Датчики, используемые для сбора информации с мет.оборудован?

[Sokrat]

Здравствуйте инженеры!Хотел бы уточнить, какие используют приборы, датчики и устройства для сбора, анализа, хранения и обработки информации о технологических параметрах металлургического оборудования для производства труб.
В частности, необходимо определить, какой датчик или прибор должен измерять каждый приведенный ниже параметр оборудования:
1) вертикальные, горизонтальные усилия;
2) частота вращения валков стана;
3) параметры настройки калибров (сведение, разведение на опр. координаты).
параметры заготовки:
4) ширина штрипса;
5) периметр трубной заготовки;
6) высота профиля;
7) кривизна поверхности заготовки;
8) толщина полок, мест изгиба;
9) площадь контакта инструмента с заготовкой.

С помощью каких устройств собирается данная информация и как взаимодействует с программным обеспечением. Опишите пожалуйста конкретно по пунктам.
С Уважением, Сократ.

[Михайло]

Частота вращения, скорость, расстояния и размеры меряются такими устройствами: www.skbis.ru

Угловые параметры (частота вращения, угол) измеряются датчиками углового перемещения. Инкрементальные датчики для частоты вращения больше подходят, абсолютные - для угла.

Линейные параметры (скорость, расстояние) измеряются датчиками линейного перемещения.

Датчики углового перемещения удобнее тем, что у них не ограничен ход движения. Известно множество способов преобразования линейных перемещений в угловые и обратно (это из теории механизмов). Однако при преобразованиях точность измерений падает :)

[Sokrat]

Угловые параметры (частота вращения, угол) измеряются датчиками углового перемещения. Инкрементальные датчики для частоты вращения больше подходят, абсолютные - для угла.

Здравствуйте!
Очень интересно, как выглядит типичная схема подключения датчика к металлургическому оборудованию с выводом сигнала на компьютер оператора?Ведь просто подключить датчик к оборудованию недостаточно, меня интересует какой интерфейс используется для передачи собранной информации, какими устройствами куда передается.

[pike]

Датчики обычно идут на контроллер который управляет тех. процессом, а с контроллера уже береться необходимая информация на компьютер. Датчики перемещения (энкодеры) используются инкрементальные с сигналом line driver, TTL и абсолютные с Profibus или SSI. Инкрементальные в большинстве своем уже стоят на двигателях и идут на привод с которого уже и считываются данные по какой-нибудь пром. сетке в контроллер для определения относительных перемещений и скоростей. Абсолютные ставятся на основные мех., например определяющие диаметр, для того что бы не превыводить мех. после выключения питания.
Остальное - это "открытый вопрос" автоматизированного контроля качества выпускаемой продукции. Большей частью не решаемый ввиду остутствия у заказчика желания платить за это деньги.

[Sokrat]

Уважаемый pike огромное спасибо. Все вышеперечисленные параметры планируется получить с помощью датчиков и др. устройств с выводом на компьютер с возможностью просмотра режимов работы и изменения режимов работы оборудования. Как вы считаете, реально ли получить эти параметры, если реально, то какие устройства использовать для измерения:
3) параметры настройки калибров (сведение, разведение на опр. координаты).
параметры заготовки:
4) ширина штрипса;
5) периметр трубной заготовки;
6) высота профиля;
7) кривизна поверхности заготовки;
8) толщина полок, мест изгиба;
9) площадь контакта инструмента с заготовкой.

Особенно очень интересуют по приоритету пункт 9 и пункт 7.

[Михайло]

Это ноу-хау. Нужно искать фирмы, специализирующиеся на этих технологиях.

[Sokrat]

Да сейчас уже нет ничего ноу-хаувского, всё уже изобретено, осталось только найти это. А найти-то не так-то просто, хотелось бы узнать мнение ГУРУ этого форума.

[Jackson]

Да сейчас уже нет ничего ноу-хаувского, всё уже изобретено, осталось только найти это. А найти-то не так-то просто, хотелось бы узнать мнение ГУРУ этого форума.

Технологии эти есть, они придуманы и запатентованы (к вопросу о ноу-хау). Это Вам к станочникам надо.
С ГУРУ по автоматизированной металлообработке до таких тонкостей, увы, проблема, и не только на форуме - в стране.
Мы с коллегой сейчас безуспешно попытались вспомнить хотя бы один наш станкостроительный завод, выпускающий высокотехнологичные автоматизированные станки. Яндекс тоже не помог. На выставках сплошь импорт выдели.

