Устройство управления паровоздушным молотом

реключателем режимов работы и входом 25 блока коррекции энергии удара подключен к переключателю режимов работы,ком связаны с выходами блока опера-тивной памяти, элементов НЕ и задержки, вход которого соединен с выходомгенератора стабильной частоты, авыход - со счетчиком, соединеннымсвоими выходами с входом блока сравЦель изобретения - улучшение качества поковок путем повышения точ ности дозирования энергии удара,Поставленная цель достигается тем, что устройство управления паровоз- душным молотом, содержащее распределительный золотник с приводом, узел 40 управления приводом этого золотника, переключатель режимов работы, датчики положения бабы молота и узел ручного управления, при этом распределительный золотник соединен своими полостями с рабочим, цилиндром молота, атмосферой и источником энергоносителя а через рычаги - с приводом распределительного золотника, вход которого подключен к узлу управления этого 501привода, причем датчики положения бабы молота и переключатель режимов работы соединены с узлом ручного управления, снабжено датчиком обратной связи, усилителем., сумматором, счет чиком с блоком управления счетчика, задатчиком, элементами НЕ и задержки, генераторами тактовых импульсов нения, к другим входам которого подключены выходы блока оперативнойпамяти, входы которого связаны сзадатчиком и генератором тактовыхсигналов. На фиг.1 приведена блок-схема устройства на фиг.2 - функциональная схема блока автоматического управления, на фиг.З - функциональная схема блока коррекции энергии удара.На станине 1 молота расположен гидроцилиндр 2, шток 3 которого через систему рычагов 4 связан с распределительным золотником 5,верхняя и нижняя полость которого связаны с атмосферой, а средняя полость связана с источником энергоносителя, Полости гидроцилиндра 2 соединены с выходом электрогидроусилителя 6, питание которого осуществляется от гидростанции 7, Управляющий электрический сигнал на вход электрогидроусили 1 1131584 2Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкциисистем управления оборудованием дляобработки давлением.Известно устройство управленияпаровоздушным молотом, содержащеераспределительный золотник с приводом, узел управленияприводом этогозолотника, а также переключательрежимов работы, датчики положения 10бабы молота и узел ручного управления, при этом распределительный золотник соединен своими полостями срабочим цилиндром молота, атмосферойи источником энергоносителя, а через 15арычаги с приводом распределительногозолотника, вход которого подключен кузлу управления этого привода, причемдатчики положения бабы молота и переключатель режимов работы подсоединены с узлом ручного управления Я .Недостатком устройства являетсяотсутствие обратной связи позициони- блока коррекции энергии ударов,друрования распределительного золотни- гие входы которого связаны с выходака, а также коррекции энергии по ми блока оперативной памяти, генераскорости бабы, что снижает точность тора стабильной частоты и двумя датдозирования энергии удара, а следова- . чиками положения бабы молота, выход тельно, и качество поковок. Кромеэтого, в известном устройстве отсутствует возможность программирования ЗО причем входы блока управления счетчирежимов работы молота, что снижаетвозможности использования системыуправления.1131теля 6 подается с выхода усилителя 8, на вход которого подается резуль- тирующий сигнал с выхода суммирующего устройства 9. Суммирующее устройство 9 вырабатывает результирующий 5 сигнал, определяемый как сумма сигнала с блока 10 автоматического управления и сигнала с блока 11 коррекции энергии удара молота с вычитанием сигнала с датчика 12 обратной свя зи. Переключатель 13 режимов работы предназначен для коммутации выходов блока 10 автоматического управления и блока 11 коррекции энергии удара молота с положительными входами сумми рующего устройства 9 в автоматическом режиме работы молота или выхода узла 14 ручного управления - в ручном режиме, в котором выход блока 11 коррекции энергии удара отключается от сум мирующего