專利名稱：低功耗故障自檢鍛壓安全控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種安全保護(hù)裝置，特別是用于鍛壓行業(yè)與安全光柵配套使用保護(hù)人身安全的控制裝置。
背景技術(shù)：
目前的控制器主要是把光柵輸出的信號轉(zhuǎn)換成繼電器的輸出，來控制機(jī)床的動(dòng)作。為提高安全系數(shù)，使用兩只繼電器。但是，普遍存在消耗功率大、發(fā)熱嚴(yán)重、繼電器釋放時(shí)間長、沒有繼電器狀態(tài)和信號的檢測功能。當(dāng)有一只繼電器失效時(shí)，由于另一只繼電器正常，表面看安全功能還沒失效。但另一只繼電器再失效時(shí)，控制器就失去了安全作用，存在安全事故隱患。另外，繼電器的響應(yīng)時(shí)間長，使用中，極易超出安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的響應(yīng)時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種低功耗故障自檢鍛壓安全控制器，與安全光柵配套使用，低功耗、有信號識別、自動(dòng)檢測出繼電器狀態(tài)的正確性，繼電器響應(yīng)迅速。
本實(shí)用新型的目的是以如下方式實(shí)現(xiàn)的該控制器也用兩只繼電器作為最后輸出，安全光柵信號通過光電耦合器和低通濾波電路接觸發(fā)器輸入端，觸發(fā)器兩路反相輸出端連接兩個(gè)三極管，該兩個(gè)三極管與變壓器構(gòu)成推挽輸出電路，變壓器的輸出線圈接整流電路，整流電路可用橋式整流電路，兩繼電器線圈并接在整流電路的輸出端之間，兩繼電器一組常開觸點(diǎn)串聯(lián)后接控制輸出電路；另一組觸點(diǎn)的常閉觸點(diǎn)相連，常開觸點(diǎn)之間串接一只電阻，兩個(gè)公共點(diǎn)一端接電源，一端接觸發(fā)電路供電端。使用隔離和低通濾波電路去除線路干擾和頻率高于輸入信號的非法信號，再經(jīng)觸發(fā)變換電路輸出兩路反相的信號驅(qū)動(dòng)兩只功率晶體管推挽輸出，經(jīng)過變壓器和整流變換，以脈沖的方式驅(qū)動(dòng)兩只繼電器。兩只繼電器的其中一組觸點(diǎn)用于控制輸出，另一組觸點(diǎn)用于繼電器檢測和降低功耗。當(dāng)繼電器的動(dòng)作同步時(shí)，無論繼電器吸合還是釋放，觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路都能得到供電而正常工作；當(dāng)繼電器有故障時(shí)，其觸點(diǎn)不能同步動(dòng)作而使觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路斷電不工作，達(dá)到繼電器故障檢測的目的。同時(shí)，在繼電器吸合前，觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路通過繼電器的常閉觸點(diǎn)高壓供電，使繼電器快速吸合；吸合后，觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路通過繼電器的常開觸點(diǎn)供電，由于串接電阻的降壓作用，使觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路在低壓下工作，減小繼電器的供電電流，由于繼電器的維持電流較小，因此，達(dá)到了既降低了控制器的功耗，而又能使繼電器維持吸合的目的。同時(shí)，由于通過繼電器線圈的電流為脈沖電流，使繼電器能快速釋放。
當(dāng)需要有兩處安全檢測點(diǎn)時(shí)，第二路安全光柵信號通過光電耦合器耦合輸出到觸發(fā)器復(fù)位端，無論哪路檢測點(diǎn)出現(xiàn)意外，都會(huì)輸出控制信號安全保護(hù)。
光電耦合器與接觸發(fā)器輸入端之間的低通濾波電路為接在接觸發(fā)器輸入端與電源地之間的濾波電容。
本實(shí)用新型的有益效果是與安全光柵配套使用，低功耗、抗干擾能力強(qiáng)、響應(yīng)速度快、使用壽命長，能提高保護(hù)人身安全的安全等級。


圖1是本實(shí)用新型低功耗故障自檢鍛壓安全控制器的電原理圖。
圖2是第二路檢測點(diǎn)的信號輸入電原理圖。
具體實(shí)施方式
