Цифровое устройство управления летучими ножницами (его варианты)

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (!9) (1 1) 4(51) В 23 D 25/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3666954/25-271 3666953/25- 27 (22) 30.11.83 (46) 23,05.85. Бюл. Ф .19 (72) Е.В. Бонгард, И.Д. Розов, В.П. Руденко, В.З. Фельдман и В.И. Холодный (71) Украинский rîñóäàðcòâåííûé проектный институт "Тяжпромэлектропроект" .(53) 621.967(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 188549, кл. В 21 В 35/02, 1965 ° (54) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ

ЛЕТУЧИИИ НО)КНИЦАИ1 (ЕГО ВАРИАНТЫ) ° (57) 1. Цифровое устройство управления летучими ножницами, содержащее систему регулирования скорости привода ножниц, датчики положения и скорости ножей, импульсный датчик скорости проката, задатчик длины заготовок, выход которого подключен к информационному входу многоканальной вентильной схемы, управляющий вход которой связан с датчиком положения ножей, а также включенные последовательно блок временного разделения импульсов, реверсивный счетчик и преобразователь код — напряжение, выход которого подключен к входу системы регулирования скорости привода ножниц, при этом входы блока временного разделения импульсов соединены: положительный — с импульсным датчиком скорости проката, а отрицательный — с импульсным датчиком скорости ножей, о т л и ч а ю щ е е c ÿ тем, что, с целью повышения точности реза путем учета ошибок отработки задания при каждом цикле резки и повышения быстродействия системы, оно снабжено соединенньааи последовательно генератором опорной частоты, накапливающим сумматором и дополнительным реверсивным счетчиком, входы которого соединены: установочный — с датчиком положения ножей, счетные — с соответствующими выходами накапливающего сумматора, а выход подключен к второму входу преобразователя код — напряжение, причем кодовый вход накапливающего сумматора соединен с выходом реверсивного счетчика.

2, Цифровое устройство управления летучими ножницами, содержащее систему регулирования скорости привода летучих ножниц, датчики положения и скорости ножей, импульсный датчик скорости проката, задатчик длины заготовок, импульсный счетчик и многоканальную вентильную схему, а также преобразователь код — напряжение, соединенный своим выходом с системой регулирования скорости провода ножниц, причем входы многоканальной вентильной схемы соединены: управляющийс датчиком положения ножей, а информационный- с выходом задатчика длины заготовок, выход многоканальной вентильной схемы связан с установочным входом импульсного счетчика, счетный вход которого подключен к импульсному датчику скорости ножей, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повъшания точности реза sa счет улучшения динамических свойств устройства, оно снабжено сумматором и дополнительным импульсным счетчиком и дополнительной многоканальной вентильной схемой, входы которой соединены: информационный — с выходом сумматора, управляющий — с датчиком положения

1156871 ножей ножниц, а выход подключен к установочному входу дополнительного импульсного счетчика, выход которого подключен к положительному входу

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкции систем управления оборудованием для резки металла.

Цель изобретения — повышение точ- 5 ности резки проката путем учета ошибок 8 работки задания прн каждом цикле резки и повышение быстродействия системы.

Положительный эффект по первому варианту исполнения достигается путем учета статической и динамической ошибок. системы регулирования при каждом цикле резки при.одновременном повышении быстродействия, что позво- 15 ляет получить высокую точность резки проката как в стационарном режиме, так и при технологических изменениях скорости проката.

По второму варианту исполнения 2Î положительный эффект достигается за счет улучшения динамических свойств устройства в целом, исключения искажений фазы имл счета, что позволяет обеспечить полную синхрониза- 25 цию скоростей проката и летучих ножниц к моменту реза.

На фиг,1 и 2 приведены функциональные схемы устройства по вариантам 1 (фиг.1) и 2 (фиг.2).

Цифровое устройство управления летучки ножницами содержит систему

1 регулирования скорости ножей летучих ножниц 2, импульсные датчики 35 скорости ножей, положения ножей ножниц и скорости проката соответственно, блок 6 временного разделения импульсов (no варианту 1), два ревер- . сивных счетчика 7 и 8 (но варианту

1), а также преобразователь 9 код40 напряжение, задатчик 10 длины.заготовок и многоканальную вентнльную схему 11. По первому варианту исполнения (фиг. 1) устройство содержит

45 генератор 12 опорной частоты и накапливающий сумматор 13. сумматора, отрицательный вход которого связан с выходомимпульсного счетчика, причем .выход сумматора связан с входом преобразователя ход — напряжение.

