CN100493751C

CN100493751C - 一种在线轧辊不圆度的检测装置及检测方法

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Publication number: CN100493751C
Application number: CNB2006100290300A
Authority: CN
Inventors: 荣鸿伟; 张仁其; 费正峰; 陈志荣
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2006-07-18
Filing date: 2006-07-18
Publication date: 2009-06-03
Anticipated expiration: 2026-07-18
Also published as: CN101108398A

Abstract

本发明涉及一种在线轧辊不圆度的检测装置及检测方法。主要解决符合圆度要求的轧辊在上机后由于系统装配误差导致不圆度超标的技术问题。一种在线轧辊不圆度的检测装置，包括计算机和由计算机控制检测装置，其中所述的计算机包括：乘法器1、积分器、触发器、数值转换器1、最大或最小值比较器、数值转换器2，数值转换器2需要有两个轧制力数据，其中一个直接来自上述模块依次处理最后由最大或最小值比较器输出，另外一个来自减法器、乘法器2和加法器获得的轧制力数据，数值转换器2依据来自选择开关的布尔类型数据将这两个数据选择其中之一进行输出，此输出结果即为我们想要得到的实际最大或最小轧制力，进而依据下式得到轧辊不圆度＝(最大轧制力-最小轧制力)/机架刚度系数。本发明主要对于上机后的轧辊不圆度的检测，以达到控制的目的。

Description

一种在线轧辊不圆度的检测装置及检测方法

技术领域：本发明涉及一种轧辊不圆度的检测装置及检测方法，特别涉及一种在线轧辊不圆度的检测装置及检测方法。

背景技术：轧辊是轧机的重要部件，在轧钢生产过程中，轧辊要与带钢直接接触，使带钢产生塑性变形，因此轧辊是轧机的主要变形工具。目前随着对热轧带钢产品要求越来越高，对于影响产品的各种条件也越来越苛刻，同时对于轧辊的不圆度提出了更高的要求。目前对于该轧辊的不圆度的控制一般通过磨床的控制精度来保证，采用的测量方式是在轧辊磨削完成后，利用磨床的测量臂测量轧辊辊径的波动来实现，现在的常见的控制标准为对于第一次上机的工作辊要求不圆度为0.013mm，日常精轧机轧辊的不圆度控制标准为0.1mm左右，由于在实际的控制过程中，该指标受外围的影响较多，如轧辊的轴承套，轧机的辊系等方面的影响，该指标在实际的轧钢过程中存在一定的偏差，为有效的检测出该综合偏差，有必要对上机的轧辊，包括整个辊系上导致的综合不圆度进行控制，以提高热轧带钢的高精度要求，本发明主要对于上机后的轧辊不圆度的检测，以达到控制的目的。

发明内容：

本发明的目的主要是提供一种在线轧辊不圆度的检测装置及和检测方法，主要解决符合圆度要求的轧辊在上机后由于系统装配误差导致不圆度超标的技术问题。本发明旨在通过对轧辊不圆度的检测，反馈到轧机的轧制力上的影响，从而提高轧机零点轧制力的稳定性，从而提高轧机在轧制过程中的稳定。

本发明基本原理如下：由于在轧机轧制前需进行零调，主要的目的是为了消除机架的非线性的弹性变形区域，一般在此过程中采用轧制力的闭环控制，当机架的轧制力达到零调轧制力后把此时的轧辊辊缝位置，即压下位置设定为零点，然后以该压下的零点位置作为位置的闭环控制，检测实际的轧制力情况(以一定的实际及采样频率进行)由于此时辊缝位置相对锁定，影响轧制力波动的原因即为此时在转动的支撑辊和工作辊的影响，而该轧辊在压靠状态下，影响轧制力波动的即为轧辊不圆度、轧辊轴承及辊系上的综合偏差。

