Устройство для управления безупорным остановом перемещающейся заготовки Советский патент 1984 года по МПК B21B37/46 

Изобретение относится к техничес kHM среде вам управления перемещение заготбвек и может быть использовано для а8 е 1 тизации управления безупор ным еетановом заготовок на рольган.гах перед методическими нагреватель ними печами, механизмо,в загрузки и вмррузки печей и проката перед резко на мерные длины ножницами. По основному авт.св. № 900907, и вестно устройство управления безупор HtiM остановом перемещающейся заготов ки, содержащее датчик путевых импуль сов, датчик скорости, задатчик напря жения уставки скорости, блок ввода и информации, дешифратор, блок yпpaвлe ния приводом, сравнивающие элементы первые входы которых подключены к датчику скорости, элемент И, первый вход которого подключен к датчику пу тевых импульсов, счетчик, первый вхо которого подключен к блоку ввода формации, а выход ко входу дешифра-. тора, ключи, первые входы которых подключены соответственно к первому и второму выходам задатчика напряжения уставки скорости, а выходы подключены соответственно к первому и второму входам блока управления приводом, второй вход второго ключа подключен- ко второму выходу дешифратора, триггер, первый и второй входы которого подклочены к выходам соответственно первого и второго сравнивающих элементов, а выход ко второму входу элемента.И, вторые входы первого и второго сравнивающих элементов подключены соответственно ко второму и третьему выходам задатчика напряжения уставки скорости, делитель частоты, вход которого подключен к датчику путевых импульсов, элемент ИЛИ, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам делителя частоты и элемента И, а выход ко второму входу счетчика, первый выход дешифратора подкл чен ко второму входу первого ключа 1 . Недостатком известного устройства является низкая точность останова заготовки относительно заданной позиции. Цель изобретения - повышение точности останова заготовки. Указанная цель достигается тем, что устройство управления безупорным остановом перемещающейся заготовки снабжено дополнительными счетчиком, дешифратором, датчиком путевых импульсов и коммутатором, через который выходы путевых датчиков и дешифратора связаны с одним из входов эле мента И и входом делителя частоты, выход которого подключен к одному из входов дополнительного счетчика, другой вход которого соединен с другим входом блока ввода информации, а выход - с входом дополнительного дешифратора. На фиг.1 изображена блок-схема устройства; на Фиг.2 - схема перемещения заготовки; на фиг.З - диаграмма изменения скорости в функции пути перемещения. Устройство содержит датчики 1 и 2 путевыхимпульсов, задатчик 3 напряжения уставки скорости, датчик 4 скорости, сравнивающие элементы 5 и 6, триггер 7, элемент 8 И, элемент 9 ИЛИ, блок 10 ввода информации, делитель 11 частоты, счетчики 12 и 13, дешифраторы 14 и 15, ключи 16 и 17, блок Г8 управления приводом и коммутатор 19. Входы-коммутатора 19 подключены соответственно к датчику 1, датчику 2 и к выходу дешифратора 15, вход которого подключен к выходу счетчика 13. Входы последнего подключены соответственно к одному из выходов блока 10 и к выходу делителя 11, вход которого подключен к выходу коммутатора 19 и к одному из входов элемента И В. Другой вход элемента И 8 подключен к выходу триггера 7 входы которого подключены соответственно к выходам сравнивающих элементов 5 и б, одни из входов которых подключены к датчику 4, а другие соответственно к одному и другому выходам задатчика 3 напряжения уставки скорости. Кроме того, его первый выход, а также третий, подключены к одним из входов ключей 16 и 17, выходы которых соединены соответственно с входами блока 18 управления приводом. Другие входы ключей 16 и 17 подсоединены к выходу дешифратора 14, вход которого подключен к выходу счетчика 12. Входы счетчика 12 подключены соответственно к другому выходу блока 10 и к выходу элемента ИЛИ 9, входы которого подключены соответственно к выходам делителя 11 и элемента И 8. Устройство работает следукицим образом. В счетчик 12, работанвдий в режиме Вычитание, и в счетчик 13, работающий в режиме Сложение, предварительно посредством блока 10 записывают числа, соответствующие координате Z (в счетчик 12) останова, например, по заднему торцу заготовки на позиции Е (Фиг.З) и половинному значению 1/22 длины заготовки (в счетчик 13), т.