Устройство управления механизмом раскладки намоточного станка Советский патент 1984 года по МПК H01F41/04 

Изобретение относится к технолог ческому оборудованию для изготовлен электрических катушек и может быть использовано в электротехнической, радиотехнической и приборостроитель ной отраслях промьшшенности. Известно устройство управления механизмом раскладки провода станка для намотки электрических катушек, молненное на базе реверсивного шаго вого электродвигателя и винтовой пары 1 . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее винтовую пару, реверсивньй шаговый электродвигатель и схему его управления. Последняя включает в себя генерирующий импульсы подачи фотодатчик, связанный с намоточным шпинделем станка посредством диска с отверсти ми, а также программируемый делител частоты t21. Недостатком известных устройств является то, что максимальная часто срабатывания - частота приемистости шагового двигателя ограничена, а пр постоянной величине шага раскладки на один оборот намоточного шпинделя ,необходимо, чтобы минимальный шаг раскладки дискретности был на порядок меньше минимального диаметра на матываемого провода. Существует зависимость 60ft п - ё где t - подача раскладчика на один пшг шагового двигателя, мм} частота отработки шагов шагового двигателя, Гц шаг раскладки, мм скорость вращения намоточного шпинделя, об/мин. Очевидно, что скорость вращения шпинделя, а следовательно, и произв дительность стайка, ограничены максимальной частотой отработки шагов шагового двигателя. Выразив величин t через шаг винтовой пары L и число шагов шагового двигателя на один об рот его ротора М, получим выражение -V подставив которое в формулу (1), получим Из формулы (3) следует, что скорость намотки п при постоянной частоте прямо пропорциональна шагу винтовой пары L и обратно пропорциональна шагу раскладки S (диаметру наматываемого прсовода) . Для работы станка с 1 высокой производительностью при большом диаметре наматываемого провода требуется передача от шагового электродвигателя к раскладчику с большим шагом L винтовой пары, а для работы с малым диаметром наматываемого провода требуется малая вели;ЧИна L. Таким образом, требования к работе станка на скоростях, близких к максимальной при намотке проводов большого и малого диаметра, взаимоисключающие. Это приводит к снижению производительности и ограничению универсальности, т.е. уменьшению диапазона диаметров наматываемого провода. Цель изобретения - повышение производительности и расширение технологических возможностей за счет увеличения диапазона наматываемых проводов. Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее датчик, связанный со шпинделем, блок задания шага раскладки, реверсивный распределитель импульсов и раскладчик, связанный с шаговым двигателем, содержит блок коррекции подачи раскладчика, выполненный в виде задающего генератора, элемента И, триггера, счетчика шага раскладки, блока сравнения и счетчика-делителя, причем выход датчика импульсов подключен к входу установки триггера в 1, прямой выход которого соединен с первым входом элJeмeнтa И,второй вход которого соединен с выходом задаклцего генератора, а выход - со счетными входами счетчика-делителя и счетчика шага раскладки, вход сброса которого соединен с инверсным выходом триггера, а ВБКОДЫ - с первыми входами блока сравнения, вторые входы которого соединены с выходами блока задания шага раскладки а выход - с входом установки триггера в О, при этом выход счетчика-делителя соединен с входом реверсивного распределителя импульсов, выходы которого подключены к шаговому двигателю. На чертеже изображена функциональная схема устройства. Устройство содержит механически связанный с намоточным шпинделем станка (не показан) диск 1 с отверстиями, число которых m равно количеству шагов М шагового двигателя на один оборот его ротора. Шаговьй электродвигатель 2 связан с винтовой парой 3 с раскладчиком 4. Шаг . винтовой пары выбирается таким, что- бы в соответствии с формулой (3) обе печить минимально возможную скорость намотки при работе с проводом, имеющим наибольший диаметр из всего диап зона наматываемых rta данном станке .проводов. Диск 1 электрически связан ,с фотодатчиком 5 импульсов раскладки Блок 6 коррекции подачи раскладчика включает в себя RS-триггер 7, элемент И 8 и задающий генератор 9, В устройстве имеется .счетчик-делител 10 навеличину шага винтовой пары и счетчик 11 шага раскладки, а также блок 12 сравнения и блок 13 задания шага раскладки, выполненный, например, на программных переключателях. В функциональную .схему устройства управления входят также реверсивный распределитель 1А импульсов и усилитель 15 мощности. Функциональная схема устройства управления механизмом раскладки стан ка построена следующим образом.