一種基于板形檢測的冷軋帶材跑偏自動識別方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于板形檢測的冷軋帶材跑偏自動識別方法，包括計算冷軋機出口帶材邊部前張應(yīng)力變化量、判別帶材是否跑偏以及跑偏方向和計算確定帶材跑偏量三個步驟，利用安裝于軋機出口接觸式板形儀所檢測到的前張應(yīng)力反饋值，通過分析帶材兩側(cè)邊部前張應(yīng)力反饋值變化量與相應(yīng)板形調(diào)節(jié)機構(gòu)反饋值變化量之間的對應(yīng)關(guān)系，識別出得出帶材的跑偏方向，并通過帶材的寬度板形和板形儀通道之間的關(guān)系，計算出帶材跑偏量，可以供人工手動控制或計算機自動控制跑偏，因此，本發(fā)明根據(jù)冷軋機出口帶材邊部前張應(yīng)力反饋值及其相應(yīng)板形調(diào)節(jié)機構(gòu)反饋值的變化量，即可識別出帶材的跑偏方向及跑偏量，從而不用另外增加設(shè)備，又比較實用可靠。
【專利說明】一種基于板形檢測的冷軋帶材跑偏自動識別方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于板帶軋制領(lǐng)域，涉及一種基于板形檢測的冷軋帶材跑偏自動識別方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在帶材冷軋機組的軋制生產(chǎn)過程中，由于來料帶材的非對稱浪形和橫斷面楔形缺 陷、設(shè)備安裝精度偏差以及工藝不合理等原因，使得帶材在軋制過程中容易發(fā)生跑偏。帶材 跑偏不僅會影響帶材成品質(zhì)量，還會嚴(yán)重損壞機組設(shè)備，尤其對于采用軋制油潤滑的軋機， 帶材跑偏甚至?xí)斐蓢?yán)重的火災(zāi)，給設(shè)備的穩(wěn)定運行帶來嚴(yán)重影響。因此，為了保證機組的 穩(wěn)定運行及獲得邊部整齊的帶卷，對帶材的跑偏檢測和控制顯得越來越重要。其中，如何及 時準(zhǔn)確檢測跑偏及確定跑偏的方向，是控制、解決跑偏問題的如提。
[0003] 為此，在一些高端帶材生產(chǎn)廠，通過配備有板形儀和帶材邊部掃描儀，以實時檢測 帶材的跑偏情況。而大多數(shù)廠家考慮到成本因素，只配備了板形儀，沒有配備邊部檢測儀 器，導(dǎo)致根本無法對帶材跑偏進行檢測，只能依靠人工經(jīng)驗判斷，造成跑偏斷帶現(xiàn)象時有發(fā) 生。使得如何及時準(zhǔn)確檢測帶材軋制過程中的跑偏量，成為帶材生產(chǎn)中的一大難題。
[0004] 例如，目前一些冷軋機組帶材跑偏的在線檢測技術(shù)主要是采用尋邊儀等帶材邊部 位置檢測儀器，其原理是通過檢測帶材邊部在檢測機構(gòu)上的相對位置差，得出帶材中心相 對于軋機機組中心線的偏移情況。但是由于工況環(huán)境惡劣，大多數(shù)掃描儀不能可靠工作，也 未必能夠?qū)崟r檢測帶材的跑偏情況，而且設(shè)備配置昂貴。而大多數(shù)廠家考慮到成本因素，只 配備了板形儀，沒有配備邊部檢測儀器，依靠人工經(jīng)驗判斷，及時性和準(zhǔn)確性低。
[0005] 為此，現(xiàn)有專利號為ZL200920229094. 4的中國實用新型專利提供了《一種連續(xù)作 業(yè)線帶材跑偏報警裝置》，其檢測部分包括安裝在作業(yè)線帶材下部的紅外發(fā)射器和兩個分 別安裝在作業(yè)線帶材上部、與紅外發(fā)射器垂直對應(yīng)的操作側(cè)接收器和傳動側(cè)接收器；發(fā)射 器的長度大于帶材的寬度，兩端伸出在帶材的外側(cè)；操作側(cè)接收器和傳動側(cè)接收器的外端 伸出在帶材的外側(cè)；操作側(cè)接收器和傳動側(cè)接收器的輸出與處理部分的PLC連接，PLC輸出 控制執(zhí)行裝置。在兩個接收器的輸出與處理部分的PLC之間設(shè)安全柵隔離。發(fā)射器的兩端 伸出在帶材的兩側(cè)的長度相等；操作側(cè)接收器和傳動側(cè)接收器的外端伸出在帶材的兩側(cè)的 長度相等；并發(fā)射器的兩端與操作側(cè)接收器和傳動側(cè)接收器的外端在垂直方向?qū)R。該方 法的靈敏度不高，難以適用于單機架冷軋生產(chǎn)要求精度高的場合。
[0006]又如，專利號為ZL200810163874. 3中國發(fā)明專利《基于穩(wěn)光LED的帶材跑偏光電 傳感器》。該發(fā)明外殼底面開有窗口，窗口面上設(shè)置有保護鏡，外殼內(nèi)對應(yīng)窗口位置設(shè)置有 白光LED光源，白光LED光源正下方依次設(shè)置有聚光鏡、上物鏡、分光鏡和下物鏡，分光鏡與 保護鏡的平面夾角為45度；分光鏡在上物鏡下方焦點處開有通孔。分光鏡的反射光路上依 次設(shè)置有像鏡、濾光鏡和兩個光敏接收器件。兩個光敏接收器件均為片狀的硅光電池，其平 面形狀為直角三角形，組合后為成長方形。白光LED光源附近設(shè)置的光源光電池以及兩個 光敏接收器件均與穩(wěn)光控制與信號處理電路板連接。該方法難以適用于帶材軋機的油霧、 乳化液等復(fù)雜工況。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，提供一種基于板形檢測的冷軋 帶材跑偏自動識別方法，該方法只需配備板形檢測儀，而無需額外配備邊部檢測儀器，且具 有實用可靠的特點。
[0008] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種基于板形檢測的冷軋帶材跑 偏自動識別方法，其特征在于：該識別方法根據(jù)冷軋機出口板形儀檢測冷軋機出口帶材邊 部前張應(yīng)力反饋值及其相應(yīng)板形調(diào)節(jié)機構(gòu)反饋值，確定帶材的跑偏方向及跑偏量，具體包 括以下步驟：
[0009] (1)計算當(dāng)前監(jiān)測周期相對于前一個監(jiān)測周期帶材邊部前張應(yīng)力以及各板形執(zhí)行 機構(gòu)的變化量，相應(yīng)計算模型為：
[0010] 當(dāng)前監(jiān)測周期相對于前一個監(jiān)測周期帶材操作側(cè)邊部前張應(yīng)力變化量Λσw(kT) 的計笪式為：

【權(quán)利要求】
1. 一種基于板形檢測的冷軋帶材跑偏自動識別方法，其特征在于：該識別方法根據(jù)冷 軋機出口板形儀檢測冷軋機出口帶材邊部前張應(yīng)力反饋值及其相應(yīng)板形調(diào)節(jié)機構(gòu)反饋值， 確定帶材的跑偏方向及跑偏量，具體包括以下步驟： (1) 計算當(dāng)前監(jiān)測周期相對于前一個監(jiān)測周期帶材邊部前張應(yīng)力以及各板形執(zhí)行機構(gòu) 的變化量，相應(yīng)計算模型為： 當(dāng)前監(jiān)測周期相對于前一個監(jiān)測周期帶材操作側(cè)邊部前張應(yīng)力變化量A〇w(kT)的計 算式為：
式中，k為當(dāng)前監(jiān)測周期序號，T為給定帶材跑偏監(jiān)測周期時間間隔，i= 1、2、…、m，i表示為覆蓋于板形儀寬向相應(yīng)檢測單元上各條帶材的序號，m為自然數(shù)表示冷軋機板形 執(zhí)行機構(gòu)數(shù)量，〇w(kT)為冷軋機出口板形儀檢測的當(dāng)前監(jiān)測周期的帶材操作側(cè)邊部前張 應(yīng)力反饋值，〇w[(k_l)T]為冷軋機出口板形儀檢測的前一個監(jiān)測周期的帶材操作側(cè)邊部 前張應(yīng)力反饋值，ASi(kT)當(dāng)前監(jiān)測周期相對于前一個監(jiān)測周期冷軋機第i板形執(zhí)行機構(gòu) 反饋值變化量，
"為冷軋機第i板形執(zhí)行機構(gòu)對帶材操作側(cè)邊部前張應(yīng)力的影響系數(shù)， A〇w(kT)為帶材操作側(cè)邊部前張應(yīng)力變化量， 當(dāng)前監(jiān)測周期相對于前一個監(jiān)測周期帶材傳動側(cè)邊部前張應(yīng)力變化量A〇d(kT)的計 算式為：
式中，〇d(kT)為冷軋機出口板形儀檢測的當(dāng)前監(jiān)測周期的帶材傳動側(cè)邊部前張應(yīng) 力反饋值，〇d[(k_l)T]為冷軋機出口板形儀檢測的前一個監(jiān)測周期的帶材傳動側(cè)邊部前 張應(yīng)力反饋值，
為冷軋機第i板形執(zhí)行機構(gòu)對帶材傳動側(cè)邊部前張應(yīng)力的影響系數(shù)， A〇d(kT)為帶材傳動側(cè)邊部前張應(yīng)力變化量， 當(dāng)前監(jiān)測周期相對于前一個監(jiān)測周期冷軋機第i板形執(zhí)行機構(gòu)反饋值變化量△Si(kT) 的計算式為：
式中，SjkT)當(dāng)前監(jiān)測周期冷軋機第i板形執(zhí)行機構(gòu)反饋值，Si[(k-1)T]為前一個監(jiān) 測周期冷軋機第i板形執(zhí)行機構(gòu)反饋值； (2) 判別帶材是否跑偏以及跑偏方向，具體判別方式為： 1)當(dāng)帶材邊部所在板形儀檢測通道的帶材理論覆蓋率x<設(shè)定的帶材覆蓋率X(l時， 此時，若帶材操作側(cè)邊部前張應(yīng)力變化量
^，且?guī)Р膫鲃觽?cè)邊部前張 應(yīng)力變化量
則帶材向操作側(cè)跑偏， 若帶材操作側(cè)邊部前張應(yīng)力變化量
，且?guī)Р膫鲃觽?cè)邊部前張應(yīng)力 變化量
，則帶材向傳動側(cè)跑偏， 否則，帶材視為沒有跑偏， 其中，X(1為設(shè)定的帶材覆蓋率，K。表示帶材邊部前張應(yīng)力增大速率，且大于〇,Kn表示 帶材邊部前張應(yīng)力減小速率且小于0, 〇 〇為冷軋機出口帶材平均前張應(yīng)力， 2)當(dāng)帶材邊部所在板形儀檢測通道的帶材理論覆蓋率x>設(shè)定的帶材覆蓋率X(l時， 此時，若帶材傳動側(cè)邊部前張應(yīng)力變化量 "
" "，則帶材向操作側(cè)跑偏， 若帶材操作側(cè)邊部前張應(yīng)力變化量
，，則帶材向傳動側(cè)跑偏， 否則，帶材視為沒有跑偏； (3)計算確定帶材跑偏量， 假設(shè)帶材邊部前張應(yīng)力變化量是由帶材跑偏以及冷軋機各板形執(zhí)行機構(gòu)引起的，故，
其中，Axw(kT)和Axd(kT)分別為帶材跑偏引起的當(dāng)前監(jiān)測周期帶材操作側(cè)和傳動側(cè) 邊部所在板形儀檢測通道覆蓋率變化量，若
'且
，則帶材向操作 側(cè)跑偏，老
且
，則帶材向傳動側(cè)跑偏， 根據(jù)帶材邊部所在板形儀檢測通道的帶材理論覆蓋率x的大小，計算帶材跑偏量： 當(dāng)帶材邊部所在板形儀檢測通道的帶材理論覆蓋率x<設(shè)定的帶材覆蓋率X(l時， 當(dāng)前監(jiān)測周期帶材跑偏量的計算式為：
式中，lw和ld分別為操作側(cè)和傳動側(cè)帶材邊部所在板形儀檢測通道的寬度，
、
和
分別為當(dāng)前監(jiān)測周期帶材操作側(cè)跑偏量、傳動側(cè)跑偏量和平均跑偏 量， 當(dāng)帶材邊部所在板形儀檢測通道的帶材理論覆蓋率x>設(shè)定的帶材覆蓋率X(l時， 若帶材向操作側(cè)跑偏，則當(dāng)前監(jiān)測周期帶材跑偏量的計算式為：
若帶材向傳動側(cè)跑偏，則當(dāng)前監(jiān)測周期帶材跑偏量的計算式為，
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷軋帶材跑偏自動識別方法，其特征在于：所述冷軋機出口 帶材平均前張應(yīng)力〇 ^的計算式為：
式中，F(xiàn)T為冷軋機出口帶材總張力，W為冷軋機出口帶材寬度，H為冷軋機出口帶材厚 度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的冷軋帶材跑偏自動識別方法，其特征在于：X(I的取值范 圍為70%?90%，K。的取值范圍為0. 1?0. 5,Kn的取值范圍為-0. 5?-0. 1。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的冷軋帶材跑偏自動識別方法，其特征在于：設(shè)定帶材跑偏監(jiān) 測周期時間間隔T為0. 5秒，帶材設(shè)定覆蓋率X(l為80%，帶材邊部前張應(yīng)力增大速率K。為 0. 15,帶材邊部前張應(yīng)力減小速率Kn為-0. 15。
【文檔編號】B21B39/14GK104275353SQ201410487793
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月22日
【發(fā)明者】何汝迎, 顧廷權(quán), 徐鋒, 喬愛民, 袁意林 申請人:寧波寶新不銹鋼有限公司