隨機改變輸入設定的剪切類工具機數字控制系統的製作方法
2023-05-18 15:39:46
專利名稱:隨機改變輸入設定的剪切類工具機數字控制系統的製作方法
該發明屬於工具機自動化，工具機數字控制系統領域。
該系統研製時，對新華印刷廠、北京紙製品廠、北京市皮件廠、768廠等單位調研表明剪、切類加工，勞動繁重、技術落後，迫切希望進行技術改造。而當時進口和國產設備自動化程度都很低。
以切紙機為例，除手工操作方式外，也只局限於用電動機驅動進料。量測、剪切仍需手工操作。勞動非常緊張，如手搖、尺量、眼看、腳踩，容易發生質量事故，並且容易造成工傷安全事故。
鑑於以上原因，我們選擇要求迫切的切紙機進行試點，研製自動送料、自動量測、自動控制刀床起落、自動計數、自動停機、帶有安全保護裝置的數字控制系統。
該系統投入運行後工作正常。與微型機控制相比，本方案具有不編程序，不停機可修改設定的特點。實現剪切類工具機的自動化，克服繁重的手工操作，提高產品質量，提高產品合格率，提高生產效率，並且保護操作者的人身安全。
為了達到上述目的，實現剪切類工具機的自動化操作，我們採用了「數字控制系統」的技術方案。
該系統中包括抗幹擾能力強的數控裝置。以及輸入設定、啟停控制、工作檯驅動、刀床控制、安全保護及數據顯示等部件。(見附圖)。
數控裝置採用清華大學電子系自己設計生產中規模MOS數字集成電路，電源電壓±12V，信號幅度大，抗幹擾能力強，工作比較可靠。
數控裝置採用步長(剪切寬度)和齒數(剪切工件數目)計數器反映工具機加工的實際工作狀態。通過符合電路與設定的步長和步數隨時進行比較。當未達到步長要求時，工作脈衝繼續驅動步進電機送料;當步長計數器的值與設定的步長要求符合時，則產生符合停機信號。通過功率部件控制刀床動作，切下合格工件，並再次自動啟動送料。每切下一個工件，步數計數器加1，並與設定的步數比較，當二者相同時，自動停機步長計算器與輸入設定開關的關係是獨立的。加工過程中需要改變步長時，可隨機進行修改。
工作檯驅動部件採用六相六拍步進電機，驅動工作檯推紙器，步進電機脈衝配器採用六拍環移位寄存器控制，其相府AB-BC-CD-DE-EF-FA。脈衝分配器推動功率大部件。輸出2.5A電流。驅動步機進電機繞組工作。
步進電機經過齒輪速速，變為原來的 1/8 ，再帶動絲槓驅動工作檯推紙器送料。絲槓螺距6mm，因此，該機每發出240個工作脈衝步進電機轉一圈，絲槓轉動 1/8 圈，相當於工作檯前進 1/8 ×6mm＝0.75mm，因而，脈衝當量為 1/320 mm。
系統通過「輸入設定」，取得步長和步數信息。
步長設定為四位十進位數，採用四刀多段波段開關表示BCD代碼方案。最小步長為0.01mm，最大步長為999.9mm。可變。
步數設定為二位十進位數，最多可連續切99刀，最少切一刀。可變。
控制過程中，操作者可根據加工需要，不停機修改輸入設定量。
刀床控制電路當工作檯移動到規定尺寸後，由比較符合電路發出步長符合信號，經繼電器-接觸器-牽引電磁鐵操縱拉杆，使刀床落下，切下一個工件。
若步數未滿，自動地再次啟動主機走第二步。
安全保護措施從人身安全考慮，設置光電保護電路。當人手伸進工作檯刀床下整理原材料時，擋著光線通路，光電控制電路給出控制票位，禁止接通刀床的控制電路，保證安全操作。
另外還考慮了設備安全。當工作檯推紙器已經移動到極限位置。步長或步數尚未達到設定要求時，若不採取措施，步進電機將繼續轉動，造成設備事故。為了保證設備安全，在工作檯上設置行程開關。當推紙器移動到極限位置時，行程開關閉合，給出控制電位，自動停機。
數據顯示電路指出當前已剪切工件數。採用八段螢光數字顯示管。其解碼電路也是清華自己設計生產的MOS數字集成電路，工作可靠。
與現有的剪切類工具機操作方式和工作效率相比，該方案具有突出的優點1.加工精度高，誤差小於0.1mm。實際精度還可高於這個數值，主要受傳動系統的機加工精度的限制。
2.加工範圍寬，下料尺寸可由0.1mm到999.9mm，任意指定。連續自動加工工件數，最多可達99個，可變。
3.自動化程度高，一次設定啟動機器，不需操作人員幹預，即可自動地完成規定的全部操作。
4.使用方便，本方案不需編製程序(比微型機控制方案簡單)。只用在控制面板上設定操作要求即可。
操作過程中，若需改變步長或步數，系統允許不停機修改設定量。
5.操作安全，具有人身及設備安全保護電路。
6.成品率高，通常手工操作廢品率較高，效率也低。本系統成品率在98%以上。與手工操作比工效提高一倍以上。特別適於20mm以下的窄條，比手工操作效率提高的更多。
權利要求
1.一種剪切工具機的自動控制系統，其特徵在於該系統採用可以隨機改變輸入設定的數字控制方案，由輸入設定、數控裝置、驅動部件、刀床控制部分組成。
2.如權項1所說的數字控制系統，其特徵在於其中所說的輸入設定採用四刀多投波段開關表示加工變量BCD代碼，每個波段開關代表一位二-十進位代碼。
3.如權項1所說的數字控制系統，其特徵在於其中所說的驅動部件，採用脈衝分配器驅動的六相六拍步進電機。其相序為AB-BC-CD-DE-EF-FA，脈衝當量是 1/320 mm。
4.如權項1所說的數字控制系統，其特徵在於其中所說的數控裝置採用步長和步數計數器，即時反映工具機加工的工作狀態。步長計數器與輸入設定開關的關係是相互獨立的。輸入設定可以獨立改變。二者通過符合電路進行比較。
5.如權項1所說的數字控制系統，其特徵在於其中的數控裝置採用中規模MOS數字集成電路，電源電壓±12V，信號幅度＞9V。
專利摘要
隨機改變輸入設定的剪切類工具機數字控制系統屬於工具機自動化技術領域：
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文檔編號G05B19/18GK85100088SQ85100088
公開日1987年1月17日 申請日期1985年4月1日
發明者謝樹煜 申請人:清華大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan