Устройство для измерения длины проволоки и сортового проката

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОНУ Сви ЕТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцналистическмз республик

Ф* (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 2702,80 (21) 2887057/25-28 (51) М КЛ с присоединением заявки Нов

Г 01 В 7/04

Государственный комнтет

СССР оо ямам нзобретеннй н открытн и (23) Приоритет

Опубликовано 300981 Бюллетень 11о 36 (53) УДК 531,717 (088. 8) Дата опубликования описания 300981

Челябинский ордена Октябрьской Революции и ордена

Трудового Красного Знамени металлургический завод (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИНЫ

ПРОВОЛОКИ И СОРТОВОГО ПРОКАТА

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено в прокатном производстве для измерения длины продукции, сматываемой в бунты или рулоны.

Известен измеритель длины проката, содержащий два датчика фиксации полосы, установленные за прокатной . клетью, датчик фиксации полосы по оси валков, датчик импульсов, связанный с валками, двоичный счетчик и счетно-решающее устройство (1), Известный измеритель не обеспечивает удовлетворительной точности при измерении длины проволоки и сортово- 15 го проката, так как база измерения по технологическим причинам составляет незначительную часть от общей длины изделия.

Наиболее близким по технической 20 сущности к предлагаемому является устройство для измерения длины проволоки и сортового проката, содержащее датчик наличия изделия, генератор импульсов валка, соединенный с ним блок коррекции и счетчик длины, подключенный к одному из выходов блока коррекции (2).

Известное устройство не учитывает опережение металла относительно вал- 30 ков, зависящее от профиля, марки металла и неконтролируемых усилий прокатки, что Увеличивает ошибки измерения.

Цель изобретения — увеличение точности прн изменяющихся условиях прокатки.

Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения длины проволоки н сортового проката, содержащее датчик наличия иэделия, генератор импульсов валка, соединенный с ним блок коррекции и счетчик длины, поключенный к одному из выходов блока коррекции, снабжено преобразователем длины оборота валка, блоком ввода кода и распределителем ввода, выходы преобразователя длины оборота валка и блока коррекции поразрядно скоммутированы со входами отсчетчика длины через блок ввода кода, управляющие входы которого соединены с выходами распределителя ввода, выход генератора импульсов валка соединен с первым входом распределителя ввода, входом преобразователя длины оборота валка и первым входом блока коррекции, а выходы датчика наличия изделия соединены со вторым и третьим входами

868329 распределителя ввода и вторым входом блока коррекции °

Кроме того, преобразователь длины оборота валка содержит счетчик длины оборота, регистр памяти со схемой переноса, генератор мерных импульсов с калиброванным роликом, ключевой

)элемент и формирователь временного интервала, выходы счетчика длины оборота через схему переноса поразрядно скоммутированы с регистром памяти, а вход счетчика длины оборота соеди- . нен с генератором мерных импульсов через ключевой элемент, управляющий нход которого связан с выходом формирователя временного интервала, подключенного к выходу генератора импульсов валка, Блок коррекции содержит триггер управления, два ключа, счетчик остатка и регулируемый генератор, выход последнего через первый ключ присоединен к счетчику остатка, через второй ключ — к счетчику длины, управляющие входы первого и второго ключей связаны с выходами триггера управления, один вход которого соединен с выходом датчика наличия иэделия, а другой — с выходом генератора импульсов валка и нходом установки в нуль счетчика остатка.

Распределитель ввода содержит ключ запуска, триггер пропуска и схему И, на входы схемы И подключены генератор импульсов валка и датчик наличия изделия, инверсный выход которого подан на один из нходов триггера пропуска, другой вход которого связан с выходом схемы И, выходы триггера пропуска соединены : один - с управляющим входом блока ввода кода, другой с управляющими входом ключа запуска, вход которого соединен с генератором импульсов валка, а выход — с другим управляющим входом .блока ввода кода.

С целью увеличения надежности измерений, датчик наличия изделия содержит два шунта, дна ключа тока нагрузки, пусковую и стопоную схемы

И,выходной триггер и инерционное звено,шунты включены в цепь двигателей последней (чистоной) и предпоследней клетей и связаны с ключами тока нагрузки, первый — непосредственно, а второй — через инерционное звено, прямые выходы ключей тока нагрузки поданы на пусковую схему И, инверсные выходы — на стоповую схему И, а выходы схем И связаны со входами выходного триггера.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для измерения длины проволоки и сортового проката;) на фиг.

