專利名稱：一種鋼卷邊裂定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種位置測量方法，尤其涉及一種測量金屬制品缺陷位置的方法。
背景技術(shù)：
在冶金生產(chǎn)領(lǐng)域，某些金屬制品，例如普冷產(chǎn)品，對于鋼卷邊部缺陷在開卷后的長度方向的定位沒有相關(guān)要求，而某些金屬制品，例如電工鋼產(chǎn)品因其規(guī)格較薄(0. 23 0. 65mm厚度區(qū)間)，相比普冷產(chǎn)品更注重邊裂缺陷，因此為了確保機組相關(guān)作業(yè)的順利進行，需要對某些品種的鋼卷邊裂在開卷后的長度方向上進行定位。目前，生產(chǎn)機組對于鋼卷邊部缺陷在鋼卷處于卷形狀態(tài)時的定位采取粗放式控制，如需要定位時，均是由現(xiàn)場作業(yè)人員通過經(jīng)驗加以預判估計。然而這種通過人工預估的方法并不準確，由于現(xiàn)場作業(yè)人員的操作水平參差不齊，往往使得預判結(jié)果存在諸多不確定因素，無法成為鋼卷邊部缺陷在帶鋼長度方向定位的數(shù)據(jù)參照。而如果不對鋼卷端面的邊裂缺陷進行定位，則鋼卷邊部缺陷在鋼卷上機組開卷后無法為鋼卷邊部缺陷在帶鋼長度方向上定位的提供數(shù)據(jù)支撐。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鋼卷邊裂定位方法，使用該方法能夠在帶鋼處于卷形狀態(tài)時，精確測得帶鋼上邊部缺陷的位置，從而將該邊部缺陷位置傳輸給生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)，便于生產(chǎn)線上下一道工序的產(chǎn)品質(zhì)量控制。本發(fā)明根據(jù)上述發(fā)明目的，提供了一種鋼卷邊裂定位方法，采用的鋼卷由一長形的帶鋼卷曲形成，所述帶鋼具有一頭部和一尾部，其特征在于，包括下列步驟(I)分別測量鋼卷的內(nèi)圈半徑r、外圈半徑R以及鋼卷邊裂距鋼卷內(nèi)圈和外圈的距離HpH2，得到鋼卷實際卷曲脹縮系數(shù)AS:AS = [ TI (R2-r2)]/(LXh)其中，L為帶鋼長度，h為帶鋼厚度，帶鋼長度和厚度對于某一特定的鋼卷是固定的設(shè)定值；設(shè)置一通過鋼卷端面圓心的垂直輔助線，將所述垂直輔助線與鋼卷端面上半圓的交點作為起始刻度0度，然后分別測量鋼卷邊裂、帶鋼頭部以及帶鋼尾部與所述起始刻度在順時針方向上的夾角a、0和Y，然后分別根據(jù)下述模型得到鋼卷邊裂弧線補償長度
I1、帶、鋼頭部弧線補償長度I2，帶鋼尾部弧線補償長度I3 I1 = ± n Ct 0+氏)/180° I2 = ± TI 3 R/180。l3=±TlYr/180°當a、@和Y的值位于(0，180]范圍區(qū)間內(nèi)時，其分別對應(yīng)的Hl3S正值，當a、@和Y的值位于(180，360)范圍區(qū)間內(nèi)時，其分別對應(yīng)的Ip 12、I3為負值；(2)確定對鋼卷邊裂進行入口定位還是出口定位，當進行入口定位時執(zhí)行步驟(3)，當進行出口定位時執(zhí)行步驟(4)；(3)對鋼卷邊裂進行入口定位，分別確定該步驟中鋼卷邊裂距鋼卷內(nèi)圈的距離Lm和距鋼卷外圈的距離Lm，Lnr = {[ TI X (H1+r) 2/1000_ TI X r2/1000] /h} / A S-L2+ (I^l3)/1000Lwr = {[ n X R2/1000- n (R-H2) 2/1000] /h} / A S-L1-L2+ (Vlfl3)/1000其中，r為鋼卷內(nèi)圈半徑，mm ；R為鋼卷外圈半徑，mm ；L為帶鋼長度，m ；h為帶鋼厚度，mm 為鋼卷邊裂距鋼卷內(nèi)圈的距離，mm ；H2為鋼卷邊裂距鋼卷外圈的距離，mm ; A S為鋼卷實際卷曲脹縮系數(shù)，I1為鋼卷邊裂弧線補償長度，mm ；12為帶鋼頭部弧線補償長度，mm ；I3為帶鋼尾部弧線補償長度，mm 為帶鋼頭部剪切量，m ；12為帶鋼尾部剪切量，m。帶鋼頭部剪切量L1和帶鋼尾部剪切量L2對于某一確定的工序來說，均是固定的設(shè)定值；(4)對鋼卷邊裂進行出口定位，分別確定該步驟中鋼卷邊裂距鋼卷內(nèi)圈的距離Ln。和距鋼卷外圈的距離Lw。，然后將其傳輸至下一道工序的控制系統(tǒng)中Lnc = {[ TI X R2/1000- TI X (R-H2) 2/1000] /h} / A S-L1+ (I^l2)/1000
Lwc = {[ TI X (H1+r) 2/1000_ TI r2/1000] /h} / A S-L1-L2+ (I^lfl3)/1000其中，r為鋼卷內(nèi)圈半徑，mm ；R為鋼卷外圈半徑，mm ；L為帶鋼長度，m ；h為帶鋼厚度，mm 為鋼卷邊裂距鋼卷內(nèi)圈的距離，mm ；H2為鋼卷邊裂距鋼卷外圈的距離，mm ; A S為鋼卷實際卷曲脹縮系數(shù)，I1為鋼卷邊裂弧線補償長度，mm ；12為帶鋼頭部弧線補償長度，mm ；I3為帶鋼尾部弧線補償長度，mm 為帶鋼頭部剪切量，m ；12為帶鋼尾部剪切量，m。為了使得本技術(shù)方案中的測量過程更加方便快捷，本發(fā)明采用了一鋼卷邊裂測量尺分別測量鋼卷的內(nèi)圈半徑r、外圈半徑R、鋼卷邊裂距鋼卷內(nèi)圈和外圈的距離HpH2，帶鋼頭部、帶鋼尾部以及鋼卷邊裂與所述起始刻度的夾角a、P和Y。采用的鋼卷邊裂測量尺包括一十字支架，其具有一中心圓盤以及四個支撐腳，所述四個支撐腳自中心圓盤伸出，呈十字形設(shè)置，所述中心圓盤的圓周上設(shè)有角度刻度，所述支撐腳為中空的桿件；四個伸縮桿，分別對應(yīng)設(shè)于所述四個支撐腳內(nèi)，所述各伸縮桿的尾端與各支撐腳之間分別設(shè)有一彈性元件；—連接轉(zhuǎn)軸,其具有一第一端和一第二端,所述連接轉(zhuǎn)軸的第一端與所述中心圓盤的圓心處連接，所述連接轉(zhuǎn)軸可沿其幾何軸心轉(zhuǎn)動，所述連接轉(zhuǎn)軸上設(shè)有一軸向設(shè)置的標線；—卷尺,其與所述連接轉(zhuǎn)軸的第二端在卷尺的圓心處固定連接。測量時，將十字支架放入鋼卷內(nèi)圈內(nèi)，實現(xiàn)鋼卷內(nèi)圈的圓心定位，由于伸縮桿與支撐腳之間設(shè)有彈性元件，因此十字支架可以卡在鋼卷內(nèi)圈內(nèi)，此時中心圓盤的圓心就是鋼卷端面的圓心。然后旋轉(zhuǎn)連接轉(zhuǎn)軸，使得連接轉(zhuǎn)軸上的標線分別與鋼卷邊裂、帶鋼頭部、帶鋼尾部對齊，此時中心圓盤上標線對應(yīng)的角度值便是a、0和Y的值。由于卷尺與連接轉(zhuǎn)軸固定連接，因此卷尺與連接轉(zhuǎn)軸同步轉(zhuǎn)過了相同的角度，此時還可以利用卷尺測得鋼卷的內(nèi)圈半徑r、外圈半徑R，同樣鋼卷邊裂距鋼卷內(nèi)圈和外圈的距離HpH2也可用該鋼卷邊裂測量尺測得。本發(fā)明所述的鋼卷邊裂定位方法，可以在當前機組設(shè)備條件的基礎(chǔ)上，準確計算鋼卷邊裂缺陷于開卷后的長度方向具體位置，本發(fā)明實施簡單，應(yīng)用方便，在無需對現(xiàn)有設(shè)、備進行改造情況下，本發(fā)明能夠在帶鋼處于卷形狀態(tài)時能夠精確計算邊裂缺陷在帶鋼上機組開卷后在長度方向的具體位置，以及鋼卷經(jīng)當前機組生產(chǎn)過后至下道工序時的邊裂缺陷位置信息傳遞，進而為本機組生產(chǎn)及后道工序缺陷位置信息傳遞提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。


圖I為本發(fā)明所述的鋼卷邊裂定位方法中所測量的鋼卷的端面示意圖。圖2為本發(fā)明所述的鋼卷邊裂定位方法的流程圖。圖3為本發(fā)明所述的鋼卷邊裂定位方法中所采用的一種鋼卷邊裂測量尺的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式如圖I所示，圖中顯示了帶鋼經(jīng)過卷曲形成的鋼卷端面，其中帶鋼頭部I位于鋼卷的外圈I上，帶鋼尾部位于鋼卷的內(nèi)圈2上，鋼卷邊裂3位于內(nèi)圈與外圈之間的某個圓周上。為了便于測量，在鋼卷端面上做通過鋼卷圓心的垂直輔助線P，將垂直輔助線P與鋼卷上半圓的交點作為起始刻度0度，鋼卷邊裂3、帶鋼頭部I、帶鋼尾部3與起始刻度在順時針方向上的夾角即為a、@和Y?，F(xiàn)場某連續(xù)機組入口一鋼卷DS端部有一處邊裂，如圖2所示，按照圖中所示的步驟對鋼卷邊裂進行定位(I)鋼卷上料；(2)采用鋼卷邊裂測量尺分別測量鋼卷的內(nèi)圈半徑r為254_，外圈半徑R為889mm，鋼卷邊裂距鋼卷內(nèi)圈的距離H1為150mm、鋼卷邊裂距外圈的距離H2為485mm，鋼卷邊裂與起始刻度在順時針方向上的夾角a為45。，帶鋼頭部與起始刻度在順時針方向上的夾角P為243°，帶鋼尾部與起始刻度在順時針方向上的夾角Y為54。;同時通過來料信息錄入獲得帶鋼的長度L為4449m，帶鋼的厚度為0. 5mm,帶鋼頭部剪切量L1為4m，帶鋼尾部剪切量L2S 6m，基于上述測量數(shù)據(jù)和來料信息數(shù)據(jù)，得到鋼卷實際卷曲脹縮系數(shù)AS、鋼卷邊裂弧線補償長度I1、帶鋼頭部弧線補償長度I2，帶鋼尾部弧線補償長度I3 AS = [TI (R2-r2)]/(LXh) = [TI (8892_2542) ] / (4449000 X 0. 5) = 1.025I1 = TI a (r+H^/lSO0 = TI (0. 15+0. 254)45。/180。= 0. 32mI2 = - TI @r2/180。= - TI X0. 889X243° /180° = _3. 77mI3 =TI Yr3/180。=TI X0. 254X54。/180° = 0. 24m(3)確定對鋼卷邊裂進行入口定位執(zhí)行步驟(4)；(4)對鋼卷邊裂進行入口定位，分別確定該步驟中鋼卷邊裂距鋼卷內(nèi)圈的距離Lm和距鋼卷外圈的距離Lm，Lnr = {[ TI X (H1+r)2/1000_ TI Xr2/1000]/h}/ A S-L2+ (I^l3)/1000 = {[ TI X (I50+254) 2/1000- n X (254)2/1000]/0. 5}/I. 025-6+0. 32+0. 24 = 599. 58mLwr = {[ n XR2/1000- TI (R-H2) 2/1000]/h} / A S-L1-L2+(I^lJl3)/1000 = {[ TIX (889) 2/1000- n X (889-485) 2/1000]/0. 5}/I. 025-4-6+0. 32-3. 77+0. 24 = 3830. 