第四节 PDQ－02型骑马联动订书机控制电路

　　PDQ－02型骑马联动订书机是专门以铁丝骑马订装订画报、期刊、杂志等的装订机械。该机能自动完成配页、封面折塔、订书、三面切书、叠积计数后输出等五道工序、订书速度快、质量好，避免了过去各道工序间的堆积劳动，是目前我国应用较多的装订机械。

　　PDQ－02型订书机的工作过程是将折页完成后的书帖，由搭页机组自动输送于集书链上，通过集书链的传送，并经检查装置进行质量检测后，将书帖送至订书机，订书机按照质量检测装置给予的指令信号；对不合格的书帖，由废书剔除机构传送至废书储存斗，不需要停机；订书机只对合格书帖进行装订，并输送到三面切书机，经稳本装置后进入前口刀裁切前口，再进入二侧刀裁切天头、地脚，如果是双联本，还可裁切中缝；最后通过光电计数送入收书斗。当收书斗内集书达到预定份数时，自动交替使用另一个收书斗，完成全部装订过程。本机配帖、订书、裁切三个工序连续自动进行，一次完成。

　　整部机器电气控制系统由主传动部分、测书自动控制装置、三面刀切书机出书计数器三个部分组成，现分别说明如下：

一、主传动部分

　　机器的主电动机是电磁调速异步电动机，可进行无级调速，主控电路中变压“B”次级的U₁和U₂为调速系统的电源。

　　机器的主电路如图5－41所示（由于该机是七八十年产品，所以电路图及文字符号部分沿用老国标GB－312－64符号，新－旧符号对照请看书后附录），1YD是滑差离合器电动机，2YD和3YD为鼠笼式电动机，HK为电源开关，1RD、2RD和3RD为别是三台电动机熔断保护器，1RJ、2RJ和3RJ为电机过载保护用的热继电器。1C₁、3C₁和4C₁是电机的接触器控制开关。

　　机器的主机控制电路如图5－42所示，图中BK为控制变压器，其容量为400VA，初级电压380V，次级电压分别为220－170V、30－100V、100－110V以及6．3－20V。ZL为24V桥式整流器，用于制动离合器1CLH和传动离合器2CLH的电源；整流元件是2CZ₁型硅二极管，额定电流为5A，最高反作电压为100V。1R为稳压用的分流负载电阻，电容器C和2R串联，组成常开触头2C的灭弧电路。1XD－8XD均为相应按钮的指示灯，电压为6．3V。



图5－41 订书机主电路

　　在控制电路中，1C是主电动机1YD的控制接触器。掀按钮2A接触器1C通电并自锁，其主触头1C₁便杨1YD转动，但是，由于传动离合器没有合上，机器并不运转。如果要使机器点动，只要掀“点动”按钮4A，接触器2C通电，其常开触头2C₁就接通传动离合器2CLH，机器就以短车转动。5A亦是点动按钮，其作用与4A相同，安装在其它控制部位。

　　6A为运行控制按钮，掀下这个按钮，继电器1J通电，触头1J₁闭合并自锁，它的常开触头1J₂接通2C使机器运转。在接触器2C的电路中，常开触头1J₂串联着另一触头2J₁，它是坏书检测控制部分电源失压联锁继电器2J的触头。当测书自动控制电路的电源＋12V或－6V失压时，触头2J₁就断开，机器就不能正常运行，因为电源失压时，不能检测坏书，这就防止了坏书进入成品。如果只停止装订而不停主电动机，只要掀压停车按钮3A，接触器2C断电 ，它的主触头2C₁就断开离合器，机器停止运行。与停车按钮3A串联着16个微动开关WK和一个停锁开关WK₉，其中WK₁－WK₈分别为每台搭页机的轧页停车开关，当页层过厚时，帖本就会推动杠杆使开关之一断开，从而使全机停车。WK₉为长车的手动停锁开关，维修调整时停锁用；它断开时控制台上起动按钮就不能开动机器，保证了维修操作的安全。WK₁₀－WK₁₃分别为长车各个部位的轧书停车开关，WK₁₄－WK₁₄分别为三面刀各个部位上的轧书停车开关。

　　按钮1A是主电动机停车开关和紧急停车之用。当掀下这个按钮时，按钮的常闭触点就断开主控制电路，即接触器1C、2C均断电；在此同时，其常开触点就接通制动离合器电磁铁1CLH（因这时常闭触头2C₂已闭合），全机实现紧急停车。在正常停车时（3A－停止按钮），制动离合器不吸合。这样可减少停车对机器的机械冲击。

　　3C和4C为气泵电动的控制接触器，8A和10A为它们的的开动按钮，7A和9A则是停车按钮，两者均是长车接触控制。

　　按钮11A为电铃按钮，开车前必须先响铃，以保证操作安全。按钮掀下，电铃发声，放开按钮，电铃声停。由于未安装响铃联锁装置，故操作时必须按规程操作。



图5－42 订书机主控制电路

　　为了实现在机器运行过程中对由搭页机自动配页于集书链上的书本缺页或多页进行自动检测，本机装有测量书本缺页或多页的测书装置。此装置的工作过程是首先在各搭页机上用光电检测该搭页机在搭页时是否准确地落在集书链上，然后再对已配页成册的书进行一次厚薄检测。对由上述二次检测测得的缺页或多页的坏书，本装置均在不停车的情况下，控制机器不予装订，并输出至坏书斗。

　　书帖检测控制的整个装置由各搭页机光电检测装置，厚薄检测装置，坏书不订控制和坏书输出控制电路等几个环节组成，现分别说明如下：

　　1．搭页机光电检测（缺帖检测）。由装在搭页机架栏书杆两旁的光源筒和光敏三极管执行检测工作，当书帖从堆帖台上向集帖链搭下时，将光源筒射向光敏三极管的光束遮没，而不导通，缺帖或漏帖时，光敏三极管受到光束照射而导通，经放大后，带动微型继电器的触点，将信号传给延时继电器，控制订书头不订和出坏书机构工作。这种检测对多帖不起作用。

　　图5－43为各搭页机的光电检测电气原理图。它由一组比稳态触发器和检测信号输入电路组成。

　　在无坏书信号的正常情况下，我们令触发器的左管BG_A截止，右管BG_B导通，当检测时间开关SK（作瞬时合上）动作时，若检测光电管UR亦照光导通。－6V将通过UR加于BG_B的基极，使触发器翻转（BG_A导通，BG_B截止）此时氖灯L亮。若时间开关SK动作时，光电管UR的光被纸帖遮没（截止）。－6V则不能达到BG_B的基极。

　　当时间开关SK处于断开状态时，在电路中＋12V电压将通过12K电阻和D_A二极管加于B点，使D_B二极管反向偏置，以防止干扰。

　　当搭页机搭页情况正常，则时间开关SK动作时，光电管UR的光是被遮没的，若搭页机搭页漏落，则光电管UR即照光导通。



图50－43 搭页机光电检测

　　2．厚薄检测装置。原薄检测装置是对多帖或少帖进行检控，它由偏心轮压在书帖上，如果书帖或多或少，则书本厚度不同而上下摆动幅度变化，从而带动触点控制订书机头和坏书输出机构工作。图5－44为厚薄检测电气原理图，其电路和工作情况均与搭页机光电检测电路相似。



图5－44 厚薄检测电路

　　当检测时间开关SK（作瞬时合上）动作时，若厚薄检测开关JCK亦合上，－6V将通过JCK加于BG₄₈的基极，使触发器翻转，此时氖灯L₁₁₅亮。若时间开关SK动作时，检测开关未合上，－6V则不能达到BG₄₈的基极。

　　当页数准确的书运行经过厚薄检测装置时检测开关JCK应断开。若页数不正确（缺页或多页）的书经过装置时，检测开关JCK即合上。在实际使用时，请用户根据正常书本的厚度，调整测书杆和开关触点处于适当的工作位置。

