Устройство управления электроприводом летучих ножниц

 

Использование: управление электроприводом летучих ножниц, производящих порезку на ходу проката на заданные мерные длины. Сущность изобретения: устройство в зависимости от заданной длины порезки формирует два вида оптимизированных трапецеидальных тахограмм ножниц, соответствующих минимуму потерь энергии в якорной цепи электродвигателя . При длине порезки, не превышающей некоторой граничной величины, промежутки времени торможения и разгона составляют одну треть времени движения ножей на пониженной скорости. Если длина порезки превышает граничную величину, формируется тахограмма, в которой обеспечивается равенство путей ножей ножниц при торможении, реверсе, разгоне и движении на пониженной скорости. Это достигается путем соответствующего выбора коэффициентов, определяемых заданной длиной порезки и конструкцией ножниц. 2 ил. & И

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

5U 1750868 А1 1; р 9$

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

И. К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4862911/27 (22) 29.08.90 (46) 30.07,92. Бюл. М 28 (71) Украинский государственный проектный и проектно-конструкторский институт

"Тяжпромэлектропроект" (72) И.Д. Розов, В. П. Руденко и В. И. Холодный . (56) Авторское свидетельство СССР

М 1107970, кл. В 23 0 25/00. 1982, Авторское свидетельство СССР

Й. 1234072, кл. 8 23 D 25/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР

М 1228979, кл. В 23 0 25/00, 1984. (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ЛЕТУЧИХ НОЖНИЦ (57) Использование: управление электроприводом летучих ножниц, производящих порезку на ходу проката на заданные мерИзобретение относится к машинострое нию, а именно к автоматизации механизмов прокатного производства, и предназначено для управления электроприводом летучих . ножниц, производящих порезку проката на . ходу на заданные мерные длины.

Известно устройство для управления летучими ножницами, работающими в режиме непрерывного вращения, которое содержит датчики перемещения проката и ножей ножниц, реверсивный счетчик и другие элементы. В нем реализована цифроаналоговая система регулировки скорости двигателя в соответствии с заданной длиной порезки.

Недостатками этого устройства являются низкая точность и качество порезки листа, обусловленные несоответствием ные длины. Сущность изобретения: устройство в зависимости от заданной длины порезки формирует два вида оптимизированных тра пецеидал ьных тахограмм ножниц, соответствующих минимуму потерь энергии в якорной цепи электродвигателя. При длине порезки, не превышающей некоторой граничной величины, промежутки времени торможения и разгона составляют одну треть времени движения ножей на пониженнОй скорости. Если длина порезки превышает граничную величину, формируется тахограмма, в. которой обеспечивается равенство путей ножей ножниц при торможении, реверСе, разгоне и движении на пониженной скорости. Это достигается путем соответствующего выбора коэффициентов, определяемых заданной длиной порезки и конструкцией ножниц. 2 ил. скорости проката и линейной скорости ножей ножниц в момент реза, а также погрешность аналогового регулирования "скорости. — . Известно устройство управления летучими ножницами, представляющее собой сложное цифроаналоговое устройство, содержащее блоки согласования по положению и скоростй, а также блоки коррекции.

Устройство фиксирует ошибку в длине порезки, сравнивает ее с допуском и при необходимости прйступает к ее устранению.

Недостатком указанного устройства является его сложность, а также недостаточная точность порезки, вызванная медленным процессом. устранения ошибки в длине.

Известно устройство, содержащее систему автоматического регулирования скоро1750868 сти электродвигателя летучих ножниц, датчики скорости и положения ножей ножниц, да1.чик скорости полосы. задатчик отрезаемой длины, первое и второе множительноделительные устройства, первый и второй интеграторы, первый и второй компараторы, логические элементы НЕ, ИЛИ и ключ. С помощью устройСтва реализуется оптимизированная трапецеидальная тахогрэмма летучих ножниц, обеспечивающая минимум потерь электроэнергии в якорной цепи электродвигателя летучих ножниц, в результате ножи ножниц проходят в обратном направлении nyrb, величина которого зависит от отрезаемой длины, но не может превышать длину полной траектории движения ножей в течение одного цикла порезки. Это обстоятельство ограничивает максималь ную длину порезки, что является недостатком устройства-прототипа, Цель изобретения — расширение технологических возможностей за счет обеспечейия возможности расширения диапазона отрезаемых длин.

