专利名称：电子自动计米排线器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于脉冲技术。
目前国内电线电缆行业及型材行业的各种排线装置是以机械工业部JB1291－73单螺杆塑料挤出机之丝杠排线装置为依据，采用机械传动(链传动、齿轮传动式)丝杠排线装置，该装置是电线电缆及型材生产专用设备之辅助配套设备，它对单一规格的线缆和型材生产虽可满足生产工艺之要求，但当线缆和型材规格变化时需要重新计算配制挂轮和链轮，即便如此，常常也不能满足生产工艺之要求，并且，机械排线系统设备庞大，间隙大，配合不紧密，可换性差，所以，当线缆及型材规格频繁变化时无法适应和满足生产工艺之要求。同时，由于收线与排线不能同步运行，所以在排线过程中经常出现乱线、压线、挤伤线等排线不整齐的现象。为了能保证收线与排线之间的同步运行，常常不得不借助于手轮排线，或设专人用手动排线，这样，不但劳动强度大，不安全，而且操作十分不方便。
本实用新型是机械工业部JB1291－73单螺杆塑料挤出机机械传动式排线装置之更新替代装置。其目的是提供一种结构简单，操作方便，能实现排线自动跟踪收线，收线与排线之间可靠同步运行，以及多种规格线缆及型材频繁变化时数字显示自动排线，并能将排线长度和所需长度置入比较，并自动数字显示计米的电子自动计米排线器。
由图2和图3可以看出，接通电源后，首先揿动脉冲计数比较器(10)中的数字开关KA1－KA3的按键将所需排线直径的毫米数，折合成脉冲个数，置入脉冲计数比较器(10)的计数器JS1－JS3中，保持并显示以待比较。从而，每当收线盘转过一圈后，便由装在收线盘主轴附近的霍尔元件(1)发出一个控制脉冲，该脉冲直接送入触发脉冲控制器(2)的CP端，使触发脉冲控制器(2)置″1″，与此同时，由脉冲发生器(3)产生的f0的固定频率信号，通过选择器(4)后直接送入脉冲计数比较器(10)和脉冲分配器(6)中，脉冲计数比较器(10)开始计数并显示，与此同时，脉冲分配器(6)开始分配脉冲，该脉冲又经驱动电路(8)后，直接送入步进电机各相绕组，驱动步进电机拖动排线拨线叉进行直线位移。当脉冲计数比较器(10)所计入的脉冲数，通过内部比较与其所置入的脉冲数相一致时，便自动发出一进位信号，将触发脉冲控制器(2)关断，从而截断了频率为f0的脉冲信号向脉冲计数比较器(10)和脉冲分配器(6)的输入，脉冲分配器(6)则停止工作，此时，步进电机已拖动排线拨线叉准确地移过了一根线缆或型材的直径尺寸。当收线盘又转过一圈时，霍尔元件(1)又发出一个控制脉冲，排线器重复以上动作步进电机拖动排线拨线叉又准确地移过一根电缆的直径尺寸。如此往复，直至运行完一个线缆或型材收线盘的宽度尺寸后，排线拨线叉与装在收线架上的换向电路(7)的H2霍尔元件相接触，断开正转电源的同时，接通反转电源，步进电机则处反转通电运行状态之下，随着收线盘的不断旋转，控制脉冲不断获取，f0的频率信号不断送入，步进电机拖动排线拨线叉，又向相反方向移动，直至运行完一个收线盘的宽度尺寸后，排线拨线叉又与装在收线架上的换向电路(7)的H3霍尔元件相接触，断开反转电源的同时，接同正转电源，从而步进电机又处于正转通电运行状态之下。由此，通过控制输入给脉冲分配器(6)的脉冲个数，即达到了控制排线进给速度之目的，当排线速度加快时，获得的控制脉冲个数也增加。从而排线速度也增加，反之亦然，由此实现了排线自动跟综收线，收线与排线可靠同步运行，数字直观显示自动排线之目的。
