Устройство для программной закалки длинномерного изделия

(19) О 1) 1)4 С 21 П 11/О ЕНИЯ ИОАН ОБ СВИДЕТЕЛЬСТ ВТОРСКГ,В.Кропачевеготкина ОЙ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНЗАКАЛКИ ДЛИННОМЕРНОГО ИЗДЕЛИЯ, содержащее подъемный механизм, соединенный симпульсным датчиком перемещения, программный блок частоты, регулятор скорости, подсоединенныйк подъемному механизму, счетчик импульсов, вход которого соединен свыходом импульсного датчика перемещения, а выход - с входом программного блока частоты, и реверсивныйсчетчик, причем первый вход реверсивного счетчика подсоединен к выходупрограммного блока частоты, второйвход - к выходу импульсного датчикаперемещений, третий вход - к второмувыходу счетчика импульсов, а выходсоединен с входом регулятора скорости, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью увеличения точности поддержания заданного режима и повьппения качества закалки, оно снабженоблоком фиксации начального положения изделия перед закалкой, первыйвыход которого соединен с вторымвходом регулятора скорости, второйвыход соединен с третьим входом регулятора скорости, третий выход соединен с вторым входом счетчика импульсов и вторым входом программногоблока частоты, а вход соединен свторым выходом счетчика импульсов.1258854 Изобретение относится к технике закалки длинномерных иэделий, например труб, валов переменных сечений в баке с жидкостью, и может быть использовано в металлургической промышленности.Цель изобретения - увеличение точности поддержания заданного режима и повышение качества закалки иэделий.На Фиг. 1 приведена структурная схема устройства для программной закалки длинномерного изделия; на Фиг. 2 - схема счетчика импульсов; на Фиг. 3 - схема программного блока частоты; на фиг. 4 - схема блока фиксации начального положения изделия перед закалкой; на Фиг. 5 - схема реверсивного счетчика;на Фиг,6- схема регулятора скорости с подъемным механизмом. схемы 48 и 49 разрешения, счетчик 50 и дешифратор 51.Регулятор 4 скорости с подъемным механизмом 1 (фиг. 6) содержит усилители 52, 53 и 58, электромагнитное реле 54 и 55, электромагнитный контактор 56, блочные генераторы 59, асинхронный двигатель 57 и тиристорные ключи 60.Устройство работает следующим образ омПеред закалкой изделие устанавливается над баком и включается питание всей системы.При этом блок 7 приводится в исходное положение (фиг.,1). На третьем выходе А присутствует логическая "1", которая держит счетчик 5 импульсов и программный блох 6 частоты в нулевом состоянии, "0" с второго выхода Б счетчика 5 импульсов производит запись числа "500" в реверсивный счетчик и удерживает его в этом состоянии до опускания изделия в бак.Поскольку датчики 26 блока 7 не возбуждены, то сигнал присутствует на первом выходе В блока 7, этот сигнал поступает в регулятор 4 скорости с подъемным механизмом, Последний производит опускание изделия, Как только раскаленная заготовка появится в поле зрения первого датчика 26 блока 7, на первом В и втором Г выходах последнего появится логический "О" и двигатель, опускающий заготовку, остановится. Если деталь проскочит начальную зону, то возбудится второй датчик 26 и появится сигнал "0", на втором выходе Г блока 7, что определит подъем изделия. :Это будет продолжаться до тех пор, пока кромка иэделия не остановится в заданной зоне. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Устройство для программной закалки длинномерных изделий (фиг. 1) содержит подъемный механизм 1, импульс.ный датчик 2 перемещения, реверсивный счетчик 3, регулятор 4 скорости,счетчик 5 импульсов, программныйблок 6 частоты, блок 7 фиксации начального положения иэделия перед закалкой,Счетчик 5 импульсов (Фиг. 2) состоит иэ схем И 8 и 9 совпадения,триггера 10, ннверторов 11 и 12 системи реверсивных счетчиков 13 с дешифраторами 14, коммутатора 15,схем 16. 1, 16. з., 16 (К),16(К),16.К совпадения и схемы ИЛИ 17 суммирования.Программный блок 6 частоты (фиг. 3) состоит из генератора 18, системы счетчиков 19 с дешифраторами 20, коммутатора 21, счетчика 22 участков, дешифратора 23 участков, схемы 24 совпадения и схемы ИЛИ 25.Блок 7 фиксации начального положения изделия перед закалкой (фиг, 4) состоит из датчиков 26, усилителей 27 триггеров 28 Шмитта, схем 29-31 совпадения, схем ИЛИ 32 и 33, генератора 34, счетчика 35, дешифратора 36, коммутатора 37, триггера 38, элемента И 39, триггера 40 установки в "О", инвертора 41.Реверсивный счетчик 3 (фиг, 5) содержит реверсивный счетчик 42, схе му И 43 разрешения, триггер 44, схемы 45 и 46 разрешения, триггер 47,После этого через программное время начальной выдержки изделия с третьего выхода А блока 7 "0" разрешит работу счетчика 5 импульсов и программного блока 6 частоты, но последний не будет работать до конца опускания изделия в бак. Одновременно "1" вновь появится на первом выходе В и иэделие начнет опускаться,При опускании сигнал с импульсного датчика 2 перемещения поступает на суммирующий вход счетчика 5 импульсов. До конца опускания работа реверсивного счетчика 3 запрещена.1258854 4на схемах 16. (К) и 16. (К), соответствует длине первой и.поверхностиводы в баке части изделия, имеющегопостоянное сечение и т.д, При опускании изделия все схемы 16.(К),16.(К), , 16.и 16. 1 закрыты уровнем запрета с триггера 10 итолько при наборе счетчиком числа,соответствуюещго 16,К,срабатывает1 О триггер 10, разрещается работа остальных схем 16.(К), 16,(К)16.д и 16.1, выдается сигнал навключение программного блока частоты (выход И и одновременно подается15 сигнал в блок 7 (выход Б).м. Программный блок 6 частоты(фиг. 3) запускается счетчиком импульсов после опускания изделия вбак.20 В коммутаторе 21 и схемах 24 совпадения набираются коэффициенты, накоторыми должна делиться частота генератора 18,Импульсы с выхода счетчика импуль 25 сов поступают на вход К в счетчик 22участков. При приходе первого импульса в счетчик участкон появляетсяединичный уровень на первом выходедешифратора 23. Разрешена работа пер 30 ,вой схемы 24 совпадения, а все остальные схемы 24 закрыты.Если, например, на первой схемео 24 набрано число "100", то на выходесхемы ИЛИ 25 появляется каждый сотыйимпульс, поступающий с генератора18, т.е. частота генератора 18 делится на "100", этот же импульс со схемы 25 сбрасывает счетчики в "0". После полного опускания изделияв закалочный бак, что соответствуетнабору определенного числа в счетчике 5, выдается сигнал "1" с второго выхода Б счетчика 5 импульсовв блок 7 и запрещает дальнейшую егоработу, одновременно начинается вытяжка иэделия из воды, счетчик 5 переключается на режим "Вычитание".Сигнал со счетчика 5 поступает напрограммный блок 6 частоты, включаяопределенную частоту задания, поступающую на первый (суммирующий)вход А реверсивного счетчика 3, выходной сигнал которого включает регулятор скорости, и двигатель подъеного механизма разгоняется, поднимая изделие. При этом на второй (нычитающий) нход Е реверсивного счетчика 3 начинают поступать импульсыс датчика 2. В результате на выходе Ж счетчика появится разностныйсигнал, управляющий регулятором 4скорости, при этом устанавливаетсяонределенная скорость подъема изделия. При наборе счетчиком 5 следующего заданного числа (числа соответствуют технологической программе иопределяют места изменения конусности) происходит переключение частотызадания программного блока 6 частотьПри изменении текущей скорости изменяется частота сигналов с импульсногдатчика 2 перемещения, поступающаяна второй. вход Е реверсивного счетчика 3, и на выходе Ж счетчика 3 устанавливается число, определяющее новую скорость вытяжки и т.д.тСчетчик 5 импульсов работает следующим образом. 40По сигналу с блока 7 триггер 10 .и счетчики 13 (фиг, 2) устанавливаются в "0",При опускании изделия счетчикиработают в режиме суммирования сигна лов с датчика импульсов, поступающихна первый вход 3 (открыта схема 8),Выходы счетчиков соединены с соответствующими входами дешифраторов 14,выходы которых поступают в коммутатор 15. В коммутаторе и на схемахсовпадения набираются числа, соответствующие длине изделия, причем число, набранное по схеме 16, соотнетстнует полному погружению, разность 55чисел, набранных на схемах 16,Ки 16(К), соответствуют уровню зеркала воды, Разность чисел, набранных При приходе второго импульса в счетчик 22 участков появляется единичный уровень на втором выходе дешифратора 23 и открывается вторая схема 24 совпадения. Частота генератора 18 делится на число, записанное во второй схеме 24. По входу счетчик участков сбрасывается в "0" сигналов с блока 7.Устройство приводится в исходное состояние блоком 7,При этом с триггера 40 установки в "0" (фиг, 4), представляющего собой триггер Шмитта с большой емкостью на входе, приходит сигнал обнуления на триггер 38, схема устанавливается в исходное состояние. На выходе А блока 7 присутствует логическая "1", которая держит счетчик1258854 10 20 3импульсов и программный блок частоты в состоянии нулевом,Датчики 26 могут быть, например,инфракрасными фотодиодами, реагирующими на нагретую заготовку. Фотодиоды установлены один над другим нарасстоянии, равном ширине начальнойэоны, расстояние от нижнего датчикадо зеркала воды в баке равно первоначальному установочному уровню,причем верхний на схеме датчик(фиг. 4) расположен на баке вышее,чем нижний по схеме датчик.