Цифровое устройство для управления переналадкой листорезальной машины Советский патент 1992 года по МПК B21B37/00 

Изобретение относится к полиграфии, в частности к листорезальным ротационным машинам.

Целью изобретения является повышение точности /; надежности работы машины, а также экономич бумажной ленты.

Цель достигается тем, что в устройство введены преобразователь, код-напряжение, управляемый усилитель, блок задания, коэффициента усиления, преобразователь частота-напряжение, блок задания периода квантования и перестраиваемый делитель частоты, на первый вход которого поступает сигнал от генератора стабилизированной частоты, управляющий вход соединен с блоком задания периода квантования, который сагрегатирован с задатчиком скорости привода мерного цилиндра, выход делителя частоты связан с входом блока формирования сигналов записи и сбросами и одновременно с управляющим входом блока деления, на информационный вход которого поступает сигнал через блок памяти, и счетчик-преобразователь от импульсного датчика скорости привода мерного цилиндра, выход блока деления связан через блок памяти со входом преобразователя код-напряжение и с одним из входов сумматора-вычитателя, на другой вход которого поступает сигнал через вторые блок памяти и счетчик-преобразователь от импульсного датчика скорости привода барабана реза, выход сумматора соединен сдрунчм преобрэзрва- телем код-напряжение, сигнал с выхода которого поступает на вход управляемого усилителя, на второй вход которого поступает сигнал от преобразователя ход-напряжение, на третий вход усилителя подается сигнал от преобразователя частота-напряжение, вход которого соединен с выходом импульсного датчика скорости привода барабана реза, на управляющий вход усилителя поступает сигнал от блока задания коэффициента усиления, который сагрегатирован также с задатчиком скорости главного привода, выход усилителя соединен с входом регулятора скорости привода барабана реза. На второй вход регулятора скорости привода барабана гложет поступать сигнал от аналогового датчика (тахогенера- тора), в случае когда используется двигатель для привода барабана со встроенным тахогенератором. тогда преобразователь частота-напряжение должен быть со схемы исключен.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг, 2 - схема блока формирования сигналов записи и сброса; на фиг. 3 - схема блока деления кодов; на фиг. 4 - диаграг ш, поясняющие работу

блока формирования сигналов записи и сброса.

Устройство содержит регулятор скорости 1 двигателя 2 привода барабана 3 реза,

работающего в паре с неподвижным ножом 4, разрезающего на ходу бумажную ленту 5, которая подается мерным цилиндром 6 в паре с прижимным валиком 7, которые приводятся от главного двигателя 8 со своим

0 регулятором скорости 9 и задатчиком 10 скорости, импульсный датчик 11 скорости приьода барабана реза, импульсный датчик 12 скорости привода мерного цилиндра, счетчики-преобразователи 13, 14, блоки 15,

5 16, 17 памяти, блок 18 деления кодов, циф- ро-кодовый блок 19 задания формата, сум- матор-вычитатель20кодов,

преобразователи 21, 22 код-напряжение, управляемый усилитель 23, генератор 24

0 стабилизированной частоты, перестраиваемый делитель 25 частоты, блок 26 формирования сигналов записи и сброса, блок задания 27 периода квантования, блок задания 28 коэффициента усиления, преобразо5 ватель 29 частота-напряжение (или аналоговый датчик скорости 30).

Устройство работает следующим образом.

Сигнал от импульсного датчика скоро0 сти 12 привода 8 мерного цилиндра 6 поступает на счетчик-преобразователь 14, из выхода которого результат в виде двоичного кода записывается в блок памяти 16 по команде от блока 26 формирования сигналов

5 записи сброса, а счетчик 14 сразу после записи возвращается в нулевое состояние также по команде от блока 26. Код NI зафиксированный в блоке 16 памяти поступает на вход блока 18 деления кодов, где происхо0 дит деление двоичного кода NI на число А, выраженное также в двоичном коде и заданное цифро-кодовым блоком 19 задания. При помощи блока 19 задается любое необходимое соотношение скоростей приводов мер5 ного цилиндра 6 и барабана 3 реза, а соответственно необходимый формат листа. Результат получаемый на выходе блока 18 деления в двоичном коде N3 Ni/A поступает на вход блока 17 памяти в который

0 и записывается по команде от блока 18. С выхода блока 17 код Na поступает на вход преобразователя 22 код-напряжение и на первый вход сумматора-вычитателя 20, на второй вход которого поступает сигнал от

