Устройство для учета перемещаемых изделий

СОЮЗ СО 8 ЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 19) 6 М 7/О ВЕРХА" М т еталагрног ахобладабесо оматик ет вь печив в п с о СССР1975.СССР1983. зд ия из-. о па управления, датчикелия, блок 6 памяти,оординат. Введение влока отсчета координей блоков позволяет блок 7 отсчетаустройствот и новых свя(54) УСТРОЙСТВОГБХ ИЗДЕЗПИ(57) Изобретенитехнических средуправляющих сиспользовано в си Я УЧЕТА ПЕРЕГ 1 ЕЩАЕ процессе учердинаты каждоаты изделий; движением ии измерять к ия. Код коорд тся синхронно 3 з.п. ф-лы,та изде относится к облас ств информационноем и может быть ис темах слежения за го изд формир издели 6 ил. ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельсЯф 531180, кл. С 06 М 7/04Авторское свидетельствР 1096671, кл. С 06 М 7/О ом и в системах управлен ом заготовок, перемещаем зонных нагревательных печтных станов. Устройствосоким быстродействием и оает измерение координаты каждоремещаемого изделия. Устройстдержит датчики 1 и 2 положенияия, блок 3 контроля перемещесполнительных механизмов, блоксистемах управления нагревом заготовок, перемещаемых н многоэонныхнагревательных печах прокатных станов,Целью изобретения является повышение быстродействия и расширениефункциональных возможностей устройства эа счет измерения координатыкаждого перемещаемого иэделия.На Фиг.1 изображена блок-схемаустройства; на фиг.2 - Функциональная схема блока контроля перемещенияисполнительных механизмов; на фиг.3 -Функциональная схема блока управления; на Фиг.4 - функциональная схема блока отсчета координат; наФиг.5 - позиционная диаграмма расположения изделий ( заготовок ) вдольметодической нагревательной печи;на Фиг. 6 - временные диаграммы,поясняющие функционирование устройства.Предлагаемое устройство содержитпервый и второй датчики 1 и 2 положения изделия, блок 3 контроля перемещения исполнительных механизмов,блок 4 управления, датчик 5 параметров иэделия, блок 6 памяти, блок 7отсчета координат и блок 8 исполнительный.Блок 3 контроля перемещения исполнительных механизмов, предназначенный для измерения перемещениймеханизмов содержит (Ъиг,2) триггер 9, второй, первый и третий счетчики 10, 11 и 12, первый, второй итретий датчики 13, 14 и 15 перемещения толкателя, элемент 16 И, формирователь 17 импульсов и цифровойкочпаратор 18,Блок 4 управления, предназначенный для управления режимом работыблока 6 памяти, содержит (фиг,3) первый и второй триггеры 19 и 20, генератор 21 импульсов, второй и первыйэлементы И 22 и И 23, первый, третий,второй и четвертый счетчики 24, 25,26 и 27, шифратор 28 и коммутатор 29,Блок 7 отсчета координат,предназначенный для суммирования результатовизмерения перемещений исполнительныхмеханизмов, содержит (Фиг,4) первый,второй, пятый, третий, шестой и четвертый сумматоры 30, 31, 32, 33, 34 30 35 13240Изобретение отноится к гехпче. - ким средствам информационно-упранляющих систем и может быть использованон системах слежения эа металлом и в Си 3, пе 1 ньй, четвертый, второй и третий регистрь 36 37, 38 и 39 с синхронизированным приемом информации, первый и второй цифровые компараторы 40 и 4 и эадатчик 42 кода.1 а Фиг.5 обозначены следующие элементы (применительно к методической нагревательной печи ): толкатель 43, шагающая балка 44, механизм 45 выдачи заготовок из печи, лаги 46 механизма 45, зона 47 загрузки печи, эона 48 выгрузки печи, заготовка 49 на позиции посада, заготовки 50, 51, 52, 53, 54, 5 Ъ, 56, 57, находящиеся н печи, координаты Х 58 и Х 59 задних торцов соотнетстненно заготовок 51 и 50 (расположенных в .зоне 47) относительно задней границы зоны 47, расстояние . 60 между эадцей границей зоны 47 и передней границей зоны 48 (соответствующее длине рабочей части печи), координата С 61 промежуточной позиции (являющейся, например, границей раздела смежных эон нагрева), координата Х 62 заднего торца заготонки 53 (расположенной на границе эон нагрева) относительно задней границы эоны 47, координата У 63 заднего торца заготовки 53 относительно промежуточной позиции, имеющей координату С 61, координаты У 64 и У 65 задних торцов соответственно заготовок 56 и 57 расположенных в зоне 48) относительно задней границы эоны 48, координаты Л 66 и Е 67 передних торцов соответственно заготовок 56 и 57 относительно передней границы эоны 48, ширина 5 68 заготовки 53, ширина 8 69 шага балок 44, ширина 5 70 зоны 47 и ширина 8 71 зоны 48.