计算机根据不同的轧辊辊径，计算精轧支撑辊的周长，同时根据轧机的速度通过计算出支撑辊运转一圈的时间，见下式：

支撑辊运转一圈的时间＝支撑辊的周长/轧机的速度。

然后以一定的轧制力采样周期对轧制力进行采样，通过计算机的内部模块对最小或最大轧制力进行判断，再通过通讯方式送到画面显示。

本发明的技术方案为：一种在线轧辊不园度的检测装置，包括计算机和由计算机控制的检测设备，其中所述的计算机包括：

乘法器1，接收操作终端输入轧机支承辊的实际辊径及设定的支承辊旋转周数，计算在此周期内轧辊所转过的距离Y，并将这个距离值Y作信号发出，

积分器，接收距离值Y和来自速度系统模块得到的实际机架速度，根据设定好的上下限值和累积时间，进行计算，并发出信号，

触发器，接收积分计算信号作为静态二进制值的存储，并反馈信号给积分器，同时发送到数值转换器1，

数值转换器1，数值转换器1将触发器发送的二进制数值0或1作为数值转换器1的转换开关的数据，数值转换器1根据这个转换开关命令，决定是将实际轧制力数据或者是通过零调确认得到的轧制力数据传给下一个模块最大(最小)值比较器，

最大(最小)值比较器，把得到的轧制力数据进行比较，把最大(最小)值作为输出值送给数值转换器2，

数值转换器2，数值转换器2需要有两个轧制力数据，其中一个直接来自最大(最小)值比较器，另外一个来自减法器、乘法器2和加法器获得的轧制力数据，数值转换器2依据来自选择开关的布尔类型数据将这两个数据选择其中之一进行输出，此输出结果即为我们想要得到的实际最小(最大)轧制力，进而依据下式得到轧辊不圆度＝(最大轧制力—最小轧制力)/机架刚度系数，

减法器，把来自最大(最小)值比较器得到的轧制力数据和零调轧制力数据作减法运算，得到一个差值，

乘法器2，上述差值再和零调轧制力做乘法运算，得到一个附加值，

加法器，附加值和零调轧制力做加法运算，其和作为一个输入数据送给数值转换器2。

一种在线轧辊不园度的检测方法，使用计算机和该计算机控制的检测设备，所述的方法包括以下步骤，

计算步骤，接收操作终端输入轧机支承辊的实际辊径及设定的支承辊旋转周数，计算在此周期内轧辊所转过的距离Y，并将这个距离值Y作为积分步骤的一个参数，

积分步骤，积分器接收距离值Y和来自速度系统模块得到的实际机架速度，根据设定好的上下限值和累积时间，进行计算，并发出信号，

触发步骤，触发器接收积分计算信号作为静态二进制值的存储，并反馈信号给积分器，同时发送到数值转换器1，

数值转换步骤1，数值转换器1将触发器发送的二进制数值0或1作为数值转换器1的转换开关的数据，数值转换器1根据这个转换开关命令，决定是将实际轧制力数据或者是通过零调确认得到的轧制力数据传给下一个模块最大(最小)值比较器，

比较步骤.最大或最小值比较器把得到的轧制力数据进行比较，把最大(最小)值作为输出值送给数值转换器2，

数值转换步骤2，数值转换器2需要有两个轧制力数据，其中一个直接来自最大(最小)值比较器，另外一个来自最大(最小)值比较器得到的轧制力数据和零调轧制力数据作减法运算，得到一个差值，此差值再和零调轧制力做乘法运算，得到一个附加值，该附加值和零调轧制力做加法运算，其和作为一个输入数据送给数值转换器2，数值转换器2依据来自选择开关的布尔类型数据将这两个数据选择其中之一进行输出，此输出结果即为我们想要得到的实际最小(最大)轧制力，进而依据下式得到轧辊不圆度＝(最大轧制力—最小轧制力)/机架刚度系数。

本发明的有益效果是，改善了原有测量通过磨床的测量臂测量轧辊辊径的波动的一种离线的测量方式；改善了原有测量中未考虑轧辊轴承及轧机辊系对该参数的影响；通过对该不园度对现场轧机轧制力波动的影响，来提高轧制稳定性，适合各类高精度轧机上的推广应用。