устройства 9. Сигнал с датчика 12 обратной связи поступает на отрицательный вход суммирующего устройства 9 во всех режимах работы молота. Задатчик 15 служит для запи си программы молота в блоке 16 оперативной памяти, который обеспечивает длительное хранение заданной программы и выдачу ее на соответствующие элементы устройства в режиме считыва-ЗО ния. Генератор 17 тактовых сигналов обеспечивает синхронность работы блока 10 автоматического управления и блока 16 оперативной памяти. Блок 18 сравнения вырабатывает управляющий З 5 сигнал при равенстве двоично-десятичных кодов, поступающих с выхода блока 16 оперативной памяти и с выхода счетчика 19. Выходной сигнал блока 18 сравнения поступает на блок 10 авто матического управления и на вход установки в нуль счетчика 19. Счетный вход С счетчика 19 соединен с выходом блока 20 управления счетчиком, .определяющего режим счета единиц вы держек времени или количества ударов бабы 21 молота в зависимости от команды "Выдержка времени" (ВВ), поступающей с блока 16 оперативной памяти, и ее инверсии, поступающей с 5 О выхода элемента НЕ 22. Генератор 23 выдает импульсы стабильной частоты, поступающие в блок 11 коррекции энергии удара молота и. в элемент 24 задержки, позволяющий изменять масштаб 55 единиц выдержек времени. Первый датчик 25 и второй датчик 26 положения бабы молота, установленные на стани 584 4не 1 молота так, что имеют возможность перемещения в зависимости от высоты поковки при неизменном расстоянии между ними, предназначены для косвенного определения энергии удара молота по скорости перемещения бабы. Датчики 25 и 26 контролируют момент прохождения бабой 21 молота определенных положений, а датчик 26 используется также для счета количества ударов молота. Блок 27 эталонных на-,. пряжений осуществляет преобразование кода энергии удара в аналоговый сигнал. Блок 10 автоматического управления состоит из кнопки 28 "Пуск", кнопки 29 "Стоп", элемента И 30, триггера 31 запуска, элемента И 32, ждущего мультивибратора 33, выполненного в виде элемента И-НЕ 2,4, связанного своим выходом через интегрирующую цепочку, состоящую из резистора К 1 и конденсатора С 1, с первым входом другого элемента И-НЕ 4.1, второй вход которого связан с входом первого элемента И-НЕ 2.4. Блок 10 содержит также ключ 34, состоящийиз транзистора.У 2, коллекторного сопротивления КЗ и подключенных к базетранзистора У 2 диода У 1 и резистора К 2. Блок 20 управления счетчикомсодержит первый 35 и второй 36 элементы И, а также элемент ИЛИ 37. Блок11 коррекции энергии удара содержит элемент. ИЛИ 38, триггер 39, управляемый сигналами датчиков 25 и 26, элемент И 40, элемент 41 задержки, счетчик 42, подсчитывающий импульсы генератора 23 за время между срабатыванием датчиков 25 и 26, блок 43 сравнения, регистр 44, дифференцирующую цепочку 45 и цифроаналоговый преобразователь 46, формирующий управляющий сигнал, равный разности заданной ифактической энергии удара..Дифференцирующая цепочка 45 состоит из элемента И-НЕ Д 7, резистора К 1 и конденсатора С , цифроаналоговый преобразователь 6 включает в себя преобразователь код-аналог Д 8 и дифференциальный усилитель Д 10. В схемах Фиг,1,2, и 3 приняты спедующие сокращенные обозначения: команда КП" - конец программы; команда ВВ- выдержка времени ф С - счетный вход счетчика, Р - вход установк. в нуль счетчика.Устройство управления обеспечивает следующие режимы работы: "Ручной""Задание программы", "Цикл", "Автомат".При подаче энергоносителя в среднюю полость золотника 5 баба 21 мо-, лота занимает исходное верхнее положение, Шток 3 гидроцилиндра 2 в этом случае также находится вверху, Режим работы молота определяется положением переключателя 13 режимов работы. Режимы запись или считывание программы блока 16 оперативной памяти определяется положением переключателей (не указаны) задатчика 15.