Устройство для сортировки листов по толщине в потоке

". с- НИЯИЗОБР ИСАНИЕ ТОРСНОМУ СВ ЛЬСТВ ов Э. В. авочник е. М.,СССР979. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(56) 1,Пугачев А.В. и СахарТолщиномер ИТ, Спрпо разноизотопной автоматикЭнергия 1, 1974, с, 73.2, Авторское свидетельствоР 815496, кл, В 21 В 37/00, 1(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОРТИРОВКИ ЛИСТОВ ПО ТОЛЩИНЕ В ПОТОКЕ, содержащее компенсационный толщиномер, датчик наличия листа с двумя чувствительными элементами, установленными на границах один - начала, другой - конца зоны измерения, блок уп- равления, блок задания среднего номинала, два блока задания отрицатель ых.и два блока задания положительных допусков, четыре компаратора и дешифратор, причем один вход блока управления подсоединен к выходу датчика наличия листа, выход блока задания среднего номинала подсоединен к входам двух блоков задания отрицательных и к входам двух блоков зада- ния положительных допусков, к выходам которых подсоединены одни входы четырех компараторов, другие входЫ которых подсоединены к выходу толщиномера, а выходы - к четырем входам дешифратора, управляющий вход которого соединен с одним из выходов блока управления, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества продукции за счет повышения точности сортировки, в него введены блок задания максим мального отрицательного и блок зада ния максимального положительного до,ЯО 10411 пусков,два дополнительных компарато.ра,блок усреднения и запоминания и блок задержки,при этом входы блоков задания максимальных допусков подсоединены к выходу блока задания среднего номинала,а выходы каждого из них соответственно подсоединены к одному иэ входов дополнительных компараторов, другие входы которых подсоединены к выходу толщиномера, а выходы дополнительных компараторов подсоединены к двум дополнительным входам дешифратора, группа выходов которого присоединена к груп. пе входов блока усреднения и запоминания, первый управляющий вход которого лодсоединен к первому выхо- а ду блока управления, а второй управляющий вход - к второму выходу блока управления, к второму входу которого подсоединен выход блока С задержки, вход которого соединен с выходом датчика наличия листа, при этом четыре выхода блока усреднения и запоминания являются выходами все- фаейГо устройства 2, Устройство по п,1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок усреднения и запоминания содержит четыре элемента 2 И, четыре счет-чика, три цифровых компаратора,четыре группы ключей, генератор тактовых импульсов, элемент ИЛИ-НЕ, четыре элемента 3 И, причем выход генератора тактовых импульсов подсоединен к входам элементов 2 И, выходы элементов 2 И соединены со счетными входами соответствующих счетчиков, информационные выходы первого и второго счетчиков соединены с соответствующими входами первого цифрового компаратора и первой и второй групп ключей, а третьего и четвертого счетчиков - с соответствующими входами второго цифрового компаратора и третьей и четвер1041184 30 35 4 С той групп ключей, прямой выход первого компаратора соединен с управляющим входом первой группы ключей и первым входом первого элемента 3 И,инверсный выход-с управляющим входомвторой группы ключей и первым входом второго элемента 3 И, прямой вы-фход второго. компаратора соединен суправляющим входом третьей группыключей и первым входом третьего элемента 3 И, инверсный выход - с управ-ляющим входом четвертой группы ключей и первым входом четвертого элемента 3 И, выходы первой группы клюЛИзобретение относится к контрольным устройствам прокатных станов, реагирующих на изменение толщины, и к устройствам для измерения толщины листовых материалов с.помощью потоков элементарных частиц и может быть использовано, например, в черной металлургии для автоматического бесконтактного измерения толщины движущихся листов в процессе сортировки, а также прокатки или рез ки. Кроме того, изобретение может быть использовано в других отрасЛях народного хозяйства, где необходимы измерения, контроль и сортировка по толщине движущихся листовых материалов.