附图说明

图1为本发明程序控制框图

图2为本发明积分器模块图

图3为本发明触发器模块图

图4为本发明数值转换器模块图

具体实施方式：参照图1，一种在线轧辊不园度的检测装置，包括计算机和由计算机控制的检测设备，其中所述的计算机包括：

数值转换器2，数值转换器2需要有两个轧制力数据，其中一个直接来自最大(最小)值比较器，另外一个来自减法器、乘法器2和加法器获得的轧制力数据，数值转换器2依据来自选择开关的布尔类型数据将这两个数据选择其中之一进行输出，此输出结果即为我们想要得到的实际最小(最大)轧制力，

乘法器2，上述差值再和零调轧制力做乘法运算，得到一个附加值，加法器，附加值和零调轧制力做加法运算，其和作为一个输入数据送给数值转换器2。

其中乘法器1的功能是把带有极性的输入值进行乘法运算。用公式表示为：

Y＝X01··Xnn

其中：X为实型的因子，缺省值为0.0；Y为模块的运行结果，缺省值为0.0，Y的范围在-3.4E38到+3.4E38之间。

在此模块里，我们有三个需要知道的X数值，即为圆周率，支承辊的实际辊径，支承辊旋转的周数。当乘法器接收了这些数据后，计算在此周期内轧辊所转过的距离Y，并将这个距离值Y作为积分器的一个参数送给积分器。

积分器的功能是根据不同的输入值，进行不同的积分。并把计算的结果的一部分经过其他的模块送给触发器模块。积分器模块图参见图2，图中，S为从触。发器反馈过来的二进制值，缺省值是0；X为从乘法模块的来的数据，，缺省值为0；SV为设定的初始值，缺省值为0；T1为积分时间，缺省值为0；LL为下限值，缺省值为0；LU为积分的上限值，缺省值为0；Y为模块的输出值，缺省值为0；QU表示积分达到上限，为布尔类型值，缺省值为0；QL表示积分到达下限，为布尔类型的值，缺省值为0。

该模块用数学表达式表示为；

Yn＝Yn-1+Xn·TA/T1

从上述的表达式可以看出，输出值Y与输入值X成正比例关系，而与积分时间成反比例关系。

模块运行的真值表见表1：

表1：真值表，当LL<LU时，

S	条件	Y	QU	QL
S	条件	Y	QU	QL	0	LL<Yn-1+X·TA/T1<LU	Yn	0	0
0	Yn-1+X·TA/T1>＝LU	LU	1	0	0	LL<Yn-1+X·TA/T1<LU	Yn	0	0
0	Yn-1+X·TA/T1>＝LU	LU	1	0	0	Yn-1+X·TA/T1<＝LL	LL	0	1
1	LL<SV<LU	SVn	0	0	0	Yn-1+X·TA/T1<＝LL	LL	0	1
1	LL<SV<LU	SVn	0	0	1	SV>＝LU	LU	1	0
1	SV<＝LL	LL	0	1	1	SV>＝LU	LU	1	0

当LL>＝LU时，S为任意值，Y＝LU，QU＝1，QL＝1。

在积分器中，根据设定好的上下限值，和累积时间，并接收来自速度系统模块得到的实际机架速度这个参数，进行计算，并将其计算结果经过别的模块的运算给触发器一个信号，并有触发器反馈一个信号给积分器。

触发器的功能是作为静态二进制值的存储。其模块图参照图3，真值表见表2，

表2，真值表，

S	R	Q	QN
S	R	Q	QN	0	0	不变化	不变化

0	1	1
0	1	1	1	0	1	0
1	1	1	1	0	1	0

符号解释：

S：开始测量轧制力，布尔类型，缺省值为0；

R：结束轧制力的测量，布尔类型，缺省值为0，且R占主导地位；

Q；输出值，开始运行轧制力的测量，布尔类型，缺省值为0；QN：Q的反二进制值，缺省值为1，其结果将反馈给积分器的输入变量S。

数值转换器1的功能是选择两个输入的实行数据之一进行输出。其模块图参照图4，

符号解释：

I：选择开关，布尔类型，数据来自触发器模块；

X1：经过其他的模块得到的零调的轧制力；

X2：实际的轧制力。

数值转换器1将触发器发送的二进制数值0或1作为数值装换器1的转换开关的数据，数值转换器1根据这个转换开关命令，决定是将实际轧制力数据或者是或者是通过零调确认得到的轧制力数据传给下一个模块。如果是1，就传递前者。

