Система управления прессом

 

(!ц 566744

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. синд-H) (22) Заявлено 04.08.75 (21) 2162131/27 (51) М. Кл 2 В ЗОВ 15/26 с присоединением заявки №

Государственный комитет

Совета Министров СССР па делам изааретеннй и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30,07.77. Бюллетснь K 28

Дата опубликования описания 19.10.77 (53) УД1 621.979.06. .621-83 (088.8) (72) Авторы изобретения

О. А. Быкодоров и С. Д. Черненко

Азовское специальное конструкторское бюро кузнечнопрессовых автоматов и гибочных машин (71) Заявитель (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРЕССОМ

Изобретение относится к области электропривода кузнечно-прессового оборудования и может быть использовано на прессах с электропневматической системой включения.

Известно устройство управления ходами пресса (1), содержащее два канала управления с размыкающими и замыкающими контактами и два бесконтактных конечных выключателя одиночного хода, взаимодействующих со своими экранами, установленными на кривошипном валу пресса и имеющими по одному отключающему вырезу, при этом каждый из каналов выполнен в виде блокировочного триггера, элемента И, усилителя, выход которого соединен с электромагнитом управления, и согласующего элемента, вход которого соединен с выходом одного из указанных бесконтактных конечных выключателей.

Однако такое устройство нс предусматривает контроля заложенного в конструкции пресса угла выбега кривошипного вала (контроля тормозного пути), который определяет безопасность работы на прессс, так как действие тормоза постоянно ухудшается вследствие износа фрикционных накладок и ослабления тормозных пружин, что приводит к увеличению тормозного пути; кроме того, оно предусматривает работу кнопок управления при пониженном напряжении (значительно меньшем напряжения питания бесконтактной схемы) и не исключает возможности проникновения помех импульсного характера в цепи кнопок управления, что сии>кает надежность коммутации цепей кнопок управления.

Целью изобретения является повышение безопасности работы за счет контроля угла выбега кривошипного вала пресса.

Это достигается тем, что в предлагаемой системе в экране бесконтактного конечного выключателя одиночного хода выполнен дополнительно контрольный вырез, смещенный относительно отключающего выреза в направлейии, противоположном вращению кривошипного вала на угол, равный допустимому

15 углу выбега, н по величине — нс меньший указанного угла, а система снабжена бесконтактным конечным выключателем с экраном, по размеру соответствующим углу контрольного выреза и установленным на кривошип20 пом валу, а также цепью блокировки, первый вход которой соединен с выходом дополнительного бесконтактного конечного выключателя, второй вход — с усилителем того же канала управления, а выход — с узлом под25 ключсния бесконтактного конечного выключателя одиночного хода к согласующему элементу указанного канала.

Цепь блокировки выполнена в видс элемента И, один из входов которого служит вторым

30 входом цепи блокировки, а второй его вход

566744

65 сосд1шеп через диод с одним плсчом триггера, зашунтированным конденсатором, и с выходом согласующего элемента, вход которого служит первым ее входом, а выход элемента

И соединен с другим плечом триггера и входом усилителя, выход которого служит выходом цепи блокировки.

Для надежности коммутации цепей кнопок управления предлагаемая система снабжена установленными в каждом канале управления двумя ключевыми триодами и фильтром помех, выполненным в виде конденсатора с подключенным параллельно ему резистором, одна из точек соединения которых подключена к положительному полюсу питания, другая соединена с положительным выводом диода, отрицательный вывод которого подключен к точке соединения замыкающих контактов кнопок управления с цепями баз ключевых триодов, коллекторы которых соединены со вторыми входами элементов И своих каналов, а коллекторы других ключевых триодов, базовые цепи которых сосдинены с размыкающими контактами кнопок управления, подк„ почепы к свободным плечам блокирово lllllx триггеров своих каналов.

Кроме того, для обеспечения визуального контроля превышения допустимого угла выбега система снабжена цепью сигнализации, выполненной в виде усилителя, у которого база триода предоконечного каскада связана с коллектором триода оконечного каскада через конденсатор, между коллектором триода оконечного каскада и его эмиттером включен другой конденсатор, а коллектор этого триода соединен через диод с сигнальной лампой, при этом вход указанного усилителя подключен через диод к выходу усилителя цепи блокировки.

