Способ определения координат кромок металлического листа и устройство для его осуществления

СОК 1 З СОВРТСКЛХООПи Авист иг:с к ихРГСПУВЛИК 3 К 9/ Е ИЗОБР ЕНИ ЕТЕЛ ЬСТВУ К АВТОР) представлены зави2 /и второи про афиках сим ости вой с 1 т 1 я по времени от (координаты Х). й изображены зася при движении. изводных расстоян При этом виси мост этого н я до кр плошн апряжен ая листа ой линие ирующие(71) Центральный научно-исследователь ский институт технологии судостроения (72) В,А.Синицкий, В.И,Вегелов, Ю.С,Титков, А.П.Веселов, Л.И,Солодова и С,В.Смирнов(56)1,Авторское свидетельство СССР М 1761404, кл. В 23 К 9/10, 1992,2. Авторское свидетельство СССР М 858250, кл, В 23 К 9/10, 1981.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ КРОМОК МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ЛИСТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ание: в судостроении и маши- и создании гибких автоматиистем тепловой обработки гибки) токопроводящих маИзобретение относится к методам позиционирования (адаптации) суппорта с инструментом относительно обрабагываемой поверхности и может быть использован при создании гибких автоматизированных систем тепловой обработки /резки, сварки, гибки/ токопроводящих материалов,Цель изобретения - повышение точности определения координат кромок металлического листа.Изобретение поясняется чертежами, На фиг.1,а представлена зависимость выходного напряжения 0 электронного блока датчика от расстояния между крайней правой точкой на витке датчика А и кромкои 5 Ц 1832 О 70 А 1 териалов, Сущность изобретения: инструмент с токовихревым датчиком при включенном регуляторе высоты последовательно перемещают изнутри лисга по нормали к заданным точкам его рамок, останавливают у каждой точки по сигналу краевого эффекта датчика высоты, возвращают на расстояние не менее диаметра датчика, после чего отключают регулятор высоты, повторно перемещают датчик к точке на кромке листа и останавливают его в момент перехода через ноль второй производной сигнала краевого эффекта по времени, Устройство содержит регулятор высоты, токо- вихревой датчик, генвратор высокой частоты, резонансную измерительную цепь, усилитель, пороговое реле, а также релейный элемент и схему регистрации перехода через ноль второй производной сигнала раевого эффекта датчика. 2 с,п,ф-лы, 2 и листа. При нахождении да под листом выходные напр нимальное(около 2 В), По м оно во растает и становитс (около 7 В) при полном вь край листа.датчика через кромку с листа, а пунктирной - на лист.Из графика в) видно, что когда за кромку листа выступает сегмент одновиткового токовихревого датчика с высотой сегмента О.З от внешнего диаметра, а остальная часть площади, витка располагается г 1 од листом, то вторая производная выходного напряжег 2ния 2 по времени проходит через Одтпри движении датчика по нормали к кромке листка в любом направлении; с листа или на лист. Отмеченное обстоятельство определяется физикой взаимодействия электромагнитного поля датчика с металлической подложкой вблизи ее кромки и указанная высота сегмента, при которой величина проходит через О, весьма слабо зависит от влияния электрических и геометрических параметров узла инструмента с токовихревым датчиком и регулятором его высоты над металлическим листом.Из сказанного следует, что использование свойств перехода через 0 сигнала с 1 Чдля обнаружения координат кромок осметаллического листа позволяет повысить точность этого процесса.Схема устройства, встроенного в машину тепловой резки, представлена на фиг.2,Одновитковый токовихревой датчик 1 высоты, охватывающий наконечник резака 2, входит в состав резонансной измерительной цепи 3, получаю.