SU975129A1 - Устройство дл центрировани полосы относительно оси прокатки на непрерывном широкополосном прокатном стане - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к контроль ным и регулирующим устройствам, узлом которых  вл ютс  устройства со стимулированным волновым излучением, и может быть использовано в черной и цветной металлургии на непрерывных широкополосных прокатных станах дл  центрировани  полосы относительно оси прокатки.

о Известно устройство дл  центрировани  полосы относительно оси прокатки путем измерени  положени  кромки полосового и листового проката , содержащее сканирующую фотоэлектрическую головку с зеркальным барабаном и приводным двигателем, двухдорожечный магнитный барабан с двум  считывающими головками, усилитель и счетчик. Сканирующа  фотоэлектрическа  головка устанавливаетс  над контролируемым прокатом. Магнитный барабан закреплен по оси приводного двигател  сканирующей головки. Одна магнитна  дорожка используетс  дл  записи измерительных сигнгшов, которые формируютс  с помощью эталонной детали в процессе градуировки уст/ройства . Втора  магнитна  дорожка используетс  дл  .записи управл к цих сигналов, которые сбрасывают пока|зани  счетчика на нуль после окончани  измерени .

Перва  считывающа  головка соединена со счетным входом счетчика, втора  считывающа  головка соединена со входом установки нул  счетчика, фотоэлектрическа  головка соединена со входом усилител , выход которого соединен с управл ющим входом счетчи10 ка,

В процессе измерени  фотоэлектрическа  головка вращаетс  с равномер-ной скоростью и сканирует .поверхность контролируемого проката. Ког15 да кромка контролируемого проката попадает в поле зрени  фотоэлектрической головки, с фотоэлемента снимаетс  сигнал, который усиливаетс  усилителем и используетс  дл  управ20 лени  счетчиком. Число измеренных импульсов, поступающих на вход счетчика с первой считывающей головки, пропорционально смещению кромки проката относительно начала отсче25 та 1,.

Недостатком устройства  вл етс  зависимость показаний от цеховых условий процесса прокатки (наличие паров, дыма и т,д.), вли ющих на

30 прохозкдение сигнала оптического диапазона от источника света к приемнику . Кроме того, при неровной .кромке , обусловленной разноширинностыо полосы, достоверность показаний устройства снижаетс . Так при увеличении ширины полосы, количество измерительных импульсов, поступаюсцих на вход счетчика за врем  прохождени  луча от начала отсчета до кромки уменьшитс , хот  смещени  центра полосы относительно оси прокатки не будет.

Наиболее близким к пре,цложенному  вл етс  устройство центрировани  полосы относительно оси прокатки, содержащее лазер, отклон ющее зеркало , фокусирующую и коллиматорную линзы, многогранную сканирующую приму , приводной двигатель сканирующей призмы, лучерасщепительную призму, два сканирующих рефлектора, дл  фотоэлектрических приемника, два предварительных усилител , блок избирани  входов, генератор импульсов элемент сравнени , счетчик импульсов , цифроаналоговый преобразователь , усилитель, причем выходы фотоэлектрических приемников соединены с входами предварительных усилителей , выходы которых соединены с входом блока избирани  входов, первый выход которого соединен с первым входом элемента сравнени , выход которого соединен с первым входом счечика импульсов, второй вход которог соединен с вторым выходом блока избрани  входов, а выход соединен с певым входом. цифроаналогового преобтразовател , второй вход которого содинен с третьим выходом блока избирани  входов, а выход цифроаналогового преобразовател  с входом усилител  , выход которого  вл етс  выходом устройства.

Устройство работает ап;едующим образом.

Луч лазера отклон ющим зеркалом через первую линзу направл етс  на вращающуюс  многогранную сканирующую призг-, второй коллиматорной линзой луч преобразуетс  в линиюштрих , параллельную краю прокатываемой полосы, лучерасщепительной призмой сканирующа  штирх-лини  делитс  на две, попадающие кажда  на Свой рефлектор так, чтобы сканирование происходило от центра полосы k кра м синхронно. Когда сканирующий луч достига.ет кра  полосы, на выходе приемников по вл ютс .сигналы , далее усиливаег лле предварителными усилител ми.

В зависимости от положени  полосы , т.е. от того, с какого ее кра  сканирующий луч первый попадает на соответствующий фотоприемник, блок иэбираки  входов открывает вход соответствующего данному фотоприемнику канала блока сравнени  и через блок сравнени  с генератора импульсов начинают с фиксированной частотой поступать импульсы в счетчик импульсов. Пор док срабатывани  фотоэлементов определ ет пол рность- выходного сигнала.

Поступившее количество импульсов пропорционально различию в положени х краев полосы относительно центральной линии (оси прокатки),

Цифроаналоговый преобразователь после каждого цикла сканировани  преобразует полученное количество 5 импульсов в сигнал управлени  положением полосы, усиливаемый ВЫХОДНЕЛМ усилителем.

Цикл счета продолжаетс  до того момента, пока не по витс  сигнал Q на выходе второго приемника, одновременно сбрасывающий показани  счетчика на ноль 2 .

Недостатком известного устройства  вл етс  его ненадежность при эксплуатации, например в цехах гор чей прокатки, где фотоприемники во врем  работы подвергаютс  воздействию Псцдающей на них окалины, технических жидкостей и пр. Кроме того, устройство предназначено только дл  центрировани  полосы и не может контролировать ее линейные размеры. Недостатком устройства также  вл етс  сложность его оптической схемы, каждый из элементов которой 5 требует высокоточного оборудовани  дл  изготовлени (лучерасщепитель . на  призма, рефлекторы), высококвалифицированного обслуживани  и особо тщательную защиту от неблагопри тных условий среды металлургического производства.

Цель изобретени  - повышние надежности работы устройства и улучшение качества полосы за счет расширени  функциональных возможностей устройства.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  центрировани  полосы относительно оси прокатки, содержащее лазер, фокусирующую и коллиматорную линзы, многогранную сканирующую призму, два фотоэлемента, элемент сравнени  И, генератор импульсов , счетчик импульсов, при этом лазер оптически св зан через 5 фокусирующую и коллиматорную линзы с многогранной сканирующей призмой, генератор импульсов через элемент сравнени  соединен с входом счетчика импульсов, введены третий фотоэлемент, второй счетчик импульсов, второй элемент сравнени  И, втора  и треть  фокусирующие линзы два триггера, три формировател  импульсов , арифметическое устройство и 5 блок управлени  положением полосы.

причем кажда  из фокусирующих линз установлена над одной из боковых кромок полосы, в фокусе каждой из линз над последними установлен один из фотоэлементов, а третий фртоэле мент установлен над полосой под многогранной сканирующей призмой, установленной точно над осью прокатки, выход каждого из боковых фотоэлементов соединен через соответствующий формирователь импульсов с входом одного из триггеров, выход третьего фотоэлемента через соответствующий формирователь импульсов соединен с вторыми входа ли обоих триггеров, выходы обоих триггеров через соответствующие элементы сравнени  Н и счечики импульсов соединены с входами арифметического устройства, вторые входы элементов сравнени  И соединены с выходом генератора импульсов а выход арифметического устройства соединен с входом блока управлени  положением полосы.

На чертеже представлена функциональна  схема устройства.

Устройство состоит из лазера 1, фокусирующей 2 и коллиматорной 3 линз, многогранной сканирующей призмы 4, фотоэлемента 5, фокусирующей линзы б, фотоэлемента 7, фокусирующей линзы 8, приводного двигател  9 вращающего призму 4, триггера 10, гене)атора 11 импульсов, триггера 12 элементов И 13-14, счетчиков 15-16 импульсов арифметического устройства 17, блока 18 управлени  положением полосы 19 усилител , формировател  20, фотоэлемента 21, усилителейформирователей 22-23 импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Луч лазера 1, проход  через фокусирующую 2 и коллиматорную 3 линзы, преобразуетс  в луч-штрих и попадает на вращающуюс  многогранную призму 4, приводимую во вращение двигателем 9, далее луч-штрих, параллельный краю полосы 19, сканирует поверхность полосы в направлении слева направо. Лазерный луч-штрих, отраженный от левого кра  полосы, с помощью линзы 6 фокусируетс  на фотоэлементе 5. Выходной сигнал фотоэлемента 5 с помощью усилител -формировател  20 импульсов преобразуетс  в логический сигнал, причем управление осуществл етс  по его переднему фронту. Сигнал с выхода усилител формировател  20 поступает на первый вход триггера 10, на выходе которого формируетс  сигнал 1, поступающий на первый вход элемента 13 И, на второй вход элемента 13 И поступает импульсный сигнал генератора 11 импульсов . Выход элемента 13 И подключен к входу счетчика 15 импульсов. При прохождении сканирующего луча через ось прокатки, на которой установлен фотоэлемент 21, на выходе последнего по вл етс  сигнал, который через усилитель-формирователь 22 преобразуетс  в сигнал логического уровн  и поступает на второй вход триггера 10, перевод  его в состо ние логического О, при этом сигнал О с выхода триггера 10 запрещает

прохождение импульсов от генератора 11 на счетчик 15.

