0 引 言
并條機(jī)斷條自停裝置(簡(jiǎn)稱自停裝置)的可靠性直接影響并條機(jī)的產(chǎn)條質(zhì)量，堵條、羅拉纏繞和積花(通稱為堵條)則會(huì)影響生產(chǎn)效率，甚至?xí)p壞設(shè)備。因此對(duì)并條斷條、堵條的快速、準(zhǔn)確檢測(cè)具有實(shí)際意義。早期的自停裝置為機(jī)械接觸式，因可靠性差、與棉條接觸和設(shè)備運(yùn)行速度的提高等因素而逐步被淘汰，高架并條機(jī)已不采用，現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的是光電對(duì)射式自停裝置。并條機(jī)斷條自停裝置一般不具有堵條自停功能，存在易損壞、智能化程度低和調(diào)試應(yīng)用不便的缺點(diǎn)，檢測(cè)單元的位置和角度稍有變化即會(huì)影響檢測(cè)的可靠性，造成漏檢和誤停車。隨著變頻器應(yīng)用的增多，抗干擾能力弱的缺點(diǎn)也顯現(xiàn)出來。
光電自停裝置的工作原理與對(duì)射式光電接近傳感器的原理基本相同，一般采用紅外發(fā)射二極管發(fā)射某一頻率的紅外光，用光敏器件接收透射光并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，含有光路狀態(tài)信息的信號(hào)由放大器放大并經(jīng)檢波，確定是否有物體經(jīng)過光路。為提高可靠性，接收器件常用濾光封裝濾除自然光，避免光電轉(zhuǎn)換器件飽和；采用特定頻率的紅外調(diào)制光，抑制環(huán)境突變光干擾。隨著技術(shù)的進(jìn)步，集成化、智能化的光電傳感器也不斷出現(xiàn)。但并條機(jī)應(yīng)用的各種光電自停裝置一般不具有智能化檢測(cè)特點(diǎn)，集成化程度較低，光電轉(zhuǎn)換器大多采用光敏二極管或光敏三極管分離元件構(gòu)成，接收器件僅完成光電信號(hào)轉(zhuǎn)換功能，信號(hào)放大和檢波需設(shè)計(jì)外圍電路支持，因此接收器件的性能是光電自停裝置電路設(shè)計(jì)的技術(shù)關(guān)鍵。為此，基于集成化IRM設(shè)計(jì)了一種新型智能化自停裝置，統(tǒng)一了并條機(jī)前后光電路設(shè)計(jì)，在FA302，F(xiàn)A306等型號(hào)的并條機(jī)上應(yīng)用證明，其檢測(cè)可靠，避免了設(shè)備誤停。
1 自停裝置系統(tǒng)構(gòu)成
1．1 系統(tǒng)構(gòu)成與設(shè)計(jì)特點(diǎn)
如圖1所示，新型光電自停裝置由四路對(duì)射式光電斷條檢測(cè)單元、兩通道對(duì)射式光電堵條檢測(cè)單元和自停控制器構(gòu)成。控制器具有雙控功能，斷條自停和堵條自停分別輸出，與檢測(cè)單元采用三總線連接，為檢測(cè)單元提供電源和接收停車信號(hào)。檢測(cè)單元由紅外線發(fā)射器和接收器組成，前后光電檢測(cè)單元的電路原理相同，因安裝方式不同其外觀尺寸有差別。發(fā)射器工作狀態(tài)受接收器控制，二者通過光路構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)檢測(cè)系統(tǒng)。為防止光路間相互干擾，發(fā)射與接收器均安裝光學(xué)透鏡系統(tǒng)，使發(fā)射光到達(dá)接收器的光斑直徑約為20 cm，因此，接收器具有較大的接收和調(diào)整范圍。
斷條檢測(cè)單元具有自動(dòng)復(fù)位功能，檢測(cè)到斷條后輸出停車信號(hào)1 s即自動(dòng)復(fù)位，當(dāng)接收器持續(xù)接收不到光信號(hào)時(shí)間超過5 s，則發(fā)出故障指示，提醒維護(hù)。堵條檢測(cè)單元檢測(cè)到堵條故障，則持續(xù)輸出停車信號(hào)，防止啟動(dòng)設(shè)備造成設(shè)備故障，堵條故障被排除后方能自動(dòng)停止輸出停車信號(hào)。考慮電纜連接的可靠性與方便性，發(fā)射器和接收器采用電話水晶頭連接器與總線連接，安裝、更換方便。
1．2 檢測(cè)單元構(gòu)成框圖
參見圖2，發(fā)射與接收單元雖是分體結(jié)構(gòu)，但電路設(shè)計(jì)為一整體系統(tǒng)。主要由微處理器電路、動(dòng)態(tài)光強(qiáng)控制電路、紅外發(fā)射電路、IRM接收電路及輸出電路構(gòu)成，由控制器提供工作電源。微處理器作為智能控制單元，與動(dòng)態(tài)光強(qiáng)控制電路、發(fā)射電路、IRM接收電路，通過光路構(gòu)成一閉環(huán)控制系統(tǒng)，使發(fā)射與接收具有智能化檢測(cè)的特點(diǎn)。停車信號(hào)通過輸出電路送到自停控制器，控制設(shè)備停車。
考慮到應(yīng)用環(huán)境存在飛花、落塵和設(shè)備震動(dòng)等因素，提出一種以微處理器為核心的檢測(cè)方案，采用在遙控領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的IRM作為檢測(cè)器件，簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)，提高穩(wěn)定性；應(yīng)用調(diào)制紅外光發(fā)射，排除環(huán)境光干擾；以發(fā)射、接收檢測(cè)反饋應(yīng)答工作模式，提高檢測(cè)可靠性；利用智能化的可變光強(qiáng)發(fā)射技術(shù)，抑制因透鏡面落塵、發(fā)射器與接收器位置變化造成的誤檢測(cè)。應(yīng)用證明在透鏡稍有落塵的情況下，檢測(cè)可靠。
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