Устройство для регулирования толщины стенки трубчатых изделий

(19) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССРфЩфЩД,;.ЕМФ 108 Ил ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ%23Л.Кудров, В,А,Косачев и тельство СС 17/02, 1980 автоматиэия технологик средствам енок пласт- в процессе руэии с потся усоверпо авт.св.М ОЧ Цель изобре ивности и точно егулировании п зделий. На чертеже щий вид, ния - повышение эффекти работы устройства при одольной толщины стенки каэано устройство, об(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОЛЩИНЫ СТЕНКИ ТРУБЧАТЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к автоматическому управлению процессом изготовления пластмассовых труб. Цель изобретения - повышение эффективности и точности работы устройства при регулировании продольной толщины стенки изделий. Для этого устройство содержит три приемоизлучающие акустические головки, расположенные Изобретение относится крованным системам управленическими процессами, а именноавторегулирования толщины стмассовых трубчатых иэделийих изготовления методом экстсЛедующей вытяжкой, и являешенствованием устройства941856.(я)5 6 01 В 17/02, В 29 С 47/92 в одной плоскости, перпендикулярной оси трубчатого иэделия, под углом 120 одна к другой, последовательно соединенные первый и второй коммутаторы синала, блок согласования, аналого-цифровой преобразователь, интерфейс, микроЭВМ и исполнительный механизм. Кроме того, устройство снабжено четвертой приемно- акустической головкой. Она расположена в зоне предварительного охлаждения изделия и соединена выходом с первым коммутатором. В микроЭВМ введена программа автоматической калибровки значений толщины по сигналам четвертой головки, Это позволяет сделать четвертую головку фактически самокалибрующимся измерителем толщины. При работе увеличивается быстродействие системы авторегулирования толщины, а динамические ошибки стабилизации снижаются. 1 ил,Устройство для регулирования толщины стенки трубчатых изделий содержит ультразвуковой источник излучения с детекторами излучения с тремя прие чно-излучающими акустическими головками 1, расположенными в одной плоскости, перпендикулярной оси трубчатого иэделия. под углом 120 одна к другой. Источник излучения снабжен также четвертой приемно-излучающей акустической головкой 2, размещенной в зоне предварительного охлаждения изделия, в данном случае после первой охлаждающей ванны 3. Устройсво содержит также блок согласования, последовательно соединенныепервый и второйкоммутаторы, аналого-цифровой и реобрээоват ель. обье 1657955динов ные в блок 4, микроЭВМ 5 с интерфейсом и программой автоматической калибровки значений толщины по сигналамчетвертой приемно-излучающей акустической головки 2 и коррекции ее показаний,исполнительный механизм б тянущего сред-ства 7, экструдер 8, ванны 9 и 10 последующего охлаждения изделия и отрезноесредство 11, При этом выходы всех четырехприемно-акустических головок 1 и 2 соединены с управляющим входом первого коммутатора, первый выход микроЭВМ 5подключен к исполнительному механизму 6,второй выход - к управляющему входу второго коммутатора, а третий - к управляющему входу первого коммутатора, выходомподключенного к блоку согласования, выходкоторого соединен с входом второго коммутатора.Устройство работает следующим образом,Измерительные сигналы по толщине сУЗ- головок 1 и 2 поступают в блок 4 коммутации и преобразований и далее в вычислитель микроЭВМ 5 для расчетовуправляющего воздействия и масштабногомножителя (К) по программам управлениятолщиной и коррекции измерений четвертой головкой 2, Суть алгоритма управлениятолщиной состоит в измерении толщинычетвертой головкой 2, умножении результатана К). сравнении С Установкой по толщине,выработке управляющего воздействия поскорости тяги в функции отклонения от уставки, выдаче управляющего воздействияна исполнительный механизм 6, Далее следует пауза, равная времени технологического перемещения трубы от эоныпластических деформаций до четвертой головки 2, после чего цикл измерения и управления повторяется, Циклы управлениячередуются с определенной кратностью,определяемой экспериментально, с обновлением масштабного множителя (К),Таким образом, сущность изобретениязаключается в следующем. Толщина стенкиизмеряется четвертой приемно-излучающей головкой 2 и используется для выработки регулирующего воздействия всоответствии с соотношениемЧрег = ( д 4 д эад), (1)где