CS244034B1

CS244034B1 - Electrical connection of metal material sorter according to their temperature

Info

Publication number: CS244034B1
Application number: CS847088A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Starman
Original assignee: Frantisek Starman
Priority date: 1984-09-20
Filing date: 1984-09-20
Publication date: 1986-07-17
Also published as: CS708884A1

Abstract

Elektrické zapojení ^třídičky materiálů zejména oceli podle jejich teploty je určeno pro automatické vyřazování studených nebo nedohřátých kusů materiálu vystupujících z induktoru středofrekvenční ohřívačky.- Třídička sestává z elektrické části, kde je měřena teplota většinou pohybujícího se materiálu a kde se rozhodne o jeho dalším postupu, dál z části mec íanické, které na pokyn elektrické části zavede vyřazený materiál mimo výrobní linku. Elektrické zapojení třídičky je upraveno tak, že každý kus materiálu je vyhodnocován samostatně a nepřekročí-li jeho teplota minimální spodní předvolenou hranici, je vyřazen z dalšího postupu, abý nepoškodil nástroje lisu a póďobně. Zapojení obsahuje různé varianty.The electrical connection of the ^materials sorter, especially steel, according to their temperature, is intended for the automatic rejection of cold or underheated pieces of material emerging from the inductor of the medium-frequency heater. The sorter consists of an electrical part, where the temperature of the mostly moving material is measured and where a decision is made about its further progress, and a mechanical part, which, on the instructions of the electrical part, introduces the rejected material outside the production line. The electrical connection of the sorter is adjusted so that each piece of material is evaluated separately and if its temperature does not exceed the minimum lower pre-selected limit, it is rejected from the further process, so as not to damage the press tools and the mill. The connection contains various variants.

Description

Vynález se týká elektrického zapojení třídičky kovových materiálů podle Jejich teploty, zejména oceli, ohřívaných induktorem středofrekvenční ohřívakčyj kde správně ohřátý materiál má ponechánu volnou cestu k dalšímu zpracování,studený nebo nedohřátý je vyřazován.The invention relates to the electrical connection of a sorter of metallic materials according to their temperature, in particular steel, heated by an inductor of a mid-frequency heater where a properly heated material is left free for further processing, cold or unheated being discarded.

Může ale být opětně vrácen k novénu ohřevu.However, it can be returned to the heating novel.

Dosud vyřazování nedohřétých materiálů je zcela závislé na lidekém činiteli, kde pracovník odhaduje teplotu podle intenzity záření a tzv. nedohřáté kusy vyřazuje. V zahrničí již některé firmy třídičky používají, není však nic známo o jejich konstrukci. Podle prospektů jsou to fy AEG v NSR a ELPHIAC v Belgii.So far, the decommissioning of non-heated materials is entirely dependent on the human factor, where the worker estimates the temperature according to the intensity of radiation and discards the so-called unheated pieces. Some companies are already using sorters in the world, but nothing is known about their construction. According to prospectuses, these are AEG in Germany and ELPHIAC in Belgium.

V automatizovaných a robotizovaných linkách je zapotřebí odstraňovat účast lidského činitele a zabezpečit technologické postupy automatizačnimi prostředky. Z uvedených důvodů byla vyřešena třídička, kde veškeré rozhodující její úkony jsou odvozený od elektrického zapojení.In automated and robotized lines it is necessary to eliminate human factor participation and secure technological processes by automation means. For these reasons, the sorter has been solved, where all decisive actions are derived from the electrical connection.

