壓力機(jī)光電防護(hù)系統(tǒng).doc

前言 隨著工業(yè)化的發(fā)展，沖壓模具越來越廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造工作，由于沖壓有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，使其在航空、汽車、拖拉機(jī)、無線電、儀表及國(guó)防等工業(yè)發(fā)揮極其重要的作用。沖壓零件的生產(chǎn)主要有壓力機(jī)等沖壓機(jī)械設(shè)備來完成，應(yīng)用最廣泛的是機(jī)械壓力機(jī)、它們適用于多種工業(yè)用途，如沖裁，彎曲，成形，拉深等隨著科技和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展數(shù)控壓力機(jī)和自動(dòng)壓力機(jī)的研發(fā)和應(yīng)用，使得沖壓加工更加安全和高效。但是鑒于我國(guó)的國(guó)情和現(xiàn)有中小型企業(yè)的經(jīng)濟(jì)條件，普通以及老式的沖壓設(shè)備仍然在廣泛使用.但是其安全性是個(gè)不容忽視的問題。每臺(tái)壓力機(jī)都有是一個(gè)危險(xiǎn)點(diǎn)，不管采用多完善的安全管理措施，工人稍有不慎（比如出現(xiàn)疲勞，麻痹大意等）仍然出現(xiàn)安全事故，實(shí)現(xiàn)壓力機(jī)作業(yè)智能化和自動(dòng)化是保證工人人身安全和設(shè)備安全根本途徑。壓力機(jī)安全自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)裝置可通過把傳感器安裝在壓力機(jī)上，由傳感器測(cè)量的非電量信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏啃盘?hào)。再經(jīng)過放大電路放大從而通過伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)保護(hù)。根據(jù)壓力機(jī)的特點(diǎn)壓力機(jī)安全自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)裝置一般采用光電傳感器。光電傳感器是通過把光強(qiáng)度的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的變化來實(shí)現(xiàn)控制的。安裝壓力機(jī)安全防護(hù)系統(tǒng)意義重大：（1）可避免操作工人和第三方危險(xiǎn)，降低安全事故； （2）能在很大程度上提高壓力機(jī)的加工效率； （3）良好的安全生產(chǎn)環(huán)境，增強(qiáng)工人生產(chǎn)安全感； （4）可以帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益； （5）提升設(shè)備的技術(shù)水平；目前國(guó)內(nèi)外采用的壓力機(jī)安全自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)裝置一般是光電式裝置。光電式傳感器是以光電元件作為轉(zhuǎn)化元件，可以將被測(cè)的非電量通過光量的變化再轉(zhuǎn)化成電量的傳感器。在我國(guó)壓力機(jī)早已被大量應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，壓力機(jī)光電防護(hù)系統(tǒng)也早有設(shè)計(jì)，傳統(tǒng)的光電防護(hù)系統(tǒng)均以白熾燈做光源，這樣不僅功耗大，易受外界干擾，而且系統(tǒng)復(fù)雜，安裝不方便，傳統(tǒng)的光電防護(hù)系統(tǒng)由于二極管開關(guān)電路來控制繼電器的動(dòng)作，這樣不僅靈敏度低，而且更易受工廠電磁系統(tǒng)干擾產(chǎn)生誤差動(dòng)作，大部分產(chǎn)品沒有自檢電路，當(dāng)系統(tǒng)失靈時(shí)無法及時(shí)知道，就有可能造成意外的生產(chǎn)事故。由于以上諸多的問題，本次設(shè)計(jì)將推陳出新，利用現(xiàn)今通用的電子元件和紅外光電傳感器以降低功耗為思想出發(fā)點(diǎn)，以安裝方便，結(jié)構(gòu)可靠簡(jiǎn)單為設(shè)計(jì)目標(biāo)來設(shè)計(jì)一種不僅功耗低，且反應(yīng)靈敏，響應(yīng)準(zhǔn)確且能時(shí)時(shí)自檢的壓力機(jī)安全保護(hù)系統(tǒng)，以滿足我國(guó)現(xiàn)代壓力機(jī)沖壓生產(chǎn)的需要，堅(jiān)決杜絕壓力機(jī)生產(chǎn)事故。