目前在机械工业部JB1291－73单螺杆塑料挤出机之机械传动式排线装置上，所进行的多种规格线材的排线，均可用该排线器来完成。因为每种规格的线径对应于一定的排线距离和速度，同样，对应于一种排线距离和速度，从而也就对应于输入给脉冲分配器(6)的不同脉冲个数，控制输入脉冲个数，也即达到了控制排线拨线叉带动线缆或型材移动的距离，也即达到了各种规格线材排线之目的。每向步进电机绕组输入一个脉冲，步进电机旋转一个步距角Q0＝0.75度，步进电机旋转一周需要的脉冲数为P0＝480个，选用速比为21，螺距为40毫米的螺纹丝杠，它每转一周，则需要P0／2＝240个脉冲，则每毫米所需脉冲个数为P＝240÷40＝6个／毫米。当所排线材的外径尺寸为19.5毫米时，收线盘每转一圈，需要排线拨线叉带动线材准确地移过19.5毫米的直线距离，这个距离折算成脉冲个数为19.5毫米×6个／毫米＝117个。接通电源后，首先揿动脉冲计数比较器(10)中数字开关KA1－KA3的按键，使KA1显示7，KA2显示1，KA3显示1，则此时脉冲计数比较器(10)中就置入了117这个数值。从而，每当收线盘转过一圈，便从霍尔元件(1)处，发出一触发脉冲，使触发脉冲控制器(2)打开，则f0的频率信号，源源不断地同时送入脉冲计数比较器(10)和脉冲分配器(6)中，当脉冲计数比较器(10)记够117个脉冲后，与置入数进行比较，二者相一致时，便自动发出一关断信号，将触发脉冲控制器(2)关断，从而截断了f0的频率信号向脉冲计数比较器(10)和脉冲分配器(6)的输入，脉冲分配器(6)则停止工作，此时，步进电机已拖动排线拨线叉准确地移过了19.5毫米的直线距离。当所排线材的外径尺寸由19.5毫米改为25毫米时，只要将25毫米×6个／毫米＝180个脉冲，依上法置入到脉冲计数比较器(10)中，同样每当收线盘转过一圈，步进电机则带动排线拨线叉准确地移过25毫米的直线距离。从而方便地实现了各种规格线材频繁变化时的自动排线。当生产电线电缆和型材的外径尺寸小于10毫米或大于30毫米时，考虑到节约能源，防止大马拉小车或误动作，所以只要再配入满足输出转矩要求的相应电机和驱动电路，即可依上法安全可靠地工作。理论上讲对任意规格的电线电缆和型材的排线，均可满足要求。
由图5、图6可知，由霍尔元件(1)产生控制脉冲，使得每当收线盘转过一圈，便可获得一个理想的控制脉冲。并由脉冲发生器(3)组成可调频率f0为10－1000赫芝的低频脉冲振荡源；由触发器DS1和DS2构成触发脉冲控制器(2)，由此控制脉冲信号的输入和关断，由与非门C036－1和C036－2组成选择器(4)，以满足相序和控制的要求，并由数字开关KA1－KA3和计数器JS1－JS3、译码器EM1－EM3及显示屏SM1－SM3和电阻R10－R15、二极管D1－D12组成脉冲计数比较器(10)，靠此输入、比较、记录和控制输入给脉冲分配器(6)的脉冲个数和检测触发脉冲控制器(2)的输出或截止。为了保证系统的起始状态处于零状态和脉冲分配器在有效状态下的循环，由与非门C036－6、电阻R6、电容C2和按钮组成清零电路，使得在接通电源后，揿动此按钮便可使系统清零，从而使脉冲计数比较器(10)在CP脉冲到来时能够正确地计数、比较，并使脉冲分配器(6)在CP脉冲到来时，正确地向步进电机各相绕组分别供电。同时由三极管T2－T5，二极管D30－D33和电阻R34－R41组成了步进电机驱动电路。为了防止大功率管因过电压而损坏，线路上采取了限制过电压保护措施，同时，由D30和R40组成续流泄放回路，使得步进电机绕组二端电压得到限制，起到了保护绕组的作用。而且，每相绕组均装有指示灯E，检测步进电机各相绕组的工作状态，使工作人员及时发现故障。