Способ управления загрузкой, выгрузкой и перемещением заготовок в кольцевой печи Советский патент 1991 года по МПК F27B13/14 F27B9/40 

Изобретение относится к управлению механизмами перемещения заготовок в нагревательных печах и может быть использовано для управления загрузкой, выгрузкой и перемещением заготовок в кольцевой нагревательной печи и в других технологических процессах,

Целью изобретения является сокращение времени цикла загрузка - перемещение - выгрузка и равномерная раскладка заготовок по радиусу печи.

На фиг.1 изображена схема устройства для реализации способа управления загрузкой, выгрузкой и перемещением заготовок в кольцевой печи; на фиг.2 - раскладка заготовок в кольцевой печати по радиусу, вид сверху.

Устройство для реализации способа содержит измеритель 1 ширины заготовки, датчики 2 и 3 соответственно пути механизма загрузки на приемном рольганге и в печи, блок 4 задатчиков, датчики 5-7 соответственно пути механизма выгрузки в печи и на рольганге выгрузки и наличия заготовок на радиусе выгрузки, блок 8 определения пути механизма загрузки на приемном рольганге, блок 9 определения пути механизма загрузки в печи, блок 10 управления механизмом загрузки, блок 11 перемещения пода, блок 12 управления механизмом выгрузки и блок 13 согласования.

Измеритель 1 ширины заготовок предназначен для измерения ширины L3 заготовок, подлежащей загрузки, формирования

О

О

о

00

ю о

на своем первом выходе сигнала L3 в двоичном нормальном коде. На втором выходе измерителя 1 ширины формируется логический сигнал, фиксирующий момент измерения. Датчик 2 пути механизма загрузки на приемном рольганге предназначен для определения положения механизма загрузки на приемном рольганге и обеспечивает на своем выходе сигнал Dp в двоичном нормальном коде, величина которого пропорциональна пути,.проходимому механизмом загрузки.

Датчик 3 пути механизма загрузки в печи предназначен для определения положения механизма загрузки в печи и обеспечивает на своем выходе сигнал DI в двоичном нормальном коде, величина которого пропорциональна пути, проходимому механизмом загрузки.

Блок 4 задатчиков обеспечивает на своих выходах 1-4 сигналы а0, m, Lp и ,макс, соответствующие расстоянию от окна загрузки до заднего положения механизма загрузки, максимальному количеству заготовок, подлежащих к загрузке на радиус раскладки, рабочей ширине подины и максимальной ширине заготовок для п-рядного посада в двоичном нормальном коде. Блок 4 задатчиков может быть выполнен на базе блока регистров (ячеек памяти).

Датчик 5 пути механизма выгрузки в печи предназначен для определения положения механизма выгрузки в печи и обеспечивает на своем выходе сигнал DI в двоичном нормальном коде, величина которого пропорциональна пути, проходимому механизмом выгрузки.

Датчик 6 пути механизма выгрузки на рольганге выгрузки предназначен для определения положения механизма выгрузки на рольганге выгрузки и обеспечивает на своем выходе сигнал Dp в двоичном нормальном коде, величина которого пропорциональна пути, проходимому механизмом выгрузки.

Датчик 7 наличия заготовок на радиусе выгрузки печи обеспечивает на своем выходе сигнал в периоды наличия заготовок на радиусе выгрузки печи, Блок 8 определения пути механизма загрузки на приемном рольганге предназначен для вычисления пути механизма загрузки на приемном рольганге в соответствии с математическим выражением:

n -a u

Up - Эо 2

(D

где Dp - путь механизма загрузки на приемном рольганге;

ао - расстояние от окна загрузки до заднего положения механизма загрузки;

U - ширина заготовки, подлежащей загрузке,

На первый и второй вход блока 8 поступают сигналы U и а0, соответствующие ширине загружаемой заготовки и расстоянию от окна загрузки до заднего положения механизма загрузки, На выходе блок 8 форми0 рует сигнал Dp, соответствующий пути механизма загрузки на приемном рольганге.

Блок 8 определения пути механизма загрузки на приемном рольганге может быть

5 выполнен, например, на базе сумматора, делителя и регистра памяти.

Сигнал, соответствующий , с первого входа блока 8 поступает на вход делителя, с выхода делителя код, соответствующий

0 Ц/2, поступает на вход сумматора, который вторым входом связан с вторым входом блока 8, куда поступает код, соответствующий ао. С выхода сумматора код, соответствующий Dp, запоминается в регистре памяти,

5 который своим выходом связан с выходом блока 8.

Блок 9 определения пути механизма загрузки в печи предназначен для вычисления пути перемещения механизма загрузки в

0 печи в соответствии с математическим выражением:

n, i A п + ( п - 1 ) , DI Lp - п -А. Ln,

макс

. (2)

« LD - m макс

где А -н- + расстояние между

заготовками, расположенными на подовых брусьях для n-рядного посада и п,макс на этом радиусе;

DI - путь механизма загрузки в рабочем пространстве печи;

Lp - рабочая ширина пода печи;

Ьп.макс - максимальная ширина заготовок для n-рядного посада;

п - количество заготовок, погруженных на радиус раскладки;

m - максимальное количество заготовок, подлежащих к загрузке на радиус раскладки;

1 1,2п.