[pike]

Как вы считаете, реально ли получить эти параметры, если реально, то какие устройства использовать для измерения:
3) параметры настройки калибров (сведение, разведение на опр. координаты).

Если я вас правильно понял, то для этого на определенные мех абсолютные датчики и ставяться.

параметры заготовки:
4) ширина штрипса;

Э, расшифруйте, плс.

5) периметр трубной заготовки;
6) высота профиля;
7) кривизна поверхности заготовки;
8) толщина полок, мест изгиба;

Специальные датчики и измерительные системы + правильная установка, обвязка и настройка.

9) площадь контакта инструмента с заготовкой.

Зачем??? Да, и как вы себе это представляете?

Технологии эти есть, они придуманы и запатентованы (к вопросу о ноу-хау). Это Вам к станочникам надо.
С ГУРУ по автоматизированной металлообработке до таких тонкостей, увы, проблема, и не только на форуме - в стране.
Мы с коллегой сейчас безуспешно попытались вспомнить хотя бы один наш станкостроительный завод, выпускающий высокотехнологичные автоматизированные станки. Яндекс тоже не помог. На выставках сплошь импорт выдели.

Ну, не надо так уж категорично. Если вас послушать так я голоду помирать должен. Ан, нет, нашли мы их всех в свое время, со многими сейчас и работаем. И не такие они уж и отсталые для Японии, Южной Кореи станки делают.

[Sokrat]

Если я вас правильно понял, то для этого на определенные мех абсолютные датчики и ставяться.

Да, вы правильно поняли. Хотелось бы узнать на элементарном примере принцип работы этого датчика в простых словах, как выглядит, как крепится и к каким поверхностям.

Sokrat писал(а):
параметры заготовки:
4) ширина штрипса;
*****
Э, расшифруйте, плс.

Фактическая ширина заготовки перед обработкой.

Специальные датчики и измерительные системы + правильная установка, обвязка и настройка.

У вас есть примеры, каким образом такое измерение реализуется, хотя бы элементарные схемы, стало очень интересно. Особенно про обвязку.

9) площадь контакта инструмента с заготовкой.
Зачем??? Да, и как вы себе это представляете?

Нужно ;) Я пока представляю измерение ручным способом, когда оборудование стоит, мне интересно, реально ли организовать такое измерение без вмешательства в тех процесс :)

[Михайло]

Самые часто используемые датчики углового перемещения (энкодер):
http://www.skbis.ru/index.php?p=3&c=4&d=10

Видите на фотографии четыре резьбовых глухих отверстия? За них корпус энкодера крепится к неподвижной части установки (обычно крепится к какому-нибудь кронштейну). Вращающийся вал ротора энкодера с помощью гибкой муфты крепится к вращающемуся валу. При вращении вырабатывается электрический сигнал в виде импульсов.

http://www.skbis.ru/index.php?p=3&c=2&d=5
Датчики линейного перемещения аналогичны. Корпус крепится неподвижно, подвижный шток - к подвижной части установки.

Принципы действия:
http://www.skbis.ru/index.php?p=14
http://www.skbis.ru/index.php?p=10

Хотя внешний вид датчиков совершенно различный, результат преобразования - электрический импульс различной формы. Количество импульсов пропорционально расстоянию, соответственно частота импульсов пропорциональна скорости движения. Прибор, который принимает сигнал от датчиков, просто считает количество импульсов или количество импульсов в единицу времени. В качестве этого прибора может выступать счетчик импульсов, преобразователь частоты, контроллер или компьютер.

Есть иностранные производители:
http://www.sick-automation.ru/catalog/s ... coder.html

[Jackson]

9) площадь контакта инструмента с заготовкой.
Зачем??? Да, и как вы себе это представляете?

Нужно ;) Я пока представляю измерение ручным способом, когда оборудование стоит, мне интересно, реально ли организовать такое измерение без вмешательства в тех процесс :)

Если я не ошибаюсь, то видел такое измерение на металлообрабатывающих центрах AMADA (и у других, возможно, есть). Это нужно было (там где видел) для технологии обработки, по этому параметру автоматика станка определяет, правильно ли идёт обработка и не пора ли заменить инструмент (например резец при токарной обработке). Или когда на детали вращения станок должен снять фаску, то как раз по этому параметру станок и определит, сколько ещё срезать.
А вот как это было сделано - увы.

