專利名稱：一種運動中帶頭和軟鉗口定位的控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及冷軋重卷機組在卷取過程中帶鋼存在帶頭印的問題，特別是一種 運動中帶頭和軟鉗口定位的控制裝置。
背景技術：
“帶頭印”就是在帶鋼卷取過程中，在卷取張力的作用下，由于帶材本身的厚度而 在帶鋼上留下有間距規律的橫向壓痕。使用普通套筒的冷軋重卷機組，其生產的帶材帶頭 印比較明顯，嚴重時長度可達幾十米，嚴重影響帶材質量。冷軋薄板生產過程中采用帶彈性 套筒(俗稱橡膠套筒)卷取，達到了消除卷軸扇形塊對薄板造成的壓痕(折痕)，但末能消除 薄板自身帶頭對薄板造成的壓痕。目前已經出現采用帶有軟鉗口(軟槽)的套筒，軟鉗口區 域材質較軟，當帶頭壓在鉗口區域內時，可有效的解決帶頭印問題，這是國內外正在研究的 熱點問題和技術難題。一般重卷生產線無帶頭與軟鉗口定位功能，少數帶有此功能的生產線，其結構復 雜，硬件成本高，不容易維護，存在一定的缺陷。
發明內容本實用新型的目的是提供一種硬件結構簡單、算法可靠、精度高、能很好的解決帶 頭印問題的一種運動中帶頭和軟鉗口定位的控制裝置。本實用新型的目的是這樣實現的，一種運動中帶頭和軟鉗口定位的控制裝置，其 特征是在卷取套筒上有一個軟鉗口 ；在卷取套筒上設定A、B、C、E、F點，C點在卷取套筒的 最左邊，C點有鉗口定位檢測開關，E、F點分別在卷取套筒的最上端與最下端，A點為下卷 取時軟鉗口與帶頭相交點，B點為上卷取時軟鉗口與帶頭相交點，A點在F點右側，B點在E 點右側，上下夾送輥夾持帶鋼平分線與C點構成相對水平線，上下夾送輥出口有送料導板， 送料導板上D點設有帶頭檢測開關；卷取套筒電機、上下夾送輥和定位檢測開關與控制單 元電連接。啟動卷取機卷軸卷取套筒卷取過一定角度后，上卷取時逆時針轉動，下卷取時順 時針轉動，在C點經軟鉗口定位檢測開關確認軟鉗口后卷筒軟鉗口停在鉗口起始位F點(上 卷取)或E點(下卷取)，至此軟鉗口起始位定位步驟完成；上卷取時，控制送料導板向上與B點切線平行，帶頭通過上下夾送輥沿送料導板 向左上B點勻速移動；下卷取時，控制送料導板向下與A點切線平行，帶頭通過上下夾送輥 向左下A點勻速移動；已知帶材運動速度為
卷取機加速度為β，D點到B點距離為k ；
,L1帶頭從D走到B的時間為， = f ............... (1)
t^O[0010]在時間，內，需控制軟鉗口從起始定位點F轉到重疊定位點B，設加速時間力i勻 速時間為& ,則 =《+ 2 ...............(2)
VnZ1=I ...............⑶
a故，F點到B點的線性距離 L2 = 1碎2 + VQt2 ……(4)把，和，代入，號L2 = L1-I ............... (5)
h H2a當帶材帶頭過D點時，開始計長，計長長度為A，帶頭到B點剩余距離為M1 = L1-I1 ... (6)卷取機從F點向B點轉動，對線性距離開始計長，計長長度力軟鉗口到B點剩 余線性距離為M2 = U2 ...............(7)設AL=M1-M2 ...............(8)以Ai1為參考量,M2為反饋量，對其差值μ進行PI運算后，輸出值作為卷取機速 度設定的增量ΔΓ疊加到裝置的速度輸入。本實用新型的優點是由于在卷取套筒上的C點有鉗口定位檢測開關，啟動鉗口 定位功能，經鉗口定位檢測開關檢測到卷筒軟鉗口位置，卷取轉過一定角度后上卷取時軟 鉗口停在鉗口起始位F點，下卷取時軟鉗口停在鉗口起始位E點。