Цифровое устройство управления летучими ножницами (его варианты)

О)ОЗ СОВЕТСНИХ ЦИАЛИСТИЧЕСНИХСПУБЛИН 51) В 23 0 25/16 ЕТ СССОТНРЬГТ 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ РЕТЕН ск ро(71) Украинский государственный проектный институт "Тяжпромэлектропроект"(56) Авторское свидетельство СССРВ 188549, кл. В 21 В 35/02,1965(54) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯЛЕТУЧИИИ НОЖНИЦАМИ (ЕГО ВАРИАНТЫ)(57) 1. Цифровое устройство управления летучими ножницами, содержащеесистему регулирования скорости привода ножниц, датчики положения искорости ножей, импульсный датчикскорости проката, задатчик длины заготовок, выход которого подключен кинформационному входу многоканальнойвентильной схемы, управляющий входкоторой связан с датчиком положенияножей, а также включенныеЪоследовательно блок временного разделенияимпульсов, реверсивный счетчик ипреобразователь код - напряжение,выход которого подключен к входусистемы регулирования скорости привода ножниц, при этом входы блокавременного разделения импульсов соединены: положительный - с импульснымдатчиком скорости проката, а отрицательный - с импульсным датчиком скорости ножей, о т л и ч а ю щ е е сятем, что, с целью повышения точностиреза путем учета ошибок отработки задания при каждом цикле резки и повышения быстродействия системы, оно снабжено соединенньи 4 и последовательно генератором опорной частоты, накапливающим сумматором и дополнительным реверсивным счетчиком, входы которого соединены: установочный - с датчиком положения ножей, счетные - с соответствующими выходами накапливающего сумматора, а выход подключен к второму входу преобразователя код - напряжение, причем кодовый вход накапливающего сумматора соединен с выходом реверсивного счетчика.2, Цифровое устройство управления летучими ножницами, содержащее систему регулирования скорости привода летучих ножниц, датчики положения и орости ножей, импульсный датчик скости проката, задатчик длины заготовок, импульсный счетчик и многоканальную вентильную схему, а такжеС: преобразователь,код - напряжение, соединенный своим выходом с системой регулирования скорости провода нож- фщ ниц, причем входы многоканальной вен ффва тильной схемы соединены: управляющийс датчиком положения ножей, а инФор" мационный- с выходом задатчика длины заготовок, выход многоканальной вентильной схемы связан с установочным входом импульсного счетчика, счетный вход которого подключен к импульсному датчику скорости ножей, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повыаения точности реза за счет улучшения динамических свойств устройства, оно снабжено сумматором и дополнительным импульсным счетчиком н дополнительной многоканальной вентильной схемой, входы которой соединены: ин 4 юрмационный - с выходом сумматора, управляющий - с датчиком положения1156871 ножей ножниц, а выход подключен кустановочному входу дополнительногоимпульсного счетчика, выход которогоподключен к положительному входу Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкции систем управления оборудованием для резки металла.Цель изобретения - повышение точ ности резки проката путем учета ошибок 8 работки задания прн каждом цикле резки и повышение быстродействия системы.Положительный эффект по первому варианту исполнения достигается путем учета статической и динамической ошибок системы регулирования при каждом цикле резки при,одновременном повышении быстродействия, что позво ляет подучить высокую точность резки проката как в стационарном режиме, так и при технологических изменениях скорости проката.По второму варианту исполнения 2 О положительный эффект достигается за счет улучшения динамических свойствустройства в целом, исключения искажений фазы импульсов счета, что позволяет обеспечить полную синхрониза цию скоростей проката и летучих ножниц к моменту реза. На фиг,1 и 2 приведены функциональные схемы устройства по вариантам 1 (фиг. 1) и 2 (фиг.2).ЦиФровое устройство управления летущжи ножницами содержит систему 1 регулирования скорости ножей летучих ножниц 2, импульсные датчики 3- 5 скорости ножей, положения ножей ножниц и скорости проката соответственно, блок 6 временного разделения импульсов (по варианту 1), два реверсивных счетчика 7 и 8 (но варианту 1), а также преобразователь 9 код 40 напряжение, задатчик 10 длины.