Устройство для измерения длины проволоки и сортового проката

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОНУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ Союз Советскнк Соцналнстнческнз Республик/04 Государственный комнте СССР яо ямам нзобретеннй н открытнй(71) Заявитель елябинский ордена Октябрьской Революции и орде рудового Красного Знамени металлургический эав ТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИНЫОВОЛОКИ И СОРТОВОГО ПРОКАТА 4) Изобретение относитсяной технике и может быть пв прокатном производстве дния длины продукции, сматыбунты или рулоны.Известен измеритель длины проката,содержащий два датчика фиксации полосы, установленные за прокатнойклетью, датчик фиксации полосыоси валков, датчик импульсов, сный с валками, двоичный счетчиксчетно-решающее устройство 1,Известный измеритель не обесвает удовлетворительной точностизмерении длины проволоки и сорго проката, так как база измеренпо технологическим причинам сосляет незначительную часть от обдлины изделия,Наиболее близким по техническсущности к предлагаемому являетсустройство для измерения длины пволоки и сортового проката, содежащее датчик наличия изделия, гератор импульсов валка, соединеннс ним блок коррекции и счетчикны, подключенный к одному из выхблока коррекции 2).Известное устройство не учитыопережение металла относительно ее от профиля, маркинтролируемых усилийвеличивает ошибки из ков, эаталла икатки,ния.Цельности п ис не то роеребретени зменяющ точроувеличени ся условияхпо Указанная цель достигается тем, вязан что устройство для измерения длины10и проволоки и сортового проката, содержащее датчик наличия иэделия, гене- печи- ратор импульсов валка, соединенный и при с ним блок коррекции и счетчик длитово ны, поключенный к одному из выходов ия блока коррекции, снабжено преобразотав- вателем длины оборота валка, блоком щей ввода кода и распределителем ввода,выходы преобразователя длины оборота ой 20 валка и блока коррекции поразрядно я скоммутированы со входами отсчетчика ро- длины через блок ввода кода, управр- ляющие входы которого соединены с ие- выходами распределителя ввода, выход ый 25 генератора импульсов валка соединенс первым входом распределителя ввода, одов входом преобразователя длины оборотавалка и первым входом блока коррекции Вает а выходы датчика наличия изделия соевал динены со вторым и третьим входамираспределителя ввода и вторым входомблока коррекцииКроме того, преобразователь длиныоборота валка содержит счетчик длины оборота, регистр памяти со схемойпереноса, генератор мерных импульсовс калиброванным роликом, ключевой)элемент и формирователь временногоинтервала, выходы счетчика длины оборота через схему переноса поразрядноскоммутированы с регистром памяти,а вход счетчика длины оборота соеди-,нен с генератором мерных импульсовчерез ключевой элемент, управляющийнход которого связан с выходом формирователя временного интервала, подключенного к выходу генератора импульсов валка,Блок коррекции содержит триггеруправления, два ключа, счетчик остатка и регулируемый генератор, выход последнего через первый ключ присоединен к счетчику остатка, черезвторой ключ - к счетчику длины, управляющие входы первого и второго ключей связаны с выходами триггера управления,один вход которого соединен с выходом датчика наличия иэделия, а другой - с выходом генератораимпульсов валка и нходом установкив нуль счетчика остатка.Распределительввода содержит ключзапуска, триггер пропуска и схему И,на входы схемы И подключены генераторимпульсов валка и датчик наличия изделия, инверсный выход которого поданна один из нходов триггера пропуска,другой вход которого связан с выходом схемы И, выходы триггера пропуска соединены : один - с управляющимвходом блока ввода кода, другойс управляющими входом ключа запуска,вход которого соединен с генератором импульсов валка, а выход - с другим управляющим входом .блока вводакода.