RU2032598C1

RU2032598C1 - Control device for cyclic packing machines

Info

Publication number: RU2032598C1
Authority: RU
Inventors: А.В. Светлаков
Original assignee: Государственное предприятие "Ижевский механический завод"
Priority date: 1992-01-10
Filing date: 1992-01-10
Publication date: 1995-04-10

Abstract

FIELD: automation. SUBSTANCE: device has series connected: pulse generator, counter, code transformer and logic element whose outlets are connected to the working members of packing machine via electronic switches. The generator represents an electronic device additionally connected by its outlet to the inlet of the logic element. EFFECT: higher efficiency and reliability. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в качестве устройства управления упаковочной машиной циклического действия, например молокоразливочного автомата. The invention relates to automation and can be used as a control device for a cyclic packaging machine, for example, a milk filling machine.

Известно устройство для управления упаковочной машиной циклического действия [1] cодержащее генератор импульсов, счетчик, логические элементы. A device for controlling a packaging machine of cyclic action [1] containing a pulse generator, counter, logic elements.

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. Another device for controlling a cyclic packaging machine [2] is known having the greatest number of similar features with the claimed device and containing a pulse generator, a counter, a code converter, a work item connected in series.

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. However, the known devices are not sufficiently reliable and accurate in operation, due to the fact that the pulse generator in them is made in the form of an electromechanical device containing a drive shaft with gears, a pulse disk and magnetic induction sensors. In this case, the duration of the generated rectangular pulses and the signal frequency are determined by the speed of the impulse disk and the width of the teeth on it, and therefore, depend on the tolerance spread, as well as the wear during operation of mechanical parts such as gears, etc. In addition, the known devices are laborious in manufacture.

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. The task to which the invention is directed is to increase the reliability and accuracy of the device for controlling a cyclic packaging machine, as well as reducing the complexity of its manufacture.

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. To solve the problem in a device for controlling a cyclic packaging machine containing a pulse generator, a counter, a code converter and a logic element, connected in series, according to the invention, the pulse generator is made in the form of an electronic device additionally connected to the input of the logic element. In particular, the problem is solved in that the counter contains two 2I-NOT elements and the first and second binary counters connected in series, the outputs of the first and last bits of the first binary counter being connected to the inputs of the first 2I-NOT element, the output of which is connected to the zeroing input of the first binary counter , the last bit of the second binary counter is connected to the designated inputs of the second 2I-NOT element, the output of which is connected to the zeroing input of the second binary counter. The problem is also solved by the fact that the code converter is made in the form of two decoders, the inputs of which are connected to the outputs of the counter, and the outputs with the inputs of the combinational circuit made on elements 2I-NOT, while the outputs of the combinational circuit are the outputs of the code converter. In addition, the logic element is made in the form of I-K triggers, the information inputs of which are connected to the outputs of the code converter, and the clock inputs are combined and connected to the output of the pulse generator, while the outputs of the I-K triggers are connected via keys to the working elements of the packaging machine.

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. The implementation of the pulse generator in the form of an electronic device leads to higher stability of the generated pulses, reduces the deviation from the nominal frequency of the generated signal, thereby ensuring a reduction in the dosing error of the packaged product, increasing the accuracy of forming the packaging material, for example, in bags. In addition, this embodiment of the device allows to reduce power consumption, reduce the metal structure, its mass, reduce the complexity of manufacturing. The connection of the output of the pulse generator with the additional input of the logic device allows you to synchronize the operation of the packaging machine, to prevent crashes, races resulting from the operation of the code converter. In addition, the implementation of the counter in the form of series-connected first and second binary counters allows you to get the required conversion factor, providing the necessary accuracy of the packaging machine. The execution of the code converter in the form of two decoders and a combinational circuit with their interconnections provides a predetermined operation schedule of the packaging machine.

Для изменения циклограммы необходимо выполнить переключение выходов дешифраторов и входов комбинационной схемы. To change the sequence diagram, it is necessary to switch the outputs of the decoders and inputs of the combinational circuit.

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. A logical device consisting of I-K triggers allows you to reduce hardware costs while increasing the accuracy of the device, while connecting the clock inputs of I-K triggers to the generator output ensures the synchronization of the packaging machine, prevents crashes, races.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 принципиальная электрическая схема устройства; на фиг. 3 циклограмма работы устройства. In FIG. 1 shows a structural diagram of the proposed device; in FIG. 2 circuit diagram of the device; in FIG. 3 cyclogram of the device.

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. A device for controlling a cyclic packaging machine (Fig. 1) contains a pulse generator 1 connected to the input of a counter 2 connected to a code converter 3. The outputs of a code converter 3 are connected to the inputs of a logic element 4 controlling electronic keys 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. The pulse generator 1 (Fig. 2) consists of three inverters 6, 7, 8 connected in series by a ring, resistors 9, 10, 11, a capacitor 12, an element 2I-NOT 13 and a switch 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. Counter 2 contains two stages 15, 16. Stage 15 has a conversion factor of nine, stage 16 has a conversion factor of 8. Thus, the total conversion factor of counter 2 is: 8 x 9 = 72. Zeroing the binary counters 15, 16 is implemented by elements 2I-NOT 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. Code converter 3 contains decoders 19 and 20 and a combinational circuit made on elements 2I-NOT 21 44, the inputs of which are connected to the outputs of decoders 19 and 20, and the outputs are outputs of code converter 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. Logic element 4 consists of I-K triggers 45 52, the information outputs of which are connected to the outputs of the code converter 3, and the clock inputs are combined and connected to the output of the pulse generator 1. Direct outputs of I-K triggers 45 52 are connected to the inputs of electronic keys 5, which control the working elements of the packaging machine.

