Способ контроля длины длинномерного материала и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК G01B7/04 

со

с

Изобретение относится к способам измерения длины длинномерных материалов и может быть использовано в различных отраслях промышленности.. Цель изобретения - повышение точности измерений. В соответствии со способом измерение длины производят при номинальной скорости мерильным роликом, а в переходных режимах - по количеству оборотов паковки с учетом ее текущего радиуса. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к средствам измерения и может быть использовано в различных отраслях промышленности, связанных с намотками длинномерного материала на паковку

Известен способ, который реализует устройство для измерения длины длинномерного материала. В данном устройстве контролируемый материал приводят в контакт с роликом, измеряют угол поворота ролика и по его вращению рассчитывают длину материала 1.

Данное устройство имеет ряд существенных недостатков.

Вышеперечисленные недостатки делают подобное устройство малоэффективным.

Наиболее близким к заявленному является способ, заключающийся в том, что контролируемый материал пропускают через измерительный ролик, измеряют параметр режима намотки, характеризующий длину, сравнивают длину с заданным значением а контроль ведут по результатам сравнения. Способ реализует устройство, содержащее мерильный валик, ось которого кинематически связана с преобразователем угла поворота в электрический сигнал, выходом подключенного к регистратору 2,

Данное устройство имеет ряд существенных недостатков.

мерильный ролик, имеющие различные массы, останавливаются неравномерно, что приводит к ошибке измерения.

В случае, когда в партии наматывается более одной паковки (сновального вала), не имеет смысла повторять весь процесс измерения, Для этого достаточно только измерить длину намотки первой паковки и определить число оборотов паковки, необходимое для этого, а все остальные паковки наматываются по числу оборотов. Поэтому используемый способ усложняет процесс измерения.

Целью изобретения является повышение точности отмера путем учета измерения скоростей во время процесса наматывания.

Цель достигается тем, что в качестве параметра в переходном режиме используют произведение числа оборотов паковки на ее радиус, а в качестве параметра в уста- новившемся режиме используют число оборотов измерительного ролика,

В устройстве цель достигается тем, что оно снабжено датчиком скорости вращения измерительного ролика, а схема обработки выполнена в виде четырех блоков умножения, блока деления, двух запоминающих блоков, инвертора, трех блоков сравнения, трех схем И, схемы ИЛИ, двух счетчиков, зэдатчика радиуса измерительного ролика, двух мультиплексоров, двух переключателей, задатчика длины.

Устройство, реализующее способ, включает паковку 1, на которую наматывается материал 2. Паковка снабжена регули- руемым приводом 3. В процессе намотки материал 2 огибает мерильный ролик 4. Мерильный ролик 4 и паковка 1 соответственно кинематически связаны с датчиками 5 и 6 частоты вращения (одному обороту паков- ки 2 или ролики 4 соответствует фиксированное число импульсов). Датчик 5 частоты вращения выходом связан с входом блока 7 умножения, другой вход которого соединен с задатчиком 8 радиуса мерильного ролика 4, выполненным в виде генератора импульсов, частота которого может задаваться оператором, Выход блока 7 умножения связан через блок 9 умножения на 2 л: с входом логического элемента И 10 и одновременно с входом делимого блока 11 деления.

На входах блока 11 деления установлены счетчики, которые обнуляются оператором после выполнения всего цикла намотки, На чертеже счетчики не показаны.

Датчик б частоты вращения выходом связан с входом делителя блока 11 деления, входом счетчика 12 и входом блока 13 умножения. Выход блока 11 деления через блок 14 запоминания соединен с другим входом

блока 13 умножения, выход которого через блок 15 умножения на число 2 п связан с логическим элементом И 16. Выходы логиче; ских элементов И 10 и 16 объединены между собой и связаны через счетчик 17 с индикатором 18. Датчик 19 скорости вращения паковки 1 выходом соединен с пороговым элементом 20, прямой выход которого связан с выходом логического элемента И 10, а инверсный - с входом логического элемента И 16. Выход счетчика 12 связан с входами мультиплексоров 21 и 22. Управляющий вход мультиплексора 21 соединен с переключателем 23 окончания процесса наматывания первой паковки в партии, а управляющий вход мультиплексора 22 соединен с переключателем 24 начала процесса намотки последующих паковок в партии. Выход мультиплексора 21 связан через блок 25 запоминания с входом блока 26 сравнения, другой вход которого соединен с выходом мультиплексора 22, а выход - с входом логического элемента ИЛИ 27, выход которого связан с управляющим входом привода 3 паковки 1. Выход счетчика 17 связан с входом блока 28 сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком 29 длины намотки, а выход с входом логического элемента И 30. Инвертор 32 входом соединен с переключателем 24, а выходом - с входом логического элемента И 30, выход которого связан с входом логического элемента ИЛИ 27.

Устройство, реализующее способ, работает следующим образом.

Длинномерный материал 2 наматывается на паковку 1, огибая при этом мерильный ролик 4. Датчик 5 частоты вращения мерильного вала, выдает Сигнал на блок 7 умножения, где он перемножается с величиной радиуса мерильного ролика, задаваемой задатчиком 8 радиуса мерильного ролика 4. Полученная величина умножается в блоке 9 умножения на 2 п. Поэтому на его выходе получается длина нитей, отмеряемых мерильным роликом 4.

Паковка 1 вращается в соответствии с требованиями технологического процесса, при двух скоростях - замедленной и нормальной. Замедленная скорость необходима при перезаправке материала 2, обнаружений его дефектов и т.д. Датчик 19 скорости вращения мерильного ролика, выходом связанный с пороговым элементом 20 при скорости вращения мерильного ролика 4, равной или близкой номинальной, на его прямом выходе присутствует сигнал, а при

скорости, равной или близкой замедленной, на его инверсном выходе присутствует сигнал. При этом при номинальной скорости вращения мерильного ролика сигнал от блока 9 умножения будет поступать через логический элемент И 10 на счетчик 17, в котором происходит суммирование длины намотанного на паковку 1 материала 2.