最大或最小值比较器的功能是将所有的输入值进行比较，把最大或最小的那个最为结果输出。

用数学表达式表示为：

Y＝Max or Min{X01，X02，…，Xnn}

其中：Y：模块的输出结果，实型数据，缺省值为0.0；

Xnn：模块的输入值，在此为一些经过不同模块得到的轧制力数据。

在最大或最小值比较器中，把从不同模块得到的轧制力数据进行比较，把最大或最小的作为输出值送给数值转换器2。

数值转换器2需要有两个轧制力数据。其中一个直接来自最大或最小值比较器，另外一个把来自最大或最小值比较器得到的轧制力数据和零调轧制力数据作减法运算，得到一个差值。此差值再和零调轧制力做乘法运算，得到一个附加值。该附加值和零调轧制力做加法运算，其和作为一个输入数据送给数值转换器2。

数值转换器2依据来自选择开关的布尔类型数据将这两个数据选择其中之一进行输出。此输出结果即为我们想要得到的实际最大或最小轧制力。

根据以上的系统提供的最小、最大值，根据机架的刚度系数可计算出轧辊的不圆度，具体计算如下：

(最大轧制力—最小轧制力)/机架刚度系数＝轧辊的不圆度。

Claims

1、一种在线轧辊不园度的检测装置，包括计算机和由计算机控制的检测设备，其中所述的计算机包括：

数值转换器1，数值转换器1将触发器发送的二进制数值0或1作为数值转换器1的转换开关的数据，数值转换器1根据这个转换开关命令，决定是将实际轧制力数据或者是通过零调确认得到的轧制力数据传给下一个模块最大或最小值比较器，

最大或最小值比较器，把得到的轧制力数据进行比较，把最大或最小值作为输出值送给数值转换器2，

数值转换器2，数值转换器2需要有两个轧制力数据，其中一个直接来自最大或最小值比较器，另外一个来自减法器、乘法器2和加法器获得的轧制力数据，所述的减法器，把来自最大或最小值比较器得到的轧制力数据和零调轧制力数据作减法运算，得到一个差值输送给乘法器2，乘法器2将上述差值再和零调轧制力做乘法运算，得到一个附加值输送给加法器，加法器将附加值和零调轧制力做加法运算，其和作为一个输入数据送给数值转换器2，数值转换器2依据来自选择开关的布尔类型数据将这两个数据选择其中之一进行输出，此输出结果即为我们想要得到的实际最大或最小轧制力，进而依据下式得到轧辊不圆度＝(最大轧制力—最小轧制力)/机架刚度系数。

2、一种在线轧辊不园度的检测方法，使用计算机和该计算机控制的检测设备，所述的方法包括以下步骤，

数值转换步骤1，数值转换器1将触发器发送的二进制数值0或1作为数值转换器1的转换开关的数据，数值转换器1根据这个转换开关命令，决定是将实际轧制力数据或者是通过零调确认得到的轧制力数据传给下一个模块最大或最小值比较器，

比较步骤，最大或最小值比较器把得到的轧制力数据进行比较，把最大或最小值作为输出值送给数值转换器2，

数值转换步骤2，数值转换器2需要有两个轧制力数据，其中一个直接来自最大或最小值比较器，另外一个来自最大或最小值比较器得到的轧制力数据和零调轧制力数据作减法运算，得到一个差值，此差值再和零调轧制力做乘法运算，得到一个附加值，该附加值和零调轧制力做加法运算，其和作为一个输入数据送给数值转换器2，数值转换器2依据来自选择开关的布尔类型数据将这两个数据选择其中之一进行输出，此输出结果即为我们想要得到的实际最大或最小轧制力，进而依据下式得到轧辊不圆度＝(最大轧制力—最小轧制力)/机架刚度系数。