Известно устройство для сортировки листов по толщине в потоке, содержащее датчик толщины с системой компенсации, схему слеженияпоказывающего прибора и автоматический сигнализатор, причем выход датчика подключен к схеме слежения, которая, в свою очередь соединена с автоматическим сигнализатором 113.,В автоматическом сигнализаторе осуществляется установка заданногозначения толщины и величин двух допусков - положительного и отрицательного, Сигнал об абсолютном значении толщины поступает с датчика в автоматический сигналиэатор, в котором Формируются сигналы о превышении допусков. Эти сигналы используются для управления схемой разбраковки измеряемого материала по толщине.Недостатком устройства является ограниченность его эксплуатационных возможностей, что выражается в том, что оно позволяет производить одновременно выборку только одного номинала с учетом его допусков, а это в случае использования подобных чей объединены с выходами второй грпы ключей, а выходы третьей группыключей - с выходами четвертой группы ключей н соединены с соответствую".шими входами третьего компаратора,прямой выход которого подсоединенк вторым входам первого и второгоэлементов 3 И, а инверсный выход -к вторым входам третьего и четвертого элементов 3 И, выход элемента ИЛИ-НЕ подсоединен к установочным входам счетчиков, а выходы элементов 3 И являются выходами устрой" .: .ства,2устройств, например, на агрегатах сортировки, где происходит сортировка листов по толщине в потоке одновременно по нескольким номиналам, ограничивает его применение или требует увеличения единиц оборудования.Наиболее близким к изобретению является устройство для сортировки листов по толщине в потоке, содержащее. радиоизотопный компенсационный толщиномер с электромеханическойсистемой компенсации, датчик наличия листа с двумя чувствительнымиэлементами, УСтановленными на границах один - начала, другой - кон".ца эоны измерения, блок управленияс двумя измерительными и одним управляющим входами, блок задания среднего номинала, два блока задания отрицательных и два блока задания положительных допусков, четыреусилителя-компаратора и дешиФратор,причем первый измерительный вход блока управления соединен с первым выходом толщиномера, второй измерительный вход - с выходом блока задания среднего номинала, а управляющий вход - с выходом датчика наличия листа, при этом выход блока уп- равления подключен к управляющему входу толщиномера, блок зацания среднего номинала и блоки задания допусков соединены последовательно и подключены к второму и третьему выходам толщиномера, а выходы блоков задания допусков подключены к входам усилителей-компараторов, выходы которых подсоединены к входам дешиФратора, группа выходов которого является выходом всего устройства 2.Данное устройство работает следующим образом.Перед началом работы на блокеливается величина среднего номинала, относительно которой на блоках задания отрицательных и положительных допусков устанавливаются соответственно два отрицательных и два положительных допуска которые 5 определяют границы трех соседних но-. миналов, подлежащих сортировке.В момент отсутствия измеряемого листа в зоне измерения по сигналу с датчика наличия листа с помощью . 10 блока управления на вход толщиномера поступает сигнал об установленной величине среднего номинала (заданной толщине), устанавливающий шторку и движок реохорда толщино мера в положение, соответствующее установленному среднему номиналу. При этом на выходе дешифратора фиксируется сигнал Номинал.