На первый, второй, третий и четвертый входы блока 9 поступают соответственно сигналы m, Lp, ,макс и п. На пятый вход поступает сигнал разрешения функционирования блока 9. На выходе блок 9 форми- рует сигнал, соответствующий пути механизма загрузки в печи.

Блок 9 определения пути механизма загрузки в печи может быть выполнен на базе четырех блоков ключей, пяти сумматоров,

двух делителей, трех множителей и регистра памяти.

Сигналы, соответствующие максимальному количеству заготовок, подлежащих к загрузке на радиус раскладки (т), рабочей ширине пода печи(), максимальной ширине заготовок для n-рядного посада (и.макс) и количеству заготовок, загруженных на радиус раскладки (п), с первого, второго, третьего и четвертого входа блока 9 поступают .соответственно, на первые входы четырех блоков ключей, на вторые входы которых поступает сигнал разрешения функционирования блока с входа 5 блока 9. С выхода первого блока ключей код, соответствующий т, поступает на вход первого множителя. В первом сумматоре к величине этого кода суммируется единица. С выхода первого сумматора код, соответствующий (т+1), поступает на первый вход первого делителя. С выхода третьего блока ключей код, соответствующий ,макс поступает соответственно на второй и первый вход первого и второго множителя. С выхода множителя код, соответствующий m и.макс, поступает на первый вход второго сумматора, на второй вход которого поступает код с выхода второго блока ключей, который, в свою очередь, связан с первым входом третьего сумматора. С выхода второго сумматора код, соответствующий (Lp -т-1-п,макс). поступает на второй вход первого делителя. С выхода первого делителя код, соответствующий

д Lp m Ln.MaKc

м m +1

поступает на первый вход третьего множителя. С выхода четвертого блока ключей код, соответствующий п, поступает на второй вход третьего множителя и на входы четвертого и пятого сумматора. С выхода третьего множителя код, соответствующий п-А, поступает на второй вход третьего сумматора. В четвертом сумматоре от величины п вычитается единица, и с его выхода код, соответствующий (п-1), поступает на второй вход пятого сумматора. С выхода пятого сумматора код, соответствующий п + (п-1), поступает на вход второго делителя, где эта величина делится на два, а с выхода последнего код, соответствующий

п +(п-1)

.поступает на второй

вход второго множителя. С выхода второго множителя код, соответствующий

п +( п - 1 ) х Ln,MaKc,поступает на третий

вход третьего сумматора. С выхода третьего сумматора код, соответствующий DI, поступает на вход регистра памяти, выход которого соединен с выходом блока 9, т.е. на выходе блока 9 формируется код, соответствующий DI.

Блок Юуправления механизмом загрузки предназначен для управления перемещением механизма загрузки.

На 1-7-й вход блока 10 поступают соответственно сигналы наличия заготовки на

0 позиции загрузки в печи, вычисленная и фактическая величина Dp, вычисленная и фактическая величина D,, разрешения работы блока и сигнал о максимальном количестве заготовок, подлежащих к загрузке на

5 радиус раскладки. На 1-4-м выходах блок 10 формирует соответственно сигналы количества загружаемых в печь заготовок, разрешения функционирования блока 9, окончания операции загрузки заготовок на

0 радиусе раскладки и код. соответствующий количеству заготовок, загружаемых на радиусе раскладки и для каждой заготовки коды, соответствующие Dp и DI.

Блок Юуправления механизмом загруз5 ки может быть выполнен, например, на базе привода механизма загрузки, датчика заднего положения механизма загрузки, датчика захвата заготовок, семи блоков ключей, трех компараторов, четырех элементов И,

0 семи элементов памяти, элемента ИЛИ, элемента задержки, счетчика, дешифратора, регистра загрузки и двух элементов запрета.

Сигнал, фиксирующий наличие заготов5 ки на позиции загрузки в пе ь, поступает с первого входа блока 10 на первый вход первого элемента И, который вторым, третьим и четвертым входом соединен соответственно с шестым входом блока 10, выходом

0 датчика заднего положения механизма загрузки и с первым выходом захвата заготовок, которая фиксирует, что заготовка механизма загрузки не захвачена. С выхода первого элемента И сигнал поступает

5 на первый элемент памяти, который, срабатывая через первый вход элемента ИЛИ и первый элемент запрета, включает привод механизма загрузки, перемещаемого на приемном рольганге для захвата заготовок.

