Устройство автоматического раскроя заготовки на летучем отрезном станке

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК дц 4 В 23 D 25 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ / """ Н А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4 131226/23-27 (22) 16.09.86 (46) 15.04.88. Бюл. № 14 (71) Юго-Восточное производственно-техническое предприятие по ремонту, наладке и проектированию энергетических установок предприятий черной металлургии (72) А. М. Ладыженский, А. К. Сиомик и Ю. И. Погодин (53) 621.721.75 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1201070, кл. В 23 D 25/16, 30.12.85. (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО

РАСКРОЯ ЗАГОТОВКИ НА ЛЕТУЧЕМ ОТРЕЗНОМ СТАНКЕ (57) Изобретение относится к автоматическим системам управления в прокатном производстве, а именно к системам управления главными приводами механизма перемещения непрерывной заготовки и летучего отрезного станка, производящего рас„,SU„„1388205 А1 крой этой заготовки преимущественно на трубоэлектросварочных агрегатах. Целью изобретения является повышение качества продукции путем отделения непроваров продольного шва, образующихся в результате несрочных остановок сварки (прокатки), без нарушения мерной длины отрезаемых заготовок. Цель достигается тем, что устройство автоматического раскроя заготовки снабжено основным и дополнительным ключами управления, основным и дополнительным реле нормальной работы, промежуточным реле, а также вычислительным блоком. Осуществление управления не только электроприводом летучего отрезного станка, но, в случаях несрочных остановок, и приводом механизма перемещения заготовки, обеспечивает отделение непроваров продольного шва, образующихся при таких остановках в процессе мерного раскроя, т.е. без корректировки длин заготовок. 1 зп. флы, 4 ил.

1388205

Изобретение относится к автоматическим системам управления в прокатном производстве, а именно к системам управления главными приводами механизма перемещения непрерывной заготовки и летучего отрезного станка, производящего раскрой этой заготовки преимущественно на трубоэлектросварочных агрегатах.

Целью изобретения является повышение качества продукции путем отделения непроваров продольного шва, образующихся в результате несрочных остановок сварки (прокатки), без нарушения мерной длины отрезаемых заготовок.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства автоматического раскроя заготовки на летучем отрезном станке; на фиг. 2, 3 и 4 — графики, поясняющие работу устройства.

Устройство автоматического раскроя заготовки на летучем отрезном станке содержит непрерывную заготовку 1, сварочную машину 2, механизм 3 перемещения заготовки, измерительный ролик 4, подвижную каретку 5 летучего отрезного станка, отрезные головки 6 и 7, механизм 8 зажима заготовки 1, отводящий желоб 9, отводящий рольганг 10, отрезанную заготовку

11, задатчик 12 скорости, систему 13 управления электроприводом механизма 3, электродвигатель 14 механизма 3, датчик 15 перемещения заготовки 1, датчик 16 положения каретки 5, систему 17 управления электроприводом перемещения каретки 5, электродвигатель 18, реечно-зубчатую передачу 19, ключ 20 управления с контактами 21 и 22, промежуточное реле 23, вычислительный блок 24, формирователь 25 импульсов, элементы 26 и 27 счетчика, шифратор 28, счетный триггер 29, переключатель 30, одновибраторы 31, 32, логический элемент ИЛИ 33, элементы 34 и 35 дешифратора, логические элементы И 36 и 37, RS-триггер 38, выходное реле 39, транзистор 40, дополнительный ключ 41 управления с контактами 42 и 43, контакты 44 и 45 защитно-отключающих аппаратов срочного и несрочного действия соответственно, реле 46 нормальной работы, основное реле 47 нормальной работы (дополнительное), контакт

48 реле 23, контакт 49 реле 39, контакт 50 реле 46, контакт 51 реле 47, причем отрезные головки 6, 7 укреплены на каретке 5 летучего отрезного станка, отводящий желоб

9 опирается на отводящий ролъганг 10, датчик 15 перемещения заготовки 1 соединен реечно-зубчатой передачей 19, а вход формирователя 25 соединен с датчиком 15. В цепи реле 23 последовательно соединены контакт 21 ключа управления, контакт 49 реле

39 и контакт 50 реле 46. Контакт 48 реле 23 соединен с входом системы 13 с возможностью подключения этого входа к выходу задатчика 12 скорости. В цепи обмотки реле

46 соединены последовательно контакт 22

1О ключа управления и контакт 44 защитноотключающего аппарата срочного действия, а контакт 50 реле 46 соединен параллельно с контактом 22 ключа управления.

