Устройство для автоматической склейки бумажных полотен Советский патент 1986 года по МПК B65H19/18 

тель соединен с вторым входом пятого триггера и с первым выходом четвертого триггера, вторым выходом соединенного с третьим входом пятого триггера, четвертый вход которого соединен с вторым входО М четвертого триггера и с выходом четвертой схемы И, первый вход которой связан через кулачковый механизм с датчиками скорости, а второй вход с выходом третьего триггера, второй вход которого через инвертор и первую схему выделения модуля сигнала соединен

1

Изобретение относится к полиграфической промышленности, в частности к устройствам для автоматической склейки бумажных полотен, используемых в рулонных ротационных печатных машинах.

Цель изобретения - повышение качества склейки путем обеспечения сбалансированной работы устройства при скоростях, меньше заданной постоянной скорости в момент выполнения автосклейки.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема блока управления; на фиг. 3 - пример реализации схемы выделения модуля сигнала.

Устройство для автоматической склейки бумажных полотен содержит рулонную звезду 1, несущую рабочий рулон 2 и резервный рулон 3, регулятор натяжения полотна, состоящий из плавающего валика 4 с пневматическим цилиндром 5 и электрически связанного с ним тормоза 6, механизм 7 разгона нового рулона 3, механизм 8 склейки полотен, содержащий щетки 9, прижимающие полотно 10 к новому резервному рулону 3, и нож 11 рубки, служащий для обрубания остаточного полотна после склейки, тахоге- нератор 12, измеряющий окружную скорость нового рулона 3, и тахогенератор 13, измеряющий скорость сбегающего полотна 10, импульсные датчики 14 и 15 скорости, связанные с осями вращения рулонов 2 и 3, кулачковый механизм 16 выбора датчиков 14 и 15 по положению рулонной звезды 1, концевые выключатели 17 и 18, потенциомет- рический датчик 19, являющийся датчиком положения подвижной траверсы, электродвигатель 20 постоянного тока привода накопителя полотна, блок 21 управления. Накопитель полотна предназначен для создания запаса полотна 10 и подачи его непосредственно в печатный аппарат 22 рулонной печатной машины.

Накопитель состоит из двух групп параллельных валиков - неподвижной группы 23 и подвижной группы 24. Валики подвижной

с первым конденсатором, при этом выход операционного усилителя соединен через вторую схему выделения модуля сигнала с первым входом компаратора, и через соответствующие резисторы с тахогенераторами, а выход компаратора через седьмой резистор соединен с вторым входом третьей схемы И и через стабилитрон - с земляной шиной, а второй вход компаратора соединен через соответствующие резисторы с щиной питания и с земляной шиной.

группы 24 установлены на траверсе 25, имеющей привод, состоящий из электродвигателя 20, зубчатой передачи 26, ходового винта 27, гайки 28, установленной на траверсе 25, второго ходового винта 29 с гайкой 30, 5 связанной с движком потенциометрического датчика 19.

Когда в процессе разматывания рабочий рулон 2 достигает заданного минимального диаметра, все механизмы устройства для автоматической склейки полотна занимают положение готовности к склеиванию. Включаются электродвигатели поворота рулонной звезды 1, механизма 7 разгона нового рулона 3 и механизма 8 склейки (электродвигатели не показаны). Дальнейшая работа

5 устройства зависит от соотношения скоростей полотна 10 и нового рулона 3, при этом возможны следующие случаи: скорость полотна иьине скорости рулона; скорость полотна ниже скорости рулона; скорости полотна и рулона равны.

0 Рассмотрим работу устройства в каждом отдельном случае.

В первом случае, когда скорость полотна 10 выше скорости рулона 3, выходное напряжение тахогенератора 13, поступающее на вход 31 блока 21 управления, больще вьз1ходного напряжения тахогенератора 12, поступающего на вход 32 блока управления. В момент поступления сигнала «Пуск на вход 33 блока 21 управления двигатель 20 под действием напряжения на выходе 34

„ включается для правого вращения, траверса 25 из произвольного положения перемещается вниз до момента нажатия на концевой выключатель 18. Цепь входов 35 и 36 блока 21 управления разрывается, двигатель 20 отключается. После этого на дви- гатель подается плавно нарастающее напряжение, обеспечивающее плавное увеличение его частот вращения влево, что вызывает ускоренное движение вверх траверсы 25, при этом скорость полотна 10 в зоне склеивающего механизма 8 уменьшается. В мо5

