Устройство управления механизмом укладки провода в намоточных станках Советский патент 1985 года по МПК B65H81/00 

Изобретение относится к устройствам управления механизмом укладки провода и коррекции шага намотки и может быть использовано в намоточных станках для электротехнической и приборостроительной промышленности

Известно устройство управления механизмом укладки провода в намоточных станках, содержаш,ее датчик угла наклона провода, блок логической обработки сигнала датчика угла наклона провода, генератор тактовых импульсов, датчик углового положения шпинделя станка, задатчик направления движения проводоукладчика, счетчик и коммутатор, подключенный к исполнительному механизму реверсивного привода проводоукладчика 1.

Недостатками известного устройства являются необходимость установки вручную основного шага, определения и установки шага коррекции, что снижает точность управления.

Цель изобретения - повышение точности управления за счет обеспечения коррекции шага укладки независимо от диаметра провода.

Поставленная цель достигается тем, что устройство управления механизмом укладки провода в намоточных станках, содержащее датчик угла наклона провода, блок логической обработки сигнала датчика угла наклона провода, генератор тактовых импульсов, датчик углового положения шпинделя станка, задатчик направления движения проводоукладчика, счетчик и коммутатор, подключенный к исполнительному механизму реверсивного привода проводоукладчика, имеет блок опроса Датчика угла наклона провода и счетно-решающий блок, подключенный к входу коммутатора, а датчик угла наклона провода выполнен в виде матричного оптрона, причем генератор тактовых импульсов соединен с входом блока опроса датчика угла наклона провода и первыми входами счетно-решающего блока и блока логической обработки сигнала датчика угланаклона провода, вторым и третьим входами подключенного к соответствующим строкам матричного оптрона, столбцы которого соединены с соответствующими входами блока опроса датчика угла наклона провода, при этом первый выход задатчика направления движения проводоукладчика связан с четвертым входом блока логической обработки сигнала датчика угла наклона провода и вторым входом счетно-решающего блока, а второй выход задатчика направления движения проводоукладчика подключен к пятому входу- блока логической обработки сигнала датчика угла наклона провода, соединенного выходом с входом счетчика, выход которого связан с третьим входом счетно-решающего блока, вторым выходом подключенного к входам сброса счетчика

и блока опроса датчика угла наклона провода .

Датчик углового положения шпинделя станка подключен к четвертому входу счетно-решающего блока.

На фиг. 1 представлена электрическая схема устройства-, на фиг. 2 - датчик угла наклона провода.

Устройство содержит датчик 1 угла наклона провода, блок 2 логической обработки сигнала датчика угла наклона провода, , генератор 3 тактовых импульсов, датчик 4 углового положения шпинделя станка задатчик 5 направления движения проводоукладчика, счетчик б, коммутатор 7, подключенный к исполнительному механизму 8 реверсивного привода проводоукладчика, блок 9 опроса датчика угла наклона провода и счет но-решающий блок 10, подключенный к входу коммутатора 7. Датчик 1 угла наклона провода выполнен в виде матричного 0 оптрона и состоит из фотодиодной матрицы

11и светодиодной матрицы 12, подключенных к источнику 13 питания. Матрицы 11 и

12размещены с противоположных сторон от траектории движения наматываемого про5 вода.

Блок 2 логической обрабо- хн сигнала датчика угла наклона провода -.одержит инверторы 14 и 15, элементы И 1б, 17, 18 и 19,- триггеры 20 и 21 и элемент, ИЛИ 22. Задатчик 5 направления движения про0 водоукладчика включает триггер 23 и подключенные к €го входам конечные выключатели 24 и 25, установленные в крайних положениях раскладки провода.

Блок 9 опроса датчика угла наклона провода выполнен в виде последовательно включенных счетчика 26 и дешифратора 27, выходы которого соединены с соответствующими столбцами фотодиодной матрицы П. Первая строка фотодиодной матрицы 11 подключена к входу инвертора 14, R-входу

0 триггера 20 и первому входу элемента И 17. Вторая строка фотодиодной матрицы 11 соединена с входом инвертора 15, R-BXOдомтриггера 21 и первым входом элемента И 16.

Выходы инверторов 14 и 15 связаны с5 вторЬши входами элементов И соответственно 16 и 17. Третий вход элемента И 16 подключен к прямому выходу триггера 23 - задатчика 5 и первому входу счетно-решающего блока 10. Третий вход -элемента И 17 соединенС инверсным вь1ходом триггё-.

ра 23. Вь1ходы элементов И 16 и 17 подключены к 5- ходам триггеров соответственно 20 и 21, прямые выходы которых соединены с первыми входами элементов И соответственно 18 и 19, вторые входы которых 5 связаны с генератором 3 тактовых импульсов, входом счетчика 26 блока 9 опроса и синхронизирующим входом счетно-решающего блока 10. Выходы элементов И 18

и 19 подключены через cooTBeTcfByrauiHe входы элемента ИЛИ 22 к входу счетчика 6. Второй вход счетно-решающего блока 10 соединен с датчиком 4 углового положения шпинделя станка, а выход через коммутатор 7 - с исполнительным механизмом 8 реверсивного привода проводоукладчика. Остальные входы счетно-решающего блока

10связаны с соответствующими выходами счетчика 6, вход сброса которого подключен к входу сброса счетчика 26 блока 9 опроса и к синхронизирующему выходу счетнорешающрго блока 10.

