Защитное устройство рабочей зоны пресса

(7 1) Экспериментальныйисследовательский инстипрессового машиностроен(54)(57) ЗАЩИТНОЕ УСТРОЙЧЕЙ ЗОНЫ ПРЕССА, содержащий генератор импульсов но ут кузнечя ство СССР 14, 1982СТВО РАБО- щее задаю- акустические излучатели емники,к отражестно с угло положеннь м и образующие соедними замкнутуюзащитную зону с клосного усиления ехсекцио алом шир я каждой ую о АРстВенный номитет сссР ЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ зоны, выполненным в виде многовходовой схемы И, широкополосного усилителя и триггера, являющегосявыходом канала усиления, а такжесоединенные последовательно транзисторный ключ и исполнительноереле, связанное с системой управления прессом, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения надежности путем повышения помехозащищенности, оно снабжено распределителем импульсов каналов усилениядвумя элементами ИЛИ, соединеннымипоследовательно дополнительнымитриггером и элементом И, а такжесоединенными последовательно блокомнулевой защиты и элементом НЕ, приэтом каждый из трех указанных каналов широкополосного усиленияполнен в виде четырех ждущихтивибраторов, трех элементов ЯО 1216548 двух счетчиков, двух интеграторов,возбудителя радиоимпульсов, детектора, компаратора и дифференциатора, причем вход первого ждущегомультивибратора соединен с выходомзадающего генератора импульсов, авыход соединен с входом распределителя импульсов, возбудителя радиоимпульсов, вход которого соединен с выходом распределителя импульсов каналов усиления, входизлучателя соединен с выходом возбудителя радиоимпульсов, на верхнемотражателе расположены в однойплоскости излучатель и приемник,а нижний отражатель закреплен настоле пресса, вход широкополосногоусилителя соединен с выходом приемника, вход детектора соединен с выходом широкополосного усилителя,вход усилителя видеоимпульсов соединен с выходом детектора, второйждущий мультивибратор своим входомсоединен с выходом усилителя видеоимпульсов, а входы многовходовойсхемы И соединены с выходами второго и четвертого ждущего мультивибраторов и второго и третьего элементов НЕ, вход первого счетчикасоединен с выходом многовходовойсхемы И, а вход второго счетчикасоединен с выходом первого ждущегомультивибратора и с входом "Сброс"первого счетчика, вход первого интегратора соединен с выходом многовходовой схемы И и с входом "Сброс"второго счетчика, вход триггерасоединен с выходом первого интегратора, вход которого связан с выходом многовходовой схемы И, вход1216548 третьего ждущего мультивибраторасоединен с выходом задающего генератора импульсов и с входом первогождущего мультивибратора, вход дифференциатора соединен с выходомтретьего ждущего мультивибратора,вход четвертого ждущего мультивибратора соединен с выходом дифференциатора, а выход соединен с вторымвходом многовходовой схемы И, входвторого элемента НЕ - с выходомтретьего ждущего мультивибратора,а выход соединен с третьим входоммноговходовой схемы И, вход второгоинтегратора соединен с выходом второго 1 кдущего мультивибратора и спервым входом многовходовой схемы И,а вход "Сброс" соединен с выходом Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкции защитных устройств оборудования для обработки давлением.Целью изобретения является повышение надежности работы защитного устройства путем улучшения помехозащищенности схемы устройства.На чертеже приведена блок-схема защитного устройства.