В режиме "Ручной" задающий сигнал поступает с узла 14 ручного управле 5 ния, выполненного, например, в виде рукоятки или педали, через переключатель 13 режимов работы на вход суммирующего устройства 9. Величина энергии удара паровоздушного молота зависит от величины перемещения золотника 5, которое определяется сигналом с узда 14 ручного управления, поступающим на вход суммирующего устройства 9, на отрицательный вход которого подается сигнал с датчика 12 обратной связи, установленного на штоке 3 гидроцилиндра 2. Сформированное на выходе суммирующего устройства 9 напряжение, пропорциональное 3 О разности задающего сигнала и сигнала обратной связи, усиливается усилителем 8 и управляет электрогидроусилителем 6. При этом шток 3 гидроцилиндра 2, а следовательно, и золотник 5 35 перемещается до тех пор, пока сиГнал обратной связи станет равным задающему сигналу. Произойдет удар с заданной энергией. Система возвращается в исходное состояние, если задающий 40 сигнал на выходе узла 14 ручного управления станет равным исходному.В режиме "Задание программы" блок 16 оперативной памяти переводится в режим записи программы, баба 21 молота находится при этом в исходном верхнем положении. Оператор по технологической карте изготовления детали с эадатчика 15 заносит программу в блок 16 оперативной памяти в виде 50 команд с их численными значениями. При программировании используются следующие команды: "СО" - совместная отработка, Е 1, Е 2,Ея - фиксированная величина энергии удара; ВВ - вы держка времени, КП - конец программы. Программа заносится в блок 16 оперативной памяти в виде кадров отработки, состоящих из команд с их численными значениями.Режим "Цикл" отличается тем, что молот отрабатывает программу один раз по команде "Пуск". Останов осуществляется по команде "КП" с блока 16 оперативной памяти.Режим "Автомат" характерен тем, Эчто молот. многократно отрабатывает записанную в блоке 16 оперативной памяти программу. Чтобы остановить отработку программы по команде "КП" необходимо перевести устройство управления в реяям работы "Цикл". Срочный останов во всех режимах осуществляется при нажатии кнопки 29 "Стоп", при этом триггер 31 запуска запрещает прохождение импульсов тактового генератора 17 через элемент И 32, одновременно вторая цепь (не показана) кнопки 29 "Стоп" запрещает считывание программы с блока 16 оперативной памяти. В этом случае продолжить работу молота, начиная с прерванной команды,11можно, нажав кнопкуПуск".Работа устройства управления.паровоздушным молотом рассматривается в режиме "Цикл" (как наиболее сложном и характерном).В режиме "Цикл" блок 16 оперативной памяти находится в режиме считывания программы, Команда энергии удара в двоичном коде поступает из блока 16 оперативной памяти в блок 27 эталонных напряжений, в котором осуществляется преобразование кода энергии удара в аналоговый сигнал, поступающий на ключ 34 блока 10 автоматического управления. Отработка прог- раммы начинается при нажатии на кноппу 28 "Пуск", при отсутствии команды ВВ и неравенстве кодов на входах блока 18 сравнения, при этом на входах элемента И 32 присутствуют сигналы, разрешающие прохождение импульсов тактового генератора 17, запускающих ждущий мультивибратор 33. Ждущий мультивибратор 33 выдает импульс напряжения определенной длительности, открывающий ключ 34, через который управляющий сигнал с выхода блока 27 эталонных напряжений подается через переключатель 13 режима работы на положительный вход суммирующего устройства 9, на отрицатель.ный вход которого поступает сигнал с датчика 12 обратной связи. На выходе суммирующего устройства 9 вырабатывается результирующее напряжение, которое через усилитель 8 поступает наэлектрогидроусилитель 6, Электрогидроусилитель 6 увеличивает подачу жидкости в верхнюю и уменьшает в нижнюю полость гидроцилиндра 2, шток 3которого при этом, перемещаясь вниз,через систему рычагов 4 открывает золотник 5 управления молота, Перемещение штока 3 6 существляется до тех 10пор, пока напряжение с выхода датчика 12 обратной связи сравняется с задающим напряжением блока 27 эталонныхнапряжений. Таким образом, энергияудара, зависящая от величины перемещения золотника 5, определяется напряжением на выходе блока 27 эталонных напряжений, которое соответствует заданной программной энергии удара. При движении бабы 21 молота на 20удар срабатывает датчик 25, управляющий работой блока 11 коррекции энергии удара. Сигнал с датчика 25 устанавливает в единичное положение триггер 39, который разрешает прохождение .5импульсов генератора 23 через элементы И 40 на счетный вход счетчика 42.