Устройство для предотвращения столкновения двух режущих инструментов

 

Изобретение относится к машиностроению , а именно к системам управления раскройного оборудования, имеющего более одного режущего инструмента . Цель изобретения - повышение надежности работы. Цель изобретения - повышение надежности работы. Устройство обеспечивает управление каждым режущим инструментом с помощью регуляторов положения, которые получают задание от микропроцессорных блоков управления. Программа обработки раскраиваемого материала закладывается в память микропроцессорных блоков управления. Сближение режущих инструментов определяется цифровым компаратором , входящим в состав арифметикологического функционального блока, сравнением с установленным допустимым значением. По достижении допустимого сближения устройство отключает режущую установку. Предотвращение столкновения режущих инструментов обеспечивается не только на программном уровне, но и аппаратным способом с помощью механического аварийного выключателя. В обоих случаях запускается схема безопасности, исключающая самостоятельное включение устройства и повторный пуск установки после автоматического выключения. 1 з.п. ф-лы, 6 ил. са ю С с& Ј Јь

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) B 26 D 5/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Ф I

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4613765/27 (22) 21.03.89 (31) P 3809630.7 (32) 22.03.88 (33) DE (46) 23.04 .91. Бюп. Р 15 (71) Дюркопп Зюстемтехник ГмбХ (0Е) (72) Вольфганг Брудер, Клаус Бирверт и Герд Кюппер (DE) (53) 62-112-589 (088 .8). (56) Патент ФРГ Р 3544251, кл. В 26 D 3/10, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ

СТОЛКНОВЕНИЯ ДВУХ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ (57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к системам управления раскройного оборудования, имеющего более одного режущего инструмента. Цель изобретения — повышение надежности работы. Цель изобретения— повышение надежности работы. Устройство обеспечивает управление каждым

Изобретение относится к машиностроению, в частности к системам управления раскройного оборудования, и может быть использовано для предотвращения столкновения режущих головок двух порталов режущего устройства в процессе раскроя.

Цель изобретения — повышение на.— дежности работы устройства.

На фиг. 1 представлено проекционное изображение раскройной установки со струйными режущими головками сверхвысокого давления; на фиг. 2

„„SU„„1644714 А 5

2 режущим инструментом с помощью регуляторов положения, которые получают задание от микропроцессорных блоков управления. Программа обработки раскраиваемого материала закладывается в память микропроцессорных блоков управления. Сближение режущих инструментов определяется цифровым компаратором, входящим в состав арифметикологического функционального блока, сравнением с установленным допустимым значением. go достижении допустимого сближения устройство отключает режущую установку. Предотвращение столкновения режущих инструментов обеспечивается не только на программном уровне, но и аппаратным способом с помощью механического аварийного выключателя. В обоих случаях запускается схема безопасности, исключающая самостоятельное включение устройства и повторный пуск установки после автоматического выключения..

1 з.п. ф-лы, 6 ил. м ь раскройная установка в упрощенном 4 ь изображении, вид сверху; на фиг. 3— блок-схема электронного блока управления и контроля; на фиг. 4 — схема арифметически-логического функционального блока на 32 бита; на фиг. 5 электрическая схема блока безопасности; на фиг. 6 — электрическая схема CA аварийного экстренного отключения режущих сопел °

Устройство содержит два режущих портала 1 и 2, перемещающиеся вдоль раскройного стола 3 по зубчатым рей1644 714 кам 4 и 5 вдоль стола, причем каждый режущий портал может двигаться по всей длине находящегося на раскройном столе материала, подлежащего раскрою.

Каждый режущий портал 1 и 2 снабжен подвижным в поперечном направлении держателем 6 или 7 режущей головки, в котором находятся режущие сопла

8 или 9 высокого давления . Режущий 1р стол 3 и оба портала 1 и 2 установлены на станине 10. Верхним уровнем иерархической системы управления яв- ляется центральный вычислительный комплекс 11. 55

Контроль и управление обоими порталами 1 и 2 и держателями 6 и 7 режущих головок производится посредством регуляторов 12-15 положения, которые связаны с центральным вычислительным ком-О плексом 11, как это следует из фиг.3.

С помоцью инкрементных датчиков 16 и 17 пути определяется фактическое значение пройденного пути каждым порталом, причем датчик 16 пути придан 25 порталу 1, а датчик 17 пути — порталу 2. Эта индексация распространяется и на двигатели N1 и М2, изображенные лишь символически, а также на элект— ронные функциональные блоки 18 и 19, 30 связанные с соответствующим датчиком пути и регуляторами положения.

Для простоты изображения, а также для исключения возможного столкновения в опасном направлении по оси х важно лишь движение режущих порталов 1 и 2.

На фиг, 3 указаны только двигатели привода режущих порталов 1 и 2 с соответствующими датчиками 16 и 17 пути.

Естественно, что регуляторы 14 и 15 40 положения с соответствующими двигателями и датчиками пути для поперечного движения держателей 6 и 7 режуцих головок также включены и работают. Каждый из функциональных блоков 18 и 19 45 управляет движением одного режущего портала.

Оба функциональных блока 18 и 19 соединены с арифметически-логическим функциональным блоком 20 функциональной группой 21 и через интерфейсную систему 22 с центральным вычислительным комплексом 11.

С программируемой памятью функциональная группа 21, содержащая центральный микропроцессор, служит для приведения в действие исполнительных устройств. От них, например, идут команды на открывание и закрывание сопел 8 или 9 высокого давления .

Арифметико-логический функциональный блок 20 (фиг. 4) содержит три регистра 23 — 25, формирователь 26 разности и цифровой компаратор ?7. Регистр

23 связан с центральным вычислительным комплексом 11, а регистры 24 и 25 с функциональными блоками 18 и 19 соответственно.

Выход цифрового компаратора 2? соединен с исполнительным узлом 28, состоящим из усилителя 29 и включенного последовательно с ним контактора

30, который своим контактом 31 прерывает работу регулятора 12 или 13 положения, так что двигатели больше не получают сигналов управления. Приводные двигатели режущих порталов .могут быть заторможены не показанным тормозом, за счет чего повышается быстрота -реакции системы.

С целью исключения автоматического включения раскройной установки после ее выключения по опасности столкновения в устройстве имеется релейный блок (фиг. 5), содержащий квитирующую кнопку 32 оператора, аварийный выключатель 33 и электромагнитные контакторы 34 и 35, обмотки которых шунтированы диодами 36 и 37.

Контактор 34 включается через последовательно включенные контакты аварийного выключателя 33, контакт

31 контактора 30, квитирующую кнопку 32 оператора и контакт 38 контактора 35. Параллельно последовательно соединенным контактам квитирующей кнопки 32 оператора и размыкаю" щего контакта 38 контактора 35 включены последовательно соединенные самоблокировочный контакт 39 включаемого контактора 34 и отключающий контакт 40 контактора 35, Оконечный контактор 35 релейного узла включается контактом 4 l промежуточного-контактора 34. Параллельно контакту 41 включен самоблокировочный контакт 42 включаемого контактора 35.

Контакты 43 и 44 контактора 35 управляют работой регуляторов 12 и 13 положения, а контактом 45 включаются, схематически показанные, тормоза 46 и 47.

В случае столкновения обоих порталов 1 и 2 для предотвращения дополни" тельных повреждений режущие сопла 8

1б447

Для этого уже распределение после-. довательности резания отдельных контуров, подлежацих выкройке, должно производиться с учетом возможных точек столкновения. Исходя из произвольно выбранной нулевой или исходной точки Р«, семейство координат каждого контура вводится в компьютер. Для подлежащего теперь определению оптимального пути режущих инструментов каждому указывается (для каждого возможно40 го или необходимого перемещения в сторону опасности столкновения). безопасная зона, описываюцая допустимое сближение, Эта безопасная зона является постоянной величиной, которая добавляется к действующей координате по45 ложения. или вычитается из нее.

Производить ли сложение или вычитание зоны безопасности зависит от ранее выбранного положения нулевой или исходной точки P о

В компьютере производится разделение подлежащих далее вырезанию контуров, во-первых, исходя из условия, чтобы оба режущих инструмента

55 заканчивали резку одновременно или почти одновременно, а во-вторых, для удовлетворения условия

Р(i(õ)+P(1à)(P i(õ) Р(2а), /

Р{1а), P(2a) зона безопасности соответствующих режуцих порталов 1 или 2 относить-.ьно режущего сопла 8 или 9.