0 Одновременно с выхода первого элемента памяти сигнал поступает на первые входы первого и второго блоков ключей, на вторые входы которых поступают соответственно коды вычисленной и фактической ве5 личины Dp с второго и третьего входа блока 10. С выхода первого и второго блоков ключей коды поступают на входы первого компаратора. В момент равенства вычисленного и фактического значения величины Dp первый компаратор срабатывает, и сигнал с его выхода поступает на срабатывание второго элемента памяти и на сброс первого элемента памяти, который, в свою очередь, через элемент ИЛИ и первый элемент запрета обесточивает привод механизма загрузки. Механизм загрузки останавливается и осуществляется захват заготовок на приемном рольганге. После захвата заготовок срабатывает датчик захвата заготовок, и сигнал с его второго выхода поступает на первый вход второго элемента И, на второй вход которого поступает сигнал с выхода второго элемента памяти. С выхода второго элемента И сигнал поступает на срабатывание третьего элемента памяти, который, срабатывая, сбрасывает второй элемент памяти и через второй вход элемента ИЛИ и первого элоемента запрета включает привод механизма загрузки. Механизм загрузки с захваченной заготовкой перемещается в сторону печи.

Одновременно с выхода второго элемента И сигнал поступает на вход счетчика, в котором записывается единица. С выхода счетчика код, соответствующий единице, поступает на первый вход третьего компаратора, на первый выход блока 10 и на вход дешифратора. С выхода дешифратора сигнал поступает на первые входы первого ключа пятого и шестого блоков ключей.

Одновременно с выхода третьего элемента памяти сигнал поступает на первые входы третьего и четвертого блоков ключей и на второй вход первого ключа пятого блока ключей, на третий вход которого поступает код, соответствующий вычисленной величине Dp для первой заготовки, загружаемой в печь. С выхода первого ключа пятого блока ключей код, соответствующий Dp, поступает для записи в первый регистр регистра загрузки. На вторые входы третьего и четвертого блоков ключей поступают соответственно коды вычисленной и фактической величины DI с четвертого и пятого входа блока 10. С выхода третьего и четвертого блоков ключей коды, соответствующие вычисленной и фактической величине DI, поступают на выходы второго компаратора. В момент равенства вычисленного и фактического значения величины DI второй компаратор срабатывает, и сигнал с его выхода поступает на срабатывание четвертого элемента памяти, выход которого подключен с вторым входом первого ключа шестого блока ключей, первым входом третьего элемента И и сброс третьего элемента памяти. Третий элемент памяти своим выходом через элемент ИЛИ и первый элемент запрета обесточивает привод механизма загрузки. Механизм загрузки с заготовкой останавливается в печи, и заготовка укладывается на радиусе раскладки.

На третий вход первого ключа шестого блока ключей поступает код, соответствующий вычисленной величине DI для первой заготовки, загружаемой в печь. С выхода первого ключа шестого блока ключей код, соответствующий DI, поступает для записи в первый регистр регистра загрузки,

После укладки заготовки на радиусе раскладки срабатывает первый выход датчика захвата, и сигнал поступает на второй вход третьего элемента И, выход которого соединен с выходом пятого элемента памяти, который, .срабатывая, сбрасывает четвертый элемент памяти и через второй элемент запрета включает привод механизма загрузки. Механизм загрузки перемещается к исходному состоянию.

Одновременно с выхода пятого элемента памяти сигнал поступает на срабатывание шестого элемента памяти, выход которого соединен с вторым выходом блока 10.

Если при перемещении механизма загрузки к исходному состоянию срабатывает датчик заднего положения механизма загрузки, то сигнал от последнего поступает на сброс пятого элемента памяти, который посредством второго элемента запрета обесточивает привод механизма загрузки. Механизм загрузки останавливается в исходном положении.

Аналогично вышеприведенному производится загрузка второй и т.д.п-й заготовки.

Если на радиусе раскладки загружены

все п заготовок, т.е. код на выходе счетчика соответствует п, и сигнал поступает на первый вход третьего компаратора, на второй вход которого поступает код, соответствующий m с седьмого входа блока 10, то третий компаратор срабатывает, и сигнал сего выхода поступает на срабатывание седьмого элемента памяти, выход которого подсоединен на первый вход четвертого элемента И.

на второй вход которого поступает сигнал с выхода датчика заднего положения механизма выгрузки. С выхода четвертого элемента И сигнал поступает на входы запрета первого и второго элементов запрета и на

третий выход блока 10.

Одновременно с выхода четвертого элемента И сигнал поступает на первый вход седьмого блока ключей, на второй вход ко- торого поступает код, соответствующий количеству заготовок, загруженных на радиусе раскладки. С выхода седьмого блока ключей Код, соответствующий п, поступает на n-й регистр регистра загрузки. С выхода регистра загрузки коды, соответствующие п

и для каждой заготовки Dp и DI, поступают на четвертый выход блока 10.

