Устройство для автоматического измерения и регистрации выработки листопрокатных валков и контроля качества их перешлифовки на заданный профиль

Устройство для автоматического измерения и регистрации выработки листопрокатных валков и контроля качества их перешлифовки на заданный профиль

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматическому контролю качества перешлифовки прокатных вапков на заданный профиль. Цель изобретения контроль качества перешлифовки валков. Настройка на контроль валка с новой профилировкой производится заменой диаграммного листа по новой координатфаг .1 ;з Jl CSpoc

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕа1УЬЛИК (19) (И) А1 (51) 4 В 21 В 37/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

„Cfpuc фиг. Р

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 39971 20/22-02 (22) 29.12.85 (46) 07.05.87. Бюл. 1(17 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт систем автоматизации и управления (72) А.А.Шаров,.А.Э.Дрознин, Л,А.Данилов, Г.В.Евстигнеева и А.А.Михельсон (53) 621.771.06:53.084(088.8) (56). Авторское свидетельство СССР

Ф 227601, кл. G 01 В 5/00, 1967.

Авторское свидетельство СССР

В 1245370, кл. В 21 В 37/00, 1985. (54} УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

ИЗМЕРЕНИЯ И РЕГИСТРАЦИИ ВЫРАВОТКИ

ЛИС TO?I POKATHbE ЬАЛКОВ И КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ИХ ПЕРЕ11РЛИ()БРОВКИ HA ЗАЦАННЬП1

ПРОФИЛЬ (57) Изобретение относится к автоматическому контролю качества перешлифовки прокатных валков на заданный профиль, Цель изобретения — контроль качества перешлифовки валков. Настрой. ка на контроль валка с новой профилировкой производится заменой диаграммного листа по новой координат! 308412 ной сеткой, составленной семеиством кривых заданной профилировки, В устройстве измерительная головка 5 и датчик 6 положения ее по длине валка закреплены на коромысле 3 прибора . контроля формы валков. Коромысло насажено на ось, выполненную в виде винта 4, вращающегося при достижении индикаторным прибором края валка,чем обеспечивается запись профиля по всей длине валка перенастройки. Для оценки качества перешлифовки используется запись сигнала с головки 5 в функции ее положения по длине валка на диаграммном листе 32 графопостроителя 31 со специальной координатной сеткой. .Если кривая фактической профилировки

Изобретение . относится к прокатному производству, а именно к автоматическому контролю качества перешлифовки прокатных валков листовых станов на заданный профиль, и может быть 5 использовано для контроля профиля различных цилиндрических иэделий.

Цель изобретения — повышение точности кбнтроля качества перешлифовки прокатных валков на заданный профиль.10

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства контроля качества перешлифовки листопрокатных валков на заданный профиль; на фиг. 2 — внутренняя структура блока управления индикатор- 15 ной панелью; на фиг. 3 — пример определения качества перешлифовки валка на заданный профиль и величины съема металла по сечениям валка; на фиг.4 внутренняя структура блока управления двигателем привода ходового винта.

Устройство содержит прибор контроля формы прокатных валков, состоящий из тележки 1 с роликовыми опорами, которую перемещают по контролируемому валку 2, коромысло 3, ось которого выполнена в виде ходового винта 4, измерительную головку 5 и импульсный датчик 6 положения измерительной головки 5, закрепленные соответственно на противоположных плечах коромысла

3, импульсный датчик 7 положения шлифовального круга (последний не покавыходит из поля допуска, то качество перешлифовки валка неудовлетворительное, Для облегчения нахождения участка с неудовлетворительным профилем на самом валке и точного подвода к нему шлифовального круга предусмотрено отображение его положения на индикаторной панели 28, содержащей индикаторные элементы 29, расположенные против координат сечений валка, нанесенных на диаграммный лист, Настройка индикации положения шлифовального круга осуществляется с помощью делителя 22 частоты и положения конечных выключателей 10 и 11, ограничивающих зоны обработки и контроля валка.

