Устройство для ввертывания сердечников в катушки Советский патент 1991 года по МПК H01F41/02 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для изготовления катушек индуктивности.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет контроля монтажа катушек.

На фиг.1 изображена конструкция устройства; на фиг;2 - вид по стрелке А на фиг.2; на фиг.З - быстросменный блок (генератор); на фиг,4 - вид по стрелке Б на фиг.З; на фиг.5 - функциональная электрическая схема; на фиг.6 - схема регулятора подачи сердечников; на фиг.7 - временные диаграммы работы; на фиг.8-10 - вре- менные диаграммы работы устройства при проверке катушек и ввертывании сердечников.

Устройство для ввертывания сердечников в катушки содержит корпус 1, вибробункер 2, отсекатель 3, катушку останова подачи 4, блок управления 5, переключатель электропневматический 6, формирователь сигналов 7, быстросменный блок 8 (генератор), ручку управления регулятором подачей сердечников 9, -кнопку Стоп ручного выключения приводов 10, электромагнитную муфту тормоза 11, пневмоци- линдр 12 осевого перемещения рабочего органа, пневмоцилиндр 13, прижим 14, рабочий орган 15, электродвигатель 16, колодку контактную 17, подпружиненные контакты 18, настраиваемую катушку 1, катушку индуктивной обратной связи 20, генератор 21, ключи 22, 23, детектор 24, эталонную индуктивность 25, ключи 26,

ъ& сд

&Ј.

27, распределитель 28 импульсов управления ключами, состоящий из двоичного четырехразрядного счетчика, дву инверторов, первого и второго элементов 2И-НЕ, источник тактовых импульсов 29, состоящий из двух инверторов, двух элементов 2И-НЕ, помехо- подавляющей RC-цепочки, формирователь счетных импульсов 30, состоящий из двух инверторов, двух элементов 2И-НЕ, помехоподавлягощей RC-цепочки, элемента 4И-НЕ, счетчик импульсов 31, электронный ключ 32 Пуск, со- ,стоящий из элемента ЗИ-НЕ, инвертора, третьего элемента 2И-НЕ, инвертора, связанного с транзисторным ключом, электронный ключ 33 команды состоящий из четвертого элемента 2И-НЕ, инвертора, связанного с транзисторным ключом, двоичного семиразрядного счетчика 34, ключ управления приводами 35, включенный в цепь питания электродвигателя 16 и электропневматического переключателя б, состоящий из тиристоров, в цепь.управления которых включен гер- кон, ключ управления тормозом 36, включенный в цепь питания электромагнитной муфты тормоза 11, состоя- |щий из тиристора, в цепи управления которого включен геркон.

На корпусе 1 установлены вибробункер 2, связанный каналом с отсекате- лем 3, снабженным катушкой 4 останова подачи, соединенной со схемой управления подачей сердечников, размещенной в блоке управления 5, переключатель электропневматический 6, электромагнитная муфта тормоза 11, пневмоцилиндр 12 осевого перемещения рабочего органа 15, пневмоцилиндр

13,связанный через шток с прижимом

14,электродвигатель 16, на валу которого закреплен тормозной диск,взаимодействующий с электромагнитной муфтой тормоза 11. Рабочий орган 15 выполнен в виде пустотелого вала,

несущего на нижнем конце твердосплавную вставку, и соединен с штоком пневмоцилиндра 12 через поводок и подшипник, с валом электродвигателя 16 телескопическим соединением.

В быстросменном блоке 8 (генерато ре) установлены колодка 17 с подпружиненными контактами 18 для подключения настраиваемой-катушки 19, катушка индуктивной обратной связи 20, элементы собственно генератора 21,

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ключи 22,, 23, элементы детектора 24, эталонная индуктивность 25, ключи 26, 27.

Задающий контур генератора 21 образован первой обмоткой настраиваемой катушки 19, контурным конденсатором и соединен через конденсатор с базой транзистора, эмиттер которого соединен с первым выводом второй обмотки настраиваемой катушки 19 и с первым выводом катушки обратной связи 20, вторые выводы катушки 20 и второй обмотки катушки 19 подсоединены JK общей шине через транзисторные ключи 22 и 23. Катушки 19 и 20 располагаются соосно, их обмотки включены синфазно, т.е. возбуждаемые ими магнитные поля совпадают по направлению, что является обязательным условием для возбуждения этого генератора.