С датчика 26 сигналы усиливаются устройствами 27, представляющимисобой операционные усилители, и,сформированные триггерами 28 йчитта,поступают на схемы 29-31 совпадения. Если датчики не возбуждены, то сигналы "1" со схемы 29 совпадения (на остальных схемах совпадения логический "0") через схему ИЛИ 32 поступает на первый выход, что определяет опускание изделия. Если возбуждены оба датчика, то сигнал "1" со схемы ЗО совпадения (остальные схемы в состоянии "О") через схему ИЛИ 33 подается на выход Г, а ыа выход В гри этом поступает "0", Это состояние определяет подъем изделия. Схема 3 совпадения срабатывает тогда, когда возбужден верхний по схеме датчик и не возбужен нижний по схеме датчик. Эта схема совпадения разрешает счетчику 35 считать импульсы с генератора 34 (при этом на выходах В, Г) присутствует сигнал 0" и изделие останавливается. На дешифраторе 36 и коммутаторе 37 задано число, определяющее время выдержки горячего изделия в заданной зоне. Сигнал "О" по истечении заданного времени устанавливает триггер 38 в "1", через элемент 39 сигнал "1" попадает через схему ИЛИ 32на выход В и изделие начинает опускаться. С триггера 38 сигнал "1" также через инвертор 41 попадает на выход А н разрешает работу счетчика импульсов и блока программной частоты.Схемами 29, 30, 31 и 39 совпаденияуправляет сигнал входа "О", разрешает работу схема совпадения "1", запрещ,.ет работу этих схем и через элемент ИЛИ 33 эта "1" проходит на выходе Г, обуславлнвая подъем изделия,Сигналы с программного блока 6 частоты (фиг. 1) поступают на суммирующий вход счетчика 42 (фиг. 5), на вычитающий вход которого подаются импульсы с датчика 2 перемещения, Реверсивный счетчик 42 является интегрирующим звеном и построен по схеме с нулем посредине. Пусть, например, эа нуль принято число "500". Числа более "500" определяют режим разгона, менее "500" - торможения. Регулирование производится около числа "500", что соответствует нулевой статистической ошибке (астатическая система).Сигналы заданной и текущей частот через схемы разрешения поступают на счетчик 5 О.В зависимости от числа в счетчике 50 включается определенная ступень тиристорного коммутатора и шунтируется либо включается определен ная величина добавочного сопротивления в цепи ротора асинхронного двигателя 57 (фиг. 6) и двигатель разго-. няется (тормозится) до требуемой скорости. При равенстве заданной и действительной частот происходит переключение одной или нескольких ступеней роторного сопротивления с определенной частотой. Если используется четыре ступени роторных сопротивлений, то малый счетчик имеет емкость, равную четырем.Счетчик 50 считает входные импульсы при условии, что схема разрешения открыта. При наборе счетчиком 42 числа "504" триггер 44 устанавливается в "О", запирещается работа схем 48 и 49 и счет счетчика 50, который досчитывает до четырех. При этом выключаются все ступени и двигатель разгоняется с максимальной скоростью. Импульсы с датчика переме. щения вычитаются в счетчике 43 и при наборе в нем числа "500" устанавливаются в "1" триггеры 44 и 47 и разрешается работа счетчика 50.Если текущая скорость больше заданной, то происходит вычитание всчетчиках 42 и 50, включаются определенные роторные ступени и двигатель тормозится.Набор в счетчике 42 числа "496" устанавливает в "0" триггер 47 (срабатывает схема 46) и запрещается работа схем 48 й 49 и счетчика 50, в котором уже записан "0, что соот ветствует полностью включенным роторным сопротивлениям, Двигатель тор1258854. 8уровнем логической с входов Ми Н, усиленным усилителями 52 и 53соответственно.Импульсный датчик перемещениястандартный, например индуктивныйи работает на срыве генерации припрохоздении над магнитной системойдатчика зубьев зубчатого колеса, свяэанного с валом двигателя подъемногоО механизма. Число зубьев колеса определяется требуемой точностью запораперемещения. моэится и частота задания становится больше текущей.При наборе счетчиком 42 числа "500" срабатывает схема 45, вновь разрешается работа счетчика 50 и т.д. Выходы счетчика 50 подключаются к дешифратору 51, выход с которого поступает на первый вход Л регулятора скорости.Сигналы с первого входа регулятора усиливаются усилителями 58 (фиг. 6) и через цепи гальванической развязки, выполненные на блочных генераторах 59, коммутируются те или иные тиристорные ключи 60, с помощью которых н подключаются сопротивления в роторную обмотку двигателя 57.Статорную обмотку асинхронного двигателя 57 коммутирует электромагнитный контактор 56, параллельно контактам В и М которого подключены контакты реле Р 2.1 и Р 1.1 соответственно, реле Р(54) и Р 2(56) включаются Предлагаемое устройство для программной закалки длинномерного изделия позволяет повысить точность начальной установки изделия до 0,2 Х, что обеспечивает получение требуемой точности поддержания технологическо го режима, при этом улучшается качество закалки и обеспечивается безо" пасность работы обслузивающего персонала.1258854 Составитель Г.Демин Темред Л.Олейник К ор В,БуКозор а т аз 5088/2 писнСР НИ о по дела13035, М б д. 4 Пронэводственно-полиграфическое предприятие, г.у ул.Проектна Тираж 552 арственного ко зобретений и о ва, Ж, Раув П митета крытий кая на