Podstatou elektrického zapojení třídičky materiálů podle jejich teploty, zejména oceli po výstupu z induktoru středofrekvenční ohřívačky, kde teplota je měřena fotoelektrickým čidlem většinou za pohybu materiálu a kde přítomnost materiálu po projití zorným polem čidla teploty je vyhodnocena kontaktně, bezkontaktně, nebo odvozena z polohy pomocných mechanismů spočívá v tom, že obsahuje vícevstupový rozhodovací obvod s funkcí AND, kde k jednomu jeho vstupu je připojena měřicí větev tvořená jedním nebo i více čidly teploty řazenými v sérii a připojenými ke vstupu můstkového zesilovače s předvolbou teploty, napojeným dále na paměťový obvod, ke druhému vstupu je připojena větev synchronizační, tvořené čidlem přítomnosti materiálu s prvním časovaným klopným obvodem, ke třetímu vstupu je připojen výstup monostabilního klopného obvodu.The essence of the electrical connection of material sorter according to their temperature, especially steel after leaving the inductor of the mid-frequency heater, where the temperature is measured by a photoelectric sensor mostly while the material is moving and where the presence of material after passing the field sensor is evaluated by contact, non-contact or consists of a multi-input decision circuit with AND function, where one of its inputs is connected to a measuring branch consisting of one or more temperature sensors connected in series and connected to a temperature preset bridge amplifier input connected further to the memory circuit to the other In the input is connected a synchronization branch formed by the material presence sensor with the first timed flip-flop, to the third input is connected the output of the monostable flip-flop.

Výstup prvního časovaného klopného obvodu je vedle spojení s druhým vstupem rozhodovacího obvodu také spojen s nulovací větví paměťového obvodu, dále se vstupem monostabilního klopného obvodu a invertovaný výstup prvního časovaného klopného obvodu ještě s řídicí větví blokovacího obvodu připojeného k výstupu rozhodovacího obvodu.The output of the first timed flip-flop is in addition to the second decision circuit input also coupled to the memory circuit reset line, the monostable flip-flop input, and the inverted output of the first timed flip-flop with the blocking circuit control connected to the decision circuit output.

Výstup rozhodovacího obvodu je napojen nejméně na jeden, a to v oořadi druhý nebo i třetí časovaný klopný obvod vázaný dále přímo nebo i nepřímo na výkonový ovládací stupeň mechanismu. Každý časovaný klopný obvod je připojen k vlastnímu časovači a tyto časovače potom přes odporové a diodové větve k přepínači, kterým se volí různá pracovní doba časovaných klopných obvodů.The output of the decision circuit is connected to at least one, in the second or third, timed flip-flop further coupled directly or indirectly to the power control stage of the mechanism. Each timed flip-flop is connected to its own timer, and these timers are then connected via resistor and diode branches to a switch to select different operating times for the timed flip-flops.

Skupina odporů připojených k prvnímu časovanému klopnému obvodu je upravena tak, aby při kterékoliv poloze přepínače s odporovými a diodovými větvemi byl návrat prvního časovaného klopného obvodu do klidového stavu ze všech časovaných klopných obvodů poslední v pořadí.The group of resistors connected to the first timed flip-flop is adjusted so that at any position of the resistor and diode switch switch, the first timed flip-flop is restored from all timed flip-flop circuits in the last order.

Hlavní výhodou elektrického zapojení třídičky je, že u každého kusu materiálu opouštějícího induktor ohřívačky měří teplotu povrchu materiálu v délce větší než 5 mm a v čase do 30 ms vyhodnotí a zadá do paměti údaj o teplotě, která byla vyšší než minimální předvolená můstkem zesilovače.The main advantage of the electrical wiring of the sorter is that for each piece of material leaving the heater inductor, it measures the surface temperature of the material longer than 5 mm and evaluates and memorizes the temperature that was higher than the minimum preset amplifier bridge.

Informace o překročené spodní hranici teploty zůstane vždy v paměti tak dlouho, pokud neskončí jeden pracovní cykl třídičky, tj. pokud se nevrátí první Časovaný klopný obvod do klidového stavu.The information about the exceeded lower temperature limit will always remain in memory until one working cycle of the sorter has finished, ie if the first Timed flip-flop does not return to the idle state.

Příkazové povely k vyřazeni procházejícího studeného materiálu jsou upraveny monostabilním klopným obvodem na dobu kratší než 200 ms od okamžiku rozhodnutí rozhodqvacím obvodem a nemohou se v jednom pracovním cyklu vícekréte opakovat.Command commands for the passing of cold material passing through are regulated by a monostable flip-flop for less than 200 ms from the time of the decision by the decision-making circuit and cannot be repeated several times in a single cycle.

