Система контроля перемещения подавателя бумагорезальной машины БР-139

Московский  государственный университет печати

Факультет цифровых систем и технологий

Кафедра электротехники и электроники 
 
 
 
 
 
 
 

КУРСОВАЯ  РАБОТА

по дисциплине

«Электронные  устройства полиграфического оборудования» 
 

Тема: Система контроля перемещения подавателя бумагорезальной машины БР-139 
 
 
 

Вариант № 24 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                Студент Яшков В. С. 

                Группа ДЦат-3-1 

                Руководитель Вартанян С. П. 
 
 
 
 
 
 
 

                      
 

Москва    2010

Реферат 

      Работа  посвящена созданию датчика контроля перемещения подавателя бумагорезальной машины.

      Произведен  расчет и выбор конструкции устройства контроля перемещения подавателя бумагорезальной  машины.

      Подготовлен комплект основной конструкторской  документации: чертеж общего вида, сборочный  чертеж, схема электрическая принципиальная, спецификация, пояснительная записка. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       Содержание. 

                                                                                                   Стр.

                                                                                                    

1. Введение                                                                            3

2. Аналитический обзор                                                                  4
3. Структурная схема датчика                                                        9
4. Расчеты параметров рабочего узла                                           10
5. Разработка конструкции рабочего узла                                    13
6. Расчет конструкции                                                                    15
7. Заключение                                                                                  17
8. Литературные источники                                                           18
9. Приложение                                                                                 19

 
 
 
 
 
 
 
 

Введение.

       Печать - одно из важнейших средств массовой информации, играющей важную роль в  современном обществе. Автоматизация  полиграфических производств позволяет  повысить качество печатной продукции, поднять производительность труда, сократить простои оборудования, сэкономить время и материалы при производстве продукции, что положительно отразится на ее стоимости и объемах продаж.

       Немаловажным  фактором в этом аспекте является автоматизация системы контроля перемещения подавателя бумагорезальной машины.

       В данной курсовой работе такой датчик разрабатывается для бумагорезальной  машины БР-139, предназначенной для  одноножевой резки книжно-журнальной продукции. Машины снабжены целым комплексом современных автоматических и контрольно-блокирующих устройств, обеспечивающих соблюдение технологического процесса, безаварийный режим работы и безопасность в обслуживании.

       Многократно проверенные конструкции механизмов машины обеспечивают ее надежность в  эксплуатации. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Аналитический обзор 

Схема одноножевой бумагорезальной машины БР139 

Рисунок 1. 
 

      Подаватель - задний упор в бумагорезальных  машинах, по которому проводится равнение стопы при резке. Распространенны две конструкции устройства подавателя.

      Подаватель может быть размещен на гладкой муфте, которая беспрепятственно перемещается по гладкой штанге, расположенной под столом режущего механизма гильотинного резака. Регулировка положения подавателя гильотинного резака производится с передней панели поворотами регулировочного диска. Диск имеет соответствующий шкив, через который натянут трос. Трос проходит под столом в основании резака бумаги и через пружину соединен с муфтой подавателя. Натягиваясь, трос двигает подаватель вперед и назад. Фиксирование положения подавателя у резака гильотинного типа осуществляется фиксирующим зажимом, расположенным на самом подавателе. При этом зажим нужно отпустить перед изменением положения подавателя и вновь затянуть, после изменения положения затла резака. Снятие показаний положения затла осуществляется по контрольной стрелке на самом подавателе, которая двигается вдоль мерной линейки. Такая конструкция гильотинных резаков наиболее приспособлена к частой смене работы, так как не требуется выкручивать червяк привода подавателя резака по несколько минут при переходе на другой формат.

      Второй  тип конструкции - это червячный  привод подавателя, получивший широкое распространение, несмотря на более дорогую конструкцию. Привод подавателя осуществляется перемещением муфты по червяку, расположенному под режущим столом. Затл гильотинного резака в этом случае жестко связан с червяком. Появляется возможность регулировок положения подавателя по делениям, нанесенным на переднюю часть регулировочной рукоятки, расположенной на передней панели резака со стороны пользователя.  
 
 
 

      Механизм привода подавателя бумагорезальных машин представляет собой соединение винт-гайка, которое позволяет перемещаться подавателю вперед-назад по столу машины и устанавливать необходимую длину реза бумажной стопы. Для уменьшения трения задний сталкиватель вывешивают над поверхностью стола. А чтобы листы бумаги не проваливались в промежуток между столом и подавателем, образовавшаяся при этом щель закрывается свободно вывешенными в направляющих подавателя пластиковыми или металлическими бобышками, свободно скользящими по столу. Зачастую, именно конструкция и качество изготовления привода затла определяют надежность и долговечность самой бумагорезальной машины. Наиболее слабым местом является винтовая втулка, на которой крепиться тяжелый подаватель. Дело в том, что при работе резчики могут использовать подаватель для выравнивания (сталкивания) стопы бумаги. При этом, тяжелую стопу с размаху бьют об подаватель машины, причем, не всегда целясь в его центральную часть. Возникающие при этом боковые нагрузки могут привести к образованию зазоров в паре винт-гайка, износу втулки и ходового винта в местах установки наиболее популярных форматов.