　　3．坏书不订控制电路。出现坏书时，由检测部位传来的信号，使控制头电磁阀线路闭合，挡锁被吸起来，订书机头不予装订；书帖继续往前，到输出装置，拦书爪在电磁阀的作用下拦住书帖，迫使坏帖朝上进行坏书斗。

　　在图5－45中，DT₁₀₁为控制机头对坏书不订的执行电磁阀，在无坏书信号的正常情况下，双稳态触发器的左管BG₄₉截止，右管BG₄₈导通，右管BG₄₈的集电极处于0V。若有坏书信号进入触发器，则触发器将翻转，其状态为左管BG₄₉导通，右管BG₄₈截止，BG₄₈的集电极出现＋9．5V，这个信号经BG60作电流放大，控制BG₆₁导通，使继电器J₁吸合，电磁阀DT₁₀₁动作，控制机头对坏书不予装订。



图5－45 坏书不订控制电路



图5－46 坏书输出控制电路

　　4．坏书输出控制电路。在图5－46中，DT102为控制坏书输出的执行电磁阀，与坏书不订控制电路工作情况相似。当无坏书信号时，控制触发器（BG₅₄，BG₅₅）的左管BG₅₅截止，右管BG₅₄导通，此时BG₅₄的集电极处于0V。若有坏书信号进入触发器时，则触发器将翻转，其状态为左管BG₅₅导通，右管BG₅₄截止。BG₅₄的集电极出现＋9．5V，这个信号经BG₆₂作电流放大，控制BG₆₃导通，使继电器J₂及中间继电器J₁₀₁吸合，电磁阀DT₁₀₂动作，控制坏书进入书斗。

　　要使坏书能顺利地进入坏书斗，控制触发器及其所控制的电磁阀DT₁₀₂动作的时刻和释放的时刻都必须十分恰当。为此在电路中采用了时间开关SK₁₁₀和SK₁₁₁，当时间开关SK₁₁₀（作瞬时合上）动作时，BG₅₂集电极将输出一个（脉冲）负跳变，使控制触发器（BG₅₄，BG₅₅）翻转，DT₁₀₂动作。当释放时间开关SK₁₁₁动作时，控制触发器将翻回，使DT₁₀₂释放。适当的处置时间开关SK₁₁₀和SK₁₁₁的动作时刻，即可实现电磁阀DT₁₀₂在理想的时刻动作和释放。

　　5．移位脉冲发生电路。在机器连续运转的情况下，要以各搭页机和厚薄检测电路测得的信号来控制处在不同位置的坏书不订电磁阀和坏书输出电磁阀动作，以使电路能连续地工作，就需要将各搭页机和厚薄检测电路测得的信号，随着机器运转的节拍（机器转动一周或集书链向前运动一节，称一个节拍）向前传递。因此在电路中将所有的双稳态触发器按其所对应的集书链程序组成左移寄存器。而所有的电位脉冲门则由移位脉冲发生器（BG₅₆、BG₅₇、BG₅₈、BG₅₉）控制，机器每运转一个节拍，移位脉冲发生器则由触发时间开关SK₁₁₂和SK₁₁₃控制向所有的电位脉冲门输入端输送一个幅值为6V的移位脉冲。如图5－47所示。



图5－47 移位脉冲电路

　　6．书帖检测装置的时间程序控制。如前面所述，各搭页机的光电检测电路，书本厚薄检测电路，以及坏书输出控制电路和移位脉冲发生器均由时间开关SK控制动作的，所有上述这些开关都必须在恰当的时刻（作瞬时合上）动作，以控制各级电路按时间程序有条不紊的工作。

　　图5－48为上述所有时间开关在程序控制盘上的分布情况。SK₁₀₁－SK₁₁₃是时间开关的触点，各触点根据工作的要求，分别装在不同的角度上，机器转一周，程序控制器的动触头就对各个开关扫过一遍。由于动触头是逆时针方向转动，所以每台搭页机出页先后次序为搭2、搭5、…、搭6。SK₁₁₃和SK₁₁₂分别是移位脉冲发生器的触发开关。SK₁₁₀、SK₁₁₁是控制出坏书开关。