Настраиваемая катушка ориентируется на колодке 17 с помощью штыря и отверстия, чем обеспечивается однозначность ее положения при подключении. Выход генератора 21 соединен через разделительный конденсатор с первым широкополосным входом детектора 24 и через контур, содержащий эталонную индуктивность 25, с вторым резонансным входом детектора 24. Функции детектирования и одновременно усиления входных сигналов выполняют транзисторы, коллекторы которых объединены, соединены со сглаживающим конденсатором, эмиттеры транзисторов соединены с общей шиной через транзисторные ключи 26, 27. Входы ключей 22, 23, 26, 27 соединены с выходами распределителя 28 импульсов управления ключами, в котором счетч-ик С-входом соединен с вторым выходом источника тактовых импульсов 29, СЕ-входом - с выходом элемента ЗИ-НЕ, R-входом - с выходом второго элемента 2И-НЕ и R-входом с R-входом счетчика импульсов 31, выходом первого разряда - с вторым входом элемента ЗИ-НЕ, четвертым входом элемента 4И-НЕ, выходом второго разряда - с вторым входом первого элемента 2И-НК, выходом третьего разряда - с входом первого инвертора и с входом ключа 22, выходом четвертого разряда - с входом ключа 27, с выходом второго инвертора и с первым входом первого элемента 2И-НЕ, выход первого инвертора соединен с

5 . 16 входом ключа 23, выход второго инвертора соединен с входом ключа 26, выход первого элемента 2И-НЕ соединен с первым входом второго элемента 2И-НЕ.

Источник тактовых импульсов 29 представляет собой триггер Шмитта, составленный из инверторов, элементов 2И-НЕ, выполняет преобразование импульсов выпрямленного синусоидального напряжения в прямоугольные импульсы с частотой следования 100 Гц и соединен с первым выходом стробиру- ютих импульсов,с вторым входом эле- мента 4И-НЕ, вторым выходом тактовых импульсов, с входами С счетчика 34, счетчика распределителя 28.

Выход детектора 24 соединен с входом формирователя счетных импульсов 30, в котором триггер Шмитта, составленный из инверторов, элементов 2И-НЕ, выходом соединен с первым входом элемента 4И-НЕ, выходом соединенного с входом С счетчика импуль- сов 31, представлякнчего собой двоичный трехразрядный счетчик, выходом первого разряда соединенный с вторым входом четвертого элемента 2И-НЕ, выходом четвертого разряда - с тре- тьим входом элемента ЗИ-НЕ.

В электронном ключе команды Пуск

32выход элемента ЗИ-НЕ соединен с входом инвертора, выход инвертора соединен с первым входом третьего элемента 2И-НЕ, выход которого соединен с входом инвертора, выход инвертора соединен с входом транзисторного ключа, нагруженного на обмотку с гер- коном, включенным в цепь управления тиристорного ключа 35.

В электронном ключе команды Стоп

33выход четвертого элемента 2И-НЕ соединен с вторым входом третьего элемента 2И-НЕ, с третьим входом эле- мента 2И-НЕ с R-входом счетчика 34, задающего длительность команды Стоп

с входом инвертора, выходом соединенного с входом транзисторного ключа, нагруженного на обмотку с герконом, включенным в цепь управления тиристорного ключа 36, выход седьмого разряда счетчика 34 соединен через инвертор с вторым входом второго эле-

мента 2И-НЕ, с общей шиной через нормально-разомкнутые контакты кнопки Стоп 10.

Распределитель импульсов управления ключами 28, источник тактовых им5

Q

0 5 0

Q

с

Q

5

1 6

пульсов 29, формирователь счетных импульсов 31, электронный ключ команды Пуск 32, электронный ключ команды Стоп 33 размещены в блоке 7 (формирователь сигналов), на нем установлен блок 8 (генератор) с возможностью быстрой смены.

В блоке управления 5 размещены ключи 35, 36, выпрямители, источник питания, схема регулятора подачей сердечников Э, содержащая контур автогенератора с катуигкой 4, резонансный контур, соединенный с выходом генератора и с входом транзисторного детектора, ключ, нагруженный на обмотку с герконом, соединенным с управляющей цепью тиристора, включенного в цепь питания электромагнита вибробункера 2, генератор управляющих импульсов.

Устройство работает следующим образом.

После включения питания вибробункер 2 выдает сердечники, поступающие в отсекатель 3, по мере чаполнения канала отсекателя сердечниками няется индуктивность катушки 4, вызывая изменение частоты выходного напряжения автогенератора в схеме управления подачей сердечников, что влечет падение напряжения на резонансном контуре, напряжение, на выходе детектора повышается, связанны 1 с ним ключ открывается, контакты герко- па замыкаются, блокируя при этсч управляющую цепь тиристора, КОТОРЫЙ закрывается, прекращая поступление импульсов возбуждения в электромагнит вибробункера 2.

Без настраиваемой катушки 19 устройство находится в исходном состоянии, при этом рабочий орган 15 не вращается и находится в верхнем положении, прижим 14 приподнят, электропневматический переключатель 6 и электродвигатель 16 выключены, электромагнитная муфта тормоза 11 также выключена. Генератор 21 не работает, так как отсутствует настраиваемая катушка 19, на выходе устанавливается постоянное напряжение, на выходе детектора 24 устанавливается высокий уровень напряжения (лог.1),на выходе триггера Р1мнтта в Формирователе счетных Импульсов 30 устанавливается низкий уровень напряжения (лог.О), на второй вход элемента 4П-НЕ поступают стробнруюючр импульсы, на выходе элемента 4И-НЕ устанавливается лог.1. На вход С счетчика в распределителе импульсов 28 поступают тактовые импульсы с второго выхода источника тактовых импульсов 29, на выходах 1 - 4 распределителя 28 формируются импульсы управления ключами 22, 23, 27, 27 соответственно, на выходе второго элемента 2И-НЕ по окончания каждого десятого тактового импульса выделяется установочный положительный импульс, поступающий на установочные входы R счетчиков распределителя 28 и счетчика импульсов 31. Работа устройства в исходном состоянии поясняется временными диаграммами, приведенными на фиг,7, а таюте таблицей со- стояний (см,табл.1). Таким образом, состояние уровней на выходе распределителя 28 периодически повторяется через каждые 10 тактов, ключи 22, 23, 27., 26 с приходом лог.1 открываются, при лог.О - закрываются.

Настраиваемая катушка 19 устанавливается на подпружиненные контакты 18, этим самым она включается в задающий контур генератора 21, в случае отсутствия дефектов в настраиваемой катушке 19 генератор 21 возбуждается и дальнейшая работа устройства происходит следующим образом.

Предположим, что момент включения настраиваемой катушки 19 совпал с началом первого такта, при этом открыты ключи 23 и 26, и генератор 21 возбуждается с обмоткой обратной связи настраиваемой катушки 19, в детекторе 24 работает широкополосный вход (см. временные диаграммы), на выходе детектора 24 напряжение падает, на выходе триггера Ымитта в формирователе 30 устанавливается лог.1, поступающая на первый вход элемента 4И-НЕ и в течение четырех тактов на выходе элемента 4И-НЕ формируются два счет- ных импульса, поступающие на С-вход счетчика импульсов 31. В течение последующих четырех тактов открыты ключи 22 и 26, генератор 21 возбуждается с катушкой обратной.связи 20, в детекторе 24 работает широкополосный вход, на выходе детектора 24 также устанавливается напряжение низкого уровня, при этом формирователь 30 выполняет третий и четвертый счетные, импульсы, с приходом четвертого импульса в счетчике 31 на выходе третье

0

5

0

5

5

0

о

5

0

5

го разряда устанавливается лог.1. Приход четырех счетных импульсов за время действия 8 тактов означает, что Настраиваемая катушка 19 проверена на работоспособность, ее обмотки имеют правильный монтаж и можно разрешить ввертывание сердечника, т.е. выдать команду Пуск.