Устройство содержит задающий генератор 1 импульсов, распределитель 2 импульсов трех каналов усиления, первый ждущий мультивибратор 3, вход которого соединен с выходом задающего генератора 1 импульсов, а выход соединен со входом распределителя 2 импульсов, возбудитель 4 радиоимпульсов вход которого соединен с выходом распределителя 2 импульсов, излучатель 5, вход которого соединен с выходом возбудителя 4 радиоимпульсов, приемник 6, верхний отражатель 7 с расположенными на нем в одной плоскости излучателем 5 и приемником 6, нижний отражатель 8, закрепленный на столе пресса (не показан), широкополосный усилитель 9, вход которого соединен с выходом приемника 6, детектор 10, вход которого задающего генератора импульсов, вход компаратора соединен с выходом второго интегратора, выход которого связан с входом третьего элемента НЕ, выход которого соединен с четвертым входом многовходового элемента И, выход триггера соединен с одним из входов дополнительной многовходовой схемы И, выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которой соединен с входом "Запрет транзисторного ключа, а второй вход - с выходом первого элемента НЕ второй вход транзисторного ключа соединен с выходом дополнительного триггера, вход которого соединен , с выходом дополнительной схемы И. соединен с выходом широкополосного усилителя 9, а выход связан сусилителем 11 видеоимпульсов, входкоторого соединен с выходом детек тора 10, второй ждущий мультивибратор 12, вход которого соединен свыходом усилителя 11 видеоимпульсов, многовходовую схему И 13,первый вход которой соединен с выхо О дом второго ждущего мультивибратора 12 и два счетчика 14 и 15 (несинхронизированные двоичные счетчики с емкостью Р). Вход счетчика 14 соединен с выходом схемы 13,а вход счетчика 15 связан с выходом первого счетчика ждущего мультивибратора 3 и с входом "Сброс"первого счетчика 14.Схема также содержит первый ин тегратор 16, вход которого соединенс выходом многовходовой схемы И 13 ис входом "Сброс" второго счетчика15, триггер 17, вход которого соединен с выходом первого интегратора 16, третий ждущий мультивибратор 18, вход которого соединен свыходом задающего генератора 1 импульсов и с входом первого ждущегомультивибратора 3, дифференциатор ЗО 19, вход которого соединен с выходом третьего ждущего мультивибрато 121654850 55 ра 18, четвертый ждущий мультивибратор 20, вход которого соединен свыходом дифференциатора 19, а выходсоединен с вторым входом многовходовой схемы И 13, второй элемент НЕ21, вход которого соединен с выходом третьего ждущего мультивибратора 18, а выход соединен с третьим входом многовходовой схемы И 13,второй интегратор 22, вход которого соединен с выходом второго ждущего мультивибратора 12 и с первымвходом многовходовой схемы И 13.а вход "Сброс" соединен с выходомзадающего генератора 1 импульсов,компаратор 23, вход которого соединен с выходом второго интегратора22, третий элемент НЕ 24, входкоторого соединен с выходом компаратора 23, а выход соединен счетвертым входом многовходовой схемы И 13, Выход триггера 17, т.е,канала усиления, соединен с однимиз входов дополнительной многовходовой схемы И 25, другие входыкоторой связаны с выходами другихканалов усиления. Выходы первого ивторого счетчиков 15 и 14 соединеныс входами первой схемы ИЛИ 26, выход которой соединен с первым входом второго элемента ИЛИ 27, выходкоторой соединен с входом "Запрет"транзисторного ключа 28, а второйвход соединен с выходом первого элемента НЕ 29, вход которой соединенс выходом блока 30 нулевой защиты,выход транзисторного ключа 28 связан с исполнительным реле 31, авторой вход соединен с выходом дополнительного триггера 32, входкоторого соединен с выходом дополнительной многовходовой схемы И 25. Устройство работает следующимобразом. Задающий генератор 1 (блокинггенератор) вырабатывает импульсы напряжения (длительностью 3 мкс, с частотой следования 35 Гц), которые через первый ждущий мультивибратор 3 и распределитель 2 импульсов запускают возбудитель 4 радио- импульсов. Возбудитель 4 радиоимпульсов выполнен по схеме автогенератора с трансформаторной обратной связью и работает в жестком режиме возбуждения с прерывистой генерацией. Частота заполнения импульсов 5 10 5 20 25 30 35 40 45 возбудителя 4 соответствует резонансной частоте излучателя 5.