Устройство управления безупорным мерным резом полосы

(23) Приоритет В 23 О 25/16 В 3 О 36/ОО В 21 В 37/ОО Государственпый комитет СССР по делам изобретений и открыткй(53) УДК 62-5 в 6. Дата опбликования Описания .301080 265(088.8(54) УСТРО".СТВО УПРЛВЛ 1 НИН БЕЗУПОРНЬИ МЕ;РНь.1 РГ 3 О 1, ПО 11 ОСЦ Изобретение относится к Области автоматизации технологических процессов в прокатном производстве и предназначено для управления механизмами участка раскроя полосы, осущесг Вляющими пОДачу, безупорнь 1 й Останов и порезку полосы на листы по задаваемой программе раскроя и может быть использовано для автоматизации прокатных станов на участках раскроя проката,Известна система мерного реза го- лосы, содержащая связанные между собой датчик импульсоэ, задающий ре гистр, реверсивный счетчик, блок управления, датчик положения ножниц и систему управления приводом подачи полосы 1В системе фиксируется величина и 20 знак, отклонения ошибки реза от допуска на рез э процессе каждого реза и используется для коррекции последующего реза, Однако при различных длинах полос, а также при смене сечения ошибка при последующем резе может значительно отличаться от предыдущей, что делает этот метод малоэффективным.Известно также устройство управ- ЗО ления безупорым мерным резом полосы,содержащее системы автоматическогоуправления приводами подачи полосы иножницами, датчик положения ножа ножницр датчик наличия ПОлосы, коммута -тор приэодоь подачи, соединенный сприводами подач, блок управления,соединенны:1 с кОммутатОром п 7 эиводонподачи, с приводом ножниц, - датчиками наличия полосы и с датчиком положения ножей, импульсные датчики перемещения, блок редукции частоты,связанный с блоком управления и импульсными датчиками перемещения, реверсивный счетчик положения передего кОца пОлОсы отнОсительО линииреза, соединеный с блоком упоавленияи блоком редукции частоты, пульт управления, программно-задающий блок,связанный с пультом управлени 1 и блоком управления, блок цифровой ИНДИКации, соединеннып с програ 1 олО - задаю -щим блоком и выходом реверсивногосчетчика положения, сумматор, входыкоторого подключены к реьерсньомусчетчику положения и к программ 1 Озадающему блоку, а выход - к б.".Окуправления, блок Ограничения кода,соединенный с выходом суюатора, преОбразователь код-аналог, со;.Линейныйс коммутатором приводов подачи полосы 2(.едостатком известного устройстна является то, что контроль обработки заданного положения осуществляется в аналоговой Форме, что снижает точность останова.5Целью изобретения является повышение точности безупорного мерного резаполосы и увеличение производительности.19Укаэанная цель достигается тем,что устройство снабжено функциональным преобразователем код-частота,соединенным с блоком ограничения кода, блоком ограничения разностнойчастоты, связанным с блоком редукциичастоты и Функциональным преобразонателем код-частота, генератором опорных частот, выходы которого подключены к функциональному преобразователю код-частота и блоку ограничения 26разностной частоты, цифровым интегратором, вход которого подключен квыходу блока ограничения разностнойчастоты, а выход - к поеобразователюкод-аналог, 25Для получения оптимальной тахогражщ торможения подающих роликовфункциональный преобразователь кодчастота содержит первую группу ключей вход которой соединен с блокомограничения кода вторую группу ключей, узел набора кода, соединенныйс второй группой ключей, сумматорсвязанный с первой и второй группамиключей, первый и второй триггеры, выход первого триггера соединен со счетным входом второго, Формирователь,вход которого соединен с сумматором,а выход - с нулевым входом первоготриггера, единичньщ вхоцом второготриггера, второй группой ключей и 40блоком ограничения раэностной частоты, первый элемент И, входы которогосоединены с выходами первого и второго триггеров, элемент НЕ, вход которого соединен с выходом первого элемента И, второй элемент И, вход которого соединен с выходом первого