Измерение линейных параметров длинномерных легкодеформируемых материалов (стр. 1 из 6)

Содержание

Задание

1 Обзор методов и средств измерения линейных размеров движущихся длинномерных легкодеформируемых материалов

1.1 Автоматизация и повышение точности измерения длины материала в рулоне

2 Исследование факторов и особенностей технологии влияющих на точность измерения линейных параметров длинномерных легкодеформируемых материалов

2.1 Методы измерения длины материала и анализ возникающих погрешностей

3 Разработка схемы измерения линейных параметров длинномерных легкодеформируемых материалов

Вывод

Список использованных источников

1 ОБЗОР МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ ДВИЖУЩИХСЯ ДЛИННОМЕРНЫХ ЛЕГКОДЕФОРМИРУЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ

1.1 Автоматизация и повышение точности измерения длины материала в рулоне

Результаты теоретических исследований определили основные направления совершенствования техники и технологии измерения длины легкодеформируемых материалов. На базе накопленного практического опыта по созданию преобразователей линейных перемещений, а также результатов исследований технических и технологических возможностей целого ряда принципиально новых измерительных систем, определена область их применения и рационального использования. Рассмотрим состав, устройство, принцип действия, направление и перспективы дальнейшего совершенствования некоторых из них и дадим им обобщенный сравнительный анализ.

В техническом решении изображенном на рисунке 1 ,для устранения погрешности измерения длины материала от колебания его толщины и проскальзывания относительно мерного элемента используются 2 полых валика 1 и 2, выполненных из эластичного воздухонепроницаемого материала и связанных между собой посредством сообщающихся между собой пневматических каналов 3 и 4. [1]

Рис. 1- Схема измерения длины материалов с двумя пневматическими валиками

При вращении валиков 1 и 2 посредством обтюратора 9 и оптоэлектронных элементов 10 и 11 формируются сигналы на входе блока совпадения 12, который дает разрешение счетчику 13 на их считывание при наличии на его втором входе разрешающего потенциального сигнала от датчика поступления материала в зону измерения.

Скорости вращения валиков будут равны. Следовательно, скорость продвижения материала, сообщаемая ему рабочей поверхностью валиков, в любой точке зоны контакта имеет одно и то же значение независимо от степени их деформации. Это обстоятельство позволяет избирательно исключить погрешность от разнотолщинности материала. Однако этот вариант технического решения вследствие напряженно-деформированного состояния материала и отклонения его при транспортировании от условно заданной линии движения не гарантирует нормативной точности измерения длины без использования адаптивных элементов, позволяющих корректировать возникающие погрешности. Отсутствие элементов автоматической оценки погрешностей и введения поправок в результаты измерения требует последующей их периодической проверки прямым способом.

В техническом решении изображенном на рисунке 2 рассматривается один из вариантов системы измерения длины рулонных материалов, позволяющей практически исключить деформацию материала, как первичную погрешность до, и, что самое важное, в момент измерения. [2] Преобразование длины в угол поворота обтюратора на прямолинейном участке движения материала с использованием в качестве движителя гибкой перфорированной ленты позволяет в максимальной степени исключать погрешность от разнотолщинности материала и его деформации.

Для устранения скольжения материала относительно движителя в устройстве использована система механических схватов 2 полотна с транспортёрной лентой 6, которые установлены на цепном горизонтально-замкнутом транспортёре 3.

Рис. 2- Схема измерения длины материала посредством транспортерной ленты

Материал 1, подаваемый транспортёром 4 в зону измерения длины, попадает под губки схватов 2, автоматически сцепляется с перфорированной лентой 6. Лента 6, связанная с материалом посредством специальных схватов 2, перемещает их по направляющей 7 к упору 8. В период совместного движения материала со схватами и лентой посредством диска 5 с метками и датчика 9 происходит измерение перемещения (длины) движущегося полотна.

Так как материал в зоне измерения перемещается по прямой линии не имеет проскальзывания относительно движителя - армированной транспортёрной ленты 6 и практически не испытывает деформации, то исключаются погрешности от десинхронизации взаимодействия мерного элемента с полотном, колебания его толщины и деформации.

Но отсутствие возможности постоянного и автоматического введения поправок в результаты измерений, что необходимо для исключения возможных погрешностей от деформации транспортёрной ленты, накапливаемой с течением времени ее эксплуатации, ведет к возрастающему "дрейфу" погрешности. Для устранения влияния этого фактора на точность измерения в измерительную систему необходимо также вводить адаптивные элементы корректирования результатов. Для обеспечения автоматической коррекции и собственного диагностирования качества выполняемых функций требуются микропроцессорные средства.

