Устройство для автоматического управления процессом раскроя непрерывной полосы Советский патент 1991 года по МПК G05D3/20 B21B37/00 

Изобретение относится к автоматизации производственных процессов и может быть использовано во всех отраслях при раск,рое непрерывной ленты по теоретической массе.

Целью изобретения является повышение точности реза за счет повышения точности измерения длины прокатываемой полосы„

На чертеже дана структурная схема устройства„

Устройство содержит датчик 1 перемещения полосы 2, наматываемой на рулон Зо Рулон 3 и полоса 2 приводятся в движение системой 4 электроприводов. Индикатор 5 контрольных отверстий в полосе расположен в непосредственной близости от приемного рулона 3 (с учетом тормозного пути)„ Устройство также содержит счетчик 6 импульсов, задатчики 7 и 8, блок 9 умножения, компаратор 10, элемент 11 задержки, счетчик 12 импульсов, дешифратор 13, элементы 14-16 ограничения длительности, блоки 17-19 ключей, регистры 20-22, сумматоры 23-27, компараторы 28-31, задатчики 32-34,элементы 35-36 задержки, элементы И 37-41, элементы ИЛИ 42 и 43, блок 44 деления, блок 45 ключей, регистр 46, сумматоры 47 и 48, эадатчик 49,блок 50 переключателей, блок 51 умножения и блоки 52-54 ключей Выходы датчика 1 перемещения полосы 2 и индикатора 5 контрольных отверстий в полосе 2 соединены с первыми входами соответственно счетчиков 6 и 12 импульсов, выходы задат- чика 7 и счетчика 6 импульсов соединены с группами первых входов соотосо

GO

со J

ветственно блоков 9 и 51 умножения, выходы счетчика 12 импульсов нены с группой входов дешифратора 13, выходы блока 51 умножения соединены с группой вторых входов блока 9 умножения, выходы задатчика 8 и выходы блока 9 умножения соединены с группами соответственно первых и вторых входов компаратора 10, выход компаратора 10 соединен с входом элемента 11 задержки, выход которого соединен с вторым входом счетчика 6 импульсов„ Каждый их выходов дешифратора 13, начиная с п пвого из них, соединен с входом соответствующего элемента 14-16 ограничения длитель- ности, последний выход дешифратора 13 соединен с входом элемента 35 задержки, выход каждого из элементов 14-16 ограничения длительности, начиная с первого из них, соединен с первым входом соответствующего из блоков 17-19 ключей, начиная с блока 17 о Группы последующих входов блоков 17-19 соединены с выходами блока 51 умножения, выходы блоков 17-19 ключей, начиная с первого из них, соединены с входами соответствующего, начиная с первого,из регистров 20-22 Выходы регистров 20 и 21 соединены с группами соответственно.первых и вторых входов сумматора 23 0 Группы первых и вторых входов сумматора 24 соединены с выходами соответственно регистров 21 и 22, выходы сумматоров 23 и 24 соединены с группами первых входов соответственно сумматоров 25 и 26, группы вторых входов которых соединены с выходами задатчика 321 Выходы сумматоров 25 и 26 соединены с группами первых входов соответст- венно компараторов 28 и 29, а также соединены с группами первых входов соответственно компараторов 30 и 31, а также с группами соответственно первых и вторых входов сумматора 27. Выходы задатчиков 33 и 34 соединены соответственно с группами вторых входо компараторов 28-и 29 и группами вторых входов компараторов 30 и 31, Выходы компараторов 28 и 29 соединены с первыми входами соответственно элементов И 37 и 38, выход элемента И 3 соединен с первыми входами элемента ИЛИ 42 и элемента И 39, вторые вхо- ды которых соединены с выходом элемента И 38, выход элемента 35 задержки соединен с входом элемента 36 за

