Способ оптико-электронного управления процессом кислородной резки и устройство для его осуществления

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s В 23 К 10/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4490442/27 (22) 17.10.88 (46) 23.11.91. Бюл. М 43 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт автогенного машиностроения (72) Е.Л.Кадочкин, Г.К.Сухинин, А.И.Рухмаков, Ю.И,Моисеев (SU), Клаус Деккер и

Йоганн Веннемерс (DE) . (53) 621.791.958 (088.8) (56) Патент Японии М 55-6034, кл. В 23 К 7/10, 1980. (54) СПОСОБ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОГО

УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ КИСЛОРОДНОЙ РЕЗКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57 Изобретение относится к термической резке металлов и может быть использовано в за готовител ьном и роизводстве машиноИзобретение относится к термической резке металлов и может быть использовано в заготовительном производстве машиностроительных заводов, предприятий судостроительной промышленности и других отраслях народного хозяйства для управления машинами кислородной резки.

Целью изобретения является повышение производительности механизированной кислородной резки.

Поставленная цель достигается тем, что в способе оптико-электронного управления процессом кислородной резки, включающем улавливание освещенности и оценива-. ние температуры в зоне резки и формирование управляющих сигналов электроприводами резака и блоками технологической автоматики. производят раздельное,, Ы„, 1692786 А1 строительных заводов, предприятий судострои-.ельной промышленности и других отраслях народного хозяйства. Цель изобретения — повышение и роизводительности механизированной резки. При управлении процессом кислородной резки производят раздельное улавливание и оценивание температуры пламени, температуры воспламенения металла и температуры фронтальной поверхности реза. Оптические датчики установлены в канале режущего кислорода резака, имеют независимые каналы связи с системами управления. При одновременной резке несколькими струями анализируют состояние процесса в каждой зоне резки и команды на технологические операции подают при наличии соответствующих сигналов во всех зонах. 2 с. и 3 з,п. ф-лы, 2 ил. улавливание освещенности и оценивание температуры пламени, температуры нагрева металла в зоне начала резки и температуры фронтальной поверхности реза, при этом сигнал от температуры пламени используют на выключение подачи горючега газа и подогревающего кислорода, если пламя у резака по какой-либо причине не загорелось, сигнал от температуры нагрева металла используют для включения перемещения резака и включения подачи режущего кислорода при достижении температуры нагрева поверхности металла в зоне начала резки значений, равных началу воспламенения металла в струе кислорода, а сигнал от температуры фронтальной поверхности разреза используют для выключения подачи режущего кислорода и перемещения машины, если наклон линий реза (отставание) 1692786 ( ревысит допустимую для качественной езки границу.

При одновременной резке металла несколькими резаками анализируется поэтапное состояние процесса в каждой зоне резки, команды на технологические операции подают при наличии соответствующих игналов в каждой зоне.

На фиг.1 приведена конструкция реза-, а; на фиг.2 — функциональная схема устройтва.

Устройство включает оптические датчии 1-3 интенсивности излучения фронтальной поверхности металла, пламени резака о начала резки и поверхности металла в оне начала резки, которые смонтированы в бойме 4, закрепленной в центральном каале резака 5. Сигналы от датчиков 1-3 потупают в усилители 6-8, где происходит силение сигнала. Далее сигналы поступат в формирователи 9 — 11 логических сигнаов, обеспечивающие на выходе сигналы 1", "0", далее в микропроцессорный контроллер 12 и блок 13 управления, объединен ые в систему 14 управления, сигналы оторой поступают в систему 15 подачи гоючего газа и подогревающего кислорода, истему 16 подачи режущего кислорода, ледя щие электроприводы 17 перемещения езака и далее электродвигатели 18. Устройство работает следующим обра ом.

При зажигании пламени резака инфорация о его наличии датчика 2 передается на усилитель 6, а в виде дискретного сигнала "1" через формирователь 9 логических

1 игналов поступает в мйкропроцессорный контроллер (МК) 12, где постоянно произвоятся опрос и анализ состояния информацинных входов. В случае отсутствия информации о пламени на любом-из реза. ов формирователем 9 сигналов вырабатывается сигнал "0", поступающий в блок управления и в систему 15 отключения подачи подогревающего кислорода и горючего аза.

После получения информации о наличии пламени у всех резаков канал контроля пламени отключают. При зажженном плаМени резака металл в зоне начала резки

Начинает нагреваться. При достижении температуры воспламенения металла в струе кислорода оптический датчик 3 через усилитель 7 и формирователь 11 выдает сигнал п1Ф

МК 12 УЧПУ опрашивает о состоянии информационных каналов каждого резака и лишь после поступления сигнала "1" с последнего резака выдает блокам 15 и 16 команду на включение подачи режущего кислорода от блока 16.с одновременным включением перемещения машины блоком следящих электроприводов 17, После этого канал контроля температуры поверхности металла отключают.

