Устройство для автоматической склейки бумажных полотен

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

/9

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 835916 (21) 3784582/28-12 (22) 28.08.84 (46) 07.06.86. Бюл. № 21 (71) Специальное конструкторское бюро полиграфического машиностроения (72) А. И. Колесников и Н. В. Петров (53) 681. 62 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 835916, кл. В 65 Н 19/08, 1981. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СКЛЕЙКИ БУМАЖНЫХ ПОЛОТЕН по авт. св. № 835916, отличающееся тем, что, с целью повышения качества склейки путем обеспечения сбалансированной работы устройства при скоростях, меньше заданной постоянной скорости в момент выполнения автосклейки, в него введены блок управления, концевые выключатели, ограничивающие ход подвесной тра версы, исполнительные механизмы ножа и прижимной щетки, датчик положения подвижной траверсы, переключатель запуска и датчики скорости с кулачковым механизмом, выходом связанные с первым входом блока управления, второй вход которого соединен с исполнительным механизмом ножа, а третий — с исполнительным механизмом прижимной щетки, при этом четвертый вход блока управления соединен с тахогенератором, изменяющим скорость врашения нового рулона, а пятый — с тахогенератором, изменяющим скорость обегающего полотна, концевые выключатели соединены соответственно с шестьгми и седьмыиивходами блока управления, восьмые входы которого подключены к датчику положения траверсы, при этом девятый вход блока управления связан с электродвигателем, а десятый с переключателем запуска.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок управления содержит резисторы, конденсаторы, диоды, компаратор, триггеры, операционный усилитель, интегратор, усилиÄÄSUÄÄ 1235803 А 2 тели, реле, схемы И, инвертор, схемы выделения модуля сигнала, элементы задержки времени и источник питания, положительный выход которого связан через первый резистор с земельной шиной и с первым выводом датчика положения подвижной траверсы, средняя точка которого связана с отрицательным выходом источника питания, положительный выход которого соединен через второй резистор с вторым выводом датчика положения подвижной траверсы и через первое реле — — с выходом первого триггера, а через первый усилитель с входом электродвигателя, причем концевые выключатели через соответствующие диоды связаны с первым выводом третьего резистора, вторым выводом связанного с выходом интегратора и через первый конденсатор с выходом интегратора, связанного через четвертый резистор с выходом операционного усилителя, соединенного через второй конденсатор и пятый резистор с земляной шиной, при этом выход операционного усилителя через второе реле связан с выходом первой схемы И и с первым выводом третьего резистора, второй вывод которого через шестой резистор и третье реле соединен с выходом интегратора, при этом выход второй схемы И соединен через третье реле с входом интегратора и с первыми входами первой схемы И и первого триггера, второй вход которого соединен с выходом третьей схемы И, первый вход которой соединен с вторым входом первой схемы И, с выходом второго триггера, с первыми входами третьего, четвертого и пятого триггеров, и через первый элемент задержки времени — — с первым входом второй схемы И, вторым входом соединенной с первым BhlxoloM пятого триггера и через второй элемент задержки времени с первым входом второго триггера, вторым входом связанного с переключателем запуска, при этом второй выход пятого триггера соединен через второй усилитель с исполнительным механизмом ножа, а нсполнительный механизм прижимной щетки через третий усилитель соединен с вторым входом пятого триггера и с первым выходом четвертого триггера, вторым выходом соединенного с третьим входом пятого триггера, четвертый вход которого соединен с вторым входом четвертого триггера и с выходом четвертой схемы И, первый вход которой связан через кулачковый механизм с датчиками скорости, а второй вход с выходом третьего триггера, второй вход которого через инвертор и первую схему выделения модуля сигнала соединен с первым конденсатором, при этом выход операционного усилителя соединен через вторую схему выделения модуля сигнала с первым входом компаратора, и через соответствующие резисторы с тахогенераторами, а выход компаратора через седьмой резистор соединен с вторым входом третьей схемы

И и через стабилитрон — с земляной шиной, а второй вход компаратора соединен через соответствующие резисторы с шиной питания и с земляной шиной.

Изобретение относится к полиграфической промышленности, в частности к устройствам для автоматической склейки бумажных полотен, используемых в рулонных ротационных печатных машинах.

Цель изобретения — повышение качества склейки путем обеспечения сбалансированной работы устройства при скоростях, меньше заданной постоянной скорости в момент выполнения автосклейки.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — схема блока управления; на фиг. 3 — пример реализации схемы выделения модуля сигнала.