Устройство работает следующим образом.

Перед включением устройства производят установку длины и направления укладки первого слоя намотки с помощью задатчика 5. После этого устанавливают синхронизирующие точки наматываемого изделия (например, ребра прямоугольной катушки) на датчике 4 углового положения щпинделя. После включения устройства происходит намотка провода на каркас. Например, в исходном положении провод находится у левой щечки и намотка происходит слева направо. В первый момент проводоукладчик неподвижен. В процессе намотки провод отклоняется и занимает положение, указанное на фиг. 2. При этом с помощью генератора 3 тактовых импульсов и блока 9 опроса датчика угла наклона провода происходит опрос вертикальных столбцов датчика 1 угла наклона провода (фотодиодной матрицы И). Опрос ведется всегда слева направо, т. е. от первого к последнему столбцу.

При движении наматываемый провод затеняет ячейки фотодиодной матрицы 11 в верхней- и нижней строках. Допустим, что провод затенил ячейки с номером N нижней строки и ячейку с номером N + m верхней строки. Все ячейки в верхней и нижней строках расположены с одинаковым шагом t. Расстояние между строками выбрано акже кратное щагу t. т. е. . Расстояние между затененными ячейками верхней и нижней строк по горизонтали будет l mt. Из фиг. 2 видно, что tga. Тогда, произведя преобразования, можно записать tgoc т, т. е. tg ш, где m - разница между номерами затененных ячеек верхней и нижней строк фотодиодной марицы. Из фиг. 1 и 2 видно, что ш равно разности между номерами импульсов, опрашивающих столбцы фотодиодной матрицы

11с номерами ячеек N и N + m. Таким обазом, число импульсов, выработанное генеатором 3 в период между опросом затеенных ячеек верхней и нижней строк, проорционально тангенсу угла наклона проода (код угла наклона провода).

Выделение числа m из последовательноси импульсов опроса фотодиодной матрицы II происходит следующим образом. Сигнал логической единицы с первой затененной проводом ячейки нижней строки фотодиодной матрицы 11 поступает на с первый вход элемента И 16, на других входах которого также имеются сигналы логической единицы - с выходов соответственно инвертора 14 и задатчика 5 (прямого выхода триггера 23, переключенного в единичное состояние конечным выключателем

24 в соответствии с заданным направлением движения проводоукладчнка). Сигнал логической единицы на выходе элемента И 16 переключает триггер 20 в единичное состояние и разрешает прохождение импульсов

5 тактового генератора 3 через элементы И 18 и ИЛИ 22 на вход счетчика 6. При приходе сигнала логической единицы с первой затененной ячейки верхней строки датчика 1 уугла наклона провода он воздействует на триггера 20, переводит его в нуле0. вое состояние, и прохождение импульсов тактового генератора 3 на вход счетчика 6 прекращается. Таким образом, на выходе блока 2 логической обработки сигнала в процессе измерения угла наклона провода

5 появляется последовательность импульсов, равная числу ш. Эта последовательность импульсов запоминается оперативным запоминающим устройством, роль которого выполняет счетчик 6 импульсов.

Код угла наклона провода, записанный

0 в счетчике 6, считывается счетно-решающим блоком 10, который обрабатывает результаты измерений и вырабатывает команду на перемещение проводоукладчика. Эта команда передается через коммутатор 7 исполнительному механизму 8. Проводоукладчик

перемещается со скоростью, определяемой отклонением провода в каждый момент времени, и в конце укладки витка устанавливает провод в положение, перпендикулярное оси намотки (т. е. шаг укладки провода

0 равен шагу намотки). Далее процесс повторяется до заполнения слоя намотки. При подходе к щечке каркаса срабатывает конечный выключатель 25 и реверсирует движение проводоукладчика. При этом первым поступает сигнал с затененной ячейки верхней строки фотодиодной матрицы П. Он воздействует на первый вход элемента И 17, на других входах которых также присутствует сигнал логической единицы соответственно с выхода инвертора 15 и инверсного