Для осуществления этой цели в устрой"ство управления электроприводом летучих

"ножниц, содержащее систему автоматического регулирования скорости электродвигателя ножниц, соединенные с валом ножниц датчики скорости и положения ножей, датчик скорости перемещения полосы, задатчик отрезаемой длины, имеющий пять выходов, сигналы которых линейно зависят от заданной длины, первый и второй множительно-делительные блоки, первый и второй интеграторы, первый и второй компэраторы, ключ, логические элементы НЕ и ИЛИ, первый и второй входы последнего соединены соответственно с выходом элемента

HE и с выходом второго компаратора, а выход подключен к управляющему входу ключа, выход которого соединен с входом второго интегратора, управляющий вход коmporo соединен с выходом второго компарэтора, а выход подсоединен к входу умножения второго множительно-делительного блока, выход которого подключен к первому входу системы автоматического регулирования скорости электродвигателя, второй вход которого соединен с выходом датчика скорости ножей ножниц, а третий вход подключен к выходу скорости перемещения полосы и к первому входу первого множительно-делительного блока, выход которого соединен с первым входом второго множительно-делительного блока и с входами ключа и первого интегратора, выход которого подключен к первым входам второго и первого компаратора, выход которого подсоединен к входу элемента НЕ, а

10 первые входы первой, второй, третьей, чет20 вертой и пятой ячеек блока коммутации сигУстройство содержит систему 1 регулирования скорости электродвигателя 2 летучих ножниц, датчики 3 и 4 соответственно

50 скорости перемещения полосы и ножей ножниц, датчик 5 положения ножей ножниц

45 выходдатчика положения ножей ножницсоединен с входами сброса первого и второго интеграторов, дополнительно введены третий компаратор, задатчик констант и блок коммутации сигналов, состоящих из пяти ячеек, каждая иэ которых имеет два входа и один выход, а задатчик отрезаемой длины снабжен шестым и седьмым дополнительными выходами, сигналы которых функционально зависят от заданной длины,,при этом первый выход задатчика констант подключен к первому входу третьего компэратора, второй выход соединен с входом задэтчика отрезаемой длины, третий выход подключен к вторым входам первой и второй ячеек блока коммутации сигналов, четвертый выход подсоединен к второму входу пятой ячейки блока коммутации сигналов, налов соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым и пятым выходами задатчика отрезаемОй длины, вторые входы третьей и четвертой ячеек блока коммутации сигналов подключены соответственно к шестому и седьмому выходам задатчика отрезаемой длины. Выходы первой и второй ячеек блока коммутации сигналов.соединены соответственно с входами умножения и деления первого множительно-делительного блока, выходы третьей и четвертой ячеек блока коммутации сигналов подсоединены к вторым входам соответственно первого и второго компараторов, выход пятой ячейки блока коммутации сигналов подключен к входу деления второго множительно-делительного блока, а управляющий вход блока коммутации сигналов соединен с выходом третьего компаратора, второй вход которого подсоединен к первому выходу задатчика отрезаемой длины..

На фиг, 1 показана функциональная схема устройства; на фиг, 2 и 3 — тахогpBMMbl летучих ножниц. (датчик реза), задэтчик 6 отрезаемой длины, первый 7 и второй 8 множительно-делительные блоки, первый 9 и второй 10 интеграторы, первый 11 и второй 12 компараторы, логические элементы НЕ 13 и ИЛИ 14, ключ

15, блок 16 коммутации сигналов, состоящий из пяти ячеек, каждая из которых имеет два входа и один выход, третий компаратор

1 7 и задатчик 18 констант.

