Устройство для регистрации сварных швов

 

((() S84531.

Сетез Севетскик

Сециапистичвскик

Рвсттубпнк

ОП ИСАЙ ИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (81) Дополнительное к авт. свнд-ву (22)Заявлено 29.07.81 (21) 3329027/22-02 с присоединением заявки М (23) Приоритет (5! )M. Кл.

В 21 В 37/00

Рвударстеекай кемктет

ССЕР ав явкам кзобретеикк в етерыткй

Опубликовано 30. 12. 82 ° Бюллетень № 48 (53) УДК 621.771..23(088.8) Дата опубликования описания 02. 01. 83

В :"И.И. Альтерман, С.Д. Сыпачев, Д.О-. Мельник, А.А"."- Бибцфев;

А. Г. Клименко и М. Г. Тихановский 1 01-...,„-,.„

Опытное производственно-техническое предпттиат е"- -.". ." -.;

"Уралчерметавтоматика" (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (g4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ

СВАРНЫХ lilBOB

Изобретение относится к металлургической промышленности, в частности к устройствам дпя регистрации сварных швов на непрерывных травильных агрега ю тах.

Известно устройство для регистрации сварных швов на агрегате произ,водства холодного проката, которое содержит датчик грубой индикации сварного шва,датчик точнойиндикации шва, патенциальный триггер, счетчик им- пульсов длины, связанный через ключ с задатчиком допустимого отклонения длины полосы, формирователи и логические элементы 1.1 ).

Выходной сигнал "Шов" формируется путем отсчета допустимого отклонения по длине полосы по сигналу датчика точной индикации шва и выходному сиг-що иалу счетчика, который осуществляет счет импульсов убывающим итогом с мо-. мента входа сварного шва в зону слежения и до момента выхода из нее.

Недостатки известного устройства заключаются, во-первых, в появле нии набегающей (по длине полосы) ошибки при определении момента прохождения .швом контролируемой эоны, которая возникает из-за износа измерительных роликов (через которые, датчики импульсов сопрягаются с полосой ), а также при обжатии полосы в дрессировочной клети, устанавливаемой в линии травильного агрегата, во-вторых, в нарушении алгоритма работы устройства и получении недостоверных результатов в моменты включения устройства, когда неизвестно, какое количество швов находится между входом и выходом агрегата, например, в петлевых устройствах, в .этих случаях по длине сопоставляются не одни и те же участки полосы на входе и выходе агрегата.

Такой режим возникает и может продолжаться неопределенно долго и в случае сбоя в работе блока грубой индикации (ложный шов или пропуск шва.), 3 9845 при этом число, получаемое в счетчике длины полосы на выходе агрегата, в действительности не соответствует тому участку полосы, который зафиксирован в памяти блока грубой индикации.

Наиболее близким к предлагаемому

" по технической сущности является устройство для регистрации сварных швов на непрерывном стане холодной прокатки, содержащее два датчика импульсов, свяЗанных через измерительные ролики с перемещающейся полосой, соединенный по входам с упомянутыми датчиками и системой управления стыко,сварочной установкой блок регистрации сварных швов, с выходом которого соединено устройство центрирования полосы, связаНное с петлевым устройством. Блок регистрации сварных

20 швов содержит реверсивный счетчик регистрации запаса полосы в петлео вом устройстве, связанный цифровым входом с блоком задания начального запаса полосы (задатчик положения тележки и связанный с ним блок вычисления ), счетчик координаты сварно"o шва относительно стыкосварочной установки, установочный вход которого под= соединен к выходу системы управления

30 стыкосварочной установки, блок сравнения, ключ, блок задержки, триггер, элементы И (2

Это устройство обеспечивает непрерывное вычисление текущей длины полосы и координаты шва относительно заданной точки зоны слежения. Запуск устройства осуществляется введением в его реверсивный счетчик регистрации запаса полосы числа, соответствующего имеющемуся в контролируемой зоне количеству полосы в момент пуска °

Однако в процессе работы устройства из-за изменений (вследствие износа ) диаметров измерительных роликов, . через которые датчики импульсов свя- 4 заны (по входу в зону слежения и выходу из нее) с перемещающейся полосой, а также из-за проскальзывания полосы по роликам и ее удлинения в зоне слежения, показания реверсивного счетчика регистрации количества полосы в зоне слежения начинают все более и более отличаться от фактического количества полосы, что приводит .к появлению набегающей ошибки в определяемой координате сварного шва, которая в итоге может достигать .,ачительной величины.

