衝床人手安全保護裝置的製作方法

2023-04-30 16:37:01

專利名稱：衝床人手安全保護裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型衝床人手安全保護裝置，涉及到五金製造業使用衝床與操作者的人手安全保護，適用於J-23型的舊衝床改造和新衝床的加裝。屬機電一體化的自動控制系統技術領域。
背景技術：
工廠使用衝床生產五金製品，工傷事故日日發生。儘管人們已經作了不 懈的努力要解決安全生產，但都未能實現安全可靠的願望。目前國內某些帶 有保安功能的產品依然存在著瑕痴，或者未能適應實際生產的需要，或者由 於誤動作直接影響生產效率，某些衝床雖然採用對射型的紅外線監控而驅動 氣剎技術防誤踩，但所保護的不夠全面，因此不少工廠經常會拆除不可靠的 安全保護設施。與此同時，各種工具機都配以自動控制系統使用，唯獨是衝床， 至今尚未有較為完善的自動控制系統，尤其是生產安全保護系統。 實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種衝床人手安全保護裝置。是一種採用人 體熱釋電紅外線監控器實行對人體或物體鑑別區分後再提供反射式紅外線監 控器的動作電源，由反射式紅外線監控器觸發自動控制系統動作，本實用新 型整體結構由一個組合式的電子監控機構；衝床電機能耗制動緊急剎車機構; 衝床曲軸左邊的電磁抱閘和右邊的升降式電磁頂撞離合輔助剎車機構；腳踏 機械防誤踩保險機構；定位通斷控制器；檢測機構；安裝支架等組成一個自 動控制系統，它採取如下技術方案當衝床即將衝壓，人手在監控危險區， 組合式電子監控機構啟動牽引電磁鐵動作傳動導柱的位移，扣住傳動杆不能 越位，使衝床離合器不能開啟；當衝床已實施衝壓，人手誤闖監控危險區， 自動控制系統，實施緊急制動，同時由衝床曲軸左邊的電磁抱閘和右邊的升 降式電磁頂撞裝置實施輔助剎車。是一種不影響生產效率並可根據衝床動作 過程和操作者人手危險程度實行自動控制的安全保護新裝置。它是機電一體 化的智能產品，能有效地避免工傷事故的發生，造福社會，國內外尚未有先 例，其可靠性和實用性很高，而工廠使用需求量大，對社會效益和經濟效益 都起到積極作用。

圖1是本實用新型整體結構安裝位置示意圖。圖2是本實用新型電氣自動控制系統電路原理圖。圖3是本實用新型組合式電子監控電路原理圖。圖4是本實用新型腳踏防誤踩保險裝置示意圖。圖5是本實用新型升降式電磁頂撞離合保險裝置示意圖。圖6是本實用新型定位通斷控制器的平面結構示意圖。
參照圖l，是本實用新型整體結構安裝位置示意圖，其特徵在於l是用 螺絲固定在衝床鑄鐵平面的電子電氣自動控制箱，內裝有經編碼導線連接的 電子電氣自動控制電路，其操作按鈕開關裝在箱體側邊，對於衝壓噸位較大 的衝床機型，該操作按鈕開關可另行裝在一個金屬箱體內，安裝在衝床衝壓 平臺正前方固定，便於操作，而控制線則由控制箱體底部出線孔連接各控制 電磁部件和電機，2是由各種不同規格的不鏽鋼方管和角鐵焊接組成可移動 高低或調節左右的安裝支架，3是A型熱釋電紅外線監控器，4是B型反射 式紅外線監控器，5是半圓環型鑄鐵壓條"E"，用螺絲定位在原衝床剎車皮 帶座的半圓周邊，6是定位開關SQ， 7是拍合式通電型電磁抱閘YB，用螺絲 安裝定位在角鐵焊接的支架上，支架用螺絲固定在衝床左邊的平面鑄鐵上，8 是連接衝床左邊曲軸裸露部位加裝的閘輪，閘輪內圓徑同曲軸外圓徑相一致， 用三顆螺絲固定相連安裝在曲軸的左邊，9是由牽引電磁鐵YA2組成的升降 式電磁頂撞離合保險機構，安裝在曲軸右邊離合器轉動的上前方，也就是曲 軸轉動半周將近一半的上方位置，10是由牽引電磁鐵YA,連接的傳動導柱以 及衝床傳動杆用線材金屬連接器安裝槽型鐵的定位板和平面頂板、擋板而構 成的防誤踩保險機構，ll是衝床離合器的傳動杆，12是衝床的腳踏開關板， 13是綠色安全顯示燈HL， 14是衝床離合器的頂板和撞塊。