本實(shí)用新型涉及一種安裝有帶材自動(dòng)對(duì)中裝置的四輥可逆軋機(jī)。
背景技術(shù)：
帶材自動(dòng)對(duì)中裝置(CPC)主要由光電式探測(cè)頭、高頻光源發(fā)射器、數(shù)字電控器、線性位置傳感器、電液伺服閥和液壓站所構(gòu)成。CPC是一個(gè)連續(xù)的閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，由探測(cè)頭連續(xù)地測(cè)量出行走帶鋼兩側(cè)的位置變化，將帶鋼的位置偏差信號(hào)輸入到數(shù)字電控器處理數(shù)據(jù)；電控系統(tǒng)的輸出值與液壓控制站的電液伺服閥相連；該位置偏差信號(hào)經(jīng)過電液轉(zhuǎn)換后，由伺服閥驅(qū)動(dòng)液壓油缸帶動(dòng)開卷機(jī)進(jìn)行前后移動(dòng)；此時(shí)帶鋼也會(huì)側(cè)向移動(dòng)，以調(diào)整跑偏的帶鋼回到預(yù)定的中心線上，實(shí)現(xiàn)帶鋼自動(dòng)對(duì)中功能。但是該功能僅應(yīng)用于單機(jī)架可逆軋機(jī)的第一道次軋制時(shí)的帶材自動(dòng)對(duì)中，后續(xù)道次的軋制時(shí)，CPC不參與偵測(cè)與控制輸出。
奎克化學(xué)的高速四輥可逆試驗(yàn)軋機(jī)，主要設(shè)備有左卷取機(jī)(帶有浮動(dòng)液壓缸)、軋機(jī)主體、右卷取機(jī)、潤(rùn)滑系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)及電控系統(tǒng)組成，同時(shí)在軋機(jī)左側(cè)入料端安裝了EMG的CPC(帶材自動(dòng)對(duì)中裝置)。軋制帶材寬度范圍僅為100～200mm，由于該實(shí)驗(yàn)軋機(jī)總體布局長(zhǎng)度與工業(yè)可逆軋機(jī)基本相當(dāng)，但帶材卻很窄，由于帶材受到壓力加工之后，會(huì)在帶材的寬度方向上存在受力不均勻現(xiàn)象，導(dǎo)致在軋制時(shí)發(fā)生鋼帶偏離中心位置，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生斷帶。CPC本身自帶控制系統(tǒng)，是一個(gè)完成的閉環(huán)控制，并沒有相應(yīng)的信號(hào)與軋機(jī)的PLC進(jìn)行通訊。
由于CPC的自動(dòng)對(duì)中功能，從左往右軋制時(shí)，可以保證帶材在進(jìn)入軋機(jī)之前始終位于軋機(jī)的中心，避免因帶材在開卷前的位置不準(zhǔn)確或者原料卷收卷不齊而導(dǎo)致帶材在軋制時(shí)偏離軋機(jī)中心，較少跑偏的風(fēng)險(xiǎn)。但是在從右往左軋制時(shí)，由于沒有輔助設(shè)備，需要依靠軋機(jī)操作者在操作時(shí)，靠肉眼觀察出口側(cè)的鋼帶位置，但無法判斷鋼帶的實(shí)際偏移量；只有當(dāng)鋼帶偏移量超過肉眼可以分辨的時(shí)候或者需要靠卷尺測(cè)量后，操作者才能夠知道帶材的實(shí)際偏移方向，再通過調(diào)節(jié)軋制時(shí)的輥縫差來糾正鋼帶的位置。因肉眼分辨能力有限，當(dāng)發(fā)生較大偏移時(shí)，會(huì)發(fā)生無法通過改變輥縫值來調(diào)整，最終導(dǎo)致收卷不齊或嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)軋制斷帶的事故；另外由于需要用卷尺測(cè)量實(shí)際鋼帶的位置，操作者會(huì)打開安全防護(hù)門進(jìn)入到危險(xiǎn)區(qū)域，存在嚴(yán)重的安全隱患。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的目的是提供一種安裝有帶材自動(dòng)對(duì)中裝置的四輥可逆軋機(jī)，帶材在軋制過程中的實(shí)際位置可以直接顯示在HMI(人機(jī)界面)上，解決了之前需要看肉眼去分辨或用卷尺去測(cè)量的問題，同時(shí)提高了控制的準(zhǔn)確性與可參考性，大大降低了操作者的操作強(qiáng)度，降低操作風(fēng)險(xiǎn)，提高軋制穩(wěn)定性并減少軋制事故。
實(shí)現(xiàn)上述目的的一種技術(shù)方案是：一種安裝有帶材自動(dòng)對(duì)中裝置的四輥可逆軋機(jī)，包括左卷取機(jī)、軋機(jī)主體、右卷取機(jī)及電控系統(tǒng)，其中：
所述左卷取機(jī)、軋機(jī)主體和右卷取機(jī)從左至右依次設(shè)置；
所述軋機(jī)主體包括從上至下依次設(shè)置的上支撐輥、上工作輥、下工作輥和下支撐輥，所述軋機(jī)主體的前側(cè)為操作側(cè)，所述軋機(jī)主體的后側(cè)為傳動(dòng)側(cè)；
所述電控系統(tǒng)包括控制器和與其相連的人機(jī)界面，所述控制器與所述軋機(jī)主體相連；
所述左卷取機(jī)的后側(cè)安裝有縱向移動(dòng)裝置，所述縱向移動(dòng)裝置采用位置控制油缸，所述位置控制油缸的輸出軸與所述左卷取機(jī)相連；
所述帶材自動(dòng)對(duì)中裝置安裝在所述左卷取機(jī)的右側(cè)，所述帶材自動(dòng)對(duì)中裝置位于所述左卷取機(jī)和軋機(jī)主體之間，所述帶材自動(dòng)對(duì)中裝置的中心到所述軋機(jī)主體的中心的距離為3252mm；
所述帶材自動(dòng)對(duì)中裝置與所述位置控制油缸相連；
所述帶材自動(dòng)對(duì)中裝置通過DP線與所述控制器相連。
上述的安裝有帶材自動(dòng)對(duì)中裝置的四輥可逆軋機(jī)，其中，所述帶材自動(dòng)對(duì)中裝置檢測(cè)帶材的位置偏差信號(hào)，并通過DP線把該位置偏差信號(hào)通過I/O模塊傳輸?shù)剿隹刂破?，且所述人機(jī)界面上顯示帶材的位置偏差值。
上述的安裝有帶材自動(dòng)對(duì)中裝置的四輥可逆軋機(jī)，其中，所述帶材自動(dòng)對(duì)中裝置與所述位置控制油缸通過PLC信號(hào)控制相連。
采用了本實(shí)用新型的安裝有帶材自動(dòng)對(duì)中裝置的四輥可逆軋機(jī)的技術(shù)方案，帶材在軋制過程中的實(shí)際位置可以直接顯示在HMI(人機(jī)界面)上，解決了之前需要看肉眼去分辨或用卷尺去測(cè)量的問題，同時(shí)提高了控制的準(zhǔn)確性與可參考性，大大降低了操作者的操作強(qiáng)度，降低操作風(fēng)險(xiǎn)，提高軋制穩(wěn)定性并減少軋制事故。
附圖說明
圖1為本實(shí)用新型的安裝有帶材自動(dòng)對(duì)中裝置的四輥可逆軋機(jī)的布局示意圖；
圖2a為帶材向操作側(cè)偏離的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2b為帶材自動(dòng)對(duì)中裝置糾正帶材位置后的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為采用本實(shí)用新型的安裝有帶材自動(dòng)對(duì)中裝置的四輥可逆軋機(jī)的糾偏方法的流程圖；
圖4a為帶材向操作側(cè)偏移的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4b為帶材向傳動(dòng)側(cè)偏移的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的實(shí)用新型人為了能更好地對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行理解，下面通過具體地實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)地說明：
請(qǐng)參閱圖1和圖2a，一種安裝有帶材自動(dòng)對(duì)中裝置5的四輥可逆軋機(jī)，包括左卷取機(jī)1、軋機(jī)主體2、右卷取機(jī)3及電控系統(tǒng)，左卷取機(jī)1、軋機(jī)主體2和右卷取機(jī)3從左至右依次設(shè)置；軋機(jī)主體2包括從上至下依次設(shè)置的上支撐輥21、上工作輥22、下工作輥23和下支撐輥24，軋機(jī)主體2的前側(cè)為操作側(cè)，軋機(jī)主體2的后側(cè)為傳動(dòng)側(cè)；電控系統(tǒng)包括控制器和與其相連的人機(jī)界面，控制器與軋機(jī)主體2相連；左卷取機(jī)1的后側(cè)安裝有縱向移動(dòng)裝置，縱向移動(dòng)裝置采用位置控制油缸4，位置控制油缸4的輸出軸與左卷取機(jī)1相連，位置控制油缸4帶動(dòng)左卷取機(jī)1前后縱向移動(dòng)。帶材自動(dòng)對(duì)中裝置5安裝在左卷取機(jī)1的右側(cè)，帶材自動(dòng)對(duì)中裝置5位于左卷取機(jī)1和軋機(jī)主體2之間，帶材自動(dòng)對(duì)中裝置5的中心到軋機(jī)主體5的中心的距離為3252mm；帶材自動(dòng)對(duì)中裝置5與位置控制油缸4相連；帶材自動(dòng)對(duì)中裝置5通過DP線與控制器相連。帶材自動(dòng)對(duì)中裝置5檢測(cè)帶材的位置偏差信號(hào)，并通過DP線把該位置偏差信號(hào)通過I/O模塊傳輸?shù)娇刂破鳎胰藱C(jī)界面上顯示帶材的位置偏差值。
