Устройство управления кузнечно-прессовым автоматом Советский патент 1983 года по МПК B30B15/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкции .оборудования для обработки давлением.

Известно устройство управления кузнечно-прессовым автоматом, содержащее соединенные между собой и шиной питания тиристор, три переключателя, два последовательно включенных замыкаюш,их ключа и два ключа с размыкающимися контактами, бесконтактные путевые переключатели и инверторы, а также первый узел контроля состояния механизмов и систем, соединенный со сбрасывающим входом первого триггера, и электромагнит пневмоклапана управления муфтой, соединенный через усилитель с первым инвертором 1.

Однако устройство не обеспечивает надежной работы при наличии элекрических помех, а также отключение муфты и привода автоматов от всех блокировок при изменениях скорости привода и точную остановку его в исходном положении при быстроходном исполнении.

Целью изобретения является повышение надежности и безопасности.

Эта цель достигается тем, что.устройство управления кузнечно-прессовым автоматом, содержащее соединенные между собой и шиной питания тиристор, три переключателя, два последовательно включенных замыкающихся ключей и два ключа с размыкающимися контактами, бесконтактные переключатели и инверторы, а также первый узел контроля состояния механизмов и систем, соединенный со сбрасывающим входом первого триггера, и электромагнит пневмоклапана управления муфтой, соединенный через усилитель с первым инвертором, снабжено вторым узлом контроля состояния механизмов и систем, четырьмя логическими схемами И-НЕ, двумя триггерами и элементами гальванической развязки, согласования и индикации, причем вход первого триггера соединен с выходом первой схемы И-НЕ, первый вход которой соединен через первый элемент гальванической развязки с первым переключателем, второй вход с выходом второй схем,ы И-НЕ, третий вход - с выходом первого триггера, при этом первый вход второй схемы И-НЕ соединен через вторые инвертор и элемент гальванической развязки с вторым переключателем; второй вход второй схемы И-НЕ соединен с первыми S-входами трех триггеров и вторым узлом контроля состояния механизмов и систем, при этом первый триггер вторым S-входом соединен через третий элемент гальванической развязки с третьим переключателем, а первым R-входом через четвертые инвертор и элемелт гальванической развязки - с вторым, третьим и пятым ключами, вторым R-входом через параллельно соединенные третью и четвертую схемы И-НЕ -

с выходом второго триггера, при этом другие входы третьей и четвертой схем И-НЕ соединены раздельно через пятый, шестой элементы гальванической развязки с бесконтактными путевыми переключателями, вто рой S-вход второго триггера через пятый инвертор, седЬдМой элемент гальванической развязки соединен с анодом тиристора, третий триггер вторым S-входом соединен с первым узлом контроля состояния механизмов и систем, а выходом через элементы согласования и индикации - с шиной питания, выход третьего элемента гальванической развязки соединен со сбрасывающими входами второго и третьего триггеров.

2 Кроме того, первый узел контроля механизмов и систем выполнен в виде инвертора, соединенного через элемент гальванической развязки и размыкающиеся контакты последовательно соединенных датчиков контроля с общей шиной питания.

0 Первый триггер выполнен сложным в виде асинхронного RS-триггера с двумя логическими элементами И-НЕ, обхваченными обратными связями, причем S-вход триггера соединен с третьим элементом И-НЕ,

5 вход которого соединен с R-входом триггера и через инвертор - с выходом четвертого элемента И-НЕ.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - диаграмма переключателей; на фиг. 3 - блок-схема сложного перво0 го триггера.