[pike]

Да, вы правильно поняли. Хотелось бы узнать на элементарном примере принцип работы этого датчика в простых словах, как выглядит, как крепится и к каким поверхностям.

SSI http://www.balluff.ru/pdf/btl/P004.pdf
Profibus http://www.balluff.ru/pdf/btl/B007.pdf

Фактическая ширина заготовки перед обработкой.

Определяется при фиксации заготовки по датчикам мех.

У вас есть примеры, каким образом такое измерение реализуется, хотя бы элементарные схемы, стало очень интересно. Особенно про обвязку../quote]
О, какие вопросы пошли. Нет, схемы - это хлеб, так что только за отдельный прайс. А так датчики (системы измерения) без контактные индуктивные или лазерные, обвязка это синхронизация показаний датчика с движением объекта.

Нужно ;) Я пока представляю измерение ручным способом, когда оборудование стоит, мне интересно, реально ли организовать такое измерение без вмешательства в тех процесс :)

Боюсь мы ведем речь о разных системах. Так как в тех системах что я видел сам характер инсткумента и его воздействие на заготовку исключают прямой контроль. Котроль производиться либо по тестовой фиговинке, либо по параметрам продукта.

То что описывает genelectric возможно, например, по изменению момента на приводах подач отнесенного к скорости в течение времени использования инструмента, при заданных параметрах инструмента и материала обрабатываемых деталей.

[Sokrat]

http://www.sick-automation.ru/catalog/s ... coder.html

А вот за эту ссылку огромное спасибо, узнал много нового. Хех, вообще класс! По датчикам прямо "видео-библиотека"! Я в шоке...У вас ещё подобных видео-библиотек нет?:)

[Sokrat]

9) площадь контакта инструмента с заготовкой.
Зачем??? Да, и как вы себе это представляете?

Нужно ;) Я пока представляю измерение ручным способом, когда оборудование стоит, мне интересно, реально ли организовать такое измерение без вмешательства в тех процесс :)

Если я не ошибаюсь, то видел такое измерение на металлообрабатывающих центрах AMADA (и у других, возможно, есть). Это нужно было (там где видел) для технологии обработки, по этому параметру автоматика станка определяет, правильно ли идёт обработка и не пора ли заменить инструмент (например резец при токарной обработке). Или когда на детали вращения станок должен снять фаску, то как раз по этому параметру станок и определит, сколько ещё срезать.
А вот как это было сделано - увы.

Задача такая. В момент контакта инструмента с заготовкой зона контакта изменяется и соответственно площадь увеличивается, так как заготовка деформируется. При этом зона контакта может изменяться, величина не постоянная. Реально ли прикрутить какой-нибудь датчик, который смог бы определить зону контакта?

[Jackson]

Задача такая. В момент контакта инструмента с заготовкой зона контакта изменяется и соответственно площадь увеличивается, так как заготовка деформируется. При этом зона контакта может изменяться, величина не постоянная. Реально ли прикрутить какой-нибудь датчик, который смог бы определить зону контакта?

У меня появилась бредовая идея, как это можно сделать - по изменению проводимости электрической цепи деталь-точка контакта-резец. Проводимость детали и резца - величина постоянная. Прикладываем между резцом и деталью постоянное напряжение и измеряем ток. Самое узкое место в этой цепи - точка контакта. Чем больше площадь контакта - тем больше проводимость зоны контакта. А проводимость резца и детали несоизмеримо больше проводимости точки контакта.
Проводимости детали и резца - постоянны и несоизмеримо велики. Напряжение тоже постоянно. Значит ток в цепи деталь-точка контакта-резец будет прямо пропорционален площади контакта.
Для того чтобы обеспечить такое измерение, необходимо выполнить лишь одно условие - обеспечить гальваническую развязку резца от детали. Это можно сделать, установив резцовую головку на прочный диэлектрик, или обеспечив крепление резца в головке без проводящих элементов. А дальше - остается только вывести закономерность (или найти её эмпирически).

