, 1980 . (54) (57) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ МЕХАНИЗМОМ РАСКЛАДКИ НАМОТОЧНОГО СТАНКА, содержащее датчик импульсов, связанный с шпинделем, блок задания шага раскладки, реверсивный распределитель импульсов и раскладчик,связанный с шаговым двигателем, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения производительности и расширения технологических возможностей за счет увеличения диапазона нама„,SU„„1095254 А тываемых проводов, оно содержит блок коррекции подачи раскладчика, выполненный в виде задающего генератора, элемента И, триггера, счетчика шага раскладки, блока сравнения и счетчика-делителя, причем выход дат" чика импульсов подключен к входу установки триггера в "1", прямой выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, а выход — со счетчными входами счетчика-делителя и счетчика шага раскладки, вход сброса которого соединен с инверсным выходом триггера, а выходы — с первыми входами блока Ж сравнения, вторые входы которого соединены с выходами блока задания шага Ц Ф раскладки, выход — с входом установки триггера в "0", при этом выход счетчика-делителя соединен с входом Я реверсивного распределителя импульсов, выходы которого подключены к шаговому двигателю.

1095254

35 ба+ (1) и= < где t - -подача раскладчика на один шаг шагового двигателя, мм, К вЂ” частота отработки шагов ша- 40 гового двигателя, Гц

S — - шаг раскладки, мм, и — скорость вращения намоточного шпинделя, об/мин.

Оченидно, что скорость вращения 45 шпинделя, а следовательно, и производительность станка, ограничены максимальной частотой отработки шагов шагового двигателя. Выразив величину

t через шаг винтовой пары L и число 50 шагов шагового двигателя на один оборот его ротора И, получим выражение

М (2) подставив которое в формулу (1), получим

55 601 1.

5М

Изобретение относится к технологическому оборудованию для изготовления электрических катушек и может быть использовано в электротехнической, радиотехнической и приборостроительной отраслях промышленности.

Известно устройство управления механизмом раскладки провода станка для намотки электрических катушек, вы10 полненное на базе реверсивного шаго-! вого электродвигателя и винтовой пары 1 1).

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является о 15 устройство, содержащее винтовую пару, реверсивный шаговый электродвигатель и схему его управления. Последняя включает в себя генерирующий "импульсы подачи" фотодатчик, связанный с намоточным шпинделем

20 станка посредством диска с отверстиями, а также программируемый делитель частоты 2 .

Недостатком известных устройств

15 является то, что максимальная частота срабатывания — частота приемистости шагового двигателя ограничена, а при постоянной величине шага раскладки на один оборот намоточного шпинделя. .необходимо, чтобы минимальный шаг раскладки дискретности бып на порядок меньше минимального диаметра наматываемого провода.

Существует зависимость

Из формулы (3) следует, что скорость намотки и при постоянной частоте прямо пропорциональна шагу винтовой пары L и обратно пропорциональна шагу раскладки S (диаметру наматываемого прэвода). Для работы станка с,высокой производительностью при большом диаметре наматываемого провода требуется передача от шагового электродвигателя к раскладчику с большим шагом L винтовой пары, а для работы с малым диаметром наматываемого провода требуется малая величина L.

Таким образом, требования к работе станка на скоростях, близких к максимальной при намотке проводов большого и малого диаметра, взаимоисключающие. Это приводит к снижению производительности и ограничению универсальности, т.е. уменьшению диапазона диаметров наматываемого провода.

Цель изобретения — повышение производительности и расширение технологических возможностей за счет увеличения диапазона наматываемых проводов.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее датчик, связанный со шпинделем, блок задания шага раскладки, реверсивный распределитель импульсов и раскладчик, связанный с шаговым двигателем, содержит блок коррекции подачи раскладчика, выполненный в виде задающего генератора, элемента И, триггера, счетчика шага раскладки, блока сравнения и счетчика-делителя, причем выход датчика импульсов подключен к входу установки триггера в "1", прямой выход которого соединен с первым входом элемента И,второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, а выход — со счетными входами счетчика-делителя и счетчика шага раскладки, вход сброса которого соединен с инверсным выходом триггера, а выходы — с первыми входами блока сравнения. вторые

I входы которого соединены с выходами блока задания шага раскладки а выl ход - с входом установки триггера и и в О, при этом выход счетчика-делителя соединен с входом реверсивного распределителя импульсов, выходы которого подключены к шаговому двигателю.

На чертеже изображена функциональная схема устройства.

1095254

K=

Ь th SM

Я или S =—

LK

Устройство содержит механически связанный с намоточным шпинделем станка (не показан) диск 1 с отверстиями, число которых m равно количеству шагов M шагового двигателя 5 на один оборот его ротора. Шаговый электродвигатель 2 связан с винтовой парой 3 с раскладчиком 4. Шаг . винтовой пары выбирается таким, чтобы в соответствии с формулой (3) обес-10 печить минимально возможную скорость намотки при работе с проводом, имеющим наибольший диаметр из всего диапазона наматываемых на данном станке проводов. Диск 1 электрически связан 15 ,с фотодатчиком 5 импульсов раскладки.