заготовок и многоканальную вентнльную схему 11. По первому варианту исполнения (фиг. 1) устройство содержит45 генератор 12 опорной частоты и накапливающий сумматор 13. сумматора, отрицательный вход которого связанс выходомимпульсного счетчика,причем выход сумматора связан с входомпреобразователя ход - напряжение. По второму варианту исполнения (Фиг.2) устройство, кроме указанных элементов, содержит сумматор 14, два нереверсивных счетчика 15 и 16 и дополнительную многоканальную вентильную схему 17.Система 1 регулирования скорости привода летучих ножниц 2 своим входом соединена с выходом преобразователя 9. Импульсный датчик 4 положения ножей подключен к управляющему входу схемы 11, информационный вход которой соединен с выходом задатчика 10.Импульсный датчик 3 скорости ножей подключен к отрицательному входу блока 6 временного разделения (вариант 1) илн к входу счетчика 15 (вариант 2).Датчик 5 скорости проката соединен с положительным входом блока 6 (вариант 1) илн входом счетчика 16 (варнант 2) Входы накапливающего сумматора 13 (вариант 1) подключены к выходам счетчика 7 и генератора 12, выходы которого подключены к входам реверсивного счетчика 8, выходом соединенного с одним иэ входов. Преобразователь 9, входом соединен с выходом, реверсивного счетчика 7, счетные входы которого подключены к выходам блока 6.Сумматор 14 (вариант 2) своими входами связан с выходами счетчиков 15 и 16, а выходом - с входом схемы 17. Счетчик 16 соединен входами с датчиком 5 и выходом схемы 17, а входы счетчика 15 - с датчиком 3 и схемой 11,Устройство (по варианту 1) работает следующим образом.В исходном состоянии, за которое принимается момент непосредственно перед очередным резом, реверсивный счетчик 7 имеет нулевой выход, а наз 11568 выходе реверсивного счетчика 8 имеется некоторый код Ио, компенсирующий статическую погрешность системы 1 регулирования скорости ножниц. В момент реза по импулвсу от датчика 4 положения ножей ножниц обнуляется второй реверсивный счетчик 8 и открывается вентильная схема 11, через которую из задатчика 10 длины пореза в счетчик 7 вводится код задания тор О моэного пути ножниц, сформированный в соответствии с выражением 15 где. Ь - заданная длина порезки;Е - длина свободной порезки присвсинхронизированных скоростях проката и ножниц (соответствует коэффициенту обгона, равному единице). Импульсы датчика 5 скорости проката через блок 6 временного разделения поступают на вход "Сложение" счетчика 7. На вход "Вычитание" этого счетчика также через блок 6 поступают импульсы от датчика 3 скорости ножниц. Счетчик 7 производит алгебраическое сложение этих импульсов с занесенным в него в момент.реза кодом заданного тормоз- ЗО ного пути. Результат сложения в счетчике 7, выполняющем роль астатического цифрового регулятора скорости ножниц, поступает на первый вход преобразователя 9 код - напряжение и 35 преобразуется в напряжение, которое подается на вход системы 1 регулирования скорости. Одновременно ход счетчцка 7 подается в накапливающий сумматор 13, на тактирующий вход которого непрерывно от генератора М поступают импульсы опорной частоты Й При этом накапливающий сумматор 13 преобразует код счетчика 7 в пропорциональную ему (с учетом знака выходного кода счетчика) частоту следоза" ния импульсов, которые 4 юринруются при переполнении накапливающего сумматора 13 в соответствии с ииражениемМИсч тпеР о И фнс где И,ч, - код на выходе реверсивногосчетчика 7И, - объем накапливающего сумкатора 13,Счетчик 8 суммирует указанные импульсы переполнения, и результат 714 суммирования поступает на второй входпреобразователя 9. В результате этогов электроприводе ножниц развиваетсяпереходной процесс, реализующий тахограмму ножниц, необходимую дляотработки заданного тормозного пути.Ножницы 2 прнтормаживаются, а выходной код счетчика 7 при этом уменьшается. Процесс отработки тормозногопути оптимизируется нелинейным, например квадратичным, преобразованиемкода в преобразователе 9. После завершения переходного процесса скоростьножниц благодаря работе счетчика 7-:в качестве астатического регулятораскорости восстанавливается до уровняскорости проката, Сигнал на выходесчетчика 7 снова становится равнымнулю, при этом исчезают импульсы переполнения Г накапливающего сумматора 13, и на выходе счетчика 8устанавливается код М соответствующий новому (изменившемуся эа времяцикла) значению статической ошибкитахометрической системы регулированияскорости, определяемой, например,такими факторами, как изменение статической нагрузки, колебания напряжения питания, уход параметров аналоговых регуляторов и т.п. При этом,несмотря на изменение за время цикла порезки момента статической нагрузки, ножницы всегда проходят точно дополнительный тормозной путь,определяемый выходным сигналом блоказадания длины пореза. С момента очередного реза циклработы устройства повторяется. Аналогично работа счетчиков 7 и8 протекает и в переходных режимах при технологических изменениях уровня скорости подачи проката. При этомк моменту реза сигнал на выходесчетчика 7 также становится равным нулю, а на выходе счетчика 8 устанавливается код, равный сумме двух составляющих: И, - составляющей, компенсирующей статическую погрешность тахометрической системы 1 регулирования скорости, и И - составляющей, компенсирующей динамическую ошибку тахометрической системы 1 регулирования скорости.Для работы накапливающего сумматора 13 в качестве преобразователя код - частота необходимо, чтобы объем сумматора 13 был больше максимального выходного кода счетчика 7.Кроме того, для обеспечения устойчивой работы устройства при построении накапливающего сумматора должно выполняться соотношениегде Т - эквивалентная постоянная вре"мени контура регулирования 16скорости, настроенного на"технический оптимум",Повышенная точность порезки проката определяется тем, что выходнойкод второго реверсивного счетчика 8 15к моменту реза содержит составляющие,компенсирующие как статическую, таки динамическую ошибки тахометрической системы 1 регулирования скорости,а летучие ножницы 2 в промежутках 26,между резами всегда точно отрабатывают, благодаря цифровому астатическому регулированию на основе первогореверсивного счетчика 7, тормознойпуть Ь , определяемый блоком задания 25тфдлины пореза.По первому варианту исполнениясхемы целесообразно использоватьустройство при резке сравнительнокоротких заготовок, ЗО1По второму варианту исполнения схемы (фиг.2) за исходное состояние принимается момент непосредственно передочередным резом, когда на выходе счетчика 15 имеется код, равный заданной ЗЗдлине отрезаемого листа а код навыходе счетчика 16 превышает выходнойкод счетчика 15 на некоторый код ИЭтот же код Н, имеется и на выходесумматора 14 и компенсирует статичес-.4кую погрешность системы 1 регулирования скорости ножниц 2. В момент резапо импульсу от датчика положения ножей ножниц открываются вентильныесхемы 11 и 17. При этом через вентильАзную схему 17 из сумматора 14 в счетчик 16 вводится код Ы а через вентильную схему 11 из блока заданиядлины пореза в счетчик 15 вводитсякод задания тормозного пути ножниц, ффсформированный в соответствии с выражением1 = Ь - Ь53где Ь - заданная длина порезки;Ь, - длина свободной порезки присинхронизированных скоростях проката и ножниц (соответствует коэффициенту обгона,равному единице).Импульсы датчика 5 скорости проката поступают на вход счетчика 16, который суммирует эти импульсы с занесенным в него в момент реза кодом И, и результат суммирования подается на вход сложения сумматора 14, Импульсы датчика 3 скорости ножниц поступают на вход счетчика 15, который суммирует эти импульсы с занесенным в него в момент реза кодом тормозного пути, и результат суммирования подается на вход "Вычитание" сумматора 14. Выход сумматора 14 поступает на вход преобразователя 9 код - напряжение и преобразуется в напряжение, которое подается на вход системы 1 регулирования скорости. В результате этого в электроприводе ножниц развивается переходной процесс реализующий тахо- грамму ножниц необходимую для отработки заданного тормозного пути, Ножницы 2 притормаживаются, рост выходного кода счетчика 15 при этом уменьшается, постепенно приближаясь к коду на выходе счетчика 16 и умень" шая тем самым выходной код сумматора 14. Процесс отработки тормозного пу,ти оптимизируется нелинейным, например квадратичным, преобразованием кода сумматора в преобразователе 9.После завершения переходного йроцесса скорость ножниц, благодаря работе счетчиков 15 и 16 и сумматора 14 вкачестве астатического регулятора скорости,восстанавливается до уровня скорости проката.Описанные операции повторяются циклически после каждого реза, благодаря чему осуществляется точная порезка проката на заданные мерные длины. Повышенная точность порезки проката определяется тем, что выходной код сумматора 14 постоянно содержит составляющую, компенсирующую статическую погрешность системы 1 регулирования скорости, а летучие ножницы 2 в промежутках между резами всегда отрабатывают благодаря цифровому астатическому регулированию скорости определяемый задатчиком 10 тормозной путь Ь. Кроме того, в устройстве исключеныпогрешности, связанные сискажением фазыимпульсов счета;По второму варианту исполнениясхемы целесообразно испольэоватьустройство при резке длинных заготовок,