По второму варианту исполнения (фиг.2) устройство, кроме указанных элементов, содержит сумматор 14, два нереверсивных счетчика 15 и 16 и дополнительную многоканальную вентильную схему 17.

Система 1 регулирования .скорости привода летучих ножниц 2 своим входом соединена с выходом преобразователя 9. Импульсный датчик 4 положения ножей подключен к управляющему входу схемы 11, информационный вход которой соединен с выходом задатчика 10.

Импульсный датчик 3 скорости ножей подключен к отрицательному входу блока 6 временного разделения (вариант 1) илн к входу счетчика 15

{вариант 2). Датчик 5 скорости проката соединен с положительным входом блока 6 (вариант 1) илн входом счетчика 16 (варнант 2) Входы накапливающего сумматора 13 {вариант 1) подключены к выходам счетчика 7 и генератора

12, выходы которого подключены к входам реверсивного счетчика 8, выходом соединенного с одним иэ входов.

Преобразователь 9, входом соединен с выходом .реверсивного счетчика

7, счетные входы которого подключены к выходам блока 6.

Сумматор 14 (вариант 2) своими входами связан с выходами счетчиков

15 и 16, а выходом — с входом схемы

17. Счетчик 16 соединен входами с датчиком 5 и выходом схемы 17, а входы счетчика 15 — с датчиком 3 и схемой 11.

Устройство (по варианту 1) работает следующим образом.

В исходном состоянии, за которое принимается момент непосредственно перед очередным резом, реверсивный счетчик 7 имеет нулевой выход, а на

L Les- ЬФ1 з 11568 выходе реверсивного счетчика 8 имеется некоторый код Ns, компенсирующий статическую погрешность системы 1 регулирования скорости ножниц. В момент реза по импулвсу от датчика 4 положения ножей ножниц обнуляется второй реверсивный счетчик 8 и открывается вентильная схема 11, через которую из задатчика 10 длины пореза в счетчик 7 вводится код задания тор- 111 моэного пути ножниц, сформированный в соответствии с выражением

15 где Ь> — заданная длина порезки;

L — длина свободной порезки при

cs синхронизированных скоростях проката и ножниц (соответствует коэффициенту обгона, равному единице).

Импульсы датчика 5 скорости проката через блок 6 временного разделения поступают на вход "Сложение" счетчика

7. На вход "Вычитание" этого счетчика также через блок 6 поступают импульсы от датчика 3 скорости ножниц. Счетчик

7 производит алгебраическое сложение этих импульсов с занесенным в него в момент.реза кодом заданного тормоз- ЗО ного пути. Результат сложения в счетчике 7, выполняющем роль астатического цифрового регулятора скорости ножниц, поступает на первый вход преобразователя 9 код — напряжение и 35 преобразуется в напряжение, которое подается на вход системы 1 регулирования скорости. Одновременно ход счетчика 7 подается в накапливающий сумматор 13, на тактирующий вход которо-40 го непрерывно от генератора М поступают импульсы опорной частоты Й .

При этом накапливающий сумматор 13 преобразует код счетчика 7 в пропорциональную ему (с учетом знака выход- 45 ного кода счетчика) частоту следозания импульсов, которые форинруются при переполнении накапливающего сумматора 13 в соответствии с ииражением

SO

Исч т пер о g ню где Ищ,- код на выходе реверсивного счетчика 7

И„, — объем накапливающего сумка- SS тора 13.

Счетчик 8 суммирует указанные импульсы переполнения, и результат

71 4 суммирования поступает на второй вход преобразователя 9. В результате этого в электроприводе ножниц развивается переходной процесс, реализующий тахограмму ножниц, необходимую для отработки заданного тормозного пути.

Ножницы 2 прнтормаживаются, а выходной код счетчика 7 при этом уменьшается. Процесс отработки тормозного пути оптимизируется нелинейным, например квадратичным, преобразованием кода в преобразователе 9. После завершения переходного процесса скорость ножниц благодаря работе счетчика 7-: в качестве астатического регулятора скорости восстанавливается до уровня скорости проката. Сигнал на выходе счетчика 7 снова становится равным нулю, при этом исчезают импульсы переполнения f„ накапливающего сумматора 13, и на выходе счетчика 8 устанавливается код N,, соответствующий новому (изменившемуся эа время цикла) значению статической ошибки тахометрической системы регулирования скорости, определяемой, например, такими факторами, как изменение статической нагрузки, колебания напряжения питания, уход параметров аналоговых регуляторов и т.п. При этом, несмотря на изменение за время цикла порезки момента статической нагрузки, ножницы всегда проходят точно дополнительный тормозной путь, определяемый выходным сигналом блока задания длины пореза.

С момента очередного реза цикл работы устройства повторяется.

Аналогично работа счетчиков 7 и

8 протекает и в переходных режимах при технологических изменениях уровня скорости подачи проката. При этом к моменту реза сигнал на выходе с счетчика 7 также становится равным нулю, а на выходе счетчика 8 устанавливается код, равный сумме двух составляжщих: И, — составляющей, компенсирующей статическую погрешность тахометрической системы 1 регулирования скорости, и ИА — составляющей, компенсирующей динамическую ошибку тахометрической системы 1 регулирования скорости.

Для работы накапливающего сумматора 13 в качестве преобразователя код - частота необходимо, чтобы объем сумматора 13 был больше максимального выходного кода счетчика 7.

1156871

Кроме того, для обеспечения устойчивой работы устройства при построении накапливающего сумматора должно выполняться соотношение — 4Т, NHc

fî где Т вЂ” эквивалентная постоянная времени контура регулирования 1б скорости, настроенного на

"технический оптимум".

Повышенная точность порезки проката определяется тем, что выходной код второго реверсивного счетчика 8 к моменту реза содержит составляющие, компенсирующие как статическую, так и динамическую ошибки тахометрической системы 1 регулирования скорости, а летучие ножницы 2 в промежутках © ,между резами всегда точно отрабатывают, благодаря цифровому астатическому регулированию на основе первого реверсивного счетчика 7, тормозной путь L,,определяемый блоком задания И т длины пореза.

По первому варианту исполнения схемы целесообразно использовать устройство при резке сравнительно коротких заготовок. ЗО

По второму варианту исполнения схемы (фиг.2) за исходное состояние принимается момент непосредственно перед очередным резом, когда на выходе счетчика 15 имеется код, равный заданной N длине отрезаемого листа, а код на выходе счетчика 16 превышает выходной код счетчика 15 на некоторый код N

Этот же код N, имеется и на выходе сумматора 14 и компенсирует статичес-. + кую погрешность системы 1 регулирования скорости ножниц 2. В момент реза по импульсу от датчика положения ножей ножниц открываются вентильные схемы 11 и 17. При этом через вентиль-" ную схему 17 из сумматора 14 в счетчик 16 вводится код Ы„ а через вентильную схему 11 из блока задания длины пореза в счетчик 15 вводится код задания тормозного пути ножниц, ® сформированный в соответствии с выражением ь е

33 где L> — заданная длина порезки;

L, — длина свободной порезки при синхронизированных скоростях проката и ножниц (соответствует коэффициенту обгона, равному единице).

Импульсы датчика 5 скорости проката поступают на вход счетчика 16, который суммирует эти импульсы с занесенным в него в момент реза кодом

N, и результат суммирования подается на вход сложения сумматора 14. Импульсы датчика 3 скорости ножниц поступают на вход счетчика 15, который суммирует эти импульсы с занесенным в него в момент реза кодом тормозного пути, и результат суммирования подается на вход "Вычитание" сумматора 14.

Выход сумматора 14 поступает на вход преобразователя 9 код — напряжение и преобразуется в напряжение, которое подается на вход системы 1 регулирования скорости. В результате этого в электроприводе ножниц развивается переходной процесс, реализующий тахограмму ножниц„ необходимую для отработки заданного тормозного пути. Ножницы 2 притормаживаются, рост выходного кода счетчика 15 при этом уменьшается, постепенно приближаясь к коду на выходе счетчика 16 и умень" шая тем самым выходной код сумматора

14. Процесс отработки тормозного пу,ти оптимизируется нелинейным, например квадратичным, преобразованием кода сумматора в преобразователе 9.После завершения переходного йроцесса скорость ножниц, благодаря работе счетчиков 15 и 16 и сумматора14 в качестве астатического регулятора скорости, восстанавливается до уровня скорости проката.

Описанные операции повторяются циклически после каждого реза, благодаря чему осуществляется точная порезка проката на заданные мерные длины. Повышенная точность порезки проката определяется тем, что выходной код сумматора 14 постоянно содержит составляющую, компенсирующую статическую погрешность системы 1 регулирования скорости, а летучие ножницы 2 в промежутках между резами всегда отрабатывают благодаря цифровому астатическому регулированию скорости определяемый задатчиком 10 тормозной путь L„. Кроме того, в устройстве исключеныпогрешности, связанные сискажением фазыимпульсов счета;

По второму варианту исполнения схемы целесообразно испольэовать устройство при резке длинных заготовок, 1156871

ВНИИПИ Заказ 3241/14 Тираж 108б Подписное

Фипиял ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4