CN201348130Y - 高可靠性冲床自动保护装置 - Google Patents

Abstract

高可靠性冲床自动保护装置，一般的冲床安全装置都利用红外或光电探头探测操作者手部位置，并通过控制器操作一个电磁离合器，控制脚踏板和牵拉绳的离合传动，防止冲床滑块下冲。本实用新型组成包括：安装架(3)，安装架(3)与光幕发射器(1)和光幕发射器(1)连接，安装架(3)与立柱(7)连接，立柱(7)与光电编码器(5)连接，光电编码器(5)通过传动带与冲头(4)连接，立柱(7)与控制箱(8)连接，控制箱(8)上装有液晶显示器(9)和控制按钮(10)，控制箱(8)上镶嵌有控制电路板(13)和固态稳压小电源(12)。本实用新型用作与冲床配套使用的高可靠性冲床自动保护。

Description

高可靠性冲床自动保护装置

技术领域：

本实用新型涉及一种高可靠性冲床自动保护装置。

背景技术：

一般的冲床安全装置都利用红外或光电探头探测操作者手部位置，并通过控制器操作一个电磁离合器，控制脚踏板和牵拉绳的离合传动，防止冲床滑块下冲。

在实际中，由于冲床的曲轴离合器没有安全镇定，当曲轴离合器故障误动作，或者操作误路时冲床滑坡的连冲行程根本无法控制，不能起到保护作用，安全效果不理想，而且普通冲床安全装置结构不合理，安装也不方便。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种结构合理，使用可靠方便的、保护冲床操作者安全的高可靠性冲床自动保护装置。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

高可靠性冲床自动保护装置，其组成包括：安装架，所述的安装架与光幕发射器和光幕接受器连接，所述的安装架与立柱连接，所述的立柱与光电编码器连接，编码器通过传动带与冲头连接，所述的立柱与控制箱连接，所述的控制箱上装有液晶显示器和控制按钮，所述的控制箱上镶嵌有控制电路板和固态稳压小电源。

所述的高可靠性冲床自动保护装置，所述的控制电路板与光电编码器、安全光幕、液晶显示器和控制按钮连接，所述的控制电路板与固态稳压小电源连接。

所述的高可靠性冲床自动保护装置，所述的控制电路板上具有稳定性好的AC/DC开关电源电路、防抖动电路、输入电路、输出电路。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型的冲床安全保护装置在运行时不仅可以自动锁定脚踏板，防止脚踏失误，而且还可以同时锁定冲床的曲轴离合器，可完全避免曲轴离合器故障情况时冲床滑块的误动作，安全性能非常高，使用可靠方便，自动化程度高，结构合理，可以在各种冲床中安装使用。

2.本实用新型设置的光电隔离电路，该电路的功能主要是便于进行调试，维修和保护，抗干扰能力强，能消除毛刺现象。此电路一方面起到了电平隔离作用，另外一方面也使得输出的电平平稳。

3.本实用新型与以往的冲床保护装置相比，相应地要便宜的多，大大地降低了用户生产开发成本。

附图说明：

附图1是实施例的安装使用状态示意图。

附图2是控制电路板上的AC/DC开关电源电路图。

附图3是控制电路板上的防抖动电路图。

附图4是控制电路板上的输入电路图。

附图5是控制电路板上的输出电路图。

具体实施方式：

实施例1：

高可靠性冲床自动保护装置，其组成包括：安装架3，所述的工人和冲床之间且紧贴冲床的进料口11和出料口的安装架3与光幕发射器1连接，所述的安装架3与光幕接受器2连接，所述的安装架3与立柱7连接，所述的立柱7与光电编码器5连接，编码器5通过传动带与冲头4连接，所述的立柱7与控制箱8连接，所述的控制箱8上装有液晶显示器9和控制按钮10，所述的控制箱8上镶嵌有控制电路板13和固态稳压小电源12。

所述的高可靠性冲床自动保护装置，所述的控制电路板13与光电编码器5、光幕发射器1、光幕接受器2、液晶显示器9和控制按钮10连接，所述的控制电路板13与固态稳压小电源12连接。