элемента И, третий элемент И, вход которого соединен с выходом элемента НЕ,другие входы второго и третьего элементов И соединены с генераторомопорных частот,На фиг. 1 приведена структурнаясхема устройства; на Фиг. 2 - блоксхема Функционального преобразователя код-частота, на фиг, 3 - графикзависимости, реализуемой Функциональным преобразователем код-частота,На участке пореза полосы металлана части, например на участке ножницпоперечной резки, установлены меха- Янизмы, осуществляющие перемещениераската 1 в зоне участка, рез раскатана части и передачу отрезанных листовна смежный технологический участок,К ним относятся группы рольгангон 2 и 3 перед и за ножницами 4 поперечной резки, подающие ролики 5, датчики 6-11 наличия полосы, размещенныевдоль линии рольгангов.Перед и за ножницами 4 поперечнойрезки установлены прижимные мерительные ролики 12 и 13, с которыми связаны импульсные датчики 14 и 15 перемещения. Прижим мерительных роликовк полосе осуществляется пневматическими прижимами 16 и 17. С валом верхнего подающего ролика связан импульсный датчик 18 перемещения.Датчик 19 положения ножа ножниц(ДПН) предназначен для фиксации исходного положения ножниц и окончанияреза металла,Рольганги 2, 3 и подающие ролики5 управляются системами автоматического управления приводом подачи 20,21 и. 22 соответственно (СЛУП подачи),а ножницы поперечной резки - системой автоматического управления приводов ножниц 23 (САУП ножниц),Пульт 24 ручного внода (ПУ) представляет собой клавишное устройствои предназначен для набора программыпорезки полосы и ввода ее в программно-задающий блок 25 (ПЗБ), в которыйтакже может вводиться программа порезки от управляющей вычислительноймашины (УВМ).Блок 26 управления (БУ) предназначен для управления пневматическимиприжимами и функциональными блокамипб сигналам датчиков наличия полосыи датчика положения ножей, которыеподключены к входам БУ. Один из выходов БУ подсоединен к управляющемувходу программно-задающего блока ипредназначен для команд сдвига инФормации в ПЗБ при завершении отрезки очередного листа и выдачи новогозадания на длину листа,Блок 27 редукции частоты (БРЧ)осуществляет электронную редукциючастотных сигналовдатчиков перемещения, подключенных к его входус целью получения заданной цены импульса рабочей частоты 1 р, Установка величины коэффициента редукцииБРЧ производится по команде от БУ 26,которая подается на управляющий входБРЧ,Реверсинный счетчик 28 положения(РСП) предназначен для нычисленияфактического положения переднего конца полосы относительно линии реза5 ф путем суммирования в счетчике редукцированных импульсов датчиков перемещения, поступающих .в процесседвижения полосы.Счетный вход РСП подключен к выходу блока редукции частоты, а управляющий вход - к БУ 26, Выход реверсивного счетчика 28 связан с одним из входов блока 29 цифровой индикации(БЦИ), второй вход которогоподключен к выходу ПЗБ 25. БЦИ 29предназначен для индикации заданнойдлины отрезаемых листов и фактического положения переднего конца полосыотносительно линии реза. Сумматор 30 (С) предназначен длявычисления в цифровой форме разности5 между заданным и фактическим положениями полосы, Первый вход сумматора подключен к выходу ПЗБ 25, второйподсоединен к выходу РСП 28. Выходсумматора подключен к БУ 26 для формирования сигнала об окончании отработки,Блок 31 ограничения кода (БОК) выполняет в цифровой форме ограничениевеличины разности л 5 между заданным 5и Фактическим положениями полосы довеличины л 5 цс, соответствующей максимальному значению заданной скоростиподачи полосы. Вход БОК 31 подключенк выходу С 30. 20Функциональный преобразователь кодчастота 32 (ФПКЧ) предназначен длявыполнения Функционального преобразователя ограниченного кода разностимежду заданным и действительным положением переднего конца полосы л 5 впоследовательность импульсов заданияскорости Г, Первый вход ФПКЧ подключен к выходу БОК 31,Блок ограничения разностной частоЗОты 33 (БОРЧ) предназначен для выделения алгебраической разности а 1 задающей 1 и рабочей 1 Р частот и ограничения абсолютной величины этой разности до значения Г, ссответствувщего иаксимальиому темну разгона иторможения полосы. Одии из входовБОРЧ подключен к выходу ФЙКЧ 32, второй вход БОРЧ подсоединен к выходуБРЧ 27.