Устройство для контроля работы прессового оборудования

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз CoB07c_#_Hx

Соцнаттнстнческнк

Республик (i@995105 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.08.81 (2l ) 3331841/18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 07.02.83. бюллетень М 5 (51)M. Кл.

С 07 С 3/10

Гееударетеенва кеатятет

СССР (53) УДК е81. . 178(088.8) яв делам язебретеяяя я етерытяя

Дата опубликования описания 07.02.83 (72) Авторы изобретения

Г. Ш. Нисман, l0.П. Дорошев, В. И. Лито

Проектно-.конструкторский и технологическ прессового роботостроеиия

Ч5,, - ° л (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВ ДЛЯ КОНТРОЛЯ РАБОТЫ

ПРЕССОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Изобретение относится к автоматике 1 и может найти применение в машиностроении для контроля работоспособности оборудования и счета выпускаемой продукции.

Известно устройство для контроля ра- боты прессового оборудования, содержащее датчик, усилитель, компаратор, счетчик, одновибратор, реле времени и элемент совпадения (1) . о

Такое устройство не позволяет получить информацию о развиваемом усилии, не позволяет регулировать уставку, соответствующую технологическому усилию, номинальному для данной операции и регулировать отклонения от технологического усилия. Кроме того, нет ыщикации останова оборудования и индикации, конкретизирующей выход усилия за пре дел или положительного, или отрицатель- zp ного отклонения.

Счет изделий ограничен только при превышении усилий, развиваемое усилие ниже заданного, счет продолжается. Это

2 снижает точность счета качественных изделий, к примеру, при поломке одного из. инструментов - рабочей части пуансона штампа — или при подаче в штамп части заготовки отсчитывается бракованная деталь. При работе устройства на прессовом оборудовании с многостоечной станиной (пресс-ножницы - две стойки, дугостаторные пресса — четыре стойки и т.д.) осуществляется контроль оборудования только по деформации одной из стоек. При неисправном инструменте или при неправильном использовании возможны перегрузки на других стойка, х. К примеру, часто на .пресс-ножницах проводят обрезку заготовок на краю стола ридом со стойкой, что может прости к ее систематической перегрузке, и в конеч.ном итоге, к поломке.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для контроля работы прессового оборудования, содержащее канал контрсьля. из последовательно соединенных дат8108 4

4О

3 99 чика, усилителя и амплитудного преобра.. зователя, выход которого подключен к первому входу коммутатора, выход которого соединен с входом счетного блока, компаратор, выход которого соединен с входом амплитудного преобразователя канала контроля, источник напряже ния, первый выход которого подключен к входу первого делителя напряжения, выходы которого соединены соответственно, с вторым входом коммутатора, и с первым и вторым входами блока допускового контроля, первый и второй выходы которого подключены. соответственно к первым входам первого и второго элементов памяти, вторые входы которых соединены с выходом блока сброса, выходы первого и второго элементов памяти под», ключены к входам первого и второго элементов индикации и соответственно к первому и второму входу элемента

ИЛИ, выход которого соединен с входом исполнительного элемента, третий выход блока допускового контроля подключен к входу счетчика 2 j .

Такое устройство не позволяет контролировать нагрузку по всем стойкам станины, не позволяет осуществить защиту его при превышении заданного до= пустимого перекоса нагрузки по стойкам относительно полной нагрузки, развиваемой оборудованием. Кроме того, при.установке гидронагружателя для тарировки устройства и при установке инструментов нельзя обеспечить идеальной юстировки, что приводит к изменению координаты точки приложения усилия при выполнении технологической операции и, следовательно, к погрешности при контроле оборудования. Все указанное снижает точность устройства.

