Устройство для определения положения проката

 

Союз Советск ни

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 923205 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22)Заявлено 27.05.81 (21) 3294008/22-02 с присоелинением заявки рй— (23) Прноритет—

Опубликовано 15. 11.82. Бюллетень J4 42

Дата опубликования описания 15. 1 1. 82 (5! )М. Кл.

В 21 В 37/00

Ркудоротосииый комитет

СССР оо долзи изобретений и открытий (53) УДК 621.7..O8(088,8) (72) Авторы изобретения

В. А. Пунгер и А. И. Скорик (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ПОЛОЖЕНИЯ ПРОКАТА

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, преимущественно к фотоэлектрическим бесконтактным устройствам, предназначенным для определения положения и размеров обьектов, и может быть использовано, 5 например, для определения положения конца движущегося горячего проката.

Известно устройство для определеio ния положения конца движущегося горячего проката, содержащее коллиматор, выполненный в виде ряда параллельных светопроводящих каналов, и блок фотоэлектрического преобразования, сопря15 женный с выходами указанных каналов, реализующее "фотоэлектрический способ определения положения движущегося горячего проката" Г11.

Однако данное устройство характеризуется недостаточно высокой помехо» устойчивостью при определении положения проката в условиях воздействия помех оптического и электрического характера.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для определения положения про. ката, содержащее коллиматор, выполненный в виде ряда параллельных светопроводящих каналов, и блок фотоэлектрического преобразования, сопряженный с выходами указанных каналов (2).

Однако известное устройство также обладает недостаточно высокой помехоустойчивостью при определении положения проката в условиях воздействия помех.

Цель изобретения - улучшение помехоустойчивости устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем коллиматор, выполненный в виде ряда параллельных светопроводящих каналов, блок фотоэлектрического преобразования, 973205

3 сопряженный с выходами указанных каналов, светопроводящие каналы коллиматора расположены так, что продольная ось каждого канала составляет с осью прокатки в направлении движения проката острый угол.

Кроме того, в светопроводящих каналах коллиматора установлены перегородки, параллельные продольным осям каналов. 10

На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 — графики, поясняющие работу устройства.

Устройство предназначено для определения положения переднего конца проа5 ката 1. Положение А переднего конца проката отсчитывается от координаты, заданной на технологической линии прокатного стана. Устройствс, установлено сбоку от проката, параллельно его боковой поверхности (поперечное сечение проката имеет форму прямоугольника), Устройство содержит коллиматор 2, выполненный в виде Б параллельных светопроводящих каналс, и блок фотоэлектрического пре 5, азования, выполненный в виде фотоприемников 3, сопряженных с выходами указанных каналов. Передние торцы 4 каналов расположены на одной линии вдоль направления движения проката ° Каналы коллиматора расположены так, что продольная ось каждого канала наклонена в сторону, противоположную направлению движения проката. На фиг. 1 показана продольная ось В третьего канала (линия Г перпендикулярна направлению движения проката), 40

Коллиматор позволяет уменьшить, а в некоторых случаях и полностью исключить дополнительную погрешность измерения, которая могла бы возникнуть вследствие случайных поперечных смещений проката 1 вдоль оси, перпендикулярной направлению. Указанная погрешность возникает также и вследствие изменений поперечного размера (ширины) проката при переходе с одно50 го сортамента проката на другой, Параметр А определяется по числу электрических сигналов 5, формируемых фотоприемниками 3 в процессе перемещения проката. В варианте устройст- ва в светопроводящих каналах. коллиматора установлены перегородки б, парал лельные продольным осям каналов. ф

Устройство работает следующим образом.

В процессе перемещения прокат последовательно входит в поле зрения первого, второго и последующих каналов коллиматора 2, вследствие чего на выходах фотоприемников 3, воспринимающих излучение, появляются сигналы

5, по числу которых можно определить текущее положение конца проката. Прокат i перемещается мимо первого и второго каналов. Второй канал расположен так, что продольная ось канала наклонена в сторону, противоположную направлению движения проката. Первый и второй каналы выбраны идентичными по длине, ширине и полю зрения, что достигается, в частности тем, что одна из диагоналей второго канала расположена перпендикулярно направлению движения проката.

На графике показана зависимость уровня оптического сигнала U, воспринимаемого фотоприемником 3 при перемещении конца горячего проката 1 в поле зрения первого канала. Этот канал воспринимает излучение с боковой поверхности проката. Кривая имеет наибольшую крутизну в зоне, расположенной в створе первого канала, так как в этой зоне излучение, идущее от каждого элементарного участка боковой поверхности проката, воспринимается в большем телесном угле, чем излучение с участков, расположенных вне пределов указанной зоны. На графике И линией, проходящей через точки Е, !It и 3, показана зависимость уровня оптического сигнала U, воспринимаемого фотоприемником 3 при перемещении конца горячего проката 1 в поле зрения второго канала. Эта зависимость получена в результате суммирования двух оптических сигналов, один из которых соответствует излучению, идущему с торца проката, а другой - с боковой поверхности проката. Сигналу, идущему с боковой поверхности, соответствует линия, переходящая через точки 3 и И, идентичная линии И, так как протяженность боковой поверхности проката, контролируемой первым и вторым каналами одинакова. Сигналу, идущему с торцевой поверхности проката, соответствует линия, проходящая через точки Е, Ж и К (этот сигнал может быть достаточно интенсивным, например при конт973205 ропе положения проката после его раскроя, так как "свежий"!т. е. имеющий более высокую температуру и не успевший покрыться темным слоем окалины) поперечный срез (т. е, передний торец прока- 3 та) имеет значительно большую яркость, чем боковая поверхность проката. Кривая, проходящая через точки Е, Ж и К имеет максимум в зоне, расположенной в створе второго канала.