Блок 6 коррекции подачи .раскладчика включает в себя RS-триггер 7, элемент И 8 и задающий генератор 9.

В устройстве имеется .счетчик-делитель 20

10 на величину шага винтовой пары и счетчик 11 шага раскладки, а также блок 12 сравнения и блок 13 задания шага раскладки, выполненный, например, на программных переключателях.

В функциональную .схему устройства управления входят также реверсивный распределитель 14 импульсов и усили-. тель 15 мощности.

Функциональная схема устройства 30 управления механизмом раскладки станка построена следующим образом.

Выход фотодатчика 5 подключен к входу установки триггера 7 в единич" ное состояние, прямой выход которого соединен с первым входом элемента И 8, а второй вход — с выходом задающего генератора 9. Выход элемента И соединен со счетными входами счетчика-дели теля 10 и счетчика 11 шага раскладки. 10

Вход сброса счетчика 11 шага раскладки соединен с инверсным выходом е триггера 7, а выходы счетчика 11 соединены с первыми входами блока 12 сравнения, вторые входы которого 45 соединены с выходами блока 13 задания шага раскладки. Выход схемы 12 сравнения соединен с входом установки в "0" триггера 7. Выход счетчикаделителя 10 соединен с входом реверсивного распределителя 14 импульсов, выходы которого через усилитель 15 мощности подключены к шаговому электродвигателю 2.

Такое выполнение устройства позво- 55 ляет увеличить подачу t раскладчика

4 на каждый шаг шагового двигателя, а следовательно, повысить и скорость намотки, сохранив малую дискретность установки заданных значений шага раскладки. Это обеспечивает возможность намотки проводов с широким диапазоном диаметров.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При вращении шпинделя жестко укрепленный на нем диск 1 взаимодействует с фотодатчиком 5. Во время прохождения каждого иэ m отверстий диска 1 через фотодатчик 5. на выходе последнего генерируется импульс, поступаю,щий на вход блока 6 и устанавливаю° щий триггер 7 в состояние "1". Единичный сигнал с прямого выхода триггера 7 позволяет проходить импуль сам с задающего генератора 9 через логический элемент И на вход счет,чика 11. При этом на выходах счетчика 11 формируется двоичный параллельi ный код числа S импульсов, прошедших ! через элемент И. Когда число S увеличится до значения S установленного

На блоке 13 задания шага раскладки, на выходе блока 12 сравнения появится сигнал, который перебросит триггер обратно в нулевое состояние. При этом прохождение импульсов через

1 .элемент И прекращается, а единичный уровень с инверсного выхода триггера

7 сбрасывает счетчик 11 в "0". При условии, что частота генератора 9 достаточно большая, на выходе элемента И формируются серии импульсов объемом, равным S на каждое отверстие в диске 1.

Число отверстий в диске 1 берется равным числу шагов M шагового двигателя 2 на один оборот его ротора. Тогда за один оборот шпинделя через элемент И. проходит m S =

= И S импульсов. Эти импульсы поступают на вход счетчика 10, объем которого (численно равен шагу Ь винтовой пары (мм).

При каждом переполнении счетчика

10 на его выходе появляется импульс, который, проходя через схемы 14 и 15, заставляет шаговый двигатель 2 сделать один шаг.

Число импульсов на выходе счетчика

10.и число шагов шагового двигателя 2 за один оборот шпинделя определяется выражением

S 1095254

Отношение † -определяет число обоK ротов шагового двигателя за один обо- н рот шпинделя. Следовательно, S к

L пщ,, что и требуется получить в от механизма раскладки. 5 ч

ВНИИПИ Заказ 3609/35 . Тираж 683 Подписное

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

Так как в большинстве случаев S и 6 не кратны между собой, то после окончания серии импульсов, поступающих на вход счетчика 10, в нем может оставаться остаток, меньший значения

0 . При этом за время одной серии импульсов укладчик совершает несколько меньшее перемещение, чем расчетная величина5(п . Остаток в счетчике

10 накапливается с приходом каждой последующей серии импульсов и при очередной серии импульсов, когда остаток становится равным или большим на выходе счетчика 10 на один б импульс больше, чем в предыдущей серии импульсов.

Этот импульс осуществляет дополительный поворот винтовой пары и орректирувт накопившуюся к этому ремени ошибку в перемещении укладика.

Такое выполнение устройства позволит сделать среднюю величину шага раскладки за некоторое число оборотов шпинделя равной заданной, а небольшое отставание; раскладчика вполне допустимо и не влияет на качество раскладки провода, поскольку провод за счет этого соскальзывает при укладке с предыдущего витка.

Таким образом, увеличенная подача раскладчика на один шаг шагового двигателя приведет к повышению производительности станка и позволит расширить диапазон диаметров наматываемого провода. Кроме того, предлагаемое устройство упрощает программирование шага раскладки.