Так же с выхода четвертого элемента И сигнал через элемент задержки поступает на сброс содержимого счетчика количества заготовок. Блок 11 перемещения пода предназначен для перемещения пода на один шаг при условии, что загрузка и выгрузка заготовок не осуществляется/

На первый вход блока 11 поступает сигнал, соответствующий количеству заготовок, загруженных на радиусе раскладки и для каждой заготовки коды, соответствующие DI и Dp. На второй вход блока 11 поступает сигнал разрешения работы блока. На первом выходе блок 11 формирует коды, соответствующие параметрам заготовок, находящихся на радиусе выгрузки, т.е. количество заготовок, находящихся на радиусе выгрузки, и для каждой заготовки, начиная с n-го, сигналы,соответствующие DI и Dp, На втором выходе формируется сигнал о завершении работы блока 11 перемещения пода.

Блок 11 перемещения пода может быть выполнен, например, на базе привода механизма перемещения, триггера, генератора импульсов, блока регистров сдвига, счетчика, дешифратора, регистра памяти, блока элементов задержки, элемента И, элемента задержки и двух элементов памяти.

С второго входа блока 11 сигнал разрешения работы блока поступает на срабатывание триггера. С выхода триггера сигнал поступает на сброс первого элемента памяти и на первый вход элемента И, на второй вход которого поступает сигнал с выхода генератора импульсов. С выхода элемента И сигналы с определенной частотой поступают на вход счетчика, который своим выходом связан с входом дешифратора. С первого выхода дешифратора сигнал поступает на первый элемент блока элементов задержки и на вход записи регистра памяти. В регистр памяти с n-го регистра блока регистров сдвига переписывается информа- ция, соответствующая количеству заготовок, подлежащих выгрузке с радиуса выгрузки и для каждой заготовки коды, соответствующие DI и Dp. С выхода первого элемента блока элементов задержки сигнал поступает на вход записи n-го регистра блока регистров сдвига. Производится перепись информации из (п-1)-го регистра блока регистров сдвига в n-й. Когда срабатывает второй выход дешифратора, то сигнал от него поступает на сброс (п-1)-го регистра блока регистров сдвига и через второй элемент блока элементов задержки на вход записи (п-1)-го регистра блока регистров сдвига, и информация переписывается из

(п-2)-гр регистра в (п-1)-й. Таким образом, производится перепись информации из (п- 1)-го регистра в n-й, из (п-2)-го регистра в (п-1) и т.д. из второго регистра в третий, из первого регистра во второй, а в первый регистр информация поступаете первого входа блока 11,

После переписи информации из предыдущих регистров и последующие с (п+1)-го

0 выхода дешифратора поступает сигнал на срабатывание второго элемента памяти. С выхода второго элемента памяти сигнал поступает на сброс триггера, на сброс счетчика и на привод перемещения пода, и под

5 печи перемещается на один шаг.

Одновременно с выхода второго элемента памяти сигнал поступает на элемент задержки, выход которого подключен на вход первого элемента памяти. Когда сраба0 тывает первый элемент памяти, то сигнал от него поступает на сброс второго элемента памяти на второй выход блока 11, который фиксирует завершение работы блока 11 перемещения пода.

5 Блок 12 управления механизмом выгрузки предназначен для управления перемещением механизма выгрузки. На первый вход блока 12 поступают сигналы, соответствующие количеству заготовок, находя0 щихся на радиусе выгрузки, и для каждой заготовки коды, соответствующие DI и Dp. На второй вход блока 12 поступает сигнал разрешения работы блока. На третий и четвертый вход блока 12 поступают коды, соот5 ветствующие действительным значениям величин DI и Dp, а на пятый вход поступает сигнал, соответствующий наличию заготовок на радиусе выгрузки печи На выходе блока 12 формируется сигнал окончания

0 операции выгрузки заготовок в радиусе выгрузки.

Блок 12 управления механизмом выгрузки может быть выполнен, например, на базе привода механизма выгрузки, регистра

5 выгрузки, двух элементов И, триггера, двух блоков ключей, элемента задержки, четырех элементов памяти, реверсивного счетчика, дешифратора, датчика заднего положения механизма выгрузки, датчика, фиксирую0 щего захват заготовок, датчика окончания выгрузки, блока элементов ИЛИ, трех компараторов, элемента ИЛИ и двух элементов запрета.

Сигналы, соответствующие разреше5 нию работы блока и наличия заготовок на радиусе выгрузки печи, поступают с второго и пятого входа блока 12 на первый и второй вход первого элемента И, с выхода которого сигнал поступает на срабатывание триггера. С выхода триггера сигнал поступает на

первые входы регистров регистра выгрузки и первого блока ключей, на вторые входы которых поступают соответственно коды DI и Dp для каждой заготовки, находящейся на радиусе выгрузки, и количество заготовок на радиусе выгрузки с первого входа блока 12. С выхода первого блока ключей код, соответствующий количеству заготовок на радиусе выгрузки, поступает на вход реверсивного счетчика.