мент, когда скорость полотна 10 становится несколько ниже скорости рулона 3, напряжение на входе 31 блока 21 управления становится меньше по модулю напряжения на входе 32, напряжение управления на двигателе 20 начинает уменьшаться с ранее достигнутого уровня, что приводит к некоторому замедлению движения вверх траверсы 25, скорость полотна 10 на участке механизма 8 склейки полотен увеличивается. Таким образом, система обеспечивает регулирование скорости движения траверсы 25 с целью регулирования скорости движения полотна 10 для достижения равенства скоростей нового рулона 3 и полотна 10 на участке механизма 8 склейки. При достижении равенства указанных скоростей с импульсного датчика 15, учитываюш,его положение подготовленной к склейке зоны поверхности рулона 3, через замкнутый контакт кулачкового механизма 16 выбора датчиков 14 и 15 положительный импульс поступает на вход 37 блока 21 управления, генерирующего на выходе 38 сигнал включения ш,еток 9 склеиваюш,его механизма 8. При последую- ш,ем поступлении сигнала с датчика 15 на вход 37 блока 21 управления на выходе 39 генерируется сигнал включения ножа 11 рубки остаточного полотна. После срабатывания ножа 11 напряжение управления двигателем 20 начинает уменьшаться, при этом траверса продолжает замедленно двигаться вверх до момента нажатия на конечный выключатель 17, размыкаюш,ий цепь входов 40 и 41 блока 21 управления, двигатель 20 отключается. Цикл склейки полотен закончен.

Во втором случае, когда скорость полотна 10 ниже скорости рулона 3, выходное напряжение тахогенератора 13, поступаю- ш,ее на вход 31 блока 21 управления, меньше выходного напряжения тахогенератора 12, поступающего на вход 32 блока управления. В момент поступления сигнала «Пуск на вход 33 блока 21 управления двигатель 20 под действием напряжения на выходе 34 блока 21 управления включается для левого вращения, а траверса 25 из произвольного положения перемещается вверх до момента нажатия на концевой выключатель 17, разрывающий цепь входов 40 и 41 блока 21 управления, в результате происходит отключение двигателя 20. Затем на него подается плавно нарастающее напряжение противоположной полярности, обеспечивающее плавное увеличение частоты его вращения вправо, что вызывает ускоренное движение траверсы 25 вниз, при этом скорость полотна 10 в зоне склеивающего механизма 8 увеличивается. В момент, когда скорость полотна 10 становится несколько выще скорости рулона 3, напряжение на входе 31 блока 21 управления становится больше напряжения на входе 32, а напряжение управления на двигателе 20 начинает уменьщаться с ранее достигнутого уровня, что приводит к замед

лению скорости движения траверсы 25 вниз и, следовательно, к замедлению скорости полотна 10 на участке механизма 8 склейки полотен.

При уменьшении скорости полотна на ве- личину, большую допустимой, выходное напряжение тахогенератора 13 становится меньше выходного напряжения тахогенератора 12.

Дальнейшая работа полностью повторяет алгоритм, описанный в случае, когда скорость полотна превышает скорость рулона, за исключением того, что в процессе регу- рования скоростей траверса 25 движется с переменной скоростью вниз до момента

нажатия на концевой выключатель 18. Двигатель 20 отключается.

Особого внимания заслуживает случай, когда скорости полотна 10 и рулона 3 равны или отличаются друг от друга на достаточно малую величину, которая в процессе выполнения цикла склейки может сменить знак по ряду причин, возникающих при практическом использовании устройства, например при небольшом изменении скорости работы машины. Изменение знака разности скоростей полотна и рулона требует изменения направления движения траверсы 25 в процессе выполнения склейки, что возможно тогда, если в процессе подготовки накопителя траверсу 25 устанавливать не в одно из крайних положений, а в среднее. Следует

отметить, что при малой разнице скоростей полотна и рулона уменьшение емкости накопителя в два раза не вызывает в дальнейшем каких-либо осложнений в работе устройства, так как в процессе выполнения склейки скорость движения траверсы 25

небольшая.

Потенциометрический датчик 19 положения траверсы 25, работающий в мостовой схеме и подключенный к входам 42-44 блока 21 управления, служит для установки траверсы 25 в среднее положение. После

установки траверсы 25 в среднее положение дальнейший алгоритм работы устройства определяется соотношением скоростей полотна и рулона, т. е. соответствует одному из указанных случаев.

В случае абсолютного равенства скоростей рулона и полотна траверса 25 остается неподвижной, что практически маловероятно.

Рассмотрим работу блока 21 управления для каждого случая в отдельности.

В случае, когда скорость полотна 10 больше скорости рулона 3, напряжение тахогенератора 13 превышает напряжение тахогенератора 12. С помощью равных по величине резисторов 45 и 46 напряжение с тахо- генераторов 12 и 13 суммируется, и результирующее положительное напряжение поступает на инвертирующий вход нуль-органа 47, состояп его из операционного усилителя, на выходе которого устанавливается

нормированный сигнал отрицательной полярности.

