Устройство для автоматического контроля диаметра раскатываемой кольцевой заготовки на вертикальной обжимной машине

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к оборудованию для раскатки кольцевых заготовок. Цель изобретения - повышение производительности и автоматизации контроля диаметра раскатываемой кольцевой заготовки. Устройство содержит импульсный датчик перемещения валка верхней бабки обжимной машины, блок согласования, элементы И, счетчик, блок индикации, цифроаналоговый преобразователь, блок деления, сумматор, блок сравнения, релейный элемент, элементы ИЛИ, И-НЕ, блоки задания, формирования начальных условий, формирователь импульсов, датчик начала раскатки. Автоматический контроль в процессе раскатки осуществляется в функции толщины раскатываемого кольца. При этом ширина его остается постоянной. Устройство позволяет полностью автоматизировать процесс контроля диаметра заготовки. 1 з.п. ф-лы. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУЬЛИН (51) $ В 21 К 1/38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

3 ил.

24V

D — D = — = А = const д

О, — 2Н;

D

D

1 (D,-2Н) = А;

13 „+ 4D„- Н-4Н2

= А

V

D Н вЂ” Н = =А

1Г1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4466482/3 1-27 (22) 29.07.88 (46) 23.04.90. Бюл. И- 15 (71) Куйбышевский политехнический институт им. В.В.Куйбышева (72) Н.И.Малешкин, Г.И.Иливицкий, Д.A.Êoëáàcèí, Э.Я.Рапопорт, О.Н.Турпак и И.В.Фрыгин (53) 621.979.82 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1203120, кл. С 21 D 11/00, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

КОНТРОЛЯ. ДИАМЕТРА РАСКАТЫВАЕМОЙ КОЛЬЦЕВОЙ ЗАГОТОВКИ НА ВЕРТИКАЛЬНОЙ ОБЖИМНОЙ МАШИНЕ (57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к оборудованию ,цля раскатки кольцевых заготовок.

Цель изобретения — повышение произИзобретение относится к машиностроению, а именно к оборудованию для раскатки кольцевых заготовок.

Цель изобретения — повышение производительности и автоматизация контроля диаметра раскатываемой кольцевой заготовки, .

Сущность изобретения состоит в том, что автоматический контроль диаметра раскатываемой кольцевой заготовки на вертикальной обжимной машине осуществляется в функции толщины раскатываемого кольца. В процессе раскатки кольца объем V и ширина 1 изделия остается постоянной, т.е.

1 2

ii(— — — ) .1 = V = const, 4 4

„.SU„, 3558548 А1 водительности и автоматизации контроля диаметра раскатываемой кольцевой заготовки. Устройство содержит импульсный датчик перемещения валка верхней бабки обжимной машины, блок согласования, элементы И, счетчик блок индикации, цифроаналоговый преобразователь, блок деления, сумматор, блок сравнения, релейный элемент, элементы ИЛИ, И-НЕ, блоки задания, формирования начальных условий, формирователь импульсов, датчик начала раскатки. Автоматический контроль в процессе раскатки осуществляется в функции толщины раскатываемого кольца. При этом ширина его остается постоянной. Устройство позволяет полностью автоматизировать процесс контроля диаметра заготовки. 1 з.п. ф-лы, где D,, D < — соответственно наружный и внутренний диаметры кольца.

1 — ширина кольца.

После преобразования получим

Выразим внутренний диаметр D< через внешний диаметр D, и толщину Н

1558548

Задавая начальные значения D и Н, затем автоматически определяя значение А,, а затем в процессе раскатки контролируя толщину кольца h(t), получаем следующее выражениб для те5 кущего значения диаметра кольца:

10 и если в процессе раскатки D (t)

Ф

=. П, аБ (где О, треб конечное значение диаметра кольца), то процесс раскатки должен быть закончен.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства автоматического контроля диаметра раскатываемой кольцевой заготовки; на фиг.2 и 3 — соответственно блок формирования начальных условий и блок индикации.

Устройство содержит два калиброванных валка: верхний 1 и нижний 2.

На нижнем валке размещается кольцевая заготовка 3. Ось нижнего валка 2 закреплена в нижней бабке 4, a sepx- 25 ний валок 1 установлен на верхней бабке 5, которая совершает возвратнопоступательное перемещение "внизвверх" при помощи гидропривода 6 по направляющей 7. Ось верхнего валка связана с электроприводом 8. Верхняя бабка 5 через передачу, например цепь

9, связана с зубчатыми колесами 1О, на оси одного из которых установлен импульсный датчик 11 перемещения, выход которого через последовательно соединенные блок 12 согласования и первый вход элемента И 13 соединен с первым входом двоичного реверсивного счетчика 14.

В качестве импульсного датчик@ 11 перемещения используется, например датчик перемещения типа ПДФ-5, на выходе которого за один оборот вала формируется 2000 импульсов.

