Устройство управления летучими ножницами, работающими в режиме непрерывного вращения

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к обработке металлов давлением, и может быть использовано для автоматизации агрегатов резки проката, снабженных механизмом выравнивания скоростей. Цель изобретения - повышение выхода годного проката путем увеличения точности нарезки за счет полной компенсации динамического момента на валу приводного двигателя. Устройство содержит систему задания средней скорости летучих ножниц, регуляторы скорости и тока приводного двигателя летучих ножниц. Дополнительное введение нереверсивного счетчика и преобразователя напряжение-код обеспечивает точную компенсацию динамического момента приводного двигателя летучих ножниц путем формирования сигнала искусственного датчика реза, упреждающего при любой скорости подачи полосы сигнал датчика реза на постоянное время, равное времени задержки сигнала в контуре регулирования тока приводного двигателя. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН ! (19) (И) (su 4 В 23 П 36/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1440627 (21) 4374280/29-27 (22) 05.02.88 (46) 07.11.89. Бюл.М 41 (71) Украинский государственный проектный и проектно-конструкторский институт "Тяжпромэлектропроект" (72) Е.В.Бонгард, Т.П.Голосий, В.Н.Мовчан, Л.Д.Нихамин, И.Д,Розов и В.П.Руденко (53) 621.967(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 1440627, кл. В 23 D 25/00, В 23 D 25/16, 1987.

Химич Г.А. Механическое оборудование цехов холодной прокатки. М.: ,Машиностроение, 1972, с.446-448. (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ЛЕТУЧИМИ

НОЖНИЦАМИ, РАБОТАЮЩИМИ В РЕИ1МЕ НЕПРЕРЫВНОГО ВРАЦЕНИЯ (57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к обработк» металлов давлением, и может быть

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к обработке металлов давлением, может быть использовано для автоматизации агрегатов резки проката, снабженных механизмом выравнивания скоростей и является усовершенствованием устройства по авт. св. У 1440627.

Цель изобретения — повышение выхода годного проката путем увеличения точности порезки за счет полной компенсации динамического момента на валу приводного двигателя. использовано для автоматизации агрегатов резки проката, снабженных меха» ниэмом выравнивания скоростей ° Цель изобретения — повышение выхода годного проката путем увеличения точности нарезки за счет полной компенсации динамического момента на валу приводного двигателя. Устройство содержит систему задания средней скорости летучйх ножниц, регуляторы скорости и тока приводного двигателя летучих ножниц. Дополнительное введение нереверсивного счетчика и преобразователя напряжение-код обеспечивает точную компенсацию динамического момента приводного двигателя летучих ножниц путем формирования сигнала искусствен ного датчика реза, упреждающего при любой скорости подачи полосы сигнал датчика реза на постоянное время, равное времени задержки сигнала в контуре регулирования тока приводного двигателя, 3 ил.

На фиг.1 приведена функциональна.. схема устройства управления летучими ножницами; на фиг.2 — функциональная схема привода летучих ножниц; на фиг.3 — временная диаграмма формирования сигнала искусственного датчика реза.

Устройство содержит привод I летучих ножниц (ЛН) 2, сочлененных с приводом через механизм 3 выравнивания скоростей. С валом двигателя связаны тахогенератор 4, импульсный датчик 5 скорости двигателя и датчик! "198 >5

6 реза. С прокатом 7 посред< твом мерительных р<>ликов Я связан импульснь>й датчик 9 перемещения проката ° В контур цифрового регулирования скорос5 ти привода ЛН входят преобразователь

10 код — частота (в качестве задатчика частоты), связанный с задатчиком

1l длины, реверсивный счетчик 12, первый преобразователь 13 код — 1p напряжение, замкнутый контур аналогового регулирования скорости и импульсный датчик 5 скорости двигателя.

В контур аналогового регулирования скорости входят регулятор !4 скорости,15 привод 1 летучих ножниц и тахогенератор 4, а также преобразователь 15 частота — напряжение в качестве аналогового задатчика скорости. Канал компенсации динамического момента состав-20 ляют первый нереверсивный счетчик 16, блок 17 компенсации динамического момента, второй преобразователь 18 код — напряжение, квадратор 19 и блок

20 умножения. Второй нереверсивный 25 счетчик 22 и преобразователь 21 напряжение — код предназначены для формирования сигнала искусственного датчика реза, упрежающего всегда на постоянное время сигнал датчика 1р б реза. Привод 1 летучих ножниц содержит приводной электродвигатель ?3, питаемый от усилителя 24 мощности, и контур регулирования тока приводного двигателя, включающий в себя регулятор тока на усилителе 25 и датчик 26 тока °

Устройство работает следующим образом.

Мерная порезка проката на заданные 40 длины осуществляется за счет непрерывного цифрового регулирования угловой скорости двигателя ножниц в соответствии с выражением

Vn Lo V<

w = -- -- = 2 н д Кн ь3 Т 3 где Ч„ — скорость проката; соответственно радиус и периметр барабанов ЛН; ?. — заданная длина отрезаемых листов, Реализация соотношения (1) осуществляется в преобразователе 10 код — частота путем формирования на его выходе частотного сигнала задания скорости привода ЛН в соотвеTcòI>èè с выражением (2) Е 1. з — L<> о

L3,+ (3) где Е, Š— соответственно относительный и абсолютный эксцентриситеты; г — радиус кривошипов механизма выравнивания скоростей °

Неравномерность вращения вала барабанов ЛН внутри каждого оборота вызывает появление динамических моментов на валу приводного двигателя, из-зя которых возникают колебания скорости валя приводного двигателя, отрицательно влияющие на точность порезки проката. Указанный динамический момент зависит от установленного эксцентриситета (т.е. от заданной длины полосы) и является функцией угла поворота вала привода

*Ин б д (4) где J — момент инерции барабанов ЛН;

F(L,<> .) — относительн .й динамический момент при единичной угловой скорости приводного вала и при единичном моменте инерции барабанов ЛН. где Г „— частотный сигнал с вь1хода импульсного датчика 9, пр<>порционапьный скорости полосы.

Преобразователь 15 частота — напряжение преобразует сигнал Г в пропорциональный ему сигнал П„ аналогового задания скорости привода. Точное поддержание скорости привода ЛН, соответствующей частоте f>, осуществляется путем астатического цифрового регулирования при помощи реверсивного счетчика 12, в котором сравнивается частота задания f и обратной связи от импульсного датчика 5 скорости двигателя. Преобразователь 13 преобразует выходной код счетчика 12 в аналоговый сигнал <> о, непрерывно компенсирующий погрешность аналогового контура регулирования скорости двигателя. Ме. анизм 3 выравнивания скороcreA преобразует равномерное вращение вала двигателя в неравномерное вращение барабанов ЛН таким образом, чтобы, сохранив среднюю за период скорость, обеспечить в момент реза равенство линейных скоростей ножей ножниц и проката. Величина эксцентриситета механизма

3 выравнивания скоростей устанавливается в зависимости от отрезаемой длины согласно соотношению переКак фиг.3, по г N сч чNn

Т

f> (5) Lî

f = f f

Н 3 П

3 (6) Ncu L3 N>> ? 3

1 >l Lo п .о

L3

V>l

V» fп Lo

11

> "сч сч, > (9) 15198

11о3тому дчя устранения влияния указанного динамического момента на скорость приводного двигателя производится его компенсация путем формир1>ванин в каждом цикле порезки сиг5 нала динамического ток;1 UI 3 ll подачи его на второй вход через Mt ханизм выравнивания скоростей регулятора усилителя 25 тока привода 1 летучих ножниц. Указанный сигнал реализует принцип инвариантности, осуществляя регулирования го возмущению, причем сигнал возмущения формируется путем моделирования егo математического 15 выражения (4). Для этой цели в первом нереверсивном счетчике 16 с момента появления очередного импульса искусственного датчика реза (ИДР) путем подсчета импульсов частоты Е„ ф«>рми- 20 руется код угла ol, поворота приводного двигателя. В блоке 17 по кодам> и

L 3 формируется код N> динамической компенсации. Блок 17 компенсации динамического момента выполнен на основе 25 элемента программируемой памяти, каждая страница памяти которого определяется кодом L 3, адрес ячейки в каждой странице определяется кодом п1, а содержимое каждой ячейки памяти g0 представляет собой код N относительД йо динамического момента F (L3»>. ), c«ответствующего значению текущего угла поворота вала двигателя цри заданной д ине порезки Код И преоб- 35 разователя 18 преобразуется в пропорциональное ему напряжение 11, которое в блоке 20 умножается на сигнал

К Q>, поступающий с выхода квадратора 19. Таким образом, на выходе 40 блока 20 умножения образуется сигнал

U формирования динамического тока в соответствии с выражением (4).

Формирование сигнала искусственного датчика реза (ИДР), упреждающего при любой скорости подачи полосы сигнал датчика реза (ДР) на постоянное время, равное времени задержки сигнала в контуре регулирования тока, осуществляется при помощи нереверсивного 50 счетчика 22 и греобразователя 21 в соответствии с временной диаграммой, приведенной на фиг,З. По сигналу ДР от датчика б реза во второй нереверсивный счетчик 22 из преобразователя

21 напряжение — код заносится код Кп начальной установки счетчика. Далее счетчик 22 заполняется импульсами частоты f поступающими от датчика г г

"> «кирс сти двигателя, и при его полнении формируется сигнал ИДР видно из временной диаграммь1 на время упреждения о импульса ИДР отношению к импульсу ДР равно где Тд — время одного оборота ножниц;

Н „ — объем счетчика 22.

Так как при астатическом регулировании скорости частота задания и обратной связи равны и код N „ пропорционален скорости проката

Lo

Nn = f 3 К»»> Кп»к= н L Кпчн Кпнк о

1 то выражение (5) примет вид

Выбрав объем счетчика 22 где М. — дискретность измерения перемещения в устройстве, и учитывая, что

m (10) выражение (8) можно привести к виду

То Т3 + у „. 7 L. пч" "l„

Из (11) видно, что время упреждения импульса ИДР по отношению к импульсу ДР является постоянной величиной, не зависящей от скорости разрезаемого проката. При этом коэффициент преобразователей частота напряжение 15 и напряжение — код 21 выбирается таким, чтобы величина а соответствовала времени задержки сигнала в контуре регулирования тока.

Таким образом, изобретение nossoляет повысить точность порезки при скоростях подачи проката, меньших максимальной, за счет точной компенсации динамического момента путем ком1519855

10 пенсирующего сигнала с управлением, всегда соответствующим времени задержки этого сигнала в контуре регулирования тока приводного двигателя летучих ножниц.

Формул а изобретения

Устройство управления летучими но ницами, работающими в режиме не прерывного вращения по авт. св.

11 1440627,о тл и ч а ю m,å е с я тем,что с целью повышения выхода годного проката путем увеличения точности порезки за счет полной компенсации динамического момента на валу приводного двигателя, дополнительно введен второй нереверсивный счетчик и преобразователь напряжение — код, вход которого соединен с выходом преобразователя частота — напряжение, а выход — с установочным входом второго нереверсивного счетчика, счетным входом подключенного к выходу импульсного датчика скорости двигателя, входом записи — к датчику реза, а выходом — к входу сброса нереверсивного счетчика.

l 5) 9355 фиг 2 фогЗ

Составитель В.Родимов

Техред М.Ходанич Корректор И.Муска

Редактор Л.Гратилло

Подписное

Тираж 831

Заказ 6642/17

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113()35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101