31 а

Цель изобретения - повышение точности и надежности регистрации сварных швов.

Указанная цель достигается тем, что устройство для регистрации сварных швов, содержащее импульсные датчики перемещения полосы, устанавливаемые на входе и выходе контролируемой зоны, например травильного агрегата, датчик сигнала срабатывания стыкосварочной установки и блок регистрации сварных швов, включающий в себя реверсивный счетчик регистрации запаса полосы в контролируемой зоне, информационный вход которого соединен с блоком задания начального запаса полосы, счетчик координаты сварного шва относительно стыкосварочной установки, подсоединенный установочным входом к датчику сигнала срабатывания этой установки, и ключ, снабжено датчиком сварного шва, устанавливаемым на выходе контролируемой зоны, блоком управле-, ния и делителей частоты, подсоединенным управляющим входом к выходу блока управления, а в его блок регистрации дополнительно введены блок вычитания, формирователь сигналов коррекции и выходной логический блок, при этом один или оба импульсных датчика связаны со счетчиками блока регистрации через делитель частоты: соответственно входной датчик - со счетным входом счетчика координаты и одним из счетных входов реверсивного счетчика, а выходной датчик — с другим счетным входом этого счетчика, выход реверсивного счетчика соединен с первым входом блока вычитания, а его установочный вход - с выходом ключа, связанного первым входом с выходом формирователя сигналов коррекций, а вторым - с выходом счетчика координаты, который соединен также с вторым входом блока вычитания и первым входом блока управления, второй вход которого соединен с выходом формирователя, а третий - совместно с первыми входами формирователя и логического блока подключен к выходу блока вычитания, вторые входы формирователя и ло гического блока подключены к выходу датчика сварного шва.

Кроме того, блок управления состоит из делителя счетчика, трех схем И, трех регистров и арифметического блока, причем выход делителя соединен с вторыми входами регистров, первые вхо4531 6 блок 6 управления и блок 7 регистра- . ции шва, Блок 7 регистрации содержит реверсивный счетчик 8, связанный с его информационным входом блок 9 задания, снетчик 10 координаты сварного шва, логический ключ 11, блок 12 вычитания, формирователь 13 сигналов коррекции и выходной логический блок 14,.

10 причем (в приведенном варианте ) вы:ход датчика 1 соединен через делиФ тель 5 со счетным входом счетчика 10 и положительным снетным входом счет" ника 8, а выход датчика 2 - с отрицательным счетным входом этого счетника. Вход установки нуля счетчика 10 соединен с выходом датчика 3 срабатывания стыкосварочной установки. На управляющий вход счетчика 8 сигнал подается с выхода счетчика 10 через ключ 11, разрешающий вход которого связан с одним из выходов формирователя 13. Счетчики 8 и 10 по выходу подключены к входам блока 12 вычитания. Блок 12 предназначен для определения координаты шва относительно выхода травильного агрегата по показаниям счетчиков 8 и 10 в виде отклонения а11. Реализован этот блок может быть по любой из известных схем комбинационных двоичных или двоична-де сятичных вынитателей.

Причем, формирователь состоит из

° ключа, двух дискриминаторов и схемы И, «1 причем два входа ключа являются вхо- . дами формирователя, выход ключа соединен с входами дискриминаторов, вторые входы которых соединены с выходами уставок предельных значений, выходы дискриминаторов соединены с входами схемы И, выход которой является выходом формирователя.

Кроме того, выходной блок состоитиз двух дискриминаторов, схемы И и схемы ИЛИ, причем первые входы дискриминаторов объединены и являются первым входом выходного блока, другие входы дискриминаторов соединены с выходами уставок предельных значе3 ний, выход первого дискриминатора через схему И соединен с первым входом схемы ИЛИ, другой вход схемы И является вторым входом выходного блока, а выход второго дискриминатора соединен с вторым входом схемы ИЛИ, выход которой является выходом вы" ходного блока и устройства.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства для регистрации сварных швов: на фиг. 2 - блок-схема формирователя сигнала коррекции; на фиг. блок-схема блока управления; на фиг. 4 - блок-схема логического блоica, Устройство содержит (фиг. 1) импульсные датчики .1 и 2 перемещения; полосы например фотоэлектрические датчики импульсов, связанные с осями измерительных роликов ), установленные на входе и выходе непрерывнотравильного агрегата, датчик 3 срабатывания стыкосварочной установки (например контакт реле включения тока сварки ), датчик 4 сигнала сваоного шва (например индикатор шва МД-1

МД-100И ), фиксирующий появление шва на выходе из травильного агрегата, управляемый делитель 5 частоты, 35

49 ф3

5 98 ды которых соединены с выходами соответствующих схем И, первые входы схем И объединены между собой и с входом счетчика и являются вторым вхо дом блока управления, выходы счетчи« ка соединены с. вторыми входами соответствующих схем И, выходы регистров соединены с входами арифметического блока, выход которого является выходом блока управления, а два входа делителя являются первым и третьим входами блока управления.

Выходной сигнал блока 12 используется для формирования выходного сигнала устройства (c помощью блока 14} и корректирующих сигналов (с помощью формирователя. 13) на соответствующие входы ключа 1 и блока 6 управления. формирователь 13 может быть выполнен по схеме, показанной на фиг. 2.

Для случая одной уставки значений д11,„и а1 „он будет состоять из одного канала, содержащего входной ключ 1, два дискриминатора 16 кодов и связанный с ними выходной weмент И 17.

Величины д L „и д L задаваемые на входы дйскриминаторов 16, представляют собой предельные значения отклонения сопровожденной координаты а 1„- от фактической (фиксируемой датчиком 3с шва). д1,, ;„выбирается из условия минимально дойустимой, ко" торую можно не корректировать, ошибки сопровождения, а д1„,о„, исходя из расчетной максимально возможной ошибки сопровождения.

7 9845

При необходимости независимой кррректировки случайных и систематических ошибок сопровождения (что обуславливается различными требованиями к выходным сигналам блока 6, ключа 11) S формирователь 13 будет содержать второй идентичный канал, в дискриминато- ры которого задаются другие значения д1, „ ид ь „,при этом каждый выход

2тс х формйрователя 13 связывается со своим каналом.

Коррекция сопровождения производится по наибольшему отклонениюд1,п „, зафиксированному в формирователе 13.

Блок 6 управления (в приведенном варианте ) осуществляет корректирование частоты импульсов датчика 1 по соответствующему сигналу с выхода формирователя 13 через делитель 5 и формирует управляющий сигнал поре- 20 зультатам анализа величины относид4 и тельного отклонения (Ь; соот 1 ветствует количеству полосы в зоне контроля в данный момент ) для трех, швов.

Выполнен этот- блок в виде (фиг.3) делителя 18, соединенного по входам с выходами счетчика 10 и блока 12 вычитания; трех элементов И 19, входы которых соединены с выходом формирователя 13, и связанного с этим же выходом счетчика 20, выходы которого подсоединены к вторым входам соот35 ветствующих элементов И, регистров 21, включенных на выходах элементов И 19; причем вторые входы этих регистров соединены и включены на выход делитею ля 18; и арифметического блока 22 выделения наименьшего из сигналов регистров 21, который в общем случае может быть построен из блоков попарного сравнения логического. блока -обраФ

45 ботки результатов сравнения и ключей.

Логический блок 14 устройства формирует сигнал "Шов" по сигналу срабатывания датчика 4 и по выходному сигналу д L, с блока 12 вычитания. АлгоS0 рити формирования выходного сигнала

"Шов" следуюиий.

Если сигнал от датчика 4 приходит,, когда число на выходе блока вычита ния 4; больше значений д4 и меньше

И,;, задаваемых в первый дискриминатор 23 (24 второй. дискриминатор) бло- ка 14, то сигнал считается правиль31 8 нйм и пропускается через элементы И 25,. и ИЛИ 26, на выход устройства.

Если в момент срабатывания датчика 4 д1.; >д1,;, то сигнал датчика 4 считается ложным и на выход устройства не пропускается.

При отсутствии сигнала с датчика 4 сигнал "Шов" на выходе блока 14 формируется с помощью его второго дискриминатора 24, который выполняет сравнение величины д 1„ с заданным в нем значением д 1„ и выдает через эле-.

