Электромеханическое устройство управления летучими ножницами Советский патент 1975 года по МПК B23D25/16 B21C51/00 

1

Изобретение относится к устройствам для управления автоматизированными летучими ножницами прокатных станов и различных агрегатов для обрезки мерных концов и мерных длин движущегося металла на синхронной с ним скорости.

Известные устройства, построенные на электромеханических узлах (сельсинах и тахогенераторах), имеют сложные переключаемые кинематические редукторы, необходимые для регулировки мерных длин, неудобны при применении для обрезки мерных концов, что приводит к усложнению электрических схем и ухудшению точности работы, имеют низкую точность из-за люфтов и из-за необходимости в изменении масштаба при регулировке мерных длин, которая в свою очередь оказывается ступенчатой и затрудняет использование устройства в системе комплексной автоматизации (например, безотходность раскроя).

В описываемом устройстве благодаря соответствуюш,ему включению измерителей исключается необходимость в муфтах и переключаемых кинематических редукторах, достигается универсальность при высокой точности с использованием преимуществ электромеханических устройств (отсутствие дрейфа, высокая надежность, простота реализации).

Структурная схема устройства приведена на чертел е, где 1 - сельсин-датчик перемещения металла; 2--дифференциальный сельсин; 3 - сельсин-датчик перемещения ножей; 4 - стопорный сельсин--индикатор исходного положения ножей; 5 - серводвигатель; б - тормоз электромеханический; 7 - тахогенератор - измеритель скорости металла; 8 - тахогенератор - измеритель скорости ножей; 9 - двигатель; 10 - регулятор скорости; 11 - регулятор тока; 12 - силовой преобразователь; 13 - блок логики с нуль-индикаторами; 14 - фазочувствнтельный выпрямитель; 15 - управляемое реле

времени; 16, 17, 18 - нелинейные преобразователи; 19, 20, 21, 22, 23. 24, 25, 26, 27, 28 - ключи; 29 - механизм ножниц; 30 - механизм измерителя перемещения ножей; 31 - направление движения металла; 32, 33 - датчики нНоТичия металла перед ножницами;

34- датчик положения ножей в момент реза;

35- командные входы; 36-блок измерения отклонения ножей от точки реза; 37 - ключ.

Схема предлагаемого устройстваотличается от известных тем, что в ней дифференциальный сельсин, находящийся на одном валу с механическим тормозом и серводвигателем, включен между сельснн-датчиком и приемником, а серводвигатель включен через переключатель на разность напряжений тахогенераторов-измерителей скорости металла и ножниц, благодаря чему управление становится возможным с помощью ключей и нульиндикаторов без сложных нереключаемых кинематических связей и вычислительных устройств с непрерывным контролем по пути и скорости. В качестве тормоза возможно использование шагового двигателя, например, типа ШД-4 или ШД-6А.

В исходном ноложении ножницы неподвижны, ключи 19, 20, 21, 22, 23, 25, 26, 28 разомкнуты, ключ 24 замкнут, а 27 замыкает цепь тахогенератор 7 - тахогенератор 8 - серводвигатель 5. Серводвигатель 5 вращается синхронно с тахогенератором 7, вращает дифференциальный сельсин 2 так, что результирующий угол рассогласования между последним н сельсин-датчиком 1 перемещения металла равен нулю. Это состояние фиксируется стопорным сельсином 4, подключенным через ключ 24 к сельсину 2 и сельсин-датчику 3. Последний удерживает ножи в исходном положении.

В момент подхода металла к датчику 33 подается команда в блок логики 13 с нуль-индикаторами на пуск ножниц. При этом замыкается ключ 19, через который от входов 35 задается длина отрезаемого конца. Производится выдержка времени, например, с помощью управляемого от тахогенератора 7 реле времени па пуск. В момент срабатывания нуль-индикатора в блоке логики подключаются входы через ключи 21, 23. Поскольку сигнал через ключ 21 равен сигналу через преобразователь 16 в момент пуска, немедленно подается команда на включение ключа 26 и отключение ключа 24. Нанряжение от тахогенератора 7 подается на вход регулятора скорости 10, происходит пуск с динамическим током (моментом), обусловленным нелинейностью нреобразователя 18, которая выбирается, например, из условия постоянства пути разгона ножей от нуля до заданной скорости.

При разгоне уменьшается разность напряжений между тахогенераторами 7 и 8, что приводит к замедленню вращения серводвигателя 5 и сельсина 2, так что за время разгона угол поворота сельсин-датчнка 1 равен сумме углов поворота сельсина 2 и сельсиндатчнка 3. Этим устраняется перерегулирование при пуске и обеспечивается нелинейная зависимость между рассогласованием по скорости и рассогласованием по пути.

При переходе на синхронную скорость с помощью нуль-индикатора в блоке логики производится переключение ключа 27 и включение ключа 25. Серводвигатель 5 затормаживается, сельсин 2 неподвижен. Вращение сельсин-датчика 1 нередается через сельсиндатчик 3 на механизм ножннц 29, ножн движутся синхронно с металлом и производят порез в заданном месте.

В момент реза перед отработкой мерной длины срабатывает датчик 34, происходит

следующее переключение: ключи 19 и 21 размыкаются, ключи 22 и 28 замыкаются, ключ 25 размыкается, ключ 27 переключает серводвигатель 5 в коптур с тахогенераторами 7 и 8.

Согласно сигналу УО, подаваемому через ключ 28 на вход регулятора 10, нроисходит увеличение (обгон) или снижение скорости ножей механизма ножниц 29 до момента, когда разность напряженнй между тахогенераторами 7 н 8 будет равна (с учетом нелинейной связи преобразователей 16, 17) сигналу, подаваемому через ключ 22. Этот момент соответствует половине рассогласования, которое необходимо отработать ирн заданной мерной длине, и фиксируется нуль-индикатором в блоке логики 13. В момент срабатывания нуль-индикатора ключ 28 размыкается, происходит восстановление рабочей скорости

с помощью сигналов обратной связи но нути и скорости. При этом сельсин 2 изменяет свое ноложение относительно сельсин-датчиков 1 н 3 соответственно направлению отработки, благодаря чему неререгулирование по скорости равно нулю. Пначе говоря, узел сельсина 2 и серводвигателя 5 на одном валу выполняет роль функционального преобразователя, необходимого для устранения перерегулирований нрн отработке заданного рассогласовання.

Порез мерных длин производится с одинаковой отработкой независимо от конструкцнн ножниц, которая учитывается в блоке логики 13. Причем рассогласование для ножниц

с электроприводом пронуска реза должно задаваться не более определенной величины, рассчитываемой для превыщения и снижения скорости нри отработке в пределах одпого оборота ножей. В случае больщих рассогласований, их величина разбивается на кратные длине окружности и некратные отрезки, а ножницы должны работать с пронускамн реза, число которых подсчитывается в блоке логики 13. Остаток - некратная длина должен

укладываться в допустимые пределы. Для принятия режима работы эти нределы (нри отработке в зоне одного оборота ножей) составляют -0,41н- + 1,0 длины окружности ножей, т. е. при этом возможно непрерывное регулирование длииы в больщом днаназоне.

В момент срабатывания датчика 32 от заднего конца блокируется узел блока логики 13, работающий на порез мерных длин, т. е. запрещается нодача команды от датчика 34 в

этот узел. Происходит порез последней мерной длины, а в момент реза сигнал от датчика 34 нодается на узел управления торможением. При этом ключ 22 разомкнут, ключ 21 замкнут, ключ 26 разомкнут (ключи 19, 20,

25, 28 разомкнуты), ключ 27 включает серводвигатель 5 в контур тахогенераторов 7, 8. В момент срабатывания датчика 33 от заднего конца ножн могут оказаться в исходном или не в исходном положении (не достигнут

исходного положения), но благодаря связи