Аналогично этому соединены реле 47, контакт 43 дополнительного ключа управления и контакт 45 защитно-отключающего аппарата несрочного действия.

Устройство работает следующим образом.

Переключатель 30 установлен в положение, показанное на фиг. 1.

В исходном состоянии ключи 20 и 41 установлены в положение 0 (их контакты 21 и 42 разомкнуты, а 22 и 43 замкнуты, реле 23 выключено и его контактом 48 на вход системы 13 подается нулевое напряжение — задание на нулевую скорость V прокатки, исполняемое системой 13. Реле 46 и 47 включены, т.е. прокатка не запре20 щена.

При установке ключей 20 и 41 в положение P (рабочее) их контакты 2! и 42 замыкаются, а 22 и 43 размыкаются. Реле 46 и 47 остаются включенными через собственные контакты. На вход 3 блока 24 и сое2 диненные с ним входы элементов 36, 37, 38 подается «О» от О.Т. (общей точки). При этом с выходов элементов 37 и 38 через резисторы на базу транзистора 40 подается нулевой потенциал. Транзистор 40 закрыт. Реле 39 выключено, а его контакт в цепи реле

23 включен. Реле 23 включается и его контактом 48 выход задатчика 12 скорости соединяется с входом системы 13. С помощью системы 13, электродвигателя 14, механизма 3 и сварочной машины 2 устанавливается заданная скорость V прокатки (сварки) . Система 17 с помощью датчика 15 следит за перемещением заготовки 1 и управляет раскроем ее, как в устройствах-аналогах. При этом в выбираемые системой

17 моменты каретка 5 разгоняется до со40 гласования с заготовкой 1 по скорости V и по положению, т.е. производится позиционирование отрезной головки 6 по месту на заготовке 1, которое по расчету должно стать передним концом заготовки. После этого механизм 8 зажимает заготовку !. При прохождении головкой 6 определенной позиции на линии прокатки с выхода 1 системы 17 выдается импульсный сигнал с использованием датчика 16 положения каретки 5. Отрезные головки прорезают заготовку, после чего механизм 8 разжимается и каретка 5 возвращается в исходное положение. Начинается новый цикл реза и т.д.

В каждом цикле отрезаются две заготовки 11: первая мерной длины F„равной расстоянию между головками 6 и 7, и вторая мерной или скорректированной длины. Отрезанные заготовки 11 с помощью отводящего желоба выдаются на рольганг 10. Вычислительный блок 24 тоже следит за пере1388205

5 !

О!

20

55 мещением заготовки 1 с помощью .датчика 15.

Отсчет перемещения очередного места реза начинается по сигналу, поступающему с выхода 1 системы 17. Одновибратор 32 преобразует этот синхронизирующий сигнал в импульс, который посредством элемента

ИЛИ 33 подается на входы V разрешения записи информации элементов 26 и 27 счетчика. При этом в счетчик записывается число В, присутствующее в виде комбинации логических нулей и единиц на информационных входах Dl, D2, D4 и D8, соединенных с соответствующими шинами шифратора 28.

Одновременно импульс с одновибратора 32 поступает на вход триггера 29, переключая его в «О» на прямом выходе. Импульсы, приходящие по двухканальной линии связи с датчиков 15, показанной однолинейно, преобразуются формирователем

25 в импульсы на выходе суммирования

+1 или вычитания — 1 элемента 26 счетчика. (Вычитание происходит в редких случаях ограниченных перемещений заготовки 1 назад) . Текущее число в счетчике растет от исходного В до максимального А. В момент переполнения счетчика с его выхода Р+ прямого переноса на счетный вход С триггера 29 выдается сигнал, переключающий триггер в c I » на прямом выходе. Одновибратором 31 этот сигнал преобразуется в импульс «1» на входе элемента ИЛИ 33. С выхода последнего выдается импульс «О» на входы V элементов 26 и

27 счетчика. В счетчик снова записывается число В. Начинается второй после синхронизируюшего сигнала отсчет перемещения заготовки. К моменту окончания это го отсчета поступает новый синхронизирующий сигнал. Начинается следующий цикл отсчета двойного перемещения и т.д. При любом значении Z на одном из выходов

0 — 15 каждого элемента 34 и 35 дешифратора присутствует «О», а на остальных—

«1». При совпадении Z с некоторым заданным числом D на обоих инверсных входах элемента И 36, соединенных с выходами дешифратора, появляются «О». Однако пока на прямом входе присутствует «О», на выходе элемента И 36 сохраняется «1».