請(qǐng)參閱圖2a至圖4b，上述安裝有帶材自動(dòng)對(duì)中裝置的四輥可逆軋機(jī)的糾偏方法，包括以下步驟：
S1，帶材從左向右軋制時(shí)，帶材自動(dòng)對(duì)中裝置5檢測(cè)帶材10的中心線a的實(shí)際位置與軋機(jī)主體的中心線b之間的實(shí)際偏移量A，當(dāng)帶材的實(shí)際偏移量A大于帶材自動(dòng)對(duì)中裝置5的控制精度B時(shí)，若帶材10的實(shí)際偏移量A大于零，則帶材自動(dòng)對(duì)中裝置5驅(qū)動(dòng)位置控制油缸4帶動(dòng)左卷取機(jī)1向傳動(dòng)側(cè)調(diào)整帶材10的位置，直至帶材10的中心線a與軋機(jī)主體的中心線b重合；若帶材10的實(shí)際偏移量A小于零，則帶材自動(dòng)對(duì)中裝置5驅(qū)動(dòng)位置控制油缸4帶動(dòng)左卷取機(jī)1向操作側(cè)調(diào)整帶材10的位置，直至帶材10的中心線a與軋機(jī)主體b的中心線重合；
S2，帶材從右向左軋制時(shí)，包括以下兩種模式：
S21，手動(dòng)控制模式：帶材自動(dòng)對(duì)中裝置5檢測(cè)帶材的中心線的實(shí)際位置與軋機(jī)主體的中心線之間的實(shí)際偏移量A，并通過DP線把該實(shí)際偏移量A傳輸?shù)娇刂破?，控制器將?shí)際偏移量A傳輸給人機(jī)界面，人機(jī)界面上顯示帶材的實(shí)際偏移量；操作者通過人機(jī)界面得到從帶材自動(dòng)對(duì)中裝置5反饋的帶材的實(shí)際偏移量A，準(zhǔn)確判斷帶材的實(shí)際位置，操作者手動(dòng)調(diào)節(jié)輥縫差，并持續(xù)觀察人機(jī)界面上的帶材的實(shí)際偏移量，判斷帶材的位置變化，直至帶材無偏移或者穩(wěn)定在某個(gè)數(shù)值；
S22，自動(dòng)控制模式：在人機(jī)界面上設(shè)定最大允許偏差值C，帶材自動(dòng)對(duì)中裝置5檢測(cè)出口側(cè)的帶材的中心線的實(shí)際位置與軋機(jī)主體的中心線之間的實(shí)際偏移量A，并通過DP線把該實(shí)際偏移量傳輸?shù)娇刂破?，控制器將?shí)際偏移量A傳輸給所述人機(jī)界面，人機(jī)界面上顯示帶材的實(shí)際偏移量A；當(dāng)帶材的實(shí)際偏移量A超過最大允許偏差值，且傳動(dòng)側(cè)與操作側(cè)的軋制力差小于50kN，軋制速度低于400MPM時(shí)，控制器根據(jù)當(dāng)前軋制速度計(jì)算相應(yīng)調(diào)整時(shí)間并輸出輥縫差調(diào)節(jié)量，從而控制帶材的軋制位置。
最大允許偏差值需要根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況決定，初始設(shè)定為5mm；輥縫差調(diào)節(jié)量的單次輸出值Z初始設(shè)定為10um。
調(diào)整時(shí)間的計(jì)算公式為：
Y＝n×(3.252m/軋制速度)
其中，Y為調(diào)整時(shí)間，軋制速度的單位為m/s，n＝0～900％，控制器經(jīng)過Y秒延遲時(shí)間后觸發(fā)輥縫差的自動(dòng)調(diào)節(jié)。
本實(shí)用新型對(duì)傳統(tǒng)的CPC(帶材自動(dòng)對(duì)中裝置)的功能進(jìn)行擴(kuò)展，基于CPC(帶材自動(dòng)對(duì)中裝置)本身的帶材位置偵測(cè)功能，額外通過DP線把該偏差信號(hào)通過I/O模塊傳送到軋機(jī)的PLC(控制器)中，并把帶材的偏差值顯示在HMI(人機(jī)界面)上，讓操作者非常直觀的知道帶材的相對(duì)位置。當(dāng)從右往左軋制時(shí)，由PLC程序自動(dòng)或者操作者手動(dòng)控制輥縫差來糾正帶材的位置。