цей питание от генератора 4 высокой частоты, Измерительная цепь присоединена к входу усилителя 5, к выходу которого параллельно подключены обмотка порогового реле 6 и входная дифференцирующая цепь 7, являющаяся начальным звеном схемы 8 регистрации перехода через ноль второй производной сигнала краевого эффекта по времени 8. За дифференцирующей цепью 7 следует буферный каскад 9, к которому подключена выходная дифференцирующая цепь 10, выдающая сигнал на нуль-орган 11 с релейным элементом 12 на выходе. Контактные группы 13-15 порогового реле 6 включены последовательно с обмотками электродвигателей 16-18, подключенных к выходам блоков.усиления мощности 19-21, обслуживающих два горизонтальных 22 и 23 суппорта с электроприводом и один вертикальный 24, размещенные в пределах портала 25 машины тепловой резки 26, снабженной устройством числового программного управления 27, задающим законы движения всем суппортам.Контактные группы 28 и 29 релейного элемента 1 включены последовательно с контактными группами 13 и 14 порогового реле соответственно. Контактные группы 30 и 31порогового реле и релейного элемента соот 5 ветственно подключены к логическим входам устройства 27, а выход усилителя 5 - каналоговому входу Л устройства числовогопрограммного управления 27.Через опорные ролики 32 портал маши."0 ны тепловой резки установлен на рельсовыхнаправлениях 33. Разрезаемый металлический лист 34 лсжит на ребрах 35 раскроечного стола 36 машины тепловой резки,Датчик 1, измерительная цепь 3, генератор"5 4, усилитель 5, пороговое реле 6, электропривод 18 с блоком усиления мощности 21образуют регулятор высоты резака 37.Предлагаемое устройство работает следующим образом.20 Высокочастотное напряжение от генератора 4 поступает на одновитковь 1 й токовихревой датчик 1 высоты резака 2,включенный в резонансную измерительнуюцепь 3, Эта цепь настроена на рабочую точ 2 о ку, лежащую на крутом участке боковой вет 2 гви резонансной кривой, Датчик 1 создает вметаллическом листе 34 поля вихревых токов, обратное действие которых вызываетизменение его активного и индуктивного соЗО противлений. Степень воздействия вихре-.вых токов на датчик 1 зависит от расстоянияего до металлического листа, Изменениеэтого расстояния приводит к изменениюсигнала к резонансной измерительной цепи35 3, Этот сигнал поступает на усилитель 5,вьход которого присоединен к аналоговому входу Я устройства числового программного управления 27.устройство 27 управляет вертикальным40 суппортом с электроприводом 18, обеспечивая автоматическую стабилизацию величинрабочего зазора между резаком и бухтинованным листом на заданном уровне, прикотором сигнал на выходе усилителя 5 ста 45 новится равным нулю.При определении координат кромок ме. таллического листа устройство функционирует следующим образом,Из исходного положения в точке А резак50 2 с токовихревым датчиком 1 в поднятомсостоянии технологического перехода позаданной в устройстве 27 программе переме-,щается в точку Ь, находящуюся приблизительно над продольной осью листа 34.55 Затем по программе включается автоматический регулятор высоты с электроприводом 18, резак с датчиком опускается и устанавливается на заданной высоте, После этого, в соответствии с программой, резак с датчиком двигается в направлении к кромкелиста, обеспечивая свой подход при включенном регуляторе высоты изнутри листа понормали к точке В на кромке. При смещениифронтального сегмента движущегося датчика за кромку листа, вследстоие уменьшенияплощади воздействующей на него металлической подлокке, напряжение рассогласования на выходе усилителя 5 резковозрастает о соответствии с графиком О ==1(х), представленным на фиг.1, а, а также нафиг.2 у выхода блока 5.