Команда на остановку прокатки в срочных случаях подается с помощью ключа 20 управления или автоматически с помощью реле 46 нормальной работы. При установке ключа 20 в положение 0 размыкается его контакт 2! и отключается реле 23. Контактом 48 этого реле вход системы 13 отключается от выхода задатчика 2 скорости и соединяется с общей точкой элементов 12 и 13. Получив, таким образом, задание на нулевую скорость V, система 13 останавливает прокатку.

Прокатка возобновляется переводом ключа 20 в положение P. Если же остановка

4 была вызвана отключением реле 46, то ключ 20 вначале переводится в О, а затем в Р, что исключает самозапуск двигателя 14 при восстановлении включенного состояния контакта 44. Система 17 приступает к раскрою с коррекцией длин для выведения непровара, образовавшегося при срочной остановке, на конец заготовки, а затем снова переходит к мерному раскрою.

Команда на остановку прокатки в несрочных случаях, например из-за недостаточного запаса штрипса в накопителе перед клетями, формующими непрерывную заготовку 1, из-за профилактической замены дисковых ножей н головках 6 и 7, из-за прекращения отбора заготовок 11 с накопителя за рольгангом 10 и т.д., подается вручную установкой дополнительного ключа 41 управления в положение 0 или автоматически,— отключением реле 47. При этом вход 3 блока 24 отключается от общей точки О.Т. и на нем устанавливается «1», обусловленная соединением с шиной +U через резистор. Элементы блока 24 продолжают функционировать, как описано, до совпадения числа Z в счетчике с числом D. Так как к этому моменту на прямом входе элемента И 36 присутствует «1», появление «О» на инверсных входах вызывает переключение элемента И 36 в «О» на выходе. При этом триггер 38 переключается в состояние «1», отпирающее транзистор 40, реле 39 нключа30 ется, размыкается его контакт 49, отключается реле 23 и прокатка прекращается.

Если команда на несрочную остановку подается, когда идет раскрой с коррекцией длин («1» подается на вход 3 блока 24, когда на его входе 4 также присутствует

«1»), на выходе элемента И 37 появляется «1», вызывающая включение реле 39.

Таким образом, прокатка прекращается сразу, как по команде на срочную остановку.

Задержка остановки не имеет смысла, так как с помошью блока 24 непровар выво40 дится на конец заготовки именно в процессе мерного раскроя, тогда как в данном случае после возобновления прокатки продолжается раскрой с коррекцией длин.

При использовании упрощенной системы 17 переключатель 30 соединяет инверсный выход триггера 29 с входом одновибратора 32, а выход последнего с входом

«Пуск» системы 17. В этом варианте блок 24 не получает синхронизирующих сигналов из системы 17, а сам выдает в нее команды на начало цикла реза. Эти команды выдаются при каждом втором переполнении счетчика, когда на инверсном выходе триггера 29 логический «О» сменяется на «1».

Одновибратор 32 выдает импульс, поступающий на вход «Пуск» системы 17, на вход R триггера 29, подтверждающий установившееся его состояние, а также посредством элемента ИЛИ ЗЗ вЂ” на входы V счетчика.

1388205

При использовании в предложенном устройстве летучего отрезного станка с одной отрезной головкой в сочетании с системой

17, вырабатывающей синхронизирующие сигналы, эти сигналы выдаются с выхода 1 практически одновременно с сигналами переполнения счетчика с выхода Р+ прямого переноса элемента 27, причем одновременно с каждым таким сигналом, а не с каждым вторым. Поэтому запись числа В в счетчик может производиться без участия триггера 29 и одновибратора 31, которые следует исключить из схемы блока 24.

Если, кроме того, соединить выход Р+ элемента 27 напрямую с переключателем, то оказывается возможным использовать летучий отрезной станок с одной отрезной головкой также в сочетании с упрощенной системой 17 управления. В этом случае переключателем соединяются вход одновибратора 32 с выходом Р+ элемента 27 счетчика, а выход одновибратора 32 с входом

«Пуск» системы 17. Измененный указанным образом вычислительный блок 24 выдает команды на начало нового цикла реза при каждом переполнении счетчика, т.е. каждый раз, когда заготовка 1 проходит путь, равный длине f. Указанное упрощение блока 24 не отражается на взаимодействии его элементов 25, 28 и 34, 39, преобразующих ком анды на несрочную остановку в исполнительные сигналы, выдаваемые реле 39.

