Защитное устройство рабочей зоны пресса Советский патент 1986 года по МПК F16P3/14 

третьего ждущего мультивибратора соединен с выходом задающего генератора импульсов и с входом первого ждущего мультивибратора, вход дифференциатора соединен с выходом третьего ждущего мультивибратора, вход четвертого ждущего мультивибратора соединен с выходом дифференциатора, а выход соединен с вторым входом многовходовой схемы И, вход второго элемента НЕ - с выходом третьего ждущего мультивибратора, а выход соединен с третьим входом многовходовой схемы И, вход второго интегратора соединен с выходом второго ХдУЩего мультивибратора и с первъм входом многовходовой схемы И а вход Сброс соединен с выходом

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

Целью изобретения является повышение надежности работы защитного устройства путем улучшения поме- хоэащищенности схемы устройства.

На чертеже приведена блок-схема защитного устройства.

Устройство содержит задалощий генератор 1 импульсов, распределитель 2 импульсов трех каналов усиления, перв1 1й ждущий мультивибратор 3, вход которого соединен с выходом задающего генератора 1 импульсов, а выход соединен со входо распределителя 2 импульсов, возбудитель 4 радиоимпульсов,, вход которого соединен с выходом распределителя 2 импульсов, излучатель 5, вход которого соединен с выходом возбудителя 4 радиоимпульсов, приемник 6, верхний отражатель 7 с расположенными на нем в одной плоскости излучателем 5 и приемником 6 нижний отражатель 8, закрепленный на столе пресса (не показан), широкополосный усилитель 9, вход которого соединен с выходом приемника 6s детектор 10, вход которого

задающего .генератора импульсов,вход компаратора соединен с выходом второго интегратора, выход которого связан с входом третьего элемента НЕ, выход которого соединен с четвертым входом многовходового элемента И, выход триггера соединен с одним из входов дополнительной многовходовой схемы И, выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом, второго элемента ИЛИ, выход которой соединен с входом Запрет тра.нзисторного ключа, а второй вход - с выходом первого элемента НЕ второй вход транзисторного ключа соединен с выходом дополнительного триггера, вход которого соединен с выходом дополнительной схемы И.

соединен с выходом широкополосного усилителя 9, а выход связан с усилителем 11 видеоимпульсов, вход которого соединен с выходом детектора 10, второй ждущий мультивибратор 12, вход которого соединен с вьгх;одом усилителя 11 видеоимпульсов, многовходовую схему И 13, первый вход которой соединен с выходом второго ждущего мультивибратора 12 и два счетчика 14 и 15 (несинхронизированные двоичные счетчики с емкостью Р-2), Вход счетчика 14 соединен с выходом схемы 13,

а вход счетчика 15 связан с выходом первого Счетчика ждущего муль- ти1зибратора 3 и с в.ходом Сброс первого счетчика 14.

Схема также содержит первый интегратор 16, вход которого соединен с выходом многовходовой схемы И 13 и с входом Сброс второго счетчика 15, триггер 17, вход которого соединен с выходом первого интегратора 16, третий ждущий мультивибратор 18, вход которого соединен с выходом задающего генератора 1 импульсов и с-входом первого ждущего мультивибратора 3, дифференциатор

19, вход которого соединен с выходом третьего ждущего мультивибратоpa 18, четвертый ждущий мультивибратор 20, вход которого соединен с выходом дифференциатора 19, а выход соединен с вторым входом многовхо- довой схемы И 13, второй элемент НЕ

21,вход которого соединен с выходом третьего ждущего мультивибратора 18, а выход соединен с третьим входом многовходовой схемы И 13, второй интегратор 22, вход которого соединен с выходом второго ждущего мультивибратора 12 и с первым входом многовходовой схемы И 13,,

а вход Сброс соединен с выходом задающего генератора 1 импульсов, компаратор 23, вход которого соединен с выходом второго интегратора

22,третий элемент НЕ 24, вход которого соединен с выходом компаратора 23, а выход соединен с четвертым входом многовходовой схемы И 13. Выход триггера 17, т.е. канала усиления, соединен с одним из входов дополнительной многовходовой схемы И 25f другие входы которой связаны с выходами других каналов усиления. Выходы первого и второго счетчиков 15 и 14 соединены с входами первой схемы ИЛИ 26, выход которой соединен с первым входом второго элемента ИЛИ 27, выход которой соединен с входом Запрет транзисторного ключа 28, а второй вход соединен с выходом первого элемента НЕ 29, вход которой соединен

с выходом блока 30 нулевой защиты, выход транзисторного ключа 28 связан с исполнительным реле 31, а второй вход соединен с выходом дополнительного триггера 32, вход которого соединен с выходом дополнительной многовходовой схемы И 25

Устройство работает следующим образом.

Задающий генератор 1 (блокинг- генератор) вырабатывает импульсы напряжения (длительностью 3 мкс, с частотой следования 35 Гц), которые через первый ждущий мультивибратор 3 и распределитель 2 импульсов запускают возбудитель 4 радиоимпульсов. Возбудитель 4 радиоимпульсов вьшолнен по схеме автогенератора с трансформаторной обратной связью и работает в жестком режиме возбуждения с прерывистой генерацией. Частота заполнения импульсов

216548

возбудителя 4 соответствует резонансной частоте излучателя 5.

Радиоимпульсы возбудителя 4 (длительностью 20 мкс) поступают на

5 акустический излучатель 5 (пьезо- вибратор) и возбуждают его. Излучатель 5 посьшает ультразвуковые импульсы в направлении приемника 6. Многократно отраженные от нижнего 8

10 и верхнего 7 отражателей ультразвуковые импульсы образуют защитную зону и воспринимаются приемником 6. Приемник 6 принимает отраженные сигналы, которые поступают на широко15 полосньш усилитель 9, продетектиро- ванные детектором 10 и усиленные усилителем 11 видеоимпульсы, сформированные вторым ждущим мультивибратором 125 поступают на первый-вхо;

20 многовходозой схемы И 13.

Напряжение на второй вход многовходовой схемы И 13 поступает с выхода четвертого ждущего мультивибратора 20, формирующего импуль25 сы с регулируемой длительностью по времени, равной ширине видеоимпульса (или несколько больше), поступающего от задающего генератора 1 через третий ждущий мультивибратор

30 18с регулируемой длительностью импульса (для закрытия канала усиления до прихода видеоимпульса от задающего генератора 1 импульсов) и дифференциатор 19. Напряжение на третий

2J вход многовходовой схемы И 13 поступает от третьего ждущего мультивибратора 18 через второй элемент НЕ 21 .

На выходе многовходовой схемы И

4Q 13 видеоимпульсы появляются только при наличии напряжений на всех четырех его входах.

С выхода многовходовой схемы И 13 видеоимпульсы поступают на пер-

вый вход первого счетчика 14 и одновременно на вход Сброс второго счетчика 15, а также на вход первого интегратора 16.

При определенной величине на 50 пряжения на входе первого интегратора 16 (через 5-6 видеоимпульсов) опрокидывается триггер 17 (Шмитта), который подготавливает дополнительную многовходовую схему И 25 к 55 включению. Если напряжение подается на все три входа дополнительной многовходовой схемы И 25 (количество входов дополнительной многовходовой

$

схемы И 25 определяется количеством защищаемых зон пресса и каналов усиления, в данном случае - три), то видеоимпульсы переключают дополнительный триггер 32, он опрокидьшает и подготавливает к открытию транзисторный ключ 28. При этом, если на вход Запрет транзисторного ключа 28 не подается запрещающий сигнал с выхода первого элемента ИЛИ 26 или блока 30 нулевой защиты, то исполнительное реле 31 включается и своими контактами подает команду в схему управления на разрешение включения пресса,

Если ультразвуковые акустические лучи защитной зоны не перекрыты рукой оператора или посторонним предметом, то первый импульс, поступающий от задающего генератора 1 через первый ждущий мультивибратор 3 на вход второго счетчика 15, запоминается. Этот же импульс, пройдя через излучатель 5, защитную зону, образованную отражателями 7 и 8, приемник 6, широкополосный усилитель 9, детектор 10, усилитель 11 видеоимпульсов, второй ждущий мультивибратор 12 и многовходовую схему И 13, подается на вход первого счетчика 14, запоминается и одновременно подается на вход Сброс второго счетчика 13s сбрасывая его в исходное состояние, при котором ца выходах триггеров обеих счетчиков 14 и 15 записаны ну.тш. Второй импульс напряжения от задающего ге- нератора 1 производит аналогичное действие (счетчик 14 устанавливаетс в исходное состояние, а счетчик 15 запоминает единицу). При этом на выходах счетчиков 14 и 15 напряжения нет (напряжение на их выходах появляется только после подачи на вход любого из них двух импульсов подряд) и через первый и второй элемент ИЛИ 26 и 27 соответственно на вход Запрет транзисторного ключа 28 не подается сигнал запрета, транзисторный ключ 28 открывается и включает исполнительное реле 31, которое дает разрешение на включение пресса.

