Автоматизированная система безотходного раскроя проката

(19) 01) писни БР ТОРСИ Знамен .В.И.Л,А.В СССР 974. СР972. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Магнитогорский дважды оЛенина, ордена Октябрьской Ри ордена Трудового Красногометаллургический комбинат имнина(56) Авторское свидетельствоФ 519237, кл. В 21 В 37/00,Авторское свидетельство ССФ 327009, кл. В 23 П 25/02,(54)(57) АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА БЕЗОТХОДНОГО РАСКРОЯ ПРОКАТА на заготовки летучими ножницами, содержащая вычислительный блок, импульсный датчик длины проката, датчик реза, два датчика наличия металла, один из которых установлен на входе, а другой - на выходе прокатного стана, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью экономии металла засчет формирования заданной длины последней заготовки и расширения области применения для станов, где раскрой начинается раньше окончания прокатки, в систему дополнительно введены датчик первого реза, датчик последнего реза, кнопка и блок про" гнозирования длины раската, состоящий из двух счетчиков, пяти триггеров, семи элементов И, инвертора и элемента ИЛИ, причем выход первого датчика наличия металла через инвертор подключен на вход первого элемента И,(5)4 В 23 Э 25/16, В 2 В 15/00 37/00 второи вход которого соединен с прямым выходом первого триггера, а выход - с установочным входом второго триггера и входом второго элемента И, установочный вход первого триггера соединен с выходом датчика первого реза по металлу, сбросовые входы первого, второго и третьего триггеров подключены к выходу датчика последнего реза по металлу, установочный вход третьего триггера связан со сбросовыми входами четвертого триггера и двух счетчиков и через кнопку - с шиной питания, прямой выход третьего триггера подключен на вход Е третьего элемента И, а инверсный выход - на входы второго и четвертого элементов И, выход второго элемента И связан с первым входом вычислительного блока и счетным входом чет- ) вертого триггера, прямой выход второго триггера связан с входом пятого . )аай элемента И, второй вход которого Ц) связан с вторым датчиком наличия Ю металла, а третий - с импульсным р датчиком длины, выход пятого элемента И соединен со счетным входом пятого триггера и входом третьегоэлемента И, а выход пятого триггеМ ра - с первым входом четвертого элемента И и счетным входом первого счетчика импуЛьсов, выходы третьего и четвертого элементов И соединены ,Ь с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика импульсов, выходы счетчиков импульсов соединены соответственно с первыми входами шестого и седьмого элементов И, с вторыми входами которых соединены соот1209383 роя. 2послецнего реза по металлу (не ноказаны), а также с К, в ,входами триггеров 14 и 15. 5 -вход триггера связанс кнопкой "Смена профиля" 16 и К -входом триггера 17, Прямой выход триггера. 15 связан с вторым входом элемента И 18, а инверсный - с вторымивходами элементов И 19 и 13, выходпоследнего связан со счетным входомтриггера 17.Прямой выход триггера 14 связанс первым входом элемента И 20, третий вход которого связан с импульснымдатчиком 3 длины, а второй - с датчиком 4. Выход элемента 20 связан сосчетным входом триггера 21 и первымвходом элемента И 18, выход триггерас первым входом элемента И 19 и счетным входом второго счетчика 22 импульсов, а вход "Сброс" счетчикасвязан с кнопкой 16. Выходы .элементов И 18 и 19 соединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ 23, выход которого связансо счетным входом первого счетчика 24импульсов, а вход "Сброс" счетчикасвязан с кнопкой 16.Выходы счетчиков 22 и 24 импульсовсоединены соответственно с первымивходами элементов И 25 и 26, с вторыми входами которых соединены соответственно инверсный и прямой выходытриггера 1, а также сбросовые входысчетчиков 22 и 24, Выходы элементов И 26 и 25 соединены соответственно с первым и вторым входами вычислительного блока 27, первый вход которого связан с выходом элемента 13,а четвертый. вход - с датчиком 8 реза.Выход вычислительного блока 27 подключен к входу системы управленияэлектроприводом 9 ножниц.Устройство работает следующим образом. Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для рационального безотходного раскроя проката, полученного, например, на выходе непрерывного заготовочного стана в тех случаях,когда летучие ножницы расположенынепосредственно за станом и раскройпроката начинается еще до окончанияпрокатки, т.е., фактическая длина 10проката неизвестна,Цель изобретения - повьппение точности раскроя и увеличение выходагоцного металла. за счет более точного прогнозирования будущей длиныраската и формирования заданной длины последней заготовки.