Переставляя члены вьг«е- р««веденного уравнения получим величину до««уст««мого сближения

P (x)-P, (х)>Р(1а)+Р(2а).

5 и 9 выключаются функциональной группой 21, воздействуюцей на электромагнитные контакторы 48 и 49 отключения режуцих сопел . Сигнал управления на функциональную группу 21 поступает от

5 аварийного выключателя 33 по цепи 50.

Чтобы сократить время, затрачиваемое на вырезку из материала нескольких узоров из одного полотна материала на 10 установках с компьютерным управлением, используются несколько режущих инструментов одновременно. Высокая степень оптимизации времени резания возможна, если каждому порталу, на котором расположена режущая головка, не выделять отдельную область резания, а распределять раскрой .по заложенным в компьютер данным контура на портяль« таким образом, чтобы каждый портал свою ра- 20 боту заканчивал в одно и то же или приблизительно то же самое время. Так как при этом области работы порталов частично перекрываются, то эта форма оптимизации возможна лишь тогда, ког- 25 да исключена воэможность столкновения порталов друг с другом во время работы резания. где Р i, Р 1 — возможное положение р ежусь«их и нс Tp vip H To B в направлении опасности столкновения;

Р (1а), Р (2а) — модуль величины зоны безопасности для соотв етствуюце го р ежуце го инструмента.

При таком, описанном выше„ распределении данных т оретически обеспечивается исключение столкновен««я при работе режущих инструментов. Однако добавочно принимаются меры .««сключения столкновения, когда реж,ч «««е инстру-.... менты отклоняются .ат заданной траектории движения я си «у тех««олог««чеси«х причин.

Устройство работает следу«ощ«м образом.

В регистр 23 {Апг. 4) арифметически-логического функционального блока

20 с центрального вы ислительного комплекса 11 в ««««фрово«« форме заносится и запо«знается величина допустимого сближения обоих режут«х порталов 1 и 2, а именно Р(1а),и Р(3a) (Лиг.2) .

При дальнейшем описании функционирования исходим из того, что выбор нулевой точки Р ««направлен««я движения

«ли зон безопасности Б««««82 режущих порталов 1 и 2 произведен по фиг. 2. При этом можно математически описать предстояцее столкновение следующим уравнением

Р 1 (х)+Р (1а) =Р (;:) -Р (2а), где P < (х) — путь, пройденный всякий раз порталом 1 (режущего сопла 8) îr нулевой точки Р

Р (х) — путь пройденный порталом

2 и

2 (режущего сопла 9) от нулевой точки Р<,, Функциональнь«««блоком 18 ""-писывается каждая ближайшая следующая целевая координата Р1(х) в направлении опасности столкновения (ось Х) режуцего портала 1 в регистр 24 функционального блока 20 и запом««««ается на

1644714 короткое время. Функциональный блок

19 записывает каждую следующую ближайшую целевую координату Р (х) режущего портала 2 в регистр 25 функционального блока 20,- где эта величина также запоминается на короткое время.. В формирователе 26 разности функционального блока 20 величины из регистров 24 и 25 вычитаются в соответ- 10 ствии с вышеприведенным уравнением, и разность в цифровом компараторе 27 сравнивается с величиной в регистре 23. Если разность принимает значение величины в регистре 23 или стано- 15 вится еще меньше, то выход (AO В) компаратора 27 активирует исполнительный узел 28, который сразу прерывает работу регулятора 12 положения и/или 13, так что двигатели М1 и М2 больше не 20 получают сигналов управления (фиг.5).

Предварительно, перед началом работы, в: одится схема безопасности автоматического повторного включения устройства после ее выключения по опасности столкновения.

Схема (фиг. 5) работает следующим образом.

Ппя включения раскройной установки нажимают квитирующую кнопку 32, так 30 что контактор 34 срабатывает, и соответствующие контакты 39 и 41 замыкаются. При этом срабатывает контактор 35 и замыкаются контакты 42 — 45, тогда как контакты 38 и 40 размыкаются.

При этом контактор 34 вновь обесточивается и контакты 39 и 41 размыкаются.

Схема безопасности теперь включена, регуляторы 12 и 13 положения готовы к работе. Процесс раскроя может на- .40 чаться, если есть соответствующие команды управления для регуляторов положения.

