СПОСОБ И УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ИЗНОСА ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО РОЛИКА Российский патент 2004 года по МПК B21B38/00 

Предлагаемое изобретение относится к автоматизации прокатного производства.

Наиболее близким по сущности к предлагаемому решению является изобретение: "Устройство автоматического контроля износа измерительного ролика", SU, 1235576 А1, В 21 В 37/00. Данное устройство содержит измерительный ролик, датчик импульсов, счетчик, регистр, пульт ручного ввода сигналов, ключ, запоминающий блок, индикатор метки, триггер, элемент НЕ, первый делительный блок, накачивающий сумматор, второй делительный блок, вычитающий сумматор, реверсивный счетчик с уставкой и элемент задержки. Способ контроля износа измерительного ролика при измерении диаметра рулона полосы на моталке в данном изобретении включает подсчет количества N_измi импульсов с помощью измерительного ролика, датчика импульсов и счетчика импульсов при прохождении контрольного участка l_кi полосы, границы которого фиксируются индикатором метки.

Затем рассчитанное количество N_измi импульсов пересчитывается в переводной коэффициент К_i и диаметр d_изм измерительного ролика по соотношениям:

K_i=l_кi/N_измi;

где m - количество вводимых оператором исходных данных: значения длин l_К1, l_К2,...,l_Km контрольных участков полосы;

n - коэффициент, равный отношению длины обода исправного измерительного ролика к количеству импульсов, вырабатываемых датчиком импульсов на один оборот данного ролика.

После этого рассчитывают износ δd(t) измерительного ролика, равного разности между значением диаметра d(t_o) исправного измерительного ролика и диаметром d_изм (t), измеренным датчиком импульсов в данный момент времени

t=t_o+τ,

где t_o - начальный момент времени;

τ - приращение времени;

δd(t)=d(t_o)-d_изм(t)

Полученные значения К_изм(t), d_изм(t), и δd(t) передаются к устройствам отображения информации.

Недостатками данного изобретения являются:

- непосредственное участие оператора и выполнение им операции по приведению в исходное состояние устройства и вводу данных, что снижает производительность труда:

- отсутствие своевременной коррекции значения диаметра измерительного ролика, что приведет к преждевременному износу механического оборудования, браку продукции, несоответствию заданным уставкам веса или диаметра отгружаемых рулонов и простоям агрегата.

Техническая задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, состоит в том, чтобы включение в работу устройства контроля износа измерительного ролика не зависело от непосредственных действий оператора и была возможность своевременно корректировать значение диаметра измерительного ролика для поддержания соответствия измеренного значения диаметра рулона на моталке реальному значению.

Способ контроля износа измерительного ролика при измерении диаметра рулона полосы на моталке включает подсчет количества Nизмi импульсов с помощью измерительного ролика, датчика импульсов и счетчика импульсов между моментами срабатывания датчика близости для каждого оборота моталки. Затем исходя из этого количества N(t) импульсов и текущего значения диаметра d_o(t) измерительного ролика, установленного в данный момент времени t, вычисляют диаметр Dp(t) рулона по соотношению:

где N_д - количество импульсов, формируемое датчиком импульсов на один оборот измерительного ролика, константа.

Потом исходя из значения диаметра Dp(t_i) рулона и соответствующего ему в момент времени t_i контрольного значения диаметра D_к рулона вычисляют значение диаметра d_изм(t_i) измерительного ролика и износ δd(t_i) измерительного ролика, равный разности между значением диаметра d(t_o) исправного измерительного ролика и измеренным значением диаметра d_изм(t_i) измерительного ролика, последовательно по соотношениям:

1)

2) δd(t_i)=d(t_o)-d_изм(t_i);

3) d_o(t)=d_изм (t_i) при условии t_i<t≤t_i+1,

где i=1,2,... - целые числа;

t_o - начальный момент времени, соответствующий включению питания данного устройства.

t₁, t₂,...,t_i+1 - последующие моменты времени после t_o, соответствующие срабатыванию фотодатчика, определяющего контрольное значение диаметра рулона, и при этом t_o<t₁<t₂<...<t_i<t_i+1.