Устройство для автоматической склейки бумажных полотен содержит рулонную звезду 1, несущую рабочий рулон 2 и резервный рулон 3, регулятор натяжения полотна, состоящий из плавающего валика 4 с пневматическим цилиндром 5 и электрически связанного с ним тормоза 6, механизм 7 раз она нового рулона 3, механизм 8 склейки полотен, содержащий щетки 9, прижимающие полотно 10 к новому. резервному рулону 3, и нож 11 рубки, служащий для обрубания остаточного полотна после склейки, тахогенератор 12, измеряющий окружную скорость нового рулона 3, и тахогенератор 13, измеряющий скорость сбегающего полотна 10, импульсные датчики 14 и 15 скорости, связанные с осями вращения рулонов 2 и 3, кулачковый механизм 16 выбора датчиков 14 и 15 по положению рулонной звезды 1, концевые выключатели 17 и 18, потенциометрический датчик 19, являющийся датчиком положения подвижной траверсы, электродвигатель 20 постоянного тока привода накопителя полотна, блок 2! управления. Накопитель полотна предназначен для создания запаса полотна 10 и подачи его непосредственно в печатный аппарат 22 рулонной печатной машины.

Накопитель состоит из двух групп napaллельных валиков — неподвижной группы 23 и подвижной группы 24. Валики подвижной

1О !

ЗО

2 группы 24 установлены на траверсе 25, имеющей привод, состоящий из электродвигателя 20, зубчатой передачи 26, ходового винта 27, гайки 28, установленной на траверсе 25, второго ходового винта 29 с гайкой 30, связанной с движком потенциометрического датчика 19.

Когда в процессе разматывания рабочий рулон 2 достигает заданного минимального диаметра, все механизмы устройства для автоматической склейки полотна занимают положение готовности к склеиванию. Включаются электродвигатели поворота рулонной звезды 1, механизма 7 разгона нового рулона 3 и механизма 8 склейки (электродвигarenè не показаны). Дальнейшая работа устройства зависит от соотношения скоростей полотна !О и нового рулона 3, при этом возможны следующие случаи: скорость полотна выше скорости рулона; скорость полотна ниже скорости рулона; скорости полотна и рулона равны.

Рассмотрим работу устройства в каждом отдельном случае.

В первом случае, когда скорость полотна !О выше скорости рулона 3, выходное напряжение тахогенератора 13, поступающее на вход 31 блока 21 управления, больше выходного напряжения тахогенератора 12, поступающего на вход 32 блока управления.

В момент поступления сигнала «Пуск» на вход 33 блока 21 управления двигатель 20 под действием напряжения на выходе 34 включается для правого вращения, траверса 25 из произвольного положения перемегцается вниз до момента нажатия на концевой выключатель 18. Цепь входов 35 и 36 блока 21 управления разрывается, двигатель 20 отключается. После этого на двигатель подается плавно нарастающее напряжение, обеспечивающее плавное увеличение его частот вращения влево, что вызывает ускоренное движение вверх траверсы 25, при этом скорость полотна 10 в зоне склеивающего механизма 8 уменьшается. В мо1235803 мент, когда скорость полотна 10 становится несколько ниже скорости рулона 3, напряжение на входе 31 блока 21 управления становится меньше по модулю напряжения на входе 32, напряжение управления на двигателе 20 начинает уменьшаться с ранее достигнутого уровня, что приводит к некоторому замедлению движения вверх траверсы 25, скорость полотна 10 на участке механизма 8 склейки полотен увеличивается.

Таким образом, система обеспечивает регулирование скорости движения траверсы 25 с целью регулирования скорости движения полотна 10 для достижения равенства скоростей нового рулона 3 и полотна 10 на участке механизма 8 склейки. При достижении равенства указанных скоростей с импульсного датчика 15, учитывающего положение подготовленной к склейке зоны поверхности рулона 3, через замкнутый контакт кулачкового механизма 16 выбора датчиков 14 и 15 положительный импульс поступает на вход 37 блока 21 управления, генерирующего на выходе 38 сигнал включения щеток 9 склеивающего механизма 8. При последующем поступлении сигнала с датчика 15 на вход 37 блока 21 управления на выходе 39 генерируется сигнал включения ножа 11 рубки остаточного полотна. После срабатывания ножа 11 напряжение управления двигателем 20 начинает уменьшаться, при этом траверса продолжает замедленно двигаться вверх до момента нажатия на конечный выключатель 17, размыкающий цепь входов 40 и 41 блока 21 управления, двигатель 20 отключается. Цикл склейки полотен закончен.

