專利名稱：轉爐氧槍編碼器的自動校準裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于轉爐煉鋼技術領域，具體涉及一種轉爐煉鋼氧槍裝置的自動校準裝置。
背景技術：
轉爐煉鋼的氧氣由水冷卻的氧槍供給轉爐熔池以進行冶煉操作。氧槍是轉爐煉鋼的核心設備之一，它的作用是最大限度地將氧氣的壓力轉化為動能，獲得超音速流股，由此向熔池供氧并攪拌熔池，以達到冶煉目的。在轉爐煉鋼過程中，氧槍精確且快速的定位對整個冶煉過程起到重要作用，然而現有技術的氧槍定位精度還達不到期望的水平。
發明內容
本發明針對現有技術的缺點，提出了一種轉爐氧槍編碼器的自動校準裝置，以提高氧槍定位精度。根據本發明的一方面，提供一種轉爐氧槍編碼器的自動校準裝置，所述自動校準裝置包括:編碼器，安裝在用于驅動轉爐氧槍行進的驅動單元的旋轉軸上，每當驅動單元的旋轉軸旋轉預定角度，編碼器輸出一個脈沖；可編程邏輯控制器，連接到編碼器，對編碼器輸出的脈沖進行計數；氧槍標尺，在氧槍標尺上設置有彼此隔開的第一校準位置和第二校準位置，其中，驅動單元驅動轉爐氧槍沿氧槍標尺從第一校準位置朝向第二校準位置行進，在轉爐氧槍經過第一校準位置的時刻，可編程邏輯控制器采集編碼器輸出的脈沖的計數作為起始脈沖數，在轉爐氧槍 經過第二校準位置的時刻，可編程邏輯控制器采集編碼器輸出的脈沖的計數作為結束脈沖數，可編程邏輯控制器根據結束脈沖數與起始脈沖數之間的差值以及第一校準位置和第二校準位置之間的距離差，計算轉爐氧槍的單位運動距離所對應的脈沖數，以對轉爐氧槍的槍位進行校準。可編程邏輯控制器可將結束脈沖數與起始脈沖數之間的差值除以第一校準位置和第二校準位置之間的距離差，來計算轉爐氧槍的單位運動距離所對應的脈沖數。所述自動校準裝置還可包括:第一光電傳感器，設置在氧槍標尺的第一校準位置，在轉爐氧槍經過第一校準位置的時刻，第一光電傳感器輸出第一開關信號，可編程邏輯控制器采集編碼器輸出的脈沖的計數作為起始脈沖數；第二光電傳感器，設置在氧槍標尺的第二校準位置，在轉爐氧槍經過第二校準位置的時刻，第二光電傳感器輸出第二開關信號，可編程邏輯控制器采集編碼器輸出的脈沖的計數作為結束脈沖數。第一光電傳感器可發射光，并接收被設置在與第一光電傳感器相對地設置的第一反射單元反射的光；當轉爐氧槍經過第一校準位置時，第一光電傳感器發射的光被轉爐氧槍阻擋而不能被第一反射單元反射，從而第一光電傳感器輸出第一開關信號。第二光電傳感器可發射光，并接收被設置在與第二光電傳感器相對地設置的第二反射單元反射的光；當轉爐氧槍經過第二校準位置時，第二光電傳感器發射的光被轉爐氧槍阻擋而不能被第二反射單元反射，從而第二光電傳感器輸出第二開關信號。可編程邏輯控制器可通過將轉爐氧槍的期望運動距離除以計算出的單位運動距離所對應的脈沖數，來計算所述期望運動距離所對應的脈沖數，并且將計算出的所述期望運動距離所對應的脈沖數發送到編碼器，以控制驅動單元驅動轉爐氧槍行進所述期望運動距離。根據本發明，轉爐氧槍的校槍過程不占用生產時間，操作過程簡單，槍位校準精度可控制在±2mm，實現了槍位高精度控制。
通過結合附圖，從下面的實施例的描述中，本發明這些和/或其它方面及優點將會變得清楚，并且更易于理解，其中:圖1是示出根據本發明的轉爐氧槍編碼器的自動校準裝置的框圖。