Суммарная длина отображается на индикаторе 18.

Ввиду того, что проскальзывание материала 2 относительно мерильного ролика 4 наблюдается в периоды перехода с замедленной скорости на номинальную и наоборот, разница в длине, измеренная и реальная, получаются отличны на значительную величину, поэтому в переходных режимах измерение длины производится по количеству оборотов паковки 1 с учетом ее текущего радиуса. Текущий радиус паковки 1 во время намотки на него материала 2 получается из следующих соотношений. Длина материала 2, отмеряемая мерильным роликом 4, равна

-Рм -2л,

О)

где hM - число оборотов мерильного ролика;

RM - радиус мерильного ролика.

С другой стороны, длину материала можно определить как

-Rn- 2л.

(2)

где hn - число оборотов паковки; Rn - текущий радиус паковки. Откуда можно составить уравнение

пм- RM 2 nn-Rn 2n

или

RM

hM RH пп

(3)

Величина hM RM получается после блока 7 умножения. Сигнал с датчика 6 частоты вращения паковки 1 является величиной, пропорциональной hn, и подается на вход Делитель блока 11 .деления, а на вход Делимое подан сигнал от блока 7 умножения. Следовательно, на выходе блока 11 деления получается сигнал, равный величине текущего радиуса паковки 1. Текущий радиус постоянно запоминается в блоке 14 запоминания. В блоке 13 умножения текущий радиус паковки 1 перемножается с сигналом датчика 6 частоты вращения паковки, и его выходной сигнал еще раз умножается в блоке 15 умножения на 2 л: и через логический элемент И 16 поступает на счетчик 17. Прохождение сигналов на счетчик 17 зависит от скорости вращения мерильного ролика 4. При номинальной скорости вращения сигнал на счетчик 17 проходит через логиче- 5 ский элемент И 10, а при переходных режимах и при пониженной скорости - через логический элемент И 16. С выхода счет- чика 17 сигнал поступает на блок 28 сравнения, другим входом связанный с за0 датчиком 29 длины намотки. При совпадении показаний на выходе блока 28 сравнения появляется сигнал, поступающий на, логический элемент И 30. На другом входе логического элемента И 30 присутст5 вует сигнал, т.к. происходит наматывание первой паковки в партии и переключатель 24 разомкнут и, следовательно, на выходе инвертора 32 присутствует сигнал. Поэтому сигнал с блока 28 сравнения проходит через

0 логические элементы И 30 и ИЛИ 27 на управляющий вход привода 3 паковки 1, и она тормозится.

Таким образом происходит наматывание материала на первую паковку.

5 После наматывания вторая паковка.и т.д. до полной партии. Установлено, что для- получение одинаковой с первой паковкой длины последующих наматываемых пакб- вок измерение их длины следует произво0 дить по количеству оборотов паковки.

Поэтому после наматывания первой паковки в партии замыкают переключатель 23 окончания намотки первой паковки. На управляющий вход мультиплексора 21 подает5 ся сигнал и происходит запись содержимого счетчика 12 в блок 25 запоминания. Затем оператор сбрасывает счетчик 12 в ноль, замыкает переключатель 24 начала процесса намотки последующих паковок и начинает

0 наматывать вторую паковку в партии. При этом инвертор 32 запрещает прйхождение сигнала от блока 28 сравнения к логическому элементу ИЛИ 30. Счетчик 12 начинает суммировать число оборотов паковки 1. С

5 выхода счетчика 12 через мультиплексор 22 сигнал поступает на вход блока сравнения 26, второй вход которого соединен с выходом блока 25 запоминания, в котором записаны данные о количестве оборотов первой

0 навитой паковки в партии. При совпадении количеств оборотов паковки 1 при намотке первой и второй паковок в партии блок 26 сравнения выдает сигнал на управляющий вход привода 3 и паковка тормозится. По5 следующие паковки в партии наматываются аналогично второй.

Использование заявленного способа и устройства, его реализующего, позволяет повысить точность отмерз.

Формула изобретения

рого блока умножения, датчик скорости вращения измерительного ролика соединен с входом первого блока сравнения, прямой выход которого соединен с первым входом первой схемы И, второй вход которой соединен с выходом второго блока умножения, а ее выход объединен с выходом второй схемы И и соединен с входом первого счетчика, выход которого соединен с индикатором и первым входом второго блока сравнения, второй вход которого соединен с задатчи- ком длины, а выход - с первым входом третьей схемы И, второй вход которой соединен с выходом инвертора, ее выход соединен с первым входом.схемы ИЛИ, второй вход которой соединен с выходом третьего блока сравнения, а выход схемы ИЛИ соединен с приводом паковки, первый вход второй схемы И соединен с инверсным выходом первого блока сравнения, второй, ее вход соединен с выходом третьего блока умножения, вход которого соединен с выходом четвертого блока умножения, первый вход которого соединен с выходом датчика частоты вращения паковки, второй вход - с выходом второго запоминающего блока, вход которого соединен с выходом блока деления, второй вход которого объединен с входом второго счетчика и соединен с выходом датчика частоты вращения паковки, выход второго счетчика соединен с входами первого и второго мультиплексоров,второй вход первого мультиплексора соединен с первым переключателем и входом инвертора, его выход - с входом третьего блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом первого запоминающего блока, вход которого соединен с выходом второго мультиплексора, второй вход которого соединен с вторым переключателем.