При поступлении команды «Пуск в виде короткого отрицательного импульса напряжения на вход 33 блока управления и вход S триггера 48 последний устанавливается в состояние «I, и на его прямом выходе устанавливается сигнал «Логическая 1, поступающий па первый вход элемента 49 и вход элемента 50 задержки времени. В это время на второй вход элемента 49 с выхода элемента 51 также поступает сигнал «Логическая 1, в результате чего на выходе элемента 49 устанавливается сигнал «Логический О, и реле 52 включается, замыкая своим контактом цепь между выходом нуль- органа 47 и точкой соединения развязываю- пшх диодов 53 и 54. При этом диод 53 находится в проводящем состоянии и отрицательное напряжение с выхода нуль-органа 47 по цепи диод 53 - конечный выключатель 8 - контакт реле 55 поступает па вход усилителя 56 мощности, на выходе которого формируется сигнал управления двигателем 20, который при этом врапхается вправо, а траверса перемещается вниз до момента нажатия на концевой выключ атель 18, снимающий сигнал с входа усилителя 56, в результате чего двигатель останавливается.

По истечении времени Т|, задаваемого элементом 50 задержки времени, на его выходе появляется сигнал «Логическая 1, поступающий на первый вход элемента 51. В это время на второй вход элемента 51 с инверсного выхода триггера 57 также поступает сигнал «Логическая 1, в результате чего па выходе элемента 51 устанавливается сигнал «Логический О, поступающий на вход элемента 49 и реле 58. При этом реле 52 отключается, а реле 58 включается, отключая резистор 59 от конденсатора 60 цепи обратной связи инвертирующего интегратора 61. Начинается процесс интегрирования сигнала, поступающего с выхода нуль-органа 47 через резистор 62 на инвертирующий вход интегратора 61. При этом с выхода интегратора 61 плавно нарастающее напряжение положительной полярности через резистор 63 по цепи диод 54 - концевой выключатель 17 - контакт реле 55 поступает на вход усилителя 56 мощности, на выходе которого формируется плавно нарастающее напряжение положительной полярности, поступающее на двигатель 20, который, вращаясь влево, вызывает ускоренное движение траверсы 25 вверх. При этом скорость полотна 10 и разность скоростей полотна 10 и рулона 3 уменьщаются. Когда скорость полотна 10 становится мепьще скорости рулона 3, выходное напряжение тахогенера- тора 13 меньще выходного напряжения тахо- генератора 12, что вызывает изменение полярности напряжения с отрицательной на положительную на выходе нуль-органа 47 и входе интегратора 61. В результате этого

начинается процесс сброса интегратора и у.меньшения выходного напряжения положительной полярности на выходе интегратора 61, входе усилителя 56 и двигателе 20,

что вызывает замедление частоты вращения двигателя 20 и скорости перемещения траверсы 25, а скорость полотна 10 в зоне механизма 8 склейки увеличивается. Таким образом, идет процесс выравнивания средней скорости полотна 10 и рулона 3. При

первом переключении нуль-органа 47, когда скорости полотна 10 и рулона 3 практически равны, перепад напряжения с выхода нуль- органа 47 дифференцируется при помощи конденсатора 64 и резистора 65 и поступает на вход схемы 66 выделения модуля сигнала, с выхода которой положительный импульс поступает на вход инвертора 67, с выхода которого сигнал поступает на вход S триггера 68, который устанавливается в состояние «1, с его прямого выхода сигнал «Логическая 1 поступает на первый вход элемента 69. В момент прихода сигнала «Логическая 1 с датчика 15 на второй вход элемента 69 с выхода последнего сигнал поступает на входы синхронизации регистра сдвига, состоящего из триггеров 70 и 57.

С поступлением первого импульса с датчика 15 триггер 70 устанавливается в состояние «1, а с его прямого выхода сигнал «Логическая 1 поступает на вход выходного усилители 71, включающего щетку 9, имею- щ.ую, например, привод от электромагнита.

Последуюы1.ий импульс с датчика 15 устанавливает в состояние «1 триггер 57, с прямого выхода которого сигнал «Логическая 1 поступает на вход выходного усилителя 72, включающего нож 11 рубки остаточного полотна, имеющий также, напри.мер, привод

от электромагнита. На инверсном выходе триггера 57 устанавливается сигнал «Логический О, а по истечении времени та, задаваемого элементом 73 задержки времени, на выходе элемента 73 также устанавливается сигнал «Логический О, который поступает на сбросовый вход R триггера 48, устанавливая последний в исходное состояние. При этом сигнал «Логический О с прямого выхода триггера 48 поступает на сбросовые входы R триггеров 68, 70 и 57, также

устанавливая их в исходное состояние. Сигнал «Логический О с выхода триггера 48 поступает и на вход элемента 49, вызывая отключение реле 52, подключающего своим контактом резистор 59 параллельно кон-, депсатору 60, вызывая этим плавный сброс

интегратора 61, в результате чего напряжение на выходе интегратора 61 плавно уменьшается, а частота вращения двигателя 20 плавно замедляется. Полный останов двигателя происходит, когда траверса 25, двигаясь вверх с отрицательным ускорением, нажимает на концевой выключатель 17, который разрывает входную цепь усилителя 56

,МОЩНОСТИ

Цикл работы блока управления при выполнении склейки закончен.

В случае, когда скорость полотна 10 меньше скорости рулона 3, напряжение та- хогенератора 12 превышает напряжение та- хогенератора 13, при этом на входе нуль- органа 47 присутствует напряжение отрицательной полярности, а на выходе - положительной полярности.

При поступлении команды «Пуск на вход S триггера 48 по цепи, описанной в случае, когда скорость полотна выше скорости рулона, включается реле 52, а с выхода нуль-органа 47 через замкнутый контакт реле 52 по цепи диод 54 - концевой выключатель 17 - контакт реле 55 - положительное напряжение поступает на вход усилителя 56 мощности, выходное положительное напряжение которого поступает на двигатель 20. Двигатель 20 вызывает перемещение траверсы 25 в верхнее положение до момента нажатия на концевой выключатель 17. По истечении времени Т|, задаваемого элементом 50, по цепи, рассмотренной в первом случае, происходит отключение реле 52 и включение реле 58.

Дальнейший алгоритм работы блока уп- равления с учетом противоположной полярности сигналов на выходе интегратора 61 и выходе усилителя 56 мощности, а также противоположного направления вращения двигателя 20, полностью идентичен первому случаю соотношения скоростей полотна и рулона.

В случае, когда разница скоростей полотна 10 и рулона 3 составляет достаточно малую величину или отсутствует, в точке соединения суммирующих резисторов 45 и 46 присутствует небольшое положительное, отрицательное или нулевое напряжение, которое поступает на вход схемы 74 выделения модуля, на выходе которого сигнал рассогласования скоростей приводится к одно- полярному положительному виду и поступает на инвертирующий вход компаратора 75 напряжения, на второй вход которого подается опорное положительное напряжение Uo, определяемое параметрами делителя на резисторах 76 и 77.

Если напряжение рассогласования ско- ростей полотна 10 и рулона 3 меньше опор

5

з

0

о

5

0

ного напряжения Uo, т. е. указанные скорости близки по величине, то на выходе компаратора 75 присутствует положительное напряжение, которое через согласующую цепочку, состоящую из резистора 78 и стабилитрона 79, приводящую выходной сигнал компаратора 75 к уровню «Логический 1, поступает на первый вход элемента 80.

После поступления сигнала «Пуск на вход S триггера 48 с его прямого выхода сигнал «Логическая 1 постуг,ет на второй вход элемента 80, при этом на его выходе устанавливается сигнал «Логический О, далее поступает на вход S триггера 81 и устанавливает его в состояние «1. В результате этого на инверсном выходе триггера 81 устанавливается сигнал «Логический О, и включается реле 55, подключающее своим контактом выходную диагональ измерительного моста, состоящего из по- тенциометрического датчика 19, идентичных резисторов 82 и 83 и источника 84 постоянного напряжения.

Полярность источника 84 постоянного напряжения и параметры элементов механической связи движка потенциометрического датчика 19 с приводом траверсы 25 - гайки 30, винта 29, зубчатой передачи 26, - выбраны такими, чтобы баланс моста, отсутствие напряжения на входе усилителя 56 и останов двигателя 20 имели место .при нахождении траверсы 25 в среднем положении, т. е. при срабатывании реле 55 траверса 25 автоматически занимает среднее положение.

Дальнейший алгоритм работы блока управления идентичен одному из двух случаев соотношения скоростей полотна 10 и рулона 3, описанных выше в зависимости от точной оценки сигнала разности данных скоростей с помощью нуль-органа 47.

Схемы 66 и 74 выделения модуля сигнала состоят из четырех резисторов 85-88 с величиной сопротивления R, одного резистора 89 с величиной сопротивления R/2, двух диодов 90 и 91 и двух операционных дифференциальных усилителей 92 и 93.

Схема реализует следующую зависимость

Usbix -UBX при UBX ; 0;

Um.x -UBX - 2U +UBX при , тогда

UBNX pBx|.

фиг.1

2J

20

CNJ

cp-i

t§

§

J Y

ssfr U

j

(V

D

D

I-.