На фиг.1 показана блок-схема устройства контроля износа измерительного ролика.

Предлагаемое устройство содержит измерительный ролик 1, датчик 2 импульсов, счетчик 3 импульсов, датчик 4 близости, блок 5 расчета диаметра рулона, фотодатчик 6, первый формирователь 7 импульса по фронту сигнала, формирователь 8 импульса по срезу сигнала, первый элемент ИЛИ 9, первый элемент И 10, определитель 11 натяжения, второй формирователь 12 импульса по фронту сигнала, запоминающий блок 13, определитель 14 включения питания устройства, регистр 15, блок 16 расчета износа измерительного ролика, пульт 17 ручного ввода сигналов, второй элемент И 18, второй элемент И 19 и ключ 20, причем выход датчика 4 близости соединен с первым входом счетчика 3 импульсов, второй вход которого соединен с выходом датчика 2 импульсов, механически соединенного с измерительным роликом 1, выход счетчика 3 импульсов соединен с первым входом блока 5 расчета износа измерительного ролика, выход фотодатчика 6 соединен с входом первого формирователя 7 импульса по фронту сигнала и входом формирователя 8 импульса по срезу сигнала, выход первого формирователя 7 импульса по фронту сигнала соединен с первым входом первого элемента ИЛИ 9, второй вход которого соединен с выходом формирователя 8 импульса по срезу сигнала, выход первого элемента ИЛИ 9 соединен с первым входом первого элемента И 10, второй вход которого соединен с выходом определителя 11 натяжения, выход первого элемента И 10 соединен с первым входом блока 16 расчета износа измерительного ролика, второй вход которого соединен с выходом блока 5 расчета диаметра рулона, выход блока 16 расчета износа измерительного ролика соединен с первым входом ключа 20, первый выход пульта 17 ручного ввода сигналов соединен с первым входом второго элемента ИЛИ 19, второй выход пульта 17 ручного ввода сигналов соединен с первым входом второго элемента И 18, второй вход которого соединен с третьим выходом пульта 17 ручного ввода сигналов, выход второго элемента И1 8 соединен со вторым входом элемента ИЛИ 19, выход которого соединен со вторым входом ключа 20, выход определителя 14 включения питания устройства соединен с входом второго формирователя 12 импульса по фронту сигнала, выход которого соединен с входом запоминающего блока 13, вход регистра 15 соединен с выходом запоминающего блока 13 и выходом ключа 20, выход регистра 15 соединен со вторым входом блока 5 расчета диаметра рулона и третьим входом блока 16 расчета износа измерительного ролика.

Предлагаемое устройство работает следующим образом:.

После включения натяжения полосы определитель 11 натяжения формирует единичный сигнал на втором входе первого элемента И 10. При прохождении полосы под измерительным роликом 1 датчик 2 импульсов формирует импульсы на втором входе счетчика 3 импульсов. Для каждого оборота моталки датчик 4 близости, формирует импульс на первом входе счетчика 3 импульсов, который подсчитывает количество N(t) импульсов, вырабатываемых датчиком 2 импульсов.

Под воздействием импульсов с датчика 4 близости происходит передача значения подсчитанного количества N(t) импульсов в блок 5 расчета диаметра рулона с последующим обнулением счетчика 3 импульсов. Затем при наличии на втором входе значения текущего диаметра d_o(t) измерительного ролика, передаваемого регистром 15, блок 5 расчета диаметра рулона вычисляет значение диаметра Dр(t) рулона, которое передается на второй вход блока 16 расчета износа измерительного ролика, а на третий вход этого блока приходит значение текущего диаметра d_o(t) измерительного ролика с выхода регистра 15. При достижении контрольного значения диаметра D_к рулона в момент времени t_i срабатывания фотодатчика 6, на выходе которого произойдет либо установка из нулевого состояния в единичное в случае наматывания полосы либо установка из единичного состояния в нулевое в случае разматывания полосы. Тогда в первом случае на выходе первого формирователя 7 импульсов по переднему фронту сигнала возникнет импульс, а во втором случае на выходе формирователя 8 импульсов по срезу сигнала также возникнет импульс. Первый элемент ИЛИ 9 логически суммирует импульсы с выходов первого формирователя 7 импульсов по фронту сигнала и формирователя 8 импульсов по срезу сигнала, и на выходе первого элемента ИЛИ 9 возникнет импульс, который при наличии единичного сигнала с выхода определителя 11 натяжения создаст импульс на выходе первого элемента И 10 и на первом входе блока 16 расчета износа измерительного ролика. Под воздействием этого импульса блок 16 расчета износа измерительного ролика вычислит вначале диаметр d_изм(t_i) измерительного ролика, а потом износ δd(t_i) измерительного ролика. Значения δd(t_i) и d_изм(t_i) передаются к устройствам отображения информации. Вычисленное значение диаметра d_изм(t_i) измерительного ролика используется для коррекции расчетов диаметров Dр(t) рулона. При этом имеются два режима коррекции: автоматический и ручной с кнопкой подтверждения, которые включаются с помощью пульта 17 ручного ввода сигналов. Если оператор с помощью пульта 17 ручного ввода сигналов выбрал ручной режим коррекции диаметра измерительного ролика, то на втором выходе пульта 17 ручного ввода сигналов появится единичный сигнал. Затем оператор подтверждает выбранный режим и на третьем выходе пульта 17 ручного ввода сигналов появится импульс. Тогда на выходе второго элемента И 18, втором входе и выходе второго элемента ИЛИ 19 появится импульс, который включит передачу значения диаметра d_изм(t_i) измерительного ролика из блока 16 расчета износа измерительного ролика с его записью в регистр 15. Если оператор с помощью пульта 17 ручного ввода сигналов выбрал автоматический режим коррекции, то на первом выходе пульта 17 ручного ввода сигналов и выходе второго элемента ИЛИ 19 появится единичный сигнал, который с помощью ключа 20 включит передачу значения диаметра d_изм(t_i) из блока 16 расчета износа измерительного ролика с его записью в регистр 15. При включении в электрическую сеть предлагаемого устройства на выходе определителя 14 включения питания устройства появится единичный сигнал. Тогда на выходе второго формирователя 12 импульса по фронту сигнала появится импульс, с помощью которого произойдет выборка из запоминающего блока 13 значения диаметра d(t_o) исправного измерительного ролика с его записью в регистр 15. Запоминающий блок 13 постоянно хранит значение диаметра d (t_o) исправного измерительного ролика. Записанное значение диаметра d_изм(t_i) измерительного ролика в регистре 15 из него подается на входы блока 5 расчета диаметра рулона и блока 16 расчета износа измерительного ролика как текущее значение диаметра d_o (t) измерительного ролика. В качестве определителя 11 натяжения используется либо датчик непосредственного измерения натяжения либо устройство измерения натяжения методом расчета натяжения с помощью измерения тока в силовой цепи двигателя постоянного тока натяжного устройства с элементом сравнения, который сформирует единичный сигнал при условии, что сила натяжения полосы должна быть больше минимального значения, обеспечивающего такое натяжение полосы, чтобы не было провисания полосы на моталке. В качестве пульта 17 ручного ввода сигналов используют либо программируемый пульт либо пульт, показанный на фиг.2 Данный пульт содержит переключатель 21 выбора режима коррекции: автоматический режим - первый выход пульта 17 ручного ввода сигналов и ручной режим - второй выход этого пульта. Также содержится кнопка 22 подтверждения, которая соединена с третьим выходом пульта 17 ручного ввода сигналов.

Изобретение относится к автоматизации прокатного производства.