2 — блок-схема формирователя временного интервала; на фиг. 3 - блоксхема блока ввода кода; на фиг. 4 блок-схема датчика наличия изделия; на фиг. 5 - временные диаграммы, поясняющие принцип работы предлагаемого .устройства.

Устройство содержит преобразователь

l длины оборота валка и блок 2 коррекции, поразрядно скоммутиронанные через блок 3 ввода кода со входами счетчика 4 длины.

Управляющие входы блока 3 ввода кода связаны с выходами распределителя 5 ввода, состоящего иэ схемы

И 6, выход которой подан на один из

t0 входов триггера 7 пропуска, управляющего ключом 8 запуска. Ко входам схемы И 6 и ключа 8 запуска подключены генератор 9 импульсов валка, а к другому входу схемы И 6 — датчик

15 10 наличия иэделия, инверсный выход которого подан также на триггер 7 пропуска.

Елок 2 коррекции содержит первый

1l и второй 12 ключи, через которые

2р импульсы регулируемого генератора

13 поступают в счетчик 4 длины и сче.тчик 14 остатка. Ключи. 11 и 12 открываются сигналами с выходов триггера

l5 управления, ко входам которого подсоединены выходы генератора 9 им25 пульсов валка и датчика 10 наличия изделия, включающего также в работу генератор 13, например, подачей питания, Преобразователь 1 длины оборота валка содержит счетчик 16 длины оборота, соединенный через ключевой элемент 17, управляемый формирователем

18 временного интевала, с генератором

19 мерных импульсов, жестко связанным с каяибровым роликом 20..

Код счетчика 16 длины оборота через схему 21 переноса, управляемую по входу Б, передается в регистр 22 памяти.

4р формирователь 18 временного интер-вала (фиг. 2), управляемый генератором 9 импульсов валка, жестко связанньм с валком 23 чистовой клети (не показана), содержит триггер 24 интер45 нала, возбуждаемый через пусковой триггер 25 и схему 26 совпадения, связанную с выходом генератора 9 импульсов валка. Выход схемы 26 совпадения связан со сходом счетчика

5р 27 числа оборотов, сигналом с выхо;,да которого устанавливаются в исходное положение триггер 24 интервала и пусковой триггер 25. В начале измерения счетчик 16 длины оборота, пусковой триггер 25 и счетчик 27 числа оборотов устанавливаются в нулевые положения по нходам О.

На фиг. 3 представлена одна из схемных реализаций блока 3 ввода кода, содержащего трехвходовые схемы

28-35 совпадения. Четные схемы 28,30, .32,34 совпадения предназначены для ввода кода счетчика 14 остатка,а нечетные 29,31,33,35 - для ввода кода регистра памяти преобразователя l длины оборота валка. На фиг. 3 показа868329 ны элементы для ввода одной двоично-. десятичной декады.

На средние входы схем 28-35 совпадений поступают импульсы генераторов 36 ввода, формируемые в пачки по девять импульсов в каждой первым формирующим ключом 37 и вторым формирующим ключом 38.

Работой первого формирующего ключа

37 управляют первый триггер-формирователь 39 и первый синхронизирующий io триггер 40. Соответственно работой второго формирующего ключа 38 управляют второй триггер-формирователь

41 и второй синхронизирующий триггер

42. Первый синхронизирующий триггер

40 запускается импульсом триггера 7 пропуска, а второй — импульсом клю- ча 8 запуска, входящими в состав распределителя 5 ввода. Благодаря тому, что триггеры 40 (42) и 39 (41) устанавливаются в исходное состояние 20 импульсами коммутатора 43, выходной импульс триггера-формирователя 39 (41) жестко синхронизирован во времени с импульсами генератора 36 ввода..

Импульсом триггера-формирователя 25

39 (41) открывается формирующий ключ

37 (38) и на входах схем 28, 30, 32, 34 (29; 31, 33, 35) совпадения появляется пачка из десяти импульсов.

Импульсы генератора 36 ввода поступают также на делитель 44 частоты, связанный с коммутатором 43, с вхо-. дов которого импульсы поступают на входы схем 28-35 совпадения, а выходы последних через диоды Д скоммутированы со входами счетчика 4 длины.

На выходах коммутатора 43 появляются импульсы, число которых соответст- вует рабочему коду счетчиков 14 и 4 и регистра 22 памяти.

Очевидно на выходах схем 28, 30, 40

32, 34 (29, 31, 33, 35) совпадения в результате однократной передачи кода. появляется и заносится в счетчик

4 длины такое количество импульсов, которое соответствует числам, эапи- 45 санным в счетчике 14 остатка или в регистре 22 памяти..

Датчик 10 наличия иэделия (фиг . 4) содержит шунты 45 и 46, включенные. соответственно в цепь двигателя 47 у) чистовой клети и двигателя 48 валка

49 предпоследней клети (не показан) .

Направление движения иэделия 50 пока-. зано на фиг, 1 стрелкой.

Ключ 51 тока нагрузки чистовой. клети подключен к шунту 45 непосредственно,а ключ 52 тока нагрузки предпоследней клети 49 — через инерционное звено 53.

Прямые выходы ключей 51 и 52 тОка bо нагрузки поданы на пусковую схему, И 54, а инверсные — на стоповую схему И 55. Выходы схем И 54 и 55 связаны со входами выходного триггера 56, выходы которого являются прямком и 65 инверсным выходами датчика 10 наличия изделия.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении счетчики 4 и 14 соответственно длины и остатка установлены в нулевое состояние, в регистре 22 памяти преобразователя 1 длины оборота валка хранится информация от предыдущего измерения.

Процесс измерения длины по>сняется с помощью временных диаграмм (фиг.

5), при;ем номер каждой позиции сооrâåòcòâóåò номеру элемента в описании и »а фиг. 1 — 4.

При вхождении изделия 50 в чистовую клеть срабатывает датчик 10 наличия изделия (момент времени а на позиции 10, фиг. 5). На выходе генератора 9 импульсов валка на каждый оборот валка 23 появляется импульс.

Принцип измерения заключается в том, что каждый раз после того, как проходит один полный оборот валка

23 чистовой клети, вносится иод преобразователя 1 длины оборота валка в счетчик 4 длины. Первый ввод кода преобразователя 1 длины оборота валка происходит в момент времени в (фиг.5, по иция 9), а последний в момент времени m. Для учета немерных отрезко., соответствующих моментам времени от а до 6 в начале и от

m до и в конце изделия 50 применен блок 2 коррекции. При срабатывании датчика 10 наличия изделия возбуждается триггер 15 управления и начинает работать регулируемый генератор

13. Триггер 15 управления (устанавливаемый в исходное состояние импульсом б генератора 9 импульсов валка) открывает второй ключ 12, благодаря чему на вход счетчика 4 длины поступает некоторое количество импульсов регулируемого генератора 13. Частота регулируемого генератора 13 заранее подбирается такой, что за один оборот валка 23 чистовой клети (т.е; за промежуток времени между б и в на фиг. 5, позиция 9) код счетчика

14 остатка. (Устанавливаемого в нуль каждйм импульсом генератора 9 импульсов валка) равен коду регистра 22 памяти преобразователя 1 длины оборота валка. Это обеспечивает внесение в счетчик 4 длины такого количества импульсов, которое численно соответствует длине немерных отрезков в начале и конце изделия 50, Немерный отрезок в конце изделия

50, соответствующий промежутку времени между m и и (фиг. 5, позиция 9 и 10), учитывается благодаря тому, что код счетчика 14 остатка, числеино равный длине немерного отрезка в конце изделия 50, вносится в счетчик

4 длины в момент времени и по заднему

Фронту импульса триггера 7 пропуска.

Импульсы, сосчитанные к этому момен868329 ту счетчиком 14 остатка, выделены (фиг. 5, позиция 11) .

Для того, чтобы не вносить код регистра 22 памяти в счетчик 4 длины в момент времени б, применен тригГер 7 пропуска возбуждае и зад- 5 ним Фронтом первого импульса с выхоа схемы И 6. Таким образом, в момент оэбуждения триггера 7 пропуска и открытия ключа 8 запуска импульс на входе последнего уже заканчивается, так что переноса кода в этот момент не происходит, ибо изделие 50 еще не проходит к этому моменту времени в валках расстояния, равного длине одного оборота. Импульсы на выходе ключа 8 запуска соответствуют моментам переносов кода регистра 22 памяти в счетчик 4 длины.