      Для увеличении жесткости соединения ходовую  втулку делают большой длины, а также, вместо стандартного соединения винт-гайка, используют втулку с шариковым соединением.

      В резаках с длиной реза, превышающей 140 см, используют два ходовых винта с каждого края подавателя. В этом случае, вместо проблемы надежности, встает не менее сложная задача синхронизации движения подавателя. Точность установки размера в современных резаках достигает 0.01 мм, и выдержать такой допуск при перемещении подавателя не просто.

      Отсчет  величины реза в современных бумагорезальных машинах производится с помощью электронного датчика, так называемого энкодера (Encoder), который состоит из щелевого фотодатчика, перекрываемого непрозрачным пластиковым диском, по окружности которого расположены отверстия. Диск через редуктор или ременную пару соединен с приводом ходового винта и, вращаясь, периодически перекрывает ход луча в фотодатчике. Каждый световой импульс соответствует единице измерения размера реза. Микропроцессорное управление и шаговые двигатели постоянного тока позволяют задавать необходимую величину реза на дисплее и контролировать движение затла, плавно ускоряя его в начале и замедляя его по мере приближения к заданному размеру. (см. рисунок 2 преобразователь “угол-код”)

        Для обеспечения безопасности  во многих бумагорезальных машинах дополнительно применяют блокировку рабочей зоны. Системы попроще представляют собой прозрачный колпак, закрывающий стопу со всех сторон во время резания. Его минусы, худший обзор и невозможность порезать бумагу максимального формата пополам. Отрезаемая часть может не уместиться под колпаком. Более совершенную защиту обеспечивают системы на инфракрасных лучах. На консолях, расположенных по сторонам рабочей зоны установлены излучатели и фотодатчики таким образом, что их лучи полностью закрывают доступ к ножу. (см. рисунок 2 оптические оси излучения оптопар фотозащиты)

      Бумагорезальные машины могут иметь различные модификации систем управления. У примитивных электромеханических резаков затл перемещают, вращая ручной маховик. Размер реза при этом отсчитывается на механической ленте-линейке. Понятно, что на таких резаках точность установки размера не может превышать +/- 0.5 мм. У более продвинутых резаков привод затла полностью механизирован, команды на установку размера передаются с центрального пульта, а величина реза отсчитывается по цифровому дисплею. Наиболее простой вариант управления в этом случае - две клавиши (вперед-назад) или джойстик.  

        
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Рисунок 2. 
 
 

Рисунок 3. Энкодер  на подавателе Рисунок 4. ИК-барьер

Рисунок 5. Сенсорная панель управления

Электрооборудование одноножевой бумагорезальной машины БР-139. 

      Машина  БР-139 выпускается в двух модификациях – с ручным и программным управлением.

• Электрооборудование машины обеспечивает выполнение следующих функций:
• Пробный и рабочий прижим;
• Ручной поворот;
• Перемещение стопоподъёмных механизмов;
• Управление компрессорами;
• Перемещение подавателя;
• Рез стопы;
• Освещение зоны резания.

      В схеме предусмотрены следующие  защиты, блокировки и сигнализация:

• “Двуручное управление”;
• Блокировка включения реза;
• Фотозащита;
• Защита электродвигателей;
• Ограничение перемещения подавателя;
• Блокировка двигателя подавателя в момент его стопорения;
• Блокировка подъёма ножа после реза;
• Сигнализация подачи напряжения, включения двигателя, стопорения подавателя.

 

        
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      На  рисунке 6 дана схема силовой части  с двигателями, контакторами и автоматическими  выключателями. Все двигатели асинхронные, с короткозамкнутым ротором. Их номинальные  данные указаны на схеме.

       На рисунке 7 представлена релейно-контакторная схема управления электрооборудованием машины БР-139, а на рисунке 8 – узел электромагнитной муфты ножа и схема сигнализации и освещения. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Структурная схема датчика

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Расчеты параметров рабочего узла 
 

      Зная  напряжение и наибольший ток, который  должна давать вторичная обмотка  трансформатора (U2 и I2), следует определить мощность вторичной цепи: Р2 = U2 I2. При наличии нескольких вторичных обмоток общая мощность определяется суммой их мощностей. 

1. Мощность вторичных  обмоток: