Устройство для раскроя заготовок и сортировки мерных изделий Советский патент 1980 года по МПК B23D36/00 B23D25/16 B07C5/28 

1

Изобретение касается автоматического раскроя заготовки и сортировки мерных изделий с применением дефектоскопии и может быть использовано в металлургической промышленности при производстве труб, полос и др. .

Известна система автоматической разбраковки изделий, содержащая механизм перемещения полосы до порезки, механизм порезки, механизм перемещения изделия после порезки, сбрасывающий или кантующий механизм, датчик перемещения, счетчик, первый коммутатор, ячейку памяти, дефектоскоп, логическую схему, первый регистр сдвига и датчик реза, позволяющие производить обнаружение дефектов на полосе до порезки и пощтучное сопровождение информации о качестве будущих изделий от датчика дефектоскопа до ножниц, а также датчик перемещения транспортера, второй регистр сдвига, второй коммутатор и вторую логическую схему, управляющую электромагнитами сортировки, позволяющие производить noaojjHoe сопровождение информации о качестве изделий, движущихся по транспортеру к исполнительным механизмам сортировки 1.

2

Данная система характеризуется недостаточным качеством раскроя и сортировки, что приводит к сбросу в карман брака полномерного изделия при наличии только точечного дефекта, кроме того, система сложна в эксплуатации.

Известна также система автоматической разбраковки листов, предназначенная для порезки полосы на листы мерной длины и укладки листов в пакеты с отбраковкой по толщине и проколам. Система состоит из формирователя мерности листов и блоков, осуществляющих обнаружение дефектов на несформированных листах в момент прохождения полосы под датчиком дефектоскопа, запоминающее и электрическое сопровождение информации о качестве сортировки и сортировку листов на две группы качеств 2.х .

Формирователь мерности листов состоит из механизма перемещения полосы до порезки и механизма порезки, движения которых синхронизованы специальным редуктором. Система имеет в своем составе также дефектоскоп, выход которого подключен на вход первого регистра сдвига. Импульсы переноса на этот регистр сдвига поступают от первого датчика реза, связанного с валом ножниц и установленного так, чтобы будущая линия реза полосы находилась под датчиком дефектоскопа, т.е. между датчиком дефектоскопа и линией реза ножниц должно укладываться только целое число формируемых листов. Выход первого регистра соединен со входом второго, импульсы переноса на который поступают от второго датчика реза, также связанного с валом ножниц. Второй датчик реза установлен так, что сигнал от реза поступает в то время, когда лист находится под исполнительным механизмом сортирующего устройства. Выход второго регистра соединен через выходной триггер с исполнительным механизмом сортировки элект ромагнитами, К недостаткам системы следует отнести низкое качество формирования и сортировки, что приводит к сбросу в карман брака точечного дефекта; необходимость поддержания высокой точности соотношения скоростей движения полосы до т ррезки и ленты транспортера листов после порезки, а также ограниченную область ее применения (лишь на агрегатах, производящих порезку листов постоянной длины), так как перестройка системы на новую длину листа довольно трудоемка. Известно также автоматическое устройство для сортировки мерных изделий, например, труб в линиях резки на мерные длины, содержащее дефектоскоп, соединенный с первым регистром сдвига, привод ножниц, соединенный с датчиком перемещения заготовки и через второй регистр сдвига - с блоком управления переключением напряжения сброса мерных изделий, и делитель частоты следования импульсов перемещения заготовки 3. Однако в брак направляется целое полномерное изделие, даже если на нем имеется один дефект независимо от его величины и 1ф(Угяженности, так как в этом устройстве но предусмотрена возможность вырезки локального дефектного участка заготовки и в брак может быть отправлено изделие, которое при других условиях, например при уменьн1ении мерной длины, считается годным. Известно устройство для раскроя заготовки и сортировки мерных изделий, содерж;пцее дефектоскоп, соединенный с первым п-разрядным регистром сдвига, два последних выхода которого соединены с входами двухвходовой схемы ИЛИ, датчик перемещения заготовки, выход которого подключен к циклическому счетчику метража и через делитель частоты - к тактоьому входу первого регистра сдвига, блок порезки, подключенный ко входу установки нуля циклического счетчика и к тактовому входу второго регистра сдвига, переключатель направления сброса мерных изделий, выход которого соединен с одним из входов механизма сброса 4. При работе этого устройства возникает фактор ощибок сортировки мерных изделий, так как системе присущи перебраковка при попадании сопровождаемого дефектного участка заготовки в зону реза, а также выброс в карман брака полномерного бракованного изделия независимо от протяженности бракованного участка на нем. Это обусловлено тем, что в устройстве не предусмотрена возможность вырезки локального дефектного участка заготовки. Целью изобретения является уменьшение отходов при раскрое заготовки и сортировке мерных изделий за счет обеспечения оптимального раскроя заготовки и достоверности сортировки с учетом распределения в ней дефектов. Для этого предлагаемое устройство снабжено схемой ИЛИ, объединяющей (п-3) первых разряда первого п-разрядного регистра сдвига, схемой И-НЕ, один из входов которой подключен к выходу (п-3)входовой схемы ИЛИ, а другой - к выходу (п-2)-го разряда первого регистра сдвига, двумя дифференцирующими цепями, входы которых подключены к двум последним выходам первого регистра сдвига,трехвходовой схемой ИЛИ, первый вход которой соединен с выходом циклического счетчика, а выход - со входом блока порезки, дополнительной двухвходовой схемой ИЛИ, один из входов которой подключен к выходу циклического счетчика, а другой - ко второму входу трехвходовой схемы ИЛИ, реле задержки, вход которого соединен с выходом дополнительной двухвходовой схемы ИЛИ, а один из выходов - со вторым входом механизма сброса, запоминающим устройством, один из входов которого подключен ко второму входу реле задержки, а выход - к переключателю направления сброса; одновибратором, вход которого соединен с выходом второй двухвходовой схемы ИЛИ, блоком переключения кармана и третьей дифференцирующей цепью, входы которых соединены с выходом одновибратора, электронным переключателем, имеющим шесть входов и четыре выхода, первых два входа которого подключены к выходу первой двухвходовой схемы ИЛИ и к предпоследнему выходу первого регистра сдвига, а первый выход соединен с информационным входом второго регистра сдвига, вторые два его входа подключены к выходам первой и второй дифференцирующих цепей, а два соответствующих выхода - KQ второму и третьему входам трехвходовой схемы ИЛИ, третьи два его входа подключены к выходам второго регистра сдвига, а выход - ко второму входу запоминающего устройства; RS-триггером, один вход которого соединен с выходом схемы И-НЕ, другой вход подключен к выходу

третьей дифференцирующей цепи, при этом его выход соединен с управляющими входами электронного переключателя и блока переключения кармана.

На чертеже схематично изображено предлагаемое устройство.

Устройство состоит из дефектоскопа 1, выход которого подключен к информационному входу п-разрядного регистра сдвига 2, первые (п-3) выхода которого через (п-3) входовую схему ИЛИ 3 соединены со входом двухвходовой схемы И-НЕ 4, второй вход которой подключен к (п-2)-му выходу регистра 2. Два последних выхода регистра 2 соединены со входами дифференцирующих цепей 5 и б и первой двухвходовой схемы ИЛИ 7. Входы электронного переключателя 8 подключены к выходам дифференцирующих цепей 5 и 6 и схемы ИЛИ 7, предпоследнего разряда регистра 2 и к выходам второго регистра сдвига 9. Выход схемы И-НЕ 4 подключен к S-входу RS-триггера 10, вход R которого соединен с выходом одновибратора 11 через дифференцирующую цепь 12. Выход RS-триггера подключен к управляющим входам электронного переключателя 8 и блока 13 переключения кармана. Второй вход переключателя кармана соединен с выходом одновибратора 11. Выходы электронного переключателя соединены с двумя входами трехвходовой. схемы ИЛИ 14 и с одним из входов двухвходовой схемы ИЛИ 15, с информационным входом второго регистра сдвига 9 и со входом запоминающего устройства 16. Выход схемы ИЛИ 15 соединен со входом одновибратора 11 и через реле задержки 17 - с одним из входов механизма сброса 18. Второй выход реде задержки 17 подключен ко второму входу запоминающего устройства 16, выход которого через переключатель блока направления сброса 19 подключен ко второму входу механизма сброса 18.