Загрузку печи, перемещение заготовок в печи с шагающим подом и выгрузку печи осуществляют посредством ме-; ханизмов транспортирования (Фиг.5),Толкателем 43 подают заготовку и зону 47 загрузки печи с заданным интервалом относительно предыдущей заготовки (в данном примере указанный интервал равен нулю); шагающими балками 44 транспортируют последовательный ряд заготовок (садку печи ) с целью подачи заготовки, подлежащей выдаче иэ печи, на заданную позицию н зоне 48 выгрузки печи; лагами 46 механизма 45 выдачи заготовок иэ печи извлекают заготовку из зоны 48, причем н каждой из эон 47 и 48 одно 1324045 45 Р 3 Р 35 40 -45 50 55 временно может находится по несколько заготовок.На диаграмме (Фиг.б) обозначены следующие коды и напряжения на выходах элементов устройства;О - на выходе датчика 1 положения изделия; Она втором выходе датчика 13; О ,- на первом выходе датчика 13; Оз - на выходе триггера 9; О - код счетчика 10; О, - на первом выходе даика 14; О - то же, на втором выходе; О, - на выходе формирователя 17; О - на выходе элемента 22 И; О, - йа выходе триггера 19; О - код счетчика 24; О - код счетчика 25; О, - код счетчика 11.Блок 3 контро"я перемещения исполнительных механизмов Функционирует следующим образом после подачи сигнала на его первый вход (фиг.2 и 6).При появлении на втором входе бло ка 3 сигнала датчика 1, отображающего подачу, например, заготовки 5 (Фиг,5) в печь (в момент пересечения передним торцом заготовки 51 линии визирования датчика 1), триггер 9 переходит в состояние "1". Передний Фронт сигнала, формируемого на втором выходе датчика 13 (в момент, соответствующий пересечению торцом толкателя 43 задней границы зоны 47), поступает на второй вход счетчика 10, который освобождается таким образом от блокировки и путевые сигналы, возникающие на первом выходе датчика 13 (при перемещении тол кателя в сторону печи ), поступают на первый вход счетчика 10.В момент пересечения торцом толкателя 43 задней границы зоны 47 (при перемещении толкателя 43 в обрат-, ном направлении ) триггер 9 возвращается в исходное состояние. В результате в счетчике 10 устанавливает ся код, соответствующий расстоянию Х 58, т.е. координате заднего торца заготовки 51 относительно задней границы зоны 47. При .совпадении на элементе б И сигнала триггера 9 и сигнала со второго выхода датчика 13 срабатывает формирователь 17, сигнал которого поступает на пер вый выход блока 3. При перемещении в зону 47 заготовки 50 триггер 9 вновь переходит в состояние и в счетчик 10 записывается число, соответствующее координате Х 59, а на первом выходе блока 3 вьщеляется сигналформирователя 17.После выхода толкателя 43 из печи(в данном примере после посада. взону 47 заготовки 50) балки 44 шагами перемещают садку печи в сторонузоны 48 на необходимое расстояние,равное 3.5 69,Серия путевых сигналов, возникающих на первом выходе датчика 14 в каждом шаге балок в сторону зоны 48,поступает на вход счетчика 1, в котоРом по скончании третьего шагабалок 44 устанавливается суммарныйкод (Фиг.б,О, ),соответствующий расстоянию 3 5 69, По заднему Фронтусигнала, формируемого на втором выходе датчика 13, счетчик 1 возвращается в исходное нулевое состояние. При перемещении лаги 46 в зону 48 (с целью.выдачи заготовки 57 из печи )на первый вход счетчика 12 поступают путевые сигналы с первого выхода датчика 15 с момента пересечения торцом лаги передней границь зоны 48. Дальнейшее перемещение лаги 46 вызывает срабатывание компаратора 18 вмомент пересечения торцом лаги 46позиции, соответствующей координатег; 67 переднего торца заготовки 57,информация о которой выставлена натретьем входе блока 3. В результатена третий выход блока .3 поступаетсигнал, регистрирующий факт нахождения лаги 46 поц заготовкой 57, подлежащей выдаче из печи. Блок 4 управления функционирует следующим образом.Счетчики 24 и 25 блока 4 предназначены для формирования адреса записи или чтения, счетчик 26 определяет количество заготовок, находящих- ся в печи, как разность количества заготовок (отсчитываемую, начиная с пусковой) загруженных в печь (фиг,б, счет сигналов О ) и количества вы 1груженных из печи (счет сигналов датчика 2 при наличии единицы на выходе триггера 20, срабатывающего по сигналам компаратора 18, посту впающим на пятый вход блока 4 в момент пересечения торцом лаги 46 пози" ции передних торцов, например, заготовок 56 и 57, расположенных в зоне 48), счетчик 27 управляет режимом работы счетчика 25 запрещая при "обнулении" поступление на его вычи 5 13240тающий вход "С" тактовых импульсовгенератора 21.При подаче сигнала "Запуск" напервый вход блока 4 счетчики 24 и26 устанавливаются в исходное нулевое состояние.Появление первого сигнала О навтором входе блока 4, свидетельствующего о Факте окончания посада в печьпусковой заготовки, например 51, вызывает переход счетчиков 24 и 26 вединичные состояния, перезапись этихсостояний в счетчики 25 и 27, срабатывание по первым входам шифратора 28 и коммутатора 29 и выставление 15на первом и втором выходах блока 4соответственно управляющего кода"Запись" и кода "1" счетчика 24.Аналогичным образом появление второго сигнала О на втором входе блока 204, свидетельствующего о Факте окончания посада в печь второй заготовки,например 50 вызывает в конечномитоге выставление на первом и второмвыходах блока 4 соответственно управляющего кода "Запись" и кода "2"счетчика 24,Появление сигналов О, на четвертом входе блока 4, свидетельствующего о Факте окончания соответствую- ЗОщего шага балок 44, вызывает последовательно во времени срабатываниетриггера 19,.по третьему входу шифратора 28 и по первому входу коммутатора 29 и поступление тактовых импульсов генератора 21 через открытый элемент 22 И на вычитаюшие входы "0" счетчиков 25 и 27, на второйвход шифратора 28 и на третий выходблока 4. В результате сперва при . 40срабатывании шифратора 28 по третьему входу на первом и втором выходахблока 4 выставляются соответственноуправляющий код "Запись" и адресныйкод "0" счетчика 24, что вызывает 45запись в блоке 6 информации о координате Х 59, о ширине заготовки 50(из датчика 5 ) и величине первого1шага 3 69 балок 44, Затем при срабатывании шифратора 28 по второму 50входу на первом и втором выходахблока 4 выставляются соответственноуправляющий код "Чтение" и адресныйкод "2" счетчика 25, последний изкоторых уменьшается на единицу с 55каждым тактовым импульсом до "обну,пения" счетчика 27 (после прихода вданном примере второго тактового 45 6импульса), что вызывает последовательное во времени выставление навыходе блока 6 информации о координатах Х 58 и Х 59, о ширинах заготовок 51 и 50, о перемещениях шагающихбалок 44, которые для каждого циклаих работы первоначально суммируютсясчетчиком 11 (блок 3 ).Аналогичным образом функционируетблок 4 в следующем цикле работы балок 44, в котором количество шаговбалок равно двум, а количество тактовых импульсов в серии - трем, таккак в этом цикле в счетчике 26 записано число 3, соответствующее количеству заготовок (51, 50 и 49), загруже, нных в печь,Блок 7 отсчета координат функционирует следующим образом.Группа элементов содержащая накапливающий сумматор 30, сумматор 31и регистр 36 с синхронизированнымприемом информации, предназначенадля вычисления координат задних торцов заготовок относительно заднейграницы зоны 47 (например Х 58,Х 59, Х 62),Так, при появлении на втором входе блока 7 последовательно во времени первой, второй и третьей серии так-.товых импульсов, поступающих на входынакапливающего сумматора 30 и регистра 36, на выходе сумматора 30 Формируется информация о величине перемещения балок 44, равной 5 69 для первого тактового импульса каждой серии,равной 2 5 69 для второго тактовогоимпульса каждой серии и равной35 69 для третьего тактового импульса каждой серии; в регистр 36 черезсумматор 31, кроме информации, поступающей с выхода сумматора 30, по пергому тактовому импульсу переписывается информация, выставляемая на третьем входе блока 7, о величине перемещения Х (не показанного на Фиг.5 )заготовки 49, по второму тактовомуимпульсу - Х 59 и по третьему тактовому импульсу - Х 58.В результате на первый выход блока 7 передается информация о координатах задних торцов заготовок 49( координата которой не показана наФиг.5 ), 50 и 51 относительно заднейграницы зоны 47 с учетом величиныперемещения балок 44,Группа элементов, содержащая сумматоры 32 и 33, компаратор 40 и ре 7 13 гистр 37, предназначена для вычисления координаты У 63 заднего торца заготонки 53 относительно заданной позиции С 61, например, границы раздела сварочных зон методической нагревательной печи.На выходе сумматора 32 последовательно Формируется информация о разности кодов, соответствующих координате 0 61 (присутствующих на первом выходе задатчика 42 ), и координатах (присутствующих на выходе сумматора 31) заготовок 50-53. Соответственно на выходе сумматора 33 последовательно Формируется информация о разности кодов сумматора 32 и ширина 5 указанных заготовок, которая на компараторе 40 в свою очередь сравнивается с упомянутой информацией 5, На выходе компаратора 40 сигнал возникает тогда, когда ширина соответствующей заготовки (в данном примере 5 68) превысит разность координат С 61 и Х (в данном примере Х 62), в результате по этому сигналу н регистр 37 переписывается искомая информация о координате У 63 заготовки 53 относительно границы 6 61. Сигнал компаратопа 40 используется на первом выходе блока как сигнал, информирующий о принадлежности заготовок 53, 52, 51 и 50 к зоне печи, ограниченной координатой 6 61 и задней границей зоны 47.Группа элементов, содержащая сумматоры 34 и 35, компаратор 41 сравнения и регистры 38 и 39, предназначена для вычисления координат передних (1 67, Я 66) и задних (У 65 и У 64) торцов заготовок 57, 56 относительно соответствующих границ зоны 48 и . выставления информации о вычисленных координатах соответственно на втором и первом (на выходе регистра 38) выходах блока 7. При этом на один из входов сумматора 34 поступает информация о координатах задних торцов заготовок (например, Х 62 заготовки 53) с выхода сумматора 31, а на другой вход - информация о расстоянии 1. 60 (Фиг,5) между соответствукнцими.границами зон 47 и 48 с третьего выхода задатчика 42. В компараторе 41 информация, полученная на выходе сумматора 34, сравнивается с информацией о ширине зоны 48, присутствующей на втором выходе задатчика 42. Сигнал, возникающий на выходе компаратора 4 (регистрирующий Факт пос 24045 8 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 тупления заготовок, например, 57 и 58 в зону 48 ) поступает на синхронход регистра 38, в который переписывается информация, полученная на выходе сумматора 34 в момент срабатывания компаратора 41. На выходе сумматора 35 Формируется разность кодов, выставленных на выходе регистра 38 (например, У 65; У 64) и первом входе (ширина заготовок соответственно 57 .и 56, поступивших в зону 48), Одновременно в регистр 39 записынается информация, полученная на выходе сумматора 35, которая выставляется на втором выходе блока 7.Сигнал, поступающий на первый вход блока 7 с второго выхода датчика 14, переводит накапливающий сумматор 31 в исходное состояние перед каждой новой серией тактовых импульсов.Устройство применительно, например, к участку методических нагревательных печей прокатных станов функционирует следующим образомПри посаде посредством толкателя 43 заготовки 51 (фиг,5) в зону 47 сигнал датчика 1 появляется на втором входе блока 3, на первом выходе которого при движении толкателя 43 из печи Формируется формирователем 17 сигнал 1), который поступает на второй вход блока 4. В результате на первом и втором выходах блока 3 выставляются соответственно управляющий код и код, соответствующий координате Х 58 заднего торца заготовки 51, информация о которой записывается в блоке 6, Одновременно в блок б записывается информация о ширине заготовки 51. Аналогично при посаде в печь заготовки 50 и последующих заго. тонок на первом и втором выходах блока 4 выставляются соответствующие коды, а в блоке 6 производится запись информации о координате Х каждой заготовки.