1 з.п. ф-лы, 4 ил. зан), четыре конечных выключателя 811, датчик 12 края бочки валка ?, двигатель 13 привода ходового винта

4 коромысла 3, два триггера 14 и 15, три двухвходовых логических элемента

И 16-18, блок 19 управления двигателем 1 3 привода ходово го вин та 4, первый счетчик 20 импульсов, преобразователь 21 код — аналог, делитель 22 ча-, стоты, трехвходовый логический элемент И 23, формирователь 24 импульсов, второй счетчик 25 импульсов, усилитель 26, блок 27 управления индикаторной панелью 28 с индикаторами

29, содержащейся в регистрирующем приборе 30, в состав которого входит графопостроитель 31 с диаграммным листом 32 со специальной координатной сеткой.

Количество индикаторов 29 индикаторной панели 28 соответствует количеству сечений, на которое условно разбит валок, т,е, количеству вертикальных линий на диаграммном листе 32 графопостроителя 31 °

Блок 27 управления индикаторной панелью 28 регистрирующего прибора

30 содержит дешифратор 33 и логические элементы ИЛИ 34.

Графопостроитель 30 содержит программный лист 32 с координатной сеткой, состоящей из семейства кривых

35 заданной профилировки валка и координат 36 сечений валка, 1 308412

На фиг. 3 показан пример записи профилограммы 37 изношенного (неточно перешлифованного) валка, область

38 необходимого съема металла для получения заданного профиля, профилограмма 39 удовлетворительно перешлифованного валка, кривая 40 — ближайшая к .профилограмме 37 изношенного (неточно перешлифованного) валка кривая заданной профилировки (из се- 10 мейства кривых 35).

На фиг. 3 приняты обозначения:

L — длина бочки валка 0 — шаг нанесения на диаграммный лист 32 семейства кривых 35 заданной профилировки f5 равный половине допуска на шлифовку валка на данный профиль.

Блок 19 управления содержит элемент ИЛИ 41 и реверсивный пускатель

42, причем первый вход реверсивного 2р пускателя 42 является первым входом блока 19, второй вход реверсивного пускателя 42 соединен с выходом элемента ИЛИ 41, вход которого является вторым входом блока 19 управления 25

Измерительная головка 5 закреплена на одном плече, а импульсный датчик 6 положения измерительной головки 5.на другом плече коромысла 3, насаженного на ходовой винт 4, который,3() вместе с двигателем 13 установлен на тележке 1 с роликовыми опорами. Первый 8 и второй 9 конечные выключатели и датчик 12 края бочки валка также установлены на тележке 1. Третий

10 и четвертый 11. конечные выключатели установлены на шлифовальном станке соответственно против правого, и левого края бочки. валка. Выход измерительной головки 5 через усилитель 4р

26 соединен с первым входом графопостроителя 31 регистрирующего прибора.

30. Выходы первого 8 и второго 9 конечных выключателей соединены с первыми входами. соответственно перво.45 го 14 и второго 15 триггеров, вторые входы которых являются входами установки их в исходное состояние. Выход датчика 12 края бочки валка соединен с первым входом первого двухвходово- 50

ro элемента И 16. Первый выход первого триггера 14 соединен со вторым входом первого .двухвходового элемента И 1 6 и первым входом второго двухвходового элемента И 17. Второй выход первого триггера 14 соединен с первым входом третьего двухвходового элемента И 18, второй вход которого. соединен с первым выходом второго. триггера 15. Выходы первого 16 и третьего 18 двухнходовых элементов И соединены соответственно с первым и вторым входом блока 19 управления двигателем 13 привода винта 4 коромысла 3. Выход датчика 6 положения измерительной головки 5 соединен со вторым входом второго двухвходового элемента И 17, выход которого соединен со входом первого счетчика 20 импульсов. Выходы счетчика 20 импульсов соединены с соответствующими входами преобразователя 21 код — аналог,выход которого соединен со вторым входом графопостроителя 11 регистрирующего прибора 30 ° Выход импульсного датчика 7 шлифовального круга не показан) через делитель 22 частоты соединен с первь|м входом трехвходового элемента И 23, второй и третий (инверсные) входы которого соединены соответственно с выходами третьего 10 и четвертого 11 конечных выключателей.

