Устройство для определения входных геометрических размеров проката Советский патент 1983 года по МПК B21B38/04 

«-е./ Изобретение относится к металлур гии и может быть использовано при а томатизации обжимных и листовых прокатных станов. Известно устройство измерения то щины на прокатке, содержащее мерительную клеть с двумя валками, датчики угла поворота и раствора валков 1 . Недостатком этого устройства яв ляется необходимость использования специальной измерительной клети, ко торая не является технологическим оборудованием, вследствие чего результаты измерения невозможно ис,пользовать для оперативного регулирования толщины или ширины заготовки, что может увеличивать потери металла в отходы. Наиболее близким по технической ,сущности к предлагаемому является /устройство для определения входных геометрических размеров проката, содержащее датчик усилия прокатки, два нуль-органа, дифференцирующий блок, блок управления, датчик угла поворота валков, счетчик импульсов датчик раствора валков, блок определения толщины (ширины) загртовки причем датчик усилия прокатки подсоединен к первому нуль-органу и i.nepaoMy дифференцирующему блоку, вы :ход которого подсоединен к входу в :рого нуль-органа, выходы первого и второго нуль-органов соответственно соединены с первым и вторым входами блока управления, первый выход которого соединен с первым входом счетчика импульсов, второй вход ко торого соединен с выходом датчика угла поворота, а выход - с первым входом блока определения толщины (ширины), второй вход которого соединен с выходом датчика раствора ва ков, а третий вход - с вторым выходом блока управления. В этом устройстве измерение геометрических размеров заготовки происходит путем фиксирования раствора валков, момента kacaния заготовкой валков при входе, момента пересечения заготовкой вертикальной оси клети, суммирования в течение этого промежутка времени угла поворота валков и расчетов толщины (ширины) на основании указанных измерений I Однако известное устройство имее недостаточную точность измерения, связанную с тем, что момент пересечения заготовкой вертикальной оси клети фиксируют в нем по- прекращению нарастания давления металла на Валки. На самом деле прекращение нарастания давления металла на валки совпадает с осью валков. Эпюра нормального давления металла на вал ки по длине контакта имеет вблизи нейтрального сечения куполообразный вид, причем вершина купола, т.е. точка, соответствующая прекращению нарастания давле.ния металла на валки, не совпадает с осью клети, а отстоит от нее на достаточно большом расстоянии, составляющем примерно половину длимы контакта. Следовательно, в известном устройстве момент фиксации пересечения заготовкой вертикальной оси клети происходит раньше, чем это имеет место в действительности, что приводит к ошибке в измерении входньлх геометрических размеров проката толщины (ширины), составляющей около 50%. В самом деле закон изменения усиления прокатки является таким, что при дифференцировании сигнала с датчика усилия сигнал с блока дифференцирования упадет до нуля раньше, чем заготовка достигнет вертикальной оси клети, так как наличие экстремальной точки (купола) на кривой дает при дифференцировании нуль. Таким образом, недостаточно правильный анализ закона изменения нормального усилия прокатки при входе полосы в клеть приводит к появлению погрешности измерения. Целью изобретения является повышение точности измерения входных геометрических размеров проката. Поставленная цель достигается тему что устройство для определения входных геометрических размеров проката, содержащее датчик усилия проката, дифференцируквдий блок, нуль-орган, блок управления, счетчик импульсов, датчик угла поворота валков, блок определения толщины .(ширины) заготовки и датчик раствора валков, причем выход датчика усилия подсоединен к входам дифференцирующего блока и нуль-органа, выход нуль-органа подсоединен к первому входу блока управления , первый выход которого подсоединен к первому входу счетчика импульсов, второй вход которого соединен с выходом датчика угла поворота валков, а выход - с первым входом блока определения толщины (ширины) заготовки, второй вход которого подсоединен к выходу датчика раствора валков, а третий вход - к второму выходу блока управления, дбполнительно снабжено триггером ШИитта и одновибратором, соединенными последовательно, причем вход триггера ИМитта соединен с выходом дифференцирующего блока, а выход одновибратора - с вторым входом блока управления. Ввод .