Процесс резкого возрастания напряжения О вызывает срабатывание пороговогореле б, контакты котооого 13-15 размещаются, останавливая движение осех суппортоо машины, о том числе и вертикального,который начинает снижение режущего узлапри подходе его к кромке листа о результатедействия краевого эффекта на токаоихревой датчик. Контактная группа 30 порогового реле замыкается, подавая логическийсигнал на систему числового программногоуправления 27, сообщающий о завершениипервого "грубого" подхода резака с датчиком к кромке металлического листа, Затемо соответствиис программой суппорты снова включаются, осуществляя возврат резакас датчиком из точки В по предыдущей траектории на расстояние, равное диаметрувитка токовихревого датчика,Здесь прекращается действие краевогаэффекта на регулятор, и ан выставляет свысокой точностью заданную исходную высоту инструмента с датчикам над металлическим листом, после этого по команде сустройстоа 27 регулятор высоты отключает. ся и неподвижный по высоте резак с датчиком повторно приближается к точке В накромке листа. а напряжение О на выходеусилителя 5 основа резко возрастает,При этом оо входной дифференцируюОЧщей цепи 7 возникает сигнал = 1(х),отпредставленный на графике фиг.1, б, переходящий через экстремум при смешениифронтального сегмента движущегося датчика за кромку листа на расстояние 0,3 отдиаметра такооихревога датчика. Послеусиления по мощности в буферном каскаде9 сигналг 1 Ч= 1(х) подается на выходнуюдифференцирующую цепь 10, о которой онО Чпреобразуется о сигнал --- =. 1(х), предОставленный на графике 1, в с переходом через ноль. Момент этбго переходавыделяется нуль-органом 11, на выходе катарага срабатывает релейный элемент 12.Контактные группы этого-элемента 28 и 2930 40 кам листа, астанаоливают у каждой кромки 50 55 5 10 15 20 25 размыкаются, останавливая движение резака с токовихревым датчиком точно при смещении фронтального сегмента датчика за кромку листа на расстояние 0,3 О+ Л, где О - диаметр витка датчика;Л - постоянная, характеризующая инерционность остановки машинььКонтактная группа 31 релейного элемента замыкается, подавая логический сигнал на систему числового программного управления 27, сообщающий о завершении второго. "точного" подхода резака с датчиком к кромке металлического листа о точке В. Текущие координаты положения остановки па горизонтальным асям запамина:отся в устройстве 27, завершая процес определения координаты одной тачки на кромке листа.Описанный порядок работы устройства осуществляется около каждой выбранной точки на кромке листа, входящей в заданную програмглай траекторию движения инструмента с датчиком,Сумма полученных таким образом координат очек на кромках листа, зафиксированных в памяти устройства 27, позволяет ему определить угол перекоса листа относительно осей раскройна а стола, откорректировать траекторию реза с учетом этого угла, определить координаты точки начала реза и, о конечном итоге, автоматизировать процесс пазицианиранания,Формула изобретения1. Способ определения координат крамок металлического листа, при котором над листам устанавливают инструмент с токовихревым датчикам и регулятарагл высоты и последовательно перемещают ега к кромпо сигналу краевого эффекта датчика, возвращают на расстояние не менее диаметра датчика, аткиочают регулятор высоты и пооторна перемещают к кромке листа, о т л ич а о щ и й с я тем, что с цельо повышения точности определения к ординат кромок листа, при повторном перемещении инструментазмеряют вторую производную сигнала краевого эффекта датчика, а останавлива:ат его в момент перехода второй производной через ноль.2, Устройство для определения координат крамок металлического листа, содеркощее инструмент, регулятор высоты, токовихревой датчик, генератор высокой частоты, резонансную измерительную цепь, усилитель и пороговое реле, нормально замкнутые контакты которого включены в цепи питания электропринадан вертикального и горизонтального перемещения инструмен-кО ор 3 ино то щоики 4 та, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения координат кромок листа, оно снабжено релейным элементом и схемой регистрации перехода через ноль второй производной сигнала краевого эффекта,токовихревого датчика,соединенной входом с выходом усилителя, а выходом -с релейным элементом, нормально замкнутые контакты которого включены последовательно с контактами порогового 5 реле в цепи питания электроприводов гори зонтального перемещения инструмента.Тираж сударственного комитет 113035, Москва, о изобрете35, Раущск Подписноеям и открытиям при ГКНТ СССнэб., 4/5