При команде измерительного листа в зону измерения по сигналу с датчика наличия листа с помощью блока управления. на управляющий вход толщиномера поступает сигнал, устанавливающий шторку и движок реохорда толщиномера в положение, соответству ющее фактической толщине измеряемого листа, Отклонение толщины изме" ряемого листа от заданного значения определяет на выходе усилителейкомпараторов код релейных сигналов, ЗО Данный код поступает в дешифратор, . Формирующий один из четырех сигналов о соответствии (несоответствии) фактической толщины измеряемого листа одному иэ трех соседних номиналов, 35 зоны которых образуют непрерывный диапазон толщин, при этом на выходе устройства может быть один из следующих сигналов:фБрак по толщине 1 ф (БТ), Меньше номинала (МН), НоО минал 1 (Н) или ф Больше номинала фф, (БН), соответствующий текущему зна- чению толщины. При выходе измеряемого листа из эоны измерения по сигналу с датчика наличия листа с помощью блока управления на управляющий вход толщиномера поступает сигнал, устанавливаю щий шторку и движок реохорда толщи-. номера в исходное положение, соответствующее установленному среднему номиналу, а на выходе дешифратора (и всего устройства в целом) Формируется сигнал Номинал 1.Однако известное устройство 55 обладает ограниченными эксплуатацноиными возможностями и низкой точ ностью сортировки.Ограниченность его эксплуатационных возможностей выражается в том, Д). что при производстве специальной или более качественной продукции Ъли при работах только в минусовых допусках, т.е. в случаях, когда необходима Установка более жестких, 5 допусков, соседние номиналы могут быть разнесены так, что между ними образуются эоны толщин, не принадлежащих ни к одному иэ номиналов, В таких условиях известное устройство не позволяет вести, раэбраковку по трем номиналам одновременно. Это требует для котнтроля толщины, например, трех соседних номиналов увеличения количества таких устройств и усложнения оборудования,Недостаточная точность сортировки выражается в том, что устройства может выдавать ложную информацию в период переходного процесса, возникающего в устройстве в начальныймомент измерения толщины при входе листа в зону измерения, причем длительность переходных процессов может.приходиться на значительную часть листа в зоне измерения при движении его в потокеПосле окончания переходных процессов. устройство может выдавать несколько выходных команд (сигналов), соответствующих мгновенным текущим значениям толщины листа, однако устройство должно выдать только одну команду, соответствующую средней(фактической) толщине листа.Так, текущее значение толщины лис-та по его длине может относиться к двум соседним номиналам, в то же время средняя толщина листа может принадлежать только одному из них. При этом на выходе устройства в момент выхода листа из зоны измерения может Фиксироваться сигнал,присутствующий в последний момент времени, например фНоминал, хотя фактически должен быть сигнал, например, ф 1 Больше номиналаф. Известное устройство в то же время не сохраняет сигнал о фактической толщине листа до момента начала измерения следующего листа, движущегося в потокечто требуется для системы слежения за движением листов до соответствующего.кармана (накопителя) агрегата сортировки.РЦель изобретения - повышение качества продукции за счет повышения точности сортировки.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сортировки листов по толщине в потоке, содержащее компенсационный толщиномер, датчик наличия листа с двумя чувствительными элементами, установленными на границах один - начала, другой - конца эоны измерения, блок управления, блок задания среднего номинала, два блока задания отрицательных и два блока задания положительных допусков, четыре компаратора и дешифратора, причем один вход блока управления подсоединен к выходу датчика наличия листа, выход блока эа 1041184дания среднего номинала подсоединен к входам двух блоков задания отрицательных и к входам двух блоков задания положительных допусков, к, выходам которых подсоединены одни . входы четырех компараторов, другие входы которых подсоединены к выходу толщиномера, а выходы - к четыремвходам дешифратора, управляющий входкоторого соединен с одним из находов блока управления, введены блок задания максимального положительного и максимального отрицательного допусков, два,дополнительных компаратора, блок усреднения и запоминания и