1750868

Устройство работает следующим образом, Датчик 3 скорости перемещения полосы и датчик 4 скорости ножей ножниц формируют для системы 1 автоматического 5 регулирования скорости основные сигналы задания Чп и обратной связи Чн по скорости, а остальная часть устройства предназначена для выработки дополнительного сигнала задания Д Vскорости,,формирующего on- 10 тимизированную в части потерь энергии в якорной цепи двигателя трапецеидальную тахограмму летучих ножниц в промежутках времени между очередными резами..

Снижение тепловых потерь обусловле- 15 но следующим. Условие отработки заданного рассогласования, соответствующего требуемой длине порезки, при любой трапецеидальной тахограмме ножей летучих нож- . ниц имеет вид: 20

Д1 = Д V ty +Д V(tn — 2ty) Д V(ln — ty, (1) где Д = La — Lo — рассогласование по пути ножей ножниц и полосы;

Q — заданная длина порезки полосы; 25

Lo —. длина пути, проходимого ножами . ножниц за один оборот (от реза до реза); тп = -1/Vn = (L3 Lc)/Чп время движения ножей ножниц с пониженной скоростью; 30

Ь вЂ” путь, проходимый полосой за время тп, Lc — участок пути, проходимый ножами ножниц на синхронной с полосой скорости, в конце которого осуществляется разреза- 35 ние полосы; .

ty = Д V/ — время движения ножей ножниц с ускорением.

При этом величина ускорения связана с величиной перепада скорости Л V соотно- 40 шением: (2) откуда перепад скорости определяется выражением

ЛЧ вЂ”, (1 -1 „4 Л(. } (3)

Ьь ь.В .

Так как ток двигателя пропорционален ускорению, то потери за цикл при трапецеидальной тахограмме определяются выражением

0=qb 2ty=2qb ДV, 2 где q — коэффициент пропорциональности, . 55 определяемый электромеханическими параметрами привода, При подстановке соотношения (2) в (4) получим д 1/з =" ЪГС=Х . (5)

Функция (5) имеет экстремум по Д Ч и для определения оптимального значения

ДЧ берем производную и приравниваем ее к нулю: ао (Ы/) (Д /. 1п Q L)2 (6) Ь tn (12)

При этом получаем квадратное уравнение

Д! — 7 Д1 Ьчин + 1-мин =.О. (13) решение которого имеет вид:

Л Lrp = LMIle(3 3 + 1/И,25) = 635 LM v ° (14) tn tn

Решение уравнения (6) дает:

"=т-;.

3AL (7)

Подстановка выражения (7) в (2) дает оптимальное значение ускорения привода:

ДЧ «9hL ъта=тс

При этом время движения привода с ускорением составляет

hV tn

ЧГ 3 (9i

Из анализа соотношения (7) следует, что перепад скорости равен скорости полосы (Д V = Vn), т, е. имеет место останов привода, при выполнении условия;

Д L = 2(Lo — Lc) = 24чин, (10) где LM 2LMgn имеет место реверс привода.

Очевидно, что полный пуль движения ножей ножниц с пониженной скоростью всегда равен величине Емин и представляет собой алгебраическую сумму заштрихованных на фиг. 2 или 3 площадей. Чтобы исключить возможность реза при движении ножей ножниц в обратном направлении максимальный путь, проходимый ножами при реверсе, путь торможения и путь разгона, каждый из этих путей также должен быть равен величине 1 мин, Граничное значение величины Д 1, соответствующее пути торможения ножей со скоростью Чп до нуля и равное величине мин, можно определить из соотношения

Ч п=2В мин (11) путем подстановки в него соотношения (8), а также принимая во внимание, что

Vn=

L1 L3--1 h L+ Lo -L Д + мин

1750868

Знак "-" опущен из физических соображений, При этом граничное значение отрезаемой длины определяется выражением:

1 э.rp = Lo + A Lrp = Law + Lc + 6,85 LMw 5

7 85 1-мин + Lc (15) и является максимальным значением длины отрезаемых листов для устройства прототипа. Тахограмма движений ножей ножниц при b, L >ËLrp приведена на фиг. 2, 10 где точками F1 u Fz обозначены моменты окончания реза, В данном устройстве в отличие от прототипа длина порезки не ограничена, При длине порезки L, > Ls.rp величина ускорения 15 определяется из выражения (11) и равна ч2В =rt — (16) мин

Значение перепада скорости ЛЧ определяется из выражения (3) при подстановке в него (16):

ЛЧ = V,(, „и") (17)

L1 — L) — 8 Л(анин

Врем движения ножей с ускорен ем:

=,, „,,— ч-пп- ; ) . пи "

ЛЧ

Вепичине перемещения »4псм зе еремя ty движения ножей с ускорением:

Lп1-.1 Vndt — Vnty — 2 (1 ин 30

1-1

1Я (19)

Величина перемещения полосы за время от начала торможения до начала разгона: 35

Lnz = J " "Vndt = Чп(1п — ty) =

-, и;, Вес:и;; ) (»

L1

Д

Тахограмма движения ножей при

Л! > Л4p приведена на фиг. 3.

Рассмотрим работу устройства в цикле порезки.

Перед началом порезки на первом, втором, третьем и четвертом выходах задатчика 18 констант формируются сигналы 6,85 х -мин 1мин, 1 и 2 х 4иин соответственно, а на первом, втором, третьем;четвертом, пятом, шестом и седьмом выходах задатчика 6 отрезаемой длины формируются сигналы Л4

L1 Л(-/3, 2 Л L/3, 2 Ь L/9, Ln1, Ь2 COOTветственно.

В случае, если Ы 6,85 х 1 мин, на выходе третьего компаратора 17 формируется сигнал "1", который подается на управляющий вход блока 16 коммутации сигналов. В результате с выхода задатчика

6 отрезаемой длины на выходы первой, второй, третьей, четвертой и йятой ячеек блока

16 проходят соответственно сигналы L1, Л

L/3, 2 х А /3, 2 х Л L/9. В исходном состоянии, соответствующем моменту завершения предыдущего реза, по импульсному сигналу датчика 5 положения ножей ножниц интеграторы 9 и 10 устанавливаются в нулевое состояние и с этого момента начинается отсчет времени при определении выходных сигналов интеграторов.

В первой фазе тахограммы (торможе: ние) выходные сигналы компараторов 11 и

12 соответствуют "0". Во второй фазе тахограмм (движение на постоянной пониженной скорости) выход компаратора 11 соответствует»1", а выход з!9п (Ч n) компаратора 12"0", В третьей фазе тахограммы (разгон) выходы обоих компараторов соответствуют

»1»

К концу первой фазы выходной сигнал интегратора 10 составляет величину

h L.tn

3 ,/ AL 1 «Ь (21)

3Ч 3

Это значение сохраняется на выходе интегратора 10 на протяжении всей второй фазы тахограммы в результате блокирования ключа 15 выходными сигналами компараторов 11 и 12, Такое же значение к концу первой фазы имеет и выходной сигнал интегратора 9, который на выходе первого компаратора 11 сравнивается с сигналом Л Е/3, поступающим с выхода третьей ячейки блока 16 коммутации сигналов. В результате на выходе компаратора.11 появляется »1", соответствующая моменту перехода от первой к второй фазе тахограммы, К концу второй фазы выходной сигнал первого интегратора 9 становится равным величине

° °,Л1 2 tn

Al = Vn t = Vn

"Ч 3Vп 3

Л(2L1 2 (22) Выходной сигнал интегратора 9 на входе второго компаратора 12 сравнивается с сигналом 2 Л L/3, поступающим с выхода четвертой ячейки блока 16 коммутации сигналов, Появление при этом на выходе sign (V n) компаратора 12 логической единицы соответствует моменту перехода от второй к третьей фазе тахограммы, в которой ключ

15 вновь открывается, а сигнал V и на входе второго интегратора 10 инвертируется и его выходной сигнал Л t начинает уменьшаться, чем обеспечивается разгон привода в третьей фазе тахограммы.

