专利名称：冲床设备人身安全保护装置的制作方法
技术领域：
冲床设备人身安全保护装置技术领域[0001]本实用新型涉及安全防护装置领域，特别涉及一种冲床设备人身安全保护装置。
技术背景[0002]随着工业的发展，冲压工艺及其制品在工业生产中占有重要地位，它具有效率高、 质量好、重量轻和成本低等优点，因此在汽车、电器、仪表及日用品等生产部门中得到广泛 应用，而冲压生产中所采用的设备主要是冲床，冲压工艺是五金制品在工业生产中占有重 要地位，冲床滑块行程次数高.操作频繁，动作重复，再加上噪声和振动的影响，操作工人 极易疲劳，在冲床工作时，工人稍不留神就有发生事故的可能。[0003]我国的冲床绝大多数采用刚性离合器，刚性离合器具有结构简单、成本低廉和不 需气源的优点，但采用刚性离合器的冲床只能在上死点附近停车，不能在滑块下行时进行 紧急制动，因此难于进行安全生产，国外多采用摩擦离合器来解决这个问题。但在我国考虑 设备的成本以及使用费用，特别是现有几十万台的冲床，采用刚性离合器的冲床不能全部 废弃，因此对冲床的改造，使它适应光电安全保护装置，保证安全生产的要求。[0004]我国不少单位对冲床的安全生产进行了研究，出现了不少安全装置。最早出现的 是机械式安全装置，如栅栏式安全装置、拉手式安全装置和牵手式安全装置等。此类装置结 构简单，但给操作者带来不便，影响生产，故使用不多。其后.出现了具有一次保护功能的 光电式安全装置，即手置于模具刃口(以下简称模口)时，光线讯号被遮断，冲床便不能开 动，起到一定安全保护作用。但冲床开动以后，即滑块在下行过程中，如手误入模口，冲床不 会紧急停车，还会产生伤手事故，因此这种装置的安全性仍不可靠。实用新型内容[0005]本实用新型的目的是提供一种采用光传感器作为探测工人的手及身体其它部位 是否离开危险区的敏感元件，若检测到手及其它部位未离开危险区时，光电保护装置立即 动作，使冲床立即制动停车的冲床设备人身安全保护装置。[0006]本实用新型所采用的技术方案是这样的一种冲床设备人身安全保护装置，由红 外发射、红外接收、控制电路三部分组成，所述红外发射电路包括红外发光管及振荡器，振 荡器的第3输出端直接驱动三只红外发光二极管VD1-VD3工作，所述红外接收电路主要由 三只光敏三极管VT1-VT3及四运放IC3组成，光信号经反相交流放大器IC3-1放大后输入 到IC3-2进行选通比较，选通信号取自振荡器的A输出端，经VD4、VD5倍压检波后，检测C 点的高低电平，经同相比较器IC3-3输出同相控制信号XT，经反相比较器IC3-4输出反相控 制信号XF，所述控制电路在控制信号XT和XF的作用下，半导体管VT4和VT5分别驱动继电 器Kl和K2工作，通过Kl和K2的触点K1-2和K2-2便可控制止动电磁铁Y。[0007]由发光二极管VD11、VD14和行程开关XS构成行程联锁回路，在冲头上行时，开关 XS处于闭合状态，发光二极管VDll和VD14通过开关XS接地导通，继电器Kl保持通电工 作，K2保持不工作，不受控制信号XT和XF的控制；而当冲头下行处于保护行程时，开关XS断开，发光二极管二极管VDll和VD14截止，继电路受控于控制信号；此时若发生人体遮挡 光线控制信号XT = 0、XF = 1，VT4截止Kl不工作，其触点K1-2保持常闭状态，而VT5导 通，K2工作，其触点K2-2处于断开状态.制动电磁铁Y不工作，而制动冲床停止运行。[0008]所述控制电路中设有故障自检控制电路，故障自检控制电路由按钮开关QS和继 电器K4构成的启动电路，当接通总电源后，按动启动按钮QS，则继电器K3通过Kl-I常开 触点的闭合、K2-1常闭触点、K4常闭触点及QS而得电工作，并由其触点K3-1的闭合而自 锁，与此同时继电器K4也经R26、C14延时得电工作，其触点K4-1将继电器K3的启动电路 切断，在电路正常工作时，继电器K3和K4均处于工作状态，二极管VD14由于反偏而截止， 报警指示灯VD16不亮。[0009]所述振荡器采用555时基集成电路，并连接7812稳压电路，7812稳压电路的第2 脚输出端连接一消振电容C4，第3脚输出端连接电容器C5。[0010]通过采用前述技术方案，本实用新型的有益效果是该装置采用光传感器作为探 测工人的手及身体其它部位是否离开危险区的敏感元件，若检测到手及其它部位未离开危 险区时，光电保护装置立即动作，使冲床立即制动停车，并设由电路故障自检功能，在保护 电路一旦出现故障时，不仅能及时发出故障警告信号，而且还能自动闭锁冲床，工人则无法 再启动冲床，这可以从根本上解决保护电路失灵带来的不安全问题。