參照圖2，是本實用新型電氣自動控制系統電路原理圖，其特徵在於自 動控制系統線路連接如下(1)是三相四線制電源，由L山2L3和漏電保護開 關QS以及熔斷器F"、 FU2、 FU3組成380V電源和保護電路，供主控電路使 用，由Li和N組成220V電源，供控制電路使用，(2) 是拍合式通電型的電磁抱閘YB控制電路，由交流接觸器KM3主觸 頭供380V交流電給電磁抱閘YB線圈吸合，產生電磁吸力，電磁抱閘YB安，$麴車由6ti ，(3) 是電機M的主控電路，由交流接觸器KM,主觸頭供380V交流電使 電機正轉，由熱繼電器FR對電機實行超載保護，(4) 是一個能耗制動的控制電路，由交流接觸器KM2主觸頭控制一個 380V橋式整流器VC，整流後變為直流電，通過限流電阻RP輸入電機M的 定子繞組的V相和W相，(5) 是電機動作的手動控制和自動開啟控制電路，控制電源經SAi鎖扣 式開關，由l-3雙連式按鈕動斷開關SBi連接點，經3-5SB2動合開關和交流 接觸器KM,自保持動合觸頭連接點，經5-7交流接觸器KM3動斷觸頭連接點， 經7-9交流接觸器KM2互鎖動斷觸頭連接點，經9-11交流接觸器KMi線圈 連接點，經11-0熱繼電器FR動斷觸頭連接點，控制電源經3-13中間繼電器 KA2動合觸頭連接點，經13-5中間繼電器KAi的動斷觸頭連接點，控制電源 經1-5動合開關SB4連接點，控制電源經3-15時間繼電器KT動合觸頭和中 間繼電器KA2自保持動合觸頭連接點，經15-17交流接觸器KM!互鎖動斷觸 頭連接點，經17-0中間繼電器KA2線圈連接點，(6) 是以時間為原則的能耗制動控制電路，控制電源由1-19雙連按鈕 SB,動合開關和交流接觸器KM2、 KM3動合觸頭連接點，經19-21時間繼電
器KT動斷觸頭連接點，經21-23交流接觸器KM,互鎖動斷觸頭連接點，經 23-0交流接觸器KM2線圈連接點，經19-0通電延時的時間繼電器KT動作所 需電源連接點，(7) 是產生緊急能耗制動和輔助剎車信號的控制電路，控制電源由1-25 中間繼電器KA,動合觸頭連接點，經25-27定位開關SQ動斷觸頭連接點， SQ動作前由半園環型鑄鐵壓條"E"壓住，處於斷離狀態，經27-0交流接觸 器KM3線圈連接點，(8) 是升降式電磁頂撞離合保險控制電路，控制電源由l-29交流接觸器 KM3動合觸頭連接點，經29-31熔斷器FU4連接點，經31-0牽引電磁鐵YA2 線圈連接點，(9) i腳踏機械防誤踩保險控制電路，控制電源由1-33中間繼電器KA, 動合觸頭和按鈕開關SB3連接點，經33-35交流接觸器KM3動斷觸頭連接點， 經35-37熔斷器FUs連接點，經37-0牽引電磁鐵YA,線圈和綠色安全顯示燈 HL連接點，(10) 是電子監控啟動自動控制系統電路，控制電源由1-39 B型反射式 紅外線監控器控制的繼電器KM動合觸頭連接點，經39-0中間繼電器KAj 線圈連接點。參照圖3，是組合式的電子監控電路，其特徵在於A型熱釋電紅外線監 控電路連接如下熱釋電傳感器PIR的D端接IC2CS9803的4腳，PIR的E 端接負電，其信號輸出端S接IC2的2腳，S端接電阻Ri的一端，^另一端接地，S端同時接電容C2的一端，C2另一端接地，IC2的1、 3腳並連電阻R4電容Cs的兩端，IC2的3腳接電阻R7的一端，R7另一端接電解電容Cs的正極端，C8的負極端接地，IC2的一腳接電解電容C6的負極端，C6正極端接電阻R6的一端，R6的另^端接IC2的14腳，IC2的14、 16腳並連電阻Rs電 容C7的兩端，IC2的4腳接電解電容d的正極端，d負極端接地，IC2的5腳接地，6腳接電阻R3和電容C4的一端，C4另一端接地，電阻R3另一端接熱敏電阻Rt。的一端，Rt°的另一端接三端穩壓器Id7806的3腳，1(22的7腳空置不用，8腳接電阻R2和電容C3的一端，C3的另一端接地，R2另一端接IQ的3腳，IC29、 IO腳空置不用，11腳接電阻RsR9的一端，R9另一端 接發光二極體LED,的正極，LED,負極接地，Rs另一端接三極體C8050的基 極，三極體發射極接地，集電極接開關二極體Ds4148的正極和繼電器K!線 圈的一端，線圈另一端和4148負極端接Id的3腳，IC2l2腳空置不用，13 腳接IC,3腳，IC2l5腳接電解電容C9的正極，C9負極接地，Id的3腳接電 解電容Q。的正極，d。負極接地，IQ2腳接地，Id的l腳接整流器VC的正 電輸出端，整流器負電輸出端接地，VC的另兩端分別接電源變壓器T的8V 電壓次級線圈兩端，整流器正電輸出端接電阻Ru)的一端，Ru)另一端接發光 二極體LED2的正極，LED2負極接地，電容C 正極端接VC正電輸出端， C 負極端接地；B型反射式紅外線監控電路連接如下由三極體Vf9013和V2C8050組 成的複合管，其集電極並連可調電阻RP的一端，RP的另一端接紅外線發射