5 импульсного датчика скорости привода 2 барабана 3 реза через счетчик-преобразователь 13 и блок памяти 15, работой которых также управляет блок 26 формирования сигналов записи и сброса, который синхронизирует работу счетчиков 13, 14 и блоков 15,

16 памяти во времени. Результат с выхода сумматора 20 поступает на вход преобразователя 21 код-напряжение, сигнал с выхода которого подается на первый вход управляемого усилителя 2, на второй вход усилителя поступает сигнал с выхода блока 22, а на третий вход усилителя подается сигнал от преобразователя 29 частота-напряжение, вход которого соединен с выходом датчика скорости 11. Сигнал с выхода блока 23 по- ступает на вход регулятора 1 скорости привода барабана 3 реза.

Для повышения точности реза и надежности работы машины в устройство введены перестраиваемый делитель 25 частоты, ко- торый управляется блоком 27 задания периода квантования сагрегатированным с задатчиком 10 скорости главного привода 8 и выход которого соединен с генератором стабилизированной частоты, а сигнал с вы- хода блока 25 поступает на вход блока 26 формирования сигналов записи и сброса и на управляющий вход блока 18 деления кодов, чем подготавливает блок 18 к работе в начале каждого периода квантования и тем самым повышает надежность работы устройства. В прототипе же согласованность работы устройства достигается согласованностью работы во времени генераторов в блоке формирования синхроимпульсов и в блоке деления.

В заявляемом устройстве оптимизируется процесс обработки информации, так как деление начинается сразу же после появления сигнала на выходе блока 16. Пере- страиваемый делитель 25 дает возможность увеличить период квантования с уменьшением скорости главного привода 8 и уменьшать период квантования в два, четыре раза при увеличении скорости в 4 раза задатчи- ком 10 скорости. Одновременно с увеличением скорости будет пропорционально увеличиваться коэффициент усиления усилителя 23, который управляется блоком 28 задания коэффициента усиления, также саг- регатированным с задатчиком 10 скорости. При уменьшении скорости главного привода 8, например в 2 раза, количество импульсов на выходе датчиков 12 скорости уменьшается в 2 раза, но так как период квантования увеличивается при этом в 2 раза, то количество импульсов остается неизменным и соответственно коды на выходе блока 18 деления, соответствующие задаваемым форматам, меняться не будут. По- скольку при уменьшении скорости главного привода 8 в 2 раза мы увеличили количество импульсов в 2 раза, то, чтобы получить реальную скорость привода 2 барабана 3 реза, необходимо коэффициент усиления усилителя 23 уменьшить в 2 раза, это осуществляется при помощи блока 28.

Сагрегатированы - это значит, что оси этих устройств механически жестко связаны друг с другом. Эта связь может быть и не обязательно механической. Вообще под термином сагрегатированы следует понимать синхронное изменение значений блоков 27, 28 с изменением значения блока 10. Блок 10 может быть потенциометром на оси которого могут находиться и галетные переключатели, блоки 27, 28 и их оси могут быть жестко между собой соединены (блоки 27, 28 можно организовать и на одном галетном переключателе). Блок 27 управляет логическими ключами блока 25. Блок 28 коммутирует резисторы в обратной связи усилителя 23 изменяя этим самым коэффициент усиления.

При вращении потенциометра (зэдлт- чик 10) мы подает определенный сигнал на вход регулятора скорости 9 двигателя 8. При скорости п двигателя 8 от 0 до 400 об/мин с сыхода блока 25 получаем сигнал наименьшей частоты, т,е, коэффициент деления максимальный, а коэффициент усиления при этом минимальный. При переходе потенциометром определенной точки, которая соответствует в приведенном примере скорости равной 400 об/мин, частота сигнала на выходе блока 25 повышается в 2 раза и коэффициент усиления также повышается в 2 раза благодаря блокам 27, 28. Все это дает возможность сохранять высокую точность реза и на низких рабочих скоростях машины.

Для улучшения режима работы привода 2 барабана 3 реза, а соответственно и повышения точности реза в устройство введены еще один преобразователь 22 код-напряжение, на выходе которого формируется сигнал пропорциональный коду, получаемый с выхода блока 18 деления и подается на второй вход усилителя 23, а также преобразователь 29 частота-код, на выходе которого формируется сигнал пропорциональный скорости привода 2 и подается на третий вход усилителя 23.

