Устройство для управления безупорным остановом перемещающейся заготовки

 

- УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ БЕЗУПОРНЫМ ОСТАНОВОМ ПЕРЕМЕЩАЮЩЕЙСЯ ЗАГОТОВКИ по авт.св. 900907, отличающееся тем, что, с целью повышения точности останова заготовки, оно снабжено дополнительными счетчиком, дешифратором, датчиком путевых импульсов и коммутатором, через который выходы путевых датчиков и дешифратора связаны с одним из входов элемента И и входом делителя частоты , выход которого подключен к 6д ному из входов .дополнительного счетчика , другой вход которого соединен с другим входом блока ввода информации , а выход - с входом дополнительного дешифратора. СО 00 4 О х

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(51) В 21 В 37/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H.ÀÂ ГОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВ,Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 900907 (21) 3536070/22-11 (22) 07.01.83 (46) 07.04.84 ° Бюл .Р 13 (72) Е.И.Мейбаум (71) Киевский институт автоматики им.ХХУ съезда КПСС (53) 621.771.065(088.8) .(56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 900907„ K . B 21 B 37/00,09.04.80. (54)(57) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ БЕЗУПОРНЬП OCTAHOBON ПЕРЕМЕЩАЮЩЕЙСЯ

ЗАГОТОВКИ по авт.св. 9 900907, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыаения точности останова заготовки, оно снабжено дополнительными счетчиком, дешифратором, датчиком путевых импульсов и коммутатором, через который выходы путевых датчиков и дешифратора связаны с одним из входов элемента И и входом делителя частоты, выход которого подключен к од : ному из входов дополнительного счетчика, другой вход которого соединен с другим входом блока ввода информации, а выход — с входом дополнительного дешифратора.

1084094

Изобрф ение относится к техническим средствам управления перемещением заготойрК и может быть использовано для @й рмйтизации управления безупорнщ рцтановом заготовок на рольгангах джэред методическими нагревательныМИ печами, механизмов загрузки и выгрузки печей и проката перед резкой нй мерные длины ножницами. цо основному авт.св. 9 900907, изйретно устройство управления безупор- 10 щам остановом перемещающейся заготовки, содержащее датчик путевых импульаов, датчик скорости, задатчик напряжения уставки скорости, блок ввода ининформации, дешифратор, блок управле- 5 ния приводом, сравниваняцие элементы, первые входы которых подключены к датчику скорости, элемент И, первый вход которого подключен к датчику путевых импульсов, счетчик, первый вход 0 которого подключен к блоку ввода формации, а выход ко входу дешифратора, ключи, первые входы которых подключены соответственно к первому и второму выходам задатчика напряжения уставки скорости, а выходы подключенй соответственно к первому и второму входам блока управления приводом, второй вход второго ключа подключен ко второму выходу дешифратора, триггер, первый и второй вхо- З0 ды которого подключены к выходам соответственно первого и второго сравнивающих элементов, а выход ко второму входу элемента.И, вторые входы первого и второго сравнивакщих эле- 35 ментов подключены соответственно ко второму и третьему выходам задатчика напряжения уставки скорости, делитель частоты, вход которого подключен к датчику путевых импульсов, 40 элемент ИЛИ, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам делителя частоты и элемента И, а выход ко второму входу счетчика, первый выход дешифратора подклю . чен к второму входу первого ключа (1) .

Недостатком известного устройства является низкая точность останова заготовки относительно заданной позиции,50

Цель изобретения — повышение точности останова заготовки.

Указанная цель достигается тем, что устройство управления безупорным остановом перемещающейся заготовки снабжено дополнительными счетчиком, дешифратором, датчиком путевых импульсов и коммутатором, через который выходы путевых датчиков и дешифратора связаны с одним из входов эле-60 мента И и входом делителя частоты, выход которого подключен к одному из входов дополнительного счетчика, другой вход которого соединен с другим входом блока ввода информации, а выход — с входом дополнительного дешифратора.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства, на Фиг.2 — схема перемещения заготовки, на фиг.3 — диаграмма изменения скорости в функции пути перемещения.

Устройство содержит датчики 1 и 2 путевых импульсов, задатчик 3 напряжения уставки скорости, датчик 4 ско- рости, сравнивающие элементы 5 и 6, триггер. 7, элемент 8 И, элемент 9 ЙЛИ, блок 10 ввода информации, делитель 11 частоты, счетчики 12 и 13, дешифраторы 14 и 15, ключи 16 и 17, блок 18 управления приводом и коммутатор 19 .

Входы:коммутатора 19 подключены соответственно к датчику 1, датчику

2 и к выходу дешифратора 15, вход которого подключен к выходу счетчика 13.

Входи последнего подключены соответственно к одному из выходов блока 10 и к выходу делителя 11, вход которого подключен к выходу коммутатора 19 и к одному из входов элемента И 8. Другой вход элемента И 8 подключен к выходу триггера 7, входы которого подключены соответственно к выходам сравнивающих элементов 5 и 6, одни из входов которых подключены к датчику 4, а другие соответственно к одному и другому выходам эадатчика 3 напряжения уставки скорости. Кроме того, его первый выход, а также третий. подключены к одним из входов ключей 16 и 17, выходы которых соединены соответственно с входами блока 18 управления приводом.

Другие входы ключей 16 и 17 подсоединены к выходу дешифратора 14, вход которого подключен к выходу счетчика 12. Входы счетчика 12 подключены

-соответственно к другому выходу блока 10 и к выходу элемента ИЛИ 9, входы которого подключены соответственно к выходам делителя 11 и элемента И 8.

Устройство работает следующим образом.

В счетчик 12, работающий в режиме

"Вычитание", и в счетчик 13, работающий s режиме "Сложение", предварительно посредством блока 10 записывают числа, соответствующие координате Z (в счетчик 12) останова, например, по заднему торцу заготовки на позиции

Е (Фиг.3) и половинному значению 1/22 длины заготовки (в счетчик 13), т.е. координате ее центра тяжести относительно позиции 0-0.

С момента пересечения задним торцом заготовки позиции 0-0 через коммутатор 19 и делитель 11 на первый

° вход элемента ИЛИ 9 и вторые входы счетчиков 12 и 13 поступают путевые импульсы дискретности и частоты 1/2г

° где Г» - текущая частота следования путевых импульсов датчика 1 (что со1084094 ответствует положению в пределах сек-. ции 1 центра тяжести заготовки).

»пи достижении заготовкой позиции

0> — >, которой отвечает совпадение центра тяжести .заготовки с осью .печи (т.е. с границей раздела секций Х и

П), дешифратор 15 формирует сигнал, йо которому коммутатор переключает на свой выход датчик 2 (это переключение коммутатор сохраняет до ввода новой информации в счетчик 13 поло-10 винном значении длины очередной заготовки). Следовательно, с этого момента на вход счетчика 12 поступают путевые импульсы (одинаковой с датчиком 1 дискретностью d) частоты 1/2f, 15 где f2 — текущая частота следования путевых импульсов датчика 2, что соот ветствует положению в пределах секции Д центра тяжести перемещаемой заготовки.

При достижении задним торцом заготовки позиции F дешифратор 14 по первому выходу снимает сигнал "Единица", что вызывает размыкание ключа

16 и замедление привода до пониженной 5 скорости Uq(ywacToK FC). Прй пересечении задним торцом заготовки позиции В вследствие равенства фактической скорости V и скорости V, заданной по второму выходу эадатчика

3, срабатывает сравнивающий элемент

5 (амплитудный компаратор), триггер

7 переходит в "Единицу" и элемент И 8 открывается. На второй вход элемента

9 ИЛИ начинают поступать импульсы частоты f2 датчика 2. 35

На выходе элемента 9:ИЛИ вьщеляются импульсы частоты f2 так как на

2> выходе делителя 11 (являющегося счетчиком с фазовым представлением информации) формируются импульсы, дли- 4О тельность которых равна длительности импульсов соответственно датчика

1 и датчика 2, и кроме того они совпадают по фазе с импульсами последних с учетом коэффициента деления.

Далее в момент равенства фактической скорости V< и скорости V2(V»)

1 заданной по третьему выходу датчика

2, срабатывает сравнивающий элемент

6, что соответствует прохождению задним торцом заготовки позиции С, 5О триггер 7 возвращается в исходное состояние и элемент 8 И закрывается.

Рассматриваемая ситуация соответствует переходу привода с транспортной скорости VT на пониженную скорость Ы

V . В момент равенства скоростей V ! и V> подача импульсов частоты на второй вход элемента 9 ИЛИ прекращается, так как элемент 8 И закрыт по первому входу. 60

Элементы 5 и 6 построены таким образом, что они срабатывают в точках F и С, расположенных на нисходяшем участке характеристики Ч(S), т.е. при торможении привода не формируют на своих выходах сигналов сравнения при равенстве скорости

Ч (V2 ) и фактической скорости V+ (V+) на восходящем -участке OA характеристики, т.е.,при разгоне привода.

При перемещении заготовки на пониженной скорости (участок CD) на второй вход счетчика 12 поступают импульсы частотой 1/2 2 . При дости-, жении задним торцом заготовки позиции D на втором выходе дешифратора

14 исчезает сигнал "Единица", что приводит к размыканию ключа 17 и замедлению привода до полной остановки (участок DE) и к положению заднего торца остановленной заготовки на заданной позиции останова F,, так как ,DE=BC.

В работе дешифратора 14 íà его первом (втором) выходе присутствует сигнал "Единица" при нескольких последовательных состояниях счетчика

12, соответствующих перемещению заготовки на участке OF(OD)

Анализ работы известного устройства (1 позволяет сделать приближенную оценку погрешности измерения .пути перемещения заготовки по секциям рольганга на основании расчетной формулы (Фиг.2) для работы секции в стационарном режиме

h>

1 уЧ

2 > Ч при выполнении условия (2) Ь а =6 р где—

V относительное рассогласование скорости вращения роликов смежных секций, по которым перемещают заготовку; замедление (ускорение) электропривода при его выключении (включении); длина секции Т, «П и 1/2Х половинное значейие длины заготовки, . ускорение при свободном падении тела, коэффициент трения скольжения заготовка-ролик.

Ь(а) Формула (1) соответствует случаю расчета погрешности 2, возникающей при переходе заготовкй с одной секции (I) на другую (П), скорости вращения роликов которых соответственно равны V< и V, причем, измерение пути перемещения заготовки по прототипу осуществляют по путевым сигналам, электрически привязанным только к одному приводу, например секции Х, отсчет путевых сигналов начинают в момент пересечения задним тор-. цом заготовки позиции 0-0, например, линии визирования датчика наличия

1084094 заготовок (не показан на фиг.2).

Следовательно, в этом случае можно записать

V4 (tf + t2) (3)

5 где х = путь перемещения от момента пересечения задним торцом заготовки позиции 0-0 до момента ее останона на позиции с координатой заднего торца заготовки, t — длительность времени нахож ( дения центра тяжести заготовки, перемещаемой по сек"ции Т, t2 — то же. по секции П.

При этом

lÑ:- Х3 (4) (5)

После подстановки значений Vö t u в формулу (3) получим х = (Х вЂ” — Я )(1+ — -. )

1 V (6)

С 2 3 Ч2 . 25 откуда искомая погрешность измерения пути перемещения на длине е (с,учетом пути торможения Х с пониженной скорости до полного останова), определяющая одну из составляющих погреш-.30 ности управления (другую примерно ей равную составляющую определяет погрешность прогнозирования пути торможения Х ) по прототипу, равна ь1 = Z — х = (g 1 )5-Ч< (7) 35

"z что при введении обозначений V -V = V г

;6V< = V соответствует формуле (1),: которая подчеркивает наличие линейной зависимости погрешностид2 и рассог- 40 дЧ ласования—

Выполнение условия (2 ) необходимо для исключения проскальзывания заготовки при торможении привода и про- 45 буксовки роликов при разгоне последне го.

Исходными данными для численной оценки погрешностиblg применительно, например, к району нагревательных печей тонколистовых широкополосных . станов горячей прокатки янляются

Х = 6000 мм, Х „и-- 3000 мм и 1/242

= + 12,5 мм. После постановки числейных значений Х, Х дХ в фор3май мулу (1) находим максимально допустимую величину относительного раслV согласования —, при которой по прототипу обеспечивается заданная точность управления остановом заготовки, т.е.

ЦЧ

-Ч4а:(Хс- 1/2ХЗ)-100% = 12,5 г .

1 г

: (6000 — — 3000 ) ° 100% 0,2%

Однако, такое небольшое рассогласование практически не может быть обеспечено приводами секций рольганга, снабженных двигателями переменно

ro тока, например, типа МТН 412-8, 512-8 и 612-8 или двигателями постоянного тока, например, типа Д-808, работающих в условиях меняющейся величины нагрузки электропривода (вызывавшее по отношению к рассчитан.ДV ному — дополнительное рассоглаV сование скоростей вращения роликов ненагруженной, например, секции T и нагруженной секции И).

Кроме того, дополнйтельная погрешность измерения пути перемещения заготовки возникает при работе секций в переходном режиме (пуск и выключение приводов секций К и Й осуществляют одновременно),например, при торможении их. приводов в момент времени, соотнетствующий положению в пределах секции th, центра тяжести перемещаемой заготонки. Так, например, н соответствии с техническими характеристиками указанных двигателей разность времени торможения нагруженной сЕкции Ц и ненагруженной секции Х равна д а 0,2 с откуда дополнительная погрешность при скорос-. ти транспортирования заготовки .

V = 1,5 м/с (на которой выполняют переключение с транспортной на пониженную скорость) равна

1. г. Vy.

При использовании изобретения ошибка измерения пути перемещения заготовки обусловлена погрешностью задания блоком ввода информации половинного значения длины заготовки, которая не превышает двух дискрет

4 измерения, и равна при работе секций в стационарном Режиме д2) = 2-а —

Ч

V (8) откуда при и = 5 мм погрешность

Ald

ДЧ

V роликов секций fI u I.

При работе секций в предельном режиме (при торможении их приводов) возможная погрешность измерения пути перемешения заготовки ранна

21 Vi

Ь2

2 (9) где Х вЂ” путь торможения заготонки за-время перехода привода из режима номинальной скорости Ут н режим по1084094

Z) Фока& ч ое иг.

Составитель А.Прохоренков

Редактор К.Волощук Техред М,Тепер Корректор Л.Пилипенко

Заказ 1867/9 Тираж 796 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 ниженной скорости Vq, откуда при

V> = 1,5 м/с, V„= 0,5 м/с, .Х = 1000 мм

d = 5 v bt= 0,2 с, численное значение Ь Х «аХ

Использование предложенного изббретения позволяет повысить надежность, уменыаить простои оборудования.

Ф

4 о )гни