專利名稱:隨機(jī)改變輸入設(shè)定的剪切類機(jī)床數(shù)字控制系統(tǒng)的制作方法
該發(fā)明屬于機(jī)床自動(dòng)化，機(jī)床數(shù)字控制系統(tǒng)領(lǐng)域。
該系統(tǒng)研制時(shí)，對(duì)新華印刷廠、北京紙制品廠、北京市皮件廠、768廠等單位調(diào)研表明剪、切類加工，勞動(dòng)繁重、技術(shù)落后，迫切希望進(jìn)行技術(shù)改造。而當(dāng)時(shí)進(jìn)口和國產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)化程度都很低。
以切紙機(jī)為例，除手工操作方式外，也只局限于用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)料。量測、剪切仍需手工操作。勞動(dòng)非常緊張，如手搖、尺量、眼看、腳踩，容易發(fā)生質(zhì)量事故，並且容易造成工傷安全事故。
鑒于以上原因，我們選擇要求迫切的切紙機(jī)進(jìn)行試點(diǎn)，研制自動(dòng)送料、自動(dòng)量測、自動(dòng)控制刀床起落、自動(dòng)計(jì)數(shù)、自動(dòng)停機(jī)、帶有安全保護(hù)裝置的數(shù)字控制系統(tǒng)。
該系統(tǒng)投入運(yùn)行后工作正常。與微型機(jī)控制相比，本方案具有不編程序，不停機(jī)可修改設(shè)定的特點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)剪切類機(jī)床的自動(dòng)化，克服繁重的手工操作，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)品合格率，提高生產(chǎn)效率，並且保護(hù)操作者的人身安全。
為了達(dá)到上述目的，實(shí)現(xiàn)剪切類機(jī)床的自動(dòng)化操作，我們采用了“數(shù)字控制系統(tǒng)”的技術(shù)方案。
該系統(tǒng)中包括抗干擾能力強(qiáng)的數(shù)控裝置。以及輸入設(shè)定、啟?？刂?、工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)、刀床控制、安全保護(hù)及數(shù)據(jù)顯示等部件。(見附圖)。
數(shù)控裝置采用清華大學(xué)電子系自己設(shè)計(jì)生產(chǎn)中規(guī)模MOS數(shù)字集成電路，電源電壓±12V，信號(hào)幅度大，抗干擾能力強(qiáng)，工作比較可靠。
數(shù)控裝置采用步長(剪切寬度)和齒數(shù)(剪切工件數(shù)目)計(jì)數(shù)器反映機(jī)床加工的實(shí)際工作狀態(tài)。通過符合電路與設(shè)定的步長和步數(shù)隨時(shí)進(jìn)行比較。當(dāng)未達(dá)到步長要求時(shí)，工作脈沖繼續(xù)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)送料;當(dāng)步長計(jì)數(shù)器的值與設(shè)定的步長要求符合時(shí)，則產(chǎn)生符合停機(jī)信號(hào)。通過功率部件控制刀床動(dòng)作，切下合格工件，並再次自動(dòng)啟動(dòng)送料。每切下一個(gè)工件，步數(shù)計(jì)數(shù)器加1，並與設(shè)定的步數(shù)比較，當(dāng)二者相同時(shí)，自動(dòng)停機(jī)步長計(jì)算器與輸入設(shè)定開關(guān)的關(guān)系是獨(dú)立的。加工過程中需要改變步長時(shí)，可隨機(jī)進(jìn)行修改。
工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)部件采用六相六拍步進(jìn)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)推紙器，步進(jìn)電機(jī)脈沖配器采用六拍環(huán)移位寄存器控制，其相府AB-BC-CD-DE-EF-FA。脈沖分配器推動(dòng)功率大部件。輸出2.5A電流。驅(qū)動(dòng)步機(jī)進(jìn)電機(jī)繞組工作。
步進(jìn)電機(jī)經(jīng)過齒輪速速，變?yōu)樵瓉淼?1/8 ，再帶動(dòng)絲杠驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)推紙器送料。絲杠螺距6mm，因此，該機(jī)每發(fā)出240個(gè)工作脈沖步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)一圈，絲杠轉(zhuǎn)動(dòng) 1/8 圈，相當(dāng)于工作臺(tái)前進(jìn) 1/8 ×6mm＝0.75mm，因而，脈沖當(dāng)量為 1/320 mm。
系統(tǒng)通過“輸入設(shè)定”，取得步長和步數(shù)信息。
步長設(shè)定為四位十進(jìn)制數(shù)，采用四刀多段波段開關(guān)表示BCD代碼方案。最小步長為0.01mm，最大步長為999.9mm?？勺?。