е. координате ее центра тяжести относительно позиции 0-0. С момента пересечения задним торцом заготовки позиции 0-0 через коммутатор 19 и делитель 11 на первый Вход элемента ИЛИ 9 и вторые входы счетчиков 12 и 13 поступают путёвые импульсы дискретности d частоты 1/2 f. где t( - текущая частота следования путевых импульсов датчика 1 (что соответствует положению в пределах сек гии 1 центра тяжести заготовки). При достижении заготовкой позиции Ср - Ч) . которой отвечает совпадение центра тяжести -заготовки с осью .печи (т.е. с границей раздела секций X и ГГ) , дешифратор 15 формирует сигнал, по кoтopo y коммутатор переключает на свой выход датчик 2 (это переключение коммутатор сохраняет до ввода новой информации в счетчик 13 поло винном значении длины очередной заго товки). Следовательно, с этого момен та на вход счетчика 12 поступают путевые импульсы (одинаковой с датчиком 1 дискретностью d) частоты l/2fl где fn- текущая частота следования путевых импульсов датчика 2, что сор ветст вует положению в пределах секции U центра тяжести перемещаемой заготовки. При достижении задним торцом заготовки позиции F дешифратор 14 по первому выходу снимает сигнал Единица , что вызывает размыкание ключа 16 и замедление привода до пониженно скорости V,(участок FC). При пересечении задним торцом заготовки позиции В вследствие равенства фактической скорости Vq) и скорости Vj , заданной по втopo 1y выходу задатчика 3, срабатывает сравнивающий элемент 5 (амплитудный компаратор), триггер 7 переходит в Единицу и элемент И открывается. На второй вход элемента 9 ИЛИ начинают поступать импульсы частоты f2 датчика 2. На выходе элемента 9 ИЛИ вьщеляются импульсы частоты fj, так как на выходе делителя 11 (являющегося счет чиком с фазовым представлением информации) формируются импульсы, длительность которых равна.длительности импульсов соответственно датчика 1 и датчика 2, и кроме того они совпадают по фазе с импульсами последних с учетом коэффициента деления. Далее в момент равенства фактической скорости V|Jp и скорости УЗ (V заданной по третьему выходу датчика 2, срабатывает сравнивающий элемент 6, что соответствует прохождению задним торцом заготовки позиции С, триггер 7 возвращается в исходное состояние и элемент 8 И закрывается Рассматриваемая ситуация соответствует переходу привода с транспортной скорости VY на пониженную скорость У„. В моме«т равенства скоростей vL и Vj подача импульсов частоты г. на второй вход элемента 9 ИЛИ прекращается, так как элемент 8 И закрыт по первому входу. Элементь 5 и 6 построены таким образом, что они срабатывают в точках F и С, расположенных на нисходящем участке характеристики V(s}, т.е. при торможении привода не формируют на своих выходах сигналов сравнения при равенстве скорости Vj (Vj ) и фактической скорости V(p(Vq,) на восходящем участке ОД характеристики, т.е. .при разгоне привода. При перемещении заготовки на пониженной, скорости (участок CD) на второй вход счетчика 12 поступают . импульсы частотой l/2f2 . При достиг жении з.адн.им торцом заготовки позиции- D на втором выходе дешифратора 14 исчезаетсигнал Единица, что приводит к размыканию ключа 17 и замедлению привода до полной остановки (участок DE) и к положению заднего торца остановленной заготовки на заданной позиции останова Е, так как . В paSoTe дешифратора 14 на его первом (втором) выходе присутствует сигнал Единица при нескольких последовательных состояниях счетчика 12, соответствуклдих перемещению заготовки на участке OF(OD) Анализ работы известного устройства ij позволяет сделать приближенную оценку погрешности измерения ,пути перемещения заготовки по секциям рольганга на основании расчетной формулы (Фиг.2) для работы Секции в стационарном режиме А I ( t - V ) 4 П с 23 V при выполнении условия а jL(g относительное рассогласование скорости вращения роликов .смежных секций , по которым перемещают заготовку; 3 амедление (ускорение) Ъ(а) электропривода при его выключении (включении)j длина секции I, Г и 1/21 половинное значение длины заготовки; ускорение при свободном падении тела; коэффициент трения скольжения заготовка-ролик. Формула (1) соответствует случаю расчета погрешности Z / возникающей при переходе заготовки с одной секции (1) на другую (П), скорости вращения роликов которых соответственно равны v и Vj. , причем, измерение пути перемещения заготовки по прототипу осуществляют по путевым сигналам, электрически привязанным только к одному приводу, например секции I,отсчет путевых сигналов начинают в момент пересечения задним тор-цом заготовки позиции 0-0, например, линии визирования датчика наличия заготовок (не показан на фиг.2). Следовательно, в этом случае можно записать .. 