Радиоимпульсы возбудителя 4 (длительностью 20 мкс) поступают на акустический излучатель 5 (пьезовибратор) и возбуждают его. Излучатель 5 посылает ультразвуковые импульсы в направлении приемника 6. Многократно отраженные от нижнего 8 и верхнего 7 отражателей ультразвуковые импульсы образуют защитную зону и воспринимаются приемником 6. Приемник 6 принимает отраженные сигналы, которые поступают на широкополосный усилитель 9, продетектированные детектором 10 и усиленные усилителем 11 видеоимпульсы, сформированные вторым ждущим мультивибратором 12, поступают на первый вход многовходовой схемы И 13.Напряжение на второй вход многовходовой схемы И 13 поступает с выхода четвертого ждущего мультивибратора 20, формирующего импульсы с регулируемой длительностью по времени, равной ширине видеоимпульса (или несколько больше), поступающего от задающего генератора 1 через третий ждущий мультивибратор 18 с регулируемой длительностью импульс;. (для закрытия канала усиления до прихода видеоимпульса от задающего генератора 1 импульсов) и дифференциатор 19. Напряжение на третий вход многовходовой схемы И 13 поступает от третьего ждущего мультивибратора 18 через второй эле" мент НЕ 21.На выходе многовходовой схемы И 13 видеоимпульсы появляются только при наличии напряжений на всех четырех его входах,С выхода многовходовой схемы И 13 видеоимпульсы поступают на первый вход первого счетчика 14 и одновременно на вход "Сброс" второго счетчика 15, а также на вход первого интегратора 16.1 При определенной величине напряжения на входе первого интегратора 16 (через 5-6 видеоимпульсов) опрокидывается триггер 17 (Шмитта), который подготавливает дополнительную многовходовую схему И 25 к включению. Если напряжение подается на все три входа дополнительной многовходовой схемы И 25 (количество входов дополнительной многовходовойсхемы И 25 определяется количествомзащищаемых зон пресса и каналов усиления, в данном случае - три), товидеоимпульсы переключают дополнительный триггер 32, он опрокидываетсяи подготавливает к открытию транзисторный ключ 28. При этом, если навход "Запрет" транзисторного ключа 28 не подается запрещающий сигнал свыхода первого элемента ИЛИ 26 илиблока 30 нулевой защиты, то исполнительное реле 31 включается и своими контактами подает команду в схему управления на разрешение включения пресса.Если ультразвуковые акустические лучи защитной зоны не перекрыты рукой оператора или посторонним предметом, то первый импульс, поступающий от задающего генератора 1 через первый ждущий мультивибратор 3 на вход второго счетчика 15, запоминается. Этот же импульс, пройдя через излучатель 5, защитную зону, образованную отражателями 7 и 8, приемник 6, широкополосный усилитель 9, детектор 10, усилитель 1 видеоимпульсов, второй ждущий мультивибратор 12 и многовходовую схему И 13, подается на вход первого счетчика 14, запоминается и одновременно подается на вход "Сброс" второго счетчика 15, сбрасывая его в исходное состояние, при котором на выходах триггеров обеих счетчиков 14 и 15 записаны нули. Второй импульс напряжения от задающего генератора 1 производит аналогичное действие (счетчик 14 устанавливается в исходное состояние, а счетчик 15запоминает единицу). При этом навыходах счетчиков 14 и 15 напряжения нет напряжение на их выходахпоявляется только после подачи навход любого из них двух импульсовподряд) и через первый и второйэлемент ИЛИ 26 и 27 соответственно на вход "Запрет" транзисторного ключа 28 не подается сигнал запрета, транзисторный ключ 28 открывается и включает исполнительное реле 31, которое дает разрешение на включение пресса. Если часть ультразвуковых акустических лучей защитной эоны перекрыта рукой оператора или постороннимпредметом, то от первого импульсанапряжения задающего генератора 1 5 10 5 20 25 30 35 40 45 50 не происходит сброс второго счетчика 15 в исходное состояние (счетчик 5 предварительно уже запомнилодин импульс напряжения) и второйимпульс, подаваемый на вход второгосчетчика 15, запоминается и на еговыходе появляется импульс напряжения, который через первый и второйэлементы ИЛИ 26 и 27 соответственнозакрывает транзисторный ключ 28,а исполнительное реле 31 обесточивается и отключает пресс. При выведении руки оператора или постороннегопредмета из защитной зоны схемазащитного устройства приходит в исходное состояние и в электросхемупресса подается разрешающий сигналтолько после повторного нажатияэлектрической педали пресса и включения блока 30 нулевой защиты, который через первьй элемент НЕ 29 ивторой элемент ИЛИ 27 снимает напряжение с входа "Запрет" транзисторного ключа 28.