CN103194571A - 转炉氧枪编码器的自动校准装置 - Google Patents
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Abstract
一种转炉氧枪编码器的自动校准装置包括：编码器，安装在驱动转炉氧枪行进的驱动单元的旋转轴上，每当驱动单元的旋转轴旋转预定角度，编码器输出一个脉冲；可编程逻辑控制器，对编码器输出的脉冲计数；氧枪标尺，设置有第一和第二校准位置，驱动单元驱动转炉氧枪从第一校准位置朝向第二校准位置行进，在转炉氧枪经过第一校准位置的时刻，可编程逻辑控制器采集编码器输出的脉冲的计数作为起始脉冲数，在转炉氧枪经过第二校准位置的时刻，可编程逻辑控制器采集编码器输出的脉冲的计数作为结束脉冲数，根据结束脉冲数与起始脉冲数之间的差值以及第一和第二校准位置之间的距离差，计算转炉氧枪的单位运动距离所对应的脉冲数，对转炉氧枪的枪位校准。
Description
技术领域
本发明属于转炉炼钢技术领域，具体涉及一种转炉炼钢氧枪装置的自动校准装置。
背景技术
转炉炼钢的氧气由水冷却的氧枪供给转炉熔池以进行冶炼操作。氧枪是转炉炼钢的核心设备之一，它的作用是最大限度地将氧气的压力转化为动能，获得超音速流股，由此向熔池供氧并搅拌熔池，以达到冶炼目的。
在转炉炼钢过程中，氧枪精确且快速的定位对整个冶炼过程起到重要作用，然而现有技术的氧枪定位精度还达不到期望的水平。
发明内容
本发明针对现有技术的缺点，提出了一种转炉氧枪编码器的自动校准装置，以提高氧枪定位精度。
根据本发明的一方面，提供一种转炉氧枪编码器的自动校准装置，所述自动校准装置包括：编码器，安装在用于驱动转炉氧枪行进的驱动单元的旋转轴上，每当驱动单元的旋转轴旋转预定角度，编码器输出一个脉冲；可编程逻辑控制器，连接到编码器，对编码器输出的脉冲进行计数；氧枪标尺，在氧枪标尺上设置有彼此隔开的第一校准位置和第二校准位置，其中，驱动单元驱动转炉氧枪沿氧枪标尺从第一校准位置朝向第二校准位置行进，在转炉氧枪经过第一校准位置的时刻，可编程逻辑控制器采集编码器输出的脉冲的计数作为起始脉冲数，在转炉氧枪经过第二校准位置的时刻，可编程逻辑控制器采集编码器输出的脉冲的计数作为结束脉冲数，可编程逻辑控制器根据结束脉冲数与起始脉冲数之间的差值以及第一校准位置和第二校准位置之间的距离差，计算转炉氧枪的单位运动距离所对应的脉冲数，以对转炉氧枪的枪位进行校准。
可编程逻辑控制器可将结束脉冲数与起始脉冲数之间的差值除以第一校准位置和第二校准位置之间的距离差，来计算转炉氧枪的单位运动距离所对应的脉冲数。
所述自动校准装置还可包括：第一光电传感器，设置在氧枪标尺的第一校准位置，在转炉氧枪经过第一校准位置的时刻，第一光电传感器输出第一开关信号，可编程逻辑控制器采集编码器输出的脉冲的计数作为起始脉冲数；第二光电传感器，设置在氧枪标尺的第二校准位置，在转炉氧枪经过第二校准位置的时刻，第二光电传感器输出第二开关信号，可编程逻辑控制器采集编码器输出的脉冲的计数作为结束脉冲数。
第一光电传感器可发射光，并接收被设置在与第一光电传感器相对地设置的第一反射单元反射的光；当转炉氧枪经过第一校准位置时，第一光电传感器发射的光被转炉氧枪阻挡而不能被第一反射单元反射，从而第一光电传感器输出第一开关信号。第二光电传感器可发射光，并接收被设置在与第二光电传感器相对地设置的第二反射单元反射的光；当转炉氧枪经过第二校准位置时，第二光电传感器发射的光被转炉氧枪阻挡而不能被第二反射单元反射，从而第二光电传感器输出第二开关信号。