. ,

0

держки, с вторыми входами элементов И 37 и J8, а также с первыми входами элементов И 40 и 41„ Первый и второй выходы компаратора 30 соединены с вторыми уходами соответственно элементов И 40 и 41.первый и второй выходы компаратора 31 соединены с третьими входами соответственно элементов И 40 и 41 Выходы сумматора 27 соединены с входами блока 44 деления, выход элемента И 39 соединен с первым входом блока 45 ключей, выходы элементов И 40 и 41 соединены соответственно с первыми и вторыми входами элемента ИЛИ 43, выход которого соединен с третьим входом элемента И 39, выходы элементов И 40 и 41 соединены соответственно с первым и вторым входами блока 50 переключателей, выход элемента 35 задержки соединен с первыми входами блоков 52-54 ключей, Группы последующих блоков 45,52-54 ключей соединены с выходами соответственно блока 44 деления, а также сумматоров 23 и 24 и задатчика 7„ Выходы блока 45 ключей соединены с входами регистра 46, выходы которого соединены с группой первых входов сумматоров 47 и 48„ Группы вторых входов сумматоров 47 и 48 соединены с выходами задатчика 49, выходы сумматоров 47 и 48 соединены с первой и второй группами последующих входов блока 50 переключателей, выходы которого соединены с группой вторых входов блока 51 умножения о Выход элемента 36 задержки соединен с вторым входом счетчика 12 импульсов„ Выходы компаратора 10, выходы блоков 52-54 ключей, а также элементы ИЛИ 42 являются выходами устройства

Счетчик 6, задатчики 7 и 8, блок 9 умножения, компаратор 10 и элемент 11 задертпси предназначены для выработки управляющего сигнала на останов электропривода 4 и включение ножниц (не показаны) для отрезания полосы в момент набора в рулоне 3 заданной задатчиком 8 теоретической массы ленты 2о При этом измерительный канал для определения массы пришедшей в рулон полосы составлен из элементов 1, 6,7 и 9„

Счетчик 12, дешифратор 13, элементы 14-16 ограничения длительности, блоки 17-19 ключей, блоки 20-22 памя-; ти, сумматоры 23-27, компараторы 28- 3, задатчики 32-34, элементы 35 и

36 задержки, элементы И 37-41, элементы ИЛИ 42 и 43, блок 44 деления, блок 45 ключей, блок 46 памяти, сумматоры 47 и 48, задатчик 49, блок 50 переключателей и блок 51 умножения предназначены для калибровки указанного измерительного канала для пропускания через устройство эталонной полосы с нанесенными на ней на jg расстоянии контрольными отверстиями,, Количество контрольных отверстий определяется метрологическими требованиями и выбирается в диапазоне от 2 до 20„ Пример реализации уст- J5 ключающем погрешности измерения дли ройства рассчитан на 3 контрольных ны прошедшей ленты за счет реверса.

дом сумматора 47, а при подаче единичного сигнала на второй управляющий вход, связанный с выходом элемента И 41, на группу выходов подключается вторая группа последующих входов, связанных с выходом сумматора 48„ При нулевых сигналах на обоих управляющих входах блок 50 переключателей произвольно устанавливается в одно из рабочих положений.

Для случая, когда в рабочем режиме перемещения ленты возможен ее реверс, счетчик 6 выполнен в виде, исключающем погрешности измерения дли ны прошедшей ленты за счет реверса.

дом сумматора 47, а при подаче единичного сигнала на второй управляющий вход, связанный с выходом элемента И 41, на группу выходов подключается вторая группа последующих входов, связанных с выходом сумматора 48„ При нулевых сигналах на обоих управляющих входах блок 50 переключателей произвольно устанавливается в одно из рабочих положений.

Для случая, когда в рабочем режиме перемещения ленты возможен ее реверс, счетчик 6 выполнен в виде, ис

Изобретение относится к автоматизации производственных процессов и может быть использовано во всех отраслях при раскрое непрерывной ленты по теоретической массе. Цель изобретения - повышение точности реза за счет повышения точности измерения длины прокатываемой полосы,, В устройстве осуществляется автоматическая поверка и калибровка в канале измерения длины полосы 1 ил.

отверстия, т0е0 на два эталонных участка полосы длиной В соответствии с выбранным количеством эталонных участков эталонной полосы устройство должно содержать количество метрологических каналов, каждый из которых содержит блок 18(19) ключей, регистр 21(22), сумматоры 23 и 25(24 и 26), компараторы 28 и 30 (29 и 31) и элементы И 37 и 40(38 и 41)0 При этом в качестве делителя в блок 44 деления вводится величина п - L Эт , где п - принятое в устройстве число эталонных участков о