Так происходит процесс измерения длины изделия 50, причем код преоб.разователя 1 длины оборота учитывает 20 опережение металла при прокатке (т.е, не равен длине окружности валка) и, следовательно, измерение происходит точнее.

В преобразователе 1 длины оборота валка (Фиг. 1, 2, 5) генератор 19 мерных импульсов жестко связан с калиброванным роликом 20 и выдает определенное количество импульсов на один оборот последнего. Диаметр калиброванного ролика 20 может быть выбран таким, что каждый. импульс генератора 19 мерных импульсов соответствует, например, 1 мм длины обкатываемого проката. 35

Во избежание ударов переднего и заднего концов, быстрого износа и ошибок в связи с разнотолщиннестью концов - калиброванный ролик 20 накла дывается на изделие 50 примерно в

его.середине с некоторой, определяемой из опыта, периодичностью. Прямое измерение длины проката путем подсчета импульсов генератора.19 не дает точных результатов по вышеперечисленным причинам (удары концов, быстрый износ калиброванного ролика 20 и т.д.) .

Процесс измерения длины оборота поясняется с помощью временных диаграмм (фиг. 5) . После выходы иэ чистовой клети переднего конца изделия

50 на него налагается калиброванный ролик 20. Начинает работать генератор 19 мерных импульсов. При подаче по входу 0 (Фиг. 2) сигнала Измерение устанавливаются в нуль счетчик 16 длины оборота, счетчик 27 числа оборотов и возбуждается пусковой т1.иггер 25. На выходе схемы 26 совпадения импульсы генератора 9 импульсов валка появляются, как это показано на позиции 26. Первый же импульс с выхода схемы .26 совпадения возбуждает триггер 24 интервала и начинается через ключевой элемент 17 прохождение мерных импульсов генератора 65

19 в счетчик 16 длины оборота. При подсчете счетчиком 27 числа оборотов заданного заранее числа импульсов на

его выходе появляется сигнал, устанавливающий в исходное состояние пускозой триггер 25 и триггер 24, и из" мерение прекращается. Обычно счетчиком 27 числа оборотов подсчитывается 10, 100 и 1000 импульсов, а при переносе информации в регистр 22 па мяти отбрасываются соответственно од" на, две или три младшие декады счетчика 16 длины оборота. Это обеспечивает усреднение результата и повышает точность измерений.

Поскольку временной интервал измерения равен, предположим, ста периодам оборота валка 23 чистовой клети, то результат измерений не зависит от скорости прокатки, так как если, например, сксрость прокатки увеличивается в два раза, а временной интервал измерения уменьшается в два раза, то частота генератора 19 увеличивается в два раза.

Это является важным достоинством предлагаемой схемы. Поскольку испульсы генератора 19 мерные, то результат измерения представляет собой длину оборота валка 23 чистовой клети с учетом опережения металла, .выраженную, например, в миллиметрах.

В паузе между подачей изделий 50 сигналом на вход схемы 21 переноса информация иэ счетчика 16 длины оборота переносится в регистр 22 памяти для производства измерений длины очередных изделий. Такое обновление инФормации регистра 22 памяти производится периодически по мере износа валков, изменения режима прокатки и марок стали.. Таким образом,, калиброванный ролик 20 находится в работе, т.е, в контакте с раскаленным прокатом, ничтожную часть общего времени работы устройства, что обеспечивает малый его износ, высокие метрологические свойства и надежную работу преобразователя 1 длины оборота вал <а е

Контроль эа наличием изделия в чистовой прокатной клети производится по току нагрузки не только данной, но и соседней с ней клети, причем шунты 45 и 46 соединены с ключами 51 и 52 тока нагрузки, первый - непосредственно, а второй — через,инерционное звено 53, постоянная времени ко,торого равна или меньше времени перемещения изделия 50 между клетями.

Такая схеМа исключаЕт ложные срабатывания выходного триггера 56 при случайных колебаниях тока нагрузки двигателей 47 и 48.