С целью увеличения надежности измерений, датчик наличия изделия содержит два шунта, дна ключа тока нагрузки, пусковую и стопоную схемы И,выходной триггер и инерционное звено,шунты включены в цепь двигателей последней (чистоной) и предпоследней клетей и связаны с ключами тока нагрузки, первый - непосредственно, а второй - через инерционное звено, прямые выходы ключей тока нагрузки поданы на пусковую схему И, инверсные выходы - на стоповую схему И, а выходы схем И связаны со входами выходного триггера.На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для измерения длины проволоки и сортового проката;, на фиг.2 - блок-схема формирователя временного интервала; на фиг. 3 - блоксхема блока ввода кода; на фиг, 4 блок-схема датчика наличия изделия; на фиг. 5 - временные диаграммы,поясняющие принцип работы предлагаемого .устройства,Устройство содержит преобразователь1 длины оборота валка и блок 2 коррекции, поразрядно скоммутиронанные через блок 3 ввода кода со входамисчетчика 4 длины.Управляющие входы блока 3 вводакода связаны с выходами распределителя 5 ввода, состоящего иэ схемыИ б, выход которой подан на один из1 О входов триггера 7 пропуска, управляющего ключом 8 запуска. Ко входамсхемы И б и ключа 8 запуска подключены генератор 9 импульсов валка,а к другому входу схемы И б - датчик15 10 наличия иэделия, инверсный выходкоторого подан также на триггер 7пропуска.Елок 2 коррекции содержит первый11 и второй 12 ключи, через которые2 О импульсы регулируемого генератора13 поступают в счетчик 4 длины и сче,тчик 14 остатка. Ключи 11 и 12 открываются сигналами с выходов триггера15 управления, ко входам которогоподсоединены выходы генератора 9 им 25пульсов валка и датчика 10 наличияизделия, включающего также в работугенератор 13, например, подачейпитания,Преобразователь 1 длины оборотавалка содержит счетчик 16 длины оборота, соединенный через ключевой элемент 17, управляемый формирователем18 временного интевала, с генератором19 мерных импульсов, жестко связаннымЗ 5 с каяибровым роликом 20,.Код счетчика 16 длины оборота через схему 21 переноса, управляемуюпо входу Б, передается в регистр 22памяти.Формирователь 18 временного интер.вала (фиг. 2), управляемый генератором 9 импульсов валка, жестко связанньм с валком 23 чистовой клети (непоказана), содержит триггер 24 интер 45 нала, возбуждаемый через пусковойтриггер 25 и схему 26 совпадения,связанную с выходом генератора 9 импульсов валка, Выход схемы 26 совпадения связан со сходом счетчика5 О 27 числа оборотов, сигналом с выхода которого устанавливаются в исходное положение триггер 24 интервалаи пусковой триггер 25, В начале измерения счетчик 16 длины оборота,55 пусковой триггер 25 и счетчик 27числа оборотов устанавливаются в нулевые положения по нходам О.На фиг, 3 представлена одна изсхемных реализаций блока 3 ввода кода, содержащего трехвходовые схемы28-35 совпадения. Четные схемы 28,30,.32,34 совпадения предназначены дляввода кода счетчика 14 остатка,а нечетные 29,31,33,35 - для ввода кодарегистра памяти преобразователя 1 дли 65 ны оборота валка, На фиг, 3 показаПроцесс измерения длины по,сняется с помощью временных диаграмм (Фиг,5), при;ем номер каждой позиции соответствует номеру элемента в описании и на Фиг. 1 - 4.При вхождении изделия 50 в чистовую клеть срабатывает датчик 10 наличия изделия (момент времени а напозиции 10, фиг, 5). На выходе генератора 9 импульсов валка на каждыйоборот валка 23 появляется импульс,Принцип измерения заключается втом, что каждый раз после того, какпроходит один полный оборот валка23 чистовой клети, вносится иод преобразователя 1 длины оборота валкав счетчик 4 длины, Первый ввод кодапреобразователя 1 длины оборота валка происходит в момент времени в(фиг.5, поиция 9), а последнийв момент времени щ, Для учета немерных отрезко соответствующих моментам времени от а до б в начале и отщ до и в конце изделия 50 примененблок 2 коррекции. При срабатываниидатчика 10 наличия изделия возбуждается триггер 15 Управления и начинает работать регулируемый генератор13. Триггер 15 управления (устанавливаемый в исходное состояние импульсом б генератора 9 импульсов валка) открывает второй ключ 12, благодарячему на вход счетчика 4 длины поступает некоторое количество импульсоврегулируемого генератора 13. Частота регулируемого генератора 13 заранее подбирается такой, что за один оборот валка 23 чистовой клети (т.е за промежуток времени между б и в на фиг, 5, позиция 9) код счетчика14 остатка. (Устанавливаемого в нуль каждйм импульсом генератора 9 импульсов валка) равен коду регистра 22 памяти преобразователя 1 длины оборота валка. Это обеспечивает внесение в счетчик 4 длины такого количества импульсов, которое численно соответствует длине немерных отрезков в начале и конце изделия 50,Немерный отрезок в конце изделия 50, соответствующий промежутку времени между в и и (фиг. 5, позиция 9 и 10), учитывается благодаря тому, что код счетчика 14 остатка, числеино равный длине немерного отрезка в конце изделия 50, вносится в счетчик 4 длины в момент времени и по заднему Фронту импульса триггера 7 пропуска. Импульсы, сосчитанные к этому моменны элементы для ввода одной двоично-.десятичной декады.На средние входы схем 28-35 совпадений поступают импульсы генераторов 36 ввода, формируемые в пачки подевять импульсов в каждой пеРвымформирующим ключом 37 и вторым формирующим ключом 38.Работой первого Формирующего ключа37 управляют первый триггер-формирователь 39 и первый синхронизирующийтриггер 40, Соответственно работойвторого формирующего ключа 38 управляют второй триггер-формирователь41 и второй синхронизирующий триггер42. Первый синхронизирующий триггер40 запускается импульсом триггера 7пропуска, а второй - импульсом клю-ча 8 запуска, входящими в составраспределителя 5 ввода. Благодарятому, что триггеры 40 (42) и 39 (41)устанавливаются в исходное состояние 20импульсами коммутатора 43, выходнойимпульс триггера-Формирователя 39 (41)жестко синхронизирован во временис импульсами генератора 36 ввода,.Импульсом триггера-формирователя 539 (41) открывается Формирующий ключ37 (38) и на входах схем 28, 30, 32,34 (29; 31, 33, 35) совпадения появляется пачка из десяти импульсов.Импульсы генератора 36 ввода поступают также на делитель 44 частоты,связанный с коммутатором 43, с вхо-.дов которого импульсы поступают навходы схем 28-35 совпадения, а выходы последних через диоды Д скоммутированы со входами счетчика 4 длины,На выходах коммутатора 43 появляются импульсы, число которых соответст-вует рабочему коду счетчиков 14 и 4и регистра 22 памяти.Очевидно на выходах схем 28, 30, 4032, 34 (29, 31, 33, 35) совпаденияв результате однократной передачикода. появляется и заносится в счетчик4 длины такое количество импульсов,которое соответствует числам, эапи" 45санным в счетчике 14 остатка или врегистре 22 памятиДатчик 10 наличия иэделия (фиг. 4)содержит шунты 45 и 46, включенные.соответственно в цепь двигателя 47 рчистовой клети и двигателя 48 валка49 предпоследней клети (не показан) .Направление движения иэделия 50 пока-.зано на фиг, 1 стрелкой,Ключ 51 тока нагрузки чистовой,клети подключен к шунту 45 непосредственно,а ключ 52 тока нагрузки предпоследней клети 49 - через инерционное звено 53. Прямые выходы ключей 51 и 52 тОка 60 нагрузки поданы на пусковую схему, И 54, а инверсные - на стоповую схе" му И 55. Выходы схем И 54 и 55 связаны со входами выходного триггера 56, выходы которого являются пряьим и65 инверсным выходами датчика 10 наличия изделия,Устройство работает следующим образом.В исходном положении счетчики 4 и 14 соответственно длины и остатка установлены в нулевое состояние, в регистре 22 памяти преобразователя 1 длины оборота валка хранится информация от предыдущего измерения.(фиг. 5, позиция 11),Для того, чтобы не вносить кодрегистра 22 памяти в счетчик 4 длины в момент времени б, применен тригГер 7 пропуска, возбуждаемый задним Фронтом первого импульса с выхоа схемы И 6, Таким образом, в моментоэбуждения триггера 7 пропуска иоткрытия ключа 8 запуска импульс навходе последнего уже заканчивается,так что переноса кода в этот моментне происходит, ибо изделие 50 ещене проходит к этому моменту временив валках расстояния, равного длинеодного оборота. Импульсы на выходеключа 8 запуска соответствуют моментам переносов кода регистра 22 памяти в счетчик 4 длины.Так происходит процесс измерениядлины изделия 50, причем код преобразователя 1 длины оборота учитывает 20опережение металла при прокатке (т,е.не равен длине окружности валка) и,следовательно, измерение происходитточнее,В преобразователе 1 длины оборота 2 Явалка (Фиг. 1, 2, 5) генератор 19мерных импульсов жестко связан с калиброванным роликом 20 и выдает определенное количество импульсов наодин оборот последнего, Диаметр калиброванного ролика 20 может бытьвыбран таким, что каждый. импульс генератора 19 мерных импульсов соответствует, например, 1 мм длины обкатываемого проката, 35Во избежание ударов переднего изаднего концов, быстрого износа иошибок в связи с раэнотолщиннестьюконцов калиброванный ролик 20 накладывается на изделие 50 примерно вего.середине с некоторой, определяе Омой из опыта, периодичностью. Прямоеизмерение длины проката путем под"счета импульсов генератора 19 не дает точных результатов по вышеперечисленным причинам (удары концов, быстрый износ калиброванного ролика 20и тд) еПроцесс измерения длины оборотапоясняется с помощью временных диаграмм (фиг. 5) . После выходы иэ чистовой клети переднего конца изделия50 на него налагается калиброванныйролик 20. Начинает работать генератор 19 мерных импульсов. При подачепо входу 0 (Фиг. 2) сигнала Измерение устанавливаются в нуль счетчик 16 длины оборота, счетчик 27 числа оборотов и возбуждается пусковойт 1.иггер 25. На выходе схемы 26 совпадения импульсы генератора 9 импульсов валка появляются, как это показано на позиции 26, Первый же импульсс выхода схемы .26 совпадения возбуждает триггер 24 интервала и начинается через ключевой элемент 17 прохождение мерных импульсов генератора 65 19 в счетчик 16 длины оборота. При подсчете счетчиком 27 числа оборотов заданного заранее числа импульсов наего выходе появляется сигнал, устанавливающий в исходное состояние пусковой триггер 25 и триггер 24, и из" мерение прекращается. Обычно счетчи" ком 27 числа оборотов подсчитывается 10, 100 и 1000 импульсов, а при переносе инФормации в регистр 22 паняти отбрасываются соответственно од"на, две или три младшие декады счетчика 16 длины оборота. Это обеспечивает усреднение результата и повышаетточность измерений.Поскольку временной интервал измерения равен, предположим, ста периодам оборота валка 23 чистовой клети, то результат измерений не зависит от скорости прокатки, так как если, например, сксрость прокатки увеличивается в два раза, а временной интервал измерения уменьшается в два раза, то частота генератора 19 увеличивается в два раза.Это является важным достоинствомпредлагаемой схемы. Поскольку испульсы генератора 19 мерные, то результат измерения представляет собой длину оборота валка 23 чистовой клетис учетом опережения металла, .выражен"ную, например, в миллиметрах,В паузе между подачей изделий 50сигналом на вход схемы 21 переносаинФормация иэ счетчика 16 длины оборота переносится в регистр 22 памятидля производства измерений длины очередных изделий. Такое обновление инФормации регистра 22 памяти производится периодически но мере износа валков, изменения режима прокатки и марок стали Таким образом калиброванный ролик 20 находится в работе, т.е, в контакте с раскаленным прокатом, ничтожную часть общего времени работы устройства, что обеспечивает малый его износ, высокие метрологические свойства и надежную работу преобразователя 1 длины оборота валаКонтроль эа наличием изделия в чистовой прокатной клети производится по току нагрузки не только данной,но и соседней с ней клети, причемшунты 45 и 46 соединены с ключами 51и 52 тока нагрузки, первый - непосредственно, а второй - через,инерционное звено 53, постоянная времени которого равна или меньше времени пе- .ремещения изделия 50 между клетями,Такая схеМа исключаЕт ложные срабатывания выходного триггера 56 прислучайных колебаниях тока нагрузкидвигателей 47 и 48,Инерционное звено 53 не ухудшаетбыстродействия даТчика 10 наличия,изделия, а только исключает ложныесрабатывания в промежутки времени,когда передний или задний конец изделия 50 проходит расстояние от валка 23 до валка 49. Ложныв срабатыва" ния в другие моменты времени не опасны, так как самоустраняются схемой из пусковой и стоповой схем И 54. и 55 и выходным триггер 5 б.