Учитывая, что период квантования (повторения вычислений) довольно мал Тц 1 /256 с, 1 /128 с, а соответственно частота изменений сигнала на выходе блока 17, а также на выходе преобразователя 22 код- напряжение высока, то можно считать, что на выходе блока 22 мы имеем непрерывный сигнал задания. На выходе блока 29, который преобразует частоту следования импульсов, поступающих с выхода датчика 11 скорости в напряжение, мы также имеем непрерывный сигнал. Сигналы, поступающие с выходов блоков 22 и 29, алгебраически складываются на входе усилителя 23. Пропорциональная составляющая закона регулирования вычисляется в блоке 23 по отклонению напряжения Us, поступающего с блока 29 ог напряжения Ua задания, поступающего с выхода блока 22, В том случае, когда в качестве привода 2 используется двигатель со встроенным тахогенератором,х который на рис, 1 обведен штрих-пунктирной линией и обозначен цифрой 20, то сигнал с его выхода можно использовать вместо сигнала, поступающего от блока 29, который в этом случае со схемы исключается. А напряжение, поступающее от тахогенератора на второй вход регулятора 1 скорости двигателя 2 вычитается от напряжения, поступающего с выхода блока 22 и умноженного з усилителе 23, Непрерывная связь - часть заявляемого устройства обеспечивает быстрое устранение возмущений, что значительно улучшает динамику машины, которая имеет ударную нагрузку, а дискретная (цифровая) часть - высокую точность реза.

Блок 24 представляет собой генератор стабилизированной частоты на выходе которого в предлагаемом устройстве, реализованном практически, мы получаем частоту f 256 Гц. Для того, чтобы уменьшить эту частоту, которая поступает через блок 25 на вход блока 26 и служит блок 25, который по команде от блока 27 делит частоту на коэффициент К 2, 4, 8. Блок 25 может быть реализован на базе D-триггеров с логическими ключами, или счетчика с логическими ключами. При необходимости можно осуществить деление частоты с другими коэффициентами.

Блок 26 формирования сигналов записи и сброса построен на двух триггерах 1, 2, линии задержки 3 и двух дифференцирующих элементов (ДЭ) 4, 5 (рис..2).

Блок 26 работает следующим образом.

По переднему фронту импульсов сигнала, поступающего от блока 25 на вход триггера 1, на выходе последнего появляется сигнал, который поступает одновременно на дифференцирующий элемент 4 и линию задержки 3. Сигнал с выхода ДЭ 4 поступает на вход записи блоков памяти 15, 16. С линии задержки 3 сигнал поступает на вход триггера 2, с выхода которого, через ДЭ 5 производится сброс блоков 13,14. Временная диаграмма блока 26 приведена на рис, 4 Тц - период цикла (квантования) - это период поступления переднего фронта прямоугольных импульсов с выхода блока 25. Тэ - это время задержки сигнала сброса блоков 13, 14 по отношению к сигналу записи информации в блоки 15, 16.

Блок 18 работает следующим образом (рис.3).

Код NIC выхода блока памяти 16 поступает через первый вход блока коммутации 1 на шину А сумматора 2, на шину В которого поступает сигнал А в дополнительном коде (проинвертированный) от блока 19 задания 0 формата (коэффициента деления). Сигнал с выхода блока 2 поступает на вход регистра 3, где фиксируется результат по команде от генератора 4, который запускается по команде от блока 25 и этим же сигналом блок 5 1 переключается на прохождение сигнала по первому каналу 1. Результирующий сигнал с выхода блока 3 поступает через блок 1 на вход А сумматора, где снова сравнивается с сигналом от блока задания формата. 0 Новый результат с выхода блока 2 записывается в регистр 3 по сигналу с выхода генератора 4 и этот же сигнал подается на счетчик 5, который фиксирует количество операций вычитания, и получается резуль- 5 тат деления. Блок 1 коммутации из первого канала 1 переключается на канал 11 передним фронтом первого импульса, который поступит с блока 4, все последующие импульсы будут лишь подтверждать переклю- 0 чение. Генератор4 работает до тех пор, пока на переносе блока 2 не произойдет изменение потенциала сигнализирующее об окончании деления.

Сигналом с переноса сумматора 2 ре- 5 зультат деления, полученный на выходе счетчика 5 записывается в блок 17 и останавливается работа генератора 4. Работа генератора возобновляется при приходе следующего импульса с блока 25 и одновре- 0 менно блок 1 коммутации переключается из канала 2 на канал 1.