Odporové a diodové větve s přepínačem a spojené s časovači jednotlivých časovaných klopnýeh obvodů upravují pracovní dobu, výhybky a popřípadě i zarážky tak, aby tato byla v «toulá du a průchodem širokého rozměrového a váhového sortimentu materiálu. Pracovní doba prvního Časovaného klopného obvodu je aejdelší, protože zahajuje a ukončuje pracovní cykl třídičky, během kterého musí skončit všechny úkony, které třídička uskutečňuje.The resistive and diode branches with the switch and associated with the timers of the individual timed flip-flops adjust the working hours, switches and eventually the stops so that they are within the wide dimensional and weight range of the material. The working time of the first Timed flip-flop is the longest, because it starts and ends the duty cycle of the sorter, during which all actions the sorter must complete.

Příklad elektrického zapojení třídičky podle vynálezu pro třídění materiálu podle jejich teploty je znázorněn blokově a schematicky na připojených výkresech, kde na obr. 1 je celkové blokové zapojení třídičky a na obr. 2 je schematické zapojení druhého časovaného klopného obvodu s návazností na časovač, který je shodný pro všechny časované klopné obvody a na odporovou a diodovou větev s přepínačem pro jeden časovač.An example of electrical wiring of a sorter according to the invention for sorting material according to their temperature is shown in block and schematic form in the accompanying drawings, where Fig. 1 shows the total block wiring of the sorter and Fig. 2 schematically wires the second timed flip-flop with a timer. Same for all timed flip-flops and for resistor and diode branch with switch for one timer.

Elektrické zapojení třídičky podle vynálezu pro třídění materiálů podle jejich teploty, zejména ocelí po výstupu z induktoru indukční ohřívačky, kde teplota je měřena fotoelektrickým čidlem většinou za pohybu materiálu a kde přítomnost materiálu po projití za zorná pole tepelného čidla je snímána kontaktně, bezkontaktně nebo odvozena z pomocných mechanismů ohřívačky je provedeno tak, že k vícevstupovému rozhodovacímu obvodu 2 je k jednomu jeho vstupu připojena měřicí větev tvořená jedním nebo více čidly teploty £, raůstkovým zesilovačem s předvolbou teploty 2 a pamělovým obvodem g, ke druhému vstupu větev synchronizační, tvořená čidlem přítomnosti materiálu £ napojeného na první časovaný klopný obvod g, ke třetímu vstupu je připojen výstup monostabilního klopného obvodu 6, přičemž výstup prvního časovaného klopného obvodu g je vedle spojení s druhým vstupem rozhodovacího obvodu 2 také spojen s nulovací větví pamětového obvodu g, dále se vstupem monostabilního klopného obvodu g a zinvertovaný výstup prvního časovaného klopného obvodu g jeětě s řídicí větví blokovacíhc obvodu g připojeného k výstupu rozhodovacího obvodu 2, kde potom výstup rozhodovacího obvodu 2 dále navazuje nejméně na jeden, a to v pořadí druhý nebo i třetí časovaný klopný obvod g, 12 vázaný déle přímo nebo i nepřímo na výkonový stupeň ££, £g, mechanismu přičemž každý z časovaných klopných obvodů g, g, 12 je připojen k vlastnímu časovači 15. 16. £2 a všechny časovače přes odporové a diodové vétva k přepínači 18. kde skupina odporů připojených k časovači £g prvního časovaného klopného obvodu g je upravena tak, aby při kterékoliv poloze přepínače 18 s odporovými a diodovými vétvemi byl návrat prvního časovaného klopného obvodu g do klidového stavu ze všech časovaných klopných obvodů poslední v pořadí.Electrical connection of a sorter according to the invention for sorting materials according to their temperature, in particular steels, after leaving the inductor of an induction heater, where the temperature is measured by a photoelectric sensor mostly during material movement and where the presence of material after passing through the sensor's field of view is sensed by contact, the auxiliary mechanisms of the heater are such that a multi-input decision circuit 2 is connected to one of its inputs with a measuring branch consisting of one or more temperature sensors 6, a temperature pre-set gain amplifier 2 and a memory circuit g; Connected to the first timed flip-flop g, the output of the monostable flip-flop 6 is connected to the third input, wherein the output of the first timed flip-flop g is in addition to the second input of the decision circuit 2 with a zero circuit of the memory circuit g, a monostable flip-flop input g and an inverted output of the first timed flip-flop g with the control circuit of the interlock circuit g connected to the output of the decision circuit 2, respectively, a second or even third timed flip-flop g, 12 coupled longer or indirectly to the power stage £, g of the mechanism, each of the timed flip-flops g, g, 12 being connected to its own timer 15. 16. £ 2 and all timers via resistor and diode branches to switch 18. wherein a plurality of resistors connected to timer g of first timed flip-flop g is adjusted such that at any position of switch 18 with resistor and diode branches, the first timed flip-flop g returns to idle state. of all timed flip-flops last in the show .