Во втором случае, когда скорость полотна 10 ниже скорости рулона 3, выходное напряжение тахогенератора 13, поступающее на вход 31 блока 21 управления, меньше выходного напряжения тахогенератора 12, поступающего на вход 32 блока управления.

В момент поступления сигнала «Пуск» на вход 33 блока 21 управления двигатель 20 под действием напряжения на выходе 34 блока 21 управления включается для левого вращения, а траверса 25 из произвольного положения перемещается вверх до момента нажатия на концевой выключатель 17, разрывающий цепь входов 40 и 41 блока 21 управления, в результате происходит отключение двигателя 20. Затем на него подается плавно нарастающее напряжение противоположной полярности, обеспечивающее плавное увеличение частоты его вращения вправо, что вызывает ускоренное движение траверсы 25 вниз, при этом скорость полотна 10 в зоне склеивающего механизма 8 увеличивается. В момент, когда скорость полотна 10 становится несколько выше скорости рулона 3, напряжение на входе 31 блока 21 управления становится больше напряжения на входе 32, а напряжение управления на двигателе 20 начинает уменьшаться с ранее достигнутого уровня, что приводит к замед о

25 зо

4О

55 лению скорости движения траверсы 25 вниз и, следовательно, к замедлению скорости полотна 10 на участке механизма 8 склейки полотен.

При уменьшении скорости полотна на величину, большую допустимой, выходное напряжение тахогенератора 13 становится меньше выходного напряжения тахогенератора 12.

Дальнейшая работа полностью повторяет алгоритм, описанный в случае, когда скорость полотна превышает скорость рулона, за исключением того, что в процессе регурования скоростей траверса 25 движется с переменной скоростью вниз до момента нажатия на концевой выключатель 18. Двигатель 20 отключается.

Особого внимания заслуживает случай, когда скорости полотна 10 и рулона 3 равны или отличаются друг от друга на достаточно малую величину, которая в процессе выполнения цикла склейки может сменить знак по ряду причин, возникающих при практическом использовании устройства, например при небольшом изменении скорости работы машины. Изменение знака разности скоростей полотна и рулона требует изменения направления движения траверсы 25 в llpoцессе выполнения склейки, что возможно тогда, если в процессе подготовки накопителя траверсу 25 устанавливать не в одно из крайних положений, а в среднее. Следует отметить, что при малой разнице скоростей полотна и рулона уменьшение емкости накопителя в два раза не вызывает в дальнейшем каких-либо осложнений в работе устройства, так как в процессе выполнения склейки скорость движения траверсы 25 небольшая.

Потенциометрический датчик 19 положения траверсы 25, работающий в мостовой схеме и подключенный к входам 42 — 44 блока 21 управления, служит для установки траверсы 25 в среднее положение. После установки траверсы 25 в среднее положение дальнейший алгоритм работы устройства определяется соотношением скоростей полотна и рулона, т. е. соответствует одному из указанных случаев.

В случае абсолютного равенства скоростей рулона и полотна траверса 25 остается неподвижной, что практически маловероятно.

Рассмотрим работу блока 21 управления для каждого случая в отдельности.

В случае, когда скорость полотна 10 больше скорости рулона 3, напряжение тахогенератора 13 превышает напряжение тахогенератора 12. С помощью равных по величине резисторов 45 и 46 напряжение с тахогенераторов 12 и 13 суммируется, и результирующее положительное напряжение поступает на инвертирующий вход нуль-органа 47, состоящего из операционного усилителя, на выходе которого устанавливается

1235803 нормированный сигнал отрицательной полярности.

При поступлении команды «Пуск» в виде короткого отрицательного импульса напряжения на вход 33 блока управления и вход триггера 48 последний устанавливается в состояние «1», и íà его прямом выходе уи танавливается сигнал «Логическая 1», поступающий на первый вход элемента 49 и вход элемента 50 задержки времени. В это время на второй вход элемента 49 с выхода элемента 51 также поступает сигнал «Логическая 1», в результате чего на выходе элемента 49 устанавливается сигнал «Логический О», и реле 52 включается, замыкая своим контактом цепь между выходом нульоргана 47 и точкой соединения развязывающих диодов 53 и 54. При этом диод 53 находится в проводящем состоянии и отрицательное напряжение с выхода нуль-органа 47 цо цени диод 53 — конечный выключатель

18 — контакт реле 55 поступает на вход усилителя 56 мощности, на выходе которого формируется сигнал управления двигателем 20, который при этом вращается вправо, а траверса перемещается вниз до момента нажатия на концевой выключатель 18, снимающий сигнал с входа усилителя 56, в результате чего двигатель останавливается.

