專利名稱：電子自動計米排線器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于脈沖技術。
目前國內電線電纜行業及型材行業的各種排線裝置是以機械工業部JB1291－73單螺桿塑料擠出機之絲杠排線裝置為依據，采用機械傳動(鏈傳動、齒輪傳動式)絲杠排線裝置，該裝置是電線電纜及型材生產專用設備之輔助配套設備，它對單一規格的線纜和型材生產雖可滿足生產工藝之要求，但當線纜和型材規格變化時需要重新計算配制掛輪和鏈輪，即便如此，常常也不能滿足生產工藝之要求，并且，機械排線系統設備龐大，間隙大，配合不緊密，可換性差，所以，當線纜及型材規格頻繁變化時無法適應和滿足生產工藝之要求。同時，由于收線與排線不能同步運行，所以在排線過程中經常出現亂線、壓線、擠傷線等排線不整齊的現象。為了能保證收線與排線之間的同步運行，常常不得不借助于手輪排線，或設專人用手動排線，這樣，不但勞動強度大，不安全，而且操作十分不方便。
本實用新型是機械工業部JB1291－73單螺桿塑料擠出機機械傳動式排線裝置之更新替代裝置。其目的是提供一種結構簡單，操作方便，能實現排線自動跟蹤收線，收線與排線之間可靠同步運行，以及多種規格線纜及型材頻繁變化時數字顯示自動排線，并能將排線長度和所需長度置入比較，并自動數字顯示計米的電子自動計米排線器。
由圖2和圖3可以看出，接通電源后，首先撳動脈沖計數比較器(10)中的數字開關KA1－KA3的按鍵將所需排線直徑的毫米數，折合成脈沖個數，置入脈沖計數比較器(10)的計數器JS1－JS3中，保持并顯示以待比較。從而，每當收線盤轉過一圈后，便由裝在收線盤主軸附近的霍爾元件(1)發出一個控制脈沖，該脈沖直接送入觸發脈沖控制器(2)的CP端，使觸發脈沖控制器(2)置″1″，與此同時，由脈沖發生器(3)產生的f0的固定頻率信號，通過選擇器(4)后直接送入脈沖計數比較器(10)和脈沖分配器(6)中，脈沖計數比較器(10)開始計數并顯示，與此同時，脈沖分配器(6)開始分配脈沖，該脈沖又經驅動電路(8)后，直接送入步進電機各相繞組，驅動步進電機拖動排線撥線叉進行直線位移。當脈沖計數比較器(10)所計入的脈沖數，通過內部比較與其所置入的脈沖數相一致時，便自動發出一進位信號，將觸發脈沖控制器(2)關斷，從而截斷了頻率為f0的脈沖信號向脈沖計數比較器(10)和脈沖分配器(6)的輸入，脈沖分配器(6)則停止工作，此時，步進電機已拖動排線撥線叉準確地移過了一根線纜或型材的直徑尺寸。當收線盤又轉過一圈時，霍爾元件(1)又發出一個控制脈沖，排線器重復以上動作步進電機拖動排線撥線叉又準確地移過一根電纜的直徑尺寸。如此往復，直至運行完一個線纜或型材收線盤的寬度尺寸后，排線撥線叉與裝在收線架上的換向電路(7)的H2霍爾元件相接觸，斷開正轉電源的同時，接通反轉電源，步進電機則處反轉通電運行狀態之下，隨著收線盤的不斷旋轉，控制脈沖不斷獲取，f0的頻率信號不斷送入，步進電機拖動排線撥線叉，又向相反方向移動，直至運行完一個收線盤的寬度尺寸后，排線撥線叉又與裝在收線架上的換向電路(7)的H3霍爾元件相接觸，斷開反轉電源的同時，接同正轉電源，從而步進電機又處于正轉通電運行狀態之下。由此，通過控制輸入給脈沖分配器(6)的脈沖個數，即達到了控制排線進給速度之目的，當排線速度加快時，獲得的控制脈沖個數也增加。從而排線速度也增加，反之亦然，由此實現了排線自動跟綜收線，收線與排線可靠同步運行，數字直觀顯示自動排線之目的。