Генератор опорных частот 34 (ГОЧ) 46вырабатывает тактовую частоту Г дляФПКЧ 32 и ограничивавшую частоту Годля БОРЧ 33, Первый выход ГОЧ 34 подключен к второму входу ФПКЧ 32, второй выход ГОЧ 34 подклвчеи к третьему входу БОРЧ 33,Цифровой интегратор 35 (ЦИ) представляет собой интегральный регулятор положения и предназначен для алгебраического суммирования импульсовраэностной частоты ь 1. Вход ЦИ подключен к выходу БОРЧ 33,Преобразователь код-аналог 36(ПКА) подключен своим входом к выходу ЦИ 35 и предназначен для переводадискретного числа М в двоичном коде55в аналоговый сигнал 0- задания скорости САУП подачи 20-22.Коммутатор приводов подачи 37(КПП)предназначен для коммутации аналогового сигнала задания скорости 0 . на 60различные СЛУП полосы,ФПКЧ 32 содержит первую и вторуюгруппы ключей 38 и 39,. накапливающийпараллельный сумматор 40, формирователь импульсов 41, три элемента И 4244, элемент НЕ 45, два триггера 46и 47 и узел 48 набора кода.На входы первой группы ключей 38поступает код рассогласования а 5 свыхода БОК 31. На входы второй группы ключей .39 поступает с выхода узла48 набора кодов код 5 , соответствую.щий величине пути торможения. Выходыпервой и второй группы ключей 38 и 39подключены к входу накапливающегосумматора 40, выход старшего разрядакоторого соединен с формирователемимпульсов 41. Выход формирователяимпульсов 41 соединен с "нулевым"установочным входом первого триггера46, с "единичным" установочным входом второго триггера 47 и с управляющим входом второй группы ключей 39.Выход формирователя .импульсов 41 является выходным сигналом ФПКУ 32.Выходы триггеров 46 и 47 подключены к входам первого элемента И 42,выход которого подключен к входу элемента НЕ 45 и к первому входу второгоэлемента И 43. Выход элемента НЕ 45подключен к первому входу третьегоэлемента И 44. На вторые входы элементов И 43 и 44 подаются от генератора опорных частот (ГОЧ) импульсытактовой частоты Гс = 4,5 кГц. Выходвторого элемента И 43 подключен куправляющему входу первой группы ключей 38. Выход третьего элемента И 44подсоединен к счетному входу первоготриггера 46.Такое построение ФПКЧ 32 обеспечивает следующую зависимость задающейчастоты 1 от кода рассогласованияъ = С 5 / (5 т + 25,Устройство работает следующим образом,Очередной ввод заданий программпореза полосы производится от управляющей вычислительной машины (УВМ),на которой производится расчет оптимального плана раскроя полосы металла, или оператором с ПУ 24 программыпорезки полосы в ПЗБ 25,При подходе переднего конца очередной полосы металла к датчику 8рольганг 2 перед ножницами переводится на ползучую скорость, остановкарольганга 2 производится при срабатывании датчика 8. После полной остановки полосы опускаются верхние валкиподающих роликов 5 и из ПЗБ 25 вводится в сумматор 30 величина обрезки,производимой при нулевом резе, а реверсивный счетчик положения устанавливается в "нуле ое" состояние и вдальнейшем, до срабатывания датчика9, поддерживается в этом состоянии.Сигнал рассогласования ь 5 на выходесумматора 30 преобразуется ФПК 32 впоследовательность импульсов, которая подается на первый вход БОРН 33.На второй вход этого блока поступаютимпульсы рабочей частоты Г пол,ченные после редукции импульсов д .патчика 18 перемещения, установленного на 1подающих роликах 5. Импульсы разност- ной частоты ьГ, получаемые на выходе БОРЧ 33, суммируются в ЦИ 35, выходная величина которого И преобразуется в ПКА 36 в напряжение задания ско рости О, которое через КПП 37 подается в САУП подачи 22 тянущих роликов и они осуществляют перемещение полосы.При достижении передним концом полосы датчика 9 в РСП 28 заносится отрицательная величина, соответствующая расстоянию этого датчика от линии реза и начинается суммирование импульсов рабочей частоты ГР, При достижении величиной 5 Ф значения равного 5 15 величина рассогласования становится равной нулю, полоса останавливается и БУ 26 выдает в САУП ножниц 23 сигнал на производство нулевого реза, По сигналу датчика 19 положения ножа 2 О ножниц после окончания нулевого реза БУ 26 выдает команду на опускание мерительного ролика 12, контроль перемещения полосы переводится на датчик 14 перемещения, а ПЗУ 25 получает команду на установку очередного задания на величину отрезаемого листа, Одновременно РСП 28 устанавливается в исходное состояние, Под действием величины рассогласования ь 5 (преобразуемой в блоках 31-37 как это3 О указано выше) между заданным 5 у и фактическим 5 Ф положением переднего конца полосы относительно линии реза производится транспортировка полосы при помощи САУП подачи 20-22, 35При достижении выходным значением РСП 28 величины, равной заданной дли. не листа, подача полосы прекращается и БУ 26 выдает в САУП ножниц 23 сигнал на производство очередного реза. 40В процессе измерения фактического положения переднего конца полосы для повышения точности измерения при по- резке длинных листов содержимое РСП 28 корректируется путем занесения в него по сигналам датчиков 10 и 11 (по переднему концу полосы) величин, соответствующих расстояниям установки этих датчиков от линии реза.Автоматический безупорный останов и мерный порез полосы с использованием датчика 14 перемещения продолжается до тех пор, пока задний конец полосы не достигнет датчика б. При этом БУ 26 вырабатывается сигнал о переводе всех САУП подачи полосы на ползучую скорость с последующей остановкой по сигналу датчика 7. После этого по команде БУ 26 производится подъем верхних подающих роликов 5 и мерительного ролика 12 перед ножни- ц цами 4 и опускание мерительного ролика 13 за ножницами поперечной резки. Контроль перемещения полосы переводится на датчик 15 перемещения, а КПП 3 переводит управление на САУП у подачи 21, и полоса подается вперед.В заданном положении полоса автоматически останавливается и производится отрезка, последнего листа (по аналогии с порезкой предыдущих листов).После этого по команде БУ 26 осуществляется подъем мерительного ролика 13.Получение оптимальной тахограммйторможения подающих полосу приводовобеспечивает ФПКЧ 32, работа которого происходит следующим образом,В исходном состоянии оба триггера46 и 47 и выход элемента И 42 находятся в положении логической "единицы". При этом через элемент И 43 нроходят импульсы тактовой частоты Г"от генератора опорных частот к первойгруппе ключей 38. С каждым импульсомI1тактовой частоты 1 р в накапливающийсумматор 40 добавляется величина Ь 5в прямом параллельном коде,При переполнении сумматора 40 формирователь 41 выдает импульс, по переднему фронту которого производитсячерез вторую группу ключей 39 занесение в накапливающий сумматор 40величины 5 в дополнительном параллельном коде и накладывается запретна суммирование величины ь 5 на следующие два такта тактовой частотыЭто эквивалентно тому, что из содержимого накапливающего сумматора привозникновении переполнения вычитается величина 5. + 2 ь 5,Наложение запрета производитсяследующим образом,Задним фронтом импульса формирователя 41 триггер 47 устанавливаетсяв положение "нуль. При этом на выходах элементов И 42 и 43 также, устанавливается "нуль", а на выходеэлемента НЕ 45 устанавливается "единица" и следующий импульс опорнойчастоты проходит через элемент И 44на счетный вход триггера 46. По заднему фронту этого импульса триггер46 устанавливается в состояние "нуль"и выдает импульс на счетный вход триггера 47, который устанавливает его всостояние "единица". Следующий импульс опорной частоты Г" проходит через элемент И 44 на счетный входтриггера 46, задним фронтом устанавливая его в состояние "единиЦа". Приэтом на выходе элемента И 42 появляется "единица", разрешающая прохождение следующих импульсов опорной