CS273793B1

CS273793B1 - Device for force pickup especially with working machines

Info

Publication number: CS273793B1
Application number: CS896588A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Ing Hlavonek
Original assignee: Hlavonek Jaroslav
Priority date: 1988-12-29
Filing date: 1988-12-29
Publication date: 1991-04-11
Also published as: CS896588A1

Abstract

The device enables to substantially reduce the impact of temperature, element ageing, the impact of inaccurate setting and contact resistance. Reliability and accuracy of the device will be enhanced, while the maintenance requirements will be reduced. The principle of the device is the fact that output of the force sensor (1) is, via the input block (2), connected both with the first input of the memory block (3), whose input is connected to the second input of the input block (2), and with the first input of the output block (4). The sensor (5) is connected with the second input of the memory block (3). The input block (2) consists of the input converter (21) and correcting block (22). The advantage is the connection of the output of the memory block (3) with the input of the evaluation circuit (6).<IMAGE>

Description

Vynález se týká zařízení pro snímání síly, zejména/.^;u;:'pracovních strojů, které se skládá ze vstupního a výstupního bloku, snímačů', pnniěťóvěfió (bloku, generátoru a výhodnécovacího obvodu.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a force sensing device, and more particularly to:. ^; In the case of working machines, it consists of an input and output block, sensors, a voltage block (a block, a generator and a preferential circuit).

V současné době se snímání sil vyskytujících se v'pracovním prostoru strojního zařízení při tochnologlckýoh operacích, například při tváření materiálů pomocí tvářecích strojů, provádí za účelem vyhodnocení přetížení pracovního(stroje nebo nástroje nebo za účelem řízení síly pro optimalizaci tvářecího procesu, například V,.oblasti práškové metalurgie apod. Snímače síly obsahují různé prvky, Jejichž elektrická parametry jeou odvozeny od měřených sil, například tenzometry, indukční prvky apod., a z těchto parametrů nebo jejich změn je síla dále vyhodnocena.At present, the sensing of forces occurring in the working space of the machine during technological operations, for example, forming materials by means of forming machines, is performed to evaluate the overload of the working machine or tool or to control the force to optimize the forming process, e.g. Powder metallurgy, etc. The force sensors contain various elements whose electrical parameters are derived from the measured forces, for example strain gauges, inductive elements, etc., and from these parameters or their changes the force is further evaluated.

Nevýhodou současných snímačů Je závislost parametrů na teplotě i na trvalém působení sil, kdy může dojít k deformaci části snímače, dále je tu vliv'stárnutí prvků a vznik přechodových odporů. Z omezené životnosti snímače u zařízení, které je trvale vystaveno účinku provozních sil, vyplývá i omezená přesnost a spolehlivost měření. Je třeba často nastavovat a periodicky testovat snímače, čímž se zvyšují náklady na provoz zařízení a klesá využitelný časový fond strojního zařízení. Další nevýhodou Je nekontrolovatelné vyřazení snímače vlivem vzniku nekontrolovatelného přetížení.The disadvantage of the current sensors is the dependence of the parameters on temperature and on the permanent effect of forces, which can deform part of the sensor, there is also the effect of aging elements and the emergence of transition resistors. The limited lifetime of the sensor for equipment that is permanently exposed to operating forces also implies a limited accuracy and reliability of the measurement. It is necessary to set and periodically test the sensors, which increases the operating costs of the equipment and decreases the available time of the machinery. Another disadvantage is the uncontrollable override of the sensor due to uncontrolled overload.

Uvedené nevýhody dosavadního stavu techniky do značná míry omezuje zařízení pro snímání síly, zejména u pracovních 3trojů podle vynálezu, Jehož podstata spočívá v tom, že výstup snímače síly je spojen přes vstupní blok jednak s prvním vstupem paměťového bloku, jehož výstup je propojen s druhým vstupem vstupního bloku, jednak s prvním vstupem výstupního bloku, přičemž snímač je spojen s druhým vstupem paměťového bloku. Další podstatou je, že první vstup vstupního bloku je propojen a prvním vstupem vstupního převodníku, jehož výstup je spojen s prvním vstupem korekčního obvodu, kterého výstup je propojen s výstupem vstupního bloku, druhý vstup korekčního obvodu tvoří druhý vstup vstupního bloku. Jinou podstatou je, že výstup paměťového bloku je spojen se vstupem vyhodnocovacího obvodu .These disadvantages of the prior art are greatly reduced by the force sensing device, especially in the working apparatuses of the invention, which is based on the fact that the output of the force sensor is connected via the input block to the first input of the memory block whose output is connected to the second input. the first block of the output block, the sensor being connected to the second input of the memory block. Another principle is that the first input of the input block is interconnected and the first input of the input converter, the output of which is connected to the first input of the correction circuit, the output of which is connected to the output of the input block. Another principle is that the output of the memory block is connected to the input of the evaluation circuit.