具體實施例方式以下參照附圖來詳細描述本發明的實施例。圖1是示出根據本發明的轉爐氧槍編碼器的自動校準裝置的框圖。參照圖1，轉爐氧槍編碼器的自動校準裝置包括編碼器1、可編程邏輯控制器(PLC) 2和氧槍標尺3。編碼器I安裝在用于驅動轉爐氧槍4行進的驅動單元的旋轉軸(未示出)上。每當驅動單元的旋轉軸旋轉預定角度，編碼器I輸出一個脈沖。編碼器I可以是絕對值型總線式編碼器。PLC2連接到編碼器1，對編碼器I輸出的脈沖進行計數。氧槍標尺3具有預定精度的刻度(例如，最小刻度可以是mm)。在氧槍標尺3上設置有第一校準位置和第二校準位置。例如，氧槍標尺3可長10m，在4m處設置第一校準位置
5,在8m處設置第二校準位置6。驅動單元驅動轉爐氧槍4沿氧槍標尺3從第一校準位置5朝向第二校準位置6行進，在轉爐氧槍4經過第一校準位置5的時刻，PLC2采集編碼器I輸出的脈沖的計數作為起始脈沖數；在轉爐氧槍4經過第二校準位置6的時刻，PLC2采集編碼器I輸出的脈沖的計數作為結束脈沖數。PLC2根據結束脈沖數與起始脈沖數之間的差值以及第一校準位置5和第二校準位置6之間的距離差(所述距離差根據氧槍標尺3的刻度是已知的)，計算出轉爐氧槍4的單位運動距離所對應的脈沖數。具體地，PLC2將結束脈沖數與起始脈沖數之間的差值除以第一校準位置5和第二校準位置6之間的距離差，計算出轉爐氧槍4的單位運動距離所對應的脈沖數。由此，PLC2完成對轉爐氧槍4的槍位校準循環。優選地，轉爐氧槍編碼器的自動校準裝置還可包括第一光電傳感器(未示出)和第二光電傳感器(未不出)。第一光電傳感器和第二光電傳感器分別安裝在第一校準位置5和第二校準位置6。第一光電傳感器檢測轉爐氧槍4是否經過第一校準位置5，第二光電傳感器檢測轉爐氧槍4是否經過第二校準位置6。第一光電傳感器和第二光電傳感器可采用美國邦納公司生產的高性能光電傳感器(響應時間小于1ms，重復精度小于0.3ms)。
在轉爐氧槍4經過第一校準位置5的時刻,第一光電傳感器輸出第一開關信號，PLC2采集編碼器I輸出的脈沖的計數作為起始脈沖數；在轉爐氧槍4經過第二校準位置6的時刻，第二光電傳感器輸出第二開關信號，PLC2米集編碼器I輸出的脈沖的計數作為結束脈沖數。例如，第一光電傳感器可發射光，并接收被設置在與第一光電傳感器相對地設置的反射單元反射的光；當轉爐氧槍4經過第一校準位置5時，第一光電傳感器發射的光被轉爐氧槍4阻擋而不能被反射單元反射，進而不能接收到反射單元反射的光，因此可輸出第一開關信號。第二光電傳感器也同樣地操作。在校準過程中，如果轉爐氧槍4在第一校準位置5和第二校準位置6之間有來回運動，則PLC2可根據編碼器I輸出的脈沖的正向、反向關系予以剔除，不會影響校準精度。在PLC2完成了對轉爐氧槍4的槍位校準之后，可自動解除槍位校準指令，校槍過程不占用生產時間，操作過程簡單，槍位校準精度可控制在±2_，實現了槍位高精度控制。在PLC2完成了對轉爐氧槍4的槍位校準之后，PLC2可對轉爐氧槍4的槍位進行精確控制。具體地，假設單位運動距離所對應的脈沖數為n，如果轉爐氧槍4的期望運動距離為L，則PLC2可通過將期望運動距離除以單位運動距離所對應的脈沖數，來計算期望運動距離L所對應的脈沖數(即，L/n)，將計算出的期望運動距離L所對應的脈沖數L/n發送到編碼器2，以控制驅動單元驅動轉爐氧槍4行進與計算出的脈沖數L/n對應的距離(即，期望運動距離L)，從而實現轉爐氧槍4的槍位的精確控制。根據本發明，轉爐氧槍的校槍過程不占用生產時間，操作過程簡單，槍位校準精度可控制在±2mm，實現了槍位高精度控制。雖然本發明是參照其示例性的實施例被具體描述和顯示的，但是本領域的普通技術人員應該理解，在不脫 離由權利要求限定的本發明的精神和范圍的情況下，可以對其進行形式和細節的各種改變。
權利要求