2 где X - путь перемещения от момент пересечения задним торцом заготовки позиции 0-0 до момента ее останова на позиции с координатой заднег торца заготовкиf длительность времени нахож дения центра тяжести заготовки, перемещаемой по сек ции I, то же, по секции П. При этом V,t. ТГ 3 ic- I 3 После подстановки значений tj в формулу (3) получим X (г --Г,)(1 + - ) с 2 V2 откуда искомая погрешность измерени пути перемещения на длине Z (с,уче том пути торможения с пониженной скорости до полного останова), опре деляющая одну из составляющих погре ности управления (другую примерно е равную составляющую определяет погрешность прогнозирования пути торм жения IT ) по прототипу, равна что при введении обозначений Vj -V V i iV V соответствует формуле (1), которая подчеркивает наличие линейн зависимости погрешности&J и рассог Al . . ласования V Выполнение условия (2)необходимо для исключения проскальзывания заго товки при торможении привода и пробуксовки роликов при разгоне послед него. Исходными данными для численной оценки погрешностий „ применительно например, к району нагревательных печей тонколистовых широкополосных станов .горячей прокатки являются Zf. 6000 мм. 1,, 3000 мм и 1/24 + 12,5 мм. После постановки численных значений If., I, ий в формулу (1) находим максимально допустимую величину относительного расА1 , при которой по согласования прототипу обеспечивается заданная точность управления остановом заготовки, т.е. 6i :{Zc- 1/2JE, )-100% 12,5 :(6000 - i 3000). 100% 0,2% Однако, такое небольшое рассогласование практически не может быть обеспечено приводами секций рольганга, снабженных двигателями переменно го тока, например, типа МТН 412-8, 512-8 и 612-8 или двигателями постоянного тока, например, типа Д-808, работающих в условиях меняющейся величины нагрузки электропривода (вызывавшее по отношению к рассчитанному дополнительное рассогласование скоростей вращения роликов ненагруженной, например, секции I и нагруженной секции И). Кроме того, дополнительная погрешность измерения пути деремейения заготовки возникает при работе секций в переходном режиме ( выключение приводов секций 1 и II осуществляют одновременно),например, при торможении их. приводов в момент времени, соотйетствующий положению в пределах секции 1Ь центра тяжести перемещаемой заготовки. Так, например, в соответствии с техническими характеристиками указанных двигателей разность времени торможения нагруженной секции U и ненагруженной секции 1 равна ut.0,2 с откуда дополнительная погрешнсэсть при скорости транспортирования заготовки . V 175 м/с (на которой выполняют переключение с транспортной на пониженную скорость) равна 1 1 2 VT At 15000,2 мм 150 мм, что недопустимо велико., например,при решении задачи управления безупорным остановом заготовки на секционированном рольганге перед методическими нагревательными печами. При использовании изобретения ошибка измерения пути перемещения заготовки обусловлена погрешностью задания блоком ввода информации по- . ловинного значения длины заготовки, которая не превышает двух дискрет ;} измерения, и равна при работе секций в стационарном режиме ьг 2. откуда при d 5 мм погрешность Л.. Лл1 при любых практически возможных значениях относительного расAVСогласования - скоростей вращения роликов секций П и I. При работе секций в предельном режиме (при торможении их приводов) возможная погрешность измерения пути переметения заготовки равна .. -Р-Г.. где Zf- путь торможения заготовки а время перехода привода из режима оминальной скорости Vf в режим пониженной скорости Vy, , откуда при . VT 1,5 м/с, У„ 0,5 м/с, JT 1000мм d -5 мм и 6t 0,2 с, численное значение ь « д .. Использование предложенного изобретения гГозволяет повысить надежность, уменьшить простои оборудоваимя.

- УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ БЕЗУПОРНЫМ ОСТАНОВОМ ПЕРЕМЕЩАЮЩЕЙСЯ ЗАГОТОВКИ по авт.св. 900907, отличающееся тем, что, с целью повышения точности останова заготовки, оно снабжено дополнительными счетчиком, дешифратором, датчиком путевых импульсов и коммутатором, через который выходы путевых датчиков и дешифратора связаны с одним из входов элемента И и входом делителя частоты, выход которого подключен к 6д ному из входов .дополнительного счетчика, другой вход которого соединен с другим входом блока ввода информации, а выход - с входом дополнительного дешифратора. СО 00 4 О х

Фиг. 2