Устройство содержит ключи 1-5 управления (например, кнопки), первый, второй, третий, четвертый переключатели, соответственно 6-9, тиристор 10, бесконтактные путевые переключатели 1 и 12, первый узел 13 контроля, первый триггер 14, второй триггер 15, электромагнит 16, соединенный с усилителем 17 и первым инвертором 18, первую схему И-НЕ 19, первый элемент 20 гальванической развязки, вторую схему И- НЕ 21, второй инвертор 22, второй элемент 23 гальванической развязки, третий триггер 24, второй узел 25 контроля состояния механизмов и систем, формирователь 26 импульса, третий элемент 27 гальванической

5 развязки, четвертый инвертор 28, четвертый элемент 29 гальванической развязки, третью и четвертую схемы , соответственно 30 и 31, пятый и шестой элементы гальванической развязки, соответственно 32 и 33, пятый инвертор 34, седьмой элемент 35 гальванической развязки, согласующий элемент 36, элемент 37 индикации, шестой инвертор 38, второй, третий согласующие элементы 39 и 40, конденсатор 41, инвертор 42 первого узла 13 контроля и элемент 43 гальванической развязки этого узла, датчики 44- 46 контроля исправности механизмов систем. Сложный триггер 14 (фиг. 3) содержит четыре схемы И-НЕ, соответственно 47-50, и инвертор 51.

Узлы 13 и 25 контроля состояния механизмов и систем, триггеры 15 и 24, элементы 20, 21, 27, 29, 32, 33, 35, 43 гальвани,ческой развязки соответственно идентичныУстройство работает следующим обр,аг зом.

При подаче питания в течение времени заряда конденсатора 41 через резистор на вход инвертора 38 через резистор 39 поступает единичный сигнал. Нулевой потенциал с выхода инвертора 38 устанавливает триггеры 14, 15 и 24 в исходное положение. Тиристор 10 закрыт. Контакты датчиков 44-46 в первом узле 13 контроля механизмов замкнуты, на выходе узла 13 единичный потенциал. На входе первого инвертора 18 нулевой потенциал, усилитель 17 закрыт, электромагнит 16 отключен. Переключателями 6-9 выбирают режим работы автомата.

Режим «Одиночный ход. Переключатели 6-9 устанавливают в положение I и их контакты замыкаются согласно диаграмме. Подключается сжатый воздух на автомат. Замыкается контакт 44 датчика контроля давления воздуха во втором узле 25 контроля механизмов и систем. Включается насос системы смазки и замыкается контакт 45 датчика контроля давления смазки во втором узле 25 контроля механизмов и систем. Включается электропривод ползуна, замыкается контакт 46 магнитного пускателя электропривода. Вход инвертора 42 через элемент 43 гальванической развязки соединяется с общей шиной, на выходе инвертора 42 и узла 25 контроля механизмов и систем появляется единичный потенциал, подготавливающий к работе логическую схему И-НЕ 21 и триггер 4.Рабочий ход подвижного ползуна начинается при замыкании контактов ключей 1 и 2.

Нулевой потенциал через ключи 4-1 и переключатель 8 поступает на элемент 27 гальванической развязки. На выходе элемента 27 появляется нулевой потенциал, который формируется элементом 26 и в виде единичного сигнала заданной длительности поступает на пусковой вход S г триггера 14. Триггер переключается в единичное состояние. Нулевой потенциал с выхода, триггера 14 через схему И-НЕ 19,. инвертор 18, усилитель 17 включает электромагнит 16.

Так как переключатель 9 разомкнут, еди ничный сигнал с выхода элемента 35 галь ванической развязки через инвертор 34 переключает триггер 15 в единичное состояние. Единичный сигнал с выхода триггера 15 подготавливает логические схемы И-НЕ30 и 31 к работе.

В конце хода ползуна сигналы от бесконтактных путевых переключателей через элементы 32 и 33 гальванической развязки подаются на вторые входы схем И-НЕ 30 5 и 31, на вь1ходе появляется нулевой потенциал, который сбрасывает триггер 14 в исходное положение, что приводит к запиранию усилителя 17 и отключению электромагнита 16. Бесконтактный переключатель д 12 дублирует действие переключателя 11. Для следующего хода ползуна необходимо отпустить и повторно нажать пусковые ключи 1 и 2. В случае неисправности механизмов, например, механизма реза, выталкивателя или. ограждения, размыкаются контакты соответствующих датчиков 44-46 узла 13 контроля механизмов и систем. На выходе узла 13 появляется нулевой потенциал, который сбрасывает триггер 14 и включает триггер 24. Электромагнит 16 отключается, а элемент 37 индикации 37 через согласующий - элемент 36 включается, сигнализируя о возникновении неисправности в контролируемых механизмах.