После возвращения толкателя 43 в исходное положение балки 44 шагами перемещают садку печи, в том числе заготовки 51 и 50 в сторону зоны 48 на необходимое расстояние, равное 3 8 74, На четвертом выходе блока 3 выставляется код счетчика 11, а на его втором выходе Формируются сигналы окончания каждого шага балок 44. В результате в блоке 6 осуществляется запись информации о нарастающем перемещении балок 44 в пределах данного цикла их работы (5 74; 25 74;;этой информации по сигналам, формируемым на третьем выходе блока 4, которая с выхода блока б поступает натретий вход блока 7.При подаче, например, заготовок57 и 56 в зону 48 информация, формируемая на втором выходе блока 7,поступает на третий вход блока 3.При перемещении лаги 46 в зону48 1 с целью выдачи заготовки 57из печи ) на третьем выходе блока 3формируется сигнал, регистрирующийфакт нахождения лаги 46 под заготовкой 57, который поступает на пятый.:вход блока 4. В результате при выдаче заготовки 57 из печи на первомвыходе блока 7 и, следовательно,на третьем входе блока 3 выставляется информация о координате Е бб заготовки 56.При появлении сигналов окончаниякаждого шага балок на второй входблока 7 поступают серии тактовых25импульсов, а на его третий вход инФормация о координатах Х и ширинезаготовок, загруженных в печь. В результате на первом выходе блока 7формируется информация о координатах задних торцов заготовок (с учетом величины перемещения балок ) относительно задней границы зоны 47например, Х 62), заданной позиции6 61 (папример, У 63) и задней границы зовы 48 (например, 1 65); на втором выходе блока 7 формируется информация о координатах передних торцовзаготовок относительно передней границы зоны 48 (например,Е бб),10 Формула изобретения 1.Устройство для учета перемещаемых изделий, содержащее первый и второй датчики положения иэделия, датчик параметров изделия, блок памяти, бпок контроля перемещения исполнительных механизмов и блок управления, объединенные первые входы двух последних из которых являются входом запуска устройства, выход первого датчика положения изделия соединен с вторым входом блока контроля перемещения исполнительных механизмов, первый выход которого подключен к ,второму входу блока управления, первый и второй выходы которого соедицены соответственно с управляющимч адресным входами блока памяти, выход второго датчика положения изделия подключен к третьему входу блокауправления, выход датчика параметровизделия соединен с информационнымвходом блока памяти о т л и ч а ющ е е с я тем, что с целью повышения быстродействия и расширенияфункциональных возможностей устройства путем измерения координаты изде-лия, в устройство введен блок отсчета координаты, второй выход блока контроля перемещения исполнительных механизмов соединен с первым входомблока отсчета координат и с четвертым входом .блока управления, третий выход которого подключен к второму входу блока отсчета, координат, первый выход которого является выходом устройства, а второй - соединен с третьим входом блока контроля перемещения исполнительных механизмов, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к пятому входу блока управления и к информационному входу блока памяти, выход которого соединен с третьим входом блока отсчета координат.2. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок контроля перемещения исполнительных механизмов содержит датчики перемещения, триггер, счетчики, элемент И, формирователь импульсов и цифровой компаратор, объединенные первый установочный вход триггера и первый счетный вход первого счетчика являются первым входом блока контроля перемещения исполнительных механизмов, второй установочный вход триггера и первый вход цифрового компаратора являются соответственно вторым и третьим. входами блока контроля перемещения исполнительных механизмов, выход триггера соединен с первым входом элемента И, выход которого через формирователь импульсов подключен к третьему установочному входу триггера и к установочному входу первого счетчика, первый выход первого датчика перемещения толкателя соединен с счетным входом второго счетчика, второй выход первого датчика перемещения толкателя подключен к установочному входу второго счетчика и к второму входу элемента И, первый выход