Формула изобретения 1. Цифровое устройство для управления переналадкой листорезальной машины, со- 5 держащее регулятор скорости привода барабана реза, блок задания длины реза, импульсный датчик скорости привода барабана реза, импульсный датчик скорости привода мерного цилиндра, первый преоб- 0 разователь код - напряжение, счетчики- преобразователи, блок памяти, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и надежности в работе и улучшения динамики машины, оно снабжено вторым 5 преобразователем код - напряжение, управляемым усилителем, блоком задания коэффициента усиления, преобразователем частота - напряжение, блоком задания коэффициента усиления, блоком задания пе- риода квантования и перестраиваемым

делителем частоты, первый вход которого соединен с выходом генератора стабилизированной частоты, а управляющий вход - с выходом блока задания периода квантования, сочлененным с задатчикйм скорости привода мерного цилиндра, выход перестраиваемого делителя частоты соединен с входом блока формирования сигналов записи и с управляющим входом блока деления кодов, первый информационный вход кото- рого соединен с выходом импульсного датчика скорости привода мерного цилиндра через первый счетчик-преобразователь и первый блок памяти, выход блока задания длины реза соединен с вторым информаци- онным входом блока деления кодов, выход которого подсоединен к входу третьего блока памяти, выход которого объединен с входом второго преобразователя код - напряжение и с первым входом сумматора- вычитателя, второй вход которого соединен с выходом импульсного датчика скорости привода барабана реза через второй счетчик-преобразователь и второй блок памяти, вторые входы первого и второго блоков счетчиков-преобразователей, первого и второго блоков памяти соединены соответственно с первым и вторым, третьим и четвертым выходами блока формирования сигналов записи и сброса, выход суммато- ра-вычитателя соединен с входом первого преобразователя код - напряжение, выход которого подсоединен к первому входу управляемого усилителя, второй вход которого соединен с выходом второго преобразователя код - напряжение, третий вход - с выходом преобразователя частота- напряжение, вход которого соединен с выходом датчика скорости привода барабана

реза, управляющий вход управляемого усилителя соединен с выходом блока задания коэффициента усиления, сочлененного с за- датчиком скорости привода мерного цилиндра, а выход управляемого усилителя соединен с входом регулятора скорости привода барабана реза.

2.Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что блок формирования сигналов записи и сброса содержит два триггера, линию задержки и два дифференцирующих элемента, выходы которых являются выходами блока, выход первого триггера, соединен с входом первого дифференцирующего элемента и с входом второго дифференцирующего элемента через линию задержки и второй триггер.,

3.Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а- ю щ е е с я тем, что блок деления кодов содержит блок коммутации, сумматор, регистр, генератор импульсов, счетчик, выход которого является информационным выходом блока, соединен с выходом генератора импульсов, с входами регистра и коммутатора, первый вход генератора импульсов соединен с управляющими входами коммутатора и блока, первый информационный вход блока соединен с входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом коммутатора, первый информационный вход которого является вторым информационным входом блока, второй информационный вход коммутатора соединен с выходом регистра, информационный вход которого соединен с выходом сумматора, управляющий выход которого соединен с вторым входом генератора импульсов и управляющим выходом блока.

Использование: полиграфия, листоре- зальные ротационные машины. Сущность изобретения: регулятор скорости 1, 9, двигатель 2, 8, барабан реза 3, неподвижный нож 4, мерный цилиндр 6, прижимный валик 7, задатчик скорости 10, два импульсных датчика скорости приводов барабана реза 11 и мерного цилиндра 12, два счетчика 13, 14, три блока памяти 15,16,17, блок деления кодов 18, цифро-кодовый блок задания формата 19, сумматор-вычитатель кодов 20, два преобразователя код-напряжение 21, 22, управляемый усилитель 23, генератор частоты 24, делитель частоты 25, блок формирования сигналов записи и сброса 26, блоки задания периода квантования 27, коэффициента усиления 28, преобразователь часто- та-напряжение 29. аналоговый датчик скорости 30. 12-14-16-18-17-20-21-23. 17-22- 23,19-18.26-15-20,26-13-15.11-29-23,11-13. 23-1-2, 30-1, 28-23, 27-25-26, 25-18, 24-25, 18-17, 19-18, 26-16, 25-14, 10-9-8. 2 з.п.ф-лы, 4 ил. сл с VJ VI сл ю 00

Фиг 2

в fa.tf.fff

ifttfc 1{№с

5л. а 14

ФигЗ