[Михайло]

Человек еще энкодеры не знает как подключить, а Вы, genelectric, уже хотите диссертацию докторскую заставить его писать... :-D

[Rus]

Задача такая. В момент контакта инструмента с заготовкой зона контакта изменяется и соответственно площадь увеличивается, так как заготовка деформируется. При этом зона контакта может изменяться, величина не постоянная. Реально ли прикрутить какой-нибудь датчик, который смог бы определить зону контакта?

У меня появилась бредовая идея, как это можно сделать - по изменению проводимости электрической цепи деталь-точка контакта-резец. Проводимость детали и резца - величина постоянная. Прикладываем между резцом и деталью постоянное напряжение и измеряем ток. Самое узкое место в этой цепи - точка контакта. Чем больше площадь контакта - тем больше проводимость зоны контакта. А проводимость резца и детали несоизмеримо больше проводимости точки контакта.
Проводимости детали и резца - постоянны и несоизмеримо велики. Напряжение тоже постоянно. Значит ток в цепи деталь-точка контакта-резец будет прямо пропорционален площади контакта.
Для того чтобы обеспечить такое измерение, необходимо выполнить лишь одно условие - обеспечить гальваническую развязку резца от детали. Это можно сделать, установив резцовую головку на прочный диэлектрик, или обеспечив крепление резца в головке без проводящих элементов. А дальше - остается только вывести закономерность (или найти её эмпирически).

На первый взгляд идея интересная, только остаётся, один не учтённый момент.. у детали проводимость постоянная, но её площадь по мере обработки будет изменяться, + нагрев от трения, - думаю, что в какой то степени это может повлиять на точность измерения... Да и формулка получится как в докторской, там измерения не в киллограммах, а скорее всего в микронах - понадобятся дорогие средства измерения... :(

[Jackson]

Формула-то как раз простая - закон Ома всего лишь. И нагрев, думаю, не повлияет вовсе, если конечно по технологии нет нагрева до плавления. :)

[VADR]

1. Нагрев повлияет, причём зависит он не только от площади соприкосновения, но и от остроты режущего инструмента - вариант с измерением сопротивления вряд ли подойдёт.
2. Есть вариант измерять изгибающую силу, действующую на инструмент. Опять же очень косвенный способ и зависит от остроты инструмента.
3. Есть вариант обработки изображения: подсветка лазером и считывание видеокамерой, после чего в каком-нибудь контроллере обработки видео выцеплять край. Это вроде как выглядит красиво, но будет мешать отлетающая стружка и очень критично качество изображения (и ещё это дорого).

[Jackson]

В общем, ОКР надо проводить - теорией, боюсь, не осилить.

А, кстати, автору: не пробовали искать решение этого вопроса в диссертациях и авторефератах?

[pike]

Нет вариант с "электрической цепью" не пройдет из-за характера процессов возникающих при контакте резца и заготовки, материалов режущей пластины (например, сейчас для быстрого реза используют керамику), и конструкции станка: как снимать сигнал с врашающегося шпинделя?

Да, еще то о чем спрашивает Sokrat - это не обработка металла резаньем, а давлением - прокатка. Так что момент+скорость и мат модель.

[Михайло]

С вращающихся устройств можно снимать что угодно, хоть Profibus. У Сименса есть такое.

[Jackson]

Постойте, а при прокате какое значение имеет площадь контакта? Может быть не площадь контакта а всё-таки ширина детали?

[VADR]

Ещё размышлизм. При обработке поверхность заготовки наверняка нагревается. Можно поставить видеокамеру инфракрасного диапазона и смотреть след от инструмента. Правда, есть нюанс - при движении инструмента "вчерашний" след остывает не моментально, чёткую границу поймать проблематично. Кроме того, сила прижима может быть неравномерной и таким же неравномерным может быть нагрев (причём температура в месте меньшего прижима может оказаться ниже температуры "вчерашнего" следа). Решить можно наблюдением в двух зонах: до касания инструмента и после: температура следа будет постоянной (вернее, равномерно понижающейся), а в месте касания инструмента - перепад температур "до" и "после". Это, кстати, снова обработка видео.
Или вариант подсветки лазером в двух местах (до и после касания инструмента), после чего двумя объективами фокусировка в одном месте: в зоне, деформирующейся в данный момент от действия инструмента, должна получиться интересная интерференционная картина. Это опять обработка видео. Я, кстати, вообще с трудом представляю, как эту хадачу можно без обработки видео решить.