Výhodou zařízení podle vynálezu je podstatné omezení vnějších vlivů, jako je vlivAn advantage of the device according to the invention is a substantial reduction in external influences such as influences

v.in.

teploty, stárnutí prvků, vliv nepřesného nastavení, přechodových odporů, vliv trvalé nebo dočasné deformace měřicí části zařízení apod. Je omezen i trvalý, vliv přídavných sil a jejich změn, která vznikají např. hmotností nástroje a při Jeho výměně. Podstatně ae zvýší spolehlivost a přesnost zařízení, zvýší se i životnost prvků snímače. Odpadá nutnost periodické kontroly snímače s jeho nastavováním. Sníží se nároky na údržbu a časové prodlevy, zvýší se využitelnost časového fondu strojního zařízení. Dále je možno vyhodnotit poruchu snímače a navazující částí, dojde tak k omezení přetížení strojního zařízení a tím k jeho snížení ohrožení, popřípadě ke zvýšení bezpečnosti práce.temperature, aging of elements, influence of inaccurate adjustment, transition resistances, influence of permanent or temporary deformation of the measuring part of the device, etc. The permanent effect of additional forces and their changes, eg due to tool weight and its replacement, is limited. It will significantly increase the reliability and accuracy of the device and increase the service life of the sensor elements. There is no need to periodically check the sensor with its settings. This will reduce maintenance and time delays and increase the usability of the machine time pool. Furthermore, it is possible to evaluate the failure of the sensor and the related parts, thus reducing the overload of the machinery and thereby reducing its danger or increasing the safety of work.

Vynález blíže objasní výkres, kde je znázorněno blokové schéma zařízení.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention is illustrated in more detail by a drawing in which a block diagram of a device is shown.

Výstup snímače χ síly je spojen přes vstupní blok 2 jednak s prvním vstupem paměťového bloku 2, jehož výstup je propojen s druhým vstupem vstupního bloku 2., --jednak s prvním vstupem výstupního bloku £. Snímač 5 je spojen s druhým vstupem paměťového bloku 2 a současně může být propojen s druhým vstupem výstupního bloku £, jehož třetí vstup je spojen s výstupem vyhodnocovacího obvodu 6, jehož vstup je spojen s výstupem paměťového bloku 2· Výstup generátoru 7 je připojen ke vstupu snímače 2 síly θ současně ka třetímu vstupu vstupního bloku 2.The output of the force sensor χ is connected via the input block 2 to the first input of the memory block 2, the output of which is connected to the second input of the input block 2, and to the first input of the output block 6. The sensor 5 is connected to the second input of the memory block 2 and at the same time can be connected to the second input of the output block 6, the third input of which is connected to the output of the evaluation circuit 6 whose input is connected to the output of the memory block 2. force sensor 2 simultaneously and to the third input of input block 2.

Signál snímače 2 síly je ve vstupním bloku '2 upraven tak, aby jeho výstupní signál byl úměrný měřené síle. Signál je dále veden do paměťového bloku 3_> který pracuje pouze v okamžiku, kdy je síla přesně definována, například nulová, tj. v době, kdy neprobíhá technologická operace stroje, což je odvozeno od snímače 5,, který snímá obvykle polohu pracovní části strojního zařízení, např. polohu beranu tvářecího stroje. V daném okamžiku může být také blokována funkce výstupního bloku 2· Pokud je v činnosti paměťový blok 3, který může být tvořen vzorkovacím zesilovačem, ?je: výstupní,signál, nastaven na takovouThe signal of the force sensor 2 is adjusted in the input block 12 so that its output signal is proportional to the measured force. The signal is then routed to a memory block 3 which only operates when the force is precisely defined, for example zero, i.e. at a time when the machine is not being operated, which is derived from the sensor 5, which usually senses the position of the working part of the machine. devices, such as the position of the ram of the forming machine. At the same time, the function of the output block 2 can also be blocked. If the memory block 3, which can be a sampling amplifier, is in operation, the output signal is set to such a signal.