На фиг. 1 показаны каналы управления системы; на фиг. 2 — цепи блокировки и сигнализации бесконтактной схемы; на фиг. 3— блок питания, цепи бесконтактных конечных выключателей и другие цепи пресса; на фиг.

4 — схема установки экранов бесконтактных конечных выключателей на кривошипном валу пресса.

Для управления электромагнитами 1 и 2 система управления выполнена в виде двух независимо действующих каналов и цспи блокировки, подключенной к одному из каналов.

Для обеспечения визуального контроля превышения допустимого угла выбега служит цепь сигнализации, подключенная к выходу цепи блокировки. Для повышения надежности служит фильтр помех, подключенный к каналам управления. Один канал для электромагнита 1 состоит из элементов на триодах

3 — 13, а другой для электромагнита 2 — из элементов на триодах 14 — 24.

Цепь блокировки состоит из элементов на триодах 25 — 30.

Цепь сигнализации состоит из элементов на триодах 31 — 33.

Оба ка11ала элсктj>lvleclill Ilo;IIIQOThlo то>кдественны. Каждый из каналов содер>кит согласующий элемент на триодах 3 (14), блокпровоч ый триггер на триодах 4 и 5 (15 и

16), элемент И па триоде 6 (17), управляющий триггер на триодах 7 и 8 (18 и 19), усилитель на триодах 9 — 11 (20 — 22) и ключевые элементы на триодах 12 и 13 (23 и 24).

Цепь блокировки содержит триггер на триодах 25 и 2б, элемент И на триоде 27, согласующий элемент на триоде 28 и усилитель на триодах 29 и 30.

Цепь сигнализации представляет собой усилитель па триодах 31 — ЗЗ.

Фильтр помех состоит из конденсатора 34, диода 35 и резистора 36.

Каждый канал при помощи согласующего элемента связан с отдельным бесконтактным конечным выключателем одиночного хода: один — с выключателем 37, другой — с выключателем 38, Каждый из этих конечных выключателей Ilo окончании хода отклю Iаст СВОЙ кяпал при пом01ци Отключающего Выреза 39 в его экране. В экране бсскоптактпого конечного выключателя

37 выполнен дополнительно контрольный вырез 40, смещенный относительно отключающего выреза в направлении, противоположном вращению кривошипного вала на угол, равный допустимому углу выбега (под углом выбега понимается угол поворота, который совершает кривошипный вал пресса в конце хода за время от подачи команды на останов«у в ВМТ до полной остановки).

Конечный выключатель 37 должен запрещать включение пресса, если угол выбега кривошиппого вала превысит допустимую величину, которая задается изготовителем пресса и определяется допустимым износом тормоза. Система не должна допускать возможности изменения заданной допустимой величины выбега путем регулировки экрана конечного выключателя 37. Выходы согласующих элементов каналов через диоды подключены к левым (по схеме) плечам триггеров, правые плечи блокировочных триггеров соединены с коллекторами ключевых триодов 12 и 23, цепи баз которых соединены с размыкающими контактами кнопок 41 и 42 управления или п еда л и 43.

К левым плечам блокировочных триггеров подключены входы элементов И, другие входы элементов И соединены с коллекторами ключевых триодов 13 и 24, цепи баз которых соединены с замыкающими контактами кнопок управления (педали), выходы элементов

И подключены к правым (по схеме) плечам управляющих триггеров.

Фильтр помех включен между точкой соединения замыкающих контактов кнопок управления 41 и 42 (педали 43) с цепью 44 баз ключевых триодов 13, 24 и цепью 45 — положительным полюсом источника питания.

Цепь блокировки связана с дополнительным бесконтактпым конечным выключателем

566744 г

С,1

46 и каналом управления посредством имеющихся в ней двух входов и выхода.