При контроле износа измерительного ролика подсчитывают количество импульсов с помощью измерительного ролика, датчика импульсов и счетчика импульсов. Рассчитывают износ измерительного ролика как разность между значением диаметра исправного измерительного ролика и измеренным значением диаметра измерительного ролика. Количество импульсов подсчитывают между моментами срабатывания датчика близости для каждого оборота моталки. Вычисляют диаметр рулона, равный отношению произведения подсчитанного количества импульсов на текущее значение диаметра измерительного ролика к количеству импульсов на один оборот измерительного ролика. При достижении диаметра рулона контрольного значения, определяемого фотодатчиком, вычисляют диаметр измерительного ролика, равный отношению произведения рассчитанного значения диаметра рулона на текущее значение диаметра измерительного ролика к контрольному значению диаметра рулона. Устройство контроля содержит измерительный ролик, датчик импульсов, счетчик импульсов, ключ, регистр, запоминающий блок, пульт ручного ввода сигналов содержит датчик близости, блок расчета диаметра рулона, блок расчета износа измерительного ролика, фотодатчик, первый формирователь импульса по фронту сигнала, формирователь импульса по срезу сигнала, первый элемент ИЛИ, первый элемент И, второй элемент И, второй элемент ИЛИ, определитель натяжения, второй формирователь импульса по фронту сигнала и определитель включения питания устройства. Изобретение позволяет уменьшить случаи отклонения веса снимаемых с моталки рулонов от заданных установок, преждевременный износ механического оборудования, брак продукции и простои агрегата. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ контроля износа измерительного ролика при измерении диаметра рулона полосы на моталке, включающий подсчет количества импульсов с помощью измерительного ролика, датчика импульсов и счетчика импульсов и расчет износа измерительного ролика, равного разности между значением диаметра исправного измерительного ролика и измеренным значением диаметра измерительного ролика, отличающийся тем, что количество импульсов подсчитывают между моментами срабатывания датчика близости для каждого оборота моталки, потом вычисляют диаметр рулона, равный отношению произведения подсчитанного количества импульсов на текущее значение диаметра измерительного ролика к количеству импульсов на один оборот измерительного ролика, потом при достижении диаметра рулона контрольного значения, определяемого фотодатчиком, вычисляют диаметр измерительного ролика, равный отношению произведения рассчитанного значения диаметра рулона на текущее значение диаметра измерительного ролика к контрольному значению диаметра рулона.2. Устройство контроля износа измерительного ролика при измерении диаметра рулона полосы на моталке, содержащее измерительный ролик, датчик импульсов, счетчик импульсов, ключ, регистр, запоминающий блок и пульт ручного ввода сигналов, отличающееся тем, что дополнительно содержит датчик близости, блок расчета диаметра рулона, блок расчета износа измерительного ролика, фотодатчик, первый формирователь импульса по фронту сигнала, формирователь импульса по срезу сигнала, первый элемент ИЛИ, первый элемент И, второй элемент И, второй элемент ИЛИ, определитель натяжения, второй формирователь импульса по фронту сигнала и определитель включения питания устройства, причем первый вход блока расчета диаметра рулона соединен с выходом счетчика импульсов, выход датчика близости соединен с первым входом счетчика импульсов, выход фотодатчика соединен с входами первого формирователя импульса по фронту сигнала и формирователя импульса по срезу сигнала, выход первого формирователя импульса по фронту сигнала соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом формирователя импульса по срезу сигнала, выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом определителя натяжения, выход первого элемента И соединен с первым входом блока расчета износа измерительного ролика, второй вход которого соединен с выходом блока расчета диаметра рулона, первый выход пульта ручного ввода сигналов соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй выход пульта ручного ввода сигналов соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с третьим выходом пульта ручного ввода сигналов, выход второго элемента И соединен со вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен со вторым входом ключа, выход определителя включения питания устройства соединен с входом второго формирователя импульса по фронту сигнала, выход которого соединен с входом запоминающего блока, вход регистра соединен с выходом запоминающего блока и ключа, первый вход которого соединен с выходом блока расчета износа измерительного ролика, выход регистра соединен со вторым входом блока расчета диаметра рулона и третьим входом блока расчета износа измерительного ролика.