Рассмотренная группа преобразователей линейных перемещений может быть достаточно успешно использована и измерительных системах, функционирующих в автономном режиме при организации входного контроля с большим объемом перерабатываемых материалов, когда величины "дрейфа" будут не столь значительными, а введение необходимых корректирующих поправок возможна в ручном режиме.

Наиболее предпочтительным направлением совершенствования измерительных систем следует считать разработку комбинированных способов, обеспечивающих повышенную точность измерения, автоматизацию обработки и адаптивную корректировку полученной информации. Так в техническом решении изображенном на рисунке 3, предназначенном для измерения длины материалов, было предложено установить схваты 1 непосредственно на ленте-движителе 2, выполняющем функции эталонной меры длины, а для определения начала и конца отреза - закрепление на ней специальной светоотражающей ленты 3. [3]

При работе подобной системы измерения материал подается валиками 4 на ленточный транспортёр 5. Схваты 1 при выходе на прямолинейную траекторию автоматически закрываются и зажимают материал между мерной лентой и своей верхней губкой, сцепляя их между собой. Таким образом, материал перемещается лентой к преобразователю линейных перемещений и далее к намоточному устройству без относительного скольжения.

Количество схватов в системе зависит от длины прямолинейного участка транспортера и вида измеряемого длинномерного материала. Но минимальное их количество определяется необходимостью постоянства зажима материала на участке их совместного движения с транспортёрной лентой, что возможно при установке схватов между собой на расстоянии, меньшем длины прямолинейной траектории их движения. Положение губок схвата управляется неподвижными отбойниками 6 таким образом, что перед тем как очередной схват подойдет к отбойнику и раскроется, следующий за ним сходит с кулачка и закроется, зажимая край материала, и тем самым создает постоянное его сцепление с лентой транспортёра.

Разрешение на считывание информации формируется при поступлении материала в технологическую зону измерения и перекрытии датчика 7. При совпадении сигналов на блоке 8, считываемых с обтюраторного диска 9 системой оптронных датчиков 7 и 10, результаты измерений поступают в вы числительный блок 11 для их дальнейшей обработки. Система измерения выполнена реверсивной и аналогично работает при обратном движении материала.

Однако при использовании подобных схем транспортирования материалов, особенно тяжелых типов, не исключён их перекос на экране относительно фиксированной линии движения, что может сказаться на точности измерения длины, определения координат и размеров пороков. Для устранения влияния этого фактора усилие прижима материала по всей его ширине к разбраковочному экрану выполнено регулируемым посредством специальных элементов-тонармов 12,

При заправке материала в систему транспортирования и измерения длины (см. рис. 3) посредством рукоятки 13 поворачивается рамка 14, которая, упираясь в кронштейны 15, приподнимает их над разбраковочным экраном 16. Материал 17, свободно спадая с ленты транспортёра 2, проходит между экраном и тонармами. При опускании рукоятки 13 рамка 14, поворачиваясь под воздействием пружины 18, освобождает кронштейны 15 и тонармы 12, которые в зависимости от предварительной настройки, прижимают материал к экрану с распределённым усилием по его ширине, У зажатой схватами линии движения (у одной из кромок) усилие прижима равно нулю, а у свободной линии движения (второй из кромок) - максимальное и его значение устанавливается в зависимости от физико-механических свойств материала.

Корректирование считанной информации по эталонной мере длины в рассмотренных системах измерения длины обеспечивается со смещением по времени. То есть полученный результат в одном цикле корректируется по количеству эталонных импульсов, полученных в последующем измерительном цикле, что в нестабильных условиях работы оборудования и отклонении от заданных параметров может привести к непрогнозируемой погрешности измерения.

Рис. 3 - Схема измерения длины посредством транспортёрной (мерной) ленты [А. с. 1675448 СССР, МКИ D 65 H 1/00]

В техническом предложении изображенном на рисунке 4 рассматривается измерительная система, основанная на комбинации прямого и косвенного способов измерения длины. [4] Построение измерительной системы основано на использовании периодически воспроизводимой на движущемся материале магнитной метки, то позволяет устранить ряд перечисленных недостатков, присущих ранее рассмотренным техническим решениям. При работе системы измерения (рис. 4.а, б) наматываемый на скалку материал 1 при своём движении огибает приводной намоточный барабан 2 Поверхности барабанов 2 и 3 являются одновременно опорой и приводом вращения скалки с материалом. Рулон 21 со скалкой вращается под действием сил трения, возникающих при его контактном взаимодействии с барабанами 2 и 3.