1750868

10 — — — 1 ч (1 — y/ М ин) =

tn2 1—

L1 — — 33 С Ы;„

L1 (25) а выходной сигнал второго множительно-делительного блока 8 для первой фазы имеет вид: г лч=vn --г — = t (26)

Чп t Vn мин мин что соответствует величине ускорения согласно выражению (16).

К концу второй фазы выходной сигнал первого интегратора 9 равен величине:

Л I = V n t = Vn (tn ty) =

- ."К вЂ” — " (— "В2 с: ., тп 2

L1

= — 2(1 + 7: ит С

4 (1 (27) Выходной сигнал второго множительно-делительного блока 8 для первой фазы имеет вид:

Л! Л1 9

4 = /п - - /и - — < удд- =

9Л1 V4 9hL

2 L) 2 tn что соответствует величине ускорения согласно выражению (8).

Значение уровня снижения скорости летучих ножниц на участке движения с постоянной скоростью можно получить путем подстановки в выражение (23) значения текущего времени i = tn/3: ьч = .

3 h,L (24) что соответствует выражению (7).

В случае, если Л L > 6,85 х LM«, на выходе третьего компаратора 17 возникает сигнал "0", в результате чего с третьего выхода эадатчика 18 констант на выходы первой и второй ячеек блока 16 коммутации сигналов проходит сигнал "1", а на выходы третьей, четвертой и пятой ячеек блока 16

ПрОХОдят СИГНаЛЫ СООтВЕтСтВЕННО Ln1 Ln2 С шестого и седьмого выходов задатчика 6 отрезаемой длины и сигнал 2 LM«с четвертого выхода задатчика 18 констант. В остальном работа устройства аналогична описанной выше, К концу первой фазы выходные сигналы интеграторов 9 и 10 составляют величину:

Л! =Ы =Чп t =Vn ty =. !

Значение уровня снижения скорости на участке движения с постоянной скоростью получим, учитывая (26) и (18);

ЛЧ = " — (1 — vÃ

L — I A .".. (а)

10 что соответствует выражению (17);

Таким образом, данное "устройство позволяет расширить технологические возможности за счет существенного расширения диапазона отрезаемых длин.

Формула изобретения

Устройство управления электроприводом летучих ножниц, содержащее систему автоматического регулирования скорости электродвигателя ножниц. соединенные с валом ножниц датчики скорости и положения ножей, датчик скорости перемещения полосы, задатчик отрезаемой длины, имеющий пять выходов, сигналы которых линейно зависят от заданной длины, первый и второй множительно-делительные блоки, первый и второй интеграторы, первый и второй кампараторы, ключ. логические элемент НЕ и логический элемент ИЛИ, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом элемента НЕ и с выходом компаратора, а выход подключен к управляющему входу ключа, выход которого соединен с входом второго интегратора, управляющий вход которого подсоединен к выходу второго кампаратора., а выход подключен к входу умножения множительно-делительного блока, выход которого соединен с первым входом сйстемй автоматического регулирования скорости электродвигателя ножниц, второй вход которой подсоединен к выходу датчика скорости ножей ножниц, а третий вход подключен к выходу датчика скорости перемещения полосы и к первому

45 входу множительно-делительного блока, выход которого соединен с первым входом второго множительно-делительйого блока и с.входами ключа и первого интегратора, выход которого подсоединен к первым входам второго и первого компаратора, выход которого подключен к входу элемента НЕ, а выход датчика положения ножей ножниц соединен с входами сброса первого и второго интеграторов, от л и ч а ю ще ес я тем, что, с целью расширения технологических вазможностей за счет обеспечения возможности расширения диапазона отрезаемых длин, она снабжено третьим компаратором, задатчиком констант и блоком коммутации сигналов, состоящим из пяти ячеек, каждая