в устройство . триггера Ибиитта, вход которого подключен к выходу дифференцирующего блока, позволяет сформировать прямоугольный импульс, задний фронт которого соответствует моменту прекращения изменения усилия прокатки, что соответствует моменту пересечения заготовкой вертикальной оси клети. Ввод в устройство одновибратора, вход которого подклю чен к выходу триггера ИЫитта, позво ляет выделить задлий фронт импульса поступающего с триггера, и тем самым сформировать управляющий отсечной сигнал для блока управления, чт повышает точность измерения входных геометрических размеров проката. На фйг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - эпюры напряжений на выходе некоторых его блоков, где CL- эпюра изменения напряжения на выходе датчика усилия прокатки U ; (f - на выходе дифференцирующего блока Uj; на выходе нуль-органа Z - на вы ходе триггера Шмитта 04; d - на вых де одновибратора. Устройство содержит датчик 1 уси лия прокатки, дифференцирующий блок нуль-орган 3, триггер 4 Шмитта, одновибратор 5, блок б управления, счетчик 7 импульсов, датчик 8 угла поворота валков, блок 9 определения толщины (ширины) заготовки и датчик 10 раствора валков. Выход датчи ка 1 усилия подключен к входам дифференцирующего блока 2 и нуль-органа 3, выход блока 2 подключен к вхо ду триггера 4 Шмитта, выход нуль-ор гана 3 подключен к первому входу :блока 6 управления, второй вход которого подключен к выходу одновибра тора 5, вход которого подключен к в ходу триггера 4 ЦЬиитта, первый вы ход блока 6 подключен к первому вхо ду счетчика 7, второй вход которого подключен к выходу датчика 8 угла поворота валков, а выход - к первому входу блока 9, второй вход которого подключен к выходу датчика 1 раствора валков, а третий вход - к второму выходу блока 6 управления. В качестве датчика 1 усилия прокатки могут быть использованы широк распространенные в прокатном производстве магнитоупругие датчики. Блок 6 управления содержит устан вочный триггер и элемент задержки, при этом единичный вход триггера образует первый вход блока, вторым входом которого являются нулевой вход триггера и соединенный с ним вход элемента задержки. Первым выходом блока б является единичный выход триггера, а вторым - выход элемента задержки. Длительность задержки сигнала в элементе задержки определяется длительностью переходных процессов в триггере и в счетчике 7 и выбирается несколько больше их суммарной величины. В качестве датчика 8 угла поворота валков может быть использован широко при1-1еняемый на станах фотоэлектрический импульсатор. Внутренняя структура блока 9 определения толщины (ширины) заготовки определяется необходимыми элементами, реализующими зависимости, по которым рассчитывается толщина или ширина заготовки. Блок 9 содержит первый умножитель, вычислитель косинуса, первый сумматор, второй сумматор и второй умножитель. При этом выход первого умножителя соединен с входом вычислителя косинуса, выход которого соединен с первым входом второго умножителя, выход которого соединен с первым входом второго сумматора. Вход первого умножителя является первым входом блока 9, вторым входом которого является второй вход второго сумматора, а третьим входом - управляемый вход первого ум- . ножителя. Устройство содержит также цепи синхронизации и сброса (не показаны) . В качестве датчика 10 раствора валков может быть использован фотоэлектр -гческий измеритель зйзора. Устройство работает следующим образом. В нуль-органе 3 и триггере 4 Шчитта устанавливают порог срабатьшания соответственно п-ри положительном сигнале, отличном от нуля, для нуль-органа 3 и при отрицательном сигнале, отличном от нуля, для триггера 4 1ибиитта. На второй вход первого умножителя блока 9 задают величину цены деления угла поворота валков. На второй вход первого сумматора блока 9 задают константу (например, для толщины - минус 1), на которой вход второго умножителя блока 9 задают величину диаметра, например, горизонтальных валков. При возникновении давления металла на валки (фиг.2а ) на выходе датчика 1 появляется положительный сигнал, отличный от нуля, который является причиной срабатывания нуль-органа 3, на выходе которого появляется ступенька напряжения 0, (фиг.2-6), которая взводит триггер в блоке 6 управления, что разрешает счетчику 7 счет импульсов от датчика 8 угла поворота валков. При-достижении времени Ц , соответствующего наибольшему давлению металла на валки (фиг.2а), на выходе дифференцирующего блока 2 появляется напряжение Uj., равное нулю (фиг.2 S ) , по которому- срабатывает триггер 4 11у1итта, на выходе кото.рого возникает отрицательная ступенька напряжения U (фиг. 2 ) .. При достижении момента (фиг. 2 с ), соответствунвдего пересечению заготовкой вертикальной оси клети, напряжение

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВХОДНЫХ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ РАЗМЕРОВ ПРОКАТА, содержащее датчик усилия проката, дифференцирующий блок, нульорган, блок управления, счетчик импульсов , датчик угла поворота валков , бдок определения толщины (ширины) заготовки и датчик раствора валков , причем выход датчика усилия подi соединен к входам дифференцирующего блока и нуль-органа, вьосод нуль-органа подсоединен к первому, входу блока управления, первый выход которого подсоединен к первому входу счетчика импульсов, второй вход которого соединен с выходом датчика угла поворота валков, а выход - с первым входом блока определения толщины (щирины) заготовки, второй вход которого подсоединен к выходу датчика раствора валков, а третий вход - к второму выходу блока управления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения входных геометрических размеров проката, устройство дополнительно снабжено триггес Q ром Ш 5итта и одновибратором, соединенными последовательно, причем вход сл триггера Шмитта соединен с выходом дифференцирующего блока, а выход одновибратора - с вторым входом блока управления.