устройство для управления упаковочной машиной циклического действия

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ УПАКОВОЧНОЙ МАШИНОЙ ЦИКЛИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, счетчик, преобразователь кода, логический элемент и рабочие элементы упаковочной машины, отличающееся тем, что выход генератора импульсов дополнительно соединен с входом логического элемента.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что счетчик содержит два элемента 2И-НЕ и последовательно соединенные первый и второй десятичные счетчики, причем выходы первого и последнего разрядов первого двоичного счетчика соединены с входами первого элемента 2И-НЕ, выход которого связан с входом обнуления первого двоичного счетчика, последний разряд второго двоичного счетчика подключен к объединенным входам второго элемента 2И-НЕ, выход которого соединен с входом обнуления второго двоичного счетчика.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что преобразователь кода выполнен в виде двух дешифраторов, входы которых соединены с выходами счетчика, а выходы с входами комбинационной схемы, выполненной на элементах 2И-НЕ, при этом выходы комбинационной схемы являются выходами преобразователя кода.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что логический элемент выполнен в виде JK триггеров, информационные входы которых соединены с выходами преобразователя кода, а тактовые входы объединены и подключены к выходу генератора импульсов, при этом выходы JK триггеров связаны через ключи с рабочими элементами упаковочной машины.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в качестве устройства управления упаковочной машиной циклического действия, например молокоразливочного автомата.

Известно устройство для управления упаковочной машиной циклического действия [1] cодержащее генератор импульсов, счетчик, логические элементы.

Известно другое устройство для управления упаковочной машиной циклического действия [2] имеющее наибольшее число сходных признаков с заявляемым устройством и содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, счетчик, преобразователь кода, рабочий элемент.

Однако известные устройства недостаточно надежны и точны в работе, вследствие того, что генератор импульсов в них выполнен в виде электромеханического устройства, содержащего приводной вал с шестернями, импульсный диск и магнитные индукционные датчики. При этом длительность генерируемых прямоугольных импульсов и частота сигнала определяются скоростью оборотов импульсного диска и шириной имеющихся на нем зубьев, а следовательно, зависят от разброса допусков, а также износа в процессе эксплуатации механических деталей, таких как шестерен и др. Кроме того, известные устройства трудоемки в изготовлении.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение надежности и точности работы устройства для управления упаковочной машиной циклического действия, а также снижение трудоемкости его изготовления.

Для решения поставленной задачи в устройстве для управления упаковочной машиной циклического действия, содержащем последовательно соединенные генератор импульсов, счетчик, преобразователь кода и логический элемент, согласно изобретению, генератор импульсов выполнен в виде электронного устройства, дополнительно соединенного с входом логического элемента. В частности задача решается тем, что счетчик содержит два элемента 2И-НЕ и последовательно соединенные первый и второй двоичные счетчики, причем выходы первого и последнего разрядов первого двоичного счетчика соединены с входами первого элемента 2И-НЕ, выход которого связан с входом обнуления первого двоичного счетчика, последний разряд второго двоичного счетчика подключен к обозначенным входам второго элемента 2И-НЕ, выход которого соединен с входом обнуления второго двоичного счетчика. Задача решается также тем, что преобразователь кода выполнен в виде двух дешифраторов, входы которых соединены с выходами счетчика, а выходы с входами комбинационной схемы, выполненной на элементах 2И-НЕ, при этом выходы комбинационной схемы являются выходами преобразователя кода. Кроме того, логический элемент выполнен в виде I-K-триггеров, информационные входы которых соединены с выходами преобразователя кода, а тактовые входы объединены и подключены к выходу генератора импульсов, при этом выходы I-K-триггеров связаны через ключи с рабочими элементами упаковочной машины.

Выполнение генератора импульсов в виде электронного устройства обуславливает более высокую стабильность формируемых импульсов, снижает отклонение от номинальной частоты вырабатываемого сигнала, тем самым обеспечивая уменьшение погрешности дозирования упаковываемого продукта, повышение точности формования упаковочного материала, например, в пакеты. Кроме того, такое выполнение устройства позволяет снизить потребляемую мощность, уменьшить металлоемкость конструкции, ее массу, снизить трудоемкость изготовления. Соединение выхода генератора импульсов с дополнительным входом логического устройства позволяет синхронизировать работу упаковочной машины, предотвратить сбои, гонки, возникающие в результате работы преобразователя кода. Кроме того, выполнение счетчика в виде последовательно соединенных первого и второго двоичных счетчиков позволяет получить требуемый коэффициент пересчета, обеспечивающий необходимую точность работы упаковочной машины. Выполнение преобразователя кода в виде двух дешифраторов и комбинационной схемы с их взаимосвязями обеспечивает заданную цикло- грамму работы упаковочной машины.

Для изменения циклограммы необходимо выполнить переключение выходов дешифраторов и входов комбинационной схемы.

Логическое устройство, состоящее из I-K-триггеров позволяет снизить аппаратные затраты при увеличении точности работы устройства, при этом подключение тактовых входов I-K-триггеров к выходу генератора обеспечивает синхронность работы упаковочной машины, предотвращает сбои, гонки.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 принципиальная электрическая схема устройства; на фиг. 3 циклограмма работы устройства.