二極體PH303的負極，PH303的正極接Id7812的3腳，V,C卯13的發射極 接V2C8050的基極，V2C8050的發射極接地，V,C9013的基極接電阻R,的一 端，R,另一端接IC3LM567的5腳，電阻R2的一端接正電，另一端接電容 d的一端和紅外線接收二極體PH302的負極，PH302的正極接地，電容d 的一端接電阻R3的一端，R3的另一端接IQjLM741的二腳，LM741的3、 4 腳接地，IC27腳接正電，電阻R4—端接IC2LM741的2腳，另一端接LM741 的6腳和電容C2的一端，C2的另一端接IC3LM567的3腳，LM567的4腳接 正電，7腳接地，5腳接R,的一端和電阻R5的一端，R5的另一端接LM567 的6腳和電容C3的一端，C3的另一端接地，IC3LM567的1腳接電解電容C4 的正極，C4的負極接地，IC3LM567的2腳接電解電容Cs的正極，Q的負極 接地，IC3的8腳接電阻R7的一端和發光二極體LED的負極，發光二極體的 正極接電阻&的一端，R6的另一端接正電，電阻R7的另一端接三極體 V3C8050的基極，V3發射極接地，集電極接開關二極體D54148的正極和繼 電器K2線圈的一端，Ds的負極接正電，繼電器K2線圈的另一端接正電，電 容Q的正極接三端穩壓Id7812的3腳，C6負極接地，Id的2腳接地，Id的1腳接整流器VC的正電輸出端和電解電容C7的正極，C7負極接地，整流器負電輸出端接地，VC的另兩端其中一端接電源變壓器T輸出14V電壓次 級線圈的一端，另一端接繼電器K卜,和K2^動合觸頭的一端，Kh和K^ 動合觸頭另一端接14V次級線圈的另一端，電源變壓器初級線圈的一端接交 流220V電源的火線L，線圈另一端接交流220V電源的0線N，繼電器K2-2 動合觸頭的一端接電源火線L，另一端接中間繼電器KA,線圈的一端，KA, 線圈另一端接電源O線N。當人手伸到監控區時，傳感器PIR接收窗口通過菲涅爾透鏡接收到人手 移動發出的波長9. 5um信號，經內部處理轉為低阻抗的電脈衝信號，由S端 經R,、 C2組成的低通濾波器輸入IC2CS9803的2腳，再經1(32內部處理後，11 腳輸出高電平，發光二極體LEDi導通發光，三極體VC8050導通，集電極輸 出負脈衝，繼電器K,吸合，由Kw動合觸頭將電源變壓器次級線圈其中一組 輸出14V電壓供反射式紅外線監控電路使用，由三極體Vi C9013和V2C8050組成的複合管向紅外發射二極體PH303提 供振蕩信號，它的調製頻率由IGLM567音頻解碼器的5腳提供，5腳外接電 阻Rs和電容C3經內部調整產生40KHZ振蕩信號， 一則作為IC本身諧振，二 則向複合管提供調製頻率，當PH303向外發射紅外幅射信號，人手或物體遮 擋使它反射，紅外接收管PH302將接收到的反射信號轉換為電壓脈衝信號， 通過d耦合到電壓放大器IC2LM741的二腳進行電壓放大，R4是它的反饋電阻， 也是它的電壓放大倍數，6腳輸出放大後的信號經G耦合到IG的3腳LM567 音頻解碼電路，當3腳輸入的信號頻率與振蕩頻率一致時，頻率被鎖定，譯 碼生效，8腳輸出低電平，R6是LM567內部集電極開路輸出管的負載電阻，也 是發光二極體LED的限流電阻，由R7交連電阻使V3C8050導通，集電極輸出 低電平，繼電器K2線圈吸合，由Kw動合觸頭將變壓器次級線圈輸出14V電 壓供反射式紅外線監控電路實行自保持供電，從而實現只有人手進入"A"監 控區，"B"才能有電，不受熱釋電監控器Id控制，因此不會由金屬件引起誤 動作，在本電路中PH303和PH302安置在同一平面內，由塑料件隔離遮光， 以免自感應，平時，PH302收不到PH303的發射信號，電路處於穩定狀態， 一旦人手或物體進入監控線時，通過反射作用使接收電路收到發射信號，便 進入觸發狀態，為了增大發射和接收距離，本電路採用聚光透鏡，把發光管 置於透鏡的光焦點上，調節限流電阻RP，可改變發射距離的長短，反射式紅 外線監控器，也可採用電子市場銷售的E3JK-DS30M2型的反射式紅外線監控 器成品。參照圖4，是本實用新型腳踏防誤踩保險裝置示意圖，其特徵在於l是 牽引電磁鐵YA,，由吸引線圈、鐵心和銜鐵組成，用螺絲螺母固定安裝在連 接板7的平面上，2是與銜鐵用螺絲螺母連接的傳動導柱，傳動導柱裝在導 套3內支承，3是導套，導套外徑與定位板焊接固定相連，4是導柱定位支承 鐵板，焊接在安裝板7平面上，5是復位彈簧，彈簧一端扣在銜鐵後端螺絲 上，另一端扣在定位柱內，6是彈簧定位柱和定位螺母，7是安裝連接板，牽 引電磁鐵YA,組成的電磁裝置用四顆螺絲整體固定在衝床的右側邊，8是衝 床的傳動杆，9是線材金屬連接器，10是槽型鐵的外三平面組成定位板、頂 板、擋板，連接器把槽型鐵10和傳動杆8連接為一體。