Выход трехвходового элемента И 23 соединен с первым входом второго счетчика 25 импульсов, второй вход которого соединен с выходом формирователя 24.импульсов, вход которого соединен с выходом третьего конечного выключателя 10. Выходы второго счетчика 25 импульсов соединены с соответствующими входами блока 27 управления индикаторной панелью 28 регистрирующего прибора 30 °

Для быстрого нахождения на контролируемом валке участка, в котором необходимо произвести съем металла при шлифовании, и подвода к этому участку шлифовального круга контролируют положение последнего по длине валка и индицируют его положение на индикаторной панели 28 регистрирующего прибора 30.

Нанесение на диаграммный лист графопостроителя 31 сетки, состоящей из семейства кривых 35 заданной профилировки с шагом (ценой деления), равным половине величины допуска на перешлифовку валка, и координат 36 сечений валка позволяет с наибольшей точностью отшлифовать. валок, а также существенно упростить вычисления необходимого съема металла в любом сечении шлифуемого валка, поскольку не требуется знать конкретных числовых значений заданной профилировки по сечениям валка.

111аг кривых 35 заданной профилировки выбран из условия, что при качест1308412 венной перешлифовке валка на заданный профиль, кривая записи фактического профиля отшлифованного валка должна находиться в поле допуска о на заданную профилировку, которое представляет собой два смежных промежутка, ограниченных кривыми 35 заданной профилировки (фиг. 3).

Величина необхоДимого съема металла в любом сечении определяется умножением числа кривых 35 семейства координатной сетки диаграммного листа

32, пересеченных профилограммой 38 фактического профиля валка, на величину шага (цены деления) координатной сетки. Просто определяется и качество отшлифованного валка. Если кривая записи фактического профиля валка находится не более, чем в двух соседних промежутках, ограниченных кривыми 35 семейства заданной профилировки, то профнль валка получен с требуемой точностью.

Устройство работает следующим образом.

Перед шлифовкой производят измерение и запись профиля изношенного валка 2 на диаграммный лист 32 графопостроителя 31. Если измерения начинают с правого края бочки валка, то на правый край бочки валка 2 устанавливают тележку 1, причем коро( мысло 3 должно находиться у правого края тележки 1, что соответствует установке измерительной головки 5 и импульсного датчика 6 положения измерительной головки 5 на начало (правый край) бочки контролируемого валка 2. Подачей на второй вход счетчика 20 импульсов сигнала "СБРОС" производят обнуление последнего, а подачей сигнала "УСТ" — установку триггеров 14 и 15 в состояние, характеризующееся наличием сигнала логической единицы на их прямых выходах.

Сигналы "СБРОС" и "УСТ" поступают от нажатия кнопки на пульте оператора (не показано), При этом сигналы логических единиц поступают с прямых выходов триггеров 14 и 15 соответственно на вторые входы двухвходовых логических элементов 16 и 18, подготавливая последние к работе. После этого тележку 1 с коромыслом 3 вручную перемещают вдоль контролируемого валка 2, Сигнал с измерительной головки 5, t пропорциональный профилю контролируемого валка 2, через усилитель 26 по5

f5

55 ступает на первый вход (вход "7.") графопостроителя 31 . Одновременно импульсные сигналы с датчика 6 через второй двухвходовый логический элемент И 17 поступают на вход первого счетчика 20 импульсов, на выходе которого появляется двоичный код координаты положения измерительной головки 5 на контролируемом валке.

Преобразователь 21 код — аналог преобразует код счетчика 20 импульсов в аналоговый сигнал, который поступает на вход "Х" графопостроителя 31. Таким образом, происходит запись профиля бочки валка на диаграммном листе

32 графопостроителя 31 независимо от скорости перемещения тележки 1 вдоль бочки контролируемого валка 2.

По достижении тележкой 1 края бочки валка 2 срабатывает датчик 12 края валка и сигнал логической единицы поступает на первый вход первого двухвходового логического элемента И 16, на втором входе которого присутствует сигнал логической единицы с прямого выхода первого триггера 14. В результате на выходе первого двухвходового элемента И 16 появляется сигнал логической едини" цы, который поступает на первый вход блока 19 управления двигателем 13.