CS 273793 Bl úroveň, aby výstupní signál vstupního bloku 2 odpovídal definované, tj. nejčastěji nulové síle. Výstupní signál paměťového bloku/2 nastavuje pracovní režim vstupního bloku 2 a tím kompenzuje změnu signálu snímače JL sílý a také vstupního bloku 2. Výstupní signál vstupního boloku 2 je přiveden na'vstup výstupního bloku £, Působení síly je signalizováno snímačem 5, Je zablokována činnost paměťového bloku 3 a jeho výstupní signál zůBtone ne požadované úrovni, tj. pracovní režim vstupního bloku 2 zůstane nastaven až do skončení pracovní oporuoo, Pokud je snímač i. síly nupájen střídavým nopfitím z generátoru 7, je obvykle i jeho výstupní signál střídavý., Potom je výhodné, když Je vstupní převodník 21 tvořen asynchronním usměrňovačem ·řízenými z generátoru 7. Pokud má výstupní signál impulsní charakter, Je výhodné, aby vstupní převodník 21 byl tvořen vzorkovacím zesilovačem řízeným z generátoru 7. Korekční blok ,22 může obsahovat linearízační obvody, jestliže je výstupní signál snímače JI síly nelineárně závislý na snímané síla.CS 273793 B1 level so that the output signal of the input block 2 corresponds to a defined, i.e. most often zero, force. The output signal of the memory block / 2 sets the operating mode of the input block 2 and thus compensates the change of the signal of the sensor J1 as well as the input block 2. The output signal of the input bolt 2 is applied to the output block 6. of the memory block 3 and its output signal remains at the desired level, i.e., the operating mode of the input block 2 remains set until the end of the operation. If the power sensor i is powered by alternating voltage from the generator 7, its output signal is usually alternating. it is preferred that the input converter 21 is formed by an asynchronous rectifier controlled from the generator 7. If the output signal is pulsed, it is preferable that the input converter 21 consists of a sample amplifier driven from the generator 7. The correction block 22 may include linearization circuits if is the output sign The force sensor J1 is nonlinearly dependent on the sensed force.

Na výstup paměťového bloku 3 můžs být připojen vyhodnocovací obvod 6,, který na základě' signálu vyhodnocuje stav snímače 1 síly nebo vstupního bloku 2. Překročení daných parametrů Je indikováno vyhodnocovacím obvodem £ a může být včas provedena příslušná oprava zařízení nebo jeho nastavení, případně je vyslán signál přes výstupní blok a zablokována další operace pracovního zařízení.An evaluation circuit 6 can be connected to the output of the memory block 3, which, based on the signal, evaluates the status of the force sensor 1 or the input block 2. Exceeding of the given parameters is indicated by the evaluation circuit 6. a signal is sent through the output block, and further operation of the working device is blocked.

Zařízení pro snímání síly, zvláště pracovních strojů, je možno použít všude tam, kde je síla kontrolována, měřena, popř.ve zkušebnictví. Zařízení je výhodné především u tvářecích strojů, dále u obráběcích/strojíl nebo k laboratornímu měření sil apod.Force sensing devices, in particular working machines, can be used wherever the force is controlled, measured or tested. The device is advantageous especially for forming machines, for machine tools or for laboratory measurement of forces etc.

Claims

A force sensing device, in particular for working machines, comprising an input and output block (s), a memory block, a generator and an evaluation circuit, characterized in that the output of the force sensor (1) is connected via an input block (2) the first input of the memory block (3), the output of which is interconnected by the second input of the input block (2), firstly to the first input of the output block (4), the anim (1) being connected to the second input of the memory block (3). ,

Force sensing device according to claim 1, characterized in that the first input of the input block (2) is connected to the first input of the input converter (21), the output of which is connected to the first input of the correction block (22), connected to the output of the input block (2), the second input of the correction circuit (22) forming the second input of the input block (2).

Force sensing device according to claim 1, characterized in that the output of the memory block (3) is connected to the input of the evaluation circuit (6).