當直動式牽引電磁鐵YA,線圈導通吸合時，產生磁通，銜鐵吸合，向前 位移，傳動導柱2也向前位移，壓住槽型鐵10頂板的平面上，迫使衝床傳動 杆8不能上升傳動，衝床離合器不能開啟，槽型鐵的檔板是防止導柱偶爾會 因人手接連二次信號發生觸動而卡住頂板底端而使衝床離合器不能復位，造 成連衝危險現象而設置，當直動式牽引電磁鐵YA,釋放時，復位彈簧5將銜 鐵拉回，從而傳動導柱2復位，為下次動作作準備，某些型號的衝床的離合 器傳動杆動作與上述相反，當傳動杆向下移動時才能啟動離合開關，此時， 槽型鐵10的平面頂板要向下安裝，而整套電磁機構也要安裝在平面頂板的下 方。參照圖5，是本實用新型升降式電磁頂撞離合保險裝置示意圖，其特徵 在於1是牽引電磁鐵YA2， 2是傳動導柱，3是導套，4是用方型鐵組成的 撞塊，撞塊4與傳動導柱2焊接為一體，5是復位彈簧，6是彈簧定位柱，7 是安裝連接支架，連接支架7鑽有孔位，整體用螺絲固定在衝床右側頂部的 平面上，由電磁頂撞裝置和原衝床離合器內部的反機裝置構成一個升降式的 電磁頂撞離合保險裝置，整體安裝在衝床曲軸的右邊。安裝時撞塊4要與衝床離合器外露的撞板同一直線，當YA2釋放時，撞 塊4不得阻擋離合器撞板的運轉，以免影響衝床的正常衝壓，當YA2吸合時， 撞塊4隨著銜鐵的吸合和傳動導柱2的位移迅速下降而阻擋離合器撞板上升, 迫使衝床離合開關內部翻板提前翻轉，脫離衝床右邊曲軸傳動位置，使曲軸 脫離傳動力，曲軸連接的衝壓滑塊也隨之提前停止向下衝壓，衝頭不會衝至 底部對人手造成傷害，構成了衝床曲軸右邊的機械輔助剎車保險裝置。參照圖6，是本實用新型定位通斷控制器的平面結構示意圖，其特徵在於: 由定位開關SQ滑輪和半圓環型鑄鐵壓條"E"組成的定位通斷控制器，其定
位開關SQ用螺絲安裝固定在角鐵支架上；半圓環型鑄鐵壓條"E"用三顆螺絲固定在衝床剎車皮座的半圓周邊，剎車皮座同衝床左邊裸露的曲軸用方型 銷釘固定連接，並隨著曲軸轉動而同步轉動。當環型鑄鐵壓條"E" A端壓住定位開關SQ滑輪時，衝床處於停止衝壓 狀況，SQ不導通，控制電路不會導致產生緊急剎車信號，當衝床實施衝壓 時，曲軸順時針轉動帶動剎車皮座和半圓環型鑄鐵壓條"E"轉動，"E"的A 點離開SQ滑輪，SQ動斷觸頭復位導通，此時是衝床滑塊帶動上工模處於下 衝狀態時段，當A點轉動到B點位置時，B點也同時轉動到"E"的A點位 置，由B點端壓住SQ滑輪，SQ動斷觸頭又呈現不導通狀態，此時是衝床滑 塊帶動上工模處於上升狀態時段，直至鑄鐵壓條"E"的A端回復原位壓住 SQ滑輪，衝床則完成一次衝壓動作，周而復始，由定位通斷控制器劃分了衝 床衝壓的危險和不危險時段，因此根據人手進入監控區的時段，該實行緊急 剎車的則緊急剎車，不該實行緊急剎車的則可減少不必要的緊急剎車，不會 對生產效率造成影響，在衝床離合器內部彈簧意外折斷或衝床離合器外部頂板撞塊失誤情況 下，只要衝床曲軸轉動而使SQ導通，人手在監控危險區，SQ導通交流接觸 器KM3吸合後都會產生緊急剎車和輔助剎車。 實施例說明本實用新型以J23-40T衝床實施為例，電動機功率4KW,每分鐘行程60 衝次，本實用新型衝床人手安全保護裝置採用的各部件參照圖1安裝位置實 施安裝。本實用實型是這樣實現的參照圖1圖2，按下QS再轉動SAp控制電 路導通，按動SA2，開啟電子監控電路，控制箱監控電路指示燈LED2亮， A卜A2熱釋電監控器指示燈LED,亮，約15秒時間熄滅，監控器進入自動監 控狀態，該監控器自上而下調節為交叉式監控綱，用手在需要的監控距離和 下工模的高度位置遮擋，用絲錐轉動"B"型反射式紅外線監控器頂端的可調 電阻RP，使綠色安全指示燈HL亮為準，其監控直線高度對準工摸開合空間 位置，監控直線中途不得有任何物體遮檔，同時將監控器的監控線移動在衝 壓模具前l-2公分位置，調準後用螺絲固定位置，不得搖動或偏移。參照圖2 (5)按動起動按鈕開關3-5 SB2，交流接觸器KMt線圈得電吸合， 並由3-5KM!動合觸頭導通自保持，圖2 (3) 380V交流電經KM,主觸頭和 熱繼電器FR觸頭輸入電機定子繞組，電機起動，正轉運行。衝床即將實施衝壓，此時定位開關SQ動斷觸頭由半園環型鑄鐵壓條"E" A端壓住處於斷離狀態，當人手伸到危險監控區時，熱釋電紅外線傳感器PIR 通過菲涅爾透鏡收到人手移動發出的波長9.5um信號，圖3 A型熱釋電監 控器經電路處理，三極體C8050集電極輸出負脈衝電壓，繼電器K,線圈吸合, Kw動合觸頭吸合，將電源變壓器次級線圈向撟式整流器VC提供14V電壓， 使圖3 B型反射式紅外線監控器得電動作，當紅外發射二極體PH303發射的 紅外光譜受到人手或物體遮檔，接收二極體PH302將接收到的信號轉換為電 壓脈衝信號，經電路處理，三極體C8050集電極輸出負脈衝電壓，繼電器K2