參照圖1，電阻R1的一端從S1處接光柵輸出的信號，另一端與光電耦合器U2連接；光電耦合器U2的輸出端與電阻R2、R3的一端連接；電阻R3的另一端與觸發(fā)器U1、電阻R4的一端、電容C3的一端相連，電容C3的另一端接電源地，構(gòu)成低通濾波電路；觸發(fā)器U1選用CD4538，電阻R4的另一端與觸發(fā)器U1的2腳連接；電容C1、C2的一端分別與觸發(fā)器的兩個(gè)輸出端6、7連接，另一端分別與二極管D1、D2的陰極、功率三極管T1、T2的基極相連接，二極管D1、D2的陽極接電源地，功率三極管T1、T2的集電極和變壓器B的初級相連；電阻R6的一端與變壓器B初級抽頭連接，另一端與電源正極端連接；變壓器B的次級接整流橋Q的輸入端；整流橋Q的輸出端與繼電器J1、J2的線圈相連；繼電器J1、J2的一組觸點(diǎn)J1-1、J2-1從T、K接線端與機(jī)床的執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連；另一組觸點(diǎn)J1-2、J2-2之間常閉點(diǎn)相連，常開觸點(diǎn)通過電阻R5相連，兩個(gè)公共點(diǎn)一端連接電源，另一端與電阻R2、E1的正極、觸發(fā)器U1的VCC端相連；觸發(fā)器U1的接地端、光電耦合器U2的兩個(gè)接地端、二極管D1和D2的陽極、功率三極管T1和T2的發(fā)射極、整流橋Q的一端、電解電容E1的負(fù)極、繼電器J1和J2的線圈的另一端共同連接到電源地。單通道應(yīng)用觸發(fā)器U1從U1-16處與觸發(fā)器的VCC端連接。
需要雙路檢測時(shí)，增加該路的信號輸入電路，見圖2，是在單路應(yīng)用基礎(chǔ)上，觸發(fā)器U1的U1-16處與圖2的U1-3處連接，圖2中U1-4接U1的電源正極；第二路光柵信號從S2處輸入與電阻R1B的一端連接，電阻R1B的另一端與光電耦合器U3連接；光電耦合器U3的輸出端與電阻R2B、電容C4的一端連接；電阻R2B的另一端連接電源；電容C4的另一端與二極管D4的陽極、D5的陰極相連；電容C4獲取因光電耦合器U3通斷、電阻R2B提供電流形成的交流信號，二極管D4、D5為整流電路，D4的陰極與電阻R3B、電容C5、二極管D6的陽極連接，電阻R3B作為二極管D4、D5為整流電路的延時(shí)放電電阻；二極管D6的陰極與圖1中觸發(fā)器U1的VCC端連接；光耦U3的2、3端和D5的陽極、電阻R3B、電容C4的另一端連接到電源地。
該控制器使用光耦U2和電阻R2、電阻R3、電容C3組成抗干擾和信號識別電路；使用CMOS觸發(fā)器組成變換、推挽驅(qū)動(dòng)電路，提高穩(wěn)定可靠性；使用繼電器的一組觸點(diǎn)給驅(qū)動(dòng)電路供電的方式組成繼電器同步自檢，當(dāng)繼電器不同步時(shí)切斷驅(qū)動(dòng)電路的供電達(dá)到繼電器故障檢測的功能；巧妙地利用繼電器吸合電流大、維持電流小的特性，通過繼電器觸點(diǎn)和電阻R5的動(dòng)態(tài)降低驅(qū)動(dòng)電路電源電壓的方法，解決繼電器大電流吸合與降低功耗的矛盾；使用脈沖信號驅(qū)動(dòng)繼電器，減小繼電器的工作電流，提高繼電器的響應(yīng)速度。
權(quán)利要求1.一種低功耗故障自檢鍛壓安全控制器，涉及兩只繼電器，其特征在于安全光柵信號通過光電耦合器(U2)和低通濾波電路(C3)接觸發(fā)器(U1)輸入端，觸發(fā)器(U1)兩路反相輸出端(6、7)連接兩個(gè)三極管(T1、T2)，與變壓器(B)構(gòu)成推挽輸出電路，變壓器(B)的輸出線圈接整流電路(Q1)，兩繼電器(J1、J2)線圈并接在整流電路(Q1)的輸出端之間，兩繼電器(J1、J2)一組常開觸點(diǎn)(J1-1、J2-1)串聯(lián)后接控制輸出電路(T、K)；另一組觸點(diǎn)(J1-2、J2-2)的常閉觸點(diǎn)相連，常開觸點(diǎn)之間串接一只電阻(R5)，兩個(gè)公共點(diǎn)一端接電源(VCC)，一端接觸發(fā)電路供電端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低功耗故障自檢鍛壓安全控制器，其特征在于還有一路安全光柵信號通過光電耦合器(U3)耦合輸出到觸發(fā)器(U1)的復(fù)位端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低功耗故障自檢鍛壓安全控制器，其特征在于光電耦合器(U2)與觸發(fā)器(U1)輸入端之間的低通濾波電路為接在觸發(fā)器(U1)輸入端與電源地之間的濾波電容(C3)。
專利摘要一種低功耗故障自檢鍛壓安全控制器，安全光柵信號通過光電耦合器和低通濾波電路接觸發(fā)器輸入端，觸發(fā)器兩路反相輸出端連接兩個(gè)三極管，與變壓器構(gòu)成推挽輸出電路，變壓器的輸出接橋式整流電路，兩繼電器線圈并接在整流電路的輸出端之間，兩繼電器一組常開觸點(diǎn)串聯(lián)后接控制輸出電路；另一組觸點(diǎn)的常閉觸點(diǎn)相連，常開觸點(diǎn)之間串接一只電阻，兩個(gè)公共點(diǎn)一端接電源，一端接觸發(fā)電路供電端。該控制器用于鍛壓行業(yè)，與安全光柵配套使用保護(hù)人身安全，具有低功耗、抗干擾能力強(qiáng)、響應(yīng)速度快、使用壽命長的特點(diǎn)，能提高保護(hù)人身安全的安全等級。
文檔編號B21J9/20GK2850758SQ20052012577
公開日2006年12月27日 申請日期2005年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月14日
發(fā)明者王學(xué)軍, 于俊賢, 張曉東, 李海明, 李英杰, 劉建勝, 張清波 申請人:濟(jì)寧科力光電產(chǎn)業(yè)有限責(zé)任公司