請(qǐng)參閱圖4a和圖4b，利用該擴(kuò)展功能對(duì)帶材在軋制過程中的糾偏的原理是，由于四輥可逆軋機(jī)沒有配置板形自動(dòng)控制系統(tǒng)，操作側(cè)輥縫Gapw和傳動(dòng)側(cè)輥縫Gapd輥縫差(Gapw-Gapd)無法通過實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)得到及時(shí)的調(diào)整。如圖4a所示，當(dāng)操作側(cè)輥縫Gapw大于傳動(dòng)側(cè)輥縫Gapd至某一臨界時(shí)(軋制力的水平分力F大于鋼帶與軋輥間的摩擦力)鋼帶發(fā)生向操作側(cè)的側(cè)向偏移，此時(shí)若無輔助設(shè)備，操作者很難判斷鋼帶的偏移量，同時(shí)也不知道該調(diào)節(jié)多大的輥縫差來減小鋼帶的持續(xù)側(cè)向偏移，因此若是操作員調(diào)整過度，又會(huì)發(fā)生傳動(dòng)側(cè)輥縫Gapd大于操作側(cè)輥縫Gapw的情況(見圖4b)，當(dāng)輥縫差超過某一臨界值時(shí)，鋼帶將向傳動(dòng)側(cè)發(fā)生側(cè)向偏移，輕者造成收卷不齊，嚴(yán)重時(shí)可能引起斷帶事故。因此在這樣的情況下，由于CPC的帶材位置偵測(cè)功能，在從右往左軋制時(shí)，操作者可以根據(jù)HMI上實(shí)時(shí)顯示的帶材偏移量來調(diào)整輥縫差，并能及時(shí)知道調(diào)整量是否合理，從而避免操作失誤。具體的控制方式設(shè)計(jì)了手動(dòng)控制和自動(dòng)控制兩種模式。
本實(shí)用新型的安裝有帶材自動(dòng)對(duì)中裝置的四輥可逆軋機(jī)，當(dāng)軋制方向?yàn)閺淖笸視r(shí)，左側(cè)卷取機(jī)充當(dāng)開卷機(jī)的作用，通過CPC的自動(dòng)檢測(cè)到的鋼帶偏移量來調(diào)節(jié)縱向移動(dòng)裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)中功能，將帶材始終保持在中心線位置，這樣只需要微調(diào)一下輥縫差即可保持正常的軋制；當(dāng)軋制方向從右往左時(shí)，因右側(cè)卷取機(jī)是固定式的，無法調(diào)整帶材進(jìn)入軋機(jī)的位置，并且也無法得知出口側(cè)(此時(shí)左側(cè)為出口側(cè))帶材的實(shí)際偏移趨勢(shì)。通過增加擴(kuò)展功能之后，如果在從右向左軋制時(shí)，出口側(cè)的帶材若發(fā)生偏移，CPC可以偵測(cè)到實(shí)際偏移量，若實(shí)際偏差量大于設(shè)定的最大允許偏差值時(shí)，PLC會(huì)根據(jù)當(dāng)前軋制速度計(jì)算相應(yīng)調(diào)整時(shí)間并輸出輥縫差調(diào)節(jié)量，從而控制帶材的軋制位置。
本實(shí)用新型的安裝有帶材自動(dòng)對(duì)中裝置的四輥可逆軋機(jī)，從左往右軋制時(shí)，利用CPC的自動(dòng)對(duì)中功能，可以保證帶材在進(jìn)入軋機(jī)之前始終位于軋機(jī)主體的中心，避免因帶材在開卷前的位置不準(zhǔn)確或者原料卷收卷不齊而導(dǎo)致帶材在軋制時(shí)偏離軋機(jī)中心，減少跑偏的風(fēng)險(xiǎn)；當(dāng)從右往左軋制時(shí)，由PLC程序自動(dòng)或者操作者手動(dòng)控制輥縫差來糾正帶材的位置，避免操作失誤，保證帶材位于軋機(jī)主體的中心。
綜上所述，本實(shí)用新型的安裝有帶材自動(dòng)對(duì)中裝置的四輥可逆軋機(jī)，帶材在軋制過程中的實(shí)際位置可以直接顯示在HMI上，解決了之前需要看肉眼去分辨或用卷尺去測(cè)量的問題，同時(shí)提高了控制的準(zhǔn)確性與可參考性，大大降低了操作者的操作強(qiáng)度，降低操作風(fēng)險(xiǎn)，提高軋制穩(wěn)定性并減少軋制事故?？蓱?yīng)用于軋鋼領(lǐng)域，尤其是無板形控制的可逆軋機(jī)。
本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本實(shí)用新型，而并非用作為對(duì)本實(shí)用新型的限定，只要在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例的變化都將落在本實(shí)用新型的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。