線圈吸合，Kw動合觸頭吸合實行自保持供電，使人手停留在監控區時，K2.2 動合觸頭始終導通中間繼電器KA,的迴路電流，KAi線圈吸合，此時圖2 1-25 KAi動合觸頭雖然導通，但由於25-27定位開關動斷觸頭由圖6"E"的A端 壓住處於不導通狀態，圖2 (7) 27-0交流接觸器KM3線圈不能得電吸合， KM3沒有動作，控制電源只能經圖2 (9) l-33KA,動合觸頭，33-35 KM3動 斷觸頭，35-37熔斷器FU5向直動式牽引電磁鐵YA,線圈和綠色安全顯示燈 HL提供動作電源，圖4的牽引電磁鐵YA,銜鐵在磁通作用下，產生位移吸合， 導致傳動導柱2向前伸出，壓住與衝床傳動杆連接為一體的槽鐵10的平面上， 阻止傳動杆8不能越位，操作者即使是誤踩腳踏開關，但衝床離合開關不能 開啟，有效地防止了誤踩腳踏開關造成的衝頭下衝發生對人手的傷害。衝床已實施衝壓，人手誤闖監控危險區，由於設置了定位通斷控制器， 則可根據人手進入監控區的危險程度和時段來區分動作，交流接觸器KMJ尋 電吸合後，動作之一其"1"——由圖2 (5、 9) 5-7、 33-35 KM3動斷觸頭分別切斷交流接觸 器KM,線圈和牽引電磁鐵YAi線圈的迴路電流，圖2 (5) KM卜(9) YA,均 釋放，KMi主觸頭切斷電機M正轉電源，電機仍作慣性運轉，反電動勢仍較 高，此時YA,銜鐵在復位彈簧拉力作用下，銜鐵連接的傳動導柱也復位不動 作，不會產生防誤踩動作；其"2"—控制電源由圖2 (6) 1-19 KM3動合觸頭使交流器KM2線圈 得電吸合，19-0時間繼電器KT也導通計時，實施以時間為原則的能耗緊急 制動和輔助剎車，它的緊急制動是由圖2 (3) (4) KM2主觸頭將380V交流 電經橋式整流器VC整流為直流電，經可調電阻RP限流輸入電動機定子繞組 V相和W相，產生制動力矩，調整時間繼電器KT的時間約為0.3至0.5秒， 並調整限流電阻RP的阻值，使電動機能瞬間停轉，對於不同功率的電機採 用不同規格的整流器VC,對電機定子繞組輸入直流電，使定子繞組產生一個 恆定的靜止磁場，當轉子由於慣性繼續旋轉時，慣性運轉的轉子繞組切割恆 定磁場，從而產生制動力矩，而它的作用力和轉子方向相反，阻止轉子的慣 性轉動，消耗了轉子的動能，使轉子瞬間停轉，制動力矩的大小與輸入直流 電流及電機的轉速有關，直流磁場越強，產生制動力矩就越大，但輸入的直 流電流不能太大， 一般限制在電機空載電流的3至5倍，所以選用不同規格 的整流器VC和調節可變電阻RP的阻值很重要，否則將會燒毀定子繞組；其"3"——交流接觸器圖2 (2)的KM3主觸頭將380V交流電輸入拍合 式的電磁抱閘YB線圈動作，產生電磁吸力，在電磁吸力的作用下，銜鐵產 生機械位移，通過槓桿和支架迫使閘瓦將加裝的制動閘輪8緊緊抱住，從而 傳動衝床左邊曲軸停止轉動，實施機械制動減速和輔助剎車；其"4"——控制電源由圖2 (8) l-29KM3動合觸頭經熔斷器FU4使圖5 YA2組成的升降式電磁頂撞裝置，實施對衝床原機械離合器頂撞，當YA2線 圈吸合時，銜鐵在電磁吸力作用下產生向下位移，由導柱2傳動撞塊4擋住 原衝床離合器圖1 14的頂板，而頂板栓住彈簧，在彈簧的作用下使其內部離 合塊翻板翻轉，衝壓動力輪脫離曲軸，曲軸則停止轉動，它的作用在於提前
停止衝壓，防止衝頭下衝到底部對人手造成傷害，從而實行了衝床右邊曲軸 的電磁離合輔助剎車，由於人手何時進入危險區是未知數，偶爾在上工模即將衝到下工模人手進入危險監控區時，會發生衝床離合器的頂板頂住YA2組 成的撞塊4的底部，造成撞塊4不能提早阻擋離合器頂板，此時上下工模已 吻合，中間沒有空間，人手在監控線則不能進到衝壓危險區；其"5"——緊急剎車和輔助剎車生效的同時，按原設定的0.3至0.5秒 計時時間已到，圖2 (6) 19-21時間繼電器動斷觸頭切斷KM2迴路電源並解 除自鎖，實施以時間為原則的緊急能耗制動結束；其"6"——當時間繼電器KT 19-21動斷觸頭動作的同時，控制電源經圖 2 (5)3-15時間繼電器KT的動合觸頭，經15-17 KM,動斷觸頭再經17—0中 間繼電器KA2線圈，KA2吸合，KA2並由圖2(5)3-15動合觸頭實行自保持， 使3-13KA2動合觸頭導通，提早預備控制電源，只要人手離開監控危險區， 中間斷電器KA,釋放，KAJ3-5動斷觸頭復位導通，控制電源經5-7KM3動 斷觸頭，KM2動斷觸頭提供KMi線圈吸合的迴路電流使交流接觸器KM,線 圈吸合，其主觸頭向電機M定子繞組輸入380V電流，電機M自動啟動正轉 運行，不管人手停留在監控危險區多久，只要13-5KAt動斷觸頭不復位，電 機M都不運轉，衝頭也不會下衝造成對人手的傷害。