Инерционное звено 53 не ухудшает быстродействия датчика 10 наличия . изделия, а только исключает ложные срабатывания в промежутки времени, когда передний или задний конец из8б8329

10 делия 50 проходит расстояние от валка 23 до валка 49. Ложныв срабатывания в другие моменты времени не опас» ны, так как самоустраняются схемой из пусковой и стоповой схем И 54. и

55 и выходным триггер 5б.

Датчик наличия иэделия не имеет элементов, расположенных на линйи прокатки в условиях непосредственного контакта с раскаленним металлом и окалиной, поэтому точность измерения повышается.

Формула изобретения

t0

)О

1. Устройство для измерения длины проволоки и сортового проката, содержащее датчик наличия иэделия, re8eратор импульсов валка, соединенный с ним блок .коррекции и счетчик длины, Подключенный к одному иэ выходов бло,ка коррекции, о т л и ч а ю щ в е с я .тем, что, с целью увеличения точности йри изменяющихся условиях прокатки, оио снабжено преобразователем длины оборота валка, блоком ввода кода и распределителем, ввода, виходы преобразователя длины оборота валка и блока коррекции поразрядно скомму-. тировани со входами счетчика длины

:через блок ввода кода, управляющие входы которого соединены с выходами распределителя ввода, выход генератора импульсов валка соединен с первым входом распределителя ввода, sxoдом преобразователя длины оборота валка и первым входом блока коррекции, а.выходи датчика наличия иэделия соединены со вторим и тетьим sxoдами распределителя ввода и вторым входом блока коррекции.

2, Устройство по. п. 1, о т л ич а ю.щ е е с я тем, что преобразователь длины оборота валка содержит счетчик длины оборота, регистр памяти со схемой переноса, генератор мерных импульсов с калиброванным роликом, ключевой элемент и. Формйрователь временного интервала, выход@ счетчика длины оборота через схамУ переноса поразрядно скопелутированы с регистром памяти, а вход счетчика длины оборота соединен с генератором мерных импульсов через ключевой элемент, управляющий вход которого свя« эан с выходом формирователя времен». ного интервала, подключенного к выходу генератора импульсов валка.

3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок коррекции содержит триггер управления, два ключа, счетчик остатка и регулируемый генератор, выход последнего через первый ключ подсоединен к счетчику остатка, через второй ключк счетчику длины, управляющие входы первого и второго ключей связаны с выходами триггера управления, один вход которого соединен с выходом датчика наличия изделия, а другой— с выходом генератора импульсов валка и входом установки в нуль счетчика остатка.

4. Устройство по п, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что распределитель ввода содержит ключ запуска, триггер пропуска и схему И, на входы схемы И подключены генератор импульсов валка и датчик наличия изделия, инверсный выход которого подан на один из входов триггера пропуска, другой вход которого связан с выходом схемы И, выходы триггера пропуска сое динены t один - с управляющим входом блока ввода кода, другой — с управляющим входом ключа запуска, вход которого соединен с генератором импульсов валка, а выход - с другим управляющим входом блока ввода кода.

5. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, чтб, с целью увеличения надежности измерений, датчик наличия иэделия содержит два шунта, два ключа тока. нагрузки, пусковую и стоповую схемы И, выходной триггер и инерционное звено, шунты включены в цепь двигаталей последней (чистовой) и предпоследней клетей и связаны с ключами тока нагрузки, первый - непосредственно, а второй - через инерционное звено, прямые выходы ключей тока нагрузки поданы на пусковую схему И, инверсные виходи - на стоповую схему И, а выходы схем И связаны со входами выходного триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Автсрское свидетельство СССР

9 331243, кл. G 01 В 7/02, 1970.

2. Патент СССР Р 584812, кл. 6 01 B 7/02, 1973 (прототип).

868329

f5

13—

ftjtttttttttttttNtjttttjjtt цццфффаиф

1Вà —— ИННИIIIIIIIII 1П! IIIIIIIIIIIIIIIЦ!Г—

1 Ю -ltttjtttjttttttttttitttljtttttttttjtttttlttttttt — — Illttllltlllllllllllll

17 р S

Редактор В.Петраш

Заказ 8298/50 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4

Ю

ЧЧа

ФИ вЂ” у- у-

Ччб

Иг

92

Ч(58

Z9

31

IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII IIlllllllllllIlll

Составитель A.Êóëèêîâ

Техред A.Áàáèíåö Корректор Г.РеиетннК