блок задержки, при этом входы бло кон задания максимальных допусков подсоединены к выходу блока задания среднего номинала, а выходы каждого из них соответственно подсоединены к одному из входов дополнительных компараторов, другие входы которых подсоединены к выходу толщиномера, а выходы дополнительных компараторон подсоединены к двум дополнительным входам дешифратора, группа выходов которого присоединена кгруппе входов блока усреднения и запоминания, первый управляющий вход которого подсоединен к первому выходу блока управления, а второй управляющий вход - к второму выходу блокауправления, к второму входу которого подсоединен выход блока задержки, вход которого соединен с выходом датчика наличия листа, при этом четыре выхода блока усреднения и запоминания являются выходами всего устройства.Кроме того, блок усреднения и запоминания содержит четыре элемента 2 И, четыре счетчика, три цифровых 40 компаратора, четые группы ключей, генератор тактовых импульсов, элемент. ИЛИ-й,четыре элемента 3 И, причем выход генератора тактовых импульсов подсоединен к входам элемен.45 тов 2 И, выходы элементов 2 И соединены со счетными входами соответствующих счетчиков, информационные выхо- ды первого н второго счетчиков соединены. с соответствующими входами пер,вого цифрового компаратора и первой и второй групп ключей, а третьего и четвертого счетчиков - с соответстнующими входами второго цифрового компаратора и третьей и четвертой группключей, прямой выход первого компа 55 ратора соединен с управляющим входом первой группы ключей и первым входом первого элемента 3 И, инверсный выход - с управляющим входом второй группы ключей и первым входом Второ го элемента 3 И, прямой выход второго компаратора соединен с управляю.щим входом третьей группы ключей и первым входом третьего элемента 3 И, инверсный выход - с управляющим вхо .:653 дом четвертой группы ключей и первымвходом четвертого элемента 3 И, ныходы первой группы ключей объединены с выходами второй группы ключей,а выходы третьей группы ключей - свыходами четнертой группы ключейи соединены с соответствующими входами третьего компаратора, прямойвыход которого подсоединен к вторымвходам первого и второго элементов3 И, а инверсный выход - к вторым,входам третьего и четвертого элемен 1тон 3 И, выход элемента ИЛИ-НЕ подсоединен к установочным входам счетчикон, а выходы элементов 3 И являются выходами устройства.На фиг, 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства;на Фиг, 2 - диаграмма сортировкипо трем номиналам; на фиг. 3 - временные диаграммы работы отдельныхблоков устройства; на Фиг, 4 - функ"циональная схема блока управления;на фиг, 5 - Функциональная схемаблока усреднения и запоминания; наФиг, 6 - временная диаграмма работыблока усреднения и запоминания.устройство (фиг, 1) содержиттолщиномер 1, датчик 2 наличия листа, блок 3 управления, блок 4 задания среднего номинала, блоки 5 и 6задания отрицательных допусков,блоки 7 и 8 задания положительных до,пусков, компараторы 9 в ,12, дешифратор:13,блок 14 задания мак-симального отрицательного допуска, блок 15 задания максимальногоположительного. допуска, дополни-.тельные компараторы 16 и 17, блок18 усреднения и запоминания и блок19 задержки. Блок 3 управления содержит два элемента И 20 и 21,элемент НЕ 22.Устройство работает следующимобразом.В общем случае датчик 2 наличиялиста (фиг 4) содержит блок 23фиксации наличия листа на входе,блок 24 фиксации наличия листа навыходе зоны измерения толщиномераи элемент И. 25.Блок 18 усреднения и запоминания содержит четыре элемента 2 И26 - 29, четыре счетчика 30 в . ЗЗ,три цифровых компаратора (схемысравнения) 34 - 36, четыре группыключей 37 - 40, генератор 41 тактовых импульсов, элемент ИЛИ-НЕ 42и четыре элемента 3 И 43 - 46.(На чертежах обозначены диаграммы:сортировка 47-50 (фиг. 2) работыотдельных блоков 51-56 (Фиг. 3);работы блока 18 усреднения и запоминания 57-66 (фиг. 6) .Толщиномер 1 выдает сигнал о Фактической толщине сортируемого листа.Датчик 2 наличия листа предназначен для выдачи сигналов о момен 1041184 10вляется усреднение входной информации У рууУсреднение дискретного сигналадешифратора 13 осуществляется следукиаим образом,Так как лист проходит зону измерения толщиномера с постоянной скоростью, принцип работы. блока 18 усреднения и запоминания основан наопределении суммарного времени пре. бывания листа в границах того илииного диапазона толщин с последующим выбором диапазона с максимальным временем, что соответствует максимальной длине листа с определенным диапазоном толщин.Блок 18 усреднения и запоминания работает следующим образом.В устройстве может использоватьсялюбой толщиномер как с бетта- так игамма- излучением, ионизационнойкамерой и механической или электрической компенсацией (например, толщиномер ИТ) с аналоговым сигналом на выходе,пропорциональнымитолщине измеряемого листа (фиг.б,диаграмма 58). Момент времени Е.,входа листа в зону измерения фик- .сируется блоком 23 датчика 2 каличия листа (фиг. 6, диаграмма 57).На период времени 1-1, равныйвремени переходных йроцессов втолщиномере 1, работа устройстваблокируется импульсом (фиг. 6, диаграмма 59) блока 19 задержки. В момент времени й блок 3 управлениявыдает сигнал разешения и усреднения. Диаграмма 58 (фиг. 6) иллюстри.рует пример для листа номинальнойтолщины 0,24 мм, для наглядности выходной сигнал толщиномера пронормирован в миллиметрах. Так как в период времени 1-1толщина листанаходится в границах номинальногодопуска, с выхода блока 13 поступает сигнал Номинал У 3. Элемент2 И 28 пропускает импульсы с генера"тора 41 тактовых на вход счетчика 32который эа период времени й-й энасчитывает Я импульсов. В моментвремени 1 Э толщйна листа выходитза границй номинального допуска,с выхода дешифратора 13 начинаетпоступать сигнал фБрак по толщинеф У, при этом импульсы с выхода генератора 41 тактовых импуль"сов через элемент 2 И 26 начинаютпоступать на вход счетчика 30, который в период времени энасчитывает Нэаимпульсов. В дальнейшем при нахождении толщины листав границах соответствующих допусковработают счетчик 31(Больше номинала, У , период времени йб-)и счетчик 33 Меньше номинала, У 2), В момент выхода листаиэ зоны измерения снимается сигналразрешения и усреднения, и дешифра-,тор 13 блокируется. Сигналы на всех выходах дешнфратора прн этом равны нулю, и счет импульсов .тактового генератора прекращается. Количество импульсов, набранное счетчиками 30-33, сравнивается в цифровых компараторах 34 (счетчики 30 и 31) и 35 (счетчики 32 и 33), затем большие по величине значения с помощью групп ключей 37-40 поступают на входы цифрового компаратора 36, где также определяется наибольшее значение. Выходы компараторов 34-36 свя заны с соответствующими входами элементов 3 И 43-46, на выходах которых при поступлении с блока 3 управления сигнала запоминания часть длины листа находилась в пределах того или иного допуска по толщине.Так, для приведенного примера2-Ъ +5 э-д Б-б 7-э 6-1 и соответственно Нэ 2-2 эо-эН зф а На ВЫХОД устройства поступает сигнал фНоминалф Сброс счетчиков осуществляется сигналом с выхода элемента ИЛИ-НЕ 42 в момент входа в зону изме" рения следующего листа.Схема блока 18 усреднения и запоминания позволяет изменять, приоритет З 0 .того или иного допуска по толшине,например, при условии, что длиналиста, находящегося в границах допуска Брак по толщинеф, должнабыть в и раэ меньше длины листа вдругих допустимых границах, частотаследования импульсов, поступакщихна вход элемента 2 И 2 б,должна бытьв и раз больше частот, подаваемыхна соответствующие входы элементов2 И 27-29 и т,д,Блок 18 усреднения и запоминанияможет быть реализован и в аналоговом виде, при этом вместо счетчиков используются интегрозапоминающиеустройства, цифровые компараторы за 45 меняются на аналоговые, а генератортактовых импульсов-на источник опорного напряжения.В мбмент вЫхода задней кромкилиста иэ зоны измерения,толщнномера50 по сигналу с датчика 2 прекращаетсяподача сигнала с блока 3 (фиг.3,диаграмма 55) на управляющий входдешифратора 13 и на первый управляющий вход блока 18, а на второй управляющий вход блока 18 усреднейия по-ступает сигнал запоминания (фиг.З,)диаграмма 56), во время действиякоторого на выходе устройства фиксируется только одна из четырехвыходных команд, устройства(БТ,БН,60 Н или МН), соответствующая усредненному значению толщины измеряемого листа. Выходная команда устройства может быть использована системойсортировки листов по толщине для на 65 правления определенного листа в со,Сигналы Выходные УД У 4 2 3 Х Х 6 0 О 0 О, 0,0 1 0 0 0 0 1 0 .0 0 0 9 0 1 1 10 1 1О . 0 1О О 0О, 0 00 0 00 0: 0 01 1 0 0 0 1 0 О 0 ответствующий карман агрегата сортировки. Эта команда сохраняется впроцессе движения листов в потокедо момента подхода к зоне измеренияследующего сортируемого листа.Повышение точности сортировкипредлагаемым устройством обеспечива"ется тем, что информация о толщинелиста в период переходных процессовне обрабатывается, так как на дешифратор 13 и на блок 18 усреднения импульс разрешения (фиг. 3,диаграмма 65) не поступает, тем савам.исключается ложная информация,поступающая на дешифратор.Повышение точности сортировки 15после окончания переходных процессовобеспечивается тем, что блок 13 про-.изводит усреднение всей информациио мгновенных значениях толщиныв период действия импульса разрешения и выдает с момента начала выхода листа из зоны измерения толькоодну из выходных команд, соответствующую средней толщине, листа.Таким образом, описываемое устройство обладает большими, чем известное возможностями при сортировке листовых материалов по толщинев потоке, а также повышенной точностью сортировки. Установка предлагаемого устройства на прокатныхстанах и агрегатах реэки позволяетрасширить эксплуатационные возможности устройств, устанавливая болеежесткие допуски при производстве специальной и более качествеи- З 5ной продукции с использованием мину-совых допусков.Так., для сортировки листов потрем номиналам 0,22;0,2510,28 мм,имеющим соответственно допуски 40+0,01 мм,-0,02 мм (фиг.2, диаграмма 50) нбобхсдимо с помощью блоказадания 4 установить, значение среднего номинала 0,24; значение минусового допуска номинала 0,22 относительного среднего номинала фСНф,(фф=004); значение плюсовогодопуска номинала 0,22 относительнофСНфе (фффф=0,02); значение минусового допуска номинала .(0,25 относительно СН(-1=0,01); значение плюссвого допуска намина- фла 0,25 относительно фСН (+1,(+2 я 0,02); значение плюсовогодопуска номинала 0,28 относительноСН (ф+3=0,04) . При этомлистам, имеющим толщину 0,200,22 мм, соответствует выходнаякоманда Меньше номинала (т.еэти листы принадлежат номиналу0,22)р листам толщиной 0,23-0,25 мм .команда фНоминал, листам толщиной0,26-0,28 мм - команда фБольше номинала(т.е. эти листы принадлежатноминалу О, 28) . Всем остальньвю листам соответствует команда феБракпо толщинеф,Таким образом, предлагаемое уст-ройство можно использовать как наметаллургических предприятиях припроизводстве листового. материала,так и на заводах-потребителях, длявходного контроля листового сырья,что особенно важно при производстве консервной тары и изготовлениимножества других изделий иэ жести, где требования по допускамочень жесткие.Использование описываемого устройства на прокатных станах позволяет повысить качество выпускаемойпродукции за счет уменьшения допусков и повьыения точности рассортировки,.снизить расход металла эасчет работы в минусовых допускахи сократить номенклатуру устройствдля измерения толщины листовых материалов на различных участкахметаллургических переделов эа счетрасширения эксплуатационных возможностей этих устройств, а также увеличить выход годного листа. за счетрассортировки бракованных по толщине листов с агрегата поперечной)резки по трем новым соседним номиналам. Экономический эффект от применения данного устройства только, на агрегате сортировки превышает экономический эффект от базового объекта иа 31,6 мыс.руб.ю1041184 2ЯзвВНИИПИ Заказ 7015 Тирай 816 Подписи Филиал ППП фПатентф, г.уагород,ул.Проектная,4