步數(shù)設(shè)定為二位十進(jìn)制數(shù)，最多可連續(xù)切99刀，最少切一刀?？勺?。
控制過程中，操作者可根據(jù)加工需要，不停機(jī)修改輸入設(shè)定量。
刀床控制電路當(dāng)工作臺(tái)移動(dòng)到規(guī)定尺寸后，由比較符合電路發(fā)出步長符合信號(hào)，經(jīng)繼電器-接觸器-牽引電磁鐵操縱拉桿，使刀床落下，切下一個(gè)工件。
若步數(shù)未滿，自動(dòng)地再次啟動(dòng)主機(jī)走第二步。
安全保護(hù)措施從人身安全考慮，設(shè)置光電保護(hù)電路。當(dāng)人手伸進(jìn)工作臺(tái)刀床下整理原材料時(shí)，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(shè)備安全。當(dāng)工作臺(tái)推紙器已經(jīng)移動(dòng)到極限位置。步長或步數(shù)尚未達(dá)到設(shè)定要求時(shí)，若不采取措施，步進(jìn)電機(jī)將繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，造成設(shè)備事故。為了保證設(shè)備安全，在工作臺(tái)上設(shè)置行程開關(guān)。當(dāng)推紙器移動(dòng)到極限位置時(shí)，行程開關(guān)閉合，給出控制電位，自動(dòng)停機(jī)。
數(shù)據(jù)顯示電路指出當(dāng)前已剪切工件數(shù)。采用八段熒光數(shù)字顯示管。其譯碼電路也是清華自己設(shè)計(jì)生產(chǎn)的MOS數(shù)字集成電路，工作可靠。
與現(xiàn)有的剪切類機(jī)床操作方式和工作效率相比，該方案具有突出的優(yōu)點(diǎn)1.加工精度高，誤差小于0.1mm。實(shí)際精度還可高于這個(gè)數(shù)值，主要受傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)加工精度的限制。
2.加工范圍寬，下料尺寸可由0.1mm到999.9mm，任意指定。連續(xù)自動(dòng)加工工件數(shù)，最多可達(dá)99個(gè)，可變。
3.自動(dòng)化程度高，一次設(shè)定啟動(dòng)機(jī)器，不需操作人員干預(yù)，即可自動(dòng)地完成規(guī)定的全部操作。
4.使用方便，本方案不需編制程序(比微型機(jī)控制方案簡單)。只用在控制面板上設(shè)定操作要求即可。
操作過程中，若需改變步長或步數(shù)，系統(tǒng)允許不停機(jī)修改設(shè)定量。
5.操作安全，具有人身及設(shè)備安全保護(hù)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(tǒng)成品率在98%以上。與手工操作比工效提高一倍以上。特別適于20mm以下的窄條，比手工操作效率提高的更多。
權(quán)利要求
1.一種剪切機(jī)床的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)采用可以隨機(jī)改變輸入設(shè)定的數(shù)字控制方案，由輸入設(shè)定、數(shù)控裝置、驅(qū)動(dòng)部件、刀床控制部分組成。
2.如權(quán)項(xiàng)1所說的數(shù)字控制系統(tǒng)，其特征在于其中所說的輸入設(shè)定采用四刀多投波段開關(guān)表示加工變量BCD代碼，每個(gè)波段開關(guān)代表一位二-十進(jìn)制代碼。
3.如權(quán)項(xiàng)1所說的數(shù)字控制系統(tǒng)，其特征在于其中所說的驅(qū)動(dòng)部件，采用脈沖分配器驅(qū)動(dòng)的六相六拍步進(jìn)電機(jī)。其相序?yàn)锳B-BC-CD-DE-EF-FA，脈沖當(dāng)量是 1/320 mm。
4.如權(quán)項(xiàng)1所說的數(shù)字控制系統(tǒng)，其特征在于其中所說的數(shù)控裝置采用步長和步數(shù)計(jì)數(shù)器，即時(shí)反映機(jī)床加工的工作狀態(tài)。步長計(jì)數(shù)器與輸入設(shè)定開關(guān)的關(guān)系是相互獨(dú)立的。輸入設(shè)定可以獨(dú)立改變。二者通過符合電路進(jìn)行比較。
5.如權(quán)項(xiàng)1所說的數(shù)字控制系統(tǒng)，其特征在于其中的數(shù)控裝置采用中規(guī)模MOS數(shù)字集成電路，電源電壓±12V，信號(hào)幅度＞9V。
專利摘要
隨機(jī)改變輸入設(shè)定的剪切類機(jī)床數(shù)字控制系統(tǒng)屬于機(jī)床自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域：
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文檔編號(hào)G05B19/18GK85100088SQ85100088
公開日1987年1月17日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者謝樹煜 申請人:清華大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan