帶材卷取過程中活動夾送輥的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及金屬壓力加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種帶材卷取過程中活動夾送輥的控 制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 卷材連軋過程中，當(dāng)卷至帶材尾部時，需要在合適的時機(jī)向布置在連軋機(jī)架組和 卷取機(jī)之間的活動夾送輥的驅(qū)動機(jī)構(gòu)發(fā)送投入信號，使活動夾送輥在行走一段時間后能夠 在合適的時機(jī)夾住帶材，以確保帶材尾部從連軋末機(jī)架拋出后不失張。
[0003] 活動夾送輥接觸的帶材部分，一般會因表面質(zhì)量過差而報廢。因此，若活動夾送輥 的投入時間過早，使活動夾送輥過早壓在帶材表面上，將會增長表面質(zhì)量不合格的部分，降 低成材率；若活動夾送輥投入時間過晚，則會導(dǎo)致帶材在拋尾過程中失張，這將導(dǎo)致失張部 分的帶材報廢，同時也可能對設(shè)備構(gòu)成損傷。
[0004] 目前，各生產(chǎn)廠均由操作員根據(jù)操作經(jīng)驗對活動夾送輥的投入進(jìn)行控制，但當(dāng)帶 材拋尾速度過快時，依靠人為的操作很難保證控制的精度。即使某些自動化程度較高的生 產(chǎn)廠，能夠通過基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)對活動夾送輥開始執(zhí)行夾緊動作的時間點進(jìn)行計算，但限 于設(shè)備配置及對工藝的考慮不周，基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)向活動夾送輥發(fā)送夾緊信號的時機(jī)很難 實現(xiàn)精確控制，當(dāng)前仍然無法保證卷材具有較高且穩(wěn)定的尾部卷取質(zhì)量和成材率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種帶材卷取過程中活動夾送輥的控制方法，這種方法可以 解決現(xiàn)有帶材卷取過程中活動夾送輥夾緊帶材的時機(jī)不精確，帶材尾部卷取質(zhì)量和成材率 不高的問題。
[0006] 為了解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：這種帶材卷取過程中活動夾送輥 的控制方法包括以下步驟： A、 在帶材卷取過程中，從帶材開始卷取到卷取結(jié)束的卷取周期內(nèi)，卷取機(jī)的卷軸每轉(zhuǎn) 過一圈，基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)就計算一次卷繞在卷軸上的卷材的實時外半徑； B、 根據(jù)步驟A中實時計算的卷材外半徑，計算活動夾送輥的實時預(yù)擺位置，將活動夾 送輥調(diào)整到計算得到的預(yù)擺位置，等待基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)發(fā)送開始夾緊帶材的信號； C、 計算帶材即將從成品機(jī)架軋機(jī)輥縫中拋出時的卷軸轉(zhuǎn)動圈數(shù)，當(dāng)安裝在卷軸上的編 碼器檢測到卷軸轉(zhuǎn)到該圈數(shù)時，由基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)向活動夾送輥發(fā)送夾緊信號，使活動夾 送輥夾緊帶材。
[0007] 上述帶材卷取過程中活動夾送輥的控制方法的技術(shù)方案中，更具體的技術(shù)方案還 可以是：卷材的實時外半徑的計算式為： C0Ut= C in+rrpm · h (1) 式中，（：_為卷材外半徑的實時值，單位為米；Cin為卷材的內(nèi)半徑，單位為米，該值是由 卷軸的直徑以及卷軸的漲縮量決定的，根據(jù)各生產(chǎn)廠卷取機(jī)的設(shè)備選型條件可以得到；r_ 為卷取周期內(nèi)卷軸轉(zhuǎn)過的圈數(shù)，卷軸每轉(zhuǎn)過一圈，該值加 I;帶材的成品厚度為h，單位為 米； 卷材外半徑的最大值Cmax的計算式為：
【主權(quán)項】
1. 一種帶材卷取過程中活動夾送輥的控制方法，其特征在于包括以下步驟： A、 在帶材卷取過程中，從帶材開始卷取到卷取結(jié)束的卷取周期內(nèi)，巻取機(jī)的卷軸每轉(zhuǎn) 過ー圈，基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)就計算一次卷繞在卷軸上的卷材的實時外半徑； B、 根據(jù)步驟A中實時計算的卷材外半徑，計算活動夾送輥的實時預(yù)擺位置，將活動夾 送輥調(diào)整到計算得到的預(yù)擺位置，等待基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)發(fā)送開始夾緊帶材的信號； C、 計算帶材即將從成品機(jī)架軋機(jī)輥縫中拋出時的卷軸轉(zhuǎn)動圈數(shù)，當(dāng)安裝在卷軸上的編 碼器檢測到卷軸轉(zhuǎn)到該圈數(shù)時，由基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)向活動夾送輥發(fā)送夾緊信號，使活動夾 送輥夾緊帶材。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶材卷取過程中活動夾送輥的控制方法，其特征在子：卷材 的實時外半徑的計算式為： Cout=Cin+rrpm ?h(1) 式中，Cwt為卷材外半徑的實時值，単位為米；Cin為卷材的內(nèi)半徑，單位為米，該值是由 卷軸的直徑以及卷軸的漲縮量決定的，根據(jù)各生產(chǎn)廠卷取機(jī)的設(shè)備選型條件可以得到；r_ 為卷取周期內(nèi)卷軸轉(zhuǎn)過的圈數(shù)，巻軸每轉(zhuǎn)過ー圈，該值加1 ;帶材的成品厚度為h，單位為 米； 卷材外半徑的最大值Cmax的計算式為：
式中，G為卷材的總重量，単位為噸；B為卷材的寬度，單位為米；P為卷材的密度，単位 為噸/立方米，均為可測量得到的值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶材卷取過程中活動夾送輥的控制方法，其特征在子：活動 夾送輥的實時預(yù)擺位置的計算步驟如下： 以通過卷軸的水平線為零標(biāo)高線，即該零標(biāo)高線標(biāo)示的水平面的高度為零，以偏導(dǎo)輥 鉛垂中心線與零標(biāo)高線的交點Q作為為坐標(biāo)原點建立直角坐標(biāo)系，當(dāng)卷材的外半徑為Cwt 時，將活動夾送輥預(yù)擺位置的中心點坐標(biāo)記為（I11,Iltl)，則活動夾送輥的預(yù)擺高度Iici的計 算式為： IiO= Yw-I9 * Sina (9) 活動夾送輥預(yù)擺位置的中心點橫坐標(biāo)I11的計算式為：
將偏導(dǎo)輥正上方帶材的中心點記為點B，將未卷取部分的帶材所在直線與卷材外圈所 形成圓的切點記為點C，將活動夾送輥起始位置的中心點記為點J，將活動夾送輥夾緊位置 的中心點記為點K，線段JK為活動夾送輥的運行軌跡線，則式中，yw為直線JK和直線BC的 交點W的縱坐標(biāo)；19為活動夾送輥預(yù)擺位置的中心點至點W的長度，單位為米；a為活動夾 送輥的運行軌跡線與水平線的夾角，單位為度； I9的計算式為： I9=Rj+Z 其中，も為活動夾送輥的輥子半徑，單位為米；z為活動夾送輥達(dá)到預(yù)擺位置時，其輥面 與帶材的距離，單位為米；yw的計算式為：
將卷取機(jī)卷軸的中心點記為點P，則ZBPQ的值經(jīng)現(xiàn)場測量獲得；13為偏導(dǎo)輥上表面 的標(biāo)高，即BQ的長度，單位為米；14為偏導(dǎo)輥中心線與活動夾送輥初始位置的中心線的水 平距離，単位為米；1 5為偏導(dǎo)輥中心線與活動夾送輥夾緊位置的中心線的水平距離，単位為 米；16為活動夾送輥初始位置的高度，即點J的高度，單位為米；1 7為活動夾送輥夾緊位置 的高度，即點K的高度，單位為米；18為偏導(dǎo)輥上表面到卷軸中心點的距離，即BP的長度，單 位為米。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶材卷取過程中活動夾送棍的控制方法，其特征在于：計算 帶材即將從成品機(jī)架軋機(jī)輥縫中拋出時的卷軸轉(zhuǎn)動圈數(shù)的步驟如下： (1) 活動夾送輥從預(yù)擺位置至夾緊位置的時間計算 假設(shè)活動夾送輥從預(yù)擺位置到夾緊位置的長度為I12，単位為米，則I12的計算式為：