所述的高可靠性冲床自动保护装置，所述的控制电路板13上具有稳定性好的AC/DC开关电源电路、防抖动电路、输入电路、输出电路。

实施例2：

安全光幕(1)(2)安装于工人和冲床之间且紧贴冲床的进料口(11)和出料口，当工人上下料穿过光幕时，将遮挡平行光束，此时光幕(1)(2)将发送报警信号给单片机。单片机在收到光幕(1)(2)的报警输入信号以后，判断此时冲头(4)所在的位置。冲头(4)的位置通过一个光电编码器(5)来测得。光电编码器(5)安装在机身上，通过一根与冲头(4)连接的传动带将冲头(4)的上下移动转换为编码器(5)的转动，传动带另一头悬挂一块重物(6)，防止传动带与编码器(5)带轮间发生打滑。编码器(5)将转动信号转换为脉冲信号给单片机，单片机通过计算输入的脉冲数和脉冲方向来确定冲头所在的位置。当冲头(4)处于保护区间时，一旦有物体穿过光幕(1)(2)，单片机立刻发出报警信号并停止主轴电机，此时冲头(4)停止运动。报警指示灯被点亮，液晶显示器(9)显示出错信息。此状态一直保持到物体不再遮挡光幕(1)(2)，并且控制按钮(10)再次被按动时，冲床和保护装置正常工作。在上行阶段或下行阶段的非保护区间内，即使有物体穿过光幕(1)(2)，光幕(1)(2)也不会发出报警信号，仍按前述状态运行。

实施例3：

电源是保证系统正常运行的关键，电源有干扰或不稳定将会导致整个系统的不稳定甚至是无法运行，所以这里我们对电源进行了设计。在工作现场只提供380V或220V交流电源，而该保护装置使用的是5V和24V直流电源，这里我们采用稳定性较好的AC/DC开关电源，在电路中，我们又把不同的电源采用DC/DC隔离，实现了对接口电路、编码器、光幕和主电路的分离。另外，大量滤波电容的使用也保证了各器件电源的良好性能。电源电路原理图如图(I)所示。

实施例4：

编码器把冲头的上下运动转化为脉冲输入给单片机，由于编码器的安装位置距控制箱较远，所以其脉冲信号在传输过程中会由于干扰而产生毛刺，如果不经处理而直接送入单片机计数器进行计数，容易出现错误触发而引起计数错误，从而导致系统误判断。所以我们设计了一个防抖电路来去除编码器脉冲的毛刺，实现计数器的准确计数。

防抖电路如图(II)所示，编码器信号分A、B相输入给译码器，经译码处理，再通过触发器进行消抖处理后输出。当编码器正传时，A相脉冲超前B相脉冲π/2弧度，此时消抖后的脉冲从DIR1输出；当编码器反转时，B相脉冲超前A相脉冲π/2弧度，则消抖后脉冲从DIR2输出。

实施例5：

外部信号，如限位、光幕、控制按钮等的输入一般为AC220V或DC24V，要与单片机连接，必须经过电平转换，这里采用OMRON继电器来实现该功能。同时，为了防止外部干扰信号的引入，这里对所有的输入信号要经过光电隔离。对于该单片机，无论是外部中断还是I/O口都是电平触发电路，这就要求对一些脉冲触发的外部输入(如限位输入)作一下转换，即在信号经过光电隔离后送入触发器，从而保证触发信号一直有效。典型的输入电路如图(III)所示。

实施例6：

输出电路主要指给控制电机停止电磁阀的控制输出，该输出用于在单片机发出报警信号时立即停止电机，它的可靠性直接决定了整个系统的可靠性。所以，这里采用了多重安全措施来保证输出的可靠性。输出电路原理图如图(IV)所示。

在图中，SSR1、SSR2都为常开触点。其中，SSR1为主控制继电器，由两片单片机输出的信号经过一个逻辑与门后进行控制，当两个单片机都输出安全信号即高电平时继电器触点闭合。SSR2为辅助控制继电器，它是与SSR1串联并且功能相同的一个冗余设计。正常工作时，SSR1与SSR2都闭合以使主电路导通，从而主电机开始运行。当一片单片机发出报警信号给继电器的同时，会发报警信号给另一片单片机，由另一片单片机通过串连在控制输出电路上的检测继电器K3检测报警信号是否执行，即SSR1是否断开，当SSR1没有断开时，它会向SSR2发报警信号以使控制输出断开，这样，就保证了输出的高可靠性。同时，我们选用的OMRON无触点固态继电器，也避免了普通继电器在特殊情况下发生粘连的情况。

根据电子线路制图规定，附图中相同标号的电路之间具有连接关系。

Claims (3)

1.一种高可靠性冲床自动保护装置，其组成包括：安装架，其特征是：所述的安装架与光幕发射器和光幕接受器连接，所述的安装架与立柱连接，所述的立柱与光电编码器连接，光电编码器通过传动带与冲头连接，所述的立柱与控制箱连接，所述的控制箱上装有液晶显示器和控制按钮，所述的控制箱上镶嵌有控制电路板和固态稳压小电源。

2.根据权利要求1所述的高可靠性冲床自动保护装置，其特征是：所述的控制电路板与光电编码器、安全光幕、液晶显示器和控制按钮连接，所述的控制电路板与固态稳压小电源连接。

3.根据权利要求1或2所述的高可靠性冲床自动保护装置，其特征是：所述的控制电路板上具有稳定性好的AC/DC开关电源电路、防抖动电路、输入电路、输出电路。

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