С началом десятого такта на входах элемента ЗИ-ИЕ устанавливаются лог.1, на его выходе - лог.О. С приходом на вход СЕ счетчика в распределителе 28, приостанавливается работа распределителя импульсов 28, при этом остаются открытыми ключи 23 и 27, генератор 21 возбуждается с настраиваемой катушкой 19,в детекторе работает второй резонансный вход, но так как собственные частоты задающего контура .генератор 21 и контура с эталонной индуктивностью 25 в данный момент сильно различаются, входной сигнал на втором входе детектора имеет малую величину, на выходе детектора 24 устанавливается напряжение высокого уровня. С выхода элемента ЗИ-НЕ лог.О поступает также на вход инвертора, на выходе которого устанавливается лог.1. На входах третьего элемента 2И-НЕ будут лог.1, на выходе этого элемента установится лог.О, на выходе инвертора, соединенного с третьим элементом 2И-НЕ, установится лог.1, в результате электронный ключ 32 выдает команду Пуск, при этом транзисторный ключ на выходе электронного ключа 32 открывается, геркон, включенный в цепь управления тиристорного ключа 35, замыкается, тиристоры ключа 35 открываются, питающее напряжение поступает -в электромагнит электропневматического переключателя 6 и электродвигатель 16, рабочий орган начинает вращаться, шток пневмоцилиндра 12 опускается и влечет за собой рабочий орган 15, шток пневмоцилиндра 13 опускает прижим 14 на настраиваемую катушку 19, последняя фиксируется на подпружиненных контактах 18, Рабочий орган 15, проходя через прижим 14, досылает сердечник до катушки 19 и ввертывает его, при этом частота переменного напряжения на выходе генератора 21 изменяется и по мере ввертывания сердечника в катуику 19 приближается к собственной частоте контура с эталонной индуктивностью 25.

9.16

При наступлении резонанса напряжение на контуре резко повышается, на выходе детектора напряжение падает, на выходе формирователя счетных импульсов выделяется пятый импульс, с поступлением которого в счетчик импульсов 31 на выходе первого разряда устанавливается лог.1, на обоих входах четвертого элемента 2И-НЕ в данный момент лог.1, на его выходе устанавливается лог.О, при этом прекращается действие команды Пуск, так как лог,0 на втором входе третьего элемента 2И-НЕ вызывает запирание транзисторного ключа электронного ключа 32, электронный ключ 33 выдает команду Стоп, с поступлением лог.О на третий вход элемента 4И-НЕ прекращается работа формирователя счетных импульсов, с поступлением лог.О на вход R счетчика 34 разрешается работа его как элемента, задающего длительность команды Стоп.

В момент прекращения действия команды Пуск, геркон в цепи управления тиристорного ключа 35 размыкается, цепь питания электродвигателя 16 и электропневматического переключателя 6 разрывается. При появлении ко- манды Стоп замыкается геркон в цепи управления тиристорного ключа 36, тиристор открывается, питающее напряжение подается в электромагнитную муфту тормоза 11, вращение рабочего органа 15 прекращается, настройка катумки 19 при этом заканчивается. Рабочий орган 15 и прижим 14 поднимаются в верхнее (исходное) положение, катуика 19 освобождается. Действие команды Стоп прекращается с появлением лог.1 на выходе седьмого разряда счетчика 34, что происходит через 64 такта (640 мс), тогда на выходе инвертора, соединенного входом с выходом седьмого разряда счетчика 34, устанавливается лог.О. С поступлением лог.О на второй вход второго элемента 2И-НЕ на выходе этого элемента устанавливается лог.1, в результате счетчик распределителя управляющих импульсов 28 и счетчик импульсов 31 устанавливаются в О, тиристорный ключ 36 закрывается, эле тромагнитная муфта тормоза 11 отключается, все элементы устройства оказываются в исходном положении.

При движении рабочего органа 15 в верхнее положение из отсекателя 3

0

5

0

5

531

0

5

0

5

0

5

10

подается очередной сердечник, попадающий в канал прижима 14, после чего устройство готово к новому циклу. Работа устройства при проверке настраиваемой катушки 19 и ввертывании сердечника поясняются временными диаграммами, приведенными на фиг.8, а также таблицей состояний устройства (см. табл.0.

Предположим, что момент включения настраиваемой катушки не совпал с началом цикла, тогда в счетчик 31 поступает в течение оставшейся части цикла менее четырех счетных импульсов, по окончании десятого тактового импульса счетчик распределителя 28 и счетчик импульсов 31 устанавливаются в О и с началом первого такта следующего цикла устройство отрабатывает полный цикл с проверкой настраиваемой катушки, выдачей команд Пуск, Стоп согласно описанному выше.

Предположим, что в настраиваемой катушке 19 перепутаны местами выводы первой обмотки, тогда при включении катушки 19 генератор 21 не возбуждается, так как первая обмотка оказывается включенной в противофа- зе с катушкой 20 и второй обмоткой настраиваемой катушки 19, устройство находится в исходном состоянии, т.е. не реагирует на включение настраиваемой катушки, что будет служить сигналом п наличии дефекта и принятию мер для его устранения.

Предположим, что в настраиваемой катушке 19 перепутаны местами выводы второй обмотки, тогда генератор 21 не возбуждается с обмоткой обратной связи настраиваемой катушки 19, возбуждается с катушкой обратной связи 20, в течение первых четырех тактов счетные импульсы не формируются, в течение последующих четырех тактов формируются два счетных импульса, по окончании десятого такта счетчик устанавливается в О, устройство не реагирует на включение настраиваемой катушки, что также служит сигналом о наличии дефекта. Работа устройства в этом случае поясняется временными диаграммами на фиг.9 (см. табл.2 состояний при проверке катушек и ввертывании сердечника).

и

Предположим, что в настраиваемой катушке 19 перепутаны местами выводы обеих обмоток, тогда генератор 21 возбуждается с обмоткой обратной связи настраиваемой катушки 19, йе,возбуждается с обмоткой обратной связи, 20 в течение первых четырех тактов формируются два счетных импульса,в течение последующих четырех тактов счетные импульсы .не формируются, по окончании десятого такта счетчики устанавливаются в О, устройство также не реагирует на включение на- страиваемой катушки 19. Работа устройства в данном случае поясняется временными диаграммами на фиг.10.

Если по какой-либо причине не происходит автоматическое выключение приводов, т.е. электронный ключ 33 не выдает команду Стоп, что может быть при отсутствии ввертываемого сердечника, при отклонении величины индуктивности настраиваемой катушки 19 оператор останавливает приводы кнопкой Стоп.

Формула изобретения

Устройство для ввертывания сердечников в катушки до заданной индуктивности, содержащее узел подачи сердечников в виде вибробункера, нал которого соединен с отеекателем, снабженным катушкой останова подачи сердечников, входы которой подключены к третьему, четвертому и пятому выходам регулятора подачи сердечников, к первому и второму выходам которого подключена обмотка электромагнита вибробункера, электродвигатель вращения рабочего органа, вал кторого соединен с ведущим диском электромагнитной муфты, подвижный диск которой связан с рабочим органом посредством подшипника, поводком соединенным с штоком пневмоцилиндра осевого перемещения рабочего органа, а опорная обмотка электродвигателя вращения рабочего органа и обмотка электромагнитной муфты подключены к питающей сети через соответствующие тиристорные ключи, в управляющие цепи которых включены контакты соответственно первого и второго гер- конов, обмотки которых включены в выходной .цепи соответствующих электронных ключей, входы которых под64253112

ключены к выходам Пуск и Стоп формирования сигналов Пуск и Стоп, прижим с колодкой и подпружиненными контактами, соединенный со штоком пневмоцилиндра осевого перемещения прижима, причем к входным каналам пневмоцшшндров осевого перемещения прижима подключен электропневмати Q ческий переключатель, настраиваемую катушку, подключаемую через подпружиненные контакты к входам настраиваемого генератора, выход которого подключен посредством конденсаторов

5 к входу детектора и входу узла сравнения с подключенной эталонной индуктивностью, выходы которых объединены, обличающееся тем,

0

что, с целью расширения функциональ- Q ных возможностей путем обеспечения контроля монтаже катушек до заданной индуктивности, в него дополнительно введены катушка обратной связи и четыре ключа, а блок форми- 5 рования сигналов Пуск и Стоп

выполнен в виде генератора тактовых импульсов, один выход которого подключен к первому входу формирователя счетных импульсов, а другой - к счетному входу семиразрядного счетчика .- и к счетному входу распределителя импульсов управления ключами, четыре выхода которого соответственно подключены к входам четырех ключей, которые включены соответственно в цепи подключения катушки обратной связи, блокировки входа настраиваемого генератора, подключения узла сравнения и детектора, при этом объединенный выход узла сравнения и детектора подключен к второму входу формирователя счетных импульсов, выход Пуск подключен через последовательно соединенные первый инвертор, с-первый логический элемент 2И-НЕ,второй инвертор к выходу логического элемента ЗИ-НЕ, входы которого подключены соответственно к первому и четвертому выходам двоичного четырехразрядного счетчика импульсов распределителя импульсов и третьему выходу счетчика импульсов, а выход Стоп подключен через третий инвертор к выходу второго логического элемента 2И-НЕ, входы которого подключены к первому и третьему выходам счетчика

импульсов.

i

5

0

0

5

Таблица 1

Примеч.i нке: х - состояние1 неопределенное.

8

/

Фиг.1

Таблица 2

25

Вид В

Фиг. 3

Фиг. 4

V

rV

Z/J

/Ml

ieszw

Фиг.Ю