устройство к ножницам прокатного стана для оптимального раскроя проката

Формула изобретения

Устройство к ножницам прокатного стана для оптимального раскроя проката, содержащее измеритель длины раската перед чистовой группой клетей на базе датчиков непрерывного слежения за раскатом, датчики наличия раската по осям клетей чистовой группы, следящий приводной ролик, датчик схождения ножей летучих ножниц, следящий привод летучих ножниц, вычислительный блок, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит измеритель длины раската на выходе из черновой группы клетей на базе датчика наличия раската по оси последней клети, по крайней мере, один датчик положения раската, подающий сигнал о наличии раската в вычислительный блок, устройство замера отрезаемой заготовки после летучих ножниц, состоящее из блока обработки информации, измерительной камеры и, по крайней мере, одного датчика положения отрезанной заготовки, при этом выход датчика соединен с входом измерительной камеры, а выход измерительной камеры соединен со входом блока обработки информации, выход которого соединен с входом вычислительного блока, камеру перед чистовой группой клетей, посылающую сигнал о величине зачистки «головы» раската в блок обработки информации, при этом вычислительный блок выполнен на базе программируемого контроллера.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии, в частности к прокатному производству, и может быть использовано на непрерывном заготовочном стане для безотходной резки проката на заготовки летучими ножницами.

Известно устройство к прокатному стану для безотходной резки проката на заготовки летучими ножницами, содержащее счетно-вычислительный блок, следящий привод летучих ножниц, блок коррекции, измеритель длины проката, установленный на входе чистовой группы клетей, три базовых датчика, два из которых установлены соответственно по оси входной и выходной клетей, а третий установлен перед чистовой группой клетей на расстоянии от плоскости реза, равном условной длине раската после прокатки [1].

Недостатками данного устройства являются невозможность получения безотходного раскроя проката с первой заготовки, невозможность коррекции длины отрезаемой заготовки в процессе порезки и неудобство обслуживания системы.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому изобретению является устройство для безотходного раскроя проката, содержащее вычислительный блок с информационными и командными выходами, следящий привод летучих ножниц, датчик схождения ножей летучих ножниц и два датчика наличия проката, установленные соответственно по оси входной клети чистовой группы прокатного стана и в плоскости реза ножниц и подключенные к командным входам вычислительного блока, а также оптической системы с фотоэлектрическим преобразователем на приборах с зарядовой связью, установленной на входе чистовой группы клетей прокатного стана и обеспечивающей непрерывное слежение за перемещением раската в своем поле зрения, электронного блока обработки выходного сигнала фотоэлектрического преобразователя и узла счета числа схождения ножей летучих ножниц [2].

Недостатками данного устройства являются невозможность получения безотходного раскроя проката с первой заготовки и невозможность коррекции длины отрезаемой заготовки в процессе порезки.

Технический результат - увеличение выхода годного проката путем безотходного раскроя с первой заготовки.

Технический результат достигается тем, что устройство к ножницам прокатного стана для оптимального раскроя проката содержит измеритель длины раската перед чистовой группой клетей на базе датчиков непрерывного слежения за раскатом, датчики наличия раската по осям клетей чистовой группы, следящий приводной ролик, датчик схождения ножей летучих ножниц, следящий привод летучих ножниц и вычислительный блок. Устройство дополнительно содержит измеритель длины раската на выходе из черновой группы клетей на базе датчика наличия раската по оси последней клети, по крайней мере, один датчик положения раската, подающий сигнал о наличии раската в вычислительный блок, устройство замера отрезаемой заготовки после летучих ножниц, состоящее из блока обработки информации, измерительной камеры и, по крайней мере, одного датчика положения отрезанной заготовки, при этом выход датчика соединен с входом измерительной камеры, а выход измерительной камеры соединен с входом блока обработки информации, выход которого соединен с входом вычислительного блока, камеру перед чистовой группой клетей, посылающую сигнал о величине зачистки "головы" раската в блок обработки информации, при этом вычислительный блок выполнен на базе программируемого контроллера.

