Устройство для управления импульсной резкой заготовкой

(я В 22 0 11/ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕЛЬСТ У УС АВТО техни- тавтоВ.А. изация и стали 5-168. СССР 73.(54)(57) УСИМПУЛЬСНОЙжащее датчикконца эаготтор, выходпуска на на ия Машины импулич ающе ею повьппения точия проиэводителополнительно содатчик перемещенрователь времен и ой ем сгора о т л ся ости езкичто,а истрой овьппество носерти, жит пул вки ый форго ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(46) 30.05.85, Бюл. Р :д (72) В.АЛитаев, В.А.Коршун, Р.П.Михайлов и А.Л.11 олушин (7) Опытное проиэводственноческое предприятие "Уралчерме матика"(56) 1. Маргонян Ш,М., Карсик Электрооборудование и автомат установок непрерывной разливк М., "Металлургия", 1969, с.162. Авторское свидетельство 1 е 367648, кл, В 2,1 7/26, 193. Патент США Ме 3877331, кл, В 26 7 512 е 1975. РОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЕЗКОЙ ЗАГОТОВКИ, содерположения переднего вки, таймер и компараоторого соединен с узлом олнение и зажигание смеинтервалов, триггер, первый и второйсчетные блоки, генератор импульсовн задатчик мерной длины, причем выход задатчика мерной длины подсоединен к информационному входу первогосчетного блока, к управляющему входукоторого подсоединен выход триггера,а к счетному входу - выход импульсного датчика перемещения заготовки,с которым соединен также второйсчетный вход второго счетного блока,выхгц первого счетного блока соединенс первым входом компаратора, выходвторого счетного блока соединен свторым входом компаратора, первыйуправляющий вход второго счетногоблока соединен .с выходом формирователя временных интервалов, информационный вход которого соединен с раз"рядньм выходом .таймера, а счетныйвход - с выходом генератора импульсов, к которому подсоединен такжесигнальный вход таймера, первыйуправляющий вход таймера подсоединенк узлу пуска на наполнение и закигание смеси. камеры сгорания, второйуправляющий вход - к выходу компаратора,.а также к первому входу триггера, второй вход которого соединенс выходом датчика положения. переднего конца заготовки40 Однако использование этого устрой.ства для машин импульсной резки не Изобретение относится к устройствам для управления и приведенияв действие машины импульсной резкиотлитого н УНРС полуфабриката.Известно устройство управлениярезом непрерывного слитка на мерныедлины н установке непрерывной разливки сталиУНРС ), оснащенной машинамигазокислородной резки, содержащеедатчик импульсов длины, подключенный 10через Формирователь к входу десятичного счетчика, выполненного на декадах, выходы которых через переключатели задания значения мерной длиныподключены к входам элемента И, 15выход которого соединен с выходнымкаскадом, формирующим сигнал Науправление газорезкой 1 1.В этом устройстве при достижениипередним концом слитка оси реза вначале разливки оператор вручнуюустанавливает его узлы н исходное(нуленое ) состояние и с помощью пере.ключателей задает значение необходимой мерной длины для пореза. Далее 25устройство работает в автоматическомрежиме, При достижении в счетчикезначения длины пути, проходимогоконцом слитка, значения задания напереключателях выходной каскад формирует сигналы на управление газорезкой и установку устройства нисходное состояние - для отсчетапути нового слитка; Газорезка, перемещаясь синхронно со слитком, производит его порез, по окончании которо"го возвращается в исходное состояние.Зона, н которой производится отрезание заготовки, зависит от скорости перемещения слитка, его поперечных размеров и достигает 4 м. Это устройство обеспечивает управление порезом непрерывного слитка на мерные длины, превышающие 8 м, с учетом возврата тележки, несущей режущий45 элемент, При порезе слитка на меньшие длины, например 3-4 м для сортопрокатных станов, н УНРС используются машины импульсной резки, режущие ножи которых устанавливаются ста50 ционарно относительно перемещения слитка, Камера машины наполняется горючей смесью до необходимого давления, при достижении которого произ. водится взрыв смеси и порез ("поруб" ) литой заготовки,55 обеспечивает необходимой точностипореза на заданные длины, так какв нем не предусмотрен учет факторов,снязанных с наполнением камеры машин импульсной резки (измененийскорости и времени наполнения).