Намоточное устройство Советский патент 1983 года по МПК B65H54/00 

(5) НАМОТОЧНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к намоточному оборудованию, конкретнее, к уст ройствам для многослойной намотки привода на катушку. Известно устройство, содержащее электродвигатель катушки, датчик чис ла оборотов катушки, первым выходом соединенный с входом двоично-десятич ного умножителя, первый выход которо го связан с первыми входами электропривода раскладчика и блока программного управления длиной хода расклад чика , первым и вторым выходами подключенного соответственно к второму и третьему входам электропривода рас кладчика . Недостаток известного устройства .заключается в том, что оно не обеспе чивает устранения завалов витков у торца катушки в момент реверса, что снижает качество наматываемых катушек. Цель изобретения - повышение качества намотки путем устранения завалов витков у торцов катушки. Цель достигается тем, что устройство, содержащее электродвигатель катушкиу датчик числа оборотов катушки, первым выходом соединенный с входом двоично-десятичного умножителя, первый выход которого связан с первыми входами электропривода раскладчика и блока программного управления длиной хода раскладчика, первым и вторым выходами подключенного соответственно к второму и третьему входам электропривода раскладчика , согласно изобретению, имеет блоки упреждения реверса и форсировки электропривода раскладчика, при этом первый выход датчика числа оборотов катущки дополнительно связан с первым, а второй выход - с вторыми входами блока упреждения реверса электропривода раскладчика , третьим входом соединенного с вторым выходом двоично-десятичного умножителя, а выходом - с вторым входом блока программного управления длиной хода раскладчика, третий выход которого подключен к первому входу блока форсировки электропривода раскладчика, вторым входом дополнительно связанного с первым выходом двоично-десятичного умножителя, а выходом - с четвертым входом электропривода раскладчика. Блок упреждения реверса электропривода раскладчика состоит из одновибратора, элемента И суммирующего счетчика, буферного регистра и блока управления, при этом первые входы одновибратора и элемента И связаны соответственно с первым и вторым выходами датчика числа оборотов катушки, второй вход одновибратора соединен с вторым выходом двоично-десятичного умножителя, а его выход - с вторым входом элемента И и с входом блока управления, выход элемента И подключен к суммирующему входу суммирующего счетчика, а выходы блока управления связаны соответственно с управляющими входами суммирующего счетчика и буферного регистра , кодовые входы которого соединены с соответствующими кодовыми выходами суммирующего счетчика. Блок программного управления длиной хода раскладчика состоит из вычитающего счетчика блока сравнения, блока управления, счетного триггера и последовательно соединенных блоков задания программы длины хода раскладчика и шифратора, при этом кодовые выходы шифратора связаны с соответствующими кодовыми входами вычитающего счетчика, вычитающий вход которого подключен к первому выходу двоично-десятичного умножителя, управляющий вход - к выходу блока управления, а кодовые выходы вычитающего счетчика соединены с соответствующими первыми кодовыми входами блока сравнения, вторыми кодовыми входами связанного с соответствующими кодовыми выходами буферного регистра, а выход блока сравнения подключен к входу блока управления, к первому входу блока форсировки электропривода раскладчика и к входу счетного триггера, взаимоинверсные выходы которого соединены соответственно с вторым и третьим входами электропривода раскладчика. На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема блока программного управления длиной хода раскладчика; на фиг. 3 - схема блока упреждения реверса раскладчика; на фиг. А .