Работа устройства дополнительно поясняется графиками фиг. 2 — 4.

На фиг. 2 в координатах х — положение по оси прокатки и t — время изображено движение: 1 и 2 — отрезных головок 6 и 7 соответственно; 3 и 4 — мест предстоящих резов отрезными головками 6 и 7 соответственно. Горизонталями обозначены неподвижные объекты: 5 — датчик 16 положения каретки 5; 6 — сварочная машина 2.

На фиг. 3 изображены колебания числа в счетчике.

На фиг. 4 сверху вниз показаны напряжения (логические сигналы): на выходе Р+ элемента 27 счетчика; на прямом выходе триггера 29; на выходе одновибратора 31; на выходе одновибратора 32; на выходе 3 вычислительного блока 24.

На графиках изображен пример исполнения команды на несрочную остановку. Торможение начинается через время т после установления «1» на входе 3 блока 24, а именно при очередном совпадении числа Z в счетчике с числом D.

Как видно из графиков фиг. 2 и 3, числа

В и D, вводимые с помощью шифратора и дешифратора соответственно, могут определяться из следующих выражений:

m f=h+ g+K (1), В = А — 1 (2), D = Н+В

А= 2" — 1 (4), 1 =о1 (5), h= o H (6), (з) где e — мерная длина отрезанной заготовки

11, мм;

А †максимальн число в счетчике (его емкость);

Š— число импульсов, выдаваемых датчи- ком 15 при перемещении заготовки 1 на расстояние, равное длине ;

Н вЂ” разность задаваемых величин D — В;

h — перемещение, при котором датчик 15 выдает Н импульсов, мм; о — цена импульса датчика !5, мм;

m — целое число (в примере на фиг. 2 принято m=3);

g — путь выбега заготовки 1 при торможении, мм;

К.— расстояние от зоны сварки в машине

2 до положения каретки, а именно отрезной головки 6, фиксируемого датчиком 16, мм;

n — число разрядов счетчика (в примере конкретного выполнения, приведенном на фиг. 1, принято n=8).

Из (2), (4) и (5) следует, что

В = 2" — — —, р) а из (1), (6) и (7), что

15

25

+ 2" — l. (8) Рассмотрим условия, ограничивающие применение устройств-аналогов.

Отделение дефектов путем коррекции длин отрезаемых заготовок возможно при условии, что расстояние W от места выполнения дефекта (дефектоскопа) или его образования (сварочной машины) до отрезной головки превосходит мерную длину 1: в определенное число т„ раз:

W) пъ,В. (9) а при двух отрезных головках

m = . (12) и W )

2 (— армии e — ь(13) Для определения т„принимаем, что длина (равна максимально допустимой величине (такой выбор 3 сокращает затраты на производство труб, минимизирует число полувагонов, занятых на их транспортировке, и число электросварных швов на трубопроводах), что поэтому при коррекции длины она может только ументьшаться до минимально допустимого значения !-, что при

45 одной отрезной головке число коррекций доходит и до ти, а при двух — до ти/2 (корректируется каждая вторая заготовка) и что для подведения места резания к дефекту при самом неудачном его положении сумма коррекций пъ(1 — !и--) должна составлять вели50 чину .

Из этих допущений следует, что при одной отрезной головке 2 па= ) (10) и% ) (11) 1388205

Формула изобретения

Предложенное устройство отделяет непровары из-за несрочных остановок, составляющие ориентировочно 20Я всех дефектов, без коррекции длин, т.е. независимо от выполнения условия (9) . Непровары из-за срочных остановок (5Я всех дефектов) могут отделяться путем коррекции длин, если расстояние W между сварочной машиной и исходным положением отрезной головки удовлетворяет условию (9), принимающему вид

W1) m„e (14)

Поперечные стыки и другие неоднородности штрипса (75Я всех дефектов) выявляются дефектоскопом перед многоклетьевым станом, формующим заготовку 1. Расстояние W от дефектоскопа до исходного положения отрезной головки значительно превышает W i, поэтому неоднородности штрипса могут отделяться путем коррекции длин при выполнении менее строгого, чем (14), условия ъz ) m,f. (Я