Блок 19 включает двигатель 13, который начинает вращать ходовой винт

4. В результате этого коромысло 3 с укрепленными на нем измерительной головкой 5 и импульсным датчиком 6 положения измерительной голонки 5 начинает перемещаться к левому краю тележки 1, благодаря чему происходит измерение и регистрация профиля ос-. тавшейся неизмеренной после остановки тележки 1 на краю валка 2 части контролируемого изделия.

При достижении коромыслом 3 крайнего левого положения на тележке 1 срабатывает первый конечный выключатель 8, в результате чего триггер 14 перебрасывается, на его прямом выходе пропадает сигнал логической единицы, что снимает единичный сигнал с выхода второго элемента И 17 и прекращает счет импульсов счетчиком 20, поступление информации на вход "Х" графопостроителя 31, а также вращение двигателя 13 в прямом направлении.

На инверсном выходе триггера 14 появляется сигнал логической единицы, который поступая на первый вход тре1308412 м р и л ь-5 д в

1 т ч т

1О п г с и

К вЂ” 15 ч м из

1 л

20 т с

Н ли об

25 тьего логического элемента И 18 (на втором его входе также присутствует единичный сигнал), приводит к появле нию сигнала на втором входе блока 19 управления двигателем 13, в резул тате чего на выходе блока 19 управле ния появляется сигнал, реверсирующиГ двигатель 13,- и коромысло 3 начинает перемещаться по ходовому винту 4 в исходное положение на правый край тележки 11 (запись на диаграммном листе 32 графопостроителя 31 в этот период не происходит).

По достижении коромыслом 3 исходного положения срабатывает второй ко нечный импульс 9, в результате чего перебрасывается второй триггер 15 и на его прямом выходе исчезает сигнал логической единицы, что снимает с вь хода третьего двухвходового логического элемента И 18 сигнал реверса и двигатель 13 останавливается. Происходит запись на диаграммном листе 32 графопостроителя 31 профиля бочки валка по всей ее длине.

При проведении измерений, начиная с левого края валка 2, устанавливают датчик 12 края бочки валка на, противоположную сторону тележки I, переключают выход первого конечного . 30 выключателя 8 на первый вход второго триггера 15, а выход второго конечного выключателя 9 соответственно.на первый вход первого триггера 14 и

I переключают выход первого двухвходо- 35 вого логического элемента И 16 на

1 второй вход блока 19 управления двигателем 13 ходового винта 4, а выход .третьего двухвходового логического, элемента И 18 соответственно на пер- 40 вый вход блока 19 управления двигателем 13. Измерения при этом производят аналогично описанному вьппе, Переключение конечных выключателей 14 и 15 и логических элементов И 16 и

18 производят с помощью известных в области автоматизации переключающих устройств или переключающих схем (не показань|) .

После записи фактического профиля контролируемого валка 2 на диаграммном листе 32 тележку-. с коромыслом

3 и датчиками снимают с валка и по записанной профилограмме оценивают степень соответствия фактического профиля валка заданному, представленному в виде кривых 35 диаграммного листа 32 графопостроителя 31, Дпя этого на диаграммном листе 32 из сеейства кривых 35 заданной профилиовки валка выбирают ближайшую к заисанной кривой 37 измеренного профия валка кривую 40 и по разнице межу координатами кривых 37 и 40 оцениают величину необходимого съема меалла по сечениям 36 (цифровые велиины по оси ординат диаграммного лиса 32 не показаны). Включают привод родольного перемещения шлифовальноо круга (не показаны), подводят поледний к необходимому сечению и прозводят шлифовку на требуемом участе бочки валка на необходимую велиину.

Для облегч ния нахождения требуеого сечения на шлифуемом валке проводится измерение и индикация поожения плифовального круга относиельно края -бочки шлифуемого валка помощью включения индикаторов 29 а индикаторной панели 28 по контроруемым сечениям 36 валка 2. Это еспечивается тем, что с импульсного датчика 7 положения шлифовального круга импульсы при продольном перемещении последнего вдоль валка 1 поступают через делитель 22 частоты на первый (прямой) вход трехвходового логического элемента И 23, на два других (инверсных) входа которого поступают сигналы логической единицы от третьего 10 и четвертого 11 конечных выключателей,. ограничивающих зону контроля и обработки валка и в данный период разомкнутых.