В случае, если цифровой компаратор 27 обнаруживает возможность предстоящего столкновения режущих порталов 1 и 2, из него поступает импульс управления, который через усилитель

29 подается на контактор 30. Послед5О ний при этом срабатывает и размыкает соответствующий контакт 31. Соединение с регуляторами 12 и/или 13 положения прерывается, за счет чего их силовой выход обесточивается и двигатели И1 и М2 режущих порталов 1 и 2

55 останавливаются., Кроме того, размы" каются контакты 42 — 45, а контакты

38 и 40 замыкаются, потому что обесточен контактор 35. Добавочно можно предусмотреть, что двигатели N1 и М2 тормозились бы схематично показанными тормозами 46 и 47. Если квитирующая кнопка 32 оператора выполнена в виде кнопочного включателя (ключа) с отжимной пружиной, то ее обязательно нужно нажать,.чтобы возобновить раскроечный процесс после автоматического выключения.. При этом возможность продолжения раскроечного процесса определяется .оператором.

Одновременно также исключается автоматическое повторное включение, если записанные в регистры 24 и 25 данные последующего положения будут такой величины, что уже не будет .обнаруживаться опасность столкновения и вследствие отсутствия сигнала управления на контактор 30 контакт 31 снова замкнется,. То же самое справедливо, если кратковременное исчезновение или снижение питающего напряжения вызовет остановку раскройной установки.

Аварийный выключатель 33 является механической защитой от столкновения.

Этот выключатель установлен на. одном из порталов 1 или 2, а в соответствующем-месте другого портала установлен не показанный щуп или штанга, длина Которой соответствует допустимому сближению порталов 1 и 2. Если расстояние станет меньше и от компаратора 27 не выдается сигнал управления на контактор 30, то щуп приведет. в действие аварийный выключатель 33, так что цепь тока к регуляторам 12 и 13 положения прерывается. !

Кроме того, в случае столкновения обоих порталов 1 и 2, для предотвращения дополнительных повреждений, . режущие сопла 8 и 9 должны быть выключены и отведены в безопасное положение. По этой причине аварийный выключатель 33 электрически соединен с функциональной группой 21 с программируемой памятью..Из фиг. 6 видно, что в случае столкновения на функциональную группу ?1 поступает сигнал управления, запускающий программу управления электромагнитными контакторами 48 и 49 режущих сопел 8 и 9 и, во-первых, отключаются сопла 8 и 9, а во-вторых, отводят их в более высокое положение относительно раскраиваемого материала.

1644714

9 зобр етени фрмулаизо п едотвращения

Устройство для пред

1. ст жущих инструменстолкновени д я вух режущи вычислитов, сод р е жащ ее центральныи в екс и связан ные с ним тельный компле чере э интер. еис ф " ную систему блок уп«ми инстр ументами и два равления режущ« егуляторы по«ональных блока, р егулятор, ложе .ения и датчики иути по жун««ми инструтановленными на них режущн тствуюе ненные.с соответ я тем, что, с целью ч ающе ес я оежности в работе, д повыщения надежи ст а памяьно введены три регистра сигналов

Ао мирователь раз и азности ти, .ор а атор и исполнительныи выходы которого подключень узел, вь гуляторов полоуправляющи м входам ре о подключен я порталов, а его вход к выходу цифрового ко, рвым входом и компаратор пе свяр

««стром памяти нен с Р пе вым Рег вычислитель нь«м с цен гральным в данным входом соединен

ВТОРЫМ

КОМПЛ ЕКС О Разности сигО мирователя Ра с выходом ОГО ПОДКЛЮЧЕНЫ

Одам которо« О начов, «памяти, т етий регистры второй и тР щщим функзанные каждый с ционал альным блоком.

2. Устройство по п,, о

1 отлиееся т ем что с целью чающе а ения самопроиэволь ьного по-, пр едотвращени и после ава« рийного отключ ючения, и ая, в ены релейный блок и квитирующ а причем выход кнопка дл я оператора, в цепь управго блока включен в релейного о ов положения порталов, ления регулят р опеод через квитирующую кнопку а ВХОД тельного ратора — .к вь

«ходу испол интел узла.

1644 714

1644714

2З

Фигб

Составитель В.Родимов

Редактор Г. Гербер Техред М.Дндык Корректор Л. Бескид

Зака з 1 249 Тираж 401 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101