0 выхода триггера 23 задатчика 5, который переключается в нулевое состояние при срабатывании конечного выключателя 25. Сигнал логической единицы на входе элемента И 17 переводит триггер 21 в единичное состояние и разрешает прохождение импульсов генч-ратора 3 через элементы И 19 и ИЛИ 22 на вход счетчика 6. При приходе сигнала логической единицы с первой затененной ячейки нижней строки триггер 21 переключается в нулевое состояние, и прохождение импульсов генератора 3 на выход блока 2 логической обработки сигнала прекращается. Счетчик 6 зааоминает число импульсов, прошедшее через блок 2 логической обработки сигнала, и передает его в счетно-решаюш,ий блок 10. Далее процесс управления происходит аналогично вышеописанному. При укладке провода в определенную сторону, например слева направо, в случае рывка провода в противоположную сторону движение проводоукладчика не изменяется, так как сигналы с выхода задатчика 5 направления движения проводоукладчика воздействуют на входы одного из элементов И 16 или 17 блока 2 логической обработки сигнала (в зависимости от направления намотки), блокируя соответствуюш,ий канал управления. Синхронизация работы всего устройства осуш,ествляется счетно-решающим блоком 10, на вход Ф1 которого подаются импульсы тактового генератора 3. Первый импульс тактового генератора передается на выход синхронизации С счетно-решающего блока 10. Этот импульс воздействует на R-BXOды счетчиков 6 и 26 и устанавливает их в нулевое состояние. Во время следующей серии п импульсов происходит запись в счетчик 6 числа т. Во время последующей серии импульсов счетно-решающий блок 10 считывает информацию из счетчика 6, обрабатывает ее, передает через коммутатор 7 на исполнительный механизм 8 и затем снова вырабатывает импульс синхронизации, который поступает на выход С. Датчик 4 углового положения привязывает работу устройства к характерным точкам катушки, например, к ее ребрам. При прохождении ребра катушки датчик 4 углового положения вырабатывает импульс, который поступает на вход синхронизации Ф2 счетнорешающего блока 10. После поступления этого импульса счетно-решающий блок 10 выполняет команду безусловного перехода на начало операции измерения угла наклона провода, т. е. вырабатывает на выходе С импульс синхронизации. При одновременном приходе сигналов с затененных ячеек верхней и нижней строк фотодиодной матрицы 11 элементы 16 и 17 блокируются инверторами ,14 и 15 и импульсы тактового генератора 3 не поступают на вход счетчика 6, на выходах «1, «2, «4, «8 которого будут низкие логические уровни, что соответствует tg а О и а 0. После окончания процесса намотки готовое изделие снимается, а проводоукладчик возвращается в исходное положение. При этом необходимо установить новый каркас и закрепить конец провода у его щечки. При нажатии кнопки «Исходное положение (не показана) проводоукладчик начинает двигаться до тех пор, пока провод не затенит ячейки верхней и нижней строк датчика 1, принадлежащие одному столбцу и в счетчик не запишется нулевой код, при котором исполнительный механизм остановит проводоукладчик. Устройство находится в исходном положении и готово к намотке Память счетно-решающего блока 10 обеспечивает определенную скорость движения проводоукладчика при рывке провода в противоположную сторону.. Использование предлагаемого устройства позволяет повысить точность укладки провода путем автоматического определения и поддержания щага намотки с учетом колебания диаметра провода.

Вертикальные столбцы датчина угла на«лоиа провода Горизонтальные с/лроffu damvuHO угла наклона провода Затененная ячейка нижней строки с номером „ N Затен стран чейка 8ер)неи ером След .8аемого провода на светочуВсглВительной поверхности датчика, угла наклона провода НапраВление движения уклаочи/ а провода

.1. УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ МЕХАНИЗМОМ УКЛАДКИ ПРОВОДА В НАМОТОЧНЫХ СТАНКАХ, содержащее датчик угла наклона провода, блок логической обработки сигнала датчика угла наклона провода, генератор тактовых импульсов, датчик углового положения шпинделя станка, задатчик направления движения проводоукладчика, счетчик и коммутатор, подключенный к исполнительному механизму реверсивного привода проводоукладчика, отличающееся тем, что, с целью повышения точности управления за счет обеспечения коррекции шага укладки независимо от диаметра провода, оно имеет блок опроса датчика угла наклона провода и счетнорешающий блок, подключенный к входу коммутатора, а датчик угла наклона провода выполнен в виде матричного оптрона, причем генератор тактовых импульсов соединен с входом блока опроса датчика угла наклона провода и первыми входами счетно-решаюшего блока и блока логической обработки сигнала датчика угла наклона провода, вторым и третьим входами подключенного к соответствующим строкам матричного оптрона, столбцы которого соединены с соответствующими входами блока опроса датчика угла наклона провода, при этом первый выход задатчика направления движения проводоукладчика связан с четвертым входом блока логической обработки сигнала датчика угла наклона провода и вторым входом счетно-решаюшего блока, а второй выход задатчика направления движения проводоукладчика подключен 9 к пятому входу блока логической обработки сигнала датчика угла наклона провода, соединенного выходом с вводом счетчика, выход которого связан с третьим входом счетно-решающего блока, вторым выходом подключенного к входам сброса счетчика и блока опроса датчика угла наклона провода. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что датчик углового положения щпинделя станка подключен к четвертому входу 00 счетно-решающего блока. ел о

Фие. г