Таким образом, в счетчике 15 будет записано число импульсов, пропорциональное рассто нию от кра  полосы до оси прокатки. Одновременно сигнал с выхода фотоэлемента 21, через усилитель-формирователь 22 поступает на первый вход триггера 12, перевод  его в состо ние, при котором

на его выходе по вл етс  сигнал логической 1, поступающий на второй вход элемента 14 Н на первый вход которого подключен выход генератора

11импульсов. Выход элемента 14 и подключен к входу счетчика 16. Счет

импульсов в счетчике 16 будет продолжатьс  до тех пор, пока сканирующий луч лазера не пересечет правый край полосы. При этом на выходе фотоэлемента 7 исчезнет сигнал, а с помощью усилител -формировател  23 импульсов будет сформирован управл ющий по заднему фронту сигнал логической 1, поступающий на второй вход триггера

12и перевод щий его в состо ние, при котором на его выходе по вл етс  сигнал логического О, служащий сигналом окончани  счета счетчиком 16. Выходы счетчиков 15 и 16 подключены ко входам арифметического устройства 17. Арифметическое устройство 17 вычисл ет сумму и разность содержимого счетчиков 15-16. Сигнал суммы, пропорциональный ширине полосы , поступает на индицирующее устройство (на чертеже не показано), а сигнал разности, пропорциональный смещению полосы, поступает на вход блока 18 управлени  О положением полосы и далее на исполнительный

механизм (на чертеже не показано).

Таким образом, предлагаемое устройство обладает тем преимуществом, что вследствие расширени  его функциональных возможностей, оно позвол ет контролировать ширину полосы в любой точке прокатного стана (в межклетевом промежутке на выходе стана и т.д.), что, в свою очередь, позвол ет избежать установки специальных устройств дл  измерени 

Claims (1)

1. ширины и значительно удешевить стоимость оборудовани  цеха. Исключение высокоточных оптических элементов, таких как рефлектор, лучерасщепительна  призма и другие, позвол ет использовать устройство в сложных услови х, а установка фотоэлементов над полосой улучшает услови  эксплуатации , срок службы последних, вследствие чего улучшаетс  надежнос устройства и повышаетс  достоверность его показаний, так как исключаютс -ложные срабатывани . Применение устройства дл  центри ровани  полосы относительно оси про катки, например на непрерывных широ полосных станах холодной прокатки, позволит повысить производительност стана за счет повышени  заправочной ckopocTH полосы. Изобретение позволит повысить ск рость полосы при задаче ее в стане до 2 м/с, что повысит производитель ность стана на 2%. При годовой производительности стана 1 млн. т проката это составит 20 тыс. т проката в год. Годовой экономический эффект мож но определить по формуле а- Ic С уп 100)А, Э- iCjjriгде Суп условно-посто нна  часть затрат по переделу,, руб; В - процент повышени  производительности стана после вн рени  устройства; А - производительность стана после внедрени  устройства При условно-посто нной части зат рат по переделу, равной 6,82 руб., годовой экономический эффект составит: Э(б,) 1020000 142,8 тыс.руб. . Таким образом, РОДОВОЙ экономиче кий эффект от внедрени  устройства составл ет 143 тыс. руб. на 1 млн. проката. Формула изобретени  Устройство дл  центрировани  пол сы относительно оси прокатки на непрерывном широкополосном прокатном стане, содержащее лазер, фокусиру1ацую и коллиматорную линзы, многогранную сканирующую призму, два фотоэлемента, элемент И, генератор импульсов, счетчик импульсов, при этом лазер оптически св зан через фокусирующую и коллиматорную линзы с многогранной сканирующей призмой, генератор импульсов через элемент И соединен с входом счетчика , отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности работы устройства и улучшени  ка- . чества полосы за счет расширени  функциональных возможностей устройства , в него введены третий фотоцемент , второй счетчик импульсов г, второй элемент И, втора  и треть  фокусирующие линзы, два триггера, три формировател  импульсов, арифметическое устройство и блок управлени  положением полосы, причем кажда  из фокусирующих линз установлена над одной из боковых кромок полосы , в фокусе каждой из этих линз над последними установлен один из фотоэлементов, а третий фотоэлемент установлен над полосой под многогранной сканирующей призмой, установленной точно над осью прокатки, выход каждого из боковых фотоэлементов соединен через соответствующий формирователь импульсов с входом одного из триггеров, выход третьего фотоэлемента через соответствующий формирователь импульсов соединен с вторыми входами обоих триггеров, выходы обоих триггеров через соответствующие элементы И и счетчики импульсов соединены с входами арифметического устройства, вторые входы элементов И соединены с выходом генератора импульсов , а выход арифметического устройства соединен с входом блока упоавлени  положением полосы. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент ФРГ № 1294048, кл. 42D1/15, опублик. 1969. 2. and steel engineer, June, 1976, vol. 53, № 6, p. 49.