Устройство для автоматического центрирования полосы при прокатке

.8010 11 В 21 В 37 еУДАРСТВЕННЫЙ НДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕН ИТЕТ СССР И ОТНРЫТИЙ Н ЛЬСТВУ(56) 1, Авторское с во СССР 9 582859, кл. В 21 975.2. Авторское сви СССР 9 908450, кл, В 21 980 :(54)(57) уСТРОИство для АВтсевтичесКОГО ЦЕНТРИРОВАНИЯ ПОЛОСЫ ПРИ ПРОКАТКЕ содержащее четное число фотоэлектрических датчиков, расположенных на входе и выходе из клети, в каждой группе Фотоэлектрические датчики расположены симметрично относительно оси прокатки и с равным шагомна полную длину валка параллельно его оси, бЛокк управления приводами соответственно левого и правого иажимных винтов, датчики давления соответственно под правым.и левым нажимными винтами, датчик наличия полосы в валках предыдущей клети, три блока вычитания, три ключа, три инвертора и блок сложения, причем выходы Фотоэлектрических датчиков, расположенных на выходе иэ клети, соединены с входами первого блока вычитания, выход которого через первый вход первого ключа соединен с первымвходом блока сложения, первый выход блока сложения соединен с .блохом управления приводом;правогонажимного винта непосредственно, а с блоком управления приводОм левогонажимиого винта - через первый нн. аертор второй выход блока сложениясоединен через первый инвертор. с первык входом второго ключа, второйвход которого соединен с выходом второго блока вычитания, выход второго ключа соединен с блоком управления приводом правого нажимноговинта непосредственно, а с блокомуправления приводом левого нажимноговинта - через второй инвертор, первый и второй входы второго блокавычитания соединены с выходами соответственно датчиков давления подправым и левым. нажимными винтами,выходы Фотоэлектрических датчиков,расположенных на входе в клеть, соединены с входами третьего блока вычитания, выход которого соединен спервым входом третьего ключа, выходтретьего ключа соединен с вторымвходом блока сложения, первый и вто- ЕЯрой выходы датчика наличия полосыв валках предыдущей клети соединенысоответственно.с вторым входом первого ключамичерез третий инвертор Сс вторым входом третьего ключа, о тличающееся .тем, что, сцелью улучшения качества прокатываемых полос путем повышения точности Эффиих центрирования, а также повышения рфВаточности при,определении направленияи величины смещения переднего и и)заднего концов полосы при прокатке, ф)оно дополнительно содержит пе двесекции соответственно на входе и вы- Юходе из клети, расположенные симметрично оси прокатки, содержащие каждаядва Фотоэлектрических датчика и уста- ЪФ 4новленные с возможностью возвратнопоступательного движения вдоль осивалка в плоскости, параллельнойплосКости прокатки, два блока управ- аления двигателями перемещения секций, два дешнфратора, два элементаИЛИ, четвертый и пятый инверторы,причем выходы Фотоэлектрических датчиков секций, расположенных на выходеиз клети, соединены с входами первого дешифратора, первый и второй выходы которого соединены с входамиблока управления двигателем переме1033246 30 щения секций на выходе из клети,третий и четвертый выходы первогодешифратора через первый элемент ИЛИи четвертый инвертор соединены стретьим входом первого ключа, выходыфотоэлектрических датчиков секций,расположенных на входе в клеть, соединены с входами второго дешифратора,Изобретение относится к автоматизации прокатного производства, в частности к настройке прокатных станов непосредственно в процессе их работы, и может быть использовано на 5 прерывных полосовых станах.Известно устройство стабилизации профиля полосы, содержащее два датчика удельных натяжений, расположен,ных на выходе из клети у кромок полосы справа и слева от оси прокатки, системы управления приводами нажимных винтов, систему противоизгиба рабочих валков, систему дополнительного изгиба рабочих валков с датчиками давления, злектрогидропреобразователи, вычитающие блоки и инверторы Г 1 3 еОднако отсутствие на входе в клеть и выходе из клети датчиков контроля положения полосы приводит к ошибкам в определении направления и величины смещения переднего и заднего концов полосы в горизонтальной плоскости относительно оси прокатки и к ошибкам регулирования, когда 25 вытяжки левой и правой кромок поло,сы различны, а следовательно, различны и усилия прокатки под левым и правым нажимным винтами. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату являетея устройство для автоматического центрирования полосы при прокатке, содержащее четное число фотоэлектрических датчиков, расположенных на входе и выходе из клети, в каждой группе фотоэлектрические датчики расположены симметрично относительно оси прокатки и с равным шагом на полную длину валка параллельно его оси, системы управления приводами соответственно левого и правого нажимных винтов, датчики давления соответственно под правым и левым нажимными винтами, датчик 45 наличия полосы в валках предыдущей клети, три блока вычитания, три ключа, два элемента НЕ, блок сложения и инвертор, причем выходы фотоэлект рических датчиков, расположенных на 50 первый и второй выходы которого соединены с входами блока управлениядвигателем перемещения секций навходе в клеть, третий и четвертыйвыходы второго дешифратора через второй элемент ИЛИ и пятый инвертор соединены с третьим входом третьегоключа,выходе из клети, соединены с входами первого блока вычитания, выход которого через первый вход первого ключа соединен с первым входом блока сложения, первый выход блока сложения соединен с системой управления приводом правого нажимного винта непосредственно, а с системой управления приводом левого нажимного винта через инвертор, второй выход блока сложения соединен с входом первого элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом второго ключа, второй вход второго ключа соединен с выходом второго блока вычитания, выход второго ключа соединен с сис - темой управления приводом правого нажимного винта непосредственно, а с системой управления приводом леного нажимного винта - через инвертор, первый и второй входы второго блока вычитания соединены с выходами соот. етственно датчиков давления под правым и левым нажимными винтами,выходы фотоэлектрических датчиков,рас - положенных на входе в клеть, соединены со входами третьего блока вычитания, выход которого соединен с первым входом третьего ключа, выход третьего ключа соединен со вторым входом блока сложения, первый и второй выходы датчика наличия полосы в валках предыдущей клети соединен соответственно со вторым входом первого ключа и через второй элемент НЕ со вторым входом третьего ключа 2 3.Недостатком данного устройства является невысокая точность при определении. направления и величины смещения переднего и заднего концов полосы, обусловленная принятой жесткой схемой расстановки фотоэлектрических датчиков и логикой работы устройства, При такой расстановке фотоэлектрических датчиков точность центрирования полосы определяется расстоянием между оптическими осями двух рядом расположенных фотоэлектри- ческих датчиков. Погрешность при определении величины смещения перед-.него и заднего концов полосы не ,первым входом блока сложенияо первыйбольше половины этого расстояния выход блока .сложения соединен с блод1 е(1)ком управления приводом правого на 2 :жимного винта непосредственно, а сД Л(2) блоком УпРавления приводом левогог и) 5 нажимного винта - через инвертор,где (. - длина рабочих валков, мм; . второй выход блока сложения соедиК - количество фотоэлектрических нен через первый инвертор с первымдатчиков одной группы, те, входом второго ключа, второй входрасположенных на входе или которого соединен с выходом второговыходе из клети. 10 блока вычитания, выход второго ключаНапример, при схеме с щестью фо- соединен с блоком управления привотоэлектрическими датчиками в одной дом правого нажимного винта непосредгрупйе и при длине валков(,=2000 мм ственно, а с блоком управления припогрещность определяется неравенством ,водом левого нажимного винта - через д 4200 мм, 15 1 второй инвертор, первый и второйУчитывая современные требования входы второго блока вычитания соедипо точности центрирования полос, в нены с выходами соответственно датсоответствии с которыми 3 находится чиков давления под правым и левымв пределах 10 мм, ясно, что такая нажимными винтами, выходы фотоэлектпогрешность является недопустимой. 