Вторые замыкающие контакты датчиков 44-46 включают соответствующие элемен5 ты индикации неисправности конкретного механизма (на фиг. 1 не показаны).

Нулевой потенциал, поступающий на вход R3 схемы И-НЕ 50 (фиг. 3) триггера 14, переключает асинхронный RS-триггер, состоящий из элементов 47 и 48 и запре щает прохождение пускового единичного сигнала через схему И-НЕ 49 от формирователя 26 импульсного сигнала до устранения неисправности.

Отключение индикации после устранения неисправности осуществляется нулевым потенциалом, поступающим на сбрасываю;ций вход триггера 24 с элеменгов 23 и 27 гальванической развязки при замыкании ключей 1 и 2. Так достигается один полный ход автомата, т.е. режим «Одиночный .ход, 0 который используется для проверки сис-1емы. Режим «Непрерывные ходы (аатоматическая работа). Переключатели 6-9 режимов устанавливают в положение И. При включении контактов 1 и 2 происходит запуск триггера 14 и включение электромагни5та 16 аналогично описанному для режима «Одиночный ход.

Так как переключатель 9 и контакты датчиков контроля узла 25 замкнуты и на пусковых входах триггера 15 сохраняется 0 единичный потенциал, то сигналы от бесконтактных путевых переключателей, поступающих на вход схем И-НЕ 30 и 31 не вызывают переключения триггера 14.

Для останова ползуна автомата в исходном положении кратковременно размыкают 5 ключ 5, при этом сигнал через элементы 35 и 34 переключает триггер 15 в единичное состояние и на входы схем И-НЕ 30 и 31 поступает единичный потенциал. При появлении прорези диска-экрана в бесконтактных путевых переключателях 11 и 12 на выходе схем И-НЕ 30 и 31 появляется нулевой потенциал, сбрасывающий триггер 14 и отключающий электромагнит 16. В случае падения давления в пневмосистеме или системе смазки, при отключении электромагнитного пускателя главного привода размыкаются контакты 44-46 второго узла 25 контроля механизмов и систем. Нулевой потенциал с выхода узла 25 переключает триггеры 15 и 24 в единичное положение, включается элемент 37 индикации, сигнализируя о неисправности. Ползун автомата останавливается в исходном положении, на вход Si триггера 14 подается нулевой потенциал, запрещающий включение триггера по входу После устранения неисправности при повторном включении ключей 1 и 2 нулевой потенциал с выхода элемента 27 гальванической развязки сбрасывает триггеры 15 и 24 в исходное положение и включает триггер 14, электромагнит 16. Для аварийного отключения электромагнита 16 размыкают ключи 3 и 4. Единичный потенциал с выхода элемента 29 гальванической развязки инвертируется элементом 28 и переключает триггер 14 в исходное положение. Ползун автомата останавливается. Режим «Толчок. Переключатели режимов 6-9 устанавливают в положение HI. Механизмы и системы автомата, контролируемые уздлом 25, исправны, с выхода узла 25 на вход элемента И-НЕ 21 поступает единичный потенциал, подготавливающий схему И-НЕ 21 к работе. При нажатии ключей 1 и 2 на вход инвертора 22 подается нулевой потенциал, а отрицательный потенциал с его выхода переключает схему И-НЕ 21 ив виде нулевого потенциала поступает на вход схемы И-НЕ 19, что приводит к включению усилителя 17 и электромагнита 16. Остальная часть схемы из работы исключена за счет разомкнутых переключателей 6, 8 и 9. При отпускании ключей 1 и 2 электромагнит 16 отключается. Режим «Ручной поворот. Переключатели 6-9 устанавливают в йоложение IV. Замыкается контакт переключателя 6. При нажатии ключей 1 и 2 нулевой потенциал поступает на управляющий электрод тиристора 10, он открывается, и сигнал, поступивший на вход элемента 20 гальванической развязки, вызывает появление на его выходе нулевого потенциала, который переключает схему И-НЕ 19 и включает усилитель 17 и электромагнит 16. Отключается электромагнит 16 при нажатии ключей 3-5 или размыканием контакта переключателя 6, при этом тиристор 10 закрывается. Устройство управления с одинарными ключами 1 и 4 или устройство, в котором отсутствует режим «Одиночный ход, являются частым случаем данного технического решения. Это получается путем исключения из схемы управления ключей 2 и 3 и переключателя 9. Устройство управления сдвоенными электромагнитами создается из данного устройства путем дополнительного подключения к выходу элемента 19 второй блоксхемы из элементов 16-18 (на фиг. 1 и 2 не показано). Описание его работы аналогично. Положительный эффект использования устройства достигается за счет повышения надежности и безопасности работы.