- схема блока форсировки электропривода; на фиг. 5 - диаграмма работы блока упреждения реверса раскладчика. Устройство включает в себя электропривод 1 (см. фиг. 1), служащий для вращения вала 2 с установленной на нем наматываемой катушкой 3 датчик числа оборотов катушки, раскладчик 5 ходовой винт 6, электропривод 7 раскладчика 5. блок 8 форсировки электропривода, двоично-десяТичный умножитель 9 блок 10 программного управления длиной хода раскладчика и блок 11 упреждения реверса. Датчик оборотов содержит раст- , ровый диск 12, установленный на валу 2, осветители 13 и 1, фотодиоды 15 16, блоки 17 и 18 формирования импульсов, пропорциональных числу оборотов вала 2 и углу поворота диска 12 соответственно. Электропривод 7 содержит шаговый электродвигатель 19, усилитель 20 мощности, реверсивный распределитель 21 и регулятор 22 напряжения с датчиком 23 тока. Двоично-десятичный умножитель 9 состоит из блока 2k задания перемещения, на один оборот, управляемого делителя (интерполятора) 25 и буферного усреднителя 2б. Первый выход датчика оборотов соединен с первыми входами блока 11 упреждения реверса раскладчика и интерполятора 23 двоично-десятичного умножителя 9 вторые входы интерполятора 25 связаны с блоком 2k, а выходы - с входом усреднителя 26. Выход последнего связан с первыми входами блока 10 программного управления длиной хода раскладчика и реверсивного распределителя 21 электропривода 7, второй и третий входы которого соединены соответственно со вторым и третьим входами блока 10. Блок 10 программного управления длиной хода раскладчика состоит из блока 27 (см. фиг. 2) задания программы длины хода раскладчика, десятичнодвоичного шифратора 28, вычитающего счетчика 29 с узлом предварительной записи, блока 30 сравнения, блока 31 управления ,и счетного триггера 32. Выходы блока 27 задания программы длины хода раскладчика соединены .с входами шифратора 28, кодовые выходы которого связаны с соответствующими кодовыми входами вычитающего сметчика 29, вычитающий вход которого подключен к первому выходу двоично-деся тичного умножителя 9, а управляющий вход к выходу блока 31 управления. Кодовые выходы вычитающего счетчика 29 соединены с соответствующими первыми кодовыми входами блока 30 сравнения, вторыми кодовыми входами связанного с блоком 11 упреждения ревер са раскладчика, а третьими кодовыми входами - с логическим нулем. Выход блока 30 сравнения подключен к входу блока 31 управления, к первому входу блока 8 форсировки электропривода раскладчика и к входу счетного триггера 32. Взаимоинверсные выходы последнего соединены соответственного вторым и третьим входами электропривода 7. Блок )1 упреждения реверса электропривода раскладчика состоит из одновибратора 33 (см. фиг. З) с програм мируемой длительностью генерируемого импульса, элемента И 3 суммир щего счетчика 35, буферного регистра 36 и блока 37 управления сбросом счетчика и записью числа в регистр. Первый вход одновибратора 33 соединен с первым выходом датчика k числа оборота катушки и с входом двоично-десятичного умножителя 9. второй вход одновибратора 33 соединен с вторым выходом двоично-десятичного умножителя 9 в выход его подключен к второму входу элемента И З и к входу блока 37 управления сбросом счетчика и записью числа в регистр. Первый вход элемента И 3 соединен с вторым выходом датчика k числа оборотов катушки, а его выход подключен к суммирующему входу суммирующего счетчика 35. Выходы блока 37 управления связаны соответственно с управляющими входами суммирующего счетчика 35 и буферного регистра 36, кодовые выходы которого соединены с соответствующими кодовыми выходами суммирующего счетчика 35, а кодовые выходы - с вторыми кодовыми входами блока 30 сравнения. Блок 8 форсировки электропривода выполнен в-виде блока задержки на за.данное число импульсов шаговой частоты и содержит делитель 38 частоты на счетных триггерах (см. фиг. ), RSтриггер 39 управления, два элемента И 0 и k i элемент НЕ it2, элемент С открытым коллектором, оптронную пару светодиод-светодиод k, работающую в режиме трансформатора тока, и потенциометр 5. S-вход триггера 39 управления соединен с третьим выходом блока 10 программного управления длиной хода раскладчика, а его выход с первым входом элемента И lO, второй вход которого соединен с первым выходом двоично-десятичного умножителя. Выход элемента И 0 соединен с входом делителя 38 частоты на счетных триггерах, выходы которых через элемент И 41 соединены с R-входом RS- : |триггера 39 управления, выход которого, в свою очередь, соединен через, элемент НЕ Й2 с R-входами счетных