专利名称：高可靠性冲床自动保护装置的制作方法
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。
技术背景
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
3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，能消除毛剌现象。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 U和出料口的安装架3与光幕发射器l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l、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
4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，即使有钩体穿过 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。电源龟路原理图 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千扰而产生毛剌， 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;r/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;r/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(m)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捡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。
权利要求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l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。
专利摘要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。
文档编号F16P3/14GK201348130SQ20082011707
公开日2009年11月18日 申请日期2008年6月13日 优先权日2008年6月13日
发明者波 尤, 磊 席, 许家忠 申请人:哈尔滨理工大学