Устройство для автоматической загрузки изделия в индукционный методический нагреватель Советский патент 1989 года по МПК C21D11/00 

31502

Изобретение отипсш ся к пбласти . 11леиия индукционным наг ревом и быть и(:поль:э 1нано в металлургии млшиностроении и других областях, где испот ьяуются индукционные нагревательные установки непрерывного действия .

Цель изобретения - по рышение производительности.

На фиг. 1 цредставлена блок-схема устройства для автоматического контроля входного заглубления в индукционном методическом нагревателе , на фиг. 2 структура блока разреше- ния счетаi на фиг. 3 - схема блока организации задания входного заглубления .

Устройство (фиг. 1) содержит мно- госекционный индуктор 1, загрузка заготовки 2 в него осуществляется толкателем 3, коюрый совершает возвратно-поступательное перемещение между конечными выключателями 4 и 5 соответственно Назад и Вперед На входе в индуктор 1 с координатой, равной координате установки конечного выключателя 4 Назад, установлен фотодатчик 6. Фотодатчик 6, напрг -мер фотореле тина ФРС-02, состоит из ис- точника света и фотоприемника, которые размещены по обе стороны входного рольганга. При закрытии загружаемой заготовкой источника света на (|ютоприемник на выходе фотодатчика формируется логическая единица, в противном случае логический ноль. Толкатель 3 через передачу, например цепь 7, связан с зубчатыми колесами 8, на оси одного из которых установ- лен датчик 9 перемещения с формирователем импульсов , например датчик

перемещения типа 1ЩФ-01. I

Выход датчика 9 перемещения соеди- нен через делитель 10 импупьсов с вторым входом логического блока И 11 третий вход которого соединен с выходом блока 12 разрещения счета. Коэффициент деления др.иителя 10 импульсов устанавливаются таким, чтобы на 1 мм перемещения толкателя 3 на выходе делителя 10 импу ьсон формировался 1 импульс. Выход блока 12 разрешения счета соединен с первым входом второго логического блеска И 13 Выходы логи- ческих блоков И 11 и 13 соединены соответстпепио с nepBtiM и вторым входами двоичного счетчика 14, которь1й

содержит четыре декады: 1-я декада - миллиметры, 2-я декада - сантиметры, 3-я декада - десятки сантиметров, 4-я декада - метры.

Выход двоичного счетчика 14 соединен с первым входом блока 15 сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока 16 организации задания входного заглубления, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами блока 17 задания. Причем информация на первом выходе блока 17 задя - ния соответствует L, или L, Lj (фиг. 1), т.е. расстоянию от места установки фотодатчика 6 до переднего торца выходной заготовки в установившемся нагреве, на втором выходе 1 - длина заготовки загружаемой партии. Задатчик каждого параметра содержит 4 декады: 1-я декада - миллиметры, 2-я декада - сантиметры,3-я декада - десятки сантиметров, 4-я декада - метры.

Блок 15 сравнения осуществляет сравнение информации, поступающих от двоичного счетчика 14, т.е. текущей информации, и блока 16 организации задания входного заглубления, т,е. ;заданной информации. На выходе блока 15 сравнения формируется:

1, если I nf14 I nf16, О, если I : I nf 16, Выход фотодатчика 6 соединен с первым входом блока 12 разрещения счета и вторым входом логического блока И 11, второй вход блока 12 разрешения счета, второй вход логического блока И 13 и третий вход блока 16 организации задания входного заглубления соединены с выходом формирователя 18 импульса сброса, например кнопкой типа ПК.

При возникновении режима Пуск разрещение на работу устройства осуществляется при помощи формирователя 19 разрещения, например тумблера, выход которого соединен с третьим входом логического блока И 1I.

Блок 12 разрещения счета (фиг.2) содержит триггер 20, логический блок И 21 и формирователь 22 окончания дозирования. В качества формирователя 22 окончания дозирования может быть использован тумблер, который переключается оператором на каждом темпе нагрева переходного

режима. Логическая единица на выходе формируется при отработке дозы энергии, а логически ноль - по окончании дозирования энергии. Выход формирователя 22 окончания дозирования соединен с первым (счетным) входом триггера 20,второй вход которого соединен с выходом логического блока И 21. Первый и второй входы логического бло- ка И 21,являются первь1м и вторым входами блока 12 разрешения счета. Инверсный выход триггера 20 является выходом 12 блока разрешения счета.

Блок 16 организации задания входного заглубления (фиг.З) содержит генератор 23 импульсов, два двоичных счетчика 24 и 25 счета соответствен

но, два блока 26 и 27 сравнения, логические блоки И 28 и И-НЕ 29, формирователь 30 импульса пуска, например кнопка типа ПК и логический блок И 3I.

Логический блок И 31 состоит из 16 двухвходовых блоков логики и, т.е по одному на каждый разряд 4-декад- ного двоичного счетчика 25 деления.

Выход генератора 23 импульса соединен с счетными входами двоичных счетчиков счета 24 и деления 25. Выход двоичного счетчика 24 счета соединен с первым входом блока 26 сравнения, второй вход которого является первым входом блока 16 организации задания входного заглубления, выход блока 26 сравнения соединен с входами генератора 23 импульсов и логического блока И-НЕ 29.

Выход двоичного счетчика 25 деления соединен с первыми входами блока 27 сравнения и логического блока И 31, причем выход каждого разряда двоичного счетчика 25 деления соединен с первыми входами соответствующего элемента И логического блока И 3 1 .

Второй вход блока 27 сравнения является вторым входом блока 16 организации задания входного заглубления, выход блока 27 сравнения соединен с первым входом логического блока И 28, второй вход которого является третьим входом блока 16 организации задания входного заглубления. Выход логического блока И 28 соединен с вторым- входом двоичного счетчика 25 деления. Выход формирователя 30 импульса пуска соединен

с вторым входом двоичного счетчика 24 деления.

Выход логического блока H-flE 29 соединен с вторым входом логического блока И 31, причем второй вход каждого элемента И логического блока И 31 соединен с выходом логического блока И-НЕ 29. Выходы каждого элемента И являются одновременно выходом логического блока И 31 и выходом блока 16 организации задания входного заглубления.

Блок 26 сравнения осуществляет сравнение информации, поступающих на его первый и второй входы, и на выходе этого блока формируется:

1, если I I Nf Бл.з.17-Ь,

О, если I Nf24 1 Nf Бл.з.17-Ь.

20

25

Если на выходе блока 26 сравнения сформирована логическая единица, то генератор 23 импульсов работает, если логический ноль отключен.

На выходе блока 27 сравнения формируется следующая логическая информация:1,

если I Nf Бл.3.17-1

t/

30

О, если I Nf25. I Nf Бл. 3.17-1

7

Логический ноль с выхода блока 27 сравнения через логический блок И 28 сбрасывает в нулевое состояние двоичный счетчик 27 деления.

Устройство работает следующим образом.

При включении питания на устройство в индукционном нагревателе 1 на входном рольганге отсутствуют заготовки.

Исходя из номенклатуры загружаеых изделий, т.е. длины заготовки 1, и расстояния L, при помощи лока 17 задания задаются эти исход- ные данные, которые в двоичном коде поступают на входы блоков 27 и 26 сравнения блока 16 организации задания входного заглубления.

При помощи формирователя 18 импульса сброса формируется импульс, который сбрасывает в нулевое состояние: через логический блок И 13 двоичный счетчик 14, двоичный счетчик

25 деления блока 16 организации задания входного заглубления.

Тиристор 20 блока 12 разрешения счета находится в нулевом состоянии, так как на выходе фотодагчкка

6 сформиролвли логичес.кий ноль ( готовкл в -lone фотодатчика отсутствует) . При ruiMoiuH формирователя 30 импульса пуска формируется импульс, который сбр:1СЫ1 ает в нулевое состояние двоичный счетчик 24 счета, на выходе блока 26 сравнения формируется логическая единица, так как 1 Nf сч. Nf Бл. з. 17-L, которая запуг.кат генератор 23 импульсов. Импульсы поступают на первые входы двоичных счетчиков счета 24 и деления 25. Кроме того, логическая единица с выхода блока 26 сравнения,.поступая на вход логического блока И-НЕ 29 формирует на выходе блока И 31 информацию, равную нулю.

Как только информация на выходе двоичного счетчика 25 деления будет равна заданной длине заготовки загружаемой партии, на выходе блока 2 сравнения формируется логический ноль, который сбрасывает через логи ческий блок И-НЕ 28 двоичный счетчик 25 деления в нулевое состояние. Эти циклические сбросы проходят , до тех пор,пока информации с выхода двоичного счетчика 24 деления и с первого выхода блока 17 задания не совпадут на первом и втором входе блока 26 сравнении, на выходе следнего формируется логический ноль, который запрещает работу ге- нератору 23 импульсов и на выходе блока И 31 формирует информацию, раную выходной информации двоичного счетчика 25 деления.

Информация на выходе двоичного счетчика 25 деления равна остатку А1 от деления заданных L на Ij, та как на вход поступило число импульсов, paBHoeL, а блок 27 сравнения формирует импульс сброса после кажд го равенства состояния двоичного счетчика 25 деления и 1, (Hanpv ep, L 7000 мм, 1, 1100 мм, тогда А1 400 мм, фиг.1).

Информация с выхода блока 16 ор- ганизации задания входного заглубления, т.е. Л1 поступает на второй вход блока 15 сравнения, на выходе последнего формируется логическая единица, так кпк Т Nf сч. 14 О, ко торая разрешает работу толкателя 3.

Для визуал1.нс)го наблюдения за сформированимм нходиым заглублением

Л1 выход блока И 31 логики через соответствующий дешифратор можно подключить на индикацию.

Затем на входной рольганг пода- ei CH балластная заготовка и загружают ее в нагреватель 1 при помощи толкателя 3. При этом импульсы с выхода делителя 10 не будут поступать на первый вход двоичного счетчика 14.

При загрузке на второй рольганг первой рабочей заготовки формирователь 19 разрешения переводится в положение Переходный режим, на выходе сформирована логическая единица, которая поступает на третий вхо Логического блока И 11.

При достижении передним торцем зготовки 2 фотодатчика 6 на выходе последнего формируется логическая единица, которая поступает на первый вход логического блока И 11 и через логический блок И 21 на второ вход триггера 20 блока 12 разрешени счета.

При дальнейшем перемещении толкателем 3 заготовки 2 импульсы от датчика 9 перемещения через последовательно соединенные делитель 10 импульсов, логический блок И 11 поступают на первый вход двоичного счетчика 14. Информация на выходе двоичного счетчика 14 равна в двоичном коде расстоянию OTV переднего торца-загружаемой заготовки 2 до, фотодатчика 6.

Как только передний торец загружаемой заготовки достигнет входного заглубления установившегося режима для данной партии изделий, т.е. на выходе двоичного счетчика 14 сформирована информация, равная А1, на выходе блока 15 сравнения формируется логический ноль, который, поступая в схему 3 управления толкателем запрещает перемещение.

По окончании дозироваиия энергии на индукторе 1 оператор при помощи формирователя 22 дозирования блока 12 разрешения счета формирует импульс, который переводит триггер 20 в единичное положение, т.е. с инверсного выхода формируется логический ноль, который поступает через выход блока 12 разрешения счета,на четвертый и первый -входы соответственно логических блокоЁ И П и 13. Двоичный счетчик 14-сбрасывается в

пол(}жсч1ие, тч-м самым на ны- ходе блока I5 срапиеиня формируется логическая единица, которая разрешает перемещение толкателя 3 к конечному выключателю 4 Назад. При перемещении всего столба заготовок индукционном нагревателе 1 импульсы с выхода датчика перемещения не поступают на первый вход двоичного счетчика 14, так как на четвертый вход логического блока И 1I поступает логический ноль от блока 12 разрешения счета.

При достижении толкателем 2 ко- нечного выключателя 4 Назад на выходе фотодатчика 6 формируется логический ноль, который поступает на первый вход логического блока И 11 и запрещает поступление им- пульсов на первый вход двоичного счетчика 14 до тех пор, пока следующая загружаемая заготовка не достигнет зоны фотодатчика 6. Кроме того, логический ноль с выхода фотодатчик 6 переводит триггер 20 в нулевое положение через логический блок И 21 блока 12 разрешения счета.

Логическая единица с инверсного выхода триггера 20 поступает на четвертый и первый входы соответственно логических блоков ИИ, подгтавливая работу двоичного счетчика 14 для разгрузки следующей заготовки, и работа устройства повторяется

В случае отключения и включения питания на устройство в момент загрузки заготовки, так как заготовка 2 находится в зоне фотодатчика 6, а торец еще не достиг расстояния А1 (фиг.I), все элементы памяти устройства (двоичный счетчик 14, триггер 20 блока 12 разрешения счета, двоич- ные счетчики счета 24 и деления 25 блока 16 организации задания входног заглубления) находятся в неопределенном состоянии. Для обеспечения входного заглубления установившегося режима перегрузки всех заготовок из нагревателя необходимо: аналитически определить расстояние А1, замерить текущее расстояние АО, вычислить ДА А1-АО, определить фиктивную длину заготовки 1 (L -4А)/Т, где Т - целое число, Т 7, L 7000 мм, ДА 700 мм. При помощи блока 17 задания задается: L 7000 мм, 1 900 мм.

ю

15 20 25

Ю эс

.Q JQ

45

5

3910

Затем иоследопателыюсть формирования операций повторяется, как при включении питания на устройство. По окончании на выходе блока 16 организации задания входного заглубления сформирована информация, равна d А, которая контролируется при доталкивании заготовки.