При выполнении условия (14), дающего возможность отделять все дефекты путем коррекции длин, предложенное устройство с помощью вычислительного блока 24 отделяет большую часть непроваров без коррекции длин, а остальные дефекты с помощью вычислительных блоков для раскроя с коррекцией длин, введенных в систему 17. При невыполнении условия (14), но выполнении условия (15), предложенное устройство обеспечивает отделение 95Я всех дефектов (остаются недовыведенными на конец заготовки непровары из-за сварочных остановок), тогда как с помощью устройств-аналогов можно было бы отделять только неоднородности штрипса, т.е. 75О всех дефектов.

П ри высоком качестве сварки поперечных стыков процентное содержание непроваров из-за несрочных остановок может значительно превосходить указанное и составлять около 80О всех остающихся дефектов. В этом случае предложенное устройство может не содержать вычислительных блоков для раскроя с коррекцией длин,. известных из устройств-аналогов.

1. Устройство автоматического раскроя заготовки на летучем отрезном станке, содержащее сварочную машину, механизм перемещения непрерывной заготовки, подвижную каретку летучего отрезного станка, отрезные головки, механизм зажима заготовки, систему управления электроприводом перемещения каретки, датчик положения каретки, вычислительные блоки для раскроя с коррекцией длин, причем эти блоки и датчик соединены с возможностью выдачи на первый и второй выходы системы управления электроприводом перемещения каретки соответственно импульсного сигнала при прохождении концом заготовки, сцепленной с кареткой механизмом зажима, определенной позиции и сигнала в течение раскроя с коррекцией длин, отличающееся тем, что, с целью повышения качества продукции путем отделения непроваров продольного шва, образующихся в результате несрочных остановок сварки, прокатки, без нарушения мерной длины отрезаемых заготовок, в него введены система управления электроприводом механизма перемещения заготовки с входом задания скорости, основной и дополнительный ключи управления, основное и дополнительное реле нормальной работы, промежуточное реле, вычислительный блок, содержащий формирователь импульсов, реверсивный счет чик с информационными входами и входами разрешения записи информации, шифратор, дешифратор, счетный триггер, RS-триггер, элемент ИЛИ, элемент И, два одновибратора, выходное реле, причем обмотка промежуточного реле через контакт реле нормальной работы соединена с основным ключом управления, а контакт с входом задания скорости, вход формирователя импульсов соединен с датчиком перемещения заготовки, выходы формирователя соединены со счетными входами счетчика, разрядные выходы счетчика соединены с входами дешифратора, вход прямого переноса счетчика связан со счетным входом счетного триггера, прямой выход счетного триггера подсоединен к входу первого одновибратора, вход второго одновибратора соединен с первым выходом системы управления электроприводом перемещения каретки, выходы обоих одновибраторов связаны с входами элемента ИЛИ, выход второго одновибратора соединен также с входом R установки

«О» счетного триггера, выход элемента

ИЛИ соединен с входами разрешения записи информации счетчика, выходы дешифратора соединены с входами элемента И, выход которого соединен с входом S RS-триггера, а дополнительный ключ управления соединен через контакт дополнительного реле нормальной работы с входом элемента И и входом R Rs-триггера, выход RS-триггера соединен с выходным реле, контакт которого введен в цепь обмотки промежуточного реле.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью использования упрошенной системы управления электроприводом перемещения каретки, в которой цикл реза начинается не самостоятельно, а по команде, подаваемой на вход, обозначенный «Пуск», вычислительный блок снабжен переключателем, соединенным с вторым одновибратором с возможностью подключения его входа к инверсному выходу счетного триггера, а выхода — к входу «Пуск» системы управления.

3. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что, с целью исключения задержки остановки, когда команда на несрочную остановку подается в процессе раскроя с коррек10 электроприводом перемещения каретки и с дополнительным ключом управления, а выход — с входом реле.

9 цией длин, вычислительный блок снабжен вторым элементом И, входы которого соединены с вторым выходом системы управления

1388205 ИlcVEP

ЖЬо®

rvupgg

ОЮоЮиР гпар Дг

&од Г

Составитель Е. Потапов

Редактор М. Ба иду ра Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов

Заказ 1515/! 7 Тираж 880 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4