Устройство для управления упаковочной машиной циклического действия (фиг. 1) содержит генератор 1 импульсов, соединенный со входом счетчика 2, подключенного к преобразователю кода 3. Выходы преобразователя кода 3 соединены с входами логического элемента 4, управляющего электронными ключами 5.

Генератор 1 импульсов (фиг. 2) состоит из трех инверторов 6, 7, 8, соединенных последовательно кольцом, резисторов 9, 10, 11, конденсатора 12, элемента 2И-НЕ 13 и переключателя 14.

Счетчик 2 содержит два каскада 15, 16. Каскад 15 имеет коэффициент пересчета, равный девяти, каскад 16 имеет коэффициент пересчета 8. Таким образом, общий коэффициент пересчета счетчика 2 равен: 8 x 9=72. Обнуление двоичных счетчиков 15, 16 реализовано элементами 2И-НЕ 17, 18.

Преобразователь кода 3 содержит дешифраторы 19 и 20 и комбинационную схему, выполненную на элементах 2И-НЕ 21 44, входы которых подключены к выходам дешифраторов 19 и 20, а выходы являются выходами преобразователя кода 3.

Логический элемент 4 состоит из I-K-триггеров 45 52, информационные выходы которых соединены с выходами преобразователя кода 3, а тактовые входы объединены и подключены к выходу генератора 1 импульсов. Прямые выходы I-K-триггеров 45 52 связаны с входами электронных ключей 5, управляющих рабочими элементами упаковочной машины.

Устройство для управления упаковочной машиной циклического действия работает следующим образом.

В исходном состоянии счетчик 2 обнулен, импульсы на выходе генератора 1 отсутствуют. При подключении второго вывода элемента 2И-НЕ 13 к шине питания, т. е. изменение состояние переключателя 14, последовательность импульсов, вырабатываемая генератором 1, поступает на вход счетчика 2, который одновременно является счетным входом двоичного счетчика 15, имеющего коэффициент пересчета, равный девяти (см. фиг. 3, а). С выхода четвертого разряда счетчика 15 импульсы поступают на счетный вход счетчика 16, коэффициент пересчета которого равен восьми (см. фиг. 3, б). Таким образом, общий коэффициент пересчета счетчика 2 равен 9 х 8=72, т.е. счетчик 2 имеет на выходе 72 комбинации. Если считать, что полный цикл работы устройства равен 360^о, то смена комбинаций происходит через 360^o/72=5^o.

Цифровые коды счетчиков 15, 16 поступают на входы дешифраторов 19, 20 и преобразуются ими в унитарные коды. Т.е. на одном из выходов дешифратора 19, соответствующем определенному состоянию счетчика 15, присутствует "0" сигнал, а на вcех оcтальных выходах cигнал, cоответcтвую-щий уровню "1", и на одном из выходов дешифратора 20, соответствующем определенному состоянию счетчика 16 также присутствует "0" сигнал, на всех остальных выходах сигнал, соответствующий уровню "1". Выходные сигналы дешифраторов 19, 20 инвертируются схемами 2И-НЕ 21 44, выходы которых попарно объединены так, что один из элементов 2И-НЕ пары инвертирует сигнал с выхода дешифратора 19, другой с выхода дешифратора 20. Только при появлении "0" сигналов на входах каждого из элементов пары, на объединенном выходе присутствует "1" сигнал. Таким образом, на каждом объединенном выходе, являющемся выходом комбинационной схемы, появляется "1" сигнал, соответствующий определенной комбинации на выходе счетчика 2, т.е. каждой комбинации соответствует пара элементов 2И-НЕ 21 44. При этом количество пар может быть равным от 2 до n (где n количество комбинаций на выходе счетчика 2) и определяется заданной циклограммой работы устройства. Попарно объединенные выходы схем 2И-НЕ подключены к информационным входам I и K-триггеров 45 52 так, что на I-входы поступают сигналы, устанавливающие триггеры 45 52 в единичное состояние, а на К-входы устанавливающие их в "0" состояние, соответственно заданной циклограмме. В частности, согласно циклограмме конкретного устройства управления, на прямом выходе триггера 45 должен присутствовать "1" сигнал с начала цикла работы устройства (см. фиг. 3, в) до 170о. Для этого на I-вход триггера 45 поступает "1" сигнал, когда на выходе счетчика 15 цифровой код 0000 и на выходе счетчика 16 код 000, а на К-вход поступает "1" сигнал при коде 0111 на выходе счетчика 15 и при коде 100 на выходе счетчика 16.

На синхровходы триггеров 45 52 поступает последовательность импульсов с выхода генератора 1, в результате чего триггеры переключается синхронно, что повышает точность работы устройства. Выходы триггеров 45 52 подключены к входам электронных ключей 5, управляющих работой исполнительных механизмов упаковочной машины.

Таким образом, предлагаемое устройство для управления упаковочной машиной циклического действия обеспечивает электронную синхронизацию всех ее рабочих органов и пригодно для серийного изготовления применительно к автоматической машине, снабженной большим количеством средств управления и контроля, что повышает экономичность устройства, так как позволяет снизить потребляемую мощность, трудоемкость изготовления, уменьшить металлоемкость конструкции.