Устройство управления летучими ножницами, работающими в режиме непрерывного вращения Советский патент 1989 года по МПК B23D36/00 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к обработке металлов давлением, может быть использовано для автоматизации агрегатов резки проката,снабженных ме ханизмом выравнивания скоростей и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1440627.

Цель изобретения - повышение выхода годного проката путем увеличения точности порезки за счет полной компенсации динамического момента на валу приводногс двигателя.

На фиг. 1 приведена функциональна:, схема устройства управления летучими ножницами; на фиг.2 - функциональная схема привода летучих ножниц; на . фиг . 3 - временная диаграмма формирования сигнала искусственного датчика реза.

Устройство содержит привод 1 летучих ножниц (ЛИ) 2, сочлененных с приводом через механизм 3 выравнивания скоростей. С валом двигателя связаны тахогенератор 4, импульсный датчик 5 скорости двигателя и датчик

:л

;о

эо

У1 СП

1Ч

6 реза. С прсжатчм 7 П(.1средс:твом мерительных роликов 8 связар импульс- Hbrii датчик 9 перемещения проката. В контур цифров го регулирования скорое ти привода ЛИ входят преобразователь

10код - частота (в качестве задатчи- ка частоты), слязанньп1 с задатчиком

11длины, реверсивный счетчик 12, первый преобразователь 13 код - напряжение, замк}1утый ко}1тур аналогового регулирования скорости и импульсный датчик 5 скорости двигателя,

В контур аналогового регулирования скорости эходят регулятор 14 скорости привод 1 летучих ножниц и тахогенера- тор 4, а также преобразователь 15 частота - напряжение в качестве аналог о- вого задатчика скорости. Канал компенсации динамического момента состав ляют первый нереверсивный счетчик 16, блок 17 компенсации динамическот о момента, второй преобразователь 18 код - напряжение, квадратор 19 и блок 20 умножения. Второй нереверсивный счетчик 22 и преобразователь 21 напряжение - код предназначены для формирования сигнала искусственного датчика реза, упрежающего всегда на постоянное время сигнал датчика 6 реза. Привод 1 летучих ножниц содержит приводной злектродвигатель 23, питаемый от усилителя 24 мощности, и контур регулирования тока приводного двигателя, включающий в себя регуля- тор тока на усилителе 25 и датчик 26 тока.

YcTpoficTBo работает следующим образом.

Мерная порезка проката на заданные длины осуществляется за счет непрерывного цифрового регулирования угловой скорости двигателя ножниц в соответствии с выражением

Vn Lo

v -- --

А RH Lj

Vn

L

где V - скорость проката; К„, L, - соответственно радиус и периметр барабанов ЛН; L - заданная длина отре- заемых листов. Реализация соотношения (1) осуществляется в преобразователе 10 код - частота путем формирования на его выходе частотного сигнала задания скорости привода ЛН в соответствии с выражением

f

- f . .

L,

(2)

где f . - частотньп) сигнал с вЫхода импульсного датчика 9, прс. порциональ- ный скорости полосы.

IIpeciGpaaoBaTejib 15 частота - напряжение преобразует сигнал f, в пропорциональный ему сигнал U аналогового задания скорости привода. Точное поддержание скорости привода Ш1, соответствующей 4acTcjTe fj, осуществляется путем acтaтичecкoг(J цифрового регулирования при помощи реверсивного счетчика 12, в котором сравнивается частота задания fj и обратной связи fц от импульсного датчика 5 скорости двигателя. Преобразователь. 13 преобразует выходной код счетчика 12 в аналоговьо сигнал UU, непрерывно компенсирующий погрещность аналогового контура регулирования скорости двигателя. Механизм 3 выравнивания скоростей преобразует равномерное вращение вала двигателя в неравномерное вращение барабанов ЛН таким образом, чтобы, сохранив среднюю за период скорость ,обеспечить в момент реза равенство линейных скоростей ножей ножниц и проката.Величина эксцентриситета механизма 3 выравнивания скоростей устанавливается в зависимости от отрезаемой длины согласно соотнощению

(; Е

г L, + L;

(3)

где , E - соответственно относительный и абсолютный эксцентриситеты

г - радиус кривошипов механизма выравнивания скоростей.

Неравномерность вращения вала барабанов ЛН внутри каждого оборота вызывает появление динамических моментов на валу приводного двигателя из-за которых возникают колебания скорости вала приводного двигателя, отрицательно влияющие на точность порезки проката. Указанный динамический момент зависит от установленного эксцентриситета (т.е. от заданной длины полосы) и является функцией угла поворота вала привода

М

J,w.F(L,,,),

(4)

момент инерции барабанов ЛН; oтнocитeльн rt динамический момент при единичной угловой скорости Приводного вала и при единичном моменте инерции барабанов ЛН.

j-5 И подачи механизм

IIo3 ruNfy ДЛЯ устранения влияния указанного дияамическсзго момента на скорость приводного двигателя производится его компенсация путем форми- р(.)вания в кяждом цикле порезки сигнала динамического тока U его Tia второй вход через выравнивания скоростей регулятора ус лителя 25 тока привода ) летучих ножниц. Указанны сигнал peilлизyeт принцип инвариантности, осуществляя регулировании по вoз fyщeнию, причем сигнал возмущения формируется путем моделирования его математического выражения (4), Для этой це.ли в перво нереверсивном счетчике 16 с момента Появления очередного импульса искусственного датчика реза (ИДР) путем подсчета импульсов частоты f формируется код угла сЛ поворота приводног двигателя. В блоке 17 по кодам t/ и L- формируется код N динамической компенсации. Блок 17 компенсации динмического момента выполнен на основе элемента программируемой памяти, каждая страница памяти которого определяется кодом LI, адрес ячейки в кадой странице определяется кодом oL , а содержимое каждой ячейки памяти представляет собой код N. относитель rto динамического момента F(Ljoi), соответствующего значению текущего угла поворота вала двигателя цри

умножается на сигнал с выхода квадра

заданной длине порезки. Код N преобразователя 18 преобразуется в пропорциональное эму напряжение U., которое в блоке 20 К СОд , поступающий тора 19. Таким образом, на выходе блока 20 умножения образуется сигнал UA. формирования динамического тока в соответствии с выражением (4).

Формирование сигнала искусственног датчика реза (ИДР), упреждающего при любой скорости подачи полосы сигнал датчика реза (ДР) на постоянное время равное времени задержки сигнала в контуре регулирования тока, осуществляется при помощи нереверсивного счетчика 22 и преобразователя 21 в соответствии с временной диаграммой приведенной на фиг.З. По сигналу ДР о датчика 6 реза во второй нереверсивный счетчик 22 из преобразователя 21 напряжение - код заносится код Np начальной установки счетчика. Далее счетчик 22 заполняется импульсами частоты fп, поступающими от датчика

55

5 скорости ;|вигателя, и при его переполнении формируется сигнал ИДР. Как видно из временной диаграммы на фиг.З время упреждения ТГ импульса ИДР по отношению к импульсу ДР равно

N

CJ.

- N,

(5)

где Т

и,

сцодного оборота нож- 22.

- время ниц;

объем счетчика ч

Так как при астатическом регулировании скорости частота задания и обратной связи равны

f,

f L2.

n т Li

(6)

25

20

И КОД N пропорционален скорости проката

25

30

Выбрав объем счетчика 22

сч

LC

с

(9)

где Л дискретность измерения перемещения в устройстве, и учитывая, что

fp.oC

(10) выражение (8) можно привести к виду

0

Ll

Vn

К

оС.

пчм

К

ПНК

Va Lo (11).

+ К

пмн

К

пик

Из (11) видно, что время упреждения L импульса ИДР по отношению к импульсу ДР является по .тоянной величиной, не зависящей от скорости разрезаемого проката. При этом коэффициент преобразователей частота - напряжение 15 и напряжение - код 21 выбирается таким, чтобы величина t соответствовала времени задержки сигнала в контуре регулирования тока.

Таким образом, изобретение позволяет повысить точность порезки при скоростях подачи проката, меньших максимальной, за счет точной компенсации динамического момента путем компенсирующего сигнала с: управлением, всегда соответствующим времени задержки этого сигнала в контуре регулирования тока приводного двигателя летучих ножниц.

Ф о

рмула изобретения

Устройство управления летучими ножницами, работающими в режиме непрерывного вращения по авт. св. № 14А0627 ,0 т л и ч а ю ще е с я тем,что, с целью повышения выхода годного проката путем увеличения точности

ги)резки за счет полной компенсации динамическог(; мс)мента на валу приводного двигателя, дополнительно введе) второй нереверсивный счетчик и преобразователь напряжение - код, вход которого соединен с выходом преобразователя частота - напряжение, а выход - с установочньш входом второго нереверсивного счетчика, счетным входом подключенного к выходу импульсного датчика скорости двигателя, входом записи - к датчику реза, а выходом - к входу сброса нереверсивного счетчика.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к обработке металлов давлением, и может быть использовано для автоматизации агрегатов резки проката, снабженных механизмом выравнивания скоростей. Цель изобретения - повышение выхода годного проката путем увеличения точности нарезки за счет полной компенсации динамического момента на валу приводного двигателя. Устройство содержит систему задания средней скорости летучих ножниц, регуляторы скорости и тока приводного двигателя летучих ножниц. Дополнительное введение нереверсивного счетчика и преобразователя напряжение-код обеспечивает точную компенсацию динамического момента приводного двигателя летучих ножниц путем формирования сигнала искусственного датчика реза, упреждающего при любой скорости подачи полосы сигнал датчика реза на постоянное время, равное времени задержки сигнала в контуре регулирования тока приводного двигателя. 3 ил.

.&