Способ безупорного останова перемещающихся заготовок

Способ безупорного останова перемещающихся заготовок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<и>738706 "«ч

Б й" ф E:,ц4Я (61) Дополнительное к авт. свид-ау

Ф (22) Заявлено 230877 (21) 2518614/22-02

/ с присоединением заявки Ио (я)М. Кл.2

В 21 В 37/00

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 050680. Бюллетень И9 21 (53) УДК 621. 771. 02 г .02:669.012. .45(088.8) Дата опубликования описания 0506.80

Е.И. Мейбаум, Л.М. Морозов, Л.Л. Пряцкин и И.П. Вокуев (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Киевский институт автоматики имени

XXV съезда КПСС (54) СПОСОБ БЕЗУПОРНОГО ОСТАНОВА

ПЕРЕМЕЩАЮЩИХСЯ ЗАГОТОВОК

Изобретение относится к техническим средствам управления перемещением заготовок и может быть использовано для автоматизации управления беэупорным остановом заготовок на рольгангах перед методическими нагревательными печами станов горячей прокатки.

Известно устройство для безупорно»

ro останова слябов перед печами, реализующее способ, при котором после того как нагревательная печь подготовлена к загрузке, на основании требований технологии определяют координату позиции останова заготов- 15 ки относительно линии датчика наличия заготовок, задают средний путь перемещения заготовок за времй торможения привода рольганга с установившейся скорости V до нулевой Чл = 20

О и перемещают заготовку на установившейся скорости Ч на расстояние, равное заданной координате, уменьшенное на величину заданного среднего пути перемещения заготовок за время торможения привода co,ñêîðîñòè Ч, до Vö = О, после чего привод выключает (11.

Недостатком способа является то, .что определение положения сляба меж- 30 цу датчиками осуществляют на основа нии интегрирования скорости движения привода, что усложняет обработку информации.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ,по которому определение координаты позиции останова заготовки производится на основании измерения пути ее перемещения между датчиками наличия заготовок, а именно определяют координату позиции останова заготовок относительно линии датчика наличия заготовок на основании .требований технологии задают средний путь перемещения заготовок эа время "торможения привода рольганга с установившейся скорости до нулевой; пере мещают заготовку на установившейся скорости относительно линии датчика на расстояние, равное заданной координате, уменьшенное на величину заданного среднего пути перемещения заготовок эа время торможения привода, а затем привод выключают (2)

Недостатком является относительно невысокая точность останова за(готовок, вследствие чего не исклю738706 чается возможность возникновения аварийных ситуаций при загрузке печи в случае останова заготовок на кри тических позициях останова, расположенных, например у краев посадочного. окна печи. Кроме того, для обеспе-. чения необходимой точности останова заготовок повышаются требования к эксплуатационным характеристикам при водов рольгангов, в частности к стабильности времени их торможения при колебаниях напряжения и частоты питающей сети, а также при изменении веса и температуры перемещающихся заготовок. Эти требования практически не могут быть выполнены в достаточной мере на существующем обору-. довании и в,условиях металлургического производства.

Ввиду того, что отсчет пути перемещения заготовки производится от линии датчика, когда заготовка пе-. ресекает эту линию на некоторой установившейся скорости, равной, например V = 0,5 м/с, образуется мертвая зона, ширина которой по каждую сторону линии датчика равна пути перемещения заготовки за время торможения привода. В этой зоне не может быть остановлена заготовка, что уменьшает диапазон длин останавливаемых заготовок на величину, равную удвоенному значению максимально возможного пути S перемещения заготовок за время торможения прйвода, либо вынуждает установить дополнительный датчик на указанном расстоянии S относительно контрольного датчика, расположенного, например у края посадочйого окна печи.

