СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ РАБОТЫ МАШИНЫ Российский патент 1997 года по МПК G08B19/00 G07C3/00 

Настоящее изобретение касается способа контроля, в котором множество взаимно последовательных сигналов имеют по существу одинаковый характер изменения, например формирование сообщения аварийной сигнализации и/или останова при потере сигнала и/или появлении одного или больше неизвестных и недопустимых отклонений в контролируемом сигнале, кроме того, таких сигналов, как предотвращение (блокировка) включения аварийной сигнализации и/или останова при появлении одного или больше известных и допустимых отклонений контролируемого сигнала. Настоящее изобретение также касается устройства для осуществления названного способа.

Во многих известных из уровня техники устройствах встречаются серьезные проблемы контроля электрических сигналов, которые соответствуют, например, движению нитей в станках разных типов, как ткацкие станки, так как при непрерывных сигналах могут иметь место интервалы сигналов, которые допустимы и которые должны игнорироваться. Наиболее общий способ контроля состоит в том, чтобы непрерывность сигнала не прерывалась, т.е. не было интервала. Далее, очень трудно уловить появление одного или больше интервалов в сигнале, являющемся в остальном непрерывным сигналом, так как этот интервал или эти интервалы не всегда происходят в одном и том же положении сигнала, и появление интервала или интервалов сигнала также зависит от таких факторов, как тип станка, варианты нитей, качество и т.д. Это привело к очень сложным проблемам регулировки и тонкой наладки, а также к чрезмерным регулировкам после установки оборудования.

Техническим результатом заявленного предложения является обеспечение высокоэффективного контроля процесса изготовления изделий за счет использования двух режимов работы: режима эталонного формирования параметров и режима контроля работы при изготовлении изделий.

Технический результат заявленного предложения обеспечивается тем, что в способе контроля параметров работы машины, например вязального станка, заключающемся в том, что формируют сигналы, соответствующие параметрам нормальной работы машины, осуществляют контроль текущих параметров работы, сравнивают контролируемые сигналы текущих параметров и сигналы параметров нормальной работы машины и формируют сигнал аварийной сигнализации в случае их несоответствия, режим формирования сигнала, соответствующего параметрам нормальной работы машины, осуществляют на заданном временном интервале, соответствующем циклу изготовления изделия, и сформированные сигналы запоминают в виде кодового сигнала, контроль текущих параметров работы машины осуществляют путем синхронного сравнения на заданном временном интервале усредненного значения контролируемого сигнала и запомненного кодового сигнала, а сигнал аварийной сигнализации и/или сигнал останова формируют в случае, если разница между сравниваемыми сигналами превысит заданную величину.

Контролируемые сигналы, соответствующие движениям пряжи или нити станка, формируют на временных интервалах, соответствующих всем производственным циклам изготовления изделия, а режим формирования сигнала, соответствующего параметрам нормальной работы станка, осуществляют на временном интервале, начиная с первой стадии изготовления образца или изделия, и оканчивают после изготовления образца или изделия.

Вычисление разницы между усредненным значением контролируемого сигнала и запомненного кодового сигнала осуществляют после каждого производственного цикла изготовления изделия.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства, реализующего заявленный способ согласно настоящему изобретению. На фиг. 2 показана подробная блок-схема устройства согласно настоящему изобретению, показанного на фиг. 1. На фиг. 3 показана импульсная схема импульсов от точек измерения, указанных на блок-схеме и подробной блок-схеме. На фиг. 4 приведена блок-схема одного физического применения настоящего изобретения. На фиг. 5 приведена принципиальная схема одного варианта реализации для осуществления практического применения согласно фиг. 4.

Один вариант реализации способа и устройства согласно настоящему изобретению будет теперь описан более подробно со ссылкой на блок-схему на фиг. 1, на подробную блок-схему на фиг. 2 и на импульсную схему на фиг. 3. Эмиттер сигнала соответствующего типа, который, например, в ответ на движение нити в ткацком станке генерирует электрический сигнал, соединен с блоком 1 для усиления и преобразования в цифровую форму сигнала. Соответственно эмиттер сигнала может быть пьезоэлектрического типа, но могут также использоваться эмиттеры сигналов другого типа. Блок 1 усиления и преобразования в цифровую форму соединен с блокирующим элементом 2 и элементом И 3. Выход блокирующего элемента 2 соединен с элементом И 4, выход которого соединен с триггером 5 аварийной сигнализации и/или останова, который может быть бистабильным элементом и который может, например, в ткацком станке формировать стоп-сигнал в отношении ткацкого станка при появлении выходного сигнала от элемента И 4.