второго датчика перемеще11 .1 3240 ния соединен с вторым счетным входом первого счетчика, первый и второй выходы третьего датчика перемещения подключены соответственно к счетному и установочному входам третьего счетчика, выход которого соединен с вторым входом цифрового компаратора, выход формирователя. импульсов, второй выход второго датчика перемещения и выход цифрового компаратора являют ся соответственно первым, вторым и третьим выходами блока контроля перемещения исполнительных механизмов, объединенные выходы первого и второго счетчиков являются четвертым. выходом 15 блока контроля перемещения исполнительных механизмов.3. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит генератор импуль сов, триггеры, счетчики, элементы И, шифратор и коммутатор, объединенные установочные входы первого и второго счетчика являются первым входом блока управления, объединенные счет 25 ный вход первого счетчика, первые счетные входы второго счетчика, первые синхронизирующие входы третьего и четвертого счетчиков и первый вход шифратора являются вторым входом блока управления, первый вход первого элемента И является третьим входом блока управления, объединенные второй вход шифратора и первый установочный вход первого триггера яв ляются четвертым входом блока управления, первый установочный вход второго триггера является пятым входом блока управления, выход второго триггера соединен с вторым входом перво го элемента И, выход которого подключен к второму счетному входу второго счетчика и к второму установочному входу первого триггера, выход которого соединен с первым входом вто рого элемента Ивыход генератора импульсов подключен к второму входу второго элемента И, выход которого соединен с вторыми счетными входами третьего и четвертого счетчиков и с третьим входом шифратора, выход которого подключен к первому входу коммутатора, выход четвертого счетчика соединен с вторыми синхронизирующими входами третьего и четвертого счетчи. 55 ков, с третьим установочным входом первого триггера и с вторым установочным входом второго триггера, вы 45 12ход второго счетчика подключен к установочному входу четвертого счетчика, выход первого счетчика соединен с вторым входом коммутатора и установочным входом третьего счетчика, выход которого подключен к третьему входу коммутатора, выходы шифратора, коммутатора и второго элемента И являются соответственно первьпч, вторым и третьим выходами блока управления. 4. Устройство по п., о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что блок отсчета координат содержит сумматоры, регистры, задатчик кода и цифровые компараторы, первый вход первого сумматора является первым входом блокаотсчета координат, объединенные первый вход первого регистра и второйвход первого сумматора являются вторым входом блока отсчета координат,объединенные третий вход первогосумматора, первые входы второго,третьего и четвертого сумматоров ипервого цифрового компаратора являются третьим входом блока отсчетакоординат, выход первого сумматораСоединен с вторым входом второго сумматора, выход которого подключен квторому входу первого регистра и кпервым входам пятого и шестого сумматоров, выход последнего из которыхсоединен с первыми входами второгорегистра и второго цифрового комнаратора, выход которого подключен кпервому входу третьего регистра и квторому входу второго регистра, выход которого соединен с вторым входом четвертого сумматора, выход которого подключен к второму входу третьего регистра, выходы задатчика кодасоединены с вторыми входами второгоцифрового компаратора, шестого ипятого сумматоров, выход последнегоиз которых подключен к второму входутретьего сумматора, выход которогосоединен с первым входом четвертогорегистра и с вторым входом первогоцифрового компаратора, выход которого подключен к второму входу четвертого регистра, объединенные выходыпервого, второго и четвертого регистров и первого цифрового компаратораявляются первым выходом блока отсчетакоординат, выход третьего регистраявляется вторым выходом блока отсчета координат,з,4 ддТираж б 72осударственного комитета СССРлам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб