压力机光电防护系统.doc

前言 随着工业化的发展，冲压模具越来越广泛地应用于机械制造工作，由于冲压有其独特的优点，使其在航空、汽车、拖拉机、无线电、仪表及国防等工业发挥极其重要的作用。冲压零件的生产主要有压力机等冲压机械设备来完成，应用最广泛的是机械压力机、它们适用于多种工业用途，如冲裁，弯曲，成形，拉深等随着科技和经济的发展数控压力机和自动压力机的研发和应用，使得冲压加工更加安全和高效。但是鉴于我国的国情和现有中小型企业的经济条件，普通以及老式的冲压设备仍然在广泛使用.但是其安全性是个不容忽视的问题。每台压力机都有是一个危险点，不管采用多完善的安全管理措施，工人稍有不慎（比如出现疲劳，麻痹大意等）仍然出现安全事故，实现压力机作业智能化和自动化是保证工人人身安全和设备安全根本途径。压力机安全自动防护系统装置可通过把传感器安装在压力机上，由传感器测量的非电量信号转变为电量信号。再经过放大电路放大从而通过伺服系统实现自动保护。根据压力机的特点压力机安全自动防护系统装置一般采用光电传感器。光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。安装压力机安全防护系统意义重大：（1）可避免操作工人和第三方危险，降低安全事故； （2）能在很大程度上提高压力机的加工效率； （3）良好的安全生产环境，增强工人生产安全感； （4）可以带来良好的经济效益和社会效益； （5）提升设备的技术水平；目前国内外采用的压力机安全自动防护系统装置一般是光电式装置。光电式传感器是以光电元件作为转化元件，可以将被测的非电量通过光量的变化再转化成电量的传感器。在我国压力机早已被大量应用于工业生产中，压力机光电防护系统也早有设计，传统的光电防护系统均以白炽灯做光源，这样不仅功耗大，易受外界干扰，而且系统复杂，安装不方便，传统的光电防护系统由于二极管开关电路来控制继电器的动作，这样不仅灵敏度低，而且更易受工厂电磁系统干扰产生误差动作，大部分产品没有自检电路，当系统失灵时无法及时知道，就有可能造成意外的生产事故。由于以上诸多的问题，本次设计将推陈出新，利用现今通用的电子元件和红外光电传感器以降低功耗为思想出发点，以安装方便，结构可靠简单为设计目标来设计一种不仅功耗低，且反应灵敏，响应准确且能时时自检的压力机安全保护系统，以满足我国现代压力机冲压生产的需要，坚决杜绝压力机生产事故。第一章 压力机安全防护系统的概述随着我国上个世纪工业化的大力推行，我国已成为了当今世界工业大国，由于压力机生产效率高，生产的产品结构性能稳定等诸多优点被工厂大力使用，但压力机由于本身的特点，在生产中造成了很多伤人事故引起了各界的广泛关注，因此一部分压力机安装了防护系统这使压力机进行工业生产更加安全也更加有效，传统的安全保护系统也以光电防护系统为主国内外也大力使用这种装置，它的种类很多，本次设计将举三例做以分析。传统的光电保护系统分三类：其中一类由白炽灯作电源，由若干个光敏三极管和普通三极管构成的开关电路作为控制电路，通过控制电路三极管截止与导通来控制电路中的电磁铁的吸合与断开，进而控制压力机内部离合器和制动器相关电气元件的动作以实现安全防护作用。另一类由若干个白炽灯作为光源，分别通过凸透镜来照射相应的光敏三极管，组成一个光电监视网，光敏三极管分别与集电极开路反相器相连，反相器线与以后来控制继电器的动作，光线有无会影响光敏三极管的导通与截止，进而影响继电器触点的动作，若光线被遮挡继电器动作以后，就会使控制电机的辅助电路动作，切断主电源并且接通直流制动电路使电动机迅速停止，使压力机的压头停止移动，从而起到安全防护作用。还有一类光电子保护装置结构十分简单，它首先通过变压器将220V交流电变为24V的，再经由四个光控晶闸管构成的全波整流电器来控制一个继电器进而控制，用若干个白炽灯作光源，分别照射4个光控晶闸管，就令使继电器失电，从而使压力机停电，在压力机上，直流能耗制动装置的作用下，压力机即刻停机。 以上三种压力机的光电保护装置均能达到安全保护的目的，但它的缺点很多。首先它们均以白炽灯为电源，抗外界干扰性差，都是经过光敏三极管直接来控制相关电路的动作这样不仅灵敏度低，而且反应慢，在工厂恶劣的环境下易受电磁干扰，而且安装不方便且功耗大；其次这与现今节能减排的时局相背；再次他们没有自检电路，若该装置发生故障，就不能起到安全防护作用。 随着电子科技的飞速发展，传感器技术的日新月异以上光电防护系统很难满足工业生产的实际需要，新的压力机安全防护系统的研制迫在眉睫。结合现在国内外推出的光电防护装置以满足现代工厂中压力机冲压作业安全生产的需要。本次设计将以红外发光二极管作为光源，经过调制以后来照射红外光敏三极管输出的信号，经集成放大以后，经过检波进入窗口比较器比较以后来分别同时控制两个继电器的动作，从而对压力机的离合器电磁铁实现完全有效的控制，另外本设计还增加了自检电路，这样能随时检查防护