Кроме того, в определение отрезаемойдлины вносится ошибка уже в началеотсчета длины нового отрезка, который в известном устройстве осуществляется с момента предыдущего реза,вследствие того, что в момент порезас помощью машин импульсной резки заготовка смещается как по ходу перемещения (отрезанная заготовка), таки в обратном направлении, при этомв каждом порезе величина смещенияразличная и достигает 30-40 мм. Известно также устройство для ан" томатического наполнения и поджога горючей смеси в камере сгорания, содержащее три датчика положения, образующих два равных между собой базовых отрезка, причем третий датчик установлен на отметке "мерная длина", а длина базового отрезка равна произведению максимально возможной скорости движения слитка на максимально возможное время наполнения камеры. Датчики положения, электрически связаны с релейной системой управления электродвигателем, с выходным валом которого непосредственно связан первый подвижный контакт и управляемая реле времени муф" та, ведомая часть которой связана с вторым подвижным контактом 23,В этом устройстве при достижении передним концом первого датчика положения включается реле времени с системой управления, и электродвигатель перемещает первый и второй подвижные контакты. С помощью реле времени задается время наполнения камеры сгорания, Через интервал времени ( заданный реле времени) второй контакт останавливается, а первый продолжает перемещаться до срабатыва " ния второго датчика положения, сигналом с которого осуществляется реверс электродвигателя, после чего первый контакт перемещается в обратном направлениис прежней скоростью до замыкания с вторым кон-. тактом, При замыкании контактов включается исполнительное реле, вьг"дающее сигнал на наполнение камерысгорания. При достижении передним1158 10 25 концом третьего датчика производится зажигание смеси в камереи реэ ,слитка.Однако это устройство характеризуется недостаточными надежностью и точностью определения моментов начала наполнения, а также ограниченными функциональными и эксплуатационными воэможностямиДействительно на многоручьевых установках непрерывного литья, оборудованных машинами импульсной резки ИИР ), разливка производится одновременно по нескольким ручьям с общим электроприводом и соответствующим числом ИИР. Скорость перемещения непрерывной заготовки изменяется в диапазоне 20-40 мм/с, время наполнения камер ИИР от 3 до 10 с, слиток разрезается на20 мерные длины 3300-4000 мм. Любые изменения скорости на контролируемых участках вносят ошибку в формирЬвание сигнала начала наполнения камеры. При этом, если сигнал на наполнение формируется раньше, то горючая смесь, заполнив камеру до необходимого давления, начинает расслаиваться и при зажигании не обес. печивает достаточной силы взрыва для полного пореза слитка. Если сигнал на наполнение формируется позже, то в момент срабатывания третьего датчика его давление не достигает необходимого и при зажигании также не создается достаточно сильного 35 взрыва для полного пореза слитка. В обоих случаях имеет место аварийная ситуация - "недоруб" слитка, которую приходится ликвидировать ручным дорезанием газовым резаком, 40 Ошибку в формирование момента начала наполнения вносит также инерционность измеряющих механических элементов- реверс электродвигателя, точность юстировки подвижных контактов, а 45 также изменения времени фактического наполнения камеры в процессе разливки одной плавки,которое изменяется в каждом цикле реза примерно на 1 Х из-за изменения окружающей температуры, степени герметичности камеры, давления газа в магистрали и т.п, Устройство не позволяет резать заготовку иа несколько аадаваемых длин без переустановки, датчиков, а уста иовка трех датчиков в каждом из четырех ручьев 1,12 датчиков) практически иевозможна из-за насыщенности тех 287 4нологическим оборудованием маипнь 1 импульсной резки.Наиболее близким к предлагдеиому по технической сущности и достигаемому результату является устройство управления импульсной резкой непрерывной заготовки на одинаковые отрезки, содержащее два датчика положения, выходами подключенными к таймеру, выход которого соединен с коипаратором, выход которого соединен с узлом, пуска на наполнение камеры сгорания машины импульсной резки (приводной механизм) 33.