Одновременно с выхода триггера сигнал через элемент задержки поступает на первый вход первого элемента памяти. С выхода первого элемента памяти сигнал поступает на сброс триггера. С выхода реверсивного счетчика код, соответствующий количеству заготовок на радиусе выгрузки, поступает на вход дешифратора. С выхода дешифратора сигнал поступает на первый вход n-го ключа второго блока ключей, на второй вход которого поступает код, соответствующий DI и Dp с n-го регистра регистра, выгрузки. С выхода n-го ключа второго блока ключей коды, соответствующие DI и Dp, через блок элементов ИЛИ поступают соответственное на первые входы первого и второго компараторов. На второй вход первого клмпаратора подключаются коды, соответствующие фактической величине DI с третьего входа блока 12.

В начальный момент механизм выгрузки находится в исходном положении и датчик, фиксирующий это положение, срабатывает, и с его выхода сигнал поступает на второй вход второго элемента И, на первый вход которого поступает сигнал разрешения работы блока с второго входа блока 12. С выхода второго элемента И сигнал поступает на второй элемент памяти, который, срабатывая, через первый элемент за- прета включает привод механизма выгрузки. Механизм выгрузки перемещается в печь для захвата заготовок. Когда коды, соответствующие вычисленной и фактической величине DI, поступившие на первый компаратор, совпадут, то компаратор сработает и сбросит второй элемент памяти, и через первый элемент запрета обесточит привод механизма выгрузки. Механизм вы- грузхки останавливается для захвата n-й заготовки на радиусе выгрузки. Срабатывает датчик, фиксирующий захват заготовок в печи, и сигнал с его выхода поступает на третий элемент памяти, который, срабатывая, через первый вход элемента ИЛИ и второго элемента запрета включает привод механизма выгрузки. Механизм выгрузки с захваченной заготовкой перемещается в сторону рольганга выгрузки.,

На второй вход второго компаратора подключаются коды, соответствующие фактической величине Dp с четвертого входа блока 12. Когда коды, соответствующие вычисленной и фактической величине Dp, поступившие на второй компаратор, совпадут, то компаратор сработает и сбросит третий элемент памяти, и через элемент ИЛИ и второй элемент запрета обесточит привод

0 механизма выгрузки. Механизм выгрузки останавливается на рольганге выгрузки, и заготовка укладывается на рольганг выгруз: ки. При этом срабатывает датчик окончания выгрузки, и сигнал с его выхода поступает

5 на четвертый элемент памяти, который, срабатывая, через второй вход элемента ИЛИ и второго элемента запрета включает привод механизма выгрузки. Механизм выгрузки возвращается в исходное положение, и сра0 батывает датчик заднего положения механизма выгрузки. С выхода датчика заднего положения сигнал поступает на сброс четвертого элемента памяти и на второй вход второго элемента И.

5 Одновременно с выхода второго компаратора сигнал поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика, т.е. в счетчике количество заготовок, находщихся на радиусе выгрузки, уменьшается на единицу, и в

0 нем будет записано количество заготовок, соответствующее величине (п-1).

Аналогично вышеприведенному производится выгрузка (п-1)-й и т.д. первой заготовки. Если с радиуса выгрузки выгрузили

5 все заготовки, т.е. в реверсивном счетчике количество заготовок равно нулю, то срабатывает третий компаратор (в компараторе код с выхода реверсивного счетчика сравнивается с нулем), и сигнал с его выхода посту0 пает на сброс первого элемента памяти, на входы запрета первого и второго элементов запрета и на выход блока 12.

Блок 13 согласования предназначен для согласования работы блока 10 управления

5 механизма загрузки, блока 11 перемещения пода и блока 12 управления механизмом выгрузки. На первый, второй и третий входы блока 13 поступают соответственно сигналы окончания операции загрузки заготовок

0 на радиусе раскладки, окончания операции выгрузки заготовок в радиусе выгрузки и окончания операции перемещения пода. На первом, втором и третьем выходах блок 13 формирует соответственно сигналы разре5 шения работы блоков 10-11.

Блок 13 согласования может быть выполнен, например, на базе трех элементов И, двух элементов НЕ,, триггера, трех элементов запрета, четырех элементов памяти и трех элементов запрета. С первого и второго входов блока 13 сигналы соответственно поступают на входы первого элемента И и на входы первого и второго элементов НЕ. С выхода первого элемента И сигнал через первый элемент запрета поступает на ера- батывание первого элемента памяти, выход которого через второй элемент запрета соединен с первым входом второго элемента И, на первый вход которого поступает сигнал с третьего входа блока 13.

При завершении операции перемещения пода на третьем входе блока 13 все время до следующей команды на очередное перемещение пода присутствует сигнал.