Устройство для управления упаковочной машиной циклического действия работает следующим образом. A device for controlling a cyclic packaging machine operates as follows.

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.In the initial state, counter 2 is reset, there are no pulses at the output of generator 1. When connecting the second output of the 2I-NOT 13 element to the power bus, that is, the change in the state of the switch 14, the pulse sequence generated by the generator 1 is fed to the input of the counter 2, which is also the counting input of the binary counter 15 having a conversion factor of nine (see Fig. 3, a). From the output of the fourth discharge of the counter 15 pulses are fed to the counting input of the counter 16, the conversion factor of which is eight (see Fig. 3, b). Thus, the total conversion factor of counter 2 is 9 x 8 = 72, i.e. counter 2 has 72 combinations output. If we assume that the full cycle of the device is 360 ^o , then the change of combinations occurs through 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. The digital codes of the counters 15, 16 go to the inputs of the decoders 19, 20 and are converted by them into unitary codes. Those. on one of the outputs of the decoder 19, corresponding to a certain state of the counter 15, there is a "0" signal, and on all other outputs a signal corresponding to level "1", and on one of the outputs of the decoder 20, corresponding to a certain state of the counter 16 is also present " 0 "signal, at all other outputs a signal corresponding to level" 1 ". The output signals of the decoders 19, 20 are inverted by 2I-NOT 21 44 circuits, the outputs of which are paired so that one of the elements of the 2I-NOT pair inverts the signal from the output of the decoder 19, the other from the output of the decoder 20. Only when the "0" signals appear at the inputs each of the elements of the pair, a "1" signal is present at the combined output. Thus, at each combined output, which is the output of the combinational circuit, a “1” signal appears corresponding to a certain combination at the output of counter 2, i.e. each combination corresponds to a pair of elements 2I-NOT 21 44. In this case, the number of pairs can be equal to 2 to n (where n is the number of combinations at the output of counter 2) and is determined by the specified sequence diagram of the device. The pairwise combined outputs of 2I-NOT circuits are connected to the information inputs of I and K-triggers 45 52 so that I-inputs receive signals that set the triggers 45 52 to a single state, and the K-inputs set them to "0" state, respectively given sequence diagram. In particular, according to the sequence diagram of a specific control device, a “1” signal should be present at the direct output of trigger 45 from the beginning of the device’s cycle of operation (see Fig. 3, c) to 170 °. To do this, the I-input of the trigger 45 receives a “1” signal when the digital code 0000 is at the output of the counter 15 and the 000 code is at the 16 output of the counter, and a “1” signal is received at the K-input with code 0111 at the output of counter 15 and with the code 100 at the output of the counter 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. The synchronization inputs of the triggers 45 52 receive a sequence of pulses from the output of the generator 1, as a result of which the triggers are switched synchronously, which increases the accuracy of the device. The outputs of the triggers 45 52 are connected to the inputs of the electronic keys 5, which control the operation of the executive mechanisms of the packaging machine.

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. Thus, the proposed device for controlling a cyclic packaging machine provides electronic synchronization of all its working bodies and is suitable for serial production as applied to an automatic machine equipped with a large number of control and monitoring means, which increases the cost-effectiveness of the device, since it reduces the power consumption and laboriousness of manufacturing , reduce the intensity of the structure.

Claims

1. DEVICE FOR CONTROLLING A PACKING MACHINE FOR CYCLIC ACTION, comprising series-connected pulse generator, counter, code converter, logic element and operating elements of the packaging machine, characterized in that the output of the pulse generator is additionally connected to the input of the logical element.

2. The device according to claim 1, characterized in that the counter contains two elements 2I-NOT and sequentially connected first and second decimal counters, the outputs of the first and last bits of the first binary counter connected to the inputs of the first element 2I-NOT, the output of which is connected to input zeroing of the first binary counter, the last bit of the second binary counter is connected to the combined inputs of the second element 2I-NOT, the output of which is connected to the input of zeroing of the second binary counter.

3. The device according to claim 1, characterized in that the code converter is made in the form of two decoders, the inputs of which are connected to the outputs of the counter, and the outputs with the inputs of the combinational circuit made on elements 2I-NOT, while the outputs of the combinational circuit are the outputs of the code converter .

4. The device according to claim 1, characterized in that the logic element is made in the form of JK triggers, the information inputs of which are connected to the outputs of the code converter, and the clock inputs are combined and connected to the output of the pulse generator, while the outputs of the JK triggers are connected via keys to the workers elements of the packaging machine.