Funkce třídičky materiálů podle jejich teploty je následující: každý kus materiálu teplý nebo studený projde před čidlem teploty £. Elektrický signál z čidla teploty £ úměrný teplotě materiálu je zaveden do můstkového zesilovače s předvolbou teploty 2, kde je v předvolitelném můstku porovnán a kladný rozdíl potom strmě zesílen. Zesilovač pracuje v inverzní funkci, což předurčuje, že záporná odchylky v rozvážení můstku zesilovač převede na kladný výstuoní signál, kladnou odchylku zesílí a na výstupu zesilovače jí promění na nulový výstupní signál, který odpovídá stavu log. 0.The function of the material sorter according to their temperature is as follows: each piece of hot or cold material passes before the temperature sensor £. An electrical signal from the temperature sensor 6 proportional to the material temperature is applied to a temperature preselected bridge amplifier 2 where it is compared in the preselected bridge and the positive difference is then sharply amplified. The amplifier operates in the inverse function, which predetermines that the negative deviations in bridge weighing will convert the amplifier into a positive output signal, amplify the positive deviation, and convert it to a zero output signal that corresponds to the log state. 0.

Právě takový signál lze vnést do paměti oamětového obvodu g ihned pootm, kdy teplota materiálu překročila zvolenou spodní teplotní hranici. Účelem pamětového obvodu g je, aby byla v paměti zaznamenána maximální teplota materiálu zjištěná čidlem teploty £ při sledování větší délky povrchu tohoto materiálu, čímž se vyloučí vliv okuje, která by oři místním a bodovém méření mohla výsledek negativně ovlivnit.Such a signal can be stored in the memory of the sweep circuit g immediately after the material temperature has exceeded the selected lower temperature limit. The purpose of the memory circuit g is to record in memory the maximum temperature of the material detected by the temperature sensor 6 while observing a longer surface length of the material, thereby eliminating the effect of scale which could negatively affect the result, despite local and point measurements.

Výstupní signál z pamětového obvodu g je zaveden do prvního vstupu rozhodovacího obvodu 7, který pracuje ve funkci AND. Pořadí, v jakém jsou jednotlivé vstupy sváděny, slouží pouze k popisu, pro činnost obvodu není sled vstupu rozhodující. Aby třídička rozhodovala o materiálu teplém i studeném a rozpoznala stav, kdy neprochází žádný materiál, je hned v prostoru za čidlem teploty £ umístěno čidlo přítomnosti materiálu £, které synchronizuje s průchodem materiálu překlopení prvního časovaného klopného obvodu g do pracovního stavu. Bez tohoto úkonu zůstává třídička v klidu.The output signal from the memory circuit g is applied to the first input of the decision circuit 7, which operates in the AND function. The order in which the individual inputs are fed is only to describe the input sequence. In order to determine the hot and cold material and to detect when no material is passing through, the material presence sensor 6 is located immediately downstream of the temperature sensor 6, which synchronizes with the material passage of the first timed flip-flop g into working state. Without this operation, the sorter stays still.