20 рических датчиков; расположенных надальнейшее увеличение количества входе в клеть, соединены с входамидатчиков является нерациональным и третьего блока вычитания, выход коневозможным в случае использования, торого соединен с первым входомнапример, фотоэлектрических датчиков третьего ключа, выход третвего клютипа ФРСУ (наиболее часто применяе ча соединен с вторым входом блока мого в металлургии). сложения, первый и второй выходыкроме этого, такая жесткая симмет датчика наличия полосы в валках преричная схема расположения Фотоэлект- дыдущей клети соединены соответстрических датчиков и предложенная ло- венно с вторым входом первого ключагика работы устройства не позволяюти через третий инвертор с вторымвыявлять дефекты переднего и заднего входом третьего ключа, дополнительно30концов полосы типа одностороннего содержит по две секции соотвежствен.сужения и расширения, часто встречаю- но на входе и выходе из клети, расщиеся именно на концах полосы. При положенные симметрично относительноналичии этих дефектов определение.оси прокатки, содержащие каждая дванаправления и величины смещения З 5 Фотоэлектрических датчика и установпроизводится с ошибкой. ленные с возможностью воэвратноЦель изобретения - улучшение ка- поступательного движения вдоль осичества прокатываемых полос путем валка в плоскости, параллельнойповышения точности их центрирования, 1 плоскости прокатки, два блока управа также повышение -точности при опре,ленин двигателями перемещения секций, делении направления и величины сме- два дешифратора, два элемента ИЗИ 9 .щения переднего и заднего концов , четвертый и пятый инверторы, причемполосы при прокатке. выходы Фотоэлектрических датчиковПоставленная цель достигается секций, расположенных на выходе изтем, что устройство для автоматичес клети, соединены с входами первогокого центрирования полосы при прокат- дешифратора, первый и второй выходыке, содержащее четное число фото- которого соединены с входами блокаэлектрических датчиков, расположен- управления двигателем перемещенияных на входе и выходе из клети, в секций на,выходе из клети третий икаждой группе Фотоэлектрические дат четвертый выходы первого дешифратора чики расположены симметрично относи- через первый элемент ИЛИ и четвертыйтельно оси првкатки и с равным шагом инвертор соединены с третьим входом на полную длину валка параллельно первого ключа, выходы фотозлектричесего оси, блоки управления приводами ких датчиков секций, расположенных соответственно левого и правого на 55на входе в клеть соединены с входажимных винтов, датчики давления со- ми второго дешифратора, первый иР ответственно под правым и левым на- второй выходы которого соединены с жимными винтами, датчик наличия входами блока управления двигателем полосы в валках предыдущей клети, перемещения секций на входе в клеть, три блока вычитания, три ключа, три третий и четвертый выходы второго инвертора, блок сложения, причем, 60 дешифратора через второй элемент или выходы фотоэлектрических датчиков, и пятый инвертор соединены с третьим расположенных на выходе из клети, входом третьего ключа. соединены с входами первого блока.На фиг,1 представлена Функциональвычитания, выход которого через пер- ная схема предложенного устройства; вый вход первого ключа соединен с 65 на фиг.2 - схема расположения Фото=электрических датчиков на входе ивыходе из клети на фиг. 3, 4 и 5 .- варианты положения полосы относительно оси прокатки;,Устройство для автоматическогоцентрирования полосы при прокаткесодержит фотоэлектрические датчики1, расположенные на выходе из клетии объединенные в подвижные секции2 и 3, первый блок 4 вычитания, пер-;вый ключ 5 блок б сложения; первый 10инвертор 7, второй ключ 8, второйинвертор 9, блоки. 10 и 11 управления приводами соответственно правогои левого нажимных винтов, второйблок 12 нычщтания, датчики 13 и 14 15давления соотнетственно под правыми левым нажимными винтами, фотоэлектрические датчики 15, расположенныена входе и клеть и объединенные нподвижные секции 16 и 17, третийблок 18 вычитания, третий ключ 19,,третий инвертор 20, данчик 21 Наличия полосы в валках предыдущей клети, дешифратор 22, первый элемент23 ИЛИ, четвертый иннертор 24, блок.25 управления электродвигателем 26перемещения секций 2 и 3, второй дешифратор 27, второй элемент 28 ИЛИ,пятый иннертор 29,Устройство работает следующимобразом,фПри прокатке переднего конца полосы в рассматриваемой клети сигналыс выходов Фотоэлектрических датчиков1, расположенных на выходе из клети,фиксирующих положение .переднего конца полосы на выходе из клети в горизонтальной плоскости относительнооси прокатки, поступают на входы первого блока 4 вычитания и первого,дешифратора 22, выходы которого зази" 40сят от.входнойкомбинации сигналовФотоэлектрических датчиков 1. Еслиполоса несмещается относительнооси прокатки, то на выходе блока 4и дешифратора 22 сигналы равны нулю.Этому положению соответствует комбинация выходных сигналов четырех фо тоэлектрических датчиков 1001,где ф 0"ф - контакт разомкнут, 1контакт замкнут, режим работы фотоэлектрического датчика - всветлую.Отсутстнию смещения полосы от осипрокатки соответствуют также комбинации 1 ф 1111 фф и ф 0000 ф, которыемогут пояниться в тех случаях, когда произошло сужение полосы (в зтамслучае полоса находится внутриффотоэлектрических датчиков), либоее уширение (н этом случае полосаеперекрываетф фотоэлектрическиедатчики); 60В этих случаях сигналы с перногои второго ныходов дешифратора 22подаются .на вход блока 25 управлениядвигателем 26 перемещения подвижнымисекциями 2 и 3 с установленными в них в каждой по два фотоэлектрическихдатчика 1, причем каждая нара фотоэлектрических датчиков 1 жестко закреплена н каждой из частей подвижныхсекций 2 и 3 таким образом, чтобырасстояние 8 между оптическими осямифотоэлектрических датчиков 1 находи.лась в соответствии с требуемой точностью центрирования полосы, т.е.должно соблюдаться неравенство (1)к - е,а разведение и сведение праной и,левой частей подвижных секций 2 и 3производится одновременно при наличии комбинации .0000 и 1111соответственно получения комбинации1001 ф (центрнронанное положениеполосы)В том случае, когда выходнымикомбинациями фотоэлектрических датчик ов 1 являют с я к омби нации.1101и ф 1011, свидетельствующие о наличии одностороннего дефекта несмещенной полосы, сигналы с третьего ичетвертого выходов дешифратора 22,пройдя элемент 23 ИЛИ, инвертируяс помощью иннертора 24, запрещаютпрохождение сигналов через. первыйключ 5, несмотря на наличие сигналонот датчика 21 и первого блока 4 вычитания, блокируя тем самым прохождение управляющих сигналов.В случае несмещенного положения полосы на выходе блока сложения сигнал равен нулю, нулевой сигнал са второго выхода блока б, пройдяиннертор 7, включает ключ 8.и замыкает цепь от второго блока 12 нычитания до блоков 10 и 11 управления приводами нажимных винтов, Если на выходе блока 12 сигнал также нуленой; то сигнал на вход блоков 10 и 11 управления приводами нажимныхвинтов не поступает, Если не равнывеличины сигналов, снимаемых. с датчиков 13 и 14.давления под правым и левым нажимными винтами, характеризующие несимметричную нагрузку. на рабочие валки под действиеМ систем противоизгиба и дополнительногоизгиба рабочих валков при наличиинесимметричного искажения профиля полосы, то на выходе блока 12 вычитания появляется сигнал, который через второй ключ 8 поступает в блок 10 управления приводом правого нажим- ного винта непосредственно и в блок 11 управления приводом левого нажим- ного винта через инвертор 9. Приводы нажимных винтов под действием этихсигналов перемещаются в противоположных направлениях, вызывая перекос рабочих валков для отработки несимметричных искажений профиля полосы,а также для устранения противоизгибаи дополнительного изгиба рабочихвалков.Если. передний конец полосы сме выдает сигналы в блок 25 управле-.