Если часть ультразвуковых акустических лучей защитной зоны перекрыта рукой оператора или посторонним предметом, то от первого импульса напряжения задающего генератора 1

48

не происходит сброс второго счетчика 15 в исходное состояние (счетчик- 15 предварительно уже запомнил один импульс найряжения) и второй

импульс, подаваемый на вход второго счетчика 15, запоминается и на его выходе появляется импульс напряжения, который через первый и второй элементы ИЛИ 26 и 27 соответственно

закрьшает транзисторный ключ 28, а исполнительное реле 31 обесточивается и отключает пресс. При вьшеде- нии руки оператора или постороннего предмета из защитной зоны схема

защитного устройства приходит в исходное состояние и в злектросхему пресса подается разрещающий сигнал только после повторного нажатия электрической педали пресса и включения блока 30 нулевой защиты, который через первь1Й элемент НЕ 29 и второй элемент ИЛИ 27 снимает напряжение с входа Запрет транзисторного ключа 28.

Введение схемы нулевой защиты позволяет обеспечить выполнение требования стандарта СЭВ.

При нарушении защитной зоны и последующем ее восстановлении блок

нулевой защиты обеспечивает пуск защитного устройства только после нового включения пускового элемента, например кнопок или электрической педали пресса).

Третий ждущий мультивибратор 18, дифференциатор 19, четвертый ждущий мультивибратор 20 и второй элемент НЕ 21 служат для повьшения помехозащищенности устройства. При наличии импульсных помех на входе приемника 6 от посторонних источников излучения помехи в виде импульсов напряжения не проходят через многовходовую схему И до тех пор, пока на ее третий вход не будет подано напряжение с выхода второго элемента НЕ 21. Напряжение на выходе .второго элемента НЕ 21 появится только в момент поступления видеоимпульса от задающего генератора 1 на первый вход мнoгoвxo oвoй схемы И 13.

Вероятность появления импульсной помехи на первом входе многовходо- вой схемы И 13 с заданной частотой (35 Гц) в точно заданное время, равное времени прохождения импульса от задающего генератора 1 через

излучатель 5, защитную зону, приемник 6, практически нереальна. При наличии непрерывных импульсных помех на входе приемника 6 они поступают одновременно с выхода второго ждущего мультивибратора 12 на вход второго интегратора 22 и через компаратор 23 и третий элемент НЕ 24 на четвертый вход многовходовой схемы И 13.

Напряжение на выходе третьего элемента НЕ 24 и, следовательно, на четвертом входе многовходовой схемы И 13 пропадает и многовходовая схема И 13 перестает пропускать видеоимпульсы от задающего генератора 1. Как только н а вход Сброс второго счетчика 15 перестанут поступать импульсы, на его выходе (после второго импульса от задающего генератора 1) появляется напряжение, поступающее на второй вход первого элемента ИЛИ 26. С выхода первого элемента ИЛИ 26 напряжение через второй элемент ИЛИ 27 поступает на вход Запрет транзисторного ключа 28. Кшоч 28 закрывается, отключается реле 31 и в электросхему пресса подается сигнал, запрещающий ход пресса.

Устройство выполнено на три секции защитной зоны, обеспечивающие защиту рабочей зоны пресса с трех сторон (при необходимости увеличить

чисто секций до требуемого количества) .

Второй интегратор 22 сбрасыва- 5 ется на ноль после каждого импульса задающего генератора 1, поступающего на его вход Сброс.

Каналы усиления второй и третьей защитных зон пресса имеют анало- 0 гичное схемное исполнение и работают аналогично первому каналу усиления (приведенному на чертеже).

Устройство свободно от влияния световых, электромагнитных и аку- 5 стических помех.

Сдвиг во времени ультразвуковых импульсов, посылаемых излучателем, их прием в строго определенное, заданное для каждого канала усиления 0 время, а также возможность включения устройства только в момент поступления излучаемого ультразвукового импульса на вход приемника существенно повышает надежность 5 запщты.

Устройство может быть использовано для защиты рабочей зоны прессов, гильотинных ножниц, литьевых машин и другого технологического.обо- 0 рудования, имеющего большую рабочую зону.

Эффективность использования устройства обусловлена повьшением надежности его работы, а следова- 2 тельно, и безопасности обслуживания оборудования.

i

iPI

I. I

I

Dfi OlfOHO fgjl ШО

Ofi DlfOHD /. ШО .

-difnon HOirDf a f

fiH- nfiH- 0){

Составитель В, Стоколов Редактор А. Ворович Техред 3,.Палий Корректор м. Самборская

заказ 984/46Тираж 652Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

3/} If

ofi

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