Своим первым входом (цепь 47) цепь блокировки соединена с выходом дополнительного конечного выключателя 46, вторым входом (цепь 48) — с усилителем тока же канала управления, а выход цепи блокировки (цепь

49) соединен с узлом подключения конечного выключателя 37 одиночного хода к согласующему элементу указанного канала.

В качестве первого входа цепи блокировки служит вход ее согласующего элемента. Вторым входом цепи блокировки является один из входов элемента И, второй вход которого соединен через диод с правым плечом триггера, зашунтированным конденсатором 50, и с выходом согласующего элемента; выход элемента И соединен с другим плечом триггера и входом усилителя, выход которого служит выходом цепи блокировки.

Цепь сигнализации представляет собой усилитель, вход которого соединен через диод с выходом усилителя цепи блокировки.

Вход предоконечного каскада и выход оконечного имеют между собой емкостную связь, осуществляемую с помощью конденсатора

51, включенного между базой триода 32 и коллектором триода 33. Между коллектором триода 33 оконечного каскада и его эмиттером включен конденсатор 52, а коллектор триода 33 соединен через диод 53 с сигнальной лампой 54.

Наряду с контролем исправности всех элементов каналов управления система должна обеспечивать также непрерывный контроль исправности конечных выключателей 37 и 46 и всех элементов цепи блокировки, так как превышение допустимого угла выбега может происходить через довольно длительные промежутки времени эксплуатации, в течение которых возможен выход из строя какого-либо элемента и, как результат, отказ в работе в момент превышения допустимого выбега, что может привести к дальнейшему, уже не контролируемому, ухудшению работы тормоза и к частичному или полному сдваиванию ходов.

Исходным состоянием триггеров каналов управления, соответствующим отключенному состоянию схемы, является состояние, когда триоды 5, 8, 16 и 19 левых плеч триггеров открыты, а триоды 4, 7, 15 и 18 закрыты. В этом случае выходные триоды 11 и 22 закрыты.

При пуске электродвигателя привода кнопкой 55 замыкается контакт магнитного пускателя 56 и подает напряжение в бесконтактную схему. В момент включения магнитного пускателя 56 кнопка 55 нажата и реле

57 отключено, при этом разомкнутым контактом 58 цепь питания конечных выключателей прервана со стороны плюса и на базы триодов 3 и 14 подается отрицательное напряжение, вызывающее их открывание. При открывании триодов 3 и 14 положительный потенциал подается в коллскторные цепи триодов

3, 8, 16 и 19, что вызывает переключение триггеров в исходное состояние.

Одновременно при подаче напряжения в схему происходит с помощью конденсатора 50 установка триггера цепи блокировки в исходное состояние (триод 25 открыт, триод 26 закрыт), при этом триод 29 открывается, а триод 30 закрывается.

При отпускании кнопки 55 происходит включение реле 57 и замыкание цепи контактом 58. При этом в цепи 49 и 59 делителей напряжения с выводом Н (нагрузка) бесконтактных конечных выключателей 37 и 38 подается положительное напряжение — происходит закрывание триодов 3 и 14.

Триоды 31 и 33 цепи сигнализации превышения допустимого выбега также закрыты, так как положительный потенциал из цепи 49 подается также в цепь делителя напряжения триода 31 (триод 32 при этом открыт). Нр» отпущенных кнопках 41 и 42 (педали 43) из цепи 60 через размыкающие контакты 41, 42 (43) отрицательный потенциал подается через делители напряжения на базы ключевых триодов 12 и 23, которые при этом открываются.

Блокировочные триггеры переключаются во включенное состояние (триоды 4 и 15 — открыты, а триоды 5 и 16 закрыты), так как в цспп коллектора триодов 4 и 15 через открытыс триоды 12 и 23 подастся положительный потенциал.

При этом с коллекторов триодов 5 н 16 отрицательное на через делители подастся на базы триодов 6 п 17, подготавливал пх к открыванию.