По истечении времени то задаваемого элементом 50 задержки времени, на его выходе появляется сигнал «Логическая 1», поступающий на первый вход элемента 51.

В это время на второй вход элемента 51 с инверсного выхода триггера 57 также поступает сигнал «Логическая 1», в результате чего на выходе элемента 51 устанавливается сигнал «Логический О», поступающий на вход элемента 49 и реле 58. При этом реле 52 отключается, а реле 58 включается, отключая резистор 59 от конденсатора 60 цепи обратной связи инвертирующего интегратора 61.

Начинается процесс интегрирования сигнала, поступающего с выхода нуль-органа 47 через резистор 62 на инвертирующий вход интегратора 61. При этом с выхода интегратора 61 плавно нарастающее напряжение положительной полярности через резистор

63 по цепи диод 54 — концевой выключатель 17 — контакт реле 55 поступает на вход усилителя 56 мощности, на выходе которого формируется плавно нарастающее напряжение положительной полярности, поступающее на двигатель 20, который, вращаясь влево, вызывает ускоренное движение траверсы 25 вверх. При этом скорость полотна 10 и разность скоростей полотна 10 и рулона 3 уменьшаются. Когда скорость полотна 10 становится меньше скорости рулона 3, выходное напряжение тахогенератора 13 меньше выходного напряжения тахогенератора 12, что вызывает изменение полярности напряжения с отрицательной на положительную на выходе нуль-органа 47 и входе интегратора 61. В результате этого

5 !

О

55 начинается процесс сброса интегратора и уменьшения выходного напряжения положительной полярности на выходе интегратора 61, входе усилителя 56 и двигателе 20, что вызывает замедление частоты вращения двигателя 20 и скорости перемещения траверсы 25, а скорость полотна 10 в зоне механизма 8 склейки увеличивается. Таким образом, идет процесс выравнивания средней скорости полотна 10 и рулона 3. При первом переключении нуль-органа 47, когда скорости полотна 10 и рулона 3 практически равны, перепад напряжения с выхода нульоргана 47 дифференцируется при помощи конденсатора 64 и резистора 65 и поступает на вход схемы 66 выделения модуля сигнала, с выхода которой положительный импульс поступает на вход инвертора 67, с выхода которого сигнал поступает на вход S триггера 68, который устанавливается в состояние «1», с его прямого выхода сигнал «Логическая 1» поступает на первый вход элемента 69. В момент прихода сигнала «Логическая 1» с датчика 5 на второй вход элемента 69 с выхода последнего сигнал поступает на входы синхронизации регистра сдвига, состоящего из триггеров 70 и 57.

С поступлением первого импульса с датчика 15 триггер 70 устанавливается в состояние «1», а с его прямого выхода сигнал

«Логическая 1» поступает на вход выходного усилителя 71, включающего щетку 9, имеюшую, например, привод от электромагнита.

Последук щий импульс с датчика )5 устанавливает в состояние «1» триггер 57, с прямого выхода которого сигнал «Логическая 1» поступает на вход выходного усилителя 72, включающего нож 11 рубки остаточного полотна, имеющий также, например, привод от электромагнита. На инверсном выходе триггера 57 устанавливается сигнал «Логический О», а по истечении времени т, задаваемого элементом 73 задержки времени, на выходе элемента 73 также устанавливается сигнал «Логический О», который поступает на сбросовый вход R триггера 48, устанавливая последний в исходное состояние. При этом сигнал «Логический О» с прямого выхода триггера 48 поступает на сброссвые входы R триггеров 68, 70 и 57, также устанавливая их в исходное состояние. Сигнал «Логический О» с выхода триггера 48 поступает и на вход элемента 49, вызывая отключение реле 52, подключающего своим

KolITBKToIvi резистор 59 параллельно кон-. денсатору 60, вызывая этим плавный сброс интегратора 61, в результате чего напряжение на выходе интегратора 61 плавно уменьшается, а частота вращения двигателя 20 плавно замедляется. Полный останов двигателя происходит, когда траверса 25, двигаясь вверх с отрицательным ускорением, нажимает на концевой выключатель 17, который разрывает входную цепь усилителя 56 мощности.