Při překlopení prvního časovaného klopného obvodu g je na jeho výstupu log. í, která přejde jak do druhého vstupu rozhodovacího obvodu 2» tak do vstupu monostabilního klopného obvodu g a vyvolá i v jeho výstupu, a tím i na třetím vstupu rozhodovacího obvodu log. 1 na dobu kratší než 200 ms.When the first timed flip-flop g flips, its output is log. 1, which goes both to the second input of the decision circuit 2 and to the input of the monostable flip-flop g, and induces it at its output, and thus at the third input of the decision circuit, log. 1 for less than 200 ms.

Projde-li před čidlem teploty X a místem čidla přítomnosti materiálu X materiál studený nebo málo teplý, dojde k situaci, kdy všechny tři vstupy rozhodovacího obvodu £ budou vo stavu log. 1, ve stejném stavu bude i výstup rozhodovacího obvodu J, čímž dojde k překlopení druhého časovaného klopného obvodu 2 ^a pokud je použit, také třetího časovaného klopného obvodu 12 do pracovního stavu.If the material X passes cold or low temperature before the temperature sensor X and the material presence sensor X, all three inputs of the decision circuit 6 will be in the log state. 1, the output of the decision circuit J will also be in the same state, thereby tilting the second timed flip-flop 2 ^and, if used, the third timed flip-flop 12 to the operating state.

Následuje přepojení výkonových ovládacích stupňů 10 a 13 tak, že první výkonový ovládací stupeň 10 přeloží výhybku 11 do polohy vyřazování materiálu a druhý výkonový ovládací stupeň 13 přibrzdí zarážkou 14 materiál před výhybkou 11.The power control stages 10 and 13 are then switched in such a way that the first power control stage 10 moves the switch 11 into the material discarding position and the second power control stage 13 brakes the material before the switch 11 with the stop 14.

Protože méně rozměrná s méně těžká materiály opouštějí induktor ohřívačky v kratších intervalech než materiály rozměrnější a těžší, je proto pracovní doba výhybky 11 od otevřeni až do uzavření, stejně tak i zarážky, upravena do několika časových úseků odporovou a diodovou větví s přepínačem 18 oředřazenou časovačům χχ, 16. 17.i která jsou připojeny k jed notlivým časovaným klopným obvodům X, 2t 12.Since the less dimensional and less heavy materials leave the heater inductor at shorter intervals than the larger and heavier materials, the operating time of the switch 11 from opening to closing as well as the stopper is arranged in several time intervals by the resistor and diode branch with switch 18 χχ, 16. 17.i which are connected to individual timed flip-flops X, 2t 12.

Z funkčního hlediska je nutné, aby první časovaný klopný obvod 2 nejen úkony třídičky započal plnit, ale také jako poslední je ukončil. Jeho nejdelší pracovní dobu ze všech časovaných klopných obvodů zde upravuje skupina odporů s diodami a přepínačem 18 předřazená k prvnímu Časovači 15.From a functional point of view, it is necessary that the first timed flip-flop 2 not only starts to perform the sorting operations of the sorter, but also ends them last. Its longest working time of all timed flip-flops is regulated here by a group of resistors with diodes and a switch 18 upstream of the first Timer 15.

První časovaný klopný obvod 2 ®á vedle již popsaných úkonů ještě tyto. Po přechodu do pracovního stavu a celou pracovní dobu blokuje svůj vlastní vstup proti opakování startovacího impulsu a zákmitům spínacích kontaktů čidla přítomnosti £, během návratu do klidového stavu nuluje parnělový obvod i a v klidovém stavu ve spojení s blokovacím obvodem 8 brání, aby z výstupu rozhodovacího obvodu 2 prošel dále jakýkoliv nepravý impulz.In addition to the operations described above, the first timed flip-flop 2 also has these. After switching to the operating state and all working time, it blocks its own input against repetition of the start pulse and the flicker of the NO contacts of the presence sensor 6, during the return to the idle state resets the parallel circuit i in the idle state. any false impulse went on.