При включении толкателя 3 перемещение его с заготовкой происходит до момента, когда информация с выхода двоичного счетчика 14 не будет равна ДА, после этого на выходе блока 15 сравнения формируется логический ноль, который запрещает перемещение толкателя 3. Работа устройства далее повторяется, но при перемещении толкателя 3 до конечного выключателя 5 Вперед провопится организация задания входного заглубления для загружаемой партии изделий, т.е. для 1. и L.

Если питание было отключено в момент времени, когда загружаемая заготовка находилась вне зоны фотодатчика 6, то формирование входного заглубления и работа устройства аналогичны, как и в первоначальньв момент.

При заполнении загружаемыми заготовками индукционного нагревателя 1, т.е. при осуществлении выхода на установившийся режим, формирователь 19 разрешения переводится в. положение, при котором на вход логического блока И 11 поступает логический ноль. Управление нагревателем переводится по температуре выходной . заготовки а загрузку изделий осуществляют по выходному заглублению.

Изобретение позволяет автоматизировать процесс загрузки изделий в индукционный нагреватель методического действия во время переходного режима Пуск, обеспечивает наискорейший ввод в методический режим и соответственно способствует повышению производительности.

Формула изобретения

1. Устройство для автоматической загрузки изделия в индукционный методический нагреватель, содержащее блок задания, фотодатчик, датчик перемещения с формирователем импульсов, делитель импульсов, логический блок И, двоичный счетчик и формирователь импульса сброса, причем датчик перемещения с формирователем импульсов соединен через делитель импульсов и первый вход логического блока И с первым входом двоичного счетчика, второй вход логического блока И соединен с выходом фотодатчика, третий вход логического блока И соединен с выходом формирователя разрешения, отличающееся тем, что, с целью повьпиения производительности, оно снабжено блоком разрешения счета, блоком организации задания входного заглубления, вторым логическим блоком И и блоком сравнения, выход фотодатчика соеди-, иен с первым входом блока разрешения счета, выход которого соединен с четвертым и первым входами первого и второго логических блоков И соответственно, выход двоичного счетчика соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока организации задания входного заглубления, первый и второй входы блока организации задания входного заглубления соединены соответственно с первым и вторым выходами блока задания, второй вход второго логического блока И, второй вход блока разрешения счета и третий вход блока организации задания входного заглубления соединен с выходом формирователя импульса сброса, выход второго логического блока И соединен с вторь(м входом двоичного счетчика.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок разрешения счета содержит формирователь окончания дозирования, триггер и логический блок И, причем выход формирователя окончания дозирования соединен с первым входом триггера, второй вход которого- соединен с

выходом логического блока И, первый и второй входы логического блока И являются соответственно первым и вторым входами блока разрешения счета, инверсный выход триггера является выходом блока разрешения счета .

3. Устройство по п. 1, о т л и - чающееся тем, что блок организации задания входного заглубления содержит генератор импульсов, два двоичных счетчика счета и деления, два блока сравнения, логические блоки И и И-НЕ, формирователь импульса пуска и блок логики И, причем выход генератора импульсов соединен с первыми входами двоичных счетчиков счета и деления, второй Вход двоичного счетчика счета соединен с выходом формирователя импульса пуска, выход двоичного счетчика счета соединен с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого является первым входом блока организации задания входного заглубления, выход первого блока сравнения соединен с входами генератора импульсов и логическим блоком И-ИЕ, второй и третий входы блока организации задания входного заглубления являются первыми входами соответственно второго блока сравнения и логического блока И, выход логического блока И соединен с вторым входом двоичного счетчика деления, выход которого соединен с вторым входом второго блока сравнения и первыми входами блока логики И, второй вход. которого соединен с выходом логического блока И-НЕ, выход второго блока сравнения соединен с вторым входом логического блока И, выход блока логики И является выходом блока организации зйдания входного заглуб- ления.

Фиг.

Изобретение касается управления индукционным нагревом и может быть использовано в металлургии, машиностроении и других областях, где используются индукционные установки методического действия. Цель изобретения - повышение производительности. Устройство содержит взаимосвязанные между собой фотодатчик 6, датчик 9 перемешивания, делитель 10 импульсов, логический блок И 11 и двоичный счетчик 14. Благодаря введенным блокам разрешения счета 12, формирования задания входного заглубления 16, сравнения 15 и второго логического блока И 13, осуществляется контроль входного заглубления при загрузке изделий в индукционный нагреватель во время переходного режима "Пуск". 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

фиг.З