Выход двоичного реверсивного счетчика 14 соединен с входом цифроаналогового преобразователя 15 (ЦАП) и первым входом блока 16 индикации, третий вход которого. соединен с выходом датчика 17 качала раскатки. Выход ЦАП 15

50 соединен с первыми входами блока 18 деления и сумматора 19, второй вход блока 18 деления соединен с выходом блока 20 формирования начальных условий, первый и второй вход которого .соединен соответственно с первым и вторым выходом блока 21 задания.

Второй вход сумматора 19 соединен с выходом блока 18 деления. Выход сумматора 19 соединен с вторыми входами блока 16 индикации, блока 22 сравнения, второй вход которого соединен с третьим выходом блока 21 задания, а выход соединен с входом релейного элемента 23. Блок 21 задания содержит три задатчика 24-26 — для задания начального значения внешнего диаметра кольца D.„ äëÿ задания толщины кольца Н и для задания требуемого значения внешнего диаметра кольца D

Выход релейного элемента 23 соединен с первым входом элемента ИЛИ 27, второй вход которого соединен с формирователем 28 импульса и через элемент

И-HE 29 с вторым входом элемента И 13.

Блок 20 формирования начальных условий состоит из сумматора 30 и блок 31 умножения. Блок 16 индикации содержит элемент И 32, дешифратор 33, блок

34 индикаторных ламп, реле 35 и регистрирующий прибор 36. Реверсивный счетчик 14 имеет второй вход — сброс в нулевое состояние, третий Ус и четвертый - Y входы соединены с

6 контактами переключателя направления. перемещения верхней бабки 5, соот" ветственно "Подъем" и "Спуск".

Устройство работает следующим образом.

При включении напряжения на устройство состояние двоичного реверсивного счетчика 14 неопределено и при этом верхний валик 1 может находиться на любом расстоянии от нижнего валка 2.

Оператор нажимает кнопку "Сброс в О" - двоичный реверсивный счетчик

14 сбрасывается в нулевое состояние.

Для того, чтобы верхнюю бабку 5 с валком 1 переместить вниз до соприкосновения поверхностей нижнего 2 и верхнего 1 валков, оператор при помощи формирователя 28 импульса формирует логическую единицу, которая через элемент ИЛИ 27 поступает в схе" му управления перемещения верхней бабки 5. Оператор далее нри помощи переключателя формирует сигнал на спуск верхней бабки 5. При этом импульсы, формируемые на выходе датчика 11 перемещения, не поступают на первый вход двоичного реверсивного счетчика 14, так как логическая единица, формируемая формирователем 28 импульса через элемент И-НЕ 29, поступая на второй вход элемента И 13, 1558548

35 запрещает прохождение этих импульсов.

При соприкосновении поверхностей нижнего 2 и верхнего 1 валков, достижении давления в гидроцилиндре гидропривода 6 Р> 1,4 кг/см на выходе

5 датчика начала раскатки кольца 17 формируется логическая единица, которая, поступая в блок 16 индикации, формирует информацию о состоянии двоичного реверсивного счетчика 14.

Состояние двоичного реверсивного счетчика 14 равно нулю, оператор заканчивает формирование логической единицы при помощи формирователя 28 импульса .и отключает перемещение верхней бабки 5 и вращение верхнего валка 1.

Затем оператор, исходя из известной номенклатуры обрабатываемой коль- 20 цевой заготовки, задает при помощи задатчиков 24 начальный наружный диаметр кольца D 25 — первоначальную толщину Н и задатчика 26 требуемый конечный диаметр кольца D 25 треб

На выходе сумматора 30 блока .20 формирования начальных условий формируется аналоговый сигнал, равныйалгебраической сумме заданных значений задатчиков 24 и 25, т.е. (D -Н), данный сигнал, поступает на первый вход блока 31 умножения, на выходе блока 31 умножения и соответственно на выходе блока 20 формирования начального состояния формируется информация, равная произведению (D, — Н).Н, так как на второй вход блока 31 умножения поступает с выхода . задатчика 25 сигнал, равный начальному значению толщины кольца, т.е. Н. Информация с выхода блока формирования начальных условий 20, то есть

А, = (D — Н }.Н поступает на второй вход блока 18 деления.

При перемещении верхней бабки 5 с валком 1 вверх на выходе датчика Г1 перемещения формируются импульсы, которые поступают на вход блока 12 согласования. На выходе блока 12 согла-. сования формируются импульсы, число которых прямо пропорционально пройденному пути верхней бабки 5 с валком 1. Импульсы с блока 12 согласования поступают через первый вход элемента И 13 на счетный — первый вход двоичного реверсивного счетчика 14, на втором входе элемента И 1 — логическая единица, сформированная элементом И-HE 29, так как на выходе формирователя импульса 28 — логический ноль.

На третий вход двоичного реверсивного счетчика поступает логическая единица, которая разрешает суммирование импульс в. На выходе двоичного реверсивного счетчика 14 будет сформирована информация в двоичном коде, равная расстоянию нижней точки верх него валка 1 и верхней точки нижнего валка 2. Данная -информация поступает через ЦАП 15, блок 18 деления, сумматор 19 на вход блока 22 сравнения. В блоке 22 сравнения сравнивается полученный сигнал с требуемым (1 тра )

Если на выходе блока 22 сравнения сигнал положителен, то на выходе блока релейного элемента 23 формируется логическая единица, которая разрешает перемещение верхней бабки 5 вниз, т.е. протекает процесс раскатки, в других случаях, формируется логический ноль, который запрещает перемещение верхней бабки 5 вниз. Сигнал с выхода элемента ИЛИ 27 поступает только в электрическую цепь управления спуска верхней бабки 5, при этом подъем верхней бабки 5 может осуществляться в любой момент времени.

После того, как осуществился подьем верхней бабки 5, оператор устанавливает на нижний валок 2 нагретую кольцевую заготовку 3. Затем опускает верхнюю бабку 5, при этом сформированные импульсы с датчика 11 перемещения поступают на первый вход двоичного реверсивного счетчика 14, а так как на четвертый вход поступает логическая единица, то происходит вычитание импульсов, поступающих на счетный вход.

На выходе блока 16 индикации информация равна О, так как на третий вход блока индикации поступает логический ноль от датчика .17 начала раскатки. кольца (P (1,4 кг/сме ), и как только поверхности верхнего валка 1 и внешней поверхности раскатываемого кольца 3 соприкоснутся и давление в гидроцилиндре превысит P r 1,4 кг/сме на выходе датчика раскатки кольца 3 сформируется логическая единица. Информация с выхода двоичного реверсивного счетчика 14, т.е. толщина кольца ?i(t) и сумматора 19 и диаметр кольца D,(t) поступает на газоразрядные лампы 34 и регистрирующий

1558548 прибор. Зб, так .как реле 35 замкнуло свой нормально разомкнутый контакт, При увеличении давления верхнего валка 1 (P =- 30-ч5 кг/см ) на наружную поверхность кольца 3, при этом

5 нижний 2, верхний 1 валки и заготовка 3 вращаются со скоростью до (2-3) об/с, происходит уменьшение толщины обрабатываемого кольца 3.

Состояние двоичного реверсивного счетчика 14 уменьшается и, следовательно, на выходе блока 19 суммирования информация увеличивается прямопропорцйонально увеличению диаметра кольца 3. При диаметре меньше требуемого на выходе блока 22 сравнения формируется положительный сигнал, который через релейный элемент 23 и элемент ИЛИ 27 разрешает раскатку кольц 20

3. И как только диаметр достигнет требуемого значения на выходе блока

22 сравнения формируется сигнал, равный нулю, который через релейный элемент 23 и элемент ИЛИ 27 запрещает 25 перемещение верхней бабки 5 вниз,т.е, достигнут заданный диаметр кольца 3.

Блок 16 индикации формирует на выходе информацию, равную конечной толщине h(t) и диаметра D<(t) кольца 3. ЗО

Оператор подает сигнал на подъем верхней бабки 5, при этом импульсы, сформированные датчиком 11 перемещения, поступают на счетный вход двоичного реверсивного счетчика 14, суммируются, так как на третьем входелогическая единица.

Затем оператор при помощи механизма снимает кольцо с нижнего валка

2 и устанавливает следующее кольцо, 6 нредварительно нагретое s нечн, и далее работа устройства повторяется.

Предлагаемое устройство позволяет полностью автоматизировать процесс контроля изменения днаметра кольца s процессе раскатки н иовысить произ-. водительность вертикальной обжимной машины

Формула изобретения

Устройство для автоматического контроля диаметра раскатываемой кольцевой заготовки на вертикальной обжимной машине, содержащее последовательно соединенные импульсный датчик перемещения, блок согласования, элемент И, реверсинный счетчик, подключенный к первому входу блока индикации, а также блок .задания, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности и обеспечения автоматического контроля диаметра раскатываемого кольца, введены датчик начала раскатки, блок формирования начальных условий, формирователь импульсов, элемент И-HE и последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь, блок деления, сумматор, блок сравнения, релейный элемент и элемент ИЛИ, второй вход которого подключен к формирователю импульсов и входу элемента И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом элемента И, первый и второй выходы блока задания соединены через блок формирования начальных условий с вторым входом блока деления, а третий выход - с вторым входом блока сравнения, вход цифроаналогового преобразователя соединен с выходом реверсивного счетчика, а выход — с вторым входом сумматора, выход которого подключен к второму входу блока индикации, к третьему входу которого подключен выход датчика начала раската.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок формирования начальных условий подержит сумматор и блок умножения, входы которого подключены к выходу и к одному из входов сумматора, входы сумматора являются входаьщ блока формирования начальных условий, а его выходом является выход блока деления.

1558548, Составитель А.Грибова

Редактор С.Патрушева Техред М.Дидык Корректор З.Лончакова

Заказ 798 Тираж 489 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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