B зависимости от направления перемещения шлифовального круга вдоль бочки контролируемого валка 2 второй счетчик 25 производит счет импульсов, приходящих на его первый вход с выхода логического элемента И 23 либо в прямом, либо в обратном направлении (переключение второго счетчика

25 импульсов на прямой или обратный счет производится по сигналу "РЕВЕРС" поступающему из привода продольного перемещения шлифовального круга при изменении направления движения последнего) и выдает двоичный код положения шлифовального круга.

Со счетчика 25 импульсов кодовый сигнал поступает на вход дешифратора

33, который формирует разрешающий сигнал на соответствующем своем выходе, Этот сигнал через логические элементы ИЛИ 34 формирует разрешающие сигналы на включение индикаторов 29, соответствующих всем сечениям, распо1308412

10 ложенным между местом нахождения шлифовального круга и началом контролируемой и обрабатываемой зоны валка (начало зоны определяется положением третьего конечного выключателя 10).

Индикация всех указанных сечений предусмотрена для лучшего восприятия сигналов индикаторов.

Если шлифовальный круг выходит за пределы зоны шлифования, ограниченной конечными выключателями 10 и

ll, происходит замыкание контактов конечных выключателей 10 и 11, импульсы с выхода элемента И 23 на второй вход второго счетчика 25 импульсов не 15 поступают, на индикаторной панели 28 либо горят все индикаторы 29 (в случае выхода шлифовального круга за зону валка, ограниченную конечным выключателем 11), либо не горит ни 20. один из них (в случае выхода шпифовального круга за зону. валка, ограниченную конечным выключателем 10), причем в момент срабатывания (замыкания) конечного выключателя 10 формирователь 24 импульсов выдает импульс, поступающий на второй вход (вход сброса) счетчика 25 импульсов, чем производится обнуление счетчика в случае наличия на его выходах сиг- ЗО налов, отличных от нуля. Эти ложные сигналы могут присутствовать на вы( ходах счетчика 25 импульсов, например,.из-за сбоев или наводок в электрических цепях ° 35

После шлифовки повторяют процедуру измерения профиля валка. Если новая записанная профилограмма 39 находится не более, чем в двух промежутках между кривыми 35 семейства 10 заданных профилировок, то поверхность валка отшлифована на заданный профиль с требуемой точностью.

Переход на контроль валков друго.го типа профиля производится простой заменой диаграммного листа 32 на лист с координатной сеткой из кривых cef мейства заданной новой профилировки, Если контролируют качество перешлифовки валка с другой длиной бочки, то с помощью делителя напряжения (не показан) на втором входе (входе

"Х") графопостроителя 3! устанавливают соответствие между длиной бочки контролируемого валка 2 и длиной 55 диаграммного листа 32 по оси абсцисс так, чтобы при прохождении измерительной головкой 5 всей длины бочки валка сигнал на выходе преобразователя

21 код — аналог соответствовал максимально возможному перемещению пишущего узла графопостроителя 31 по оси Х. Чтобы обеспечить соответствие между сечениями валка, которые представлены на диаграммном листе 32 в виде прямых 36, и загоранием соответствующих индикаторов 29 индикаторной панели 28., на станке изменяют положение конечньг< выключателей 10 и 11 таким образом, чтобы они ограничивали зону обработки поверхности валка, а коэффициент деления делителя 22 частоты устанавливают такой, чтобы при перемещении шлифовального круга от одного края бочки валка до другого на второй счетчик 25 импульсов поступало количество импульсов, равное числу контролируемых сечений 36 (числу индикаторов 29 индикаторной панели 28)..

Устройство может быть применено для контроля профиля валка вне шлифовального станка. В этом случае устройство используется без конечных выключателей 10 и 11, импульсного дат- . чика 7 положения шлифовального круга, делителя 22 частоты, логического элемента И ?3, формирователя 24 импульсов, второго счетчика 25 импульсов, блока 21 управления индикаторной панелью 28.