以上卷取為例，當穿帶時 帶頭到達帶頭檢測D點時，卷取機開始逆時針旋轉。通過調節器控制卷取機的轉速，使帶頭 到達重疊位B點的剩余距離與軟鉗口逆時針旋轉至重疊位B點的剩余距離相等。這樣，帶 頭與軟鉗口將同時到達B點，且此時帶材運動速度與卷取機轉動線速度一致。由于在C點 和送料導板上D點分別增加鉗口定位檢測開關和帶頭檢測開關，利用機組本身控制系統通 過較為簡單的算法實現了運動中帶頭和軟鉗口定位控制，具有精度高、工藝簡單的特點。
下面結合實施例附圖對本實用新型作進一步說明圖1是本實用新型實施例結構示意圖；圖2是本實用新型實施例軟鉗口定位流程；圖3是本實用新型實施例軟鉗口與帶頭對準流程。圖中1、上下夾送輥；2、帶頭；3、帶頭檢測開關；4、卷取套筒；5、送料導板；6、鉗 口定位檢測開關；7、卷取機卷軸。
具體實施方式
如圖1所示，一種運動中帶頭和軟鉗口定位控制方法，至少包括兩個步驟軟鉗口
4起始位定位步驟和軟鉗口與帶頭重疊位定位步驟；1)軟鉗口起始位定位步驟在卷取套筒4上有一個軟鉗口 ；在卷取套筒4上設定 A、B、C、E、F點，C點在卷取套筒4的最左邊，C點有鉗口定位檢測開關6，E、F點分別在卷取 套筒4的最上端與最下端，A點為下卷取時軟鉗口與帶頭相交點，B點為上卷取時軟鉗口與 帶頭相交點，A點在F點右側，B點在E點右側，上下夾送輥1夾持帶鋼平分線與C點構成相 對水平線，上下夾送輥1出口有送料導板5，控制送料導板5向上或下與A點或B點切線平 行，送料導板5上D點設有帶頭檢測開關3，啟動卷取機卷軸7卷取套筒4卷取過一定角度 后，上卷取時逆時針轉動，下卷取時順時針轉動，在C點經軟鉗口定位檢測開關6確認軟鉗 口后卷筒軟鉗口停在鉗口起始位F點(上卷取)或E點(下卷取)，至此軟鉗口起始位定位步 驟完成；2)帶頭重疊位定位步驟(以上卷取為例，下卷取原理相同)送料導板5上D點設有帶頭檢測開關3，導板可上下擺動，導板擺上時(上卷取)帶 頭2通過上下夾送輥1向左上B點勻速移動；導板擺下時(下卷取)帶頭2通過上下夾送輥 1向左下A點勻速移動。已知帶材運動速度力t卷取機加速度為^，D點到B點距離為4 ；
L帶頭從D走到B的時間為’ t = ☆ ............... (1)
I^o在時間I內，需控制軟鉗口從起始定位點F轉到重疊定位點B，設加速時間為^，勻 速時間為&，則 = ^+、...............(2)
Vn= — ............... (3)
a故，F點到B點的線性距離 L2 = -αξ + V0I2 ……(4)
2·把，和，代入，號L2 = L1-吃...............(5)
1'λ2α當帶材帶頭過D點時，開始計長，計長長度力i帶頭到B點剩余距離為 M1 = Li-Il ... (6)卷取機從F點向B點轉動，對線性距離開始計長，計長長度為4 ,軟鉗口到B點剩 余線性距離為 = k-h ...............(7)設AL=M1-M2 ...............(8)以Ai1為參考量，M2為反饋量，對其差值M進行PI運算后，輸出值作為卷取機速 度設定的增量ΔΓ疊加到裝置的速度輸入。運動中帶頭和軟鉗口定位控制的控制單元包括控制器、執行單元和檢測單元。控
5制器功能可由PLC完成。執行單元即逆變器和變頻電機，沒有額外增加硬件，減少了成本投 入。送料導板帶頭檢測采用反射式光電開關；鉗口定位檢測采用光電開關；卷取機轉動距 離計長采用高速計數模塊，其計數信號為卷取機電機上自帶編碼器反饋信號；帶材帶頭運 動距離計長不單獨增加元件，其值由機組速度計算得出。以AZ1為參考量，ΔΙ2為反饋量，對
其差值Δ￡進行PI運算后，輸出值作為卷取機速度設定的增量ΔΓ疊加到裝置的速度輸入。一種運動中帶頭和軟鉗口定位的控制步驟由軟鉗口初始定位步驟和軟鉗口與帶 頭對準步驟圖2說明操作人員按動“軟鉗口初始定位“按鈕，進入步驟110鉗口定位啟動程 序，接著進入控制步驟111，卷取機轉動；當裝在卷筒上的反光板與裝在卷取機架上的光電 開關對準時，軟鉗口到位檢測步驟112結束，否則，軟鉗口到位檢測步驟112不斷檢測光電 開關信號；步驟112完成后，觸發卷取機編碼器計數功能，開始進行計長步驟113，隨后啟動 步驟114，軟鉗口到提前停車位否；當計長到位時，步驟115發速度0，卷筒勻減速，步驟116 檢測速度是否到0，到0，軟鉗口初始定位到結束步驟117，停在所要求的鉗口初始位，否則 繼續執行步驟116檢測速度到0。圖3說明軟鉗口與帶頭對準流程從步驟120開始，進入步驟121，檢測在機組自 動穿帶過程中，帶頭是否到送料導板上的檢測開關3，不到，繼續；到，進入步驟122，卷取機 編碼器計數功能觸發，進行步驟123，編碼器計數是否到設定位，不到繼續步驟123，到，進
入步驟124，卷取機開始加速轉動。進入步驟125，此時，卷取機速度自動調節開始，眺為 參考量，Al2為反饋量，對其差值進行PI運算，輸出值為卷取機速度設定的增量ΔΓ。進 入步驟126,將ΔΓ疊加到卷取機速度設定值。進入步驟127，卷筒上軟鉗口與帶頭同時到達 重疊位，且兩者線速度相同。進入步驟128，卷取機速度調節退出。進入步驟129，自動退出 軟鉗口與帶頭對準程序。
權利要求一種運動中帶頭和軟鉗口定位的控制裝置，其特征是在卷取套筒(4)上有一個軟鉗口；在卷取套筒(4)上設定A、B、C、E、F點，C點在卷取套筒(4)的最左邊，C點有鉗口定位檢測開關(6)，E、F點分別在卷取套筒(4)的最上端與最下端，A點為下卷取時軟鉗口與帶頭相交點，B點為上卷取時軟鉗口與帶頭相交點，A點在F點右側，B點在E點右側，上下夾送輥(1)夾持帶鋼平分線與C點構成相對水平線，上下夾送輥(1)出口有送料導板(5)，送料導板(5)上D點設有帶頭檢測開關(3)；卷取套筒(4)電機、上下夾送輥(1)和定位檢測開關(6)與控制單元電連接。
專利摘要本實用新型涉及冷軋重卷機組在卷取過程中帶鋼存在帶頭印的問題，特別是一種運動中帶頭和軟鉗口定位的控制裝置，其特征是在卷取套筒上有一個軟鉗口；在卷取套筒上設定A、B、C、E、F點，C點在卷取套筒的最左邊，C點有鉗口定位檢測開關，E、F點分別在卷取套筒的最上端與最下端，A點為下卷取時軟鉗口與帶頭相交點，B點為上卷取時軟鉗口與帶頭相交點，A點在F點右側，B點在E點右側，上下夾送輥夾持帶鋼平分線與C點構成相對水平線，上下夾送輥出口有送料導板，送料導板上D點設有帶頭檢測開關；卷取套筒電機、上下夾送輥和定位檢測開關與控制單元電連接。它提供了一種硬件結構簡單、算法可靠、精度高的解決帶頭印問題的一種運動中帶頭和軟鉗口定位的控制裝置。
文檔編號B21C47/02GK201760465SQ20102052152
公開日2011年3月16日 申請日期2010年9月8日 優先權日2010年9月8日
發明者丁小梅, 馮連強, 梁光正, 王俊萍, 翟周科, 鄧良豐, 馬永軍 申請人:中國重型機械研究院有限公司