1.一種轉爐氧槍編碼器的自動校準裝置，其特征在于，所述自動校準裝置包括: 編碼器，安裝在用于驅動轉爐氧槍行進的驅動單元的旋轉軸上，每當驅動單元的旋轉軸旋轉預定角度，編碼器輸出一個脈沖； 可編程邏輯控制器，連接到編碼器，對編碼器輸出的脈沖進行計數； 氧槍標尺，在氧槍標尺上設置有彼此隔開的第一校準位置和第二校準位置， 其中，驅動單元驅動轉爐氧槍沿氧槍標尺從第一校準位置朝向第二校準位置行進，在轉爐氧槍經過第一校準位置的時刻，可編程邏輯控制器采集編碼器輸出的脈沖的計數作為起始脈沖數，在轉爐氧槍經過第二校準位置的時刻，可編程邏輯控制器采集編碼器輸出的脈沖的計數作為結束脈沖數， 可編程邏輯控制器根據結束脈沖數與起始脈沖數之間的差值以及第一校準位置和第二校準位置之間的距離差，計算轉爐氧槍的單位運動距離所對應的脈沖數，以對轉爐氧槍的槍位進行校準。
2.根據權利要求1所述的自動校準裝置，其特征在于，可編程邏輯控制器將結束脈沖數與起始脈沖數之間的差值除以第一校準位置和第二校準位置之間的距離差，來計算轉爐氧槍的單位運動距離所對應的脈沖數。
3.根據權利要求1所述的自動校準裝置，其特征在于，所述自動校準裝置還包括: 第一光電傳感器，設置在氧槍標尺的第一校準位置，在轉爐氧槍經過第一校準位置的時刻，第一光電傳感器輸出第一開關信號，可編程邏輯控制器采集編碼器輸出的脈沖的計數作為起始脈沖數； 第二光電傳感器，設置在氧槍標尺的第二校準位置，在轉爐氧槍經過第二校準位置的時刻，第二光電傳感器輸出第二開關信號，可編程邏輯控制器采集編碼器輸出的脈沖的計數作為結束脈沖數。
4.根據權利要求3所述的自動校準裝置，其特征在于，第一光電傳感器發射光，并接收被設置在與第一光電傳感器相對地設置的第一反射單元反射的光；當轉爐氧槍經過第一校準位置時，第一光電傳感器發射的光被轉爐氧槍阻擋而不能被第一反射單元反射，從而第一光電傳感器輸出第一開關信號， 第二光電傳感器發射光，并接收被設置在與第二光電傳感器相對地設置的第二反射單元反射的光；當轉爐氧槍經過第二校準位置時，第二光電傳感器發射的光被轉爐氧槍阻擋而不能被第二反射單元反射，從而第二光電傳感器輸出第二開關信號。
5.根據權利要求2所述的自動校準裝置，其特征在于，可編程邏輯控制器通過將轉爐氧槍的期望運動距離除以計算出的單位運動距離所對應的脈沖數，來計算所述期望運動距離所對應的脈沖數，并且將計算出的所述期望運動距離所對應的脈沖數發送到編碼器，以控制驅動單元驅動轉爐氧槍行進所述期望運動距離。
全文摘要
一種轉爐氧槍編碼器的自動校準裝置包括編碼器，安裝在驅動轉爐氧槍行進的驅動單元的旋轉軸上，每當驅動單元的旋轉軸旋轉預定角度，編碼器輸出一個脈沖；可編程邏輯控制器，對編碼器輸出的脈沖計數；氧槍標尺，設置有第一和第二校準位置，驅動單元驅動轉爐氧槍從第一校準位置朝向第二校準位置行進，在轉爐氧槍經過第一校準位置的時刻，可編程邏輯控制器采集編碼器輸出的脈沖的計數作為起始脈沖數，在轉爐氧槍經過第二校準位置的時刻，可編程邏輯控制器采集編碼器輸出的脈沖的計數作為結束脈沖數，根據結束脈沖數與起始脈沖數之間的差值以及第一和第二校準位置之間的距離差，計算轉爐氧槍的單位運動距離所對應的脈沖數，對轉爐氧槍的槍位校準。
文檔編號C21C5/46GK103194571SQ20131012506
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月11日 優先權日2013年4月11日
發明者張學民, 李俊, 朱立, 趙圣功, 紀瑞東, 李松, 解昌盛 申請人:萊蕪鋼鐵集團有限公司