стился с оси прокатки, что соответ- ния подвижными секциями 16 и 17. сствует комбинации выходных сигналов установленными в ней датчиками 15.фотодатчиков 1100 или 0011, Перемещение обеих частей второй подто сигнал с выхода блока 4, пройдя .вижной секции, т,е, одновременноеключ 5, поступает на вход блока 6 5 .сведение или разведение их, происхосложения., Сигнал с выхода блока 6 дит до тех пор, пока на выходахпоступает в блок 10 управления при- . Фотоэлектрических датчиков не полуводом правого нажимного винта не- чена комбинация 1001 ф (цейтриропосредственно и в блок 11 управле- ванное положенйе) .ния приводом левого нажимного винта ЯПри наличии одностороннего дефекчерез инвертор. Приводы нажимных та несмещенной полосы, что соответвинтов под действием этих сигналов ствует комбинации выходных сигналовперемещаются в противоположных на- фотоэлектрических датчиков 15 видаправлейиях, вызывая перекос рабочих1011 ф и1101, второй дешифравалков для отработки смещения перед тор 27 выдает сигналы, проходящиенего конца полосы в горизонтальной элементы 28 и 29 и запрещающие проплоскости относительно оси прокатки. , хождение управляющих сигналов черезтретий ключ 19 так же, как и в слуПри прокатке заднего конца полосы, чае наличия дефекта переднего концакогда хвост вышел иэ предыдущей кле- полосы.ти, нулевой сигнал с выхода датчика .Если задний конец полосы сместил 21 наличия полосы в предыдущей кле- ся с оси.прокатки, что соответствуетти запрещает прохождение сигналов комбинации выходных сигналов фоточерез ключ 5, а через иивертор 20 электрических датчиков ф 1100.илии третий ключ 19 разрешает прохожде- ф 00111 то сигнал. с выхода блокание .сигналов с фотоэлектрических,18 вычитания поступает на вход блокадатчиков 15, расположенных на входе 6 сложения. Сигнал с выхода блока 6в клеть и поступающих через третий поступает в блок 10 управления при-блок 18 вычитания на второй вход бло-. водом правого нажимного винта нека 6 сложения. посредственно и .блок 11 управленияесли задний .конец полосы не сме- ЗО приводом левого нажимного винта чещен относительно оси прокатки, то . рез инвертор 9. Приводы нажимныхна выходах блока 18 и второго де- винтов под действием этих сигналовшифратора 27,сигналы равны нулю, и перемещаются в противоположных нана выходе блока 6 сложения сигнал .правлениях, вызывая перекос рабочихнулевой, Нулевой сигнал с второго 35 валков для отработки смещения эадвыхода .блока 6 сложения, проходя него конца полосы относительно осиинвертор 7, включает ключ 8 и замы- прокаткикает цепь от второго блока 12 вычи-Таким образом, предложенная схематаяня до блоков 10 и 11 управления . выявления .односторонних дефектовприводами нажимных винтов . Если на 4 О переднего и заднего концов полосывыходе блока 12 сигнал нулевой, то позволяет устранить ошибки в опресигнал на вход блоков управления делении направления и величины смеприводами нажимных винтов не посту- . щения полосы, а предложенная схемапает. Если же величины сигналов,сни-. . расстановки сдвоенных Фотодатчнков,маемых с датчиков 13 и 14 давления . 45 установленных в подвижных секцияхпод правым и левым нажимными винта- так, чтобы удовлетворялось требовами, не равны, то устройство работает . иие по точности центрирования полосытак же,как и при прокатке переднего 1конца полосы.о 4- 1, где 6- расстояние междув случаях сужения или расширения О оптическими осями сдвоенных Фотодатзаднего конца полосы, но при ссусра- чиков, позволяет повысить точностьнении центрврованного положений его, центрирования полосы при прокатке.т.е. при комбинациях выходных сигна- Экономический эффект от испольэолов Фотоэлектрических датчиков 15 вания изобретения составляет1111 ф или 00.00, дешифратор 360 тыс.руб. в год, 103324 б1033246 Фояо 1 ащчака Рааодащ ники/12 Тираж 816 Подписное ВНИИПИ Государственного Комитета СССР по делам иэобцетений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5ак ПП фПатентф, г. Уагород, ул. Проектна филиал СоставительКелецеш ТехредЖ, Кастелевич Корректор А. Пов