打钉机上的技术革新

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我们在装订包装用纸箱的打钉机上加装了一个计数装置,它可以预先置定每只箱子的打钉数(打几排、每排打几只钉),多打的钉或补打的钉不予计数,因此可用以自动计量每台打钉机的机台产量,也可用来计数较为复杂的冲制产品。

电路工作简述

图1
图1 🔍原图 (968×1423)

本机电路原理如图所示,包括信号整形转换、钉数计数、钉数时序译码、钉数选择开关、排数选择、计数译码显示等部分。其中除信号整形转换电路采用分立元件外,其余部分用十一块PMOS集成电路组成。(所用PMOS电路系上无十四厂产品,以下所用型号均为厂标。也可用其他厂的同类产品。)

打钉机工作时,只有在脚踩离合器,离合器合住后,打钉轴才跟着旋转,每转一周打下一只钉子,离合器离开时,即停止打钉。如图所示,打钉轴每转一周,轴上铁片就通过磁铁与干簧管Ⅰ之间一次,干簧管Ⅰ的动作提供了钉数信号。

每打一排钉,离合器动作一次,离合器的动作是由机械连杆的位移控制的,此位移带动铁片Ⅱ,使铁片Ⅱ插入磁铁与干簧管Ⅱ之间,干簧管Ⅱ动作,这就提供了排救信号。在没有打钉时,离合器是处在离开状态,干簧管Ⅱ与磁铁之间因没有受铁片Ⅱ隔开,所以干簧管Ⅱ闭合,使二—十进制计数器CP1008①的置零端(R\(_{1}\))与-20V接通,所以CP1008①不能计数。当开始打钉时,脚踩离合器,干簧管Ⅱ因铁片Ⅱ的位移而断开,R1端通过5.1K电阻接地,CP1008①准备工作。此时离合器合住,打钉轴开始旋转,干簧管Ⅰ随之动作,经过整形转换后,成了标准的钉数信号“CPI”,送进CP1008①开始计数。

CP1010是译码器,它把CP1008①送来的二一十进制数码译成十进制数码输出,接到钉数选择开关的相应接点上。钉数选择开关安装在控制箱面板上共有十个接点代表0~9十个数,选定某个数字,就意味着只有钉数脉冲达到这个数后,它才送出“CPII”信号到排数选择电路。例如纸箱每排需打五只钉,就将钉数选择开关预置在位置“5”(如图上所示),只有打完第5只钉子后,才有“CPII”信号输出至排数选择电路。如果因操作者不慎连续打了7只钉,虽然钉数时序译码器CP1010能译出“7”,但因钉数选择开关“7”信号不能输出,所以不会误计数;同样理由,有时坏了钉子,需重新补打上2钉,由于时序译码器CP1010只能译出“2”,所以也不会误计数。

当打好一排钉子、脚离开离合器后,-20V又接入R\(_{1}\)端,CP1008①回到“0”态。再踩下离合器,又重复上述工作过程。

排数选择电路也是用一块二—十进制计数器CP10O8②,由于我厂生产的纸箱都是打二排钉的,所以用CP1008②的“Q\(_{1}\)”输出端就能完成排数选择工作,因为每送进二个“CPⅡ”信号,“Q1”输出端才输出一个“CPⅢ”信号,“CPⅢ”信号也就是装订好的纸箱数。如果生产的纸箱需要打三排或四排钉,那末只要在CP1008②与计数译码显示电路之间再增加一级CP1010排数时序译码电路,用一排数选择开关选择(电路接法同钉数时序译码和钉数选择开关),这样计数装置的通用性就更强了。

排数选择电路送出的“CPⅢ”信号加到计数译码显示电路的输入端,显示器显示出来的数字就是纸箱只数。计数译码显示电路每位数由一块CP1008(二—十进制计数器),一块CP1009(八段显示译码器),和一只YS27—3荧光数码管组成。图示电路是显示四位数用的。图上按钮开关K\(_{1}\)是安装在面板上的置零按钮,做完一种品种,只要一按K1,所有数码管即都显示“0”,同时CP1008②也置零复位。

调试步骤及注意事项

全机安装完毕,检查无误,即可分别通电调试。由于每级都工作在开关状态,调试时用高内阻的万用表测量有关端点的电平,就能判断工作正常与否。图中给出了通电时的有关点的电压值,括号内是信号变换时的电压值,供调试时参考。

先检查计数译码显示部分,如果接线正确无误,从图示CP端(“CPⅢ”信号输入端)送进连续脉冲信号,应能准确显示0000~9999,并且应能置零。

然后调整信号整形转换电路,将干簧管Ⅰ接入C\(_{1}\)两端,用磁铁人为地驱动干簧管,用万用表测量BG1、BG\(_{2}\)、BG3的各极电压,BG\(_{3}\)的输出端电压应随干簧管的动作而翻转。检查正常后,可将BG3输出信号“CPI”直接送进计数译码显示电路,人为地驱动干簧管Ⅰ,观察数码管是否能相应地显示数码。

最后将全电路接好,模仿生产情况用磁铁驱动干簧管Ⅰ、Ⅱ,用万用表按顺序测量各有关输入、输出电平的变换,进行全机调试。

由于本机取信号采用磁铁驱动干簧管形式,簧片接触时,难免抖动有毛刺,经过整形转换,波形才能整齐。有时干簧管动作一次,由于触点抖动,会连续输出一串信号,我们在干簧管Ⅰ两端并上了电容(如图中C\(_{1}\),容量可由调试确定),这种现象就再没发生。另外干簧管信号传输到控制箱内一定要用金属屏蔽线,否则不能工作。

CP1008输入端对地都接了一个100K电阻,是为了保护集成块。这样虽然降低了计数灵敏度,但对工业产品计数是绰绰有余了。

电源部分(图中未画出)可以选用现成合适的集成稳压电源,只要电压在20V左右,电流可供100mA即可。另外荧光数码管灯丝电压为1.2V,电流80mA,交直流均可。灯丝应有一端接-20V,否则字划不亮。(题头设计 吴运鸿)(上海纸盒二厂 陈明路)