триггеров делителя 38 частоты. Вход элемента 43 с открыть1м коллектором соединен с выходом RS-триггера 39 управления, а в выходную цепь элемента 45 включены последовательно соединенные потенциометр 45 и один из светодиодов, оптически связанный с другим светодиодом, включенным в суммирующую цепь операционного усилителя 46 задатчика напряжения управляемого электропривода 7. Устройство работает следующим образом. На панели блока 24 задания перемещения устанавливают величину перемещения раскладчика на один оборот катушки 3 , а на панели блока 27 задания программы длины хода раскладчика устанавливают длину хода (длину катушки). Раскладчик 5 выводят в исходную точку. Включают устройство.. При вращении вала 2 датчик 4 оборотов генерирует импульсы, которые через формирователи 17 и 18 поступают в блок 11 упреждения реверса раскладчика и двоично-десятичный умножитель 9, в котором в соответствии с набранной программой в блоке 24 задания перемещения .на один оборот управляемый делитель 25 выдаст соответствующее количество импульсов. Эти импульсы, пройдя буферный усреднитель 26, поступят на вход реверсивного распределителя 2.1 электропривода 7, электродвигатель 19 которого связан с ходовым винтом 6 раскладчика 5. Одновременно импульсы шаговой частоты из буферного усреднителя 26 поступят в блок 10 программного управления длиной хода раскладчика и в блок 8 управления форсировкой электродвигателя. В первом блоке эти им79пульсы поступают на вход вычитающего счетчика 29, в который через «ифратор 28 записано число, набранное на панели узла 27 задания длины хода раскладчика. С приходом импульсов шаговой частоты на выходе счетчика 29 происходит уменьшение кода записанного числа. Этот код в блоке 30 сравнения на равенство сравнивается с кодом выдаваемым блоком 11 упреждения рейерса раскладчика. В момент достижения равенства кодов, блок 30 сравнения на равенство вырабатывает импульсный сигнал, поступающий на вход счетного RS-триггера 32, в блок 31 управления записью и на вхо блока 8 управле ния фокусировкой электропривода. Счетный триггер 32, переключаясь в новое состояние, реверсирует распределитель 21 , чем изменяет неправ-ление движения раскладчика S- Блок 31 управления записью по команде блока 30 сравнения на равенство произведет повторную запись кода в вычитающий счетчик 29. Таким образом, цикл повторяется до окончания намотки. Сигнал, -поступающий в блок 8 .управления фосировкой электропривода, перебрасывает RS-триггер 39, который через элемент АЗ включает управляющий светрдиод оптронной пары kk, подключенный через нормирующий потенциометр 5 к шине пиtaния. Нормированный ток, проходящий через управляющии светодиод, индуцирует в управляе мом светодиоде нормированную ЭДС, ко .торая суммируется операционным усили телем А6 задатчика 23 тока с величиной задания тока номинального режима Выходной сигнал операционного усилителя kf) управляет выхрдной величиной регулятора 22 напряжения, который в момент поступления команды реверс увеличивает выходное напряжение и позволяет шаговому двигателю 19 развить повышенный момент. Время включения форсировки опреде ляется шаговой.частотой, импульсы ко торой поступают через элемент И 0 на вход делителя 38 частоты, выполненногр на счетных триггерах. В момент, когда на выходах счетных триггеров делителя 38 частоты присутствуют логические единицы, RS-триггер 39 перебрасывается, отключая форсировку, и через элемент НЕ k2 сбрасывает в нулевое состояние счетные триггеры 38. Этот цикл повторяется при каждом сигнале реверса. 68 Блок 11 упреждения реверса раскладчика работает следующим образом. На одновибратор 33 поступает код шага перемещения с блока 2k задания перемещения на один оборот. Этот код, в зависимости от диаметра наматываемого провода, изменяет длительность импулЬса, генерируемого рдновибратором 33 (см. фиг. SB). В MOMeHt прихода запускающего импульса от датчика оборотов (см. фиг. 5б), одновибратор 33 генерирует импульс, который открывает элемент И З, через который проходят импульсы с формирователя 18 датчика k (см. фиг. 5а). Количество этих импульсов за один оборот подсчитывается и преобразуется в код суммирующим счетчиком 35- По заднему фронту импульса однрвибратора 33 блок 37 управления сбросом счетчика и записью числа в регистр вырабатыва-. ет два импульса. Первый из них (см. фиг. 5д) поступает в управ.ляющий вход буферного регистра. Зб и переписывает в него код выхода суммирующего счетчика 35 а второй импульс (см.фиг.5е) , следующий с задержкой после первого, сбрасывает суммирующий счетчик 35 в нуль. Этот цикл повторяется при каждом обороте катушки. Кодовые выходы буферного регистра 36 подключены к входам второго числа блока 30 сравнения на равенство, на котором происходит вычитание из заданного двоичного числа, равного ходу раскладчика, двоичного числа, пропорционального скорости и диаметру наматываемого провода, что позволяет на больших скоростях намотки скомпенсировать собственный момент инерции провода и механизма раскладчика, что, в свою очередь, устраняет завалы провода у торцов катушки. Экономический .эффект от использования данного устройства определяется высоким качеством намотки провода на катушку. Формула изобретения 1. Намоточное устройство преимущественно для многослойной намотки провода на катушку, содержащее электродвигатель катушки, датчик числа оборотов катушки, первым выходом соединенный с входом двоично-десятичного умножителя, первый выход которого связан с первыми входами электропривода раскладчика и блока программного угфавления длиной хода раскладчнка, первым и вторым выходами подключенного соответственно к второму и третьему входам эл1 ктропривода раскладчика, отличающееся тем что, с целью повышения качества намотки путем устранения завалов .вит ков у торцов катушки, оно имеет упреждения реверса и фррсировки электропривода раскладчика, при этом первый выход датчика числа оборотов катушки дополнительно связан с первым, а второй выход - с вторыми входами блока упреждения реверса электропривода рас1сладчика, третьим входом соединенного с вторым выходст ,двоично-десятичного умножителя, а выходом - с вторым входом блока програ много управления длиной хода расклад чика, третий выход которого подключен к первому входу блока форсировки электропривода раскладчика, втормц входом дополнительно связанного с первым выходом. двоично-десятйчног;о умножителя, а выходом - с четвертым входом электропривода раскладчика. 2. Устройство по п. 1, о т :Л И чающееся уем, что блок упреждения реверса электропривода раскладчика состоит из одновибратора, элемента И, суммирующего счетчика, буферного регистра и блока управл ения, при этом первые входы одновибратора и элемента И связаны соответственно с первым и вторым выходами датчика числа оборотов катушки, второй вход одновибратора соединен с вторым выходом двоично-десятичного умножителя, а его выход - с вторым входом элемента И и с входом блока управления., выход элемента И подключен к суммирующему входу суммирующего счетчика, а выходы блока управления связаны соответственно с управляющими входами суммирующего счетчика и буферного регистра, кодовые входы которого соединены с соответствукицими кодовыми выходами суммирующего счетчика. 3- Устройство поп.1,отлич а ю щ е ее я тем, что блок программного управления длиной .хода раскладчика состоит из вычитающего счетчика, блока сравнения, блока управления, счетного триггера и последовательно соединенных блока задания программы длины хода раскладчика и шифратора, при этом кодовые выходы шифратора связаны с соответствующими кодовыми входами вычитающего счетчика, вычитающий вход которого подключен к ераому выходу двоично-десятичного умножителя, управляющий вход - к выходу блока управления, а кодовые выходы вычитающего счетчика соединены с соответствующими первыми кодовьтй входами блока сравнения, вторыми кодовыми входами связанного с соответствующими кодовыми выходами буферного регистра, а выход блока сравнения подключен к входу блока управления. первому входу блока форсировки электропривода раскладчика входу счетного триггера, взаимоинверсные выходы которого соединены соответственно с вторым-И третьим входами электропривода раскладчика. 14СТОЧНИКИ информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Сокол В.В., Фриндлянд И.Г.Сис тема программного управления наМото ными станками. Электронная технику, серия 7, ТОПО, вып. 2 {105), с. 1921, 1979.

Фиг.1

Фи2.г

фиг.З

«f П

№

4/

ш

W