第一章 壓力機(jī)安全防護(hù)系統(tǒng)的概述隨著我國(guó)上個(gè)世紀(jì)工業(yè)化的大力推行，我國(guó)已成為了當(dāng)今世界工業(yè)大國(guó)，由于壓力機(jī)生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)性能穩(wěn)定等諸多優(yōu)點(diǎn)被工廠大力使用，但壓力機(jī)由于本身的特點(diǎn)，在生產(chǎn)中造成了很多傷人事故引起了各界的廣泛關(guān)注，因此一部分壓力機(jī)安裝了防護(hù)系統(tǒng)這使壓力機(jī)進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)更加安全也更加有效，傳統(tǒng)的安全保護(hù)系統(tǒng)也以光電防護(hù)系統(tǒng)為主國(guó)內(nèi)外也大力使用這種裝置，它的種類很多，本次設(shè)計(jì)將舉三例做以分析。傳統(tǒng)的光電保護(hù)系統(tǒng)分三類：其中一類由白熾燈作電源，由若干個(gè)光敏三極管和普通三極管構(gòu)成的開關(guān)電路作為控制電路，通過控制電路三極管截止與導(dǎo)通來控制電路中的電磁鐵的吸合與斷開，進(jìn)而控制壓力機(jī)內(nèi)部離合器和制動(dòng)器相關(guān)電氣元件的動(dòng)作以實(shí)現(xiàn)安全防護(hù)作用。另一類由若干個(gè)白熾燈作為光源，分別通過凸透鏡來照射相應(yīng)的光敏三極管，組成一個(gè)光電監(jiān)視網(wǎng)，光敏三極管分別與集電極開路反相器相連，反相器線與以后來控制繼電器的動(dòng)作，光線有無會(huì)影響光敏三極管的導(dǎo)通與截止，進(jìn)而影響繼電器觸點(diǎn)的動(dòng)作，若光線被遮擋繼電器動(dòng)作以后，就會(huì)使控制電機(jī)的輔助電路動(dòng)作，切斷主電源并且接通直流制動(dòng)電路使電動(dòng)機(jī)迅速停止，使壓力機(jī)的壓頭停止移動(dòng)，從而起到安全防護(hù)作用。還有一類光電子保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單，它首先通過變壓器將220V交流電變?yōu)?4V的，再經(jīng)由四個(gè)光控晶閘管構(gòu)成的全波整流電器來控制一個(gè)繼電器進(jìn)而控制，用若干個(gè)白熾燈作光源，分別照射4個(gè)光控晶閘管，就令使繼電器失電，從而使壓力機(jī)停電，在壓力機(jī)上，直流能耗制動(dòng)裝置的作用下，壓力機(jī)即刻停機(jī)。 以上三種壓力機(jī)的光電保護(hù)裝置均能達(dá)到安全保護(hù)的目的，但它的缺點(diǎn)很多。首先它們均以白熾燈為電源，抗外界干擾性差，都是經(jīng)過光敏三極管直接來控制相關(guān)電路的動(dòng)作這樣不僅靈敏度低，而且反應(yīng)慢，在工廠惡劣的環(huán)境下易受電磁干擾，而且安裝不方便且功耗大；其次這與現(xiàn)今節(jié)能減排的時(shí)局相背；再次他們沒有自檢電路，若該裝置發(fā)生故障，就不能起到安全防護(hù)作用。 隨著電子科技的飛速發(fā)展，傳感器技術(shù)的日新月異以上光電防護(hù)系統(tǒng)很難滿足工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際需要，新的壓力機(jī)安全防護(hù)系統(tǒng)的研制迫在眉睫。結(jié)合現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外推出的光電防護(hù)裝置以滿足現(xiàn)代工廠中壓力機(jī)沖壓作業(yè)安全生產(chǎn)的需要。本次設(shè)計(jì)將以紅外發(fā)光二極管作為光源，經(jīng)過調(diào)制以后來照射紅外光敏三極管輸出的信號(hào)，經(jīng)集成放大以后，經(jīng)過檢波進(jìn)入窗口比較器比較以后來分別同時(shí)控制兩個(gè)繼電器的動(dòng)作，從而對(duì)壓力機(jī)的離合器電磁鐵實(shí)現(xiàn)完全有效的控制，另外本設(shè)計(jì)還增加了自檢電路，這樣能隨時(shí)檢查防護(hù)