可编程逻辑控制器可通过将转炉氧枪的期望运动距离除以计算出的单位运动距离所对应的脉冲数，来计算所述期望运动距离所对应的脉冲数，并且将计算出的所述期望运动距离所对应的脉冲数发送到编码器，以控制驱动单元驱动转炉氧枪行进所述期望运动距离。
根据本发明，转炉氧枪的校枪过程不占用生产时间，操作过程简单，枪位校准精度可控制在±2mm，实现了枪位高精度控制。
附图说明
通过结合附图，从下面的实施例的描述中，本发明这些和/或其它方面及优点将会变得清楚，并且更易于理解，其中：
图1是示出根据本发明的转炉氧枪编码器的自动校准装置的框图。
具体实施方式
以下参照附图来详细描述本发明的实施例。
图1是示出根据本发明的转炉氧枪编码器的自动校准装置的框图。
参照图1，转炉氧枪编码器的自动校准装置包括编码器1、可编程逻辑控制器(PLC)2和氧枪标尺3。
编码器1安装在用于驱动转炉氧枪4行进的驱动单元的旋转轴(未示出)上。每当驱动单元的旋转轴旋转预定角度，编码器1输出一个脉冲。编码器1可以是绝对值型总线式编码器。
PLC2连接到编码器1，对编码器1输出的脉冲进行计数。
氧枪标尺3具有预定精度的刻度(例如，最小刻度可以是mm)。在氧枪标尺3上设置有第一校准位置和第二校准位置。例如，氧枪标尺3可长10m，在4m处设置第一校准位置5，在8m处设置第二校准位置6。
驱动单元驱动转炉氧枪4沿氧枪标尺3从第一校准位置5朝向第二校准位置6行进，在转炉氧枪4经过第一校准位置5的时刻，PLC2采集编码器1输出的脉冲的计数作为起始脉冲数；在转炉氧枪4经过第二校准位置6的时刻，PLC2采集编码器1输出的脉冲的计数作为结束脉冲数。
PLC2根据结束脉冲数与起始脉冲数之间的差值以及第一校准位置5和第二校准位置6之间的距离差(所述距离差根据氧枪标尺3的刻度是已知的)，计算出转炉氧枪4的单位运动距离所对应的脉冲数。具体地，PLC2将结束脉冲数与起始脉冲数之间的差值除以第一校准位置5和第二校准位置6之间的距离差，计算出转炉氧枪4的单位运动距离所对应的脉冲数。由此，PLC2完成对转炉氧枪4的枪位校准循环。
优选地，转炉氧枪编码器的自动校准装置还可包括第一光电传感器(未示出)和第二光电传感器(未示出)。第一光电传感器和第二光电传感器分别安装在第一校准位置5和第二校准位置6。第一光电传感器检测转炉氧枪4是否经过第一校准位置5，第二光电传感器检测转炉氧枪4是否经过第二校准位置6。第一光电传感器和第二光电传感器可采用美国邦纳公司生产的高性能光电传感器(响应时间小于1ms，重复精度小于0.3ms)。
在转炉氧枪4经过第一校准位置5的时刻，第一光电传感器输出第一开关信号，PLC2采集编码器1输出的脉冲的计数作为起始脉冲数；在转炉氧枪4经过第二校准位置6的时刻，第二光电传感器输出第二开关信号，PLC2采集编码器1输出的脉冲的计数作为结束脉冲数。例如，第一光电传感器可发射光，并接收被设置在与第一光电传感器相对地设置的反射单元反射的光；当转炉氧枪4经过第一校准位置5时，第一光电传感器发射的光被转炉氧枪4阻挡而不能被反射单元反射，进而不能接收到反射单元反射的光，因此可输出第一开关信号。第二光电传感器也同样地操作。
在校准过程中，如果转炉氧枪4在第一校准位置5和第二校准位置6之间有来回运动，则PLC2可根据编码器1输出的脉冲的正向、反向关系予以剔除，不会影响校准精度。
在PLC2完成了对转炉氧枪4的枪位校准之后，可自动解除枪位校准指令，校枪过程不占用生产时间，操作过程简单，枪位校准精度可控制在±2mm，实现了枪位高精度控制。
在PLC2完成了对转炉氧枪4的枪位校准之后，PLC2可对转炉氧枪4的枪位进行精确控制。具体地，假设单位运动距离所对应的脉冲数为n，如果转炉氧枪4的期望运动距离为L，则PLC2可通过将期望运动距离除以单位运动距离所对应的脉冲数，来计算期望运动距离L所对应的脉冲数(即，L/n)，将计算出的期望运动距离L所对应的脉冲数L/n发送到编码器2，以控制驱动单元驱动转炉氧枪4行进与计算出的脉冲数L/n对应的距离(即，期望运动距离L)，从而实现转炉氧枪4的枪位的精确控制。
根据本发明，转炉氧枪的校枪过程不占用生产时间，操作过程简单，枪位校准精度可控制在±2mm，实现了枪位高精度控制。
虽然本发明是参照其示例性的实施例被具体描述和显示的，但是本领域的普通技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节的各种改变。
Claims (5)
1.一种转炉氧枪编码器的自动校准装置，其特征在于，所述自动校准装置包括：
编码器，安装在用于驱动转炉氧枪行进的驱动单元的旋转轴上，每当驱动单元的旋转轴旋转预定角度，编码器输出一个脉冲；
可编程逻辑控制器，连接到编码器，对编码器输出的脉冲进行计数；
氧枪标尺，在氧枪标尺上设置有彼此隔开的第一校准位置和第二校准位置，
其中，驱动单元驱动转炉氧枪沿氧枪标尺从第一校准位置朝向第二校准位置行进，在转炉氧枪经过第一校准位置的时刻，可编程逻辑控制器采集编码器输出的脉冲的计数作为起始脉冲数，在转炉氧枪经过第二校准位置的时刻，可编程逻辑控制器采集编码器输出的脉冲的计数作为结束脉冲数，
可编程逻辑控制器根据结束脉冲数与起始脉冲数之间的差值以及第一校准位置和第二校准位置之间的距离差，计算转炉氧枪的单位运动距离所对应的脉冲数，以对转炉氧枪的枪位进行校准。
2.根据权利要求1所述的自动校准装置，其特征在于，可编程逻辑控制器将结束脉冲数与起始脉冲数之间的差值除以第一校准位置和第二校准位置之间的距离差，来计算转炉氧枪的单位运动距离所对应的脉冲数。
3.根据权利要求1所述的自动校准装置，其特征在于，所述自动校准装置还包括：
第一光电传感器，设置在氧枪标尺的第一校准位置，在转炉氧枪经过第一校准位置的时刻，第一光电传感器输出第一开关信号，可编程逻辑控制器采集编码器输出的脉冲的计数作为起始脉冲数；
第二光电传感器，设置在氧枪标尺的第二校准位置，在转炉氧枪经过第二校准位置的时刻，第二光电传感器输出第二开关信号，可编程逻辑控制器采集编码器输出的脉冲的计数作为结束脉冲数。
4.根据权利要求3所述的自动校准装置，其特征在于，第一光电传感器发射光，并接收被设置在与第一光电传感器相对地设置的第一反射单元反射的光；当转炉氧枪经过第一校准位置时，第一光电传感器发射的光被转炉氧枪阻挡而不能被第一反射单元反射，从而第一光电传感器输出第一开关信号，
第二光电传感器发射光，并接收被设置在与第二光电传感器相对地设置的第二反射单元反射的光；当转炉氧枪经过第二校准位置时，第二光电传感器发射的光被转炉氧枪阻挡而不能被第二反射单元反射，从而第二光电传感器输出第二开关信号。
5.根据权利要求2所述的自动校准装置，其特征在于，可编程逻辑控制器通过将转炉氧枪的期望运动距离除以计算出的单位运动距离所对应的脉冲数，来计算所述期望运动距离所对应的脉冲数，并且将计算出的所述期望运动距离所对应的脉冲数发送到编码器，以控制驱动单元驱动转炉氧枪行进所述期望运动距离。
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