Оптический датчик 1 определяет степень освещенности фронтальной поверхно-. сти реза, которая зависит от угла наклона линий реза (отставания) и для принятых в нальна отставанию (фиг.1), Рез высокого качества получают при отставании, не превышающем 7-15 . В противном случае снижается точность резки, в крайнем случае возникает непрореэание металла по толщине листа, Это связано, как правило, с нарушением технологических режимов резки (давления кислорода или горючего газа в сети), дефектами металла, окалиной на поверхности и т,д. При увеличении отставания более 15ф в усилителе 8 вырабатывается сигнал, трансформируемый в формирователе 10 в команду "0", MK вырабатывает команду на выключение подачи режущего кислорода блоком 16 у всех резаков и остановку машины электроприводами 17. По окончании резки детали канал контроля освещенности фронтальной поверхности разреза отключается, Каналы

30 связи других резаков выполнены аналогично, Контроль температуры пламени и нагрева металла в зоне резки позволяет исключить недогрев эоны и повторение

35 операций пробивки (резки) на новом месте, что повышает производительность и увеличивает выход годного металла.

Формула изобретения

1. Способ оптико-электронного управ40 ления процессом кислородной резки металлов, заключающийся в определении оптическим датчиком интенсивности излучения фронтальной поверхности в зоне рез45 ки, формировании управляющего сигнала, соответствующего этой интенсивности, и при достижении им заданного значения подачи команды на регулирование скорости перемещения резака, подачи в резак горю50 чего газа, подогревающего кислорода и режущего кислорода, отличающийся. тем, что, с целью повышения производительности процесса резки, производят определение интенсивности излучения дополнительными оптическими датчиками пламени резака до начала резки металла и поверхности металла при его нагреве в зоне резки, формирование соответствующих управляющих сигналов и при достижении одной заданной величины, соответствующей

10 практике режимов резки прямо пропорцио1692786 отсутствию пламени резака, до начала резки подают команду на отключение подачи в резак горючего газа и подогревающего кислорода, при достижении сигналом другой заданной величины, соответствующей тем- 5, пературе воспламенения металла, подают команду на включение подачи в резак.режущего кислорода и перемещения резака и при достижении сигналом заданной величины, соответствующей интенсивности излу- 10 чения фронтальной поверхности при угле наклона реза по отношению к оси резака более 7-15, подают команду на отключение подачи режущего кислорода и перемещения резака. 15

2, Способ по п.1, о т л и ч а ю щ.и и с я тем, что при одновременной резке металла несколькими резаками в разных зонах рез-ки подачу в резаки горючего газа и подо.гревающего кислорода прекращают. при 20 отсутствии пламени резака до начала резки . металла по крайней мере в одной зоне резки.

3. Устройство оптико-электронного управления процессом кислородной резки ме- 25 таллов, содержащее резак, в корпусе которого выполнены на периферии каналы для подачи горючего газа и подогревающего кислброда, вдоль оси резака канал для . подачи режущего кислорода, в котором за- 30 креплен оптический датчик интенсивности излучения фронтальной поверхности метал- . ла, а также привод перемещения резака, системы подачи горючего газа, подогреваю-. щего кислорода и режущего кислорода. со- 35 единенные с каналами резака, при этом выхоД ойтического датчика интенсивности излучения фронтальной поверхности ме-. талла через последовательно соединенные . первые усилитель и формирователь импуль- 40 сов подключен к первому входу управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что содержит дополнительно оптический датчик интенсивности излучения пламени резака до начала резки и оптический датчик интенсивности излучения поверхности металла в зоне начала резки, размещенные в осевом канале резака, два усилителя и два фосмирователя импульсо.в, при з гом выход оптического датчика интенсивности излучения пламени резака до начала резки через последовательно соединенные второй усилитель, в .орой формирователь импульсов и систему управления соединен с системой подачи горючего газа и подогревающего кислорода, выход оптического датчика интенсивности излучения поверхности металла -s зоне начала резки через последовательно соединенные третий усилитель, третий формирователь импульсов и систему управления подключен к системе подачи режущего кислорода и приводам перемещения резаков, выход первого формирователя импульсов через систему управления соединен с приводом перемещения резака и системой подачи режущего кислорода.

4, Устройство по п.З, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что максимумы спектральных характеристик оптических датчиков интенсивности излучения фронтальной поверхности, пламени резака до начала резки и поверхности металла в зоне резки соответствуют номинальным интенсивностям излучения соответственно фронтальной поверхности, пламени резака до начала резки и поверхности металла в зоне начала резки, а усилители включают анализаторы спектральных сигналов.

5. Устройство пап.З, от л ич а ю щеес я тем, что система управления выполнена на последовательно соединенных микропроцессорном контроллере и блоке управления, входы микропроцессорного контроллера являются входами системы управления, а ее выходами являются выходы блока управления.

1692786

Редактор А. Мотыль Техред М.Моргентал

Корректор А. Осэуленко

Заказ 4038 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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