Использование изобретения позволяет снизить трудоемкость и повысить точность контроля качества перешлифовки валка на заданный профиль, а следовательно, улучшить качество прокатываемого на данных валках металла и снизить расход валков, являющихся дорогостоящим сменным оборудованием прокатных станов.

Формула изобретения

1. Устройство для автоматического измерения и регистрации выработки листопрокатных валков и контроля качества их перешлифовки на заданный профиль, преимущественно на шлифовальном станке,. содержащее индикаторный прибор контроля формы прокатных валков с тележкой на роликовых опорах и коромыслом с ходовым винтом, измерительную головку, импульсный датчик положения измерительной голонки,два счетчика импульсов, преобразователь код — аналог, усилитель, формирователь импульсов, второй регистрирующий при бор, причем измерительная головка

1308412

l2 закреплена на плече коромысла индикаторного прибора контроля формы валков, выход измерительной головки соединен с входом усилителя, выходы первого счетчика импульсов соединены с 5 соответствующими входами преобразователякод-аналог, о т л и ч а ющ ее с я . тем, что, с целью повышения точности контроля качества перешлифовки прокатных валков на заданный профиль, оно снабжено импульсным датчиком положения шлифовального круга, первым, вторым, третьим и четвертым. конечными выключателями, датчиком края бочки валка, первым и вторым триггерами, первым, вторым и третьим двухвходовыми элементами И, двигателем привода ходового винта коромысла, блоком управления двигателем привода ходового винта коромысла, делителем 20 частоты, трехвходовым элементом И, формирователем импульсов, индикаторной панелью регистрирующего прибора с двухкоординатным графопостроителем и блоком управления индикаторной панелью, причем измерительная головка закреплена на одном плече, а импульсный датчик положения измерительной головки на другом плече коромысла, насаженного на ходовый винт, который 30 вместе с двигателем установлен на тележке с роликовыми опорами, первый и второй конечные выключатели и дат1 чик края бочки валка установлены на тележке с роликовыми опорами, выход измерительной головки через усилитель соединен с первым входом графопостроителя регистрирующего прибора, выходы первого и второго конечных выключателей соединены с первыми входами 4р соответственно первого и второго триггеров, вторые входы которых явля-. ются входами установки триггеров в исходное состояние, выход датчика края бочки валка соединен с первым 45 входом первого двухвходового элемента И, первый выход первого триггера соединен со вторым входом первого двухвходового элемента И и первым входом второго двухвходового элемента И, второй выход первого триггера соединен с первым входом третьего двухвходового элемента И, второй вход которого соединен с первым выходом второго триггера, выходы первого и третьего двухвходовых элементов И соединены соответственно с.первым и вторым входом блока управления двигателем привода ходового винта коромысла, выход датчика положения измерительной головки соединен с вторым входом второго двухвходового элемента И, выход которого соединен с входом первого счетчика импульсов, выходы счетчика импульсов соединены с соответствующими входами преобразователя код— аналог, выход которого соединен с вторым входом графопостроителя регистрирующего прибора, выход импульсного датчика положения шлифовального круга через делитель частоты соединен с первым входом трехвходового элемента И, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами третьего и четвертого конечных выключателей, выход трехвходового элемента=И соединен с первым входом второго счетчика импульсов, второй вход второго счетчика импульсов соединен с.выходом третьего конечного выключателя, выходы второго счетчика импульсов соединены с соответствующими входами блока управления индикаторной панелью регистрирующего прибора, 2. Устройство по и. l о т л ич а ю щ е е с я тем, что диаграммный лист графопостроителя содержит се мейство кривых заданной профилировки и координат сечений вдоль бочки валка, причем кривые заданной профилировки имеют форму отшлифованной поверхности и расположены с шагом, равным половине допуска при перенлифовке валка на заданную профилировку, 1308412

1 308412

ФО

Ь!2

Фиг. Т айаг. Ф

Составитель А.Абросимов

Редактор П.Гереши Техред B ° КадаР Корректор А:Обручар

Заказ 1662/11

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Поле

Юолуска на прорилиробИД

Тираж 481 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4f5