На фиг.1 представлена блок-схемапредлагаемого устройства, на фиг.2схема получения сигнала Последний 2 Орез".Устройство содержит раскат 1, находящийся в валках 2 прокатногостана, с валком последней клети стана связан импульсный датчик 3 длины 25раската, а за последней клетью установлен датчик 4 наличия раската, Навходе прокатного стана установлендатчик 5 наличия раската, а на выходе - планетарные ножницы 6, приводимые в действие двигателем 7 и связанные с датчиком 8 реза.Управление двигателем ножниц осуществляет система управления электроприводом 9.Выход датчика 5 связан через ин 35вертор 10 с первым входом элемента И11, второй вход которого соединен свыходом триггера 12, а выход элемента И 11 связан с. первым входом элемента И 13 и с Б -входом триггера14Вход триггера 12 связан со схемой выделения первого реза по металлу, а к -вход - со схемой выделения ветственно инверсный и прямой выходы четвертого триггера, подключенные, кроме того, к сбросовымвходам соответственно первого и второго счетчиков, выходы шестого иседьмого элементов И соединены соответственно с вторым и третьим входами вычислительного блока, четвертыйвход которого соединен с датчиком реза, а остальные входыс задатчиками исходных длин раск 1209383Перед раскроем раскатов другого профиля оператор нажимает кнопку 16 "Смена профиля", при этом триггерн и 15 устанавливается в положение 1 а счетчики 22 и 24 и, триггер 17 - в 5 "О". Передний конецраската 1 проходит через клети 2 прокатного стана и принимает в результате пластической деформации заданные размеры поперечного сечения. При этом система10 управления электроприводом включена в работу, ножницы 6, настроенные, на порез заданной длины 1 лцд заготовки, работают, и при попадании переднего конца раската в зону датчика 4 производится синхронизация положения ножей относительно переднего конца с целью отрезания головной заготовки в пределах допуска. При дальнейшем продвижении раската осуществляется первый рез по металлу. Срабатывает схема выделения сигнала Первый рез" по металлу (не показана), который поступает на прямой вход триггера 12. Последний срабатывает, а с его выхода сигнал "1" поступает на вход элемента 11.Схема первого реза по металлу может работать следующим образом. При выходе переднего конца раската из- З 0 под датчика 4 срабатывает элемент выдержки времени. При совпадении сигналов конца выдержки времени и срабатывания датчика реза ножниц вырабатывается сигнал "Первый рез". 35 При выходе заднего конца раската из-под датчика 5 сигнал "1" через инвертор 10 поступает на вход элемента 11, а с выхода его - на входы 40 триггера 14 и элемента 13. Триггер 14 срабатывает и подает сигнал разрешения на вход элемента 20. Так как под датчиком 4 находится раскат, то на другом входе элемента 20 так же есть сигнал "1". Тогда импульсы длины раската от датчика 3 проходят на вход триггера 21 и через элементы 18 и 23 поступают на вход первого счетчика 24 импульсов, а импульсы с 50 выхода триггера 21 поступают на вход второго счетчика 22 импульсов,Так как элемент 13 закрыт сигналом с триггера 15, то сигнал "Раскрой" на вход блока 27 не поступает. 55 Первый раскат режется на заданные длины Гр заготовок без участия вычислительного блока 27 раскроя. При выходе заднего конца раската из-под датчика 4 поступление импульсов от датчика 3 через элемент 20 прекращается, во втором счетчике оказывается записанным число импульсов ОР 1/2. , пропорциональНое половине длины раската, прошедшей через плоскость реза ножниц при прохождении задним концом раската расстояния от датчика 5 до датчика 4, а в первом счетчикЕ оказывается записанным числом импульсов Ь. , пропорциональное длине раската, прошедшей через плоскость реза ножниц при прохождении задним концом его расстояния от датчика 5 до датчика 4, Как только ножницы сделают последний рез по металлу, выделяется сигнал нПоследний рез" по металлу.На фиг.2 представлена структурная схема выделения сигналов "Последний рез". Установочные входы триггеров и счетчика не показаны. При сходе задней кромки раската с оси датчика 4 сигнал на входе инвертора 28 исчезает, а на выходе. возникает. При этом срабатывает формирователь 29 одиночных импульсов, а триггер 30 устанавливается в положение "1" и дает разрешение на прохождение импульсов длины с датчика 3 через элемент И 31 на вход счетчика 32, Выход счетчика связан с входом схемы 33 сравнения, на второй вход которой поступает код числа, равного-ГлКогда задний конец раската подойдет к оси ножниц на расстояниетогда на выхоце счетчика 32 образуется код числа Г -схема 33 сравнения срабатывает, а триггер 34 устанавливается в положение "1". При этом счетчик 32 и триггер 30 устанавливаются в состояние 10", а на вход элемента И 35 подается разрешающий сигнал. При отрезании ножницами от раската последней заготовки с длиной, равной кончна второй вход элемента 35 с выхода датчика 8 реза поступает сигнал, который устанавливает триггер 34 в состояние "0". Этот сигнал подается в систему (фиг.1) под названием "Последний рез".При поступлении в стан второго раската и выходе заднего конца его из под датчика 5 срабатывают элемент И 11 и триггер 14.дическая ошибка при реализации формулы безотходного раскроя.Далее блок анализирует разность и -п). Если И)п )а, то рас,кат порежется в соответствии со следующим выражением: пульсов 120938Сигнал "1" свыхода элемента И 11 поступает нА вход элемента И 13, на другой вход которой подан сигнал "1" с инверсного выхода триггера 15. На выходе элемента 13 возникает сигнал 5 "1", срабатывает триггер 17 и на вход блока 27 безотходного раскроя поступает сигнал "Раскрой"Сигналом триггера 17 открывается элемент И 2 б и информация о длинеот счетчика 24 вводится в блок 27, при этом счетчик 24 устанавливается в положение 0 сигналом триггера 17. Так как элементы И 20 и 19 открыты, то на входы счетчиков 22 и 24 начинают поступать через триггер 21 импульсы частотой, меньшей в два раза частоты датчика 3. Блок 27 безотходМного раскроя вступает в работу и реализует следующий алгоритм раскроя:=(И -Н) ьа д+1 ин + (конч - ) Если 6-п (О, то блок сформирует сигнал "Раскрой невозможен", а раскат порежется на заданные длины заготовок с произвольным остатком.При выходе заднего конца второго раската из-под датчика 4 поступление импульсов на входы счетчиков 22 и 24 прекращается. Во втором счетчике 22 оказывается записанным число имЬОР 1 пР 2пропорцио 1 2= пР 1 +зн 2 ( конч ) где 1 - расстояние от датчика на выходе стана до линии реза;251 н- .длина раската за ножницамик моменту раскроя,задаваемая оператором длинаконцевой заготовки,Ь - допуск на отрезание Гк,ч- постоянная величина для всехпрофилей.ьн определяется известным способом: с каждым резом по металлу сбрасывается и запускается счетчик импульсов длины 1 и (не показан), по 35команде пРаскрой" содержимое этогосчетчика вводится в блок 27. Послеопределения раскраиваемой длины блок27 определяет количество Н заготовокзаданной длины 1 д путем исследовательного вычитания этой величиныиз раскраиваемой длины до полученияотрицательного числа, Отрицательноечисло определяет длину, недостающуюостатку до заданной длины заготовки. 45Длина остатка наращивается до заданной длины за счет максимального укорочения необходимбго количества 1 изаготовок на данном раскате. Величина.н рассчитывается последовательным прибавлением к полученному отриГ Ра - Гательному числу величины(дКдо получения положительного результата, гдемин - минимально допус-. 55 каемая длина заготовки, ъад - за/данная длина заготовки К - целое число, на которое уменьшается метональное сумме половин фиксированных длин первого и второго раската, прошедших через плоскость реза ножниц при прохождении задними концами раскатов расстояния от датчика 5 до датчика 4, а в первом счетчике 24 оказывается записанным число импульсов пг(2 , пропорциональное половине фиксированной длины второго раската, прошедшей через плоскость реза ножниц при прохождении задним концом второго раската расстояния 1от датчика 5 до датчика 4.Принцип действия системы при раскрое третьего раската отличается от второго положением триггера 17, он по счетному входу установится в положение "О", а также тем, что в вы - числительный блок будет введено число " из счетчика 22 через2элемент И 25.Таким образом, для раскроя третьего раската при определении прогнозируемой длины раскраиваемой части принимается средняя величина длин первого и второго раскатов при прохождении задним концом одного и того же фиксированного расстояния. Аналогично при раскрое четвертого раската принимается соответственно средняя величина длин прохождения фиксированного расстояния второго и третьего раскатов, т.е. раскраиваемая длина для 1-го раската определяется по формулеТакой принцип действия самонастраивающегося устройства для безотходного раскроя позволяет получить пос-леднюю заготовку, вырезаемую из раската заданной длины. 5Исследования, проведенные на непрерывном заготовочном стане, показывают, что обычно разброс длин пяти-шести соседних раскатов незначителен, так как листки для этих раскатов получены из одной и той же нагревательной ячейки и температурыФ,нагрева этих слитков близки одна к другой.,1209383 е Составитель В.Ткаченкоактор А.Шандор Техред С.Мигунова яско ррект 4/17 Ти ВНИИПИ Госупо делам 13035, Москв Зака"Патент", г.ужгород, ул.Проектна Юьиад Юлюка аж 1000 Подписноеарственного комитета СССРизобретений и открытийЖ, Раушская наб., д.4/5