6

го

я

22

гз

Т

%

io

25

|у«Е

25

f

2S

29

J

HJEifiJEp

i mi 5

TlF

2

f

e-J

b-iI,

(риг.г

1. УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ КУЗНЕЧНО-ПРЕССОВЫМ АВТОМАТОМ, содержащее соединенные между собой и шиной питания тиристор, три переключателя, два последовательно включенных замыкающихся ключа и два ключа с размыкающимися контактами, бесконтактные путевые переключатели и инверторы, а также первьщ узел контроля состояния механизмов и сиетем, соединенный со сбрасывающим входомпервого триггера, и электромагнит пневмоклапаиа управления муфтой, соединенный через усилитель с первым инвертором, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и безопасности, оно снабжено вторьщ узлом контроля состояния механизмов и сие тем, четырьмя логическими схемами И-НЕ, двумя триггерами и элементами гальванической развязки, согласования и индикации, причем вход первого инвертора соединен с выходом первой схемы И-НЕ, первый вход, которой соединен через первый элемент гальванической развязки с первым переключи-/ телем, второй вход - с выходом второй схемы И-НЕ, третий вход - с выходом/ первого триггера, при этом первый вход второй схемы И-НЕ соединенчерез вторые инвертор и элемент гальванической развязки с вторым переключателем, второй вход второй схемы И-НЕ соединен с первыми S-входами трех триггеров и вторым узлом контроля состояния механизмов и систем, при этом первый триггер вторым S-входом соединен через третий элемент гальванической развязки с третьим переключателем, а первым R-входом через четвертые инвертор и элемент гальванической развязки - с вторым, третьим и пятым ключами, вторым R-входом через параллельно соединенные третью и четвертую схемы И-НЕ - с выходом второго триггера, при этом другие входы третьей и четвертой схем И-НЕ соединены раздельно через пятый, шестой элементы гальванической развязки с бесконтактными путевыми переключателями, второй S-вход второго триггера через пятый инвертор, седьмой элемент гальванической развязки соединен с анодо.м тиристора; третий триггер вторым S-входом соединен с (Л первым узлом контроля состояния механизмов и систем, а выходом через элементы согласования и индикации - с щиной .питания, выход третьего элемента гальванической развязки соединен со сбрасывающими входами второго и третьего триггеров. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что первый узел контроля состояния 4 механизмов и систем выполнен в виде инСО вертора, соединенного через элемент гальванической развязки и размыкающиеся коно со ю такты последовательно соединенных датчиков контроля с общей шиной питания. 3.Устройство по п. 1. отличающееся тем, что первый триггер выполнен сложным в виде асинхронного RS-триггера с двумя логическими элементами И-НЕ, обхваченны.ми обратными связями, причем S-вход триггера соединен с третьим элементом И- НЕ, вход которого соединен с R-входом триггера и через инвертор - с выходом четвертого элемента И-НЕ.