Чрег - регулирующее воздействие поскорости, подводимое к исполнительномумеханизму 6 тянущего средства 7;дэад - уставка по толщине стенки изделия,Благодаря расположению четвертой головки 2 ближе к формообразующей зоне технологической линии быстродействие системы авторегулирования толщины увеличивается, а динамические ошибки стабилизации снижаются, Температурнаяпогрешность измерений толщины четвер 5 той головкой 2 устраняется периодическойкалибровкой по измеренным (или расчетным) данным, полученным с основных трехизмерительных головок 1, расположенныхпосле третьей охлаждающей ванны, т,е, в10 зоне остывшей трубы. При этом калибровкаможет быть произведена по среднему, минимальному или максимальному расчетнымтолщинам стенки трубы. Она выполняется автоматически по специальной программе, вво 15 димой в микроЭ ВМ 5,и состоит в периодическомобновлении масштабного множителя (К),получаемого по одному из очевидных соотношенийд 4 = К 1 д ср = К 2 д мин = КЗ д макс."Р)20 д 4К 1= - (3),Кг = д- - ,(4),25 1"а"где д 4 )- текущая толщина, измеренная четвертой головкой 2;д ср, д мин, д макс - расчетные значения, вычисляемые по программе микроЭВМ30 из показаний первой, второй и третьей головок в момент прохождения мимо них сечения трубы, предварительно обмеренногочетвертой головкой 2 как1l35дср = - (д 1 +дг+дз);дмин =дср - 1 Экс 1:3дмакс - дср -1 1 экс 1 б)1 экс - абсолютная величина эксцентриситета стенок, рассчитаннаяпо формуле (1),Частота обновления масштабного мно 40 жителя (К) в процессе работы системы может быть значительно ниже частоты подачирегулирующих воздействий. Это объясняется значительно меньшей динамикой изменения во времени теплового режима вдоль45 движущейся трубы, нем динамика флуктуаций толщины стенки, определяемая, в основном, флуктуациями фактическихскоростей приводов шнека экструдера 8 итянущего механизма 7,50 Таким образом, дополнительная головка 2, расположенная в зоне предварительного охлаждения трубы и программнокоммутируемая вычислителем к цепи известных функциональных блоков 4 и 5, совме 55 стно с программой ее функционированияобразует дополнительный измерительныйканал толщины. Сигнал с этого измерительного канала используется для стабилизациипродольной толщины игзотовляемого изделия. В связи с инструментальной темпера1 б 57955 10 Формула изобретения Зона оласлмюжюкдеформаций Зона рцггсонио д)ормыЗона охлаждения улрадл агалщим 7 а Составитель Л.ЛобзоваТехред М.Моргентал Корректор О,Ципле Редактор Н.Тупица Заказ 1891 Тираж 380 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 турной погрешностью, характерной для УЗ- головок, работающих по эхо-импульсному способу, сигнал толщины, получаемый с головки 2, должен быть приведен к нормальной температуре. Эта операция калибровки выполняется автоматически умножением на программно-вычисляемый масштабный множитель (К) с использованием данных известного устройства по алгоритму, приведенномувописании. Следовательно, в микроЭВМ 5 введена программа автоматической калибровки (самокалибровки) в заданный момент времени значений толщины, сформированных по сигналам головки для исключения температурной погрешности. Таким образом, головка, являющаяся измерителем толщины, и блоки 4 и 5 совместно с алгоритмами расчета соответствующего показания толщины и его температурной калибровки (произведения к нормальной температуре), а также с программами реализации этих алгоритмов на микроЭВМ являются самокалибрующимися измерителями толщины, что позволяет при измерениях толщины автоматически вносить температурную поправку,Таким образом, данное решение позволяет после несложной модерниэации известного устройства расширить сферу его использования за счет авторегулирования 5 не толькопоперечной раэнотолщинности; нои продольной толщины, чем значительно повышается эффективность действия устройства,Устройство для регулирования толщиныстенки трубчатых изделий по авт.св, М 941856, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью 15 повышения эффективности и точности работы устройства при регулировании продольной толщины стенки изделий, источник излучения снабжен четвертой приемно-излучающей акустической головкой, выходом 20 соединенной с управляющим входом первого коммутатора и расположенной на участке предварительного охлаждения изделий, а в микроЭВМ введена программа автоматической калибровки значений толщины по сиг налам четвертой приемно-излучающейакустической головки.