При работе в режиме «одиночный ход» переключатели 61 и 62 ставятся соответственно в поло>кения «одиночный ход» и «управллше кнопками» (или «управление педалью»), Включсние муфты пресса производится нажатием кнопок 41, 42 или педали 43. При нажатии кнопок 41, 42 (псдали 43) отрицательный потенциал подается через делители на базы ключевых триодов 13 и 24, которые при этом открываются и подают положительное напряжение в цепи эмиттеров триодов 6 и, 17 — происходит открывание триодов 6, 17 и подача через их цепи эмиттер-коллектор положительного напряжения в коллекторные цепи триодов 7 и 18 — управляющие триггеры переключаются во включенное состояние, что вызывает открывание оконечных триодов

11 и 22 усилителей и включение электромагнитов 1 и 2 (муфты). При включении муфты открывается триод 9 усилителя канала управления и положительный потенциал с его коллектора по цепи 48 подается на второй вход цепи блокировки. В начале хода конечный выключатель 46 включен, триод 28 закрыт и на базу триода 27 подается отрицательное напряжение — происходит открывание триода

27 и переключение триггера цепи блокировки во включенное состояние (триод 25 — закрыт, триод 26 — открыт) . При этом триод

29 закрывается, триод 30 открывается ц по566744

В конце хода отключающие вырезы экранов одновременно входят в щели бесконтактных конечных выключателей 37 и 38, вызывая отключение последних. При их отключении положительный потенциал выводов Н резко снижается, что влечет за собой открывание триодов 3 и 14, псрскл!очсние триггеров в исходнос состояние, закрывание триодов 11, 22 и отключение электромагнитов. При отключении консчпых вык:початслей 37 и 38 (в момент прохождения отключающих вырсзов В пх и!с !!5!х) и сн!!жс!!!!я положительного потенциала выводов Н происходит кратковременное открывание триодов 31, 33 и закрывание триода 32. При этом конденсатор 51 (обкладка которого, соединенная с базой триода 32, имеет положительный потенциал) оказывается включенным через открытый триод 33 последовательно с напряжением питания, что обусловливает подачу на базу триода 32 с указанной обкладки конденсатора 51 дополнительного запирающего напряжения, задерживающего открывание триода 32, закрывание триода 33 и создающего, таким образом, условия для кратковременного зажигания сигнальной лампы

54, свидетельствующего об исправности цепи сигнализации и конечного выключателя 37.

Конденсатор 52 с диодом 53 служат для стабилизации величины отрицательного напряжения в цепи коллектора триода 33 (когда он закрыт) с целью исключения непредусмотренного срабатывания сигнализации за счет перезаряда конденсатора 51 при случайных понижениях напряжения питания.

Т;!кпм образом, при каждом одиночном ходает положительное напряжение в цепь 49 канала управления (в ту же цепь подается положительное напряжение с вывода Н включенного конечного выключателя 37).

При ходе ползуна вниз контрольный вырез экрана входит в щель конечного выключателя

37 (который при этом выключается), но отключения капала не происходит, так как в цепь 49 продолжает поступать поло кительное напряжение с выхода цепи блокировки (через открытый триод 30). При подходе ползуна к нижней мертвой точке конечный выключатель

37 включается, возобновляется подача с его вывода Н положительного напряжения в цепь

49. Затем при ходе ползуна вверх выключается конечный выключатель 46, это вызывает открывание триода 28 и закрывание триода

27. При этом положительное напряжение, подаваемое через открытый триод 28 в цепь коллектора триода 25, вызывает переключение триггера цепи блокировки в исходное состояние, в результате чего происходит открывание триода 29 и закрывание триода 30, подача положительного напряжения через триод 30 в цепь 49 канала управления прекращается, с этого момента и до окончания хода цепь блокировки перестает оказывать влияние на работу канала. де происходит кратковременное зажигание сигнальной лампы 54, по которому осуществ-! ляется визуальный контроль исправности цепи сигнализации и конечного выключателя 37, контролирующего допустимый выбег кривошипного вала пресса.

При случайном отпускании кнопок 41 и

42 в начале хода ползуна вниз и остановке его в промежуточном поло>кении, когда контрольный вырез экрана находится в щели конечного выключателя 37, запирания канала в отключенном состоянии не происходит, так как триггер цепи блокировки находится во включенном состоянии, что обусловливает подачу через открытый триод 30 положительного потенциала в цепь 49.

При длительном нажатии кнопок 41 и 42 триггеры каналов после совершения хода и отключения электромагнитов остаются в исходном состоянии, триоды 6 и 17 при этом закрыты и не допускают переключения управляющих триггеров во включенное состояние.

Для последующего включения муфты необходимо отпускание обеих кнопок 41 и 42, так как только при этом происходит переключение блокировочных триггеров во включенное состояние, обеспечивающее возможность включения муфты. Так осуществляется блокировка одиночного хода.

При превышении допустимого угла выбега контрольный вырез экрана в конце хода входит в щель конечного выключателя 37, который при этом выключается, прекращая подачу поло кительного напряжения в цепь 49. При этом открывается триод З„и канал управления оказывается заблокированным в отключенном состоянии, в цели блокировки открываются триоды 31 и 33 (триод 32 закрывается), загорается и длительно горит лампа 54, снгпализирующая превышение допустимого угла выбсга. Попытка включения слсдующего хода приводит к включению только второго канала, синхронность действия клапанов сдвоенного воздухораспредслитсля нарушается — происходит отключение муфты и срабатывание тормоза. При этом элементы кинематики сдвоенного воздухораспрсделителя воздействуют на один из конечных выключателей 63 или 64, вызывая откл!очение электродвигателя привода, что сигнализирует о возникновении неисправности. До регулировки или ремонта тормоза работа на прессе невозможна, так как всякий раз при попытке, включения муфты будет срабатывать пневмоблокировка воздухораспределителя и отключать пресс в соответствии с описанным выше. Таким образом осуществляется автоматический контроль выбега кривошипного вала пресса при каждом одиночном ходе.

Контролируемая величина допустимого выбсга в данном случае жестко задана расположением отключающего и контрольного вырезов в экране конечного выключателя 37 и не может быть измснена путем регулировки экра!!а обслу!кинакццпм пресс персоналом (пре566744

10

1. Система управления прессом, содержащая два канала управления, кнопки управления с размыкающими и замыкающими контактами и два бесконтактных конечных выключателя одиночного хода, взаимодействующих со своими экранами, установленными на кривошипном валу пресса и имеющими по одному отключающему вырезу, при этом каждый из каналов выполнен в виде блокировочного триггера, элемента И, усилителя, выход которого соединен с электромагнитом управления, и согласующего элемента, вход кото- рого соединен с выходом одного из указанных бесконтактных конечных выключателей, отличающаяся тем, что, с целью повышения безопасности работы за счет контроля угла выбега кривошипного вала пресса, в экране бенконтактного конечного выключателя одиночного хода выполнен дополнительно контрольный вырез, смещенный относительно отключающего выреза в направлении, противоположном вращению кривошипного вала на угол, равный допустимому углу выбега, и по величине — пе меньший указанного угла, а система снабжена бесконтактным конечным выключателем с экраном, по размеру соответствующим углу контрольного выреза и установленным на кривошипном валу, а также цепью блокировки, первый вход которой соединен с выходом дополнительного бесконтактного конечного выключателя, второй вход — с усилителем того же канала управления, а выход — с узлом подключения бесконтактного конечного выключателя одиночного хода к согласующему элементу указанного канала.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что цепь блокировки выполнена в виде элемента И, один из входов которого служит вторым входом цепи блокировки, а второй его в ход соединен через диод с одним плечом и триггера, зашунтированным конденсатором, с выходом согласующего элемента, вход которого служит первым ее входом, а выход элемента И соединен с другим плечом триггера и входом усилителя, выход которого служит выходом цепи блокировки.

65 небрегающим необходимостью регулировки или ремонта тормоза при превышении допустимого выбега).

Кнопки управления 41 и 42, включенные в базовые цепи ключевых триодов, коммутируют напряжение, равное полному напряжению питания бесконтактной схемы, что повышает надежность коммутации цепей включения.

При отпущенных кнопках 41 и 42 ключевые триоды надежно заперты полным напряжением смещения, приложенным к их базам.

Фильтрация импульсных помех отрицательного потенциала осуществляется с помощью конденсатора 34 и диода 35 фильтра.