Бель изобретения — повышение точности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля работы, прессового оборудования, содержащее канал контроля из последовательного соединенных датчика, усилителя и амплитудного .преобразователя, выход которс го подключен к первому входу коммутатора, выход последнего соединен с входом счетного блока, компаратор, выход которого соединен с входом амплитудного преобразователя канала контроля, источник напряжения, первый выход которого подключен к входу первого делителя напряжении, выходы последнего соединены соответственно с вторым вхо дом коммутатора и с первым и вторым входами блока допускового контроля, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первым входам первого и второго элементов памяти, вторые входы последних соединены с выходом блока сброса, выходы первого и второго элементов памяти подключены к входам первого и второго элементов индикации и соответственно к перщ вому и второму входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом исполнительного элемента, третий выход блока допускового контроля подключен к входу счетчика, введены каналы кон 5 троля по числу контролируемых точек оборудования, блоки усреднения, элемент задержки, второй делитель напряжения и группы компараторов, элементов памяти и элементов индикации, выходы усилителей каналов контроля через первый блок усреднения соединены с первым входом компаратора, второй вход которого подключен к второму выходу источника напряжения, выход компаратора соединен с входами элемента задержки и амплитудных преобразователей каналов контроля, выходы которых подключены к первым входам коммутатора, к входам второго блока усреднения и к первым входам компараторов группы, выходы которых соединены с первыми входами элементов памяти группы, выходы пооледних подключены к третьим входам элемента ИЛИ и к входам элементов индикации, группы, первый выход второго блока усреднения через второй делитель напряжения соединен с вторыми входами компараторов группы, выход блока сброса подключен к вторым входам элементов памяти группы, второй выход вто» рого блока усреднения соединен с вторым входом коммутатора и с третьим входом блока допускового контроля, выход эл мента задержки подключен к четвертому входу блока допускового контроля и к третьим входам всех элементов памяти.

Кроме того, блок усреднения выполнен из последовательно включенных суммирующего усилителя и масштабного усилителя, выход которого соединен с . первым выходом блока усреднения, выходы которого подключены к входам суммирующего усилителя, выход последнего соединен с вторым выходом блока усреднения.

На фиг. 1 изображена функциональ ная схема устройства; на фиг. 2 - вариант выполнения блока усреднения с делителем напряжения; на фиг. 3 - ва5 ; 995 риант выполнения блока допускового кон троля.

Устройство содержит каналы контроля из последовательно соединенных датчика

1, усилителя 2 и амплитудного преобразователя 3, компаратор 4, источник 5 напряжения, первый делитель 6 напряжения, состоящий из регуляторов 7-9 напряжения, блок 10 допускового контроля, коммутатор 1.1, счетный блок 12, счет- 10 чик 13, первый элемент 14 памяти, второй элемент 15 памяти, элемент ИЛИ

16, первый элемент 17 индикации, второй элемент 18 индикации, исполнитещ ный элемент 19, блок 20 сброса, ком- 35 параторы 21 группы, элементы 22 памяти группы, элементы 23 индикации. группы, первый блок 24 усреднения, вто рой блок 25 усреднения, второй делитель

26 напряжения, элемент 27 задержки. 20

Блоки 24 и 25 усреднения (фиг. 2) включают в .себя суммирующий усилитель

28 с одинаковыми резисторами 29 во входной цепи и резистором 30 обратной связи. Величина резистора обратной 25 связи равна R1

Poocc= где К. — величина сопротивления резис1 тора 29;

- число резисторов 29, равное зо числу каналов.

Следовательно, выходное напряжение суммирующего усилителя 28 равно

1 и

Е: и,„,1=1

6ЫХ где 0 . - выходное напряжение i - ка8Х нала контроля. Ю

К второму выходу второго блока 25 усреднения, т.е. к выходу симмируюшего усилителя 28 подключен масштабный усилитель 31 с коэффициентом усиления, равным двум. Первым выходом второго блока 25 усреднения является выход мас»

:штабного усилителя 31.

Делитель 26 напряжения состоит из включенных последовательно резистора 32, регулятора 33 перекоса и резистора

34. Блок 10 допускового контропя представляет собой два компаратора, sbmoaненных на операционных усилителях 35 и 36. Причем первым и вторым входами блока 10 допусковогс контроля являются соответственно инвертирующий вход операционного усилителя 36 и неинверткрующий вход операционного усилителя

35. Третий вход блока 10 допускового

105 6 контроля подключен к точке соединения инвертирующего входа операционного уси- лителя 36. Выходы операционных усилителей 35 и 36 через формирующие диодно-реэистивные цепочки 37, 38 и 39, 40 подключены к входам элемента И

41 и к первым входам элемента ИЛИ

42 и 43, вторь1е входы которых подключены к четвертому входу блока 10 допускового контроля и к первому входу элемента И-НЕ 44. Второй вход элемента И-НЕ 44 подключен к выходу элемента И 41, а выход его является первым выходом блока 10 допускового контроля. Выходы элементов ИЛИ 42 и 43, являются вторым и третьим выходами блока 10 допускового контроля.

Устройство работает следующим образом.

В режиме наладки оборудования коммутатор ll переводится в такое положение, при котором счетный блок 12 подключен к выходу первого делителя 6 напряжения. Следовательно, в режиме наладки по индикатору счетного блока

12 устанавливают с помощью регулятора

7 технологического параметра уставку, соответствующую усилию, номинальному для данной операции, например штамповки. Регуляторами 8 и 9 устанавливают положительные и отрицательные отклонения от уставки, установленной регулятором 7 технологического параметра.

