Способ оптико-электронного управления процессом кислородной резки и устройство для его осуществления

, 169278 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9 ъЫ ЗК ОБРЕТЕН ьскийго маухма, что ения чаюива-. и и лек- оги- ьное ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Всесоюзный научно-исследовател и конструкторский институт автогенно щиностроения(54) СПОСОБ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ КИСЛОРОДНОЙ РЕЗКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57 Изобретение относится к термической резке металлов и может быть использовано в заготовительном производстве машиноИзобретение резке металлов и в заготовительно строительных за строительной пр отраслях народно ния машинами ки Целью изобр ние производите ной кислороднойотносится к термическои может быть использовано м производстве машиноводов, предприятий судоомышленности и других го хозяйства для управлеслородной резки.етения является повышельности механизирован- резки. Поставленная цель достигается тем в способе оптико-электронного управл процессом кислородной резки, вклю щем улавливание освещенности и оцен ние температуры в зоне реэк формирование управляющих сигналов э троприводами резака и блоками технол ческой автоматики, производят раздел строительных заводов, предприятий судостроительной промышленности и других отраслях народного хозяйства. Цель изобретения - повышение и роизводительности механизированной резки. При управлении процессом кислородной резки производят раздельное улавливание и оценивание температуры пламени, температуры воспламенения металла и температуры фронтальной поверхности реза, Оптические датчики установлены в канале режущего кислорода резака, имеют независимые каналы связи с системами управления, При одновременной резке несколькими струями анализируют состояние процесса в каждой зоне резки и команды на технологические операции подают при наличии соответству.ющих сигналов во всех зонах. 2 с. и 3 з,п, ф-лы, 2 ил. улавливание освещенности и оценивание температуры пламени, температуры нагрева металла в зоне начала резки и температуры фронтальной поверхности реза, при этом сигнал от температуры пламени используют на выключение подачи горючега газа и подогревающего кислорода, если пламя у резака по какой-либо причине не загорелось, сигнал от температуры нагрева металла используют для включения перемещения резака и включения подачи режущего кислорода при достижении температуры нагрева поверхности металла в зоне начала резки значений, равных началу воспламенения металла в струе кислорода, а сигнал от температуры фронтальной поверхности разреза используют для выключения подачи режущего кислорода и перемещения машины, если наклон линий реза (отставание)ревысит допустимую для качественной езки границу.При одновременной резке металла несколькими резаками анализируется поэтапное состояние процесса в каждой зоне резки, команды на технологические операции подают при наличии соответствующих игналов в каждой зоне.На фиг.1 приведена конструкция реза-, а; на фиг.2 - функциональная схема устройтва.Устройство включает оптические датчии 1-3 интенсивности излучения фронтальной поверхности металла, пламени резака о начала резки и поверхности металла в оне начала резки, которые смонтированы в бойме 4, закрепленной в центральном каале резака 5. Сигналы от датчиков 1-3 потупают в усилители 6-8, где происходит силение сигнала. Далее сигналы поступат в формирователи 9 - 11 логических сигнаов, обеспечивающие на выходе сигналы 1", "0", далее в микропроцессорный контроллер 12 и блок 13 управления, объединен ые в систему 14 управления, сигналы оторой поступают в систему 15 подачи гоючего газа и подогревающего кислорода, истему 16 подачи режущего кислорода, ледя щие электроприводы 17 перемещения езака и далее электродвигатели 18,Устройство работает следующим обраом,При зажигании пламени резака. инфорация о его наличии датчика 2 передается на усилитель 6, а в виде дискретного сигнала "1" через формирователь 9 логическихигналов поступает в мйкропроцессорный контроллер (МК) 12, где постоянно произвоятся опрос и анализ состояния информацинных входов, В случае отсутствия информации о пламени на любом из реза. ов формирователем 9 сигналов вырабатывается сигнал "0", поступающий в блок управления и в систему 15 отключения подачи подогревающего кислорода и горючего 1 аза.После получения информации о наличии пламени у всех резаков канал контроля Пламени отключают. При зажженном плаМени резака металл в зоне начала резки Начинает нагреваться. При достижении температуры воспламенения металла в струе кислорода оптический датчик 3 через усилитель 7 и формирователь 11 выдает сигнал 111 ИМК 12 УЧПУ опрашивает о состоянии Информационных каналов каждого резака и лишь после поступления сигнала "1" с последнего резака выдает блокам 15 и 16 команду на включение подачи режущегокислорода от блока 16 с одновременным включением перемещения машины блоком следящих электроприводов 17, После этого канал контроля температуры поверхности металла отключают.Оптический датчик 1 определяет степень освещенности фронтальной поверхно-. сти реза, которая зависит от угла наклона линий реза (отставания) и для принятых в нальна отставанию (фиг.1), Рез высокого качества получают при отставании, не превышающем 7-15. В противном случае снижается точность резки, в крайнем случае возникает непрореэание металла по толщине листа, Это связано, как правило, с нарушением технологических режимов резки(давления кислорода или горючего газа в сети), дефектами металла, окалиной на поверхности и т,д. При увеличении отставания более 15 в усилителе 8 вырабатывается сигнал, трансформируемый в формирователе 10 в команду "0", МК вырабатывает команду на выключение подачи режущего кислорода блоком 16 у всех резаков и остановку машины электроприводами 17. По окончании резки детали канал контроля освещенности фронтальной поверхности разреза отключается, Каналы 20 25 30 связи других резаков выполнены аналогично,Контроль температуры пламени и нагрева металла в зоне резки позволяет исключить недогрев эоны и повторение 35 операций пробивки (резки) на новом месте,что повышает производительность и увеличивает выход годного металла. Формула изобретения1. Способ оптико-электронного управ 40 ления процессом кислородной резки металлов, заключающийся в определении оптическим датчиком интенсивности излучения фронтальной поверхности в зоне рез 45 ки, формировании управляющего сигнала, соответствующего этой интенсивности, и при достижении им заданного значения подачи команды на регулирование скорости перемещения резака, подачи в резак горю 50 чего газа, подогревающего кислорода и режущегокислорода,отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса резки, производят определение интенсивности излучения дополнительными оптическими датчиками пламени резака до начала резки металла и поверхности металла при его нагреве в зоне резки, формирование соответствующих управляющих сигналов и при достижении одной заданной величины, соответствующей 10 практике режимов резки прямо пропорцио 1692786отсутствию пламени резака, до начала резки подают команду на отключение подачи в резак горючего газа и подогревающего кислорода, при достижении сигналом другой заданной величины, соответствующей тем , пературе воспламенения металла, подают " команду на включение подачи в резак.режущего кислорода и перемещения резака и при достижении сигналом заданной величины, соответствующей интенсивности излу чения фронтальной поверхности при угле наклона реза по отношению к оси резака более 7-15, подают команду на отключение подачи режущего кислорода и перемещения резака. 152, Способ по п.1, о т л и ч а ю щ.и й с я тем, что при одновременной резке металла несколькими резаками в разных зонах резки подачу в резаки горючего газа и подо.гревающего кислорода прекращают. при 20 отсутствии пламени резака до начала резки .металла по крайней мере в одной зоне резки.3. Устройство оптико-электронного управления процессом кислородной резки ме таллов, содержащее резак, в корпусе которого выполнены на периферии каналы для подачи горючего газа и подогревающего кислброда, адоль оси резака канал для , подачи режущего кислорода, в котором за креплен оптический датчик интенсивности излучения фронтальной поверхности металла, а также привод перемещения резака, системы подачи горючего газа, подогреваю-.щего кислорода и режущего кислорода. со единенные с каналами резака, при этом выхоД ойтического датчика интенсивности излучения фронтальной поверхности ме-. талла через последовательно соединенные первые усилитель и формирователь импуль сов подключен к первому входу управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что содержит дополнительно оптический датчик интенсивности излучения пламени резака до начала резки и оптический датчик интенсивности излучения поверхности металла в зоне начала резки, размещенные в осевом канале резака, два усилителя и два формирователя импульсо.в, при з гом выход оптического датчика интенсивности излучения пламени резака до начала резки через последовательно соединенные второй усилитель, в.второй формирователь импульсов и систему управления соединен с системойподачи горючего газа и подогревающего кислорода, выход оптического датчика интенсивности излучения поверхности металла -а зоне начала резки через последовательно соединенные третий усилитель, третий формирователь импульсов и систему управления подключен к системе подачи режущего кислорода и приводам перемещения резаков, выход первого формирователя импульсов через систему управления соединен с приводом перемещения резака и системой подачи режущего кислорода. 4, Устройство по и 3, отл ича ющеес я тем, что максимумы спектральных характеристик оптических датчиков интенсивности излучения фронтальной поверхности, пламени резака до начала резки и поверхности металла в зоне резки соответствуют номинальным интенсивностям излучения соответственно фронтальной поверхности, пламени резака до начала резки и поверхности металла в зоне начала резки, а усилители включают анализаторы спектральных сигналов.5, Устройство по п.З, о т л ич а ю щ е ес я тем, что система управления выполнена на последовательно соединенных микропроцессорном контроллере и блоке управления, входы микропроцессорного контроллера являются входами системы управления, а ее выходами являются выходы блока управления.1692786 хред М.Моргентал Корректор А. Осэуленк Мотыл акт роизводственно-издательский комбинат "Пате жгород, ул. Гагарина, 101 Заказ 4038 ВНИИПИ Госуда Тираж венного коми 113035, Москв Подписноепо изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР