锻压设备红外安全保护电路的设计与制作

2014-02-15 09:19:09来源: 互联网

本制作利用红外对射检测模块、语音录放模块及双稳态触发器,设计制作了红外安全保护装置。它是利用人眼观察不到的红外线光束,组成无线区域检测系统。当操作者的身体或身体的某一部位误入正在工作的危险区域,遮住红外光束时,红外安全保护装置立即动作,发出报警信号,同时使锻压设备立即制动停车,从而达到了对机械操作人员的保护作用。整个系统采用模块化结构,具有安装容易,性能稳定,结构紧凑。对光容易等特点。适合在冲压机械,注塑机、剪板机等机床设备上安装使用。

  随着工业技术的迅速发展,锻压设备由于具有通用性强、工作效率高、操作简单等优点,被广泛应用于机械、电器、车辆、家电、造纸等加工行业中。由于锻压生产的快节拍和上下料频繁,容易使操作者在精神和体力上的疲劳。在我国,每年由于锻压机械作业造成的人身伤亡事故多达数十万起,直接经济损失上亿元,给国家、社会、企业、受伤者个人及家庭带来沉重的负担和灾难。因此,在锻压机床上设计安装红外安全保护装置,是一项十分迫切而重要的事情。为了确保机械操作人员的人身安全,防止工伤事故的发生,本文利用红外线对射检测模块、语音录放模块及双稳态触发器,设计了红外安全保护装置,一旦操作者的手或身体的其它部位进入危险区域,遮断了不可见红外线光束,红外保护系统立即动作,发出报警信号,同时使机床立即制动停车。

  1电路工作原理

  红外安全保护装置电路图如下图所示,电路主要由红外发射模块和接收模块、双稳态触发器及语音录放模块几部分组成。IC1-1~IC3-1(TX05C-1T)为红外线发射模块,IC1-2~IC3-2(TX05C-1R)为配套的红外线接收模块。当操作者未进入危险区域时,接收模块接收到红外发射模块发射的红外线信号并正确译码后。其0UT输出端输出低电平信号(小于0.1V),8输入端或非门/或门IC4(CC4078)的A、B、C输入端为低电平,IC4的输出端为低电平,双稳态电路IC5(CD4013)无输出,晶体管VTl(9013)截止,继电器KS(JZC-23F)处于释放状态,其常闭触点闭合,锻压设备正常工作。如果有人的身体误入危险区域,势必会遮断红外线光束,只要IC1-2~IC3-2(TX05C-1R)中有一只没有收到红外指令,相应的红外线接收模块OUT输出端输出高电平信号(大于3.5V),经过IC4电路后,IC4(CC4078)的端输出为高电平,由IC5(CD4013)组成的双稳态电路被触发翻转,其Q1端输出高电平,晶体管VT1导通,继电器KS(JZC-23F)吸合。常闭触点断开,使机床设备立即制动停车,从而起到安全保护作用。同时晶体管VT2(9013)也导通。其集电极由高电平翻转为低电平。触发语音录放模块IC6(BA9902)工作,播放事先录制好的警示语句提醒机械操作人员注意。BA9902是一只最新语音录放模块,它配上两只按键和一只扬声器就可构成一台高音质的语音录放系统。录音时,用扬声器作话筒,按下S1(REC)录音键,电路进入录音状态,录音指示灯(LED)亮,直至存储器录满或松开REC键。放音方法有两种:一种是轻触S2(PLAY)键语音录放模块进入放音状态,直至放音结束。另一种放音方法是用脉冲触发,低电平有效。在自动控制系统中,用脉冲触发放音,可省去放音按键S2。

  2红外线发射、接收模块结构

  本制作关键器件是红外发射、接收模块TX05C-1,它是天津特新电子厂最新开发生产的一种红外发射与接收模块,用该模块可组成对射式电子开关。基本原理是利用人眼观察不到的红外线光束,组成无线区域检测系统,当人或物体遮住红外光束时,接收模块会自动输出高电平信号,进而带动继电器或其它机构动作。达到预期效果。由于TX05C-1模块内部含有专用密码调制电路,故其不受外界光线或其它电路的干扰,具有很高的可靠性和抗干扰能力,可广泛用于电子计数、自动控制、安全防范等产品中。TX05C-1分发射(TX05C-1T)、接收(TX05C-1R)两个模块,采用数字编码技术,当遇到强光干扰或用光源进行解密时,接收模块的检测电路将发出报警,而电路不会动作,这一设计使得电路具有较强的抗干扰能力。发射模块TX05C-1T的工作电压为5~12V,工作电流为16~70mA,有效作用距离为3~7m。接收模块的内部电路设有微功耗稳压电路,其功耗极小,工作电压为7-12V,在接收到发射模块发出的信号并正确译码时,其工作电流为1mA,在译码错误时,工作指示灯闪烁发光。接收电路引出一条线缆,以便引入电源和输出信号,其中红色芯线接电源正极,白色芯线为信号输出0UT端,屏蔽层(铜网)接电源负极。发射和接收模块的外形尺寸为32mm×46mm×17mm,外部装有工作指示灯,内部原理图如下图所示。

  红外安全保护装置是利用红外对射检测模块、语音录放模块及双稳态触发器,制作的红外安全保护装置。它利用人眼观察不到的红外线光束,组成无线区域检测系统,当操作者的身体或身体的某一部位误入正在工作的危险区域、遮住红外光束时,红外安全保护装置会立即动作,发出报警信号,同时使锻压设备立即制动停车,从而达到了对工作人员的保护作用。整个系统采用模块化结构,具有安装容易,性能稳定。结构紧凑,等特点。适合在冲压机械,注塑机、剪板机等机床设备上安装使用。装置由于采用了数字编码技术及红外调制技术,它不仅能抗可见光干扰,而且不影响人的视线,利于操作,因此,具有良好的应用前景。

关键字:锻压设备  红外

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2014/0215/article_24124.html
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