Одновременно с третьего входа блока 13 сигнал поступает на третий элемент запрета и на первый элемент задержки. На выходе третьего элемента запрета сигнал будет держаться до тех пор, пока не сработает первый элемент задержки. Когда на выходе первого элемента задержки появится сигнал, который связан с входом запрета третьего элемента запрета, то выход третьего элемента запрета обесточится. С выхода второго элемента И сигнал поступает на срабатывание второго элемента памяти и на вход второго элемента задержки. С выхода второго элемента задержки сигнал поступает на третий выход блока 13. В этом случае формируется сигнал разрешения работы блока 11 перемещения пода, и на третьем входе блока 13 сигнал обесточится. С выхода второго элемента памяти сигнал поступает на первый вход третьего элемента И и на вход запрета второго элемента запрета. В этом случае выход второго элемента запрета обесточится, обесточатся также выходы второго элемента И, второго элемента задержки и третий выход блока 13.

Когда операция перемещения пода за- вершится, то на третьем входе блока 13 появится сигнал, который поступает на вход третьего элемента запрета и первого элемента задержки. С выхода третьего элемента запрета сигнал поступает на второй вход третьего элемента И, выход которого соединен с входами триггера, третьего и четвертого элементов памяти. С выходов третьего и четвертого элементов памяти сигналы соответственно поступают на первый и второй входы блока 13. При этом формируются сигналы разрешения работы блоков 10 и 12. С выхода триггера сигнал поступает на вход запрета первого элемента запрета и через третий элемент задержки на сброс первого элемента памяти.

Если на каком-либо (первом или втором) входе блока 13 сигнал обесточится, то сработает первый или второй элемент НЕ, и сигнал поступит на сброс третьего или чет-.

вертого элемента памяти, т.е. в этом случае завершается загрузка или выгрузка заготовок из печи. Одновременно сигнал с выхода какого-либо элемента НЕ через элемент ИЛИ поступает на сброс триггера и второго элемента памяти.

Когда на первом и втором входе блока 13 появится сигнал, т.е. загрузка и выгрузка заготовок завершена, то работа блока 13 происходит аналогично вышеприведенному.

Статическое состояние устройства характеризуется тем, что первый выход измерителя 1 ширины заготовок соединен с первым входом блока 8 определения пути механизма загрузки на приемном рольганге, второй вход которого соединен с первым выходом блока 4 задатчиков, второй, третий и четвертые выходы которого соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами блока 9 определения пути механизма загрузки в печи, выход которого соединен с четвертым входом блока 10 управления механизма загрузки, первый, второй, третий, пятый, шестой и седьмой входы которого соединены соответственно с вторым выходом измерителя 1 ширины заготовок, выходом блока 8 определения пути механизма загрузки на приемном рольганге, выходами датчиков 2 и 3 пути механизма загрузки на приемном рольганге и в печи, первым выходом блока 13 согласования и вторым выходом блока 4 задатчиков, первый, второй, третий и четвертый выходы блока 10 управления механизмом загрузки соединены соответственно с четвертым и пятым входами блока 9 определения пути механизма загрузки в печи, пеовым входом блока 13 согласования и с первым входом блока 11 перемещения пода, второй вход и выход которого соединен соответственно с третьим выходом и входом блока 13 согласования, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом и вторым входом блока 12 управления выгрузкой, первый, третий, четвертый и пятый входы которого соединены соответственно с первым выходом блока 11 перемещения пода, выходами датчиков 5 и 6 пути механизма выгрузки в печи и на рольганге выгрузки и датчика 7 наличия заготовок на радиусе выгрузки.

Способ управления загрузкой, выгрузкой и перемещением заготовок в кольцевой печи реализуется следующим образом.

Перед загрузкой заготовок в печь в блок 4 задатчиков вводится информация, соответствующая а0, гп, Lp и Ln.MaKc.

Работа устройства начинается с момета измерения ширины первой заготовки, подлежащей загрузке. После измерения ширины заготовки сигнал, соответствующий Ц, поступает с первого выхода измерителя 1 ширины на первый вход блока 8 определения пути механизма загрузки i на приемном рольганге. С первого выхода 13 согласования поступает сигнал разрешения работы блока на шестой вход блока 10. На второй вход блока 8 поступает код, соответствующий а0, с первого выхода блока 4 задатчи- ков. В блоке 8 производится вычисление Dp пути механизма загрузки на приемном рольганге в соответствии с математическим выражением (1). С выхода блока 8 код, соответствующий i вычисленному значению Dp, поступает на второй вход блока 10 управления механизмом выгрузки, После измерения ширины заготовки сигнал от второго выхода измерителя 1 ширины (логический выход) поступает на первый вход блока 10, Блок 10 включает механизм загрузки, который перемещается на приемном рольганге для захвата заготовок. На третий вход блока 10 поступает код, соответствующий фактически пройденному пути механизма загрузки с выхода датчика 2 пути механизма загрузки на приемном рольганге, В момент равенства вычисленного и фактического значения величины Dp блок 10 останавливает механизм загрузки, осуществляется захват заготовки механизмом загрузки на приемном рольганге. Затем производится перемещение механизма загрузки с заготовкой в печь для раскладки заготовки на радиусе печи.