При срабатывании второго датчика 26прохождение импульсов прекращается,а двоичный ход разности заданной 30энергии удара, поступающего на входблока 43 сравнения с выхода блока 16оперативной памяти и фактической,определяемой как количество импульсов, поступивших на вход счетчика 42 Ьза время между срабатыванием датчиков25 и 26,записывается в регистр 44.Послетого как результирующий код запомнитсяв регистре 44, элемент 41 .задержкивьдает сигнал, обнуляющий триггер 39 40и счетчик 42. Задержка времени,элемента задержки 41 выбирается такой,что баба 21 молота успевает занятьисходное верхнее положение. Корректирующий сигнал с блока 11 коррекции 45энергии удара вводится в суммирующее устройство 9 при.произведенииследующего удара, при этом управляющий сигнал с выхода ждущего мультивибратора 33 через дифференцирующую 50цепочку 45 переводит регистр 44 в режим считыванияКод разницы. заданнойи фактической эиергии удара с выходарегистра 44 поступает на цифроаналоговый преобразователь 46, с выхода 55которого аналоговый корректирующийсигнал поступает через переключатель13, отключающий блок 11 коррекции энергии удара в ручном режиме, на положительный вход суммирующего устройства 9. Сигнал с второго датчика 26 поступает также на блок 20 управления счетчиком, который работает или в режиме счета единиц вьдержек времени, или в режиме счета количества ударов, который определяется командой "ВВ". Если команда "ВВ" отсутствует, то открыт элемент И 35 и на счетный вход счетчика 19 поступают импульсы с датчика 26, которые определяют количество ударов бабы 21 молота. Фактическое количество ударов с выхода счетчика 19 поступает на вход блока 18 сравнения, на другой вход которого поступает код заданного количества ударов с блока 16 оперативной памяти. При равенстве кодов заданного и фактического количества ударов на выходе блока 18 сравнения появляется нулевой логический сигнал, запрещающий прохождение импульсов тактового генератора 17 через элемент И 32В следующий такт блок 16 оперативной памяти пере. водится в режим считывания очередной команды, если это команда ВВ, то блок 20 управления счетчиком переводится в резям счета единиц вьдержек времени, при этом открывается элемент И 36 и импульсы с генератора 23 через блок 24 вьдержек времени, имеющего. воэможность с помощью многопозиционного десятичного переключателя . (не показан) изменять масштаб единицы выдержек времени, поступают на счетный вход счетчика 19. При равенстве заданной и фактической вьдержек времени сигнал с выхода блока 18 блока сравнения обнуляет счетчик 19. При поступлении с блока 16 оперативной памяти следующей команды работа устройства происходит аналогично описанному, Команда КП перебрасывает триггер 31 запуска в нулевое положение и работа устройства блокируется, Возобновление работы возможно только при повторном нажатии на кнопку 28 "Пуск". Аналогично работает устройство и в режиме "Автомат", но не отключается после выполнения очередного цикла ковки.На фиг.2 показана функциональная схема блока 10 автоматического управления, которая работает следующим образом. При нажатии на кнопку 28 11 ИПуск триггер 31 запуска переводит 9 1131 ся во включенное состояние, в котором на прямом выходе появляется логическая единица, поступающая на второй вход элемента И 32, если при этом на третий вход элемента И 32 с элемен та НЕ 22 поступает логическая едини- . ца, означающая отсутствие команды "Выдержка времени", и на четвертый вход элемента И 32 со счетчика 18 также поступает единичный логический сигнал, означающий, что не произведено заданное количество ударов, то через элемент И 32 проходят импульсы с тактового генератора 17. Импульсы с выхода элемента Ц 32 поступают на вход ждущего мультивибратора 33. Ра-.