Сопоставление зависимостей, характеризующих изменение уровней сигналов, имеющихся на выходах первого и второго каналов, показывает, что в предлагаемом устройстве сигнал имеет боль" шую амплитуду и явно выраженный максимум.

Таким образом, если контроль появления конца проката в поле зрения канала выполняется по моменту превышения сигналом заданного порогового уровня, то в предлагаемом устройстве этот пороговый уровень может быть установлен более высоким, чем в известном устройстве. Бсли же амплитуда сиг нала претерпевает существенные изменения вследствие больших колебаний яркости проката, то предлагаемое устройство позволяет в этом случае контролировать наличие конца прока- 30 та в поле зрения канала путем анализа темпа нарастания сигнала, в частности, путем установления момента, при котором сигнал достигает своего максимума (момент, когда первая про- З изводная сигнала, которому соответствует кривая, проходящая через точки

Е, И и 3 становится равной нулю). Поскольку максимум сигнала находится в створе канала, положение конца ripo- e ката в указанный момент будет зафиксировано достаточно точно.

Наибольший положительный эффект достигается в тех случаях, когда со4S отношение между шириной канала коллиматора и шириной проката таково, что передний торец проката полностью перекрывает створ канала или его поле зрения. В частности, в известных устройствах гри повороте продольной оси каналов на угол, при котором до" стигается указанное перекрытие, уровень сигнала, воспринимаемого от

"свежего" среза проката, возрастает более, чем в два раза (ширина проката 800 мм, длинна канала 500 мм, ширина канала 10 мм, число каналов 1000).

В тех ситуациях, когда боковая поверхность проката имеет недостаточно яркое свечение, обусловленное, например, наличием на этой поверхности большого числа мелких частиц окалины, уровень сигнала при указанном повороте может возрастать еще в большее число раз.

Достижение заданного положительного эффекта не связано с усложнением устройства, так как не требует введения в устройство новых или применения более сложных составных элементов.

Вариантом реализации предлагаемого технического решения является устройство, в котором в каналах коллиматора установлены перегородки 6, параллельные продольным осям каналов (см. третий канал на фиг. 2). Это устройство обладает более высокой точностью вследствие меньшего поля зрения каждого канала, что допускает более плот ное размещение каналов вдоль направления движения проката. При такой конструкции устройства достигается более четкая фиксация момента появления конца проката в поле зрения канала, так как сигнал 5 на выходе коллиматора имеет большую крутизну и меньшую "размытость", чем это имеет место для первого и второго каналов.

В рассматриваемой конструкции устройства улучшение точности достигает. ся за счет снижения уровня сигнала, поступающего на фотоприемник 3. Это происходит ввиду того, что из светового потока, поступающего на вход каждого канала, выделяется меньшая часть лучей, чем в первом и втором каналах. Вследствие этого реализация данного варианта устройства может рассматриваться как целесообразная лишь при наличии наклона продольных осей каналов (как второго и третьего каналов), так как в этом случае указанное снижение чувствительности устройства компенсируется увеличением уровня сигнала на входах каналов (за счет того, что каналы воспринимают излучение с более яркой (торцевой) поверхности проката). °

Наличие перегородок в каналах позволяет также согласовать размер Д фоточувствительной поверхности фотоприемников 3 с требуемой величиной поля зрения каналов без необходимости увеличения при этом габаритов устрой205 электрического об женны" пре аэо и с выходами р вания, сопряуказанных каналов о т л и ч а ю щ

Ф целью ееся улучшения помехо с тем, что, с светоп проводящие к хоустойчивости аналы коллимато а

Э расположены таким бр м дольная о им о разом им р м, что проя ось каждого канала с осью ла составляет прокатки в нап ния п ок равлении движепроката острый угол

2 строиство по п. 1 ч а ю е е с я п.,отли тем, что в светоп водящих каналах пролены перег х коллимато а р установег, р ельные проегородки, па алл м осям каналов.

7 ства (т, е. б

973

) е. беэ увел,чения ллиматора).

П редлагаемое техни ническое решение позволяет расширить с е устройс ь сферу применения счет б

"ств рассмат ив р аемого типа за т о еспечения возмож

5 пол ожения проката в можности контроля а в условиях интен-. ого воздействия помех и ля проката по х или контроа, поверхность кото ог ет недостаточ рого имеключающ чно яркое св ечение, ис- в ее возможность о буемой и достижения треи помехоустойчивости и известными ти и точности и техническими сре дствами.

Формула изобретения

1. Устройство для оп е жения и о определения полопроката, содержа ее выполне нныи в виде ря а и щ е коллиматор

Р светоп да параллельных 29 роводящих канало б в, и лок фотоИ сточники информа и п ин р ятые во внимание ции, 1, Авторское при экспертизе вторское свидетельство СССР

И 557258, кл. G 01 8 11/00, 1975, 2 свидетельство СССР

Авторское сви

00 51 к

5 85, кл. В 21 С 51/00, 1972.