交流接觸器KM3得電吸合後，動作之二當衝床滑塊上升時沒有危險性, 人手會用夾具提前準備衝壓工件而進入監控區，但圖6定位通斷控制器半園 環型鑄鐵壓條"E"的"A"點上升到"B"點時，而"B"點也隨著轉動同時 壓住定位開關SQ滑輪，SQ動斷觸頭處於斷離狀態，儘管人手進入危險監控 區，中間繼電器KAt吸合，圖2 (7) l-25KAt動合觸頭導通，但25-27定位 開關SQ不導通，所以KM3線圈不吸合，這就排除了衝頭上升時不必要的緊 急剎車和輔助剎車，對正常衝壓不會造成影響。交流接觸器KM3得電吸合後動作之三按正常操作，用夾具送衝壓工件 的人手沒有進到監控危險區，由於熱釋電監控器對金屬件不會產生信號動作， 而夾具和五金件會進入到反射式紅外線監控範圍，但熱釋電紅外線監控器， 收不到0.95um人手移動頻率信號沒有向反射式紅外線監控器提供動作電源， 所以紅外線監控器也不會輸出信號產生緊急剎車、輔助剎車或防誤踩動作， 只有人手進到監控危險區時才會產生上述各動作，衝床正常衝壓。上述實施例是本實用新型在實際生產中，根據原理而智能地產生各種動 作，它以人手移動發出波長9.5rnn信號為依據，並結合衝床在使用中的動作 過程區分人手危險程度而產生各種相應而行之有效的保護，而且不影響衝床 的正常衝壓動作，是一個高可靠、智能化的人手安全保護裝置，它能造福社 會，應大力推廣使用。
權利要求1、一種衝床人手安全保護裝置，由一個組合式的電子監控機構；衝床電機能耗制動緊急剎車機構；衝床曲軸左邊的電磁抱閘和右邊的升降式電磁頂撞離合輔助剎車機構；腳踏機械防誤踩保險機構；定位通斷控制器；檢測機構；安裝支架等組成一個自動控制系統，其特徵在於1是用螺絲固定在衝床鑄鐵平面的電子電氣自動控制箱，內裝有經編碼導線連接的電子電氣自動控制電路，其操作按鈕開關裝在箱體側邊，對於衝壓噸位較大的衝床機型，該操作按鈕開關可另行裝在一個金屬箱體內，安裝在衝床衝壓平臺正前方固定，便於操作，而控制線則由控制箱體底部出線孔連接各控制電磁部件和電機，2是由各種不同規格的不鏽鋼方管和角鐵焊接組成可移動高低或調節左右的安裝支架，3是A型熱釋電紅外線監控器，4是B型反射式紅外線監控器，5是半圓環型鑄鐵壓條「E」，用螺絲定位在原衝床剎車皮帶座的半圓周邊，6是定位開關SQ，7是拍合式通電型電磁抱閘YB，用螺絲安裝定位在角鐵焊接的支架上，支架用螺絲固定在衝床左邊的平面鑄鐵上，8是連接衝床左邊曲軸裸露部位加裝的閘輪，閘輪內圓徑同曲軸外圓徑相一致，用三顆螺絲固定相連安裝在曲軸的左邊，9是由牽引電磁鐵YA2組成的升降式電磁頂撞離合保險機構，安裝在曲軸右邊離合器轉動的上前方，也就是曲軸轉動半周將近一半的上方位置，10是由牽引電磁鐵YA1連接的傳動導柱以及衝床傳動杆用線材金屬連接器安裝槽型鐵的定位板和平面頂板、擋板而構成的防誤踩保險機構，11是衝床離合器的傳動杆，12是衝床的腳踏開關板，13是綠色安全顯示燈HL，14是衝床離合器的頂板和撞塊。
2、 根據權利要求1所述的衝床人手安全保護裝置，其特徵在於自動 控制系統線路連接如下(1)是三相四線制電源，由L山2L3和漏電保護開 關QS以及熔斷器FUt、 FU2、 FU3組成380V電源和保護電路，供主控電路使 用，由L,和N組成220V電源，供控制電路使用，(2)是拍合式通電型的 電磁抱閘YB控制電路，由交流接觸器KM3主觸頭供380V交流電給電磁 抱閘YB線圈吸合，產生電磁吸力，電磁抱閘YB安裝在曲軸的左邊，(3) 是電機M的主控電路，由交流接觸器KM,主觸頭供380V交流電使電機正 轉，由熱繼電器FR對電機實行超載保護，(4)是一個能耗制動的控制電路， 由交流接觸器KM2主觸頭控制一個380V橋式整流器VC，整流後變為直流 電，通過限流電阻RP輸入電機M的定子繞組的V相和W相，(5)是電機 動作的手動控制和自動開啟控制電路，控制電源經SA,鎖扣式開關，由l-3 