Однако известное устройство характеризуется недостаточной точностью определения начала наполнения камеры горючей смесью при изменениях скорости перемещения слитка и времени факти" ческого наполнения камеры, а также ограниченными функциональными и эксплуатационными возможностями (не обес" печивает прорез заготовки на разные длины из-за невозможности установки и эксплуатации двух датчиков положения по каждому ручью на существующих УНРС 1,Все это не позволяет использовать известное устройство для управления порезом на многоручьевых , установках.Цель изобретения - повышение точности пореза и повышение производительности.Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления импульс. ной резкой заготовки, содержащее датчик положения переднего конца заготов. ки, таймер и компаратор, выход которого соединен с узлом пуска на наполнение и зажигание смеси камеры ,сгорания машины импульсной резки, допол. нительно содержит импульсный датчик перемещения заготовки, формирователь временных интервалов, триггер, первый и второй счетные блоки, генератор импульсов и задатчик мерной длины,причем выход задатчика мерной длины подсоединен к информационному входупервого счетного блока, к управляющему входу которого подсоединенвыход триггера, а к счетному входу -выход импульсного датчика перемещениязаготовки, с которым соединен такжевторой счетный вход второго счетногоблока, выход первого счетного блокасоединен с первым входом компаратора,выход второгосчетного блока соединенс вторьм входом компаратора, персыйуправляющий вход второго счетного.Датчик Э положения переднего конца50 заготовки устанавливается на расстоянии 1 от оси реза режущих ножей), которое выбирается в соответствии с выражениемР =6 , -ч сб" ЗМ о о 1 ак мсх , 55 Ч,- максимально возможная скорость перемещения заготовки; где блока соединен с выходом формирователя временных интервалов, информа."ционный вход которого соединен сразрядным выходом таймера, а счетныйвход - с выходом генератора импульсов, ккоторому подсоединен такжесигнальный вход таймера, первый управляющий вход таймера подсоединен кузлу пуска на наполнение и зажиганиесмеси камеры сгорания, второй управляющий вход - к выходу компаратора,а также к.первому входу триггера,второй вход которого соединен с вы.ходом датчика положения переднегоконца заготовки, 15На чертеже показана структурнаясхема предлагаемого устройства.Устройство содержит камеру 1 сгорания с узлом пуска на наполнениекамеры и зажигание смеси (не пока- щзан) машины импульсной резки заготовки 2, поступающей с УНРС, датчик3 положения переднего конца движущейся непрерывной заготовки 2, импульсный датчик 4 перемещения заготовки 2, Я 5 -триггер 5, таймер 6, генератор 7 импульсов, формирователь 8временных интервалов, задатчик 9заданной длины 1, первый счетныйблок 10, второй счетный блок 11,30компаратор 12, выход которого является выходом устройства и сигналс его выхода является сигналом пускана наполнение камеры 1 сгораниямашины импульсной резки. ИмпульсныйЭ 5датчик 4 перемещения связан (в приведенном варианте реализации) с валками правильной машины УНРС, номожет быть установлен и по другуюсторону от оси реза и связан сзаготовкой с помощью измерительного40ролика. На выходе датчика 4 формируются импульсы, соответствующие перемещению заготовки 2 на единицудлины, например 0,1 мм. В качестве45датчика 4 может быть использованлюбой импульсный преобразовательсерийного типа,Т,максимально возможноевремя наполнения камерысгорания;- минимальное значение вдиапазоне задаваемыхдля пореза длинВ качестве датчика 3 может быть использовано, например, фотореле,Таймер 6 предназначен для измерения времени наполнения камеры 1(1) и может быть выполнен так, как показано на чертеже из ВЭ -триггера, включенного на управляющих входах таймера, Один выход триггера через элемент И соединен со счетным входом счетчика, а второй выход через форми" рователь - с входом установки счетчика в нулевое состояние этого счетчика, при этом выходы счетчика являют ся разрядными выходами таймера, а второй вход элемента И - счетным вхо" дом таймера, на который .