Popsaná zapojení je jednou z konkrétních alternativ využití vynálezu. Z funkčního hlediska není rozhodující, zda je k výstupu rozhodovacího obvodu připojen jeden, dva nebo více časovaných klopných obvodů. Jejich počet je dán potřebou mechanických úkonů s různou délkou jejich pracovní doby, přičemž start všech je společný.The described circuitry is one particular embodiment of the invention. From a functional point of view, it is not critical whether one, two or more timed flip-flops are connected to the decision circuit output. Their number is determined by the need for mechanical operations with different lengths of their working hours, all of which are common to start.

Není také rozhodující, jaký druh čidla přítomnosti materiálu bude použit. Vždy je ale potřebné, aby přítomnost materiálu byla zjištěna za čidlem teploty a co nejblíže k výstupu z induktoru, čímž se získá čas k případnému přeložení výhybky před vstupem materiálu do ní.It is also not critical what kind of material presence sensor will be used. However, it is always necessary that the presence of the material be detected downstream of the temperature sensor and as close as possible to the outlet of the inductor, thereby giving time for eventual folding of the switch before the material enters it.

Elektrické zapojení třídičky materiálu podle jejich teploty je v prvé řadě použitelné u indukčních ohřívaček v automatizovaných a robotizovaných linkách s jedním nebo dvěma induktory paralelně.The electrical connection of the material sorter according to their temperature is primarily applicable to induction heaters in automated and robotized lines with one or two inductors in parallel.

Při dvou induktorech se dvěma materiálovými vstupy a dvěma výstupy se použijí dvě tepelná čidla, každé zaměřeno k jednomu výstupu a spojená do série. Sídlo přítomnosti materiálu může zde nahradit povel z volně programované jednotky v závislosti na poloze vytahovacího zařízeni nebo i z jiného úkonu pomocných mechanismů vždy až po změření teploty materiálu.For two inductors with two material inputs and two outputs, two temperature sensors are used, each oriented to one output and connected in series. The location of the presence of the material can here replace the command from the freely programmed unit depending on the position of the pulling device or even from other operation of the auxiliary mechanisms only after the temperature of the material is measured.

Popsané elektrické zapojení je možné využít i ve zcela jiných oborech, kde neelektrickou veličinu lsa převést na elektrický signál a vytvořit měřicí větev. Čidlo přítomnosti může být odvozeno například od polohy kola, tlaku, výšky hadiny, délky dráhy, iuu a podobně.The described electrical connection can also be used in other fields where the non-electrical quantity lsa can be converted into an electrical signal and a measuring branch can be created. The presence sensor may be derived, for example, from wheel position, pressure, hose height, track length, iuu and the like.

Rozhodovat lze mezi dvěma veličinami, která mají určitý vzájemný vztah a jsou třiditelná.Decisions can be made between two variables that have a certain relationship and are classifiable.

Claims

Electrical wiring of a sorter of metallic materials according to their temperature, in particular steel, after leaving the inductor of an induction heater, where the temperature is measured by a photoelectric temperature sensor, mostly while the material is moving and where the presence of material passed through the sensor's field of view is sensed either by contact, positions of auxiliary mechanisms, characterized in that it comprises a multi-input decision circuit (7), wherein at its input is connected a measuring branch consisting of at least one temperature sensor (1), a temperature preselected bridge amplifier (2) and a memory circuit (3) the second input is a synchronization branch formed by a material presence sensor (4) with a first timed flip-flop (5), and a monostable flip-flop (6) output is connected to the third input, the output of the first timed flip-flop (5) next to the second input of the decoder circuit (7) connected to the reset circuit of the memory circuit (3), the input of the monostable flip-flop (6) and the inverted output of the first timed flip-flop (5) still with the control circuit of the interlock circuit (8) connected to the output of the decision circuit (7); the decision circuit (7) is further connected to at least one, in the order of a second or even a third timed flip-flop (9, 12) coupled directly or indirectly to the power control stage (10, 13) of the mechanism, timed flip-flops (5, 9, 12) is connected to its own timer (15, 16, 17) and all timers (15, 16, 17) via resistor and diode branches to the switch (18).