目前在機械工業部JB1291－73單螺桿塑料擠出機之機械傳動式排線裝置上，所進行的多種規格線材的排線，均可用該排線器來完成。因為每種規格的線徑對應于一定的排線距離和速度，同樣，對應于一種排線距離和速度，從而也就對應于輸入給脈沖分配器(6)的不同脈沖個數，控制輸入脈沖個數，也即達到了控制排線撥線叉帶動線纜或型材移動的距離，也即達到了各種規格線材排線之目的。每向步進電機繞組輸入一個脈沖，步進電機旋轉一個步距角Q0＝0.75度，步進電機旋轉一周需要的脈沖數為P0＝480個，選用速比為21，螺距為40毫米的螺紋絲杠，它每轉一周，則需要P0／2＝240個脈沖，則每毫米所需脈沖個數為P＝240÷40＝6個／毫米。當所排線材的外徑尺寸為19.5毫米時，收線盤每轉一圈，需要排線撥線叉帶動線材準確地移過19.5毫米的直線距離，這個距離折算成脈沖個數為19.5毫米×6個／毫米＝117個。接通電源后，首先撳動脈沖計數比較器(10)中數字開關KA1－KA3的按鍵，使KA1顯示7，KA2顯示1，KA3顯示1，則此時脈沖計數比較器(10)中就置入了117這個數值。從而，每當收線盤轉過一圈，便從霍爾元件(1)處，發出一觸發脈沖，使觸發脈沖控制器(2)打開，則f0的頻率信號，源源不斷地同時送入脈沖計數比較器(10)和脈沖分配器(6)中，當脈沖計數比較器(10)記夠117個脈沖后，與置入數進行比較，二者相一致時，便自動發出一關斷信號，將觸發脈沖控制器(2)關斷，從而截斷了f0的頻率信號向脈沖計數比較器(10)和脈沖分配器(6)的輸入，脈沖分配器(6)則停止工作，此時，步進電機已拖動排線撥線叉準確地移過了19.5毫米的直線距離。當所排線材的外徑尺寸由19.5毫米改為25毫米時，只要將25毫米×6個／毫米＝180個脈沖，依上法置入到脈沖計數比較器(10)中，同樣每當收線盤轉過一圈，步進電機則帶動排線撥線叉準確地移過25毫米的直線距離。從而方便地實現了各種規格線材頻繁變化時的自動排線。當生產電線電纜和型材的外徑尺寸小于10毫米或大于30毫米時，考慮到節約能源，防止大馬拉小車或誤動作，所以只要再配入滿足輸出轉矩要求的相應電機和驅動電路，即可依上法安全可靠地工作。理論上講對任意規格的電線電纜和型材的排線，均可滿足要求。
由圖5、圖6可知，由霍爾元件(1)產生控制脈沖，使得每當收線盤轉過一圈，便可獲得一個理想的控制脈沖。并由脈沖發生器(3)組成可調頻率f0為10－1000赫芝的低頻脈沖振蕩源；由觸發器DS1和DS2構成觸發脈沖控制器(2)，由此控制脈沖信號的輸入和關斷，由與非門C036－1和C036－2組成選擇器(4)，以滿足相序和控制的要求，并由數字開關KA1－KA3和計數器JS1－JS3、譯碼器EM1－EM3及顯示屏SM1－SM3和電阻R10－R15、二極管D1－D12組成脈沖計數比較器(10)，靠此輸入、比較、記錄和控制輸入給脈沖分配器(6)的脈沖個數和檢測觸發脈沖控制器(2)的輸出或截止。為了保證系統的起始狀態處于零狀態和脈沖分配器在有效狀態下的循環，由與非門C036－6、電阻R6、電容C2和按鈕組成清零電路，使得在接通電源后，撳動此按鈕便可使系統清零，從而使脈沖計數比較器(10)在CP脈沖到來時能夠正確地計數、比較，并使脈沖分配器(6)在CP脈沖到來時，正確地向步進電機各相繞組分別供電。同時由三極管T2－T5，二極管D30－D33和電阻R34－R41組成了步進電機驅動電路。為了防止大功率管因過電壓而損壞，線路上采取了限制過電壓保護措施，同時，由D30和R40組成續流泄放回路，使得步進電機繞組二端電壓得到限制，起到了保護繞組的作用。而且，每相繞組均裝有指示燈E，檢測步進電機各相繞組的工作狀態，使工作人員及時發現故障。同時，考慮到步進電機相序問題，在驅動電路前加入了與非門C036，以保證驅動電路在正觸發脈沖到來時，正確地向步進電機各相繞組分別供電。并由觸發器DS3、光電隔離管G1、G2、霍爾元件H2和H3組成步進電機正反轉換向電路(7)，使步進電機能夠準確地在接通正轉電源的同時，斷開反轉電源，實現往復運行排線。由與非門C036－7和C036－8、電容C3、電阻R9和按鈕組成置數電路(9)，撳動置數電路(9)中的按鈕，可調出脈沖計數比較器(10)中所置入的數，以檢測規定的數值是否已正確無誤地置入，或必要時進行修改所置入的數值，以保證正確地跟蹤排線。
由圖4可看出，接通電源后，撳動清零電路(12)使系統清零，然后撳動計米比較顯示器(13)中數字開關KA4－KA7的″－″鍵，置入所需電線電纜或型材的長度數值，由此置入的數值將始終保持在計米比較顯示器(13)中(除非再置入新的數值時通過清零電路使其撤消)。此時，每當電線電纜或型材在出線牽引輪的拖動下，無滑動地移過定長距離后，便由裝在出線牽引輪附近的霍爾元件H4使得計米脈沖發生器(11)產生一個脈沖信號，該脈沖直接送入計米比較顯示器(13)中，在計米比較顯示器(13)的作用下，該脈沖準確變換成線材所移過的實際長度數值并與已置入的所需長度數置相減，并在顯示器上顯示其差，當牽引輪拖動線材不斷地運行，計米脈沖發生器(11)不斷地發出脈沖，計米比較顯示器(13)中的顯示屏上的數值不斷地減少，當顯示屏上的數值減到零時，三極管T2的基極為高電平，報警電路(14)中的繼電器動作，使警鈴報警，告知工作人員及時換盤，此時，收線盤上已經纏繞了規定長度的電線電纜或型材。同時，該電路也可進行加法計米，工作過程與上法相同，只不過在置數時要撳動計米比較顯示器(13)中數字開關KA4－KA7的″＋″鍵將所需的長度數值置入，則計米脈沖發生器(11)每發出一個脈沖，計米比較顯示器(13)就會將該脈沖所變換成的實際長度數值相迭加，并將迭加后的長度數值在顯示屏上顯示出來，當顯示屏上所顯示的數字與置入的數值相等時，經過內部比較，則報警。同時，若給計米比較顯示器(13)不置入規定的長度數值，則可一直迭加下去，并顯示迭加后的數值，直到排線結束，此時顯示屏上的數值便是線材的實際長度，從而方便地實現了不同要求下的自動計米，數字顯示之目的。
由圖6、圖7可知，該電路是由霍爾元件H4、電阻R20、R21和光電隔離管G3組成脈沖發生器(11)，靠此獲取脈沖信號，從而計算出線材所移過的距離。同時由計數器JS4－JS7、數字開關KA4－KA7及譯碼器EM4－EM7、顯示屏SM4－SM7、電阻R23－R30和二級管D13－D28組成計米比較顯示器(13)，由此將脈沖信號變換成的長度數值進行遞減或迭加、數值比較和自動計米并顯示。并且由三極管T1、二極管D29、繼電器J和警鈴組成報警電路(14)，能夠在計夠規定的長度數值時及時報警，提醒工作員及時換盤。為了保證系統在起始狀態從零計數，還設置了由電阻R22、電容C4、與非門C036－12及按鈕組成的手動清零電路(12)和由電阻R31、電容C5組成的自動清零電路，使得接通電源后，自動清零電路使系統處于零狀態。從零開始計數，當記了一定數值后需要重新計數時，可撳動清零電路(12)中的按鈕使之清零，然后重新計數。同時，為了將所需線材的長度數值準確地置入計米比較顯示器(13)中，并且電路上還設置了由電阻R33、電容C6、與非門C036－13及按鈕組成的置數電路(15)，撳動置數電路(15)中的按鈕，可調出計米比較顯示器(13)中所置入的數，以觀測規定的數值是否已正確無誤地置入，或必要時進行修改，以保證正確地跟蹤計米，使系統方便可靠地工作。