图5－48 时间程序控制盘

　　对使用者来说，测书装置的调整只需将厚薄检测的时间调准却可，调整步骤请看说明书。

　　另外应当注意：当电路在初合上电源时，由于各组双稳态触发器在接通电源时所出现的状态是任意的（或左管导通或右管导通）；它与所对应的集书链上的书页是否准确无关，因此这些状态是不准确的。当机器在运转了17个节拍以后，（因为移位寄存器共为17级），所有触发器上起始任意状态即全部移出，电路即进入正常工作状态。

三、三面刀切纸机出书计数器

　　根据印刷厂的生产过程，由订书机装切完成的书本，应按一定数量，如15本，20，……，分叠转下一道工序包装出厂，为了实现这一过程的自动化，在三面刀出书口装置了可选（15、20、25）光电循环计数器，以控制二只盛书斗按分叠所需的（本数）要求，轮流的接受机器输出的书本。

　　图5－49为三面刀出书可选循环计数器的电气原理方框图。现分别说明如下：



图5－49 三面刀出书计数器框图



图5－50 光电信号变换电路

　　1．光电信号变换电路。图5－50为光电信号变换电路的原理图。它的工作是将机器在输出书本时所造成的（照在光电管上）光的变化，变换成电脉冲信号。



图5－51 光电管产生的波形



图5－52 信号变换电路产生的波形

　　光电管装在机器的出书轨道上，光照在此光电管上，有书本经过的，书本即将光线遮断，当下一本书到后又重新将光线遮断……，这样，在光电管两端即产生如图5－51所示的电脉冲。但是，光电管所获得的这种信号，电流很弱且脉冲的波形也不够理想。

　　在图5－50中射极跟随器（BG₁₁）的作用，是将光电管所产生的信号，作电流放大，射极耦合双稳态（BG₁₂、BG₁₃）电路的作用，是将光电管所获得的波形变换成矩形波，即整形。由图5－50及图5－51可知，当书本将光电管的光线遮断时，三极管BG₁₁的b极电位较高（约＋10V），因此它的e极，也跟随着处于较高的电位，使三极管的BG₁₂导通，BG₁₃截止。反之，当光线照在光电管上时，三极管BG₁₁的b极电位较低，因此它的e极，也跟随着变低，使三极管BG₁₂截止，BG₁₃导通。当下一本书重新将光线遮住后，上述情况又重复出现，这样在三极管BG₁₃的c极获得如衅5－52所示的电压随时间变化的矩形脉冲。当书本连续通过光电管时，三极管BG₁₃的c极就不断地输出这种矩形脉冲。

　　2．脉冲计数电路。此电路由5组双稳态触发器组成。它的工作是对来自光电变换电路的脉冲加以计数。5组双稳态触发器组成。它的工作是对来自光电变换电路的脉冲加以计数。5组双稳态触发器组成5位二进制计数器对光电转换器送来的矩形脉冲计数，电路的输出是5位二进制数。

　　3．计数、译码电路。计数译码电路的工作是从脉冲计数电路中（在输入所需脉冲数量时）取出信号，计数电路的工作状态是二进制，15、20、25是十进制，所以需要译码电路。具体地来说，对于本电路，则要求在输入15个脉冲或20个脉冲时，由译码电路中送出一个信号，译码电路共译出有三个特定数字（即15、20、25），在实际使用时，用户可根据不同的要求，通过装在电气相面板上的开关任意进行选择。

　　4．出书电磁阀控制电路的脉冲计数电路的复零控制。出书电磁阀控制电路的工作是：每当译码及其信号放大电路输出一个负脉冲时，它就控制电磁阀动作一次（或由吸合变释放，或由释放变吸合）。电磁阀则推动出书轨道或处于向上位置或处于向下位置。译码及其放大电路输出的负脉冲除了控制电磁阀动作外，同时控制脉冲计数电路各触发器清零，以便再投入下一次计数状态。

[时间：2001-12-03  作者：杨皋 张长峰  来源：《印刷设备电路与控制》·第五章 常用机型典型电路分析]