Регуляторы 7-9 представляют собой де лители напряжения источника 5 напряжения, регулятор 7 — непрерывный делитель, регуляторы 8 и 9 — дискреч ные делители, через каждые 10%. Вторым делителем 26 напряжения устанав ливают допустимый коэффициент перекоса. Соотношения резисторов 29, 30 и

32-34 выбраны таким образом, что в нулевом положении регулятора 33 пере коса, на втором выходе второго блока

25 усреднения будет удвоенное усредненное значение напряжений с выхода амплитудных преобразователей 3 канала контроля, а на выходе второго делителя

26 напряжений — усредненное значение этих напряжений. При установке величины допустимого перекоса регулятором 33 перекоса устанавливают на входах компараторов 21. группы напряжение, превышающее усредненное значение, например, на 5 10, 20% и т.д., которое сравнивается с напряжением с выходов амплитудных преобразователей 3 канала контроля. После наладки оборудования при выполнении технологической операции им5105 8

7 99 пульс усилия, воздействуя на датчики 1 канала контроля, вызывает появление электрических сигналов на входах усилителей 2 канала контроля. Сигналы нормируются по величине в усилителях 2 и преобразуются в постоянные уровни, которые длительно запоминаются в амплитудных преобразователях 3. Преобразование возможно только лишь в том случае, если уровень, поступающий на вход компаратора 4 с выхода источника

5 напряжения, ниже амплитуды усредненного значения в первом блоке 24 усреднения усиленных усилителями 2 сигналов с датчиков 1. Этот уровень, выбираемый в источнике 5 напряжения, должен превышать амплитуду усредненных максимал но возможных сигналов помех при температурном разбалансе датчиков 1, при вибрации оборудования и т.д.

Таким образом, превышение сигнала на втором входе компаратора 4 приводит к его переключению и, следовательно, к управлению амплитудными преобразователями 3 и к запуску элемента 27 задержки. Причем длительность выходного импульса элемента 27 задержки должна быть больше суммы длительностей преобразования амплитуды сигнала в постоянный уровень и переходных процессов в блоке 10 допускового контроля..

Превышение постоянного уровня на abrxoде амплитудного преобразователя 3 одного из каналов, контроля уровня напряжения, соответствующего увеличенному на коэффициент перекоса усредненному значению сигналов, приводит к переключению соответствующего компаратора 21 группы и, далее, с приходом импульса с выхода элемента 27 задер-:. жки - к изменению состояния элемента

22 памяти группы с индикацией об этом элементом 23 индикации группы. Одновременно тем же сигналом с выхода элемента 22 памяти группы через эле-. мент ИЛИ 16 управляется исполнительный элемент 19.

Для контроля усилия, развиваемого оборудованием по стойкам станины, необходимо переключением первого коммутатора 11 соединить счетчный блок 12 к соответствующему каналу контроля.

Усредненное значение сигналов дат- чиков приходит на вход блока 10 допускового контроля, где сравнивается компараторами на операционных усилителях 35 и 36 с уровнями уставки с выходов регуляторов 8 и 9 положительных и отрицательных отклонений.

1О

15 и

25 зо

Ю о

Рассмотрим три возможных случая.

Первый. Если напряжение на соединенных вместе входах операционных усилителей 35 и 36 меньше уровня отрийательного отклонения первого делителя

6 напряжения, тогда на выходе компаратора на операционном усилителе 35 (все уровни имеют положительную полярность) будет положительный уровень (логическая единица), а на выходе компаратора на операционном усилителе

36 будет отрицательный уровень (на выходе диодно-резистивной цепочки — логический нуль). Следовательно, на выходе элемента И 41 будет логический нуль и сигнал счета не появится на выходе блока 10 допускового контроля.

Второй. Если выходное напряжение второго блока 25 усреднения больше уровня отрицательного отклонения и меньше уровня положительного отклонения первого делителя 6 напряжения, тогда на выходе компаратора на опера- ционном усилителе 35 — логическая единица, на выходе компаратора Hà операционном усилителе 36 - логическая единица. Следовательно, на выходе элемента И 41 будет логическая единица и сигнал счета через элемент И-НЕ 44 появится на выходе блока 10 допускового контроля и счетчик 13 отсчитывает наличие импульса усилия в заданном диапазоне отклонений.

Третий. Если выходное напряжение второго блока 25 усреднения больше, уровня отрицательных и положительных отклонений первого делителя 6 напряжения, тогда на выходе компаратора на операционном усилителе 35 будет от- рицательный уровень, на выходе элемента И 41 - логический нуль, на выходе компаратора на операционном усилителе

36 — логическая единица. Следовательно, на выходе .элемента И 41 будет логический нуль и сигнал счета не появится на выходе блока 10 допускового контроля

Выход за пределы отрицательных и положительных отклонений приводит к роявлению логического нуля на выходе элементов ИЛИ 42 или 43. Следовательно, задним фронтом импульса счета с выхода элемента 27 задержки опрокидывается один из элементов 14 или 15 памяти, в зависимости от того, за чью границу вышло выходное напряжение втс рого блока 25 усреднения. Элементы

14 и 15 памяти управляют первым и вторым элементами 17 и 18 индикации, 9 995 и через элемент ИЛИ 16 - исполнитель ным элементом 19.

Элементы индикации конкретизируют причину отключения оборудования исполнительным элементом 19, первый элемент 5

17 индикации в случае принижения суммарного усилия, развиваемого оборуцованием заданного, второй элемент 18 индикации - в случае повышения суммарного усилия, развиваемого оборудованием за- lO данного, элементы 23 индикации группыs случае недопустимых перекосов стоек станины

B момент включения устройства блок

20 сброса автоматически по установоч- 15 ным входам установит в исходное состояние все элементы 14, 15 и 22 памяти. В случае же выхода, например, технологического параметра за установленные пределы и отключения оборудо- 2î вания исполнительным элементом 19 элементы 14 и 15 памяти, устанавливаются в исходное состояние вручную кнопкой в блоке 20 сброса.

Применение. предлагаемого устройства 25 позволяет не только защитить оборудование от перегрузки инструмент (штамп) от поломки, но и повысить качество выпускаемых изделий путем повышения точности при контроле инструмента.

30 формула изобретения

1. Устройство для контроля работы прессового оборудования, содержащее канал контроля из последовательно соединенных датчика, усилителя и амплитудного преобразователя, выход которого подключен к первому входу коммутатора, выход последнего соединен с входом счетного блока, компаратор, выход кото-. рого сбединен с входом амплитудного преобразователя канала контроля источник напряжения, первый выход которого подключен к входу первого делителя напряжения, выходы последнего соединены соответственно с вторым входом коммутатора и с первым и вторым вхо дами блока допускового контроля, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первым входам первого и второго элементов памяти, . вторые входы последних соединены с выходом блока сброса, выходы первого и второго элементов памяти подключены

S к входам первого и второго элементов индикации и соответственно к первому

105 10 и второму входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом исполнитещ ного элемента, третий выход блока допускового контроля подключен к входу счетчика, о т л и ч а ю щ е е с s тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены каналы контроля по числу контролируемых точек об<>рудования, блоки усреднения, элемент задержки, второй делитель напряженияи группы компараторов, элементов памяти и элементов индикации, выходы усилителей каналов контроля через первый блок усреднения соединены с первым ходом компаратора, второй вход которого подключен к второму выходу источника напряжения, выход компаратора соединен с входами элемента задержки и амплитудных преобразователей каналов контроля, выходы которых подключены к первым входам коммутатора, к входам второго блока усреднения и к первым входам компараторов группы, выходы которых соединены с первыми входами элементов памяти группы, выходы последних подключены к третьим входам элемента ИЛИ и к входам элементов индикации группы, первый выход второго блока усреднения через второй делитель на пряжения соединен с вторыми входами компараторов группы, выход блока сбро. са подключен к вторым входам элементов памяти группы, второй выход второго блока усреднения соединен с вторым входом коммутатора и с третьим входом блока допускового контроля, выход элемента задержки подключен к четвертому входу блока допускового контроля и к третьим входам всех элементов памяти, 2. Устройство по п.1, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, блок усреднения выполнен из последовательно включенных суммирующего усилителя и масштабного усилителя, выход которого соединен с первым выходом блока усреднения, * входы которогоподключены к.входам суммирующего усилителя, sblxoll посл1щ него соединен с вторым выходом блока усреднения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

hb 591889, кл. G 07 С 3/10 1976.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Ж 2928560/18-24, кл. С 07 С 3/10, 1980 (прототип).

Составитель Г. Усачев

Редактор C. Пекарь Техред Л. Пекарь Корректор Л.. Бокшан е.

Заказ 647/35 Тираж 571 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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