[0011]图1是本实用新型实施例的工作原理框图；[0012]图2是本实用新型实施例的电路原理图。
具体实施方式
[0013]
以下结合附图和具体实施方式
来进一步说明本实用新型。[0014]如图1、图2所示，一种冲床设备人身安全保护装置，由红外发射、红外接收、控 制电路三部分组成，所述红外发射电路包括红外发光管及振荡器，振荡器的第3输出端 直接驱动三只红外发光二极管VD1-VD3工作，所述红外接收电路主要由三只光敏三极管 VT1-VT3及四运放IC3组成，当VD1-VD3、VT1-VT3拨在遮光时VT1-VT3停止工作；相反，当 VD1-VD3、VT1-VT3拨在透光时VT1-VT3工作。光信号经反相交流放大器IC3-1放大后输入 到IC3-2进行选通比较，选通信号取自振荡器ICl的A输出端，当A点为高电平时，发光二极 管截止，IC3-2的反相输入端为高电平，其输出端被钳制在低电平，这时即使IC3-2的同相 输入端有干扰信号也无法通过。当A点为低电平时，发光二极管导通工作，IC3-2的反相输 入端便可建立正常的比较电压，只有光信号幅值大于该比较电压时，IC3-2才输出高电平， 从而达到抑制杂散信号的目的。当红外光没有遮挡的情况下，IC3-2比较器输出一系列正 脉冲信号，经VD4、VD5倍压检波在C点建立起高电平，此时同相比较器IC3-3输出同相控制 信号XT= 1。反相比较器IC3-4输出反相控制信号XF = 0。当红外光受到遮档时，光电信 号消失，C点变为低电平，两比较器输出控制信号反相，即XT = 0，XF = 1。在控制信号XT 和XF的作用下，半导体管VT4和VT5分别驱动继电器Kl和K2工作。由于继电器K3在电 路开始工作时已处于工作状态，因此通过Kl和K2的触点K1-2和K2-2便可控制止动电磁 铁Y。[0015]为保证冲头上行期间的取料、送料工序操作在遮挡光线时保护电路不工作，电路 中设置的VD11、VD14和行程开关XS构成行程联锁回路。在冲头上行时，XS处于闭合状态， VDll和VD14通过XS接地导通，继电器Kl保持通电工作，K2保持不工作，不受控制信号XT 和XF的控制。而当冲头下行处于保护行程时，XS断开，VDll和VD14截止，继电路受控于 控制信号。电路进入保护状态。此时若发生人体遮挡光线控制信号XT = 0、XF = 1，VT4 截止Kl不工作，其触点K1-2保持常闭状态，而VT5导通，K2工作，其触点K2-2处于断开状 态.制动电磁铁Y不工作，而制动冲床停止运行，起到保护作用。[0016]电路中自检波后的电路均属于直接耦合电路，其中任一级出现故障.都会直接影 响继电器Kl和K2的正常工作。所述控制电路中设有故障自检控制电路，故障自检电路就是 为判断这些电路是否出故障而设置的，自检继电器K3就是用来实现故障判断的，故障自检 控制电路由按钮开关QS和继电器K4构成的启动电路，当接通总电源后，按动启动按钮QS， 则继电器K3通过Kl-I常开触点的闭合、K2-1常闭触点、K4常闭触点及QS而得电工作，并 由其触点K3-1的闭合而自锁，与此同时继电器K4也经R26、C14延时得电工作，其触点K4-1 将继电器K3的启动电路切断，以保证K3在可靠的自锁条件下工作。在电路正常工作时，继 电器K3和K4均处于工作状态，二极管VD14由于反偏而截止，报警指示灯VD16不亮。[0017]所述振荡器采用555时基集成电路，由于555时基集成电路内部的比较器灵敏度 较高，而且采用差分电路形式，它的振荡频率受电源电压和温度变化的影响很小，当555时 基集成电路的3脚输出为高电平时，发光二极管截止，当3脚输出为高电平时，发光二极管 导通工作。