則活動夾送輥從預(yù)擺位置移動至夾緊位置所用的時間ち=I12/Vj，單位為秒，其中，Vj 為活動夾送輥移動速度，單位為米/秒； (2) 卷材總長度的計算 假設(shè)卷材的總長度為Iall，単位為米，根據(jù)體積不變原則，Iall的計算式為：
在卷取過程中，將卷材的總長度劃分為三部分，第一部分為當(dāng)活動夾送輥接收到夾緊 信號時成品機(jī)架軋機(jī)輥縫前的所有軋件部分，根據(jù)該部分軋件的體積和成品厚度，計算出 成品厚度下的等效長度lf，單位為米；第二部分為從成品機(jī)架輥縫至點C的長度Is，単位為 米；第三部分為已經(jīng)卷取成功部分的長度lt，單位為米；其中，
，計算It可 參照卷材總長度的算法，即：
巻材的總長度是以上三部分的長度總和，即： Iall=If+ls+lt(14) (3) 活動夾送輥夾緊信號時間點的計算 基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)觸發(fā)活動夾送輥夾緊時成品機(jī)架輥縫出口處帶材運行速度Vf的表達(dá) 式為： Vf=Vsafe_aacx?tj(15) 其中，Vf的單位為米/秒；Vsafe為活動夾送輥夾緊時成品機(jī)架輥縫出口處帶材運行速 度，單位為米/秒；aa。。為成品機(jī)架軋機(jī)的減速度，單位為米/平方秒； 進(jìn)而可得到If的值為：
式中，Isafe為帶材尾部距離成品機(jī)架輥縫的安全等效長度，單位為米； 將式（15)、式（16)代入式（14)可得It的值為：
隨著卷取過程的不斷進(jìn)行，It部分逐漸變長，當(dāng)11的值增大到滿足上式時，基礎(chǔ)自動化 系統(tǒng)在該時刻向活動夾送輥發(fā)送夾緊信號，則能夠保證帶材尾部行進(jìn)至距離點A的長度為 13^時，活動夾送輥恰好夾緊帶材；假設(shè)當(dāng)檢測到卷軸上已經(jīng)成功巻取的圈數(shù)為1~_=R_ 時，基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)向活動夾送輥發(fā)送夾緊信號，則聯(lián)立式（13)和式（17)可得：
將式（1)、式⑵、式（8)、式（9)、式（10)、式（11)、式（12)、 Vj代入式（18)，則可求出其中的未知數(shù)R_。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種帶材卷取過程中活動夾送輥的控制方法，涉及金屬壓力加工技術(shù)領(lǐng)域，它包括以下步驟：A、在帶材卷取過程中，從帶材開始卷取到卷取結(jié)束的卷取周期內(nèi)，卷取機(jī)的卷軸每轉(zhuǎn)過一圈，基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)就計算一次卷繞在卷軸上的卷材的實時外半徑；B、根據(jù)實時計算的卷材外半徑，計算活動夾送輥的實時預(yù)擺位置，將活動夾送輥調(diào)整到計算得到的預(yù)擺位置，等待基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)發(fā)送開始夾緊帶材的信號；C、計算帶材即將從成品機(jī)架軋機(jī)輥縫中拋出時的卷軸轉(zhuǎn)動圈數(shù)，當(dāng)安裝在卷軸上的編碼器檢測到卷軸轉(zhuǎn)到該圈數(shù)時，由基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)向活動夾送輥發(fā)送夾緊信號，使活動夾送輥夾緊帶材。本發(fā)明能有效減少帶材尾部質(zhì)量不合格的長度，提高成材率。
【IPC分類】B21C47-34, B21B39-02, B21B37-00
【公開號】CN104624723
【申請?zhí)枴緾N201510049689
【發(fā)明人】許磊, 劉栩, 蔣婷, 李江宇
【申請人】廣西柳州銀海鋁業(yè)股份有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年1月30日