1235803

Цикл работы блока управления при выполнении склейки закончен.

В случае, когда скорость полотна 10 меньше скорости рулона 3, напряжение тахогенератора 12 превышает напряжение тахогенератора 13, при этом на входе нульоргана 47 присутствует напряжение отрицательной полярности, а на выходе — положительной полярности.

При поступлении команды «Пуск» на вход S триггера 48 по цепи, описанной в случае, когда скорость полотна выше скорости рулона, включается реле 52, а с выхода нуль-органа 47 через замкнутый контакт реле 52 по цепи диод 54 — концевой выклю15 чатель 17 — контакт реле 55 — положительное напряжение поступает на вход усилителя 56 мощности, выходное положительное напряжение которого поступает на двигатель 20. Двигатель 20 вызывает перемещение траверсы 25 в верхнее положение до момента 2р нажатия на концевой выключатель 17. По истечении времени ть задаваемого элементом 50, по цепи, рассмотренной в первом случае, происходит отключение реле 52 и включение реле 58.

Дальнейший алгоритм работы блока управления с учетом противоположной полярности сигналов на выходе интегратора 61 и выходе усилителя 56 мощности, а также противоположного направления вращения двигателя 20, полностью идентичен первому случаю соотношения скоростей полотна и рулона.

В случае, когда разница скоростей полотна 10 и рулона 3 составляет достаточно малую величину или отсутствует, в точке соединения суммируюших резисторов 45 и 46 присутствует небольшое положительное, от35 рицательное или нулевое напряжение, которое поступает на вход схемы 74 выделения модуля, на выходе которого сигнал рассогласования скоростей приводится к однополярному положительному виду и поступает 4О на инвертирующий вход компаратора 75 напряжения, на второй вход которого подается опорное положительное напряжение

Up, определяемое параметрами делителя на резисторах 76 и 77.

Если напряжение рассогласования ско- 45 ростей полотна 10 и рулона 3 меньше опорного напряжения Up, т. е. указанные скорости близки по величине, то на выходе компаратора 75 присутствует положительное напряжение, которое через согласующую цепочку, состоящую из резистора 78 и стабилитрона 79, приводящую выходной сигнал компаратора 75 к уровню «Логический 1», поступает на первый вход элемента 80.

После поступления сигнала «Пуск» на вход S триггера 48 с его прямого выхода сигнал «Логическая 1» постуг.,ет на второй вход элемента 80, при этом на его выходе устанавливается сигнал «Логический О», далее поступает на вход S триггера 81 и устанавливает его в состояние «1». В результате этого на инверсном выходе триггера 81 устанавливается сигнал «Логический О», и включается реле 55, подключающее своим контактом выходную диагональ измерительного моста, состоящего из потенциометрического датчика 19, идентичных резисторов 82 и 83 и источника 84 постоянного напряжения.

Полярность источника 84 постоянного напряжения и параметры элементов механической связи движка потенциометрического датчика 19 с приводом траверсы 25 — гайки 30, винта 29, зубчатой передачи 26, выбраны такими, чтобы баланс моста, отсутствие напряжения на входе усилителя 56 и останов двигателя 20 имели место при нахождении траверсы 25 в среднем положении, т. е. при срабатывании реле 55 траверса 25 автоматически занимает среднее положение.

Дальнейший алгоритм работы блока управления идентичен одному из двух случаев соотношения скоростей полотна 10 и рулона 3, описанных выше в зависимости от точной оценки сигнала разности данных скоростей с помощью нуль-органа 47.

Схемы 66 и 74 выделения модуля сигнала состоят из четырех резисторов 85 — 88 с величиной сопротивления R, одного резистора 89 с величиной сопротивления R/2, двух диодов 90 и 91 и двух операционных дифференциальных усилителей 92 и 93.

Схема реализует следующую зависимость

11вых = — Usx при Uax (0; ! !вых = — 1)вх — 2U = +11вх при Uâõ)0, тогда ! живых = 11вх(1235803, 1235803

1235803

Составитель Т. Тихонравова

Редактор Е. Папи Техред И. Верес Ко рре к то р T. Колб

Заказ 2976/18 Тираж 590 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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