Датчик 20 перемещения заготовки соединен со счетным входом циклического счетчика 21 и через делитель частоты 22 с тактовым входом регистра 2. Выход трехвходовой схемы ИЛИ 14 соединен со входом блока порезки 23, выход которого соединен со счетчиком 21 и тактовым входом регистра 9. Выход счетчика 21 соединен с первым входом трехвходовой схемы ИЛИ 14 и со вторым входом схемы ИЛИ 15.

Устройство работает следующим образом.

Если на заготовке дефекты отсутствуют, то во всех разрядах регистра 2 записаны «Нули, датчик 20 перемещения заготовки выдает информацию циклическому счетчику 21, который отсчитывает установленный на нем метраж. Отработав свою программу, счетчик 21 выдает команду блоку порезки 23 через схему ИЛИ 14 и через схему ИЛИ 15 запускает реле задержки 17. Блок порезки производит рез и дает команду счетчику на обнуление.

Реле задержки выдает импульс запоминающему устройству 16 для записи на нем информации о качестве изделия (труба годная) и блоку направления сброса 19, который готовит механиз.м сброса 18 к сбросу сформированного изделия в карман годных. По истечении времени задержка сброса реле 17 выдает исполнительную команду механизму сбро я 18 на сброс мерного изделия.

Делитель частоты 22 по сигналам от датчика 20 сдвигает нулевую информацию в регистре 2, при появлении сигнала на выходе схемы 15 срабатывает одновибратор 11, импульс с выхода которого не .меняет состояния блоков 10 и 13. Остальные блоки устройства при этом находятся в исходном состоянии.

Если на заготовке имеется одиночный дефект, то информация о его наличии переписывается из дефектоскопа 1 в первый разряд регистра 2. Импульсы датчика 20 перемещения заготовки через делитель частоты 22 сдвигают информацию в регистре 2 до тех пор, пока дефект не подойдет к линии реза. Схема И-НЕ 4 и триггер 10 находятся в «нулевых состояниях, поэтому электронный переключатель 8 коммутирует (п-1)-й выход регистра 2 с информационным входом регистра 9, а выходы дифференцирующих цепей 5 и 6 - с двумя входами схемы ИЛИ 14 и с одним из входов схемы ИЛИ 15, а выход первого разряда регистра 9 - с информационным в.ходом запоминающего устройства 16.

Как только дефект заготовки приблизится к линии реза, на предпоследнем разряде регистра 2 появится высокий потенциал, который дефференцируется цепью 5, продифференцированным сигналом запускает блок порезки 23 через схему ИЛИ 14 и через схему ИЛИ 15 запускает одновибратор 11 и реле задержки 17. Информация о наличии дефекта на заготовке с выхода предпоследнего разряда регистра 2 записывается в первый разряд регистра 9 и не меняется в процессе реза по переднему концу бракованного участка заготовки, так как длительность импульса с предпоследнего разряда регистра 2 значительно больше, чем длительность импульса с блока порезки.

Эта информация с выхода первого разряда регистра 9 через переключатель 8 подается на информационный вход запоминающего устройства 16. Сигнал с одного из выходов реле 17 фиксирует информацию о производстве первого реза по дефектному участку в запоминающем устройстве 16 на время сброса годного изделия в карман неполномерных. Запоминающее устройство 16 готовит через блок 19 механизм сброса 18 к сбросу преддефектного участка заготовки. Блоки 10 и 13 остаются в исходном состоянии. Исполнительная команда на сброс преддефектного участка заготовки в карман годных неполномерных поступает на механизм сброса 18 от реле задержки 17.

При наличии на заготовке двух и более рядом расположенных дефектов информация о их наличии запишется в соответствующие разряды регистра 2 и тактовыми импульсами от делителя частоты 22 будет перемещаться из разряда в разряд, пока эта информация не появится на выходе (п-З)-го разряда.

При появлении информации о наличии дефекта на (п-З)-м разряде регистра 2 и наличии такой информации на любом из (п-4) первых разрядов регистра 2 схема И-НЕ 4 переводит в единичное состояние триггер 10, который переключает блок 8 во второе состояние и готовит блок 13 к приему формируемого полномерного изделия в карман брака.

В процессе последующих сдвигов информации о наличии дефекта через схему ИЛИ 7 и переключатель 8 переписывается из предпоследнего и последнего разрядов регистра 2 в первый разряд регистра 9. Циклический счетчик 21, отработав свою программу, запускает блок порезки 23 через схему ИЛИ 14 и через схему ИЛИ 15 запускает блоки 11 и 17. Устройство 16 запоминает на время сброса изделия информацию о браке и через переключатель 19.готовит механизм сброса 18 к выбросу бракованного изделия.

Ввиду наличия информации о бракованном изделии на одном из входов блока 13 команда на второй его вход от одновибратора 11 переключает движение сформированного изделия в карман брака. Задний фронт импульса одновибратора 11, продифференцированной цепью 12, переводит триггер 10 в нулевое состояние только в том случае, когда на выходе схемы И-НЕ 4 отсутствует информация о необходимости формирования нового дефектного изделия. Исполнительная команда на сброс бракованного изделия поступает на второй вход механизма сброса 18 с выхода реле задержки 17.

Предлагаемое автоматическое устройство для раскроя заготовки и сортировки мерных изделий увеличивает эффективность раскроя и сортировки, так как при наличии на заготовке одиночного дефекта последний вырубается, преддефектная часть заготовки направляется в специальный карман и может быть использована по назначению как годная продукция в виде дополнения к полномерной годной продукции, а последефектная часть заготовки, если на ее мерной длине отсутствуют дефекты, формируется в новое полномерное годное изделие. Эффективность сортировки в устройстве увеличена за счет применения запоминающего устройства 16, которое запоминает информацию о качестве сформированного изделия и хранит ее до сброса изделия в соответствующий карман. Ложные срабатывания механизма

сброса при вырубке дефектного участка исключены благодаря применению в устройстве схемы ИЛИ 15. Это приводит к увеличению эффективности раскроя заготовки и сортировки мерных изделий.

Таким образом, в устройстве предусмотрена возможность формирования и сортировки изделий четырех групп качества: полномерные годные, полномерные бракованные, неполномерные годные и короткие обрезки с дефектами, являющиеся окоичательным браком.

Полномерные бракованные изделия могут быть использованы при изготовлении изделий щирпотреба.

Устройство может быть использовано в черной металлургии при производстве, например, листов из рулонной ленты или электросварных труб малого и среднего диаметров. Экономическая эффективность от применения устройства выражается в увеличении выхода годного за счет оптимального

раскроя и сортировки изделий на четыре группы качества, в том числе и за счет образования полуфабрикатов (полномерные бракованные изделия) для изготовления изделий щирпотреба.

Предлагаемое устройство, разработанное на элементах микроэлектроники, испытано поблочно в лабораторных условиях и подготовлено для промышленных испытаний и внедрения на предприятиях трубной промышленности.

Формула изобретения

Устройство для раскороя заготовки и сортировки мерных изделий, содержащее дефектоскоп, соединенный с первым п-разрядным регистром сдвига, два последних выхода которого соединены со входами двухвходовой схемы «ИЛИ, датчик перемещения заготовки, выход которого подключен к циклическому счетчику метража и через делитель частоты - к тактовому входу первого регистра сдвига, блок порезки, подключенный ко входу установки нуля циклического счетчика и к тактовому входу второго регистра сдвига, переключатель направления сброса мерных изделий, выход которого соединен с одним из входов механизма сброса, отличающееся тем, что, с целью уменьщения отходов при раскрое и сортировке, оно снабжено схемой ИЛИ, объединяющей

(п-3) первых разряда первого регистра сдвига, схемой И-НЕ, один из входов которой подключен к выходу (п-З)-входовой схемы ИЛИ, а другой - к выходу (п-2)-го разряда первого регистра

сдвига, двумя дифференцирующими цепями, входы которых подключены к двум последним выходам первого регистра сдвига, трехвходовой схемой ИЛИ, первый вход кото