Автоматизированная система безотходного раскроя проката

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН списочник изоьгяткния

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3626261/25-27 (22) 28.07.83 (46) 07.02.86. Бюл. N - 5 (71) Магнитогорский дважды ордена

Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени металлургический комбинат им.В.И.Ленина (72) И.М.Суханов, Л.А.Самохин, Г.Ф.Шнайдер, А.Ф.Бадолин и А.А.Васильев (53) 62 1.967.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 519237, кл. В 21 В 37/00, 1974.

Авторское свидетельство СССР

Ф 327009, кл. В 23 D 25/02, 1972. (54)(57) АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА

БЕЗОТХОДНОГО РАСКРОЯ ПРОКАТА на заготовки летучими ножницами, содержащая вычислительный блок, импульсный датчик длины проката, датчик реза, два датчика наличия металла, один из которых установлен на входе, а другой — на выходе прокатного стана, отличающаяся тем, что, с целью экономии металла за счет формирования заданной длины последней заготовки и расширения области применения для станов, где раскрой начинается раньше окончания прокатки, в систему дополнительно введены датчик первого реза, датчик последнего реза, кнопка и блок прогнозирования длины раската, состоящий из двух счетчиков, пяти триггеров, семи элементов И, инвертора и элемента ИЛИ, причем выход первого датчика наличия металла через инвертор подключен на вход первого элемента И, „,Я0„„12О9383 д (584 В 23 D 25/16, В 2! В 15/00, 37/00 второй вход которого соединен с прямым выходом первого триггера, а выход — с установочным входом второго триггера и входом второго элемента И, установочный вход первого триггера соединен с выходом датчика первого реза по металлу, сбросовые входы первого, второго и третьего триггеров подключены к выходу датчика последнего реза по металлу, установочный вход третьего триггера связан со сбросовыми входами четвертого триггера и двух счетчиков и через кнопку — с шиной питания, прямой выход третьего триггера подключен на вход I третьего элемента И, а инверсный выход — на входы второго и четвертого элементов И, выход второго элемента И связан с первым входом вычислительного блока и счетным входом четвертого триггера, прямой выхоД второ-! го триггера связан с входом пятого . IseaaL элемента И, второй вход которого связан с вторым датчиком наличия Ю металла, а третий — с импульсным р датчиком длины, выход пятого элемента И соединен со счетным входом пятого триггера и входом третьего © элемента И, а выход пятого триггеМ

pa — с первым входом четвертого элемента И и счетным входом первого счетчика импуЛьсов, выходы третьего и четвертого элементов И соединены, Ь с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика импульсов, выходы счетчиков импульсов соединены соответственно с первыми входами шестого и седьмого элементов И, с вторыми входами которых соединены соот1209383 роя. ветственно инверсный и прямой выходы четвертого триггера, подключенные, кроме того, к сбросовым входам соответственно первого и второго счетчиков, выходы шестого и седьмого элементов И соединены соотИзобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для рационального безотходного раскроя проката, полученного, например, на выходе непрерывного заготовочного стана в тех случаях, когда летучие ножницы расположены непосредственно за станом и раскрой проката начинается еще до окончания прокатки, т.е., фактическая длина 1О проката неизвестна.

Цель изобретения — повьппение точности раскроя и увеличение выхода гоцного металла . за счет более точноrо прîrнозирования будущей длины раската и формирования заданной длины последней заготовки.

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства, на фиг.2 схема получения сигнала Последний 2О рез".

Устройство содержит раскат 1, находящийся в валках 2 прокатного стана, с валком последней клети стана связан импульсный датчик 3 длины 25 раската, а за последней клетью установлен датчик 4 наличия раската. На входе прокатного стана установлен датчик 5 наличия раската, а на выходе — планетарные ножницы 6, приводимые в действие двигателем 7 и связанные с датчиком 8 реза.

Управление двигателем ножниц осуществляет система управления электроприводом 9.

Выход датчика 5 связан через ин35 вертор 10 с первым входом элемента И

11, второй вход которого соединен с выходом триггера 12, а выход элемента И 11 связан с. первым входом элемента И 13 и с S -входом триггера

14 ° Вход триггера 12 связан со схемой выделения первого реза по металлу, а к -вход — со схемой выделения ветственно с вторым и третьим входами вычислительного блока, четвертый вход которого соединен с датчиком реза, а остальные входы с задатчиками исходных длин раск2 послецнего реза по металлу (не ноказаны), а также с R, †.âõoäàìè триггеров 14 и 15. S -вход триггера связан с кнопкой "Смена профиля" 16 и --аходом триггера 17. Прямой выход триггера. 15 связан с вторым входом эле— мента И 18, а инверсный — с вторыми входами элементов И 19 и 13, выход последнего связан со счетным входом триггера 17.

Прямой выход триггера 14 связан с первым входом элемента И 20, третий вход которого связан с импульсным датчиком 3 длины, а второй — с датчиком 4. Выход элемента 20 связан со счетным входом триггера 21 и первым входом элемента И 18, выход триггера с первым входом элемента И 19 и счет— ным входом второго счетчика 22 импульсов, а вход "Сброс" счетчика связан с кнопкой 16. Выходы .элементов И 18 и 19 соединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ 23, выход которого связан со счетным входом первого счетчика 24 импульсов, а вход "Сброс" счетчика связан с кнопкой 16.

Выходы счетчиков 22 и 24 импульсов соединены соответственно с первыми входами элементов И 25 и 26, с вторыми входами которых соединены соответственно инверсный и прямой выходы триггера 1?, а также сбросовые входы счетчиков 22 и 24. Выходы элементов И 26 и 25 соединены соответственно с первым и вторым входами вычислительного блока 27, первый вход которого связан с выходом элемента 13, а четвертый. вход — с датчиком 8 реза.

Выход вычислительного блока 27 подключен к входу системы управления электроприводом 9 ножниц.

Устройство работает следующим образом.

1209383

Перед раскроем раскатов другого профиля оператор нажимает кнопку 16

"Смена профиля", при этом триггер н н

15 устанавливается в положение 1 а счетчики 22 и 24 и, триггер 17 — в 5

"0". Передний конец раската 1 проходит через клети 2 прокатного стана и принимает в результате пластической деформации заданные размеры поперечного сечения. При этом система

10 управления электроприводом включена в работу, ножницы 6, настроенные, на порез заданной длины 1 д заготовки, работают, и при попадании переднего конца раската в зону датчика 4 производится синхронизация положения ножей относительно переднего конца с целью отрезания головной заготовки в пределах допуска. При дальнейшем продвижении раската осуществляется первый рез по металлу.

Срабатывает схема выделения сигнала Первый рез" по металлу (не показана), который поступает на прямой вход триггера 12. Последний срабатывает, а с его выхода сигнал "1" поступает на вход элемента 11.

Схема первого реза по металлу может работать следующим образом. При выходе переднего конца раската из- З0 под датчика 4 срабатывает элемент выдержки времени. При совпадении сигналов конца выдержки времени и срабатывания датчика реза ножниц вырабатывается сигнал "Первый рез . 35

При выходе заднего конца раската из-под датчика 5 сигнал "1" через инвертор 10 поступает на вход элемента 11, а с выхода его — на входы 40 триггера 14 и элемента 13. Триггер

14 срабатывает и подает сигнал разрешения на вход элемента 20. Так как под датчиком 4 находится раскат, то на другом входе элемента 20 так- 45 же есть сигнал "1". Тогда импульсы длины раската от датчика 3 проходят на вход триггера 21 и через элементы 18 и 23 поступают на вход первого счетчика 24 импульсов, а импульсы с 50 выхода триггера 21 поступают на вход второго счетчика 22 импульсов.

Так как элемент 13 закрыт сигналом с триггера 15, то сигнал "Раскрой" на вход блока 27 не поступает. 55

Первый раскат режется на заданные длины Гр заготовок без участия вычислительного блока 27 раскроя.

При выходе заднего конца раската из-под датчика 4 поступление импульсов от датчика 3 через элемент 20 прекращается, во втором счетчике оказывается записанным число импульсов " pg/2., пропорциональНое половине длины раската, прошедшей через плоскость реза ножниц при прохождении задним концом раската расстояния от датчика 5 до датчика 4, а в первом счетчикЕ оказывается записанным числом импульсов L.n .<, пропорциональное длине раската, прошедшей через плоскость реза ножниц при прохождении задним концом его расстояния от датчика 5 до датчика 4. Как только ножницы сделают последний рез по металлу, выделяется сигнал нПоследний рез" по металлу.

На фиг.2 представлена структурная схема выделения сигналов "Последний рез". Установочные входы триггеров и счетчика не показаны. При сходе задней кромки раската с оси датчика

4 сигнал на входе инвертора 28 исчезает, а на выходе. возникает. При этом срабатывает формирователь 29 одиночных импульсов, а триггер 30 устанавливается в положение "1" и дает разрешение на прохождение импульсов длины с датчика 3 через элемент И 3 1 на вход счетчика 32.

Выход счетчика связан с входом схемы 33 сравнения, на второй вход которой поступает код числа, равного

t — à „„„

Когда задний конец раската подойдет к оси ножниц на расстояние тогда на выхоце счетчика 32 образуется код числа E —схема 33 сравнения срабатывает, а триггер 34 устанавливается в положение "1". При этом счетчик

32 и триггер 30 устанавливаются в состояние "0", а на вход элемента И 35 подается разрешающий сигнал.

При отрезании ножницами от раската последней заготовки с длиной, равной на второй вход элемента 35 с выхода датчика 8 реза поступает сигнал, который устанавливает триггер 34 в состояние "0". Этот сигнал подается в систему (фиг.1) под названием "Последний рез".

При поступлении в стан второго раската и выходе заднего конца его из под датчика 5 срабатывают элемент И 11 и триггер 14. дическая ошибка при реализации формулы безотходного раскроя.

Далее блок анализирует разность (и - п) . Если И )w а, то рас,кат порежется в соответствии со следующим выражением: пульсов

S 12093ß

Сигнал "1" с выхода элемента И 11 поступает нА вход элемента И 13, на другой вход которой подан сигнал "1" с инверсного выхода триггера 15. На выходе элемента 13 возникает сигнал

"1", срабатывает триггер 17 и на вход блока 27 безотходного раскроя поступает сигнал "Раскрой" ° Сигналом триггера 17 открывается элемент И 26 и информация о длине L «> от счетчика 24 вводится в блок 27, при этом счетчик 24 устанавливается в положение "0" сигналом триггера

17. Так как элементы И 20 и 19 открыты, то на входы счетчиков 22 и 24 начинают поступать через триггер ?1 импульсы частотой, меньшей в два раза частоты датчика 3. Блок 27 безотходного раскроя вступает в работу и реализует следующий алгоритм раскроя:

-(и н) f „ + vn 5èí + (конч — 6) Если h- п < 0 то блок сформирует сигнал "Раскрой невозможен", а раскат порежется на заданные длины заготовок с произвольным остатком.

При выходе заднего конца второго раската из-под датчика 4 поступление импульсов на входы счетчиков 22 и

24 прекращается. Во втором счетчике

22 оказывается записанным число имЬПРч ПР2 пропорцио2

1. г = n a < + + s H2 (кано, - А) где 1 — расстояние от датчика на выходе стана до линии реза;

Г н - .длина раската за ножницами к моменту раскроя, задаваемая оператором длина концевой заготовки, 11 — допуск на отрезание Гк,„, — постоянная величина для всех профилей. ьн определяется известным способом: с каждым резом по металлу сбрасывается и запускается счетчик импульсов длины н (не показан), по 35 команде пРаскрой" содержимое этого счетчика вводится в блок 27. После определения раскраиваемой длины блок

27 определяет количество h заготовок заданной длины f зд путем исследо- 40 вательного вычитания этой величины из раскраиваемой длины до получения отрицательного числа. Отрицательное число определяет длину, недостающую остатку до заданной длины заготовки.

Длина остатка наращивается до заданной длины за счет максимального укорочения необходимбго количества и заготовок на данном раскате. Величина.! рассчитывается последователь- 50 ным прибавлением к полученному отри з д мин ательному числу величины (К до получения положительного результата, где Г м„н — минимально допус-. 55 каемая длина заготовки, ъл — за/ данная длина заготовки,, K — - целое число, на которое уменьшается метональное сумме половин фиксированных длин первого и второго раската, прошедших через плоскость реза ножниц при прохождении задними концами раскатов расстояния от датчика 5 до датчика 4, а в первом счетчике 24 оказывается записанным число импульсов 1пг2(2, пропорциональное половине фиксированной длины второго раската, прошедшей через плоскость реза ножниц при прохождении задним концом второго раската расстояния

1 от датчика 5 до датчика 4.

Принцип действия системы при раскрое третьего раската отличается от второго положением триггера 17, он по счетному входу установится в положение "О", а также тем, что в вычислительный блок будет введено число «" " из счетчика 22 через

2 элемент И 25

Таким образом, для раскроя третьего раската при определении прогнозируемой длины раскраиваемой части принимается средняя величина длин первого и второго раскатов при прохождении задним концом одного и того же фиксированного расстояния. Аналогично при раскрое четвертого раската принимается соответственно средняя величина длин прохождения фиксированного расстояния второго и третьего раскатов, т.е. раскраиваемая длина для i-го раската определяется по формуле.1209383

Такой принцип действия самонастраивающегося устройства для безотходного раскроя позволяет получить пос- леднюю заготовку, вырезаемую из раската заданной длины. 5

Исследования, проведенные на непрерывном заготовочном стане, показывают, что обычно разброс длин пяти-шести соседних раскатов незначителен, так как листки для этих раскатов получены из одной и той же нагревательной ячейки и температуры нагрева этих слитков близки одна к другой.,1209383

Юьиад

dаююка .,ЩЯ

Составитель В.Ткаченко

Редактор А.Шандор Техред С.Мигунова Корректор А.Тяско

Заказ 364/17 Тираж 1000 Подписное о

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4