Для укладки п заготовок равномерно по радиусу печи с равномерным пробелом между заготовками рассчитывается путь продвижения механизма загрузки от момента захвата заготовки на приемном рольганге до укладки ее на радиусе раскладки и определяется по математическому выражению (2).

Пример равномерной раскладки заготовок на подину кольцевой печи стана 1500.

Кольцевая печь стана 1500 имеет следующие характеристики: диаметр печи - 14300 мм; рабочая ширина подины - 2120 мм; угол поворота подины - 18°; угол между осями загрузки и выгрузки - 36°.

Кольцевая печь разбита на 20 секций. Если на загрузке первая секция, то на выгрузке девятнадцатая, а двадцатая секция свободна и находится между осями механизмов загрузки и выгрузки.

В табл. 1 приведены геометрические размеры нагреваемого металла и количество заготовок в ряду посада.

Как видно из табл.1, количество заготовок в ряду радиуса раскладки меняется в пределах 1-5 и, соответственно, для каждого ряда и.макс равны: и.макс 1900 мм;

12,макс 1000 ММ; , Мм: Ы.макс 470 мм; ,макс 240 мм.

Расстояние от окна загрузки до заднего положения механизма загрузки равно а0 3160мм.

0

Согласно математическим выражениям 1 и 2 провели расчет для пути продвижения механизма загрузки от исходного положения до захвата заготовки на приемном роль5 ганге и в дальнейшем укладки ее на радиусе раскладки. Результаты расчета приведены в табл.2.

Если в ряду радиуса посада укладывается 5 заготовок с максимальной шириной

0 240 мм, то заготовки укладываются равномерно с зазором между заготовками, равными 153,3 мм с соответствующими координатами DI механизма загрузки.

Расчет DJ производится в блоке 9, на

5 первый, второй и третий входы которого поступают коды m, Lp и ,макс второго, третьего и четвертого выходов блока 4 задатчиков. На четвертый и пятый входы блока 9 поступают сигналы, соответствую0 щие количеству заготовок, загруженных на радиусе раскладки, и сигнал разрешения функционирования блока 9. С выхода блока 9 код, соответствующий величине DI, рассчитанный для загружаемой заготовки со5 гласно математическому выражению (2), поступает на четвертый вход блока 10. На пятый вход блокаМО поступает код, соответствующий фактически пройденному пути механизма загрузки с выхода датчика 3

0 пути механизма загрузки в печи. В момент равенства вычисленного и фактического значений величины DI блок 10 формирует сигнал на остановку механизма загрузки, и заготовка укладывается на радиусе рас5 кладки.

При появлении очередной заготовки на приемном рольганге печи для загрузки на тот же радиус раскладки последовательность работы блоков, участвующих

0 для загрузки, аналогична вышеприведенной.

Когда все заготовки на радиусе раскладки будут загружены, т.е. код, соответствующий количеству заготовок, подлежащих к

5 загрузке на радиусе раскладки, поступающий с второго выхода блока 4 задатчиков на седьмой вход блока 10 и код, соответствующий количеству заготовок, загруженных на радиус раскладки, совпадут, то блок 10 на своем третьем выходе формирует сигнал

окончания операции загрузки заготовок на радиусе раскладки.

С третьего выхода блока 10 сигнал об окончании операции загрузки поступает на первый вход блока 13 согласования.

Если срабатывает датчик 7 наличия заготовок на радиусе выгрузки, то сигнал поступает на пятый вход блока 12 управления механизмом выгрузки. На второй вход блока 12 поступает сигнал разрешения работы блока с второго выхода блока 13. На первый вход блока 12 поступают сигналы, соответствующие количеству заготовок, находящихся на радиусе выгрузки, и для каждой заготовки коды, соответствующие вычис- ленной величине DI и Dp. Блок 12 включает механизм выгрузки, который перемещается в печь для захвата n-й заготовки на радиусе выгрузки. При этом на третий вход блока 10 поступают коды, соответствующие фактиче- ской величине DI с выхода датчика 5 пути механизма выгрузки в печи. В момент равенства вычисленного и фактического значений величины DI блок 12 формирует сигнал на остановку механизма выгрузки для захвата n-й заготовки на радиусе выгрузки. После этого механизм выгрузки с захваченной заготовкой перемещается в сторону рольганга выгрузки. При этом на четвертый вход блока 12 поступают коды, соответствующие фактической величине Dp с выхода датчика 6 пути механизма выгрузки на рольганге выгрузки. В момент равенства вычисленного и фактического значений величины Dp блок 12 формирует сигнал на остановку механизма выгрузки, Механизм выгрузки останавливается на рольганге выгрузки, и заготовка укладывается на рольганг выгрузки.

Аналогично вышеприведенному произ- водится выгрузка всех заготовок, находящихся на радиусе выгрузки. Когда с радиуса выгрузки все заготовки выгрузят, то блок 12 на своем выходе формирует сигнал окончания операции выгрузки заготовок с радиуса выгрузки, который поступает на второй вход блока 13 согласования.