Указанный фильтр также предотвращает проникновение помех от емкостных токов в цепв

44 включения при замыкании этой цепи с какой-либо из других цепей переменного тока системы управления, не связанных гальванически с цепью 44.

При выходе из строя какого-либо элемента в одном из каналов (прибой или внутренний обрыв в триодах, диодах, пробой или обрыв триода бесконтактного конечного выключателя, обрыв или замыкание цепи) соответствующий канал не отключается в конце хода или не включается вообще — нарушается согласованная работа клапанов сдвоенного воздухораспределителя, приводящая, аналогично описанному выше, к отключению пресса.

Так осуществляется непрерывный контроль исправности элементов каналов управления, в том числе и конечного выключателя 37, контролирующего допустимую величину выбе-, га кривошипного вала пресса.

При выходе из строя какого-либо элемента цепи блокировки или конечного выключателя

46 нарушается работа канала, к которому подключена эта цспь. Так пробой любого из триодов 26, 27, 30 или внутрснний обрыв триодов 25, 28, 29, а также пробой бесконтактного конечного выключателя приводят к отключению указанного канала в конце хода. Пробой какого-либо из триодов 28, 29, внутренний обрыв триодов 27, 30 или обрыв цепи конечного выключателя 46 приводят к отключению канала в начале хода конечным выключателем 37 от контрольного выреза.

Таким образом, в этих случаях происходит нарушение согласованной работы клапанов воздухораспределителя и отключение пресса, сигнализирующее о неисправности.

Пробой триода 25 или обрыв цепи триода

26 может быть обнаружен при отпускании кнопок 41, 42, в начале хода и остановке ползуна в промежуточном положении, когда контрольный вырез экрана находится в щели конечного выключателя 37, При этом канал оказывается запертым в отключенном состоянии, что также препятствует дальнейшей работе на прессе, Однако указанная неисправность (пробой триода 25 и обрыв цепи 26) не нарушает действия цепи блокировки при контроле выбега, так как состояние триггера при этом эквивалентно его отключенному состоянию.

Таким образом, предлагаемая система обеспечивает непрерывный контроль исправности всех элементов бесконтактной схемы, позволяя своевременно обнаружить неисправности в ней, а также неисправность тормоза, и не допускает работы на прессе до устранения указанных неисправностей, в результате чего повышается безопасность работы.

Предлагаемая система, снабженная фильтром помех и ключевыми триодами, имеет более высокую надежность коммутации цепей кнопок управления, что также повышает безопасность и надежность.

Формула изобретения

566744

3, Система по и. 1, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью надежности коммутации цепей кнопок управления, она снабжена установленными в каждом канале управления двумя ключевыми триодами и фильтром помех, выполненным в виде конденсатора с подключенным параллельно ему резистором, одна из точек соединения которых подключена к положительному полюсу питания, другая соединена с положительным выводом диода, отрицательный вывод которого подключен к точке соединения замыкающих контактов кнопок управления с цепями баз ключевых триодов, коллекторы которых соединены со вторыми входами элементов И своих каналов, а коллекторы других ключевых триодов, базовые цепи которых соединены с размыкающими контактами кнопок управления, подключены к свободным плечам блокировочных триггеров своих каналов.

4. Система по пп. 1 и 2, отличающа я ся тем, что, с целью обеспечения визуального контроля превышения допустимого угла выбега, она снабжена цепью сигнализации, выполненной в виде усилителя, у которого база триода предоконечного каскада связана с коллектором триода оконечного каскада через конденсатор, между коллектором триода оконечного каскада и его эмиттером вклю10 чен конденсатор, а коллектор этого триода соединен через диод с сигнальной лампой, при этом вход указанного усилителя подключен через диод к выходу усилителя цепи блокировки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

20 № 341154, кл. В ЗОВ 15/14, 1972.

566744

Фиг. 4

Редактор Н. Суханова

Заказ 1837/14 Изд. № 637 Тираж 881

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Н. Чернилевская

Техред М. Семенов

Корректоры: Л. Котова и Л. Денискина