поступают импульсы генератора 7. Последний фор" мирует на своем выходе последовательность импульсов, следующих счастотой, например, 1000 Гц, и может быть выполнен по любой известной схеме, содержащей генератор стабильной часто" ты и делители с необходимым коэффициентом деления. Задатчик 9 обеспечивает задание мерных длин заготовки 2, на которые производится порез, и может быть реализован на галетных переключателях. Формирователь 8 вре-менных интервалов обеспечивает формирование на своем выходе последо" вательности управляющих импульсов, следующих друг за другом с интервалом, равным задаваемому на его инфор" мационные входы коду. Формирователь 8 мажет быть выполнен в виде преобразователя кода фиг.1) , где он образован из вычитающего счетчика, на информационные входы 5 - 5 которого поступает код значения времени с разрядных выходов таймера 6, а на3 Еего вычитающнй вход Т - импульсы с генератора 7 импульсов. После каждого достижения в счетчике нулевого значения управляющий сигнал со схемы И через элемент. задержки. записывает по входу 5 счетчика значение кода времени. Блок 8 формирует на своем выходе последовательность импульсов, следующих с интервалом 0,1 С , что обеспечивается выбором коэффициента пересчета его счетчика в 10 раз меньше коэффициента пересчета счетчика таймера б, при этом информа1158287 ционные входы формирователя 8 под ключаются к старшим разрядам выходов таймера 6, а эначение его младшего разряда не учитывается, Так, например, при времени наполнения камеры 1 ф = 3,0-9,9 с и частоте следования импульсов генератора=1000 Гц (интервал 1 мс ), таймер 6 измеряет время ф с дискретностью 1 мс, т.е. значения, зафиксированные в его четырехразрядном двоичнодесятичном счетчике, определяются фью = 3000-9900 мс с погрешностьюдГф = + 1 мс, и на информацион,-тные входы трехразрядного двоичнодесятичного счетчика задаются кодьг формирователя - = 300-990 котоуф10У рые при поступлении на его формирователь частоты= 1000 Гц формируют на его выходах интервалы -. с погрешностью д= +10 мс.1 О ф Блок 8 может быть реализован на интегральных микросхемах серии К 155.Счетный блок 11 обеспечивает подсчет импульсов длины с датчика 4 и суммирование их с заданным значением г.б,в каждом интервале 0,1 Гф, т.е. формирует значение И= 0 р + + Гф , где 0 Сф - величина пути, проходимого передним концом заготовки 2 за время ф . Например, при задании 1 в единицах длины - миллиметрах, значение импульсов длины (цена одного импульса) поступающее в счетный блок 11 с датчика 4 должно соответствовать 0,1 мм, чем и обеспечивается приведение к одному масштабу значений О,и Рн Счетный блок 11 состоит из счетчика с регистром памяти, подключенным к разрядным входам другого счетчика, на информационных входах 51, 5 которого установлен код значения Г,в соответствующих единицах (величина постоянная для каждой УНРС, которая "зашивается" на контактах счетчика ) По каждому импульсу конца временного интервала с формирователя 8 при отсутствии наполнения камеры 1 ,таймер 6 не измеряет тф) в регистр счетчика блока 1 1 записывается значение , из счетчика, а этим же импульсом, но задержанным в блоке 8 его элементом задержки), в счетчик записывается значение 1; к которому по счетному входу Т этого 8счетчика прибавляются импульсь длщщс датчика 4 до прихода следующеоимпульса с формирователя 8. Раэрлугные выходы регистра лвллютсл ыхоллми счетного блока 1. Последний може 1быть реализован на интегральных микросхемах серии К 55, Счетный блок 10 поВразрешающему сигналу с триггера 5обеспечивает формирование текущих1 О значений разности Р: ггде Р - заданная н блоке 9 мернаядлина заготовки; 1 г - текущее значение пути, проходимого переднимконцом заготовки 2 от базового расстояния до определенного эаданием мернойдлины - учас к (Е, - Е). С . .йблок 10 содержит счетчикделитель на 1 О (,длл согласования масштабов значения импульсов длины сдатчика 4 ) и вычитающий счетчик.При отсутствии сигнала с триггера5 в вычитающем счетчике блока записано значение 1 и его счетный входТ блокирован; на его разрядныхвыходах также присутствует кодУкоторый и поступает на соответствующие входы компаратора 12. При поступлении разрешающего сигнала стриггера 5 на вход Ь этого счетчикаблокировка с его входа Т снимается,и импульсы с датчика 4 через делительсчетного блока 10 поступают на входТ счетчика, формируя на выходесчетного блока 10 значение Р =Р - глэ т 35четный блок 10 может быть реализованна микросхемах серии К 155.