Введение схемы нулевой защитыпозволяет обеспечить выполнениетребования стандарта СЭВ,При нарушении защитной зоны ипоследующем ее восстановлении блокнулевой защиты обеспечивает пускзащитного устройства только посленового включения пускового элемента, например кнопок или электрической педали пресса).Третий ждущий мультивибратор 18,дифФеренциатор 19, четвертый ждущий мультивибратор 20 и второйэлемент НЕ 21 служат для повышенияпомехозащищенности устройства, Приналичии импульсных помех на входеприемника 6 от посторонних источников излучения помехи в виде импульсов напряжения не проходят черезмноговходовую схему И до тех пор,пока на ее третий вход не будет подано напряжение с выхода второгоэлемента НЕ 21. Напряжение на выходе .второго элемента НЕ 21 появитсятолько в момент поступления видеэимпульса от задающего генератора 1на первый вход многовхоцовой схемы И 13,Вероятность появления импульсной помехи на первом входе многовходовой схемы И 13 с заданной частотой 35 Гц) в точно заданное время, равное времени прохождения импульса от задающего генератора 1 черезизлучатель 5, защитную зону, приемник 6, практически нереальна. Приналичии непрерывных импульсных помех на входе приемника 6 они поступают одновременно с выхода второгождущего мультивибратора 12 навход второго интегратора 22 и черезкомпаратор 23 и третий элемент НЕ24 на четвертый вход многовходовойсхемы И 13. Напряжение на выходе третьегоэлемента НЕ 24 и, следовательно, начетвертом входе многовходовой схемы И 13 пропадает и многовходоваясхема И 13 перестает пропускать видеоимпульсы от задающего генератора 1. Как только на вход "Сброс"второго счетчика 15 перестанутпоступать импульсы, на его выходе(после второго импульса от задающе- .го генератора 1) появляется напряжение, поступающее на второй входпервого элемента ИЛИ 26. С выходапервого элемента ИЛИ 26 напряжениечерез второй элемент ИЛИ 27 поступает на вход "Запрет" транзисторного ключа 28. Ключ 28 закрывается,отключается реле 31 и в электросхему пресса подается сигнал, запрещающий ход пресса,Устройство выполнено на три секции защитной зоны, обеспечивающиезащиту рабочей эоны пресса с трехсторон (при необходимости увеличить чиспо секций до требуемого количества).Второй интегратор 22 сбрасывается на ноль после каждого импульса задающего генератора 1, поступающего на его вход "Сброс".Каналы усиления второй и третьейзащитных зон пресса имеют анало 10 гичное схемное исполнение и работают аналогично первому каналуусиления (приведенному на чертеже).Устройство свободно от влияниясветовых, электромагнитных и аку 15 стических помех.Сдвиг во времени ультразвуковыхимпульсов, посылаемых излучателем,их прием в строго определенное, заданное для каждого канала усиления20 время, а также возможность включения устройства только в моментпоступления излучаемого ультразвукового имгульса на вход приемникасущественно повышает надежность25 защиты.Устройство может быть использовано для защиты рабочей эоны прессов, гильотинных ножниц, литьевыхмашин и другого технологического. обоЗО рудования, имеющего большую рабочуюзону,Эффективность использования устройства обусловлена повышением надежности его работы, а следовательно, и безопасности обслуживанияоборудования.1216548 1 4ф Ь коню Стоколов оставитель ехред ЗПа Заказ 984/46 сн СР П "Патент", г. Ужгород, ул. Проект едактор А. Воровин Тираж 652ВНИИПИ Государственногпо делам изобретений13035, Москва, Ж, Ра орректор М. Самборская Подпикомитетаи открытийская наб.