частоты через элемент И 43 на управляющий вход первой группы ключей 38. Одновременно на выходе элемента НЕ 45 появляется сигнал "нуль", закрывающий элемент И 44. На этом цикл формирования импульса переполнения заканчивается. Таким образом, выходная частота ФПКУ 32 Г, определяемая частотой переполнения накапливающего сумматора 40, пропорциональна опорной частоте Го и величине кода ь 5 и обратно,ф с 5Ъ5 т+ 25Эта зависимость с достаточной точ. ностью реализует параболическую зави-. симость выходной частоты Г от а 5, что позволяет получать равноускоренное движение полосы в процессе торможения.Устройство обеспечивает высокую точность безупорного мерного реза и повышение производительности участка порезки.Формула изобретения1. Устройство управления безупорным мерным резом полосы, содержащее системы автоматического управления приводами подачи полосы и ножницами, датчик положения ножа ножниц, датчики наличия полосы, коммутатор приводов подачи, соединенный с системами автоматического управления приводами подач, блок управления, соединенный с коммутатором приводов подачи полосы, с приводом ножниц, с датчиками наличия полосы и с датчиком положения ножей, импульсные датчики перемещения, блок редукции частоты, связанные с блоком управления и импульсными датчиками перемещения, реверсивный счетчик положения переднего конца полосы относительно линии реза, связанный с блоком управления и блоком редукции частоты, пульт управления, программно-задающий блок, соединенный с пультом управления и блоком управления, блок цифровой индикации, соединенный с программно-задающим блоком и выходом реверсивного счетчика положения, сумматор, входы которого подключены к реверсивному счетчику положения и к программно-задающему блоку, а выход - к блоку управления, блок ограничения кода, соединенный с выходом сумматора, преобразователь код-аналог, соединенный с коммутатором приводов подачи полосы, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности безупорного мерного реза и увеличения производительности, оно снабжено функциональнымпреобразователем код-частота, соединенный с блоком ограничения кода,блоком ограничения разностной частоты, связанным с блоком редукции частоты и функциональным преобразователем код-частота, генератором опорных частот, выходы которого подключены к функциональному преобразователю код-частота и блоку ограниченияразностной частоты, цифровым интегратором, вход которого соединен с выходом блока ограничения разностной частоты, а выход - с преобразователем15 код-аналог.2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюполучения оптимальной тахограммы торможения подающих роликов, функциональ 3) ный преобразователь код-частота содержит первую группу ключей, вход которой соединен с блоком ограничениякода, вторую группу ключей, узел набора кода, соединенный с второй группой ключей, сумматор, связанный спервой и второй группами ключей, первый и второй триггеры, выход первоготриггера соединен со счетным входомвторого, формирователь, вход которого соединен с сумматором, а выход -с нулевым входом первого триггера,единичным входом второго триггера,второй группой ключей и блоком ограничения разностной частоты, первыйэлемент И, входы которого соединеныс выходами первого и второго триггеров, элемент НЕ, вход которого соединен с выходом первого элемента И, второй элемент И, вход которого соединенс выходом первого элемента И, третий40 элемент И, вход которого соединен свыходом элемента НЕ, другие входывторого и третьего элементов И соединены с генератором опорных частот.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 498107, кл. В 23 О 25/16, 1973.2. Авторское свидетельство СССРУ 533411, кл. В 21 В 37/00, 1974.774832 1,Ч 1 г то Составитель Техред Н.Ба Масловрка Корректор Ю, Макаренко едактор Н, Сухан Заказ 7611/17 В 113 л ППП "Патент", г. Ужгород. Ул. Проектная Тираж 1160 ИПИ Государственно по делам изобретен 5, Москва, Ж, Р ойув Подписноомитета СССРоткрытийкая наб., д.