ботает ждущий мультивибратор 33 по сигналу с выхода элемента И 32, который поступает одновременно на вход элемента И"НЕ Д 2,4 и на второй вход элемента И-НЕ Д 4.1, при этом на выходе элементов И-НЕ Д 2.4 и Д 4.1 появляются логические нули, если при этом на входе ждущего мультивибратора 33 будет оставаться единичный сигнал, на выходе элемента И-НЕ Д 4.1 появится логическая единица через время разряда конденсатора С 1, которое определяется постоянной времени 6=9 .С 1. Таким образом, ждущий мультивибратор 33 выдает импульс опредеЗО ленной длительности, необходимой дляпроизведений удара молота, С выхода ждущего мультивибратора 33 сигнал поступает на вход ключа 34, работающего следующим образом. На базу З 5транзистора 2 через диод У 1 со ждущего мультивибратора 33 поступает единичный положительный сигнал, от. крывающий транзистор У 2,. при этом потенциал его коллектора, являющийся 40 выходным для блока 10 автоматического. управления, практически равен нулю. В момент произведения удара, как уже отмечалось выше, на входе ключа 34 появляется логический нуль, не влияющий на работу транзистора У 2, который в этот момент выполняет роль усилителя постоянного тока, усиливая сигнал, поступающий с блока 27 эталонных напряжений через резистор 1 2 на базу транзистора У 2, а усиленный сигнал с коллектора транзистора У 2 поступает на выход блока 10 автоматического управления. Резистор.1 3 является коллекторной нагрузкой транзис- Ы тора У 2 и определяет коэффициентусиления каскада. Останов происходит Ори нажатии на кнопку 29 "Стоп" или 584 Опо .команде "КП", которые переводят триггер 31 запуска в выключенное состояние, Блок 11 коррекции энергии ударов (фиг.3) работает следующим образом,Сигнал с первого путевого выключателя 25 устанавливает в единичное положение триггер 39, который разрешает прохождение импульсов генератора 23 через элемент И 40 на счетный вход счетчика 42, Данный вариант схемы блока 11 коррекции энергии ударасоответствует четырехразрядному двоичному коду задания энергии удара. Свыхода счетчика 42 код фактическойэнергии удара поступает на блок 43 сравнения, на другой вход которогопоступает код заданной энергии ударас блока 16 оперативной памяти. В блоке 43 сравнения происходит поразрядное сравнение обоих кодов, код разницы последних поступает на входы регистра 44, При срабатывании второго конечного выключателя 26 сигнал с выхода элемента ИЛИ 38 переключит триггер 39 в нулевое состояние и элемент И 40 закрывается, при этом сйгнал на выходе блока 43 сравнения будет определять ошибку отработки энергии удара, Запись информации в регистр 44, сброс триггера 39 и счетчика 42 происходит по сигналу с ин-. версного выхода триггера 39, который хранится с помощью элемента 41 задержки, спределяемой временем разряда емкости С 1 (задержка сигнала необ ходима для того, чтобы баба молота заняла исходное верхнее положение) Сигнал коррекции вводится в момент следующего удара, когда нулевой импульс с блока 10 автоматического управления поступает на дифференцирующую цепочку 45, кратковременный импульс с которой открывает буферные клапаны Д 9 регистра 44 и пропускают код разности энергий удара на цифроаналоговый преобразователь 46, с выхода которого аналоговый результирующий сигнал поступает на вход переключателя 13 режимов работы. В представленной на фиг.3 схеме блок 43 сравнения представлен схематично,реально он может быть выполнен в виде реверсивного сумматора, один разряд которого несет информацию о по" лярности результирующего кода и управляет полярностью опорного напряжения цифроаналогового преобразователя 46.Эффективность использования устройства управления паровоздушным молотом достигается за счет повьппения точности дозирования энергии удара, а, следовательно, и качества. поковок, а также расширения воэможностей использования оборудования при одновременнем повьппении ста. бильности технологического процес са.1131584 ставитель В.Стоколохред О. Ващивина дактор Л.А рректор Н, Король ме ка Поднисно ППН "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 87/5 . Тираж 640 ВНИИНИ Государственногпо делам изобретений ЗО 35Москва, Ж, Ра оиитета СССРоткрмгийкая наб., д.4 О