На чертеже приведена блок-схема устройства к ножницам прокатного стана для оптимального раскроя проката.

Устройство содержит измеритель 1 длины раската 2 на выходе из черновой группы клетей 3 на базе датчика наличия раската по оси последней клети, датчик 4 положения раската, измеритель 5 длины раската перед чистовой группой клетей 6 на базе датчиков непрерывного слежения за раскатом, измерительная камера 7, предназначенная для определения величины зачистки на маятниковых ножницах 8, датчики 9 наличия раската по осям клетей чистовой группы, вычислительный блок 10 на базе программируемого контроллера, датчик 11 скорости следящего приводного ролика 12, датчик 13 схождения ножей, следящий привод 14 летучих ножниц 15, устройство замера отрезаемой заготовки 16 после летучих ножниц, состоящее из измерительной камеры 17, датчика 18 положения заготовки и блока 19 обработки информации.

Устройство работает следующим образом.

В память вычислительного блока 10 вводят исходные данные: прокатываемый профиль, длина заготовки L_мин и L_макс.

В момент входа "головы" раската 2 в последнюю клеть черновой группы клетей 3 включается датчик 1 наличия проката, сигнал которого подается на вход вычислительного блока 10. С этого момента измеряется время T₁ прохождения раската 2 по базе датчик 1 (положения раската по оси последней клети черновой группы 3) - датчик 4 (положения раската и начинается предварительный расчет длины раската). В вычислительном блоке 10 рассчитывается скорость V раската 2 на выходе из черновой группы клетей 3 по формуле:

,

где S₁ - базовое расстояние от оси последней клети черновой группы 3 до датчика положения раската 4.

При помощи датчика 1 положения раската определяется время Т₂ прохождения раската через последнюю клеть черновой группы клетей 3. Камера 7, установленная перед чистовой группой клетей, посылает сигнал о величине зачистки "головы" раската L_МН в блок 19 обработки информации. Из блока 19 обработки информации эти данные поступают в вычислительный блок 10, где рассчитывается длина раската 2 на входе в чистовую группу клетей 6:

L_Bx=V·Т₂-L _МН,

где L_Bx - длина раската 2 на входе в чистовую группу клетей 6.

По мере прокатки раската в чистовой группе клетей 6, по данным с датчиков 9 положения раската в вычислительном блоке 10 рассчитываются коэффициенты вытяжки К_ВЫТклN клетей чистовой группы:

где V_клN - скорость раската на входе клети N чистовой группы;

S_{клN-1:клN} - базовое расстояние между соответствующими клетями;

T_клN - время момента захвата раската 2 клетью N чистовой группы 6, начиная от первой клети.

Причем скорость на входе первой клети чистовой группы 6 рассчитывается по базе датчиков 5 положения раската, а скорость на выходе последней измеряется с помощью датчика 12 скорости следящего ролика 11.

На основе предварительного замера длины раската 2 и коэффициентов вытяжки производится расчет длины раската в выходном сечении L_Вых1:

L _Вых1=L_Вх·К_ВЫТклN·К _{ВЫТклN+1}·...в зависимости от рабочих клетей

Второй расчет длины раската 2 производится по выходу его заднего конца из зоны видимости одного из датчиков 5 положения раската, при условии, что раскат захвачен первой клетью чистовой группы 6, следующим образом. Фиксируется время Т₃ выхода раската 2 из зоны видимости одного из датчиков 5 и фиксируется время Т₄ от последней захватившей раскат клети. При помощи датчиков 9 определяется положение "головы" раската в чистовой группе клетей 6. После того как раскат 2 войдет в следящий ролик 11, в вычислительном блоке 10 рассчитываются коэффициенты вытяжки клетей чистовой группы 6 по формуле (1).

Далее рассчитывается длина L₁ части раската после последней захватившей раскат клети, на момент выхода из одного из датчиков 4:

L₁=T₄·V_клN-1·K _вытОст,

где V_клN-1 - скорость раската 2 на выходе клети N чистовой группы 6;

К_ВытОст - коэффициент вытяжки оставшихся клетей.

По известному положению раската в этот же момент определяется длина L₂ оставшейся в стане части раската с использованием коэффициентов вытяжки клетей и базовых расстояний между ними:

L₂ =S_{клN:клN+1}·K_{ВЫТклN+1}·K_{ВЫТклN+2} ·...+S_{клN+1:клN+2}·K_{ВЫТклN+2}·K _{ВЫТклN+3}·...+...,

где S_{клN:клN+1} - базовое расстояние между соответствующими клетями;

K _ВЫТклN - коэффициент вытяжки соответствующей клети.

Далее в вычислительном блоке 10 производится следующий расчет: длина L₃ части раската перед чистовой группой клетей 6, равная базовому расстоянию S₂ от сработавшего датчика 5 положения раската до первой клети чистовой группы 6, умножается на коэффициент вытяжки К_ВЫТ чистовой группы клетей 6 и получается ее длина L₄ после прокатки в чистовой группе:

L₄=L₃·K_ВЫТ .

После этого, суммируя рассчитанные длины, вычислительный блок 10 рассчитывает длину раската в выходном сечении L_вых2 :

L_Вых2=L₁+L₂+L₄ .

Длина раската L_вых1 используется для расчета раскройного плана до начала цикла порезки раската 2 на летучих ножницах 15, в случае, если длина L_вых2 еще не рассчитана. При выходе конца раската 2 из зоны видимости любого датчика 5 производится корректировка длины раската L_вых2.

Исходя из длины раската на выходе чистовой группы клетей 6 вычислительным блоком 10 производится расчет раскройного плана порезки раската в заданном диапазоне длин на летучих ножницах 15 следующим образом. Определяется минимальное и максимальное число заготовок:

где N_мин - целое минимальное количество заготовок 16;

N_макс - целое максимальное количество заготовок 16;

L_мин - минимальная длина заготовки 16;

L_макс - максимальная длина заготовки 16.

Если N_мин меньше или равно N_макс, то длина заготовок L_заг входит в заданный диапазон порезки и раскройный план рассчитывается по формуле:

Если N_мин больше N_макс , то длину заготовок L_заг вычисляется следующим образом.

1. Все заготовки кроме последней равны L_макс;

2. Последняя заготовка L_зп рассчитывается по формуле:

L_зп=L_Вых-N_макс·L _макс+L_макс.

На основе рассчитанного раскройного плана вычислительный блок 10 формирует задание в привод 14 летучих ножниц, причем для каждой новой заготовки отдельно.

Длина отрезаемой на летучих ножницах 15 заготовки 16 измеряется устройством замера отрезанной заготовки. Замер производится следующим образом. Измерительная камера 17 принимает сигналы от датчиков 18 и, если в момент срабатывания одного из них в поле зрения камеры находится хвостовая часть заготовки, происходит захват кадра, фиксирующий координату заднего конца заготовки 16. Таким образом, зная координату заднего конца заготовки 16 и расстояние между датчиками 18 и камерой 17, а также номер сработавшего датчика, в блоке 19 обработки информации определяется фактическая длина заготовки 16. Эта информация поступает в вычислительный блок 10, где на основе разницы заданной и фактической длины рассчитывается коррекция в привод 14 летучих ножниц для обеспечения оптимального раскроя проката.

Применение предложенного устройства к ножницам прокатного стана для оптимального раскроя проката в обжимном цехе ОАО «Северсталь» позволило увеличить выход годного проката на 1%.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №336100, МПК В 23 D 25/02, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР №1493397, МПК В 23 D 25/02, 1989.