雙連式按鈕動斷開關SBi連接點，經3-5 SB2動合開關和交流接觸器K1V^ 自保持動合觸頭連接點，經5-7交流接觸器KM3動斷觸頭連接點，經7-9 交流接觸器KM2互鎖動斷觸頭連接點，經9-11交流接觸器KMi線圈連接 點，經11-0熱繼電器FR動斷觸頭連接點，控制電源經3-13中間繼電器KA2 動合觸頭連接點，經13-5中間繼電器KA,的動斷觸頭連接點，控制電源經 1-5動合開關SB4連接點，控制電源經3-15時間繼電器KT動合觸頭和中間 繼電器KA2自保持動合觸頭連接點，經15-17交流接觸器KM,互鎖動斷觸 頭連接點，經17-0中間繼電器KA2線圈連接點，(6)是以時間為原則的能　 耗制動控制電路，控制電源由1-19雙連按鈕SB,動合開關和交流接觸器 KM2、 KM3動合觸頭連接點，經19-21時間繼電器KT動斷觸頭連接點，經 21-23交流接觸器KM,互鎖動斷觸頭連接點，經23-0交流接觸器KM2線圈 連接點，經19-0通電延時的時間繼電器KT動作所需電源連接點，(7)是 產生緊急能耗制動和輔助剎車信號的控制電路，控制電源由1-25中間繼電 器K^動合觸頭連接點，經25-27定位開關SQ動斷觸頭連接點，SQ動作 前由半園環型鑄鐵壓條"E"壓住，處於斷離狀態，經27-0交流接觸器KM3 線圈連接點，(8)是升降式電磁頂撞離合保險控制電路，控制電源由1-29 交流接觸器KM3動合觸頭連接點，經29-31熔斷器FU4連接點，經31-0牽 引電磁鐵YA2線圈連接點，(9)是腳踏機械防誤踩保險控制電路，控制電 源由1-33中間繼電器KA,動合觸頭和按鈕開關SB3連接點，經33-35交流 接觸器KM3動斷觸頭連接點，經35-37熔斷器FUs連接點，經37-0中間繼 電器KA,線圈和綠色安全顯示燈HL連接點，(10)是電子監控啟動自動控 制系統電路，控制電源由1-39 B型反射式紅外線監控器控制的繼電器K2.2 動合觸頭連接點，經39-0中間繼電器KA,線圈連接點。
3、根據權利要求1所述的人手安全保護裝置，其特徵在於A型熱釋 電紅外線監控電路連接如下熱釋電傳感器PIR的D端接IC2CS9803的4 腳，PIR的E端接負電，其信號輸出端S接IC2的2腳，S端接電阻R,的一端，！^另一端接地，S端同時接電容C2的一端，C2另一端接地，IC2的1、3腳並連電阻R4電容C5的兩端，IC2的3腳接電阻R7的一端，&另一端接電解電容C8的正極端，C8的負極端接地，IC2的一腳接電解電容C6的負 極端，C6正極端接電阻R6的一端，R6的另一端接IC2的14腳，IQj的14、16腳並連電阻R5電容C7的兩端，IC2的4腳接電解電容d的正極端，d負極端接地，IC2的5腳接地，6腳接電阻R3和電容C4的一端，C4另一端接地，電阻R3另一端接熱敏電阻Rt。的一端，Rt。的另一端接三端穩壓器 IQ7806的3腳，IC2的7腳空置不用，8腳接電阻&和電容C3的一端，C3 的另一端接地，R2另一端接IQ的3腳，IC29、 10腳空置不用，ll腳接電 阻RsR9的一端，R9另一端接發光二極體LEDi的正極，LED,負極接地，R 另一端接三極體C8050的基極，三極體發射極接地，集電極接開關二極體 D54148的正極和繼電器Ki線圈的一端，線圈另一端和4148負極端接Id 的3腳，IC2l2腳空置不用，13腳接Id3腳，IC2l5腳接電解電容C9的正 極，C9負極接地，Id的3腳接電解電容Cu)的正極，Cu)負極接地，IQ2 腳接地，IQ的1腳接整流器VC的正電輸出端，整流器負電輸出端接地， VC的另兩端分別接電源變壓器T的8V電壓次極線圈兩端，整流器正電輸 出端接電阻Rn)的一端，Ri。另一端接發光二極體LED2的正極，LED2負極 接地，電容Cu正極端接VC正電輸出端，Cu負極端接地；B型反射式紅 外線監控電路連接如下由三極體V,C9013和V2C8050組成的複合管，其 集電極並連可調電阻RP的一端，RP的另一端接紅外線發射二極體PH303 的負極，PH303的正極接IQ7812的3腳，V!C9013的發射極接V2C8050 的基極，V2C8050的發射極接地，V,C9013的基極接電阻R,的一端，&另 一端接IC3LM567的5腳，電阻R2的一端接正電，另一端接電容d的一端 和紅外線接收二極體DH302的負極，PH302的正極接地，電容d的一端接 電阻R3的一端，R3的另一端接IC2LM741的二腳，LM741的3、 4腳接地， IC27腳接正電，電阻R4—端接IC2LM741的2腳，另一端接LM741的6 腳和電容C2的一端，C2的另一端接IC3LM567的3腳，LM567的4腳接正 電，7腳接地，5腳接R,的一端和電阻R5的一端，R5的另一端接LM567 的6腳和電容C3的一端，C3的另一端接地，IC3LM567的1腳接電解電容 Q的正極，C4的負極接地，IC3LM567的2腳接電解電容C5的正極，Q的 負極接地，IC3的8腳接電阻R7的一端和發光二極體LED的負極，發光二 極管的正極接電阻Re的一端，&的另一端接正電，電阻R7的另一端接三 極管V3C8050的基極，V3發射極接地，集電極接開關二極體D54148的正 極和繼電器K2線圈的一端，Ds的負極接正電，繼電器K2線圈的另一端接 正電，電容C6的正極接三端穩壓Id7812的3腳，C6負極接地，IC,的2 腳接地，Id的1腳接整流器VC的正電輸出端和電容C7的正極，C7負極接地，整流器負電輸出端接地，VC的另兩端其中一端接電源變壓器T輸出 14V電壓次級線圈的一端，另一端接繼電器K卜,和K卜i動合觸頭的一端， K!叫和K2—,動合觸頭另一端接14V線圈的另一端，電源變壓器初級線圈的 一端接交流220V電源的火線L,線圈另一端接交流220V電源的0線N， 繼電器K2-2動合觸頭的一端接電源火線L,另一端接中間繼電器KA,線圈 的一端，KAi線圈另一端接電源O線N。
4、 根據權利要求1或2所述的人手安全保護裝置，其特徵在於 一種 衝床曲軸左邊的電磁抱閘輔助剎車機構，由交流接觸器KM3主觸頭供380V 交流電給電磁抱閘YB線圈吸合，產生電磁吸力，電磁抱閘YB安裝在曲軸 的左邊；曲軸右邊升降式電磁頂撞離合輔助剎車機構的1是牽引電磁鐵 YA2， 2是傳動導柱，3是導套，4是用方型鐵組成的撞塊，撞塊4與傳動 導柱2焊接為一體，5是復位彈簧，6是彈簧定位柱，7是安裝連接支架， 連接支架7鑽有孔位，整體用螺絲固定在衝床右側頂部的平面上，由電磁 頂撞裝置和原衝床離合器內部的反機裝置構成一個升降式的電磁頂撞離合 保險裝置，整體安裝在衝床曲軸的右邊。
5、 根據權利要求1或2所述的人手安全保護裝置，其特徵在於 一種 腳踏防誤踩保險裝置的1是牽引電磁鐵YAp由吸引線圈、鐵心和銜鐵組 成，用螺絲螺母固定安裝在連接板7的平面上，2是與銜鐵用螺絲螺母連接 的傳動導柱，傳動導柱裝在導套3內支承，3是導套，導套外徑與定位板焊 接固定相連，4是導柱定位支承鐵板，焊接在安裝板7平面上，5是復位彈 簧，彈簧一端扣在銜鐵後端螺絲上，另一端扣在定位柱內，6是彈簧定位柱 和定位螺母，7是安裝連接板，牽引電磁鐵YA^且成的電磁裝置用四顆螺絲 整體固定在衝床的右側邊，8是衝床的傳動杆，9是線材金屬連接器，10 是槽型鐵的外三平面組成定位板、頂板、擋板，連接器把槽型鐵10和傳動 杆8連接為一體。
6、 根據權利要求1所述的人手安全保護裝置，其特徵在於 一種定位 通斷控制器，由定位開關SQ滑輪和半圓環型鑄鐵壓條"E"組成的定位通 斷控制器，其定位開關SQ用螺絲安裝固定在角鐵支架上；半圓環型鑄鐵壓 條"E"用三顆螺絲固定在衝床剎車皮座的半圓周邊，剎車皮座同衝床左邊 裸露的曲軸用方型銷釘固定連接，並隨著曲軸轉動而同步轉動。
7、 根據權利要求2所述的人手安全保護裝置，其特徵在於 一種檢測 機構由雙連按鈕開關SB,的1-3動斷觸頭和1-19動合觸頭組成了緊急剎車 是否可靠的檢測電路，並由SB3動合觸頭組成了腳踏防誤踩是否可靠的檢 測電路，SB,和SB3組成了本實用新型控制系統作是否可靠的檢測機構。
專利摘要本實用新型衝床人手安全保護裝置，涉及到五金製造業使用衝床與操作者的人手安全保護，適用於J-23型的舊衝床改造和新衝床的加裝，本實用新型整體結構由一個組合式的電子監控機構；衝床電機能耗制動緊急剎車機構；衝床曲軸左邊的電磁抱閘和右邊的升降式電磁頂撞離合輔助剎車機構；腳踏機械防誤踩保險機構；定位通斷控制器；檢測機構；安裝支架等組成一個自動控制系統。它採取如下技術方案當衝床即將衝壓，人手在監控危險區，組合式電子監控機構啟動牽引電磁鐵動作傳動導柱的位移，扣住傳動杆不能越位，使衝床離合器不能開啟；當衝床已實施衝壓，人手誤闖監控危險區，自動控制系統，實施緊急制動，同時由衝床曲軸左邊的電磁抱閘和右邊的升降式電磁頂撞裝置實施輔助剎車。
文檔編號B21D55/00GK201052543SQ200620154160
公開日2008年4月30日 申請日期2006年12月5日 優先權日2006年12月5日
發明者林正榮 申請人:林正榮