9m如圖3所示，本實施例中采用的鋼卷邊裂測量尺包括十字支架，其具有一中心圓盤31以及四個支撐腳32，四個支撐腳32自中心圓盤31伸出，呈十字形設(shè)置，中心圓盤31、的圓周上設(shè)有角度刻度34，支撐腳32為中空的桿件，其內(nèi)分別設(shè)有伸縮桿33，伸縮桿33與支撐腳32之間設(shè)有彈簧，使得伸縮桿33可在支撐腳32內(nèi)伸縮。連接轉(zhuǎn)軸35用于連接卷尺36和中心圓盤31，連接轉(zhuǎn)軸35的一端與中心圓盤31的圓心處連接，且連接轉(zhuǎn)軸35可與中心轉(zhuǎn)盤相對轉(zhuǎn)動，連接轉(zhuǎn)軸35的另一端與卷尺36固定連接，在連接轉(zhuǎn)軸35轉(zhuǎn)動的過程中卷尺36與其同步轉(zhuǎn)動，連接轉(zhuǎn)軸35上設(shè)有一軸向設(shè)置的標線。該鋼卷邊裂測量尺在使用時，將十字支架放入鋼卷內(nèi)圈內(nèi)，實現(xiàn)鋼卷內(nèi)圈的圓心定位，由于伸縮桿33與支撐腳32之間設(shè)有彈性元件，因此十字支架可以卡在鋼卷內(nèi)圈內(nèi)，此時中心圓盤31的圓心就是鋼卷端面的圓心。然后旋轉(zhuǎn)連接轉(zhuǎn)軸35，使得連接轉(zhuǎn)軸35上的標線與鋼卷邊裂對齊，此時中心轉(zhuǎn)盤31上對應(yīng)標線的角度值便是a、P和Y的值。由于卷尺36與連接轉(zhuǎn)軸35固定連接，因此卷尺36與連接轉(zhuǎn)軸35同步轉(zhuǎn)過了相同的角度，此時從卷尺6中拉出測量頭61，便可以測得1'1、1'2和1>同理，鋼卷的內(nèi)圈半徑r、外圈半徑R、鋼卷邊裂距鋼卷內(nèi)圈和外圈的距離HpH2也可用該鋼卷邊裂測量尺測得。要注意的是，以上列舉的僅為本發(fā)明的具體實施例，顯然本發(fā)明不限于以上實施例，隨之有著許多的類似變化。本領(lǐng)域的技術(shù)人員如果從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。權(quán)利要求
1.ー種鋼卷邊裂定位方法，采用的鋼卷由一長形的帶鋼卷曲形成，所述帶鋼具有ー頭部和一尾部，其特征在于，包括下列步驟 (1)分別測量鋼卷的內(nèi)圈半徑r、外圈半徑R以及鋼卷邊裂距鋼卷內(nèi)圈和外圈的距離氏、H2，得到鋼卷實際卷曲脹縮系數(shù)AS:AS = [ Π (R2T2)]/(LXh) 其中，L為帶鋼長度，h為帶鋼厚度； 設(shè)置一通過鋼卷端面圓心的垂直輔助線，將所述垂直輔助線與鋼卷端面上半圓的交點作為起始刻度O度，然后分別測量鋼卷邊裂、帶鋼頭部以及帶鋼尾部與所述起始刻度在順時針方向上的夾角α、β和Y，然后分別根據(jù)下述模型得到鋼卷邊裂弧線補償長度I1、帯鋼頭部弧線補償長度I2，帶鋼尾部弧線補償長度I3 11= ± Π α (Γ+Η^/ΙδΟ012= ± Π β R/180。13= ± Π Yr/180。
當α、β和Y的值位于(0，180]范圍區(qū)間內(nèi)時，其分別對應(yīng)的I1U2.13取正值，當α、β和Y的值位于(180，360)范圍區(qū)間內(nèi)時，其分別對應(yīng)的I1U2U3取負值； (2)確定對鋼卷邊裂進行入口定位還是出口定位，當進行入口定位時執(zhí)行步驟(3)，當進行出口定位時執(zhí)行步驟(4)； (3)對鋼卷邊裂進行入口定位，分別確定該步驟中鋼卷邊裂距鋼卷內(nèi)圈的距離Lm和距鋼卷外圈的距離し，Lnr= {[ Π X (H^r)VlOOO- Π Xr2/1000]/h}/ Δ S-L2+ (I^l3)/1000Lwr= {[ π xr2/iooo- π (R-H2)VioooVMZas-L1-L2+(Ifiji3)/iooo 其中，r為鋼卷內(nèi)圈半徑，mm ；R為鋼卷外圈半徑，mm ；L為帶鋼長度，m ；h為帶鋼厚度，mm 為鋼卷邊裂距鋼卷內(nèi)圈的距離，mm ；H2為鋼卷邊裂距鋼卷外圈的距離，mm ; Λ S為鋼卷實際卷曲脹縮系數(shù)，I1為鋼卷邊裂弧線補償長度，mm ；12為帶鋼頭部弧線補償長度，mm ；13為帶鋼尾部弧線補償長度，mm 為帶鋼頭部剪切量，m ；L2為帶鋼尾部剪切量，m ； (4)對鋼卷邊裂進行出ロ定位，分別確定該步驟中鋼卷邊裂距鋼卷內(nèi)圈的距離Ln。和距鋼卷外圈的距離Lw。，然后將其傳輸至下一道エ序的控制系統(tǒng)中Lnc= {[ Π XRVlOOO- Π X (R-H2)2/1000]/h}/Λ S-L1+(I^l2)/1000 Lwc = {[ Π X (H1+r) 2/1000- Π r2/1000] /h} / Δ S-L1-L2+ (li+^+ls) /1000 其中，r為鋼卷內(nèi)圈半徑，mm ；R為鋼卷外圈半徑，mm ；L為帶鋼長度，m ；h為帶鋼厚度，mm 為鋼卷邊裂距鋼卷內(nèi)圈的距離，mm ；H2為鋼卷邊裂距鋼卷外圈的距離，mm ; Λ S為鋼卷實際卷曲脹縮系數(shù)，I1為鋼卷邊裂弧線補償長度，mm ；12為帶鋼頭部弧線補償長度，mm ；13為帶鋼尾部弧線補償長度，mm 為帶鋼頭部剪切量，m ；L2為帶鋼尾部剪切量，m。
2.如權(quán)利要求I所述的鋼卷邊裂定位方法，其特征在于，采用一鋼卷邊裂測量尺分別測量鋼卷的內(nèi)圈半徑r、外圈半徑R、鋼卷邊裂距鋼卷內(nèi)圈和外圈的距離H1.H2，帶鋼頭部、帶鋼尾部以及鋼卷邊裂與所述起始刻度的夾角α、β和Y。
3.如權(quán)利要求2所述的鋼卷邊裂定位方法，其特征在于，所述采用的鋼卷邊裂測量尺包括 一十字支架，其具有一中心圓盤以及四個支撐腳，所述四個支撐腳自中心圓盤伸出，呈十字形設(shè)置，所述中心圓盤的圓周上設(shè)有角度刻度，所述支撐腳為中空的桿件； 四個伸縮桿，分別對應(yīng)設(shè)于所述四個支撐腳內(nèi)，所述各伸縮桿的尾端與各支撐腳之間分別設(shè)有一弾性元件； ー連接轉(zhuǎn)軸，其具有一第一端和一第二端，所述連接轉(zhuǎn)軸的第一端與所述中心圓盤的圓心處連接，所述連接轉(zhuǎn)軸可沿其幾何軸心轉(zhuǎn)動，所述連接轉(zhuǎn)軸上設(shè)有ー軸向設(shè)置的標線； ー卷尺，其與所述連接轉(zhuǎn)軸的第二端在卷尺的圓心處固定連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋼卷邊裂定位方法，包括下列步驟分別測量鋼卷的內(nèi)圈半徑r、外圈半徑R以及鋼卷邊裂距鋼卷內(nèi)圈和外圈的距離H1、H2，測量鋼卷邊裂、帶鋼頭部以及帶鋼尾部與0刻度的夾角α、β和γ；然后通過定位模型對鋼卷邊裂進行定位。該鋼卷邊裂定位方法可以準確得到鋼卷邊裂于開卷后的長度方向上的具體位置，進而為本機組生產(chǎn)及后道工序缺陷位置信息傳遞提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。
文檔編號G01B3/10GK102672001SQ20111006376
公開日2012年9月19日 申請日期2011年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月16日
發(fā)明者宋俊, 王彥杰, 葛良琦 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司