В задатчике 32 задается длина эталонного участка полосы L,T, а в эа- датчике 33 - величина допустимой погрешности измерительного канала Уставка времени в элементе 11 задержки превышает время срабатывания электропривода и системы реза Уставка времени в элементе 35 задержки вдпое превышает суммарное время переключения элементов 19,22,24,26 и 29 метрологического канала Уставка времени в элементах 14-16 ограничения длительности больше суммарного времени переключения элементов 17,20,18,21,

Устройство работает следующим об разом

Перед пуском устройства операто-

20 ром с помощью соответствуюз ёй кнопк (не показана) обнуляются все счетчи ки и регистрыо Поэтому на вход множителя блока 51 умножения через бло 50 переключателей с задатчика 49 по25 ступает значение единицы и на выход блока 51 может приходить реальная (неоткорректированная) информация о перемещении полосы с выхода счетчика 6 о

Перед пуском вновь изготовленной установки для раскроя непрерывной полосы с целью калибровки через нее прогоняется эталонная полоса.

При прохождении первого контрольного отверстия с индикатора 5 контрольных отверстий поступает импульс воспринимаемый с«етчнком 12„ В результате на первом выходе дешифратора 13 появляется единичный сигнал, который через элемент 14 ограничения длительности обеспечивает запись в регистр 20 длины полосы до первого контрольного отверстия (обычно это произвольная небольшая длина запрап

30

35

40

19 и 22, но меньше периода импульсов д5 ночного конца эталонной ленты). При

с датчика 1„ Уставка времени в элементе 36 задержки должна превышать время передачи цифровой информации на печатающее устройство(АЦПУ не показано) через блоки 52-54 ключей Количество выходов дешифратора 13 должно быть равно (п+1)„

Блок 50 переключателей выполнен так, что при подаче на его первый (управляющий) вход, связанный с выходом элемента И 40, сигнала логической единицы, на его группу выходов подключается первая группа последующих входов, связанных с выхо50

55

прохождении второго контрольного отверстия появляется единичный сигяал на втором выходе дешифратора 13 и в регистр 21 записывается содержимое счетчика 6 в этот момент. Содержимое регистров 20 и 21 сравнивается на сумматоре 23, на выходе которого получается разность, представляющая собой измеренную данным измерительным каналом величину первого эталонного участка эталонной полосы. Эта величина поступает на первые входы сумматора 25, вторые входы которого соединены с задатчиком 32 известной

Устройство работает следующим об- разом

Перед пуском устройства операто-

0 ром с помощью соответствуюз ёй кнопки (не показана) обнуляются все счетчики и регистрыо Поэтому на вход множителя блока 51 умножения через блок 50 переключателей с задатчика 49 по5 ступает значение единицы и на выход блока 51 может приходить реальная (неоткорректированная) информация о перемещении полосы с выхода счетчика 6 о

Перед пуском вновь изготовленной установки для раскроя непрерывной полосы с целью калибровки через нее прогоняется эталонная полоса.

При прохождении первого контрольного отверстия с индикатора 5 контрольных отверстий поступает импульс, воспринимаемый с«етчнком 12„ В результате на первом выходе дешифратора 13 появляется единичный сигнал, который через элемент 14 ограничения длительности обеспечивает запись в регистр 20 длины полосы до первого контрольного отверстия (обычно это произвольная небольшая длина запрап

0

5

0

0

5

прохождении второго контрольного отверстия появляется единичный сигяал на втором выходе дешифратора 13 и в регистр 21 записывается содержимое счетчика 6 в этот момент. Содержимое регистров 20 и 21 сравнивается на сумматоре 23, на выходе которого получается разность, представляющая собой измеренную данным измерительным каналом величину первого эталонного участка эталонной полосы. Эта величина поступает на первые входы сумматора 25, вторые входы которого соединены с задатчиком 32 известной

длины данного эталонного участка„Раз- ность указанных величин,полученная на сумматоре 25,представляет собой величину абсолютной погрешности канала из- мерения длины устройства, полученную на первом эталонном участкес Эта величина сравнивается на компараторе 28 с допустимым значением погрешности, записанным в задатчике 33, и в случае превышения по модулю, на выходе компаратора появляется единичный сигнале Этот сигнал означает, что в данном измерении измерительный канал не отвечает метрологичес- ким требованияМс Однако считывание этого сигнала внешним сигнальным блоком (не показано) через элементы II 37 и ШШ 42 происходит только по окончании процедуры автоматической поверки, тсе0 после прохода мимо индикатора 5 последнего контрольного от- верстияо

Аналогично осуществляется поверочная процедура во втором (в данном случае последнем) метрологическом канале, состоящем из элементов 19,22 24,26 и 29о При этом, через выдержку времени в элементе 35 единичный сигнал с последнего выхода дешифратора 13 поступает на вторые входы элементов И 37 и 38о Поэтому, если хотя бы в одном из метрологических каналов погрешность превышает допустимую, то

с выхода соответствующего комларато

ра 28 или 29 единичный сигнал проходит на один из входов элемента ИЛИ 42 и обеспечивает включение сигнального блока,. Одновременно, тем же единичным сигналом с последнего выхода дешифратора 13 включаются блоки 52- 54 ключей на автоматическом печатающем устройстве (АЦПУ) отпечатываются результаты поверки: длина эталонного участка и результаты измерения каждого участка, полученные в соот- ветствующем метрологическом канале0

В случае, если погрешности, определенные во всех метрологических каналах, превышают допуск и, кроме этого, совпадают по знаку, то это означает достоверное нарушение в измерительном канале, а следовательно, необходима его калибровка с использованием полученной информации о nor грешности Эта задача решается слеп дующим образомо С помощью компаратора 30(31), на входы которого поступа .ют соответственно величина погрешнос

0

5

Q 5

5

ти в данном метрологическом канале и нуль с задатчика 34, определяется- знак погрешности,, Если единичный сигнал появляется на первом выходе компаратора (А Б), то погрешность положительна, а если на втором выходе (А В) , то погрешность отрицательна Первые выходы компараторов 30(31) всех метрологических каналов подключаются соответственно к второму и третьему входам элемента. И 40, на выходе которого единичный сигнал появляется (после индикации последнего контрольного отверстия) только в случае, если все погрешности положительны Указанным единичным сигналом обеспечивается установка блока 50 переключателей в требуемое при положительном отклонeumihположение

Кроме того, указанный сигнал через элемент ИЛИ 43 поступает на третий вход элемента И 39, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами элементов И 37 и 38, сигнализирующих о наличии недопустимой погрешности в каждом метрологическом канале. В указанных условиях на выход элемента И 39 проходит единичный сигнал, КОТОРЫМ открывается по первому входу блок 45 ключей, включающих канал вычисления корректирующего коэффициента для измерительного канала Этот канал состоит из блоков 44-51, В блоке 44 деления вычисляется величина средней (по всем эталонным участкам) погрешности, отнесенной к длине эталонного участка. В момент наличия единичного сигнала на выходе элемента И 39 величина средней относительной погрешности заносится в регистр 46 и затем вычитается из единицы, снимаемой с задачика 49, на сумматоре 47 То, что одновременно указанная величина суммируется с единицей в сумматоре 48, не имеет значения, пото- . му что переключатель 50 уже установлен в положение, при котором его выходы подключены к группе входов, связанных с выходами сумматора 47. Таким образом, на группу вторых входов блока 51 умножения в случае положительной погрешности подается число, меньшее единицы, что обеспечивает требуемое масштабирование (калибровку) измерительного канала. Аналогичным образом, с помощью элемента И 41 организуется ввод кор-

ректирукяцего коэффициента, большего единицы в случае отрицательной погрешности по всем метрологическим каналамо

Периодичность повторения описанной процедуры автоматической поверки и калибровки измерительного канала, связанной с прогоном через установку эталонной ленты, определяется по дан ным эксплуатации

Выполненная автоматическая калибровка измерительного канала обеспечивает требуемую точность измерения длины проходящей в рулон ленты0 Эта величина поступает на группу вторых входов блока 9 умножения Группа первых входов блока 9 соединена с задат чиком 7, в который введена величина, пропорциональная произведению трех параметров раскраиваемой ленты: ширины, толщины и удельной массы.

Таким образом, в режиме нормальной эксплуатации на блоке 9 получается текущее значение массы ленты в рулоне 3„ Это значение на компараторе 10 сравнивается с заданным в эа- датчике 8 и в момент равенства на выходе компаратора 10 формируется сигнал на остановку системы 4 электро приводов и включение ножниц для реза полосы

Формула изобретения

Устройство для автоматического управления процессом раскроя непрерывной полосы, содержащее датчик пе- ремецения полосы, механически соединенный с измерительным роликом, два счетчика импульсов, три регистра, три элемента задержки, первый блок умножения, блок деления и первый элемент И, отличающееся тем, что, с целью повышения точности реза за счет повышения точности измерения длины прокатываемой полосы, оно снабжено индикатором контрольных отверстии в полосе, шестью задатчиками, дешифратором, тремя элементами ограничения длительности, вторым блоком умножения, семью блоками ключей, четвертым регистром, семью сумматорами, пятью компараторами, блоком переключателей четырьмя элементами И и двумя элементами ИЛИ, причем выходы датчика перемещения полосы и индикатора кон

5 0

5 д

5

0

5

0

5

трольных отверстий в полосе соединены с первыми входами соответственно первого и второго счетчиков импульсов, выходы первого задатчика и первого счетчика импульсов соединены с группами первых входов соответственно первого н второго блоков умножения, выходы второго счетчика импульсов соединены с группой входов дешифратора, выходы второго блока умножения соединены с группой вторых входов первого блока умножения, выходы второго задатчика и выходы первого блока умножения соединены с группами соответственно первых и вторых входов первого компаратора, выход которого соединен с входом первого элемента задержки, выход первого элемента задержки соединен с вторым входом первого счетчика импульсов, каждый из выходов дешифратора, начиная с первого ич них, соединен с входом соответстнуюцего элемента ограниче- ния длительности, последний выход дешифратора соединен также с входом второго элемента задержки, выход каждого из элементов ограничения длительности, начиная с первого из них, соединен с первым входом соответствующего из трех первых блоков ключей, начиная г перл с го из них,, группы последующих входов которых соединены с выходами ВТОРОГО блока умножения, выходы трех первых блоков ключей, начиная с первого из них, соединены с входами соответствующего, начиная с первого, из трех первых регистров, выходы первого и второго регистров соединены с группами соответственно перш к и вторых входов первого сумматора, группы первых и вторых входов второго сумматора соединены с выходами соответственно второго и третьего регистров, выходы первого и второго сумматоров соединены с группами первых входов соответственно третьего и четвертого сумматоров, группы вторых входов которых соединены с выходами третьего задатчика, выходы третьего и четвертого сумматоров соединены с группами первых входов соответственно второго и третьего компараторов, а также соединены с группами первых входов соответственно четвертого и пятого компараторов, а также с группами соответственно первых и вторых входов пятого сумматора, выходы чет-

вертого и пятого задатчикрв соединены соответственно с группами вторых входов второго и третьего компараторов и группами вторых входов четвертого и пя- того компараторов, выход второго и выход третьего компараторов соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, выход первого элемента И соединен с первы- ми входами первого элемента ИЛИ и тртьего элемента И, вторые входы которых соединены с выходом второго элемента И, выход второго элемента Задержки соединен с входом третьего элемента задержки, с вторыми входами первого и второго элементов И, а также с первь ми входами четвертого и пятого элементов И, первый и второй выходы четвертого компаратора соединены с вторыми входами соответственно четвертого и пятого элементов И, первый и второй выходы пятого компаратора соединены с третьими уходами соответственно четвертого и пятого элементов И, выходы пятого сумматора соединены с входами блока деления, выход третьего элемента И соединен с первым входом четвертого блока ключей, выходы четвертого и пятого элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами второго элемента ИЛИ, выход которого

соединен с третьим входом третьего элемента И, выходы четвертого и пято- го элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами блока переключателей, выход второго элемента задержки соединен также с первыми входами пятого,седьмого,шесто-- го блоков ключей, группы последующих входов четвертого, пятого, шестого, седьмого блоков ключей соединены с выходами соответственно блока деления, первого, второго сумматоров и третьего задатчика, выходы четвертого блока ключей соединены с входами четвертого регистра, выходы которого соединены с группой первых входов шестого и седьмого сумматоров, группы вторых входов шестого и седьмого сумматоров соединены с выходами шестого задатчика, выходы шестого и седьмого сумматоров соединены с первой и второй группами последующих входов блока переключателей, выходы которого соединены с группой вторых входов второго блока умножения, выход третьего элемента задержки соединен с вторым входом второго счетчика импульсов, выходы первого компаратора, выходы пятого, шестого, седьмого блоков ключей, а также первого элемента ИЛИ являются выходами данного устройствао