1750868

12 из которых имеет два входа и один выход, а задатчик отрезаемой длины снабжен шестым-и седьмым дополнительными выходами, сигналы которых зависят от заданной длины, причем первый выход задатчика констант подключен к первому входу третьего компаратора, второй выход соединен с входом задатчика отрезаемой длины, третий выход подключен к вторым входам первой и второй ячеек блока коммутации сигналов, четвертый выход задатчика констант подсоединен к второму входу пятой ячейки блока коммутации сигналов, первые входы первой, второй, третьей, четвертой и пятой weек блока коммутации сигналов соединены соответственно с первым. вторым, третьим, четвертым и пятым выходами задатчика отрезаемой длины, вторые входы третьей и четвертой ячеек блока коммутации сигналов подключены соответственно к шестому и седьмому выходам задатчика отрезаемой длины, выходы первой и второй ячеек блока

5 коммутации сигналов соединены соответственно с входами умножения и деления первого множительно-делительного блока, выходы третьей и четвертой ячеек блока коммутации сигналов подсоединены к вто10 рым входам соответственно первого и второго компараторов, выход пятой ячейки блока коммутации сигналов подключен к входу деления второго множительно-делительного блока, а управляющий вход блока

15 коммутации сигналов соединен с выходом третьего компаратора, второй вход которого подсоединен к первому выходу задатчика отрезаемой длины.

1750868 иг, Составитель И.Розов

Редактор Т.Лазоренко Техред M.Ìoðãåíòàë

Корректор В.Петраш

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2648 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Устройство управления электроприводом летучих ножниц Устройство управления электроприводом летучих ножниц Устройство управления электроприводом летучих ножниц Устройство управления электроприводом летучих ножниц Устройство управления электроприводом летучих ножниц Устройство управления электроприводом летучих ножниц Устройство управления электроприводом летучих ножниц 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к автоматизации металлургических процессов, а именно к оборудованию для отработки длинномерных изделий резанием на мерные длины

Изобретение относится к области машиностроения , а именно к оборудованию для управления механизмами реза длинномерного изделия на мерные длины на ходу технологического процесса

Изобретение относится к машиностроению, в частности к

Изобретение относится к машиностроению, а именно к системам управления оборудованием летучих ножниц, производйщцх порезку проката на заданные длины на ходу и снабженных механизмом выравнивания скоростей ножей ножниц и проката в мдмент реза

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкции систем управления оборудованием летучих ножниц, производящих порезку проката на ходу и снабженных механизмом выравнивания скоростей, установленным между валом привода и валом барабанов ножниц

Изобретение относится к машиностроению, а именно к системам управления оборудованием летучих ножниц, осуществляющих порезку проката на заданные длины и снабженных механизмом выравнивания скоростей ножей ножниц и проката в момент реза

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к металлорежущему оборудованию, и может быть использовано для разрезки длинномерного проката на мерные длины в заготовительном производстве

Изобретение относится к машиностроению , а именно к оборудованию для обработки длинномерных изделий резанием

Изобретение относится к обработке металлов давлением, преимущественно тонкого полосового проката, и может быть использовано в линиях мерной резки Цель изобретения - упрощение конструкции, повышение надежности, увеличение производительности

Изобретение относится к области машиностроения , в частности к системам управления оборудованием для резки движущегося материала

Изобретение относится к машиностроению, в частности к

Изобретение относится к машиностроению, а именно к системам управления оборудованием летучих ножниц, производйщцх порезку проката на заданные длины на ходу и снабженных механизмом выравнивания скоростей ножей ножниц и проката в мдмент реза

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкции систем управления оборудованием летучих ножниц, производящих порезку проката на ходу и снабженных механизмом выравнивания скоростей, установленным между валом привода и валом барабанов ножниц

Изобретение относится к машиностроению, а именно к системам управления оборудованием летучих ножниц, осуществляющих порезку проката на заданные длины и снабженных механизмом выравнивания скоростей ножей ножниц и проката в момент реза

Изобретение относится к листопрокатному производству и предназначено для использования на летучих ножницах барабанного типа при резе концевых участков раската широкополосных станов горячей прокатки

Устройство управления электроприводом летучих ножниц

Наверх