Устройство для навивки пружин Советский патент 1976 года по МПК B21F3/00 B21F35/00 

Изобретение относится к области изготовления пружин, в частности к средствам управления перемещением направляющей каретки.

Известно устройство для навивки пружин, содержащее оправку с механизмом ее вращения с постоянной скоростью, датчик числа оборотов оправки, направляющую каретку, шаговый механизм, обеспечивающий заданную постоянную скорость перемещения каретки, и программное устройство управления шаговым механизмом, включающее схему совпадения. Шаг пружины в известном устройстве образуется путем равномерного линейного перемещения направляющей каретки вдоль поверхности вращающейся с постоянной скоростью оправки на заданное число импульсов, вырабатываемых генератором импульсов с постоянной заданной частотой.

Недостатком указанного устройства является необходимость применения сложных стабилизирующих устройств для поддержания постоянства скорости вращения оправки и частоты генератора импульсов при изменении нагрузки и температуры окружающей среды.

Предлагаемое устройство отличается тем, что оно снабжено датчиком угловых перемещений, кинематически соединенным с механизмом вращения оправки, подключенным к программному устройству управления шаговым механизмом. Это обеспечивает получение

заданного щага пружины при переменной скорости вращения оправки.

Кроме того, программное устройство выполнено в виде триггера, один вход которого соединен с датчиком числа оборотов оправки, а

со счетчиком числа имп льсов

другой

шаг пружины, при этом один выход триггера связан с логической схемой совпадения, а другой - с этой же логической схемой совпадения через счетчик числа навиваемых витков, и датчик угловых перемещений средств вращения оправки соединен с входом счетчика числа импульсов на шаг пружины через логическую схему совпадения.

На фиг. 1 приведена блок-схема описываемого устройства, на фиг. 2 - блок-схема программного устройства.

Устройство для навивки пружин состоит из оправки 1, с механизмом вращения, датчика 2 числа оборотов оправки, например бесконтактного путевого переключателя, направляющей каретки 3, шагового механизма 4 перемещения каретки, программного устройства 5, выдающего заданное число импульсов на шаг пружины шаговому механизму 4, датчика 6 угловых перемещений, например бесконтактного путевого переключателя, кинематически соединенного с механизмом вращения опразки и подключенного к программному устройству.

Программное устройство содержит триггер

7, нулевой вход которого соединен с датчиком 2 MHCvia оборотов оправки, а единичный вход- со счетчиком 8 с предварительной установкой числа импульсов на шаг пружины, причем выход нулевого плеча триггера связан с логической схемой совпадения 9, закрытой в исходном состоянии нулевым нотенциалом от триггера 7 и не пропускающей импульсы, вырабатываемые датчиком 6 угловых перемещений, к полупроводниковому коммутатору 10 щагоБого двигателя щагового механизма 4 и счетчику 8, а выход единичного плеча триггера соединен с логической схемой совпадения 9 через счетчик 11 с предварительпой установкой числа навиваемых витков, на выходе которого в исходном состоянии имеется единичный потенциал по отношению к схеме совпадения.

Устройство работает следующим образом.

Пруток, закрепленный одним концом на оправке 1, подается к поверхности оправки направляющей кареткой 3. С началом вращения оправки 1 начинается процесс навивки пружины. От датчика 2, реагирующего на вращение оправки, поступает импульс на вход программного устройства, в частности на нулевой вход триггера 7, который переходит в единичное положение, что вызывает появление на выходе совпадения 9 серии электрических импульсов, вырабатываемых датчиком 6 угловых перемещений, например бесконтактным путевым переключателем или фотоэле.мептом, взаимодействующим с диском переменного профиля, устаповленным на валу двигателя оправки. Эти импульсы преобразуются полупроводниковым коммутатором 10 и поступают с выхода программного устройства 5 на вход щагового механизма 4 перемещения каретки 3.