R мент ИЛИ 26 сигнал "Шов".

Значения д 1„ и .6 1„„ представляют собой допустимое предельное отклонение текущей сопровожденной координа» ты шва от фактической на момент срабатывания датчика 4 и выбираются исходя из расчетной максимально возможной ошибки сопровождения в данном устройстве.

Управляемый делитель частоты может быть выполнен по любой из известных схем управляемых кодом делите" лей, например по схеме, используемой в серийном делителе частоты ИКЗ-15 и реализует зависимость

"1+ " . 4 4!

Устройство работает следующим об" разом.

До начала сварки перед запуском устройства в реверсивный счетчик 8 через блок 9 задания вводится число

Иоып,соответствующее исходному запасу полосы в травильном агрегате. При движении полосы импульсные датчики 1 и 2 вырабатывают последовательностьимпульсов, количество которых, выработанное за некоторый период времени, пропорционально длине полосы, прошедшей соответствующий участок агрегата за это время. Выходные сигналы датчиков 1 и 2 поступают на счетные входы счетчика 8, с датчика 2 непосредственно на отрицательный вход, а с датчика 1 после масштабирования в управляемом делителе 5 на положительный вход этого счетчика. На выходе счетчика 8 формируется число

Я „пропорциональное текущей длине полосы в контролируемой зоне

«„ о

1Эап= эап+ 1 д

98Ю

Гдв Й о числ01 пропорциональное длине полосы между входом и выходом агрегата;.

N<,hl>- число импульсов, поступивших на вход счетчика 8 от датчиков 1 и 2, пропорциональное соответс-.венно длине полосы, поступившей в контролируемую зону и вышедшей из нее.

Одновременно, начиная с момента сварки по сигналу с, датчика 3 счетчик 10 ведет подсчет импульсов с датчика 1, промасштабированных по частоте в делителе 5. 15

На выходе счетчика 10 формируется число, пропорциональное текущей координате 1„;.сварного шва относительно входа агрегата.

Информация, поступающая с выходов 2о счетчиков 8 и 10, обрабатывается в блоке 12 вычитания, в результате чего íà его выходе образуется число пропорциональное текущей координате сварного шва относительно. выхода 25 агрегата (места установки датчика Й1.

Это число поступает на вход логического блока 14 и при наличии сигнала от датчика 4, если поступившее значение;д,; находится в пределах выбран- зв ных отклонений h 4< и h 4, на выходе блока 14 формируется сйгнал "Нов".

При отсутствии сигнала от датчика 4 (сбой датчика ), если текущее значе.ние координаты шва относительно это- го датчика оказывается равным значению и 4, сигнал "Шов" также сформируется (через дискриминатор 24 и элемент ИЛИ 26.

В момент прохождения сварного шва в зоне датчика 4 последний формирует логический сигнал также и на вход

Формирователя 13.

На другой вход формирователя 13 поступает текущее значение координаты шва относительно выхода. агрегата .из блока 12 вычитания (й 4 ) . При выполнении условия Д Ь;;„gL à t„. }(а1. „

На выходе формирователя 13 форми-руется сигнал, разрешающий через ключ 11 перезапись числа, находящего" ся в этот момент в счетчике 10, в счетчик 8, что обеспечивает коррекцию величины И в „с учетом всех факторов, создающих случайную погревность, которые имели место в процессе предыдущего подсчета количества полосы в агрегате, например проскаль31 10 зывание измерительного ролика, изменение Обжатия в дрессировочной клети.

Одновременно по этому же (для приведенного варианта 1 выходному сигналу Формирователя 13 в блоке 6 .управления начинает осуществляться анализ ошибки сопровождения с последующим выделением наименьшего результата из полученных относительно ошибок сопровождения на трех швах, по которому и формируется на выходе блока 6

- сигнал на корректирование коэффициента деления управляемого делителя 5.

В результате этого изменяется масатаб частоты импульсов, поступающих на вход счетчиков 8 и 10, что обес печивает автоматическое устранение систематических ошибок сопровождения. с вызванных, например, изменением (изза износа ) диаметров измерительных роликов или программными изменениями величины обжатия.