Компаратор 12 обеспечивает сравнение кодов значений, поступающихс разрядных выходов счетных блоковО и 11, и формирование управляющего1 5сигнала Пуск на наполнение камеры1 горючей смесью при выполненииусловия 1 7 1 . Компаратор 12может быть выполнен на сумматорахсерии К 35.На чертеже показано устройстводля управления наполнением камерысгорания машины импульсной резки наодном ручье УНРС. Для четырехручьевойУНРС элементы схемы соответствующимобразом продублируются, кроме импульсного датчика 4 перемещения игенератора 7 импульсов, которые вэтом случае являются общими.Устройство работает следующимобразом. В начале разливки плавки в соответствии с действующей на УНРС техноло10 9 158287 гической инструкцией производится проверка работы оборудования машины импульсной резки путем ручной подачи сигнала "Пуск" на наполнение камеры 1 с узлом пуска и зажигания горючей смесью с контролем (без поджога ) сигнала "Зажигание", который формиру" ется в камере 1 машины импульсной резки по достижении необходимого давления, которое фиксируется в ней манометром. По этим сигналам таймер 6 измеряет время фактического напол.- нения камеры 1 ( Гф ) в реальном масштабе времени, подсчитывая импуль-, сы частоты Г с генератора 7, Формирователь 8 в соответствии с кодом изме. ренного времени 7 ф по сигналам частоты 1 Формирует на своем выходе импульсы, следующие с интервалом времени 0,1 Тф, По каждому иэ этих импульсов в счетном блоке 1 в регистр памяти счетчика переписывается информация из счетчика, По этим же импульсам, но задержанным в формирователе 8, в счетный блок 11 записывается по входу Р его счетчика значение 1 у, к которому затем прибавляются импульсы длины с датчика 4, формируя в нем значения1 у + 1, Задержка необходима для разнесения во времени указанных моментов записи и установки счетчиков блока 1. В счетном блоке 1 О по нулевому Сигналу с ЙЭ-триггера 5, в исходном состоянии записано значение заданной длины заготовки 1 из эадатчика 9. До прихода единичного сигнала от Й 5 -триггера 5 счет не производится, вследствие 1того, что вычитающий счетчик блока 10 блокирован нулевым сигналом й 5-триггера 5, и компаратор 12 не формирует сигнал "Пуск" на наполнение камеры 1, так как 1( При достижении передним концомзаготовки 2 датчика 3 сигналом егосрабатывания триггер 5 устанавливается по входу в единичное состояние и по его сигналу в счетном блоке 10 импульсы длины с датчика 4 через его счетчик-делитель который приводит 5 их значение к 1 мм ) поступают навычитающий вход вычитающего счетчика этого блока, формируя в нем текущие значения 0 = Р - О,-. При достижении значения 1 ) 1 компаратор О 12 формирует управляющий сигнал"Пуск" на наполнение камеры 1 горючей смесью. При достижении необходи мого давления в камере 1 происходит зажигание горючей смеси и взрыв, обес. 5 печивающий "выстрел" ножей и пореззаготовки, при этом конец заготовки в момент пореза оказывается на расстоянии, равном мерной длинеот режущих ножей. В процессе напол нения камеры 1, таймер 6 измеряетвремя ф, которое между двумя резами может незначительно измениться (не более чем на 1 , что при Чмах= 40 мм/с и Гщц= 10 с внесет ошибку 25 4 мм). Далее цикл (для следующегореза ) повторяется, но уже с новым временем Сф наполнения, измеренным таймером в предыдущем цикле,ъ 30 Предлагаемое устройство обеспечива"ет более высокую точность пореза намерные длины благодаря формированиюсигнала "Пуск" на наполнение камерыс учетом изменений скорости движения, подаваемой на порез заготовкипо информации датчика перемещенияи учетом изменений фактического времени наполнения в каждом предыдущемцикле реза. Кроме того, оно обеспе 40 чивает управление порезом во всемдиапазоне задаваемых мерных длин идостигает этого при использованиитолько одного датчика положения,что улучшает эксплуатационные воз 45 можности устройства, Использованиепредлагаемого устройства позволяетповысить производительность путемповышения точности пореза,58287 Составитель Г.ДеминРедактор С. Лисина Техред Л.Мартяшова Корректор М Самборск Подписное Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул,Проектная Заказ 3449/12 Тирак ВНИИПИ Государствен по делам иэобрете 113035, Москва, Ж, Ра747 ого комитета СССий и открытий ушская наб., д,4/