Датчик 6 угловых перемещений вырабатывает импульс при взаимодействии с каждым лепестком диска, чем обеспечивается кинематическая связь датчика со средствами вращения оправки. Каждому импульсу датчика 6 соответствует поворот (щаг) вала щагового двигателя и линейное перемещение направляющей каретки 3 вдоль поверхности оправки 1 на линейную величину части щага пружины, соответствующую одному импульсу на выходе программного устройства.

При изменении скорости вращения двигателя привода оправки синхронно изменяется частота импульсов, вырабатываемых датчиком 6, и соответственно скорость перемещения каретки 3, т. е. сохраняется заданный шаг и равномерное распределение заданного количества импульсов на шаг витка пружины независимо от изменения нагрузки и температуры окружающей среды.

После получения заданного числа импульсов на выходе счетчика 8 появляется сигнал, возвращающий триггер 7 и счетчик 8 в исходное состояние «О, что вызывает запрещение появления сигналов на выходе схемы совпадения 9 и запись окончания навивки одного витка в счетчик 11 с предварительной установкой числа навиваемых витков. На этом заканчивается цикл образования одного шага витка пружины.

При дальнейшем вращении оправки на следующий виток сигнал от датчика 2 новторяет указанный цикл, и на вход счетчика 11 поступает ряд импульсов. По достижении заданного числа импульсов, соответствующих заданному числу витков, на выходе счетчика 11

появляется сигнал, запрещающий появление импульсов на выходе схемы совпадения 9 и соответственно на выходе программного устройства. На этом заканчивается процесс навивки

пружины с заданным шагом и числом витков; перемещение направляющей каретки 3 прекращается, сигнал с выхода счетчика 11 передается в схему управления устройства, которая осуществляет последующие действия по

съему пружины и возвращению в исходное положение направляющей каретки 3. Навивка следующей пружины начинается с сигнала от схемы управления пружинонавивочным устройством, приводящего в состояние «О счетчик 11, триггер 7 и счетчик 8 импульсов, а также дающего с выдержкой времени команду на вращение оправки.

Заданному количеству импульсов Мимп в счетчике 8 импульсов за один оборот оправки

при периоде ее вращеиия Голр соответствует линейное перемещение направляющей каретки 3 вдоль вращающейся оправки 1 на расстояние, которое принято называть «шагом пр витка пружины. Максимальное число импульсов, задаваемое на счетчике 8, рассчитывается, исходя из паибольщего требуемого для данного устройства шага пружины, и равно отношению величины шага пружины пр к передаточному отнощению механизма щагового привода /j:

Л - пр

импг

Мипимальное число отверстий (прорезей) п на диске вала двигателя привода вращения оправки равно отнощению максимального числа импульсов Жимп к передаточному отнощению механизма привода оправки iz:

.

Изменением предварительно устанавливаемого количества импзльсов в счетчике 8 относительно максимального расчетного числа импульсов на оборот оправки в сторону уменьщения, т. е. набором новой программой переключателей разрядов на счетчике 8 программного устройства 5, обеспечивается задание и регулирование шага пружины.

Формула изобретения

1. Устройство для навивки пружин, содержащее оправку с механизмом ее вращения, датчик числа оборотов оправки, направляющую

каретку, шаговый механизм с шаговым JIBHгателем и программное устройство управления шаговым механизмом, включаюш,ее схему совпадения, отличаюшееся тем, что, с целые получения заданного шага нружины при неременной скорости враш,ения оправки, оно снабжено кинематически связанным с механизмом враш,ения оправки датчиком угловых перемеш,ений, выход которого соединен с программным устройством. 2. Устройство по п. 1, отличающееся

тем, что, с целью его упрощения, нрограммное устройство выполнено в виде триггера, один вход которого соединен с датчиком числа оборотов оправки, а другой - со счетчиком числа импульсов на шаг пружины, при этом один выход триггера соединен с логической схемой совпадения, а другой - с входом счетчика числа витков, соединенного своим выходом со схемой совпадения, и датчик угловых перемещений связан со счетчиком импульсов на шаг пружины через схему совпадения.