555时基集成电路连接7812稳压电路，7812的内部设置了过流保护、芯片过热 保护及调整管安全工作区保护电路，由于具有使用方便、安全可靠、性能稳定和价格低廉等 优点，7812稳压电路的第2脚输出端连接一消振电容C4，第3脚输出端连接电容器C5，用于 抵消输入线较长时的电感效应，以防止电路产生自激振荡。[0018]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征及其优点，本行业的技术人 员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明中描述的只是说明本 实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化 和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围 由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求1.一种冲床设备人身安全保护装置，其特征在于由红外发射、红外接收、控制电路三 部分组成，所述红外发射电路包括红外发光管及振荡器，振荡器的第3输出端直接驱动三 只红外发光二极管VD1-VD3工作，所述红外接收电路主要由三只光敏三极管VT1-VT3及四 运放IC3组成，光信号经反相交流放大器IC3-1放大后输入到IC3-2进行选通比较，选通 信号取自振荡器的A输出端，经VD4、VD5倍压检波后，检测C点的高低电平，经同相比较器 IC3-3输出同相控制信号XT，经反相比较器IC3-4输出反相控制信号XF，所述控制电路在控 制信号XT和XF的作用下，半导体管VT4和VT5分别驱动继电器Kl和K2工作，通过Kl和 K2的触点K1-2和K2-2便可控制止动电磁铁Y ；由发光二极管VD11、VD14和行程开关XS构成行程联锁回路，在冲头上行时，开关XS处 于闭合状态，发光二极管VDll和VD14通过开关XS接地导通，继电器Kl保持通电工作，K2 保持不工作，不受控制信号XT和XF的控制；而当冲头下行处于保护行程时，开关XS断开， 发光二极管二极管VDl 1和VD14截止，继电路受控于控制信号；此时若发生人体遮挡光线控 制信号XT = 0、XF = 1，VT4截止Kl不工作，其触点K1-2保持常闭状态，而VT5导通，K2工 作，其触点K2-2处于断开状态.制动电磁铁Y不工作，而制动冲床停止运行。
2.根据权利要求1所述的冲床设备人身安全保护装置，其特征在于所述控制电路中 设有故障自检控制电路，故障自检控制电路由按钮开关QS和继电器K4构成的启动电路， 当接通总电源后，按动启动按钮QS，则继电器K3通过Kl-I常开触点的闭合、K2-1常闭触 点、K4常闭触点及QS而得电工作，并由其触点K3-1的闭合而自锁，与此同时继电器K4也 经R26、C14延时得电工作，其触点K4-1将继电器K3的启动电路切断，在电路正常工作时， 继电器K3和K4均处于工作状态，二极管VD14由于反偏而截止，报警指示灯VD16不亮。
3.根据权利要求1所述的冲床设备人身安全保护装置，其特征在于所述振荡器采用 555时基集成电路，并连接7812稳压电路，7812稳压电路的第2脚输出端连接一消振电容 C4，第3脚输出端连接电容器C5。
专利摘要本实用新型涉及一种冲床设备人身安全保护装置，由红外发射、红外接收、控制电路三部分组成，所述红外发射电路包括红外发光管及振荡器，振荡器的第3输出端直接驱动三只红外发光二极管VD1-VD3工作，所述红外接收电路主要由三只光敏三极管VT1-VT3及四运放IC3组成，经同相比较器IC3-3输出同相控制信号XT，经反相比较器IC3-4输出反相控制信号控制止动电磁铁Y，采用光传感器作为探测工人的手及身体其它部位是否离开危险区的敏感元件，使冲床立即制动停车，并设由电路故障自检功能，在保护电路一旦出现故障时，不仅能及时发出故障警告信号，而且还能自动闭锁冲床，工人则无法再启动冲床，这可以从根本上解决保护电路失灵带来的不安全问题。
文档编号B21D55/00GK201815604SQ20102057604
公开日2011年5月4日 申请日期2010年10月26日 优先权日2010年10月26日
发明者黄冬来 申请人:黄冬来