權利要求1.一種用于電線電纜和型材的電子自動計米排線器，其特征在于它由排線控制電路和自動計米電路組成，自動計米電路包括計米脈沖發生器(11)、清零電路(12)，計米比較顯示器(13)、報警電路(14)和置數電路(15)，計米脈沖發生器(11)輸出的脈沖信號送入計米比較顯示器(13)，當輸入脈沖個數與計米比較顯示器(13)預設置脈沖數相同時，計米比較顯示器(13)輸出信號啟動報警電路(15)，使之報警；清零電路(12)和置數電路(15)與計米比較顯示器(13)連接，可分別清零和設定脈沖數。
2.根據權利要求1所述的電子自動計米排線器，其特征在于a、計米脈沖發生器(11)由霍爾元件和光耦器組成，霍爾元件輸出的信號送入光耦器輸入端；b、計米比較顯示器(13)由至少四位七段譯碼驅動器、8421碼撥盤開關和同步加法計數器組成，每一位譯碼驅動器的輸入端與同步加法計數器對應輸出端相連的同時還通過二極管與8421碼撥盤開關對應的輸出端相連；置數電路(15)的輸出端與最高位同步加法計數器的脈沖輸入端(cl)相連，當置數電路(15)輸出高電平信號時，將撥盤開關所置數置入同步加法計數器中；清零電路(12)輸出端與除最高位外的其它同步加法計數器的cl和R端相連，當清零電路(12)輸出高電平時同步加法，計數器清零；c、報警電路(14)的輸入端與8421碼撥盤開關(KA4～KA7)的輸出端相連，當同步加法計數器所計脈沖數與撥盤開關所置脈沖數相同時，撥盤開關輸出端輸出低電平，使報警電路啟動報警。
3.根據權利要求1或2所述的電子自動計米排線器，其特征在于排線控制電路由霍爾元件(1)、觸發脈沖控制器(2)、脈沖發生器(3)、選擇器(4)、清零電路(5)，脈沖分配器(6)、換向電路(7)、驅動電路(8)、置數電路(9)、脈沖計數比較器(10)組成，霍爾元件(1)的輸出端與觸發脈沖控制器(2)的輸入端連接，清零電路(5)與觸發脈沖控制器(2)相連，觸發脈沖控制器(2)的輸出端與選擇器(4)連接，脈沖發生器(3)的輸出端與選擇器(4)連接，選擇器(4)輸出的信號分別送入脈沖分配器(6)和脈沖計數比較器(10)中，換向電路(7)輸出信號給脈沖分配器(6)，使脈沖分配器(6)輸出的脈沖序列不同，當選擇器(4)送入的脈沖數與置數電路(9)所置入到脈沖計數比較器(10)中的預置數相同時，脈沖計數比較器(10)輸出信號給觸發脈沖控制器(2)，使選擇器(4)關閉，從而脈沖發生器(3)的輸出信號不能通過選擇(4)而進入脈沖計數比較器(10)和脈沖分配器(6)中。
4.根據權利要求3所述的電子自動計米排線器，其特征在于脈沖計數比較器(10)由至少三位譯碼驅動器、1／N計數器和8421碼撥盤開關組成，1／N計數器的輸出端與譯碼驅動器的對應輸入端連接，8421碼撥盤開關的輸出端通過二極管與1／N計數器的對應輸入端連接，1／N計數器的預置充許端(PE)互相連接，并與觸發脈沖控制器(2)和置數電路(9)的輸出端相連。
專利摘要該排線器以機械工業部JB1291-73單螺桿塑料擠出機的排線裝置為依據，將以往的機械傳動式排線裝置改為以數控電路作為控制元件，以步進電動機作為拖動電機的電子自動計米排線器，從而實現了排線自動跟蹤收線，收線與排線可靠同步運行，解決了機械傳動式排線的亂線、壓線、擠傷線等排線不整齊的現象，由于自動數字顯示可直觀檢測調整，方便地實現了線纜及型材規格頻繁變化時的自動排線。還可同時實現多種計米功能，將排線長度方便地記錄并顯示出來。
文檔編號B65H63/00GK2060437SQ8822107
公開日1990年8月15日 申請日期1988年12月9日 優先權日1988年12月9日
發明者張文明 申請人:張文明