Способ автоматического управления процессом гибки листов на трехи четырехвалковых машинах
Патент 1466833
Авторы
Классы МПК
Способ автоматического управления процессом гибки листов на трехи четырехвалковых машинах
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к адаптивным способам управления процессом гибки листа на трехвалковых машинах. Цель изобретения - повышение точности изделий и снижение трудоемкости при гибке на переменный радиус. Осуществляют регулирова«K (ZK),IX ние кривизны заготовки путем измерения геометрических характеристик, отражающих кривизну заготовки в зоне деформации. Сравнивают заданные параметры с текущими и используют их разность для формирования сигнала, управляющего валками. Система управления процессом гибки состоит из следящих приводов 1-3 вращения ведущего валка 4 и вертикального перемещения валков 5 и 6. Каждый привод имеет регулятор 7 положения, электромеханический преобразователь 8, датчик 9 положения . При гибке заготовки 10 датчика 11 и 12 измеряют угловое положение точек касания заготовки с валками 4 и 6 относительно вертикальной плоскости. Измеренные углы и положение оси вращения валка 6 запоминаются в блоке 13 расчета граничных условий и служат для управления процессом. 2 ил. @ (Л 4 О) О5 СХ) оо оо
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51) 4 В 21 D 7 14
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4268278/25-27 (22) 25.06.87 (46) 23.03.89. Бюл. № 11 (72) В. В. Обознов, Л. Ю. Аркусский и В. А. Елисеев (53) 621.774 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1232327, кл. В 21 D 5/14, 1984. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ГИБКИ ЛИСТОВ НА ТРЕХ- И ЧЕТЪ|РЕХВАЛКОВЪ|Х
МАШИНАХ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к адаптивным способам управления процессом гибки листа на трехвалковых машинах. Цель изобретения — повышение точности изделий и снижение трудоемкости при гибке на переменный радиус. Осуществляют регулироваЯО» 1466833 А1 ние кривизны заготовки путем измерения геометрических характеристик, отражающих кривизну заготовки в зоне деформации.
Сравнивают заданные параметры с текущими и используют их разность для формирования сигнала, управляющего валками.
Система управления процессом гибки состоит из следящих приводов 1 — 3 вращения ведущего валка 4 и вертикального перемещения валков 5 и 6. Каждый привод имеет регулятор 7 положения, электромеханический преобразователь 8, датчик 9 положения. При гибке заготовки 10 датчика 11 и 1 2 измеряют угловое положение точек касания заготовки с валками 4 и 6 относительно вертикальной плоскости, Измеренные углы и положение оси вращения валка 6 запоминаются в блоке 13 расчета граничных условий и служат для управления процессом.
2 ил.
1466833
Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к адаптивным способам управления процессом гибки листа на трех и четырехвалковых машинах.
Цель изобретения — повышение точности изделий и снижение трудоемкости при гибке на переменный радиус.
На фиг. 1 изображена система автоматического управления процессом гибки-прокатки; на фиг. 2 — схема расположения системы координат.
Система управления содержит следующие приводы 1 — 3 вращения соответственно ведущего валка 4 и вертикального перемещения валков 5 и 6. Каждый привод имеет регулятор 7 положения, электро-механический преобразователь 8, датчик 9 положения. При гибке заготовки 10 валками 4 — 6 датчики 11 и 12 измеряют угловое положение (О„", 0 ) точек касания заготовки с валками 4 и 6 соответственно относительно вертикально плоскости. Измеренные значения углов совместно с измеренным положением оси вращения (у„) валка 6 по сигналу U запоминаются в блоке 13 расчета граничных условий. После этого блок 13 производит расчет координат точки касания заготовки 10 с валком 4 по формулам х„=(R i i+ 7-)sinO,"; !3 и, у„"= R + - - — (R i i+ )cosO„", где х» — координата точки касания с валком 4 по оси х; у„" — координата точки касания с валком по оси у;
Rii — радиус валка 4;
h — толщина листа, и координат точки касания заготовки 10 с валком 6 по формулам х» =хз p — (R1 + Ц2)итО». у,", = — узы+(К a+h/2)со$0к, где х„ — координата точки касания с валком по оси х; . у„" — координата точки касания с валком по оси у;
Ri — радиус валка 6; хзо — расстояние между осями вращения валков 4 и 6, а также длину плеча силы Р, приложенной к листу в точке х„", у, по формуле
V„==(x„" — х"„)созО +(у," — Д)я пО
После расчета значения х„", у, 0» поступают в блок 14 формирования заданного положения валков и запоминаются, а значения V„„, 0Ä, О», х"„, у"„поступают в блок 15 решения дифференциальных уравнений. В блок 15 также поступает из блока 16 интерполетора очередное значение заданной остаточной кривизны Ко (О) для и
dS — соя(0 — 0), — (V — V(S))+ К„(5);
dx — = cos8,; д
dS — у = sin8;
25 где V(S) — текущая координата сечения вдоль плеча V„;
0(5) — текущий угол наклона касательной к линии прогиба (к криволинейной координате S) относительно горизонтальной оси х;
x(S) — текущая координата сечения вдоль оси х;
y(S) — текущая координата сечения вдоль оси (вертикальной) у;
K.(S) — текущая заданная остаточная кривизна, З5 с начальными условиями
V(0)==0;
O(0) =8;;
x(0)=x„";
g(0) Ц»
Интегрирование системы уравнений производится до момента (5)= 1, после чего координаты х, у и угол О (x„", у„", O) выдаются в блок 14 и 17 соответственно, где х», у"„, Ок — коорди45 наты сечения и угол наклона касательной к линии прогиба для V(S)=V». Блок 17 настройки и управления сравнивает углы
О," и 0Ä" и в случае равенства вырабатывает сигнал (/», разрешающий б юку 14 формирование заданной позиции валков 5 и
5р 6, а блоку 16 определение нового значения
К.(0) и сигнал U,, по которому блок 13 начинает новый цикл измерения и расчета.
Если 0» не равно О;, то блок 7 изменяет значение кривизны пружинения К(0) по формуле
55 < м
+ К(0) +2siinO>; — sinO>, х сечения с криволинейной координатой S=0 (совпадает с точкой х „, у„"), а также очередное заданное значение положения I3 этого сечения на заготовке, которое одновременно является заданием для привода 1 вра-, щения валка 4. Одновременно из блока 17 управления и настройки в блок 15 для этого же сечения заготовки 10 поступает значение кривизны пружинения К(0). В дальнейшем блок 17 автоматически меняет при не10 обходимости этот параметр и совместно с блоком 15 образует самонастраивающуюся модель линии прогиба заготовки между валками 4 и 6.
По сигналу (4 блок 15 начинает интегрировать систему дифференциальных уравнений вида
1466833 где i= 1, 2, З,...,n — номер цикла самонастройки (адаптации), выдает новое значение в блок 15 и вырабатывает сигнал U, запускающий цикл интегрирования сначала с новым значением К(0) и прежними начальными условиями.
После интегрирования в блоке 1? вновь
» и сравниваются углы 0» и 8» и. по равенству вырабатывается сигнал U« .
Блок 14 формирования заданной позих " н ч ции сравнивает координаты х,, у» и х», у„, формирует заданное положение осей вращения валков 5 и 6 по формуле м « . к у.3;+ =уОз;+Кя ((х„— х„)япВ «+(g„—
— у„")cos6« ), где j=1, 2, З,...,т — номер цикла формирования, в общем случае j +i;
К вЂ” коэффициент, обеспечивающий минимальную ошибку регулирования остаточной кривизны в устойчивой зоне работы системы регулирования, и выдает его в следяшие приводы 2 и 3 для отработки.
Интерполятор 16 определяет промежуточные значения функции К,(S) по заданным начальному и конечному значениям радиуса остаточной кривизны R,„ на участке длиной
l„B соответствии с заданным видом интерполяции (линейная, круговая и др.) и по сиг.на,лу U< выдает их в блок 15.
Предлагаемый способ управления целесообразно реализовать на основе известных свободно программируемых устройств ЧПУ для металлорежущих станков (с микроЭВМ или микропроцессорами). Это не потребует больших дополнительных затрат аппаратуры, так как все функциональные блоки, за исключением блока 15, можно выполнить программным способом. Блок 15 решения дифференциальных уравнений целесообразно выполнить аппаратурным способом, так как программная реализация интегрирования дифференциальных уравнений снизит быстродействие всей системы и не позволит достичь высокой производительности процесса.
Для измерения углов 6„", H„" можно применить известные методы (например, индуктивные, емкостные, оптические и др) определения механических величин.
Таким образом, предложенный способ управления процессом гибки листа в валках, который можно реализовать на основе современных систем ЧПУ на существующем ги"0 бочном оборудовании, при внедрении дает положительный эффект, выражающийся в снижении трудоемкости изготовления и в повышении точности деталей, причем последняя не зависит от механических свойств
1 материала заготовки. Кроме того, предлагаемый способ применен практически для всех технологических схем гибки листа.
Формула изобретения
20 Способ автоматического управления процессом гибки листов на трех- и четырехвалковых машинах, заключающийся в регулировании кривизны заготовки путем измерения геометрических характеристик, от5 ражающих кривизну заготовки в зоне деформации, сравнения заданных параметров с текущими и использования их разности для формирования сигнала, управляющего валками, отличающийся тем, что, с целью повышения точности изделий и снижения тру30 доемкости при гибке на переменный радиус, в качестве измеряемых геометрических характеристик используют углы наклона касательных к контуру заготовки в точках касания листа с валками в разгрузочной зоне деформации и координаты оси вращеЗ ния выходного валка, а в качестве сравниваемых характеристик используют заданные и действительные координаты точки касания с выходным валком, при этом расчет заданных координат точки касания ведут при помощи самонастраивающейся модели
40 линии прогиба листа, а измеренные характеристики совместно с заданной остаточной кривизной используют в качестве исходных данных для моделирования линии прогиба.
1466833
Составитель С. Шибанов
Реликтов !. Волкова Текред И. Верее Корректор М. Пожо
Заказ 976/9 Тираж 694 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК!/Т СССР
I l3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раугпская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат «! /атент», г. Ужгород, ул. Гагарина, !О!