同时，考虑到步进电机相序问题，在驱动电路前加入了与非门C036，以保证驱动电路在正触发脉冲到来时，正确地向步进电机各相绕组分别供电。并由触发器DS3、光电隔离管G1、G2、霍尔元件H2和H3组成步进电机正反转换向电路(7)，使步进电机能够准确地在接通正转电源的同时，断开反转电源，实现往复运行排线。由与非门C036－7和C036－8、电容C3、电阻R9和按钮组成置数电路(9)，揿动置数电路(9)中的按钮，可调出脉冲计数比较器(10)中所置入的数，以检测规定的数值是否已正确无误地置入，或必要时进行修改所置入的数值，以保证正确地跟踪排线。
由图4可看出，接通电源后，揿动清零电路(12)使系统清零，然后揿动计米比较显示器(13)中数字开关KA4－KA7的″－″键，置入所需电线电缆或型材的长度数值，由此置入的数值将始终保持在计米比较显示器(13)中(除非再置入新的数值时通过清零电路使其撤消)。此时，每当电线电缆或型材在出线牵引轮的拖动下，无滑动地移过定长距离后，便由装在出线牵引轮附近的霍尔元件H4使得计米脉冲发生器(11)产生一个脉冲信号，该脉冲直接送入计米比较显示器(13)中，在计米比较显示器(13)的作用下，该脉冲准确变换成线材所移过的实际长度数值并与已置入的所需长度数置相减，并在显示器上显示其差，当牵引轮拖动线材不断地运行，计米脉冲发生器(11)不断地发出脉冲，计米比较显示器(13)中的显示屏上的数值不断地减少，当显示屏上的数值减到零时，三极管T2的基极为高电平，报警电路(14)中的继电器动作，使警铃报警，告知工作人员及时换盘，此时，收线盘上已经缠绕了规定长度的电线电缆或型材。同时，该电路也可进行加法计米，工作过程与上法相同，只不过在置数时要揿动计米比较显示器(13)中数字开关KA4－KA7的″＋″键将所需的长度数值置入，则计米脉冲发生器(11)每发出一个脉冲，计米比较显示器(13)就会将该脉冲所变换成的实际长度数值相迭加，并将迭加后的长度数值在显示屏上显示出来，当显示屏上所显示的数字与置入的数值相等时，经过内部比较，则报警。同时，若给计米比较显示器(13)不置入规定的长度数值，则可一直迭加下去，并显示迭加后的数值，直到排线结束，此时显示屏上的数值便是线材的实际长度，从而方便地实现了不同要求下的自动计米，数字显示之目的。
由图6、图7可知，该电路是由霍尔元件H4、电阻R20、R21和光电隔离管G3组成脉冲发生器(11)，靠此获取脉冲信号，从而计算出线材所移过的距离。同时由计数器JS4－JS7、数字开关KA4－KA7及译码器EM4－EM7、显示屏SM4－SM7、电阻R23－R30和二级管D13－D28组成计米比较显示器(13)，由此将脉冲信号变换成的长度数值进行递减或迭加、数值比较和自动计米并显示。并且由三极管T1、二极管D29、继电器J和警铃组成报警电路(14)，能够在计够规定的长度数值时及时报警，提醒工作员及时换盘。为了保证系统在起始状态从零计数，还设置了由电阻R22、电容C4、与非门C036－12及按钮组成的手动清零电路(12)和由电阻R31、电容C5组成的自动清零电路，使得接通电源后，自动清零电路使系统处于零状态。从零开始计数，当记了一定数值后需要重新计数时，可揿动清零电路(12)中的按钮使之清零，然后重新计数。同时，为了将所需线材的长度数值准确地置入计米比较显示器(13)中，并且电路上还设置了由电阻R33、电容C6、与非门C036－13及按钮组成的置数电路(15)，揿动置数电路(15)中的按钮，可调出计米比较显示器(13)中所置入的数，以观测规定的数值是否已正确无误地置入，或必要时进行修改，以保证正确地跟踪计米，使系统方便可靠地工作。
权利要求1.一种用于电线电缆和型材的电子自动计米排线器，其特征在于它由排线控制电路和自动计米电路组成，自动计米电路包括计米脉冲发生器(11)、清零电路(12)，计米比较显示器(13)、报警电路(14)和置数电路(15)，计米脉冲发生器(11)输出的脉冲信号送入计米比较显示器(13)，当输入脉冲个数与计米比较显示器(13)预设置脉冲数相同时，计米比较显示器(13)输出信号启动报警电路(15)，使之报警；清零电路(12)和置数电路(15)与计米比较显示器(13)连接，可分别清零和设定脉冲数。
2.根据权利要求1所述的电子自动计米排线器，其特征在于a、计米脉冲发生器(11)由霍尔元件和光耦器组成，霍尔元件输出的信号送入光耦器输入端；b、计米比较显示器(13)由至少四位七段译码驱动器、8421码拨盘开关和同步加法计数器组成，每一位译码驱动器的输入端与同步加法计数器对应输出端相连的同时还通过二极管与8421码拨盘开关对应的输出端相连；置数电路(15)的输出端与最高位同步加法计数器的脉冲输入端(cl)相连，当置数电路(15)输出高电平信号时，将拨盘开关所置数置入同步加法计数器中；清零电路(12)输出端与除最高位外的其它同步加法计数器的cl和R端相连，当清零电路(12)输出高电平时同步加法，计数器清零；c、报警电路(14)的输入端与8421码拨盘开关(KA4～KA7)的输出端相连，当同步加法计数器所计脉冲数与拨盘开关所置脉冲数相同时，拨盘开关输出端输出低电平，使报警电路启动报警。
3.根据权利要求1或2所述的电子自动计米排线器，其特征在于排线控制电路由霍尔元件(1)、触发脉冲控制器(2)、脉冲发生器(3)、选择器(4)、清零电路(5)，脉冲分配器(6)、换向电路(7)、驱动电路(8)、置数电路(9)、脉冲计数比较器(10)组成，霍尔元件(1)的输出端与触发脉冲控制器(2)的输入端连接，清零电路(5)与触发脉冲控制器(2)相连，触发脉冲控制器(2)的输出端与选择器(4)连接，脉冲发生器(3)的输出端与选择器(4)连接，选择器(4)输出的信号分别送入脉冲分配器(6)和脉冲计数比较器(10)中，换向电路(7)输出信号给脉冲分配器(6)，使脉冲分配器(6)输出的脉冲序列不同，当选择器(4)送入的脉冲数与置数电路(9)所置入到脉冲计数比较器(10)中的预置数相同时，脉冲计数比较器(10)输出信号给触发脉冲控制器(2)，使选择器(4)关闭，从而脉冲发生器(3)的输出信号不能通过选择(4)而进入脉冲计数比较器(10)和脉冲分配器(6)中。
4.根据权利要求3所述的电子自动计米排线器，其特征在于脉冲计数比较器(10)由至少三位译码驱动器、1／N计数器和8421码拨盘开关组成，1／N计数器的输出端与译码驱动器的对应输入端连接，8421码拨盘开关的输出端通过二极管与1／N计数器的对应输入端连接，1／N计数器的预置充许端(PE)互相连接，并与触发脉冲控制器(2)和置数电路(9)的输出端相连。
专利摘要该排线器以机械工业部JB1291-73单螺杆塑料挤出机的排线装置为依据，将以往的机械传动式排线装置改为以数控电路作为控制元件，以步进电动机作为拖动电机的电子自动计米排线器，从而实现了排线自动跟踪收线，收线与排线可靠同步运行，解决了机械传动式排线的乱线、压线、挤伤线等排线不整齐的现象，由于自动数字显示可直观检测调整，方便地实现了线缆及型材规格频繁变化时的自动排线。还可同时实现多种计米功能，将排线长度方便地记录并显示出来。
文档编号B65H63/00GK2060437SQ8822107
公开日1990年8月15日 申请日期1988年12月9日 优先权日1988年12月9日
发明者张文明 申请人:张文明