Как было сказано ранее, в сигнале, исходящем от блока 1 усиления и преобразования в цифровую форму, могут формироваться заданные интервалы сигнала. Однако эти интервалы не всегда происходят точно в одном и том же положении, и необходимо информировать любым способом контролирующую схему, чтобы она игнорировала такие известные нормальные и допустимые интервалы сигнала. В соответствии с иллюстрируемым вариантом реализации настоящего изобретения эмиттер импульса синхронизации, здесь и далее именуемого как синхроимпульс, соединен с элементом 6, который может считаться фильтром для управления присутствием синхроимпульсов, которые указывают, что станок функционирует элементу И 7, счетчику 8 и триггеру 5. Выход фильтра 6 соединен с входом Cl установления в исходное положение счетного элемента 9, выход Q которого соединен с элементом И 7, элементом И 10 и электронным выключателем 11. Выход элемента И 7 соединен с входом Cl синхроимпульса счетчика 9, который может регулироваться и функционирует для отсчета определенного числа синхроимпульсов с момента начала перед подачей выходного сигнала на выход Q. Выключатель 11 является так называемым логическим выключателем, его один вход соединен с выходом элемента И 3 и его другой вход соединен с выходом сдвигового регистра 12, тогда как выход выключателя 11 соединен с входом D сдвигового регистра 12. Выход сдвигового регистра 12 соединен с одним входом элементов И 3 и 10. Выход Q счетного элемента 9, кроме того, соединен с одним входом элемента И 13. Вход синхроимпульса сдвигового регистра 12 соединен с выходом счетчика 8, чьи входы установления в исходное положение соединены с эмиттером синхроимпульсов и вход Cl синхроимпульса которого соединен с генератором 14 синхроимпульсов. Вход генератора 14 синхроимпульсов соединен с выходом QH счетчика 8 и с одним входом элемента И 13. Выход элемента И 10 соединен с блокирующим входом блокирующего элемента 2.

Вышеописанный вариант реализации настоящего изобретения может соответственно применяться в отношении ткацкого станка типа, в котором нить проталкивается между нитками основы посредством метательного устройства, водяной струи, воздушной струи и тому подобное, подхватывается на другой стороне основы и после этого отводится назад на расстояние. Во время этого отвода назад (втягивания) желательно детектировать, является ли нить целой или нет. В таком случае, как уже сказано выше, может происходить один или больше интервалов сигнала в эмиттере сигнала переменного типа по амплитуде и положению. Как видно из подробной блок-схемы на фиг. 2, схема оценки сигнала включает в себя контур или цепь RC между измерительными точками Т1 и Т2 и конденсатор используется для обеспечения некоторых изменений в сигнале, но если изменения станут слишком большие, на выходе компаратора появится сигнал, который инвертирован и подается на элемент И 4 и бистабильный элемент 5 для останова станка. Чтобы избежать останова станка при появлении известных и допустимых интервалов в сигнале, сигнал подается через элемент И 10 на блокирующий элемент 2, который будет заполнять известные нормальные и допустимые интервалы в сигнале в цепи RC, так что конденсатор в ней не будет иметь времени для разрядки и будет подавать выходной сигнал на элемент И 4. Сигнал от элемента И 10 достигается с помощью сдвигового регистра 12. Как, в частности, видно на импульсной схеме на фиг. 3, сдвиговый регистр в течение первых восьми оборотов станка или синхроимпульсов, когда проходит заданный интервал, контролирует процесс и принуждает генерировать сигнал, соответствующий заданному интервалу, для подачи на блокирующий элемент 2 через элемент И 10.

В схеме счетчика 9 устанавливается число оборотов станка, которое считается необходимым, чтобы сдвиговой регистр 12 изучил, когда происходит в сигнале Т1 интервал сигнала или несколько интервалов сигнала. Счетчик 8 определяет интервал сдвига сдвигового регистра 12. Во время синхроимпульсов 1-8 счетчик 9 удерживает выключатель 11 в положении, показанном на фиг. 1, при котором и сигнал блока 1 и сигнал сдвигового регистра 12 влияют на выходной сигнал элемента И 3, так что сдвиговой регистр учитывает все сигналы Т1, происходящие во время предшествующих синхроимпульсов 1-8. При девятом синхроимпульсе счетчик 9 переключит выключатель 11 в противоположное положение по сравнению с тем, которое показано на фиг. 1. После этого сдвиговый регистр 12 будет считаться изучившим конфигурацию или внешний вид сигнала, который должен контролироваться. После этого содержание сдвигового регистра не будет подвергаться воздействию до останова станка, после чего может быть инициирована новая фаза изучения. Даже если сигнал Т1 изображается как непрерывный на импульсной схеме (графике) согласно фиг. 3, естественно ничего нет для предотвращения появления известных и требуемых дополнительных прерываний в нем между синхроимпульсами над или выше иллюстрируемой прерывности или обрыва. Одним таким дополнительным прерыванием может быть конец сигнала, и при некоторых применениях может быть необходимым контролировать, чтобы сигнал оканчивался в одном и том же положении при каждом цикле станка.

Конфигурация и тем самым внешний вид контролируемого сигнала может изменяться с изменением качества нити с изменением типа станка, и затем нити разных цветов могут давать разные внешние виды сигналов, по этой причине часто предусматривается во многоцветных ткацких станках устройство типа, описанного ниже, для каждого разнообразия нити и цвета нити.

Далее, как показано на фиг. 4 и 5, один вариант реализации настоящего изобретения может применяться к станку для вязания разных типов изделий, например чулок или носков. Каждая из включенных нитей соответствует излучателю (на фигурах не показан), который функционирует для излучения электрического сигнала при движении нити. Далее, станок оборудован излучателем, который функционирует для генерирования электрического сигнала или импульса флага (обозначен под словом "ФЛАГ" на фиг. 4 и 5) и который определяет период детектирования движения нити в течение одного оборота станка, который также может быть обозначен как стадия образца или оборот вязания. Термин оборот станка может также означать цикл станка. Изделие, которое должно быть связано, состоит из ряда циклов вязания или стадий образца, которые совместно образуют изделие и его образец. Станок может также содержать излучатель, который функционирует для генерирования электрического сигнала или синхроимпульса ("СИНХР" на фиг. 1, 2, 4 и 5) в начале изготовления каждого изделия и тем самым при инициировании нового образца.

Принципиальная схема соединений, показанная на фиг. 5, в принципе является самоочевидной для специалистов в данной области техники и дает возможность квалифицированному читателю этого описания изобретения сократить практически устройство для контроля изготовления чулок или носков на вязальной машине. Поэтому на фиг. 5 показана аппаратная часть, тогда как на фиг. 4 показана часть программного обеспечения, которая также практически может быть легко сокращена в соответствии с общепринятыми способами, применяемыми специалистами в этой области техники.

Часть аппаратного обеспечения согласно фиг. 5 включает в себя несколько интегральных схем, которые в настоящее время имеются на рынке. Интегральная схема IC3 является микрокомпьютером, который управляется посредством программы, загруженной в интегральную схему IC9, которая является постоянной памятью и содержит программное предписание (реквизит) для функционирования схемы. Интегральная схема IC8 является схемой регистрации или запоминания. Интегральная схема IC10 является аналого-цифровым преобразователем, тогда как интегральная схема IC2 является одновременно схемой входа и выхода. Интегральная схема IC7 является резервной схемой на батарее аккумуляторов для регистрации схемы IC8, тогда как подблоки интегральной схемы IC4, IC5, IC6 образуют блоки дешифратора. В остальном символы на схеме соединений являются общепринятыми. Выключатель S1 соединен со схемой IC2 входа и выхода для включения устройства в режим изучения или фазу изучения и выключения из нее. Далее, со схемой IC2 соединена кнопка установления в исходное положение "RESET", которая после ее нажатия всегда вызывает установление в исходное положение электронных схем и программ в их первоначальном состоянии. Здесь также присоединена схема датчика "SENS", которая принимает импульс флага, который определяет период времени, в течение которого движение нити детектируется в каждой стадии образца или обороте станка. Кроме того, блок "СИНХР" схемы соединен со схемой IC2 входа и выхода для входа синхроимпульса при начале каждого изделия. Со схемой IC2 входа и выхода также соединено несколько светоизлучающих диодов LD₁-LD₄ для индикации наличия импульса флага, синхроимпульса, режима полной проверки и режима изучения соответственно. Со схемой IC2 входа и выхода также соединены два реле RE1 и RE2. При появлении сигнала, включающего функцию аварийной сигнализации и/или останова, реле RE1 вызывает зажигание индикаторной лампы или другого типа эмиттера сигнала, в то время как реле RE2 останавливает станок.