При следующем срабатывании стыко" сварочной установки по сигналу датчика 3 счетчик 10 обнуляется и определение координаты очередного шва осу" ществляется уже при скорректированных значениях Мзсп в счетчике 8 и масштабного коэффициента в делителе 5.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет осуществить индикацию швов на выходе агрегата с большей точностью за счет исключения систематических и случайных ошибок сопровождения. Кроме того, в нем исключается влияние сбоя датчика сварного шва на результат индикации, что также повышает надежность регистрации сварных швов, Применение предлагаемого устрой" ства позволяет увеличить производительность прокатных станов за счет сокращения времени прокатки рулона, на на малой скорости при точной индикации шва обрабатывается минимальный участок полосы. Зкономическая эффек тивность от использования предлагае мого устройства на одном агрегате, составляет около 50 тыс.руб. в год.

Формула изобретения

1. Устройство для регистрации .свар" ных швов, содержащее импульсные датчики перемещения полосы, устанавлива-. емые на входе и выходе контролируемой зоны, датчик сигнала срабатывания стыкосварочной установки и блок регистрации сварных швов, имеющий в

9845 своем .составе реверсивный счетчик регистрации запаса полосы в контролируемой зоне, информационный вход которого соединен с блоком задания начального запаса полосы, счетчик координаты сварного шва относительно стыкосварочной установки, подсоединенный установочным входом к датчику сигнала срабатывания стыкосварочной установки, и ключ, о т л и ч а ю щ е е - 10 с я тем, что, с целью повышения точ" ности регистрации, устройство допол« нительно снабжено датчиком сварного шва, устанавливаемым на выходе „ контролируемой зоны, блоком управле- i5 ния и делителем частоты, связанным с управляющим входом с выходом блока управления, а в его блок регистрации дополнительно введены блок вычитания, формирователь сигналов коррекции и вы 2в ходной логический блок, при этом один или оба импульсных датчика связаны со счетчиками блока регистрации через делитель частоты: соответственно входной датчик — со счетным входом счетчи 25 ка .координаты и одним из счетных входов реверсивного счетчика, а выходной датчик — с другим счетным входом этого счетчика, выход реверсивного счетчика соединен с первым входом блока зО вычитания, а его установочный входс выходом ключа, связанного первым входом с первым выходом формирователя сигналов коррекции, а вторым - с выходом счетчика координаты, который соединен также с вторым входом блока вычитания и первым входом блока управления, вгорой вход которого соединен с вторым входом формирователя, а третий — совместно с первыми входами фор-4О мирователя и логического блока подсоединен к выходу блока вычитания, вторые входы формирователя и выходного логического блока подсоединены к выходу датчика сварного шва. 45

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок управления состоит из делителя, счетчика, трех схем И, трех регистров и ариф31 12 метического блока, причем выход делителя соединен с вторыми входами ре-, гистров, первые входы которых соединены с выходами соответствующих схем И, первые входы схем И объеди- „ нены между собой и с входом счетчика и являются вторым входом блока управления, выходы счетчика соединены с вторыми входами соответствующих схем И, выходы регистров соединены с входами арифметического блока, выход которого является выходом блока упс равления, а два входа делителя является первым и третьим, входами бло- ка управления. Д

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и" ч а ю щ е е с я тем, что формирователь состоит из ключа, двух дискриминаторов и схемы И, причем два входа ключа являются входами формировате ля, выход ключа соединен с входами дискриминаторов, вторые входы которых соединены с выходами уставок предельных значений, выходы дискриминаторов соединены с входами схемы И, выход которой является выходом формирователя.

4. Устройство по пп. 1-3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что выходной блок состоит из двух дискриминаторов, схемы И и схемы ИЛИ, причем первые входы дискриминаторов объединены и являются первым входом выходного блока, другие входы дискриминаторов соединены с выходами уставок предельных значений, выход йервого дискриминатора через схему И соединен с первым входом схемы ИЛИ, другой вход схемы И является вторым входом выходного блока, а выход второго дискриминатора соединен с вторым входом схемы ИЛИ, выход которой является выходом выходного блока и всего устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР и 778841, кл. в 21 в 37100, 1.980.

2. Авторское свидетельство СССР и 670353, кл. 8 21 в 37/00, 1979.