Если загрузка и выгрузка заготовок из печи завершилась и на первом и втором входах блока 13 согласования появляется сигнал, то в этом случае первый и второй выходы блока 13 обесточатся, и на третьем выходе формируется сигнал, который поступает на второй вход блока 11 перемещения пода. Блок 11 формирует сигнал на переме- щение пода кольцевой печи на один шаг. На первый выход блока 11 выводится информация для заготовок, поступающих на радиус выгрузки, и в блоке 11 производится сдвиг информации на один регистр в сторону, соответствующую перемещению пода. Затем производится перепись информации, соответствующей количеству загруженных на радиусе загрузки заготовок, и для каждой заготовки коды, соответствующие DI и Dp, с четвертого выхода блока 10 через первый вход блока 11 поступают в регистры сдвига.

После завершения всех операций блок 11 на своем втором выходе формирует сигнал о завершении работы блока, который поступает на третий вход блока 13 согласования. Блок 13 на первом и втором выходах формирует сигналы разрешения работы блоков 10 и 12, и работа устройства повторяется для загрузки, выгрузки заготовок и перемещения пода печи.

Использование способа управления загрузкой, выгрузкой и перемещением заготовок в кольцевой печи обеспечивает уменьшение цикла загрузка - перемещение - выгрузка, возможность раскладки заготовок на радиусе раскладки с равными интервалами между ними и в связи с этим возможность построения систем управления тепловым режимом кольцевых нагревательных печей с учетом тепловой нагрузки и геометрических размеров заготовок, повышение технико-экономических характеристик кольцевых печей.

Формула изобретения

Способ управления загрузкой, выгрузкой и перемещением заготовок в кольцевой печи, включающий контроль наличия заготовок на позиции выгрузки, измерение ширины заготовок, подлежащих загрузке, осуществление последовательного измерения пути для механизма загрузки, загрузку очередной заготовки, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени цикла загрузка - перемещение - выгрузка и равномерной раскладки заготовок по радиусу печи, после измерения ширины заготовки осуществляют вычисление пути механизма загрузки перед захватом заготовки на приемном рольганге в соответствии с первым математическим выражением:

0Р а0--у- ,

где Dp - путь механизма загрузки на приемном рольганге;

а0 - расстояние от окна загрузки до заднего положения механизма загрузки;

L3 - ширина заготовки, подлежащей загрузке,

после чего последовательно осуществляют перемещение механизма загрузки и захвата заготовки на приемном рольганге, причем в зависимости от ширины загружаемой заготовки, осуществляют вычисление пути перемещения механизма загрузки в печи и раскладку заготовок на радиусе печи равномер-, но в соответствии с вторым математическим выражением

Di Lp - n -А

п +(п-1)

U,

,макс,

где А -р , |Макс- расстояние между

заготовками, раеположенными на подовых брусьях для n-рядного посада и ,макс на этом радиусе;

DI - путь механизма загрузки в рабочем пространстве печи;

Lp - рабочая ширина пода печи;

1п,макс - максимальная ширина заготовок для n-рядного посада;

п - количество заготовок, загруженных на радиус раскладки;

m - максимальное количество заготовок, подлежащих к загрузке на радиус раскладки;

1 1,2п,

затем последовательно осуществляют перемещение пода в печи, которое прекращают в моменты поступления заготовок на позицию выгрузки в печи,после поступления заготовок на позицию выгрузки для выгрузки заготовок из печи, перемещают механизм выгрузки на расстояние в соответствии с первым и вторым математическим выражением, причем после завершения выгрузки осуществляют перемещение пода и затем загрузку и выгрузку проводят одновременно,

с

Таблица 1

Таблица 2

Изобретение относится к управлению механизмами перемещения заготовок в нагревательных печах. Цель изобретения - со- кращение времени цикла загрузка - перемещение - выгрузка и равномерная раскладка заготовок по радиусу печи. После измерения ширины заготовки осуществляется вычисление пути механизма загрузки на приемном рольганге Dp, и захват заготовок осуществляется строго посередине заготовок. Причем в зависимости от ширины загружаемой заготовки осуществляется вычисление пути перемещения механизма загрузки в печи DI и раскладка заготовок на радиусе равномерно. Затем осуществляется операция перемещения пода, которая прекращается в момент поступления заготовок на позицию выгрузки. Выгрузка заготовок из печи осуществляется в последовательности, обратной загрузке, по вычисленным значениям пути Dp и Di для механизма выгрузки в момент нахождения указанного радиуса выгрузки на оси загрузки 2 ил , 2 табл. у Ё

f 1/9.1

Раг.2

Ра(/уе /oACJMAfac/

/У«яа#ум jae/wjxt/

j/oxex #Of s ojtof#-9M #л. jat/ryjxt/