11елью изобретения является повышение точности безупорного останова .перемещающихся заготовок на заданных позициях останова. указанная цель достигается тем, что в способе безупорного остаиова перемещающихся заготовок определяют координату позиции останова заготовки относительно линии датчика нали чия заготовок на бсновании требований технологии; перемещают заготовку на установившейся скорости и дополнительно выключают привод механизма перемещения заготовок при пересечении линии датчика заготовкой до его г(олного останова; измеряют путь перемещения заготовки эа время тормс кения привода с установившей скорбсти до нулевой; вычисляют преобразованную координату промежуточной пбзиции останова заготовки, рав ную разности между заданной координатой и путем перемещения заготоэки за время торможения привода; вклю чают привод на время, необходимое дчя перемещения заготовки на расстояние, равное преобразованной координате, уменьшенное на величину пути

5 !

О

65 перемещения заготовки за время торможения привода со скорости, пропорциональной ее установившемуся значению, до нулевой скорости, при этом коэффициент пропорциональности, равный отношению преобразованной . координаты к удвоенному значению измеренного пути перемещения заготовки за время торможения привода ! с установившейся скорости до нулевой, не превышает своего предельного значения, равного единице, при любых значениях преобразованной координаты. Кроме того, перемещение очередной заготовки осуществляют относительно линии датчика на расстояние, равное заданной координате позиции останова, уменьшенное на измеренный путь перемещения преды-. дущей заготовки за время торможения привода с установившейся скорости до нулевой, после чего привод выключают до его полного останова и вычисляют разность между заданной и фактической кдординатами позиций останова очередной заготовки, превышающую заданную максимально допустимую погрешность останова заготовки на позиции останова; включает привод на время, необходимое для перемещения очередной заготовки на расстояние, равное величине этой разности, уменьшенное на величину пути перемещения заготовки за время торможения привода со скорости, пропорциональной ее установившемуся значению, до нулевой скорости, при этом коэффициент пропорциональности, равный отношению величины вычисленной разности координат к удвоенному значению измеренного пути перемещения очередной заготовки за время торможения привода с установившейся скорости до нулевой, не превышает своего предельного значения, равного единице, при любых значениях вычисленной разности координат..

Благодаря введению в предлагаемый

;способ предварительного dcTaHoBa заготовки на промежуточной позиции путем выключения привода механизма перемещения заготовок при пересечении линии датчика заготовкой, перемещающейся наоустановившейся скорости, появляется возможность экспериментального определения реальных динамических характеристик привода индивидуально для каждой заготовки в зависимости от ее веса, геометрических размеров, температуры и состояния поверхности, а также значений напряжения и частоты питающей сети, влияющих на длину фактического пути перемещения заготовки за время торможения привода.

Эти данные становятся основанием более точного расчета момента выключения привода с целью окончательного останова заготовки на позиции

738706 станова с заданной координатой. Пеl ремещение заготовки с промежуточной позиции останова на позицию останова с заданной координатой начинается с ,нулевой скорости, что, в свою очередь, еще более способствует точному оста- нову заготовки на заданной позиции.

Расчет времени перемещения заготовки при включенном приводе обусловлен указанными приемами,где удобнее пользоваться преобразованной координатой позиции останова.

Ввиду того, что измерение пути перемещения заготовки в направлении преобразованной координаты Х„ производится от точки промежуточной позиции останова, где Х„ = О, находящейся от линии датчика на расстоянии измеренного пути S перемещения заготовки эа время t торможения привода, точность останова заготовки по пред.лагаемому способу не зависит от не- 20 стабильности д Б = Ч/2 . a t этого пути S перемещения,,где V — установившаяся скорость перемещения эаготбвки, АС вЂ” нестабильность времени торможения привода, а определяется завы- 25 симостью 4 S = V/2 ht где 6 t— нестабильнЬсть разности между временем торможения привода со скорости V äo Ч„ = О и временем пуска привода с Ч„ = О до скорости Чя. 30

Практически 6,5 « д где <У вЂ” максимально допустимая погрешность останова заготовок. Кроме того, в районе линии датчика не образуется мертвая эона, так как от промежуточ-, ной позиции останова заготовку перемещают в направлении заданной координаты с начальной скорости, равной нулю, и заготовка может быть остановлена в любой точке, в том числе и в точке, где Х = О.

Таким ббразом, благодаря повышенной точности останова (аб « д ) исключается возможность возникновения аварийных ситуаций в случае останова заготовок на критических позициях останова, расположенных, например у краев печи, а также снижаются требования к эксплуатационным характеристикам привода механизма перемещения заготовок, в частности к ста- 50 бильности времени их торможения с установившейся скорости до нулевой.

Примененная в данном способе операция предварительного выключения при вода при пересечении заготовкой линии датчика является необходимой операцией не только для решения задачи измерения пути S перемещения заготовки за время торможения при- 60 вода, но принудительно должна выполняться каждый раэ, когда задан" ная позиция останова заготовки расположена относительно линии датчика против направп жия движения 65 заготовки (при Х < О) или íà pac- i стоянии соответствующем Х) S„ т.е, в итоге не менее чем в 50 случаях из

100.

На фиг. 1 изображена блок-схема, устройства для реализации предложенного способа;на фиг. 2 — график различных вариантов взаимоположения позиций останова и линии датчика, где X> .. °,X < — координаты позиций останова заготовок относительно линии датчика, проходящей через точку Н X Х вЂ” соответственно преобразованные координаты позиций останова относительно промежуточной позиции останова, проходящей через точку О; Y< r Yg — соответственно пути перемещения заготовок от точки О при включенном приводе;

S = DO — измеренный путь перемещения заготовки эа время торможения привода.

При построении графика сделано допущение, что путь перемещения заготовки за время пуска привода в точке О до достижения скорости Чп с достаточной точностью равен пути перемещения заготовки за время торможения привода с данной скорости Ч до его останова. Так, например, для электродвигателя типа Д-808 разность этих путей для скорости

V - =0,5 м/с и заготовок весом 419 т.не превышает + 10 мм при их перемещении по секциям загрузочного рольганга перед печами. Согласно графику можно записать следующие фсрмулы для определения пути у перемещения заготовки от момента включения привода при нахождении остановленной заготовки на промежуточной позицйи останьва до его выключения, т.е. при включенном приводе

Y=Х вЂ” Х/2 приХ

Y = Х вЂ” 8- при Х > Я (2)

Эти формулы обобщаются выражением У Х - S, (3), которое формулируется следующим образом: после останова заготовки на промежуточной позиции (точка О) включают привод в направлении, соответствующем знаку преобразованной координаты Х на время, необходимое для перемещения заготовки на расстояние, равное преобразованной координате, уменьшенное на величину пути перемещения S заготовки эа время торможения привода со скорости V„. Х /2S, пропорциональной установившемуся значению скорости Ч„ привода до нулевой скорости, при этом, коэффициент пропорциональности Х /2S, равный отношению преобразованной координаты к удвоенному значению измеренного пути перемещения заготовки, за время торможения привода с установившейся скорости V„ до нулевой, не превышает своего пре738706 межуточной позиции (Х = $) до останова на позиции с заданной координатой Х, равно преобразованной Х,так

KBK

10 (5) Y=Y+Y=-Х

Задача безупорного останова заготовок, перемещающихся, например по рольгангу, в сторону нагревательной печи, решается следующим образом.

После того, как нагревательная печь подготовлена к загрузке определяют заранее или измеряют в процессе перемещения заготовки по рольгангу перед печью координату Х позиции останова относительно датчика (пусть

15 эта координата определена для переднего торца заготовки и находится на указанном расстоянии Х от датчика против направления движения заготовки, что условно можно записать как

Хсо) у перемещают заготовку в направленни позиции останова с координатой

Х на установившейся скорости Vó выключают до полного останова (Ч = О) привод механизма перемещения заготовок при пересечении линии датчика (Х 0) передним торцом заготовкиу измеряют путь S перемещения заготовки за время торможения привода со скорости Чп до Чн 0 и вычисляют преобразованную координату Х промежуточной позиции останова, равную разности между заданной координатой Х и измеренным путем Я перемещения заготовки за время торможения (SсЧ/2 ) 40 привода со скорости Чп до Ч„ = О) включают привод в направлении, соответствующем знаку преобразованной координаты (при Х < О в сторону датчика,при Х > О в противоположную 45 сторону), на время, необходимое для перемещейия загоТовки на расстояние, равное преобраэованной координате

Х уменьшенное на величину пути 8 (причем, 0 с S (Я) перемещения заготовки за время торможения (S : V /2). привоДа со скорости V„ = Чп Х /2S, пропорциснальной ее установившемуся значению U> äî нулевой скорости (Чп = О), при этом, коэффициент проПорциональности X /2$ Ъ О и

Х / $ = 1 при Х >r 2$.

Перемещение очередной заготовки относительно датчика осуществляют на расстояние, равное заданной координате Хо позиции останова, уменьшенной на измеренный путь S перемещения предыдущей заготовки за время торможения прйвода, равное $:V/2, после чего выключают йривод до его полного остановау вычисляют раздельного значения, равного единице, при любых значениях преобразованной координаты, а именно

Х /2$ = 1 йри X > 2$ (4)

Суммарное перемещение Y заготовки при включенном (Y = X — S ) и вы- 5 ключенном (Y = S ) привода, от проность b Х между заданной и фактической координатами (соответственно

Хр и Х,р) останова очередной заготовки, превышающую заданную максимально допустимую погрешность d останова заготовки на позиции останова, и формируют сигнал включения привода (если вычисленная разность и Х <с,то этот сигнал не формируют); включают привод в направлении, соответствующем знаку разности л Х этих координат, на время, необходимое для перемещения очередной заготовки на расстояние и Х, уменьшенное на величину пути S (причем 0($ с Sä перемещения заготовки за время торможеI ния (So . Чо /2) привода со скорости Vn = Vn ьх/2$о, пропорциональной ее установившемуся значению V„, до. нулевой скорости (V„ = О), при этом ЗоЪО при а) 42эо" Иф о=1п и И гьо

Объектом управления являются заготовка 1 и привод 2 механизма перемещения заготовок. Блок-схема содержит задатчик 3 координаты позиции останова, датчик 4 наличия заготовок, датчик 5 положения привода 2 и вычислительный блок 6.

После того, как нагревательная печь подготовлена к загрузке на рольганг, расположенный перед печью, заготовка поступает на установившейся скорости V в направлении заданной координаты позиции останова.

Блок 6, используя информацию задатчика 3 и датчиков 4 и 5, формирует управляющий сигнал, который выключает привод 2 при пересечении заготовкой 1 линии (Х = О) датчика 4, измеряет путь перемещения заготовки 1 за время торможения привода 2 до его полного останова, вычисляет величину и определяет знак преоб- разованной координаты Х, т.е. х с о при хс 8 и х о и х >о при

Х ) $, формирует управляющий сигнал, который включает привод 2 в исправлении, соответствующем знаку преобразованной координаты Х, и также измеряет путь перемещения заготовки 1 от промежуточной позиции с координатной Х = О (Х = $) и формирует управ-aamuprA cHrHaq„ который выключает привод 2 после перемещения заготовки 1 на расстояние Y = X - S

В результате выполнения перечисленных функций обеспечиваетея останов заготовки на позиции с заданной координатой, причем погрешность положения остановленной заготовки на позиции останова не превышает сУ.

При подаче к печи очередной заготовки блок 6 вычисляет расстояние, равное пути У = Х вЂ” S перемещения очередной эаготовкй,при включенном приводе, где Хо — заданная координата позиции останова очередной заго товкиу измеряет путь перемещения оче,7 38 706 редной заготовки от линии (X=O) дат чика 4 и формирует управляющий сигнал, который выключает привод 2 после перемещения очередной заготовки на расстояние, равное Yo,âû÷ècëÿåò величину и определяет знак разности

ЬХ между заданной и фактической координатами позиций останова очередной заготовки и если эта разность превышает заданную максимально дог пустимую погрешность Д останова оче редной заготовки, то формирует управляющий сигнал, который включает привод 2 в направлении, соответствующем знаку этой разностиизмеряет путь перемещения очередной заготовки и формирует управляющий сигнал, который включает привод после перемещения очередной заготовки на расI стояние Уо= ь Х вЂ” Я„.

В результате выполнения этих 20 функций обеспечивается останов очередной заготовки на позиции с коор- динатой Хо,причем погрешность положения остановленной заготовки на позиции останова не превышает Д . Сле- 25 дует отметить, что при решении задачи останова заготовок в некоторых случаях рационально установить общий порядок работы блока 6 независимо от порядкового номера заготов- 3О ки и величины координаты Х, при котором на него возлагается обязательное выполнение функций, соответствующих его функциям при останове первый по счету заготовки, являющейся как бы пусковой (или эк.-.периментальной заготовкой) . Основной иэ этих функций является формирование управляющего сигнала с целью предварительного выключения привода 2 при пересечении заготовкой линии датчика 4.

Таким образом, благодаря тому, что измеряется путь перемещения заготовки за время предварительного торможения привода, а в направлении позиции останова заготовку, имеиицую нулевую начальную скорость, перемещают от точки, находящейся от линии датчика наличия заготовок на расстоянии, равном упомянутому пути пе- 50 ремещения, исключается возможность возникновения аварийных ситуаций при загрузке печи в случае останова заготовок на критических позициях останова, расположенных, например Я у краев посадочного окна печи, и снижаются требования к эксплуатационным характеристикам привода механизма перемещения заготовок, в частности к стабильности времени его тормо- 6О жения, повышается точность безупорного останова перемещающихся заготовок, в результате чего повышается качество управления технологическим тжоцессом в целом.

Формула изобретения

1.Способ беэупорного останова перемещающихся заготовЬк, эаключакицийся . в определении координаты позиции останова заготовки относительно линии датчика наличий заготовок и перемещении заготовки на установившейся скорости, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения

:точности бстанова заготовки, выклю:чают привод механизма перемещения .! заготовок при пересечении линии дат чика заготовкой до его полного о".танова, измеряют путь перемещения заготовки за время торможения привода с установившейся скорости до нулевой и вычисляют преобразованную координату промежуточной позиции останова заготовки, равную разности межчу заданной координатой и измеренным путем перемещения заготовки за время торможения привода, затем включают привод на время, необходимое для перемещения заготовки йа расстояние, равное преобразованной координате, уменьшенное на величину пути пере- . мещения заготовки за время торможения привода cd скорости, пропорциональной ее установившемуся значению, до нулевой скорости, при этом коэффициент пропорциональности, равным отношению преобразованной координаты к удвоенному значению изме-, ренного пути перемещения заготовки за время торможения привода с установившейся скорости до нулевой, не превышает своего предельного значения, равного единице, при любых значениях преобразованной коорди- наты.

2. Способ по п,1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения числа включений привода в единицу времени„ перемещение очередной заготовки относительно линии датчика осуществляют на расстоянии,равное заданной координате позиции останова, уменьшенное на измеренный путь перемещения предыдущей заготовки за время торможения привода с установившейся скорости до нулевой, после чего выключают привод . до его полного останова и вычисляют разность между заданной и фактической координатами позиции останова очередной заготовки, превышающую заданную максимально допустимую ногрешность останова заготовки на позиции останова, затем включают привод на время, необходимое для перемещения очередной заготовки на расстояние, равное величине этой разности, уменьшенное на величину пути перемещения заготовки эа время торможения привода со скорости, пропорциональной ее установившемуся значению, l2

738706

Фиг. 2 до нулевой скорости, при этом коэффициент пропорциональности, равный отношению величины вычисленной разности координат к удвоенному вначению измеренного пути перемещения очередной заготовки эа время торможения привода с установившейся скорости до нулевой, не превышает своего предельного значения, равного единице, при любых значениях вычисленной разности координат.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3490621, кл ° 214-26, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

В 428803, кл . В 21 В 37/00, G 05 В 19/30, 1971.

ЦНИИПИ Заказ 2992/1

Тираж 986 Подписное

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