Устройство для управления непрерывным формованием изделий со спиральными ребрами Советский патент 1986 года по МПК B28B3/20 

Изобретение относится к устройствам для управления формованием изделий, преимущественно изоляторов, с боковой поверхностью в форме спирального ребра из пластичных керамических масс и подобных им материалов.

Целью изобретения является повышение точности управления.

На фиг. 1.представлена электрическая схема устройства для управления непрерывным формованием изделий со спиральными ребрами; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг.1; на фиг. 5 - вид Г на фиг. 4; на фиг. 6 - электрическая схема элемента задержки.

Устройство для управления непрерывным формованием изделий со спираль ньми ребрами содержит вакуум- пресс 1, на выходе которого установлен с возможностью вращения формующий .диск 2, соединенный передачей 3, например зубчатой, с приводом 4 фор- мующего диска.

В качестве привода 4 может быть использован электропривод ЭТ6 (на фиг.1 изображен условно), содержащий электродвигатель постоянного тока и аппаратуру управления в виде управляемого выпрямителя и предназначенный для регулирования скорости вращения электродвигателя путем задания напряжения на входе управляемого выпрямителя (вход управляемого выпрямителя является также входом электропривода) .

Формуемое изделие 5 в процессе формования находится на приемном столе 6, которьй имеет возможность продольного перемещения вдоль направляющих 7 за счет закрепленных на столе 6 втулок 8, образующих подаижное соединение с направляияцими 7-.

Датчик перемещения выполнен реос- татным и состоит из двух параллель- но расположенных проводников 9, изготовленных, например, из материала с высоким удельньм сопротивлением и двух пружин 10, причем одни концы проводников 9 и пружин 10 соединены между собой, например, сваркой, а другие жестко закреплены с помощью контактных стоек 1I на изоляционном основании 12. Кроме того, датчик содержит движок в виде закрепленной на приемно14 столе 6 изоляционной пластины 13 с становленными на ней перемычкой 14 и двумя скобами 15. Пере5

0

5

мычка 14 и скоба 15 выполнены из электропроводных пластин, изогнутая форма концов которых обеспечивает скользящий электрический контакт с проводниками 9.

Вакуум-пресс- 1, привод 4 формующего диска, направляющие 7 и изоляционное .основание 12 жестко закреплены на общем каркасе устройства (не показан);

Кроме того, в состав устройства для управления непрерывньм формованием изделий со спиральными ребрами входят преобразователь 16 напряжение - часто та, генератор 17 тока, два элемента И 18 и 19, генератор 20 импульсов, триггер 21 (счетнвй),счетчик 22 (реверсивный), регистр 23,преобразователь 24 код - напряжение, од- новибратор 25 и элемент 26 задержки.

Преобразователь 24 код - напряжение предназначен для выработки на выходе напряжения, прямо пропорционального числу, заданному входным кодом.

Закрепленные на изоляционном -основании 12 концы двух проводников 9 датчика подключены (например, монтажными проводами, фиг.4) к двум зажимам 27 генератора 17 тока и одновре- Q менно к двум входным зажимам преобразователя 16 напряжение - 4acfpTa, выход которого соединен с одним входом элемента И 18 и одним входом элемента И 19, выход элемента И 18 соединен с входом вычитания счетчика 22, а выход элемента И 19 - с входом сум- мирования этого счетчика7 Другой вход элемента И 18 соединен с прямым выходом 28 триггера 21, а другой вход элемента И 19 - с инверсным выходом 29 триггера 21. Счетный вход триггера 21 соединен с выходом генератора 20 импульсов.

Выходы разрядов счетчика 22 соединены с информационными входами ре.- гистра 23, выходы которого подключены к входам преобразователя 24 код - напряжение, соединенного выходом с входом привода 4 формующего диска. Число разрядов счетчика 22, регистра 23 и преобразователя 24 определяется исходя из задаваемой точности управления

С прямым выходом 28 триггера 21 соединен вход одновибратора 25,один выход которого подключен к тактовому входу регистра 23, а другой через элемент 26 задержки - к входу установки в нуль счетчика 22.

5

0

5

0

5

Элемент 26 задержки предназначен для временной задержки импульса од- новибратора 25 и может быть выполнен в виде нескольких последовательно соединенных инверторов 30 (фиг.6), в качестве которых может быть использована стандартная микросхема К155ЛН1 (возможно также другое исполнение элемента 26 задержки, например с использованием линии задерж- ки)..

Устройство для упраШтения непрерывным формованием изделий со спиральными ребрами работает следующим образом.

Получаемое после выдавливания вакуум-прессом 1 через вращающийся формующий диск 2 формуемое изделие 5 поступает на приемньй стол 6, поступательное движение которого вдоль направляющих 7 повторяет неравномерное движение формуемого изде лця 5. Втулки 8 выполнены из антифрикционного материала и снижают потери на трение при движении стола 6.

При движении приемного стола 6 перемещается закрепленная на нем изоляционная пластина 13, передвигая при этом контактирзтощую с п.роводни- ками 9 перемычку 14, электрически перемыкающую эти проводники, и скобы 15, обеспечивающие электрический контакт проводников 9 с перемычкой 14 (за счет упругих сил).В результате увеличения длины отрезков проводников 9, подключенных к зажимам 27 генератора 17 тока, пропорционально перемещению формуемого изделия 5 увеличивается суммарное сопротивление реостатного датчика, измеренное между закрепленными на изоляционном основании 12 посредством контактных стоек 11 проводниками 9. Пружины 10 создают натяжение проводников 9.

В генераторе 17 тока подбором ве- личин резисторов,а также выбором типа диода задается такой режим, при котором напряжение между базой и эмиттером транзистора имеет неизменную величину. При этом коллектор- ный ток транзистора сохраняет постоянное значение при изменении коллекторной нагрузки в широких пределах. Этой нагрузкой служит изменяю- .щееся сопротивление закороченных пе- ремычкой 14 проводников 9 реостатного датчика, поэтому падение напряжения на iTuK от протекания тока ге

з 10

15

20 5

о

0 5

5

0

нератора 17 изменяется пропорционально изменению величины сопротивления этих проводников, а значит, и пропорционально величине перемещения формуемого изделия 5.. Это напряжение поступает Ка преобразователь 16 напряжение - частота, где происходит его преобразование в импульсы с частотой, пропорциональной входному напряжению, а следовательно, и переме- формуемого изделия 5.

Генератор 20 импульсов вырабатывает импульсы, поступающие на счетный вход триггера 21, в котором непрерывно по истечении времени, равного длительности периода генератора 20, происходит смена единичных и ну- |левых состояний (при единичном состоянии триггера 21 с его прямого выхода 28 снимается уровень логической единицы, а с инверсного выхода 29 - уровень логического нуля, соответственно, при нулевом состоянии триггера 21 уровни сигналов на выходах 28 и 29 меняются на обратные). При переключении триггера 21 в единичное состояние одновибратор 25 вырабатьг- вает короткий импульс, который управляет записью в регистр 23 и с задержкой, определяемой элементом 26 задержки (времени установления инверторов 30), устанавливает в нуль ревер-. сивный счетчик 22..

Результатом счета поступивших на счетчик импульсов является двоичный код их суммы, который снимается с выходов разрядов счетчика. Реверсивный счетчик может работать как в режиме суммирования (прямой счет импульсов), так и в режиме вычитания (обратный счет импульсов). При работе реверсивного счетчика попеременно в режимах суммирования и вычитания на выходе его разрядов фиксируется код алгебраической суммы поступивших импульсов (с учетом знака: суммирование или вычитание).

При перемещении формуемого изделия 5 происходит увеличение частоты импульсов на выходе преобразователя 16. При подаче на любой из входов элемента И уровня логического нуля сигнал на его выходе сохраняет нулевой уровень независимо от состояния другого входа. При подаче на оба : входа элемента И уровня логической единицы на его выходе устанавливается единичный уровень. Поэтому при

единичном состоянии триггера 21 уровень логической единицы с его выхода 28 поступает на один из входов элемента И 18, на другой вход которого подается импульсный выходной сиг- нал преобразователя 16, представляющий чередование нулевых и единичных уровней. ЭтЧэт же сигнал (в соответствии с принципом функционирования элемента И) присутствует на выходе элемента И 18 и на вычитающем входе счетчика 22, который производит обратный счет поступающих импульсов. При нулевом состоянии триггера 21 в счетчике 22 происходит прямой счет импульсов,, соответствующих увеличенной за время периода генератора 20 частоте импульсов на выходе преобразователя 16. На вход суммирования счетчика 22 импульсы при этом посту пают с выхода элемента И 19. В конце суммирования в разрядах реверсивного счетчика 22 фиксируется код числа, которое пропорционально приращению частоты на выходе преобразовате- ля 16 за время периода генератора 20 При линейной характеристике преобразователя 16 напряжение - частота это число пропорционально скорости .перемещения формуемого изделия 5.

При очередном переключении в единичное состояние триггера 21, задающего цикл вычисления скорости формуемого изделия 5, импульс с вьгхода од- новибратора 25 записьгоает код вычис- ленной разности в регистр 23 и с задержкой времени устанавливает в нуль счетчик 22. Задержка исключает ложные срабат ьшания регистра. Кроме того, временной интервал, равный сум- ме длительности импульса одновибра- тора 25 и времени задержки элемента 6 задержки, выбирается по величине меньшим, чем минимальная длительность импульсов на выходе преобразователя 16 напряжение - частота. Это способствует выполнению,операций установки счетчика 22 в нуль и записи в регис гр 23 без потери информации с выхода преобразователя 16.

В момент тактирования код числа, подаваемый на информационные входы, записывается в регистр и в дальнейшем, до очередного момента тактирования снимается с выходов регистра,

независимо от состояния его информационных входов.

. Таким образом, каждый цикл вычисления числа, пропорционального скорости перемещения формуемого изделия 5, начинается с момента переключения триггера 21 в единичное состояние .и состоит из двух фаз, причем в первой фазе счетчик 22 работает в режиме вычитания, а во второй - в режиме сложения. К концу второй фазы в разрядах счетчика 22 фиксируется код числа, пропорционального скорости перемещения формуемого изделия 5. С регистра 23 этот код поступает на входы преобразователя 24 код - напряжение, на выходе которого вырабаты- вается напряжение, пропорциональное указанному числу, а значит, и скорости перемещения формуемого изделия 5. Это напряжение поступает на привод 4 формующего диска, вызывая его вращение со скоростью, пропорциональной скорости перемещения формуемого изделия 5.

Следовательно, связанньш передачей 3 с приводом 4 формующий диск 2 получает такую скорость вращения, которая пропорциональна скорости выхО- да массы из вакуум-пресса 1,.в результате чего происходит стабилизация шага спиральных ребер формуемог о изделия 5 и повьшается качество изделий .

Предлагаемое устройство обеспечивает последовательное выполнение следующих линейных преобразований: перемещение формуемого изделия в сопротивление реостатного датчика; сопротивления реостатного датчика во входное напряжение преобразователя напряжение - частота; входного напряжения преобразователя напряжение - частота в частоту; приращений частоты за равные промежутки времени в код; кода в напряжение, пропорциональное скорости перемещения формуемого изделия.

Поскольку нелинейность указанных преобразований может находиться в пределах + (0,1-0,5)%, то достижимая точность управления будет не хуже +2,5%, что Обеспечива ет стабильность шага спиральных ребер формуемых изделий.

19

1Z

Фиг.1

A - A

6-6

фигЗ

в-в

фиг А

72

Buffr

фиг 5

фиг. В

Редактор Л.Веселовская

Составитель А.Кузнецов Техред М.Ходанич

Заказ 2484/19Тираж 555Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Корректор Е.Сирохман