Датчик наличия иэделия не имеет элементов, расположенных на линки прокатки в условиях непосредственного контакта с раскаленним металлом и окалиной, поэтому точность измвре О ния повышается.формула изобретения 1. Устройство для измерения длины проволоки и соРтового проката, Оодер жащее датчик наличия иэделия, гейе" ратор импульсов валка, соединенный с ним блок, коррекции и счетчик длины, Подключенный к одному иэ выходов бло" ;ха коррекции, о т л и ч а ю ж в е с я тем, что, с целью увеличения точнос ти йри изменяющихся условиях прокатки, оио снабжено преобразователем длины оборота валка, блоком ввода кода и распределителем, ввода, виходы преобразователя Длины оборота валка 25 и блока коррекции поразрядно скоммутированы со входами счетчика длины ,через блок ввода кода, управляющиевходы которого соединены с выходами распределителя ввода, выход генератора импульсов валка соединен с первым входом распределителя ввода, входом: преобразователя длины оборота валка и первым входом блока коррекции, а Выходи датчика наличия иэде лия соединены со вторим и тетьим Входами распределителя ввода и вторым входом блока коррекции.2, Устройство по п. 1, о т л ич а ю.щ е е с я тем, чтопреобразователь длины оборота валка содержит 40 счетчик длины оборота, регистр памяти со схемой переноса, генератор мерных импульсов с калиброванным роликом, ключевой элемент и. Формйрователь временного интервала, выходи 4 счетчика длины оборота через схамУ переноса поразрядно скоюиутированы с регистром памяти, а вход счетчика длины оборота соединен с генератором мерных импульсов через ключевой элемент, управляющий вход которого свя эан с выходом формирователя времен. ного интервала, подключенного к выходу генератора импульсов валка.3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок коррекции содержит триггер управления,два ключа, счетчик остатка и регулируемый генератор, выход последнегочерез первый ключ подсоединен к счетчику остатка, через второй ключк счетчику длины, управляющие входыпервого и второго ключей связаны свыходами триггера управления, одинвход которого соединен с выходомдатчика наличия изделия, а другой -с выходом генератора импульсов валкаи входом установки в нуль счетчикаостатка,4. Устройство по п, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что распределитель ввода содержит ключ запуска,триггер пропуска и схему И, на входысхемы И подключены генератор импульсов валка и датчик наличия изделия,инверсный выход которого подан наодин из входов триггера пропуска,другой вход которого связан с выходомсхемы И, выходы триггера пропуска соединвныодин - с управляющим входомблока ввода кода, другой - с управляющим входом ключа запуска, вход которого соединен с генератором импульсов валка, а выход - с другим управляющим входом блока ввода кода.5. Устройство по п. 1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, чтб, а цельюувеличения надежности измерений, датчик наличия иэделия содержит два шунта, два ключа тока. нагрузки, пусковуюи стоповую схемы И, выходной триггери инерционное звено, шунты включеныв цепь двигаталей последней (чистовой)и предпоследней клетей и связаны сключами тока нагрузки, первый - непосредственно, а второй - через инерционное звено, прямые выходы ключейтока нагрузки поданы на пусковую схему И, инверсные выходи - на стоповуюсхему И, а выходы схем И связаны совходами выходного триггера.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Автсрское свидетельство СССР9 331243, кл. 6 01 й 7/02, 1970.2. Патент СССР В 584812,кл. 6 01 В 7/02, 1973 (прототип).868329 3 ИИИ 11 И 1111 ИИИ 11 И ИИИИ 11 И ИИИИ 1 И 11 ИИ2 Х Составитель А.КуликовРедактор В,Петраш Техред А.Бабинец Коррек етниК 298/50 Тираж 645 Под ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., аказ 4/5 лиал 11 ПП фПатент, г.ужгород, ул,Проектная, 4 ЧЧаИ -ЧЧЭИгФ 156 ИИИИИ 1 ВИ 1 Ю 1 И 111 И 111 И 11 Г 11 И 11 11 ИИ 1 И 11 Г П 11111 ПИ 11111111 И 1111111 П 1111 Г