Все излучатели сигналов движения нити, установленные на станке, соединены со схемой IC10 аналого-цифрового преобразователя, и, как это очевидно, все излучатели являются эмиттерами тока, так что чем больше нитей находится в движении при каждом детектировании, тем больше будет ток на аналого-цифровой преобразователь и меньше будет цифровой сигнал, исходящий от аналого-цифрового преобразователя. При отсутствии входного сигнала излучателя цифровой сигнал будет выходным сигналом схемы. При использовании интегральной схемы IC11 и потенциометра R1 можно регулировать чувствительность эмиттеров сигналов.

Рассматривая блок-схему на фиг. 4 как исходную, опишем рабочий режим функционирования вышеприведенной электронной схемы устройств "ПУСК" и "Останов" или стадии следующего образца в основном потоке, устройства "ПРЕРЫВАНИЕ" потока, которое включается при намеренной необходимости для фазы изучения, которое инициируется при каждом втором нажатии выключателя тока или выключателя S1 на фиг. 5. Как протекает фаза изучения, это видно в основном потоке. Когда ток включен и проведено несколько начальных проверок соединения, установка ждет синхроимпульса, который является правильным пусковым импульсом.

Как только поступил синхроимпульс, этим подтверждается, что введена стадия 0 образца. При условии, что полная проверка прошла правильно, на очередь становится запрос, будет ли проводиться фаза изучения или фаза нормального детектирования. Перед началом изготовления совершенно нового изделия, например носка, естественно фаза изучения должна всегда проводиться, во время которой светоизлучающий диод LD₄ зажигается. Безотносительно к тому, находится ли установка в своем режиме изучения или режиме детектирования, в течение которого (последнего упомянутого режима) светоизлучающий диод LD₄ гаснет, установка ждет импульса флага, который вызывает стадию 1 образца и CLR стирается, схема регистрации или схема памяти IC8 (схемы компьютера) устанавливается на ноль. При действии импульса флага сигнал схемы IC10 аналого-цифрового преобразователя непрерывно считывается в течение очень коротких периодов времени, например 100 микросекунд, и результаты считывания загружаются или регистрируются в схеме памяти IC8. Когда импульс флага исчезает и стадия образца и оборот станка завершены, вычисляется средняя величина считываний, произведенных во время импульса флага, и если установка (станок) находится в режиме изучения, регистрируется результирующая величина. Если, с другой стороны, установка находится в режиме детектирования, результирующая средняя величина сравнивается с ранее загруженной в память величиной в течение фазы изучения сигнала в рассматриваемой стадии образца. Если разница между средней величиной, полученной во время операции детектирования, не отклоняется больше, чем на заданное число единиц от загруженной в память величины, установка (станок) переходит к следующей стадии образца, но если разница больше, генерируется сигнал, который включает функцию аварийной сигнализации или останова, возбуждая тем самым реле RE1 и RE2. После завершения изготовления полного изделия или полного носка, что подтверждается после проверки, в схеме IC8 регистрации или памяти будет величина сигнала в отношении каждой стадии образца, которая в режиме детектирования будет сравниваться с вычисленной средней величиной детектированного сигнала при нормальной рабочей операции.

Хотя на фиг. 4 показано автоматическое переключение в режим изучения, если общая проверка показала сбой, в большинстве случаев трудно осуществлять автоматическую функцию режима изучения. Если общая проверка показала сбой, это должно привести к сигналу, включающему функцию аварийной сигнализации и/или останова. В принципе, все прогоны режима изучения должны контролироваться, и затем конечное изделие должно проверяться, прежде чем производить переключение на режим детектирования.

После реализации фазы изучения или режима изучения и одобрения изготовленного изделия сигналы в отношении каждой стадии образца загружаются в схему IC8 регистрации или памяти, и станок может запускаться в работу для изготовления идентичных изделий в течение нескольких дней, нескольких недель или нескольких месяцев без необходимости проведения новой фазы изучения.

Таким образом, в каждой стадии образца может быть включено заданное число нитей или пряжи, а также нитей или пряжи разных типов, так как станок детектирует каждую стадию образца и подтверждает, дают ли движения нитей, детектированные во время операции изготовления, сигнал в настоящей стадии образца, которая ранее была получена с помощью так называемого основного носка или первого изготовленного носка или носка, изготовленного во время фазы изучения. Так как при каждом обороте станка или каждой стадии образца производится огромное число операций детектирования и так как средняя величина всех детектирований сравнивается с ранее загруженным в память сигналом, некоторые отклонения в сигнале допускаются без вызова останова станка.

При чтении приложенной формулы изобретения совместно с вышеприведенным практическим применением настоящего изобретения термин множество взаимно последовательных сигналов должен пониматься как сигнал от одной и той же самой стадии образца во взаимно последовательных изделиях, но и также может касаться сигналов от нескольких взаимно последовательных стадий образца в том же самом изделии, когда стадии образца одинаковые, и зарегистрированные сигналы в отношении каждой соответствующей стадии образца являются по существу одинаковыми или не отличаются друг от друга больше заданного числа единиц, допустимых между зарегистрированным сигналом и детектированным сигналом, т.е. вычисленной средней величиной ряда детектирований одного и того же самого сигнала.

Изобретение относится к средствам контроля работы машин и механизмов. Техническим результатом является повышение эффективности контроля. Указанный результат достигается использованием двух режимов контроля и включения функции аварийной сигнализации и/или останова в случае потери сигнала и/или появления одного или больше неизвестных и недопустимых отклонений внешнего вида контролируемого сигнала и для предотвращения (блокировки) функции аварийной сигнализации и/или останова при появлении одного или больше известных и допустимых отклонений во внешнем виде взаимно последовательных сигналов, при этом контролируемый сигнал преобразуется в цифровую форму и после этого подается, с одной стороны, на схему компаратора и блокировки для генерирования сигнала, указывающего на неизвестные отклонения, для включения функции аварийной сигнализации и/или останова и, с другой стороны, на схему регистрации для регистрирования внешнего вида сигнала и подачи сигнала на схему компаратора и блокировки такого типа, что известные отклонения в сигнале, преобразованном в цифровую форму, являются допустимыми, так что схема компаратора и блокировки посылает выходной сигнал, включающий функцию аварийной сигнализации и/или останова, только в ответ на неизвестные отклонения в контролируемом сигнале. 2 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. Способ контроля параметров работы машины, например вязального станка, заключающийся в том, что формируют сигналы, соответствующие параметрам нормальной работы машины, осуществляют контроль текущих параметров работы, сравнивают контролируемые сигналы текущих параметров и сигналы параметров нормальной работы машины и формируют сигнал аварийной сигнализации в случае их несоответствия, отличающийся тем, что режим формирования сигнала, соответствующего параметрам нормальной работы машины, осуществляют на заданном временном интервале, соответствующем циклу изготовления изделия, и сформированные сигналы запоминают в виде кодового сигнала, контроль текущих параметров работы машины осуществляют путем синхронного сравнения на заданном временном интервале усредненного значения контролируемого сигнала и запомненного кодового сигнала и формируют сигнал аварийной сигнализации и/или сигнал останова в случае, если разница между сравниваемыми сигналами превысит заданную величину. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что формируемые контролируемые сигналы соответствуют движениям пряжи или нити станка, последовательности контролируемых сигналов формируют на временных интервалах, соответствующих всем производственным циклам изготовления изделия, режим формирования сигнала, соответствующего параметрам нормальной работы станка, осуществляют на временном интервале, начиная с первой стадии изготовления образца или изделия и заканчивая после изготовления образца или изделия. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вычисление разницы между усредненным значением контролируемого сигнала и запомненного кодового сигнала осуществляют после каждого производственного цикла изготовления изделия.