Выход фотодатчика 5 подключен к входу установки триггера 7 в единич ное состояние, прямой выход которого соединен с первым входом элемента И а второй вход - с выходом задающего генератора 9. Выход элемента И соеди нен со счетными входами счетчика-дел теля 10 и счетчика 11 шага раскладки Вход сброса счетчика 11 шага раскладки соединен с инверсным выходом триггера 7, а выходы счетчика 11 сое динены с первыми входами блока 12 сравнения, вторые входы которого соединены с выходами блока 13 задани шага раскладки. Выход схемы 12 сравнения соединен с входом установки в О триггера 7. Выход счетчикаделителя 10 соединен с входом реверсивного распределителя 14 импульсов, выходы которого через усилитель 15 мощности подключены к шаговому электродвигателю 2. Такое выполнение устройства позво ляет увеличить подачу t раскладчика 4 на каждый гааг шагового двигателя, а следовательно, повысить и скорость 544 намотки, сохранив малую дискретность установки заданных значении шага раскладки. Это обеспечивает возможность намотки проводов с широким диапазоном диаметров. Предлагаемое устройство работает следующим образом. При вращении шпинделя жестко укрепленный на нем диск 1 взаимодействует с фотодатчиком 5. Во время прохождения каждого из m отверстий диска 1 через фотодатчик 5 на выходе последнего генерируется импульс, поступаю|Щий на вход блока 6 и устанавливающий триггер 7 в состояние 1. Единичньй сигнал с прямого выхода триггера 7 позволяет проходить импульсам с задающего генератора 9 через логический элемент И на вход счетчика 1i. При этом на выходах счетчика 1 1 формируется двоичный параллель ный код числа S импульсов, прошедших через элемент И. Когда число S увеличится до значения S, установленного на блоке 13 задания шага раскладки, на выходе блока 12 сравнения появится сигнал, который перебросит триггер обратно в нулевое состояние. При этом прохождение импульсов через элемент И прекращается, а единичный уровень с инверсного выхода триггера 7 сбрасывает счетчик 11 в О. При условии, что частота генератора 9 достаточно большая, на выходе элемента И формируются серии импульсов объемом, равным S, на каждое отверстие в диске 1. I Число отверстий в диске 1 берется равным числу шагов М шагового двигателя 2 на один оборот его ротора. Тогда за один оборот шпинделя через элемент И проходит m-S М:S импульсов. Эти импульсы поступают на вход счетчика 10, объем которого численно равен шагу L винтовой пары (мм). При каждом переполнении счетчика 10 на его выходе появляется импульс, который, проходя через схемы 14 и 15, заставляет шаговый двигатель 2 сделать один шаг. Число импульсов на выходе счетчика 10 и число шагов шагового двигателя 2 за один оборот шпинделя определяется выражением ., 5tn . SM -Г-- L, Отношение &-гЬщд-определяет число обо ротов шагового двигателя за один обо рот шпинделя. Следовательно, S что и требуется получить от механизма раскладки. Так как в большинстве случаев S и не кратны между собой, то после окончания серии импульсов, поступающих на вход счетчика 10, в нем может оставаться остаток, меньший значения в . При этом за время одной серии импул ьсов укладчик совершает несколь ко меньшее перемещение, чем расчетная величина . Остаток в счетчике 10 накапливается с приходом каждой последующей серии импульсов и при очередной серии импульсов, когда остаток становится равным или большим t , на выходе счетчика 10 на один импульс больше, чем в предьщущей серии импульсов. 1 4 Этот импульс осуществляет дополнительный поворот винтовой пары и корректирует накопившуюся к этому времени ошибку в перемещении укладчика. Такое выполнение устройства позволит сделать среднюю величину шага раскладки за некоторое число оборотов шпинделя равной заданной, а небольшое отставание раскладчика вполне допустимо и не влияет на качество раскладки провода, поскольку провод з.а счет этого соскальзывает при укладке с предьщущего витка. Таким образом, увеличенная подача раскладчика на один шаг шагового двигателя приведет к повышению производительности станка и позволит расширить диапазон диаметров наматываемого провода. Кроме того, предлагаемое устройство упрощает программирование шага раскладки.

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ МЕХАНИЗМОМ РАСКЛАДКИ НАМОТОЧНОГО СТАНКА, содержащее датчик импульсов, связанньй с шпинделем, блок задания шага раскладки, реверсивный распределитель импульсов и раскладчик,связанный с шаговым двигателем, о т л ичающееся тем, что, с целью увеличения производительности и расширения технологических возможностей за счет увеличения диапазона наматываемых проводов, оно содержит блок коррекции подачи раскладчика, выполненный в виде задающего генератора, элемента И, триггера, счетчика щага раскладки, блока сравнения и счетчика-делителя, причем выход датчика импульсов подключен к входу установки триггера в 1, прямой выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, а выход - со счетчными входами счетчика-делителя и счетчика шага раскладки, вход сброса которого соединен с инверсным выходом триггера, а § выходы - с первыми входами блока сравнения, вторые входы которого сое(Л динены с вьпсодами блока задания шага раскладки, выход - с входом установки триггера в О, при этом выход счетчика-делителя соединен с входом реверсивного распределителя импульсов, выходы которого подключены к шаговому двигателю. ;о ел ND СЛ 4::

Г