CN103611736B - 热轧带钢镰刀弯的快速测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种热轧带钢镰刀弯值的快速测量方法。在该方法中，将精轧机组后多功能测量仪测量得到的带钢中心线偏移量、带钢宽度值，以及控制系统中记录的带钢头部位置作为输入量，采用VBA语言开发出镰刀弯测量程序，界面以EXCEL表格形式实现，带钢的待测长度、镰刀弯的计算步长与计算基准长度均可根据需要设定。本方法不影响正常生产，结果准确可靠，可以提供热轧带钢镰刀弯控制模型所需要的实际测量值。

Description

热轧带钢镰刀弯的快速测量方法

技术领域

本发明涉及热轧带钢反馈控制模型领域，特别涉及一种用于热轧带钢镰刀弯的快速测量方法。

背景技术

众所周知，镰刀弯是热轧带钢板形问题的一个主要指标，镰刀弯过大时会对轧制过程的稳定性产生极大的危害：轻则造成带钢边部切损过大、长度缩短，降低成材率；重则出现快停、刮框，造成轧废或损害设备等影响生产计划。

而国内外对于镰刀弯直接测量设备开发较少，因此各工厂目前主要进行人工测量，这种方法的操作过程费时费力，并且会影响轧制计划和生产效率。同时即使进行了测量，也主要针对一些废钢和头尾剪切料，导致数据量少且不全面。

当前还发明了一种通过多个CCD摄像机拍摄带钢的实际平面图像计算出镰刀弯的方法。该方法无需停产、理论上计算的精确度高，但实际应用中由于现场环境恶劣（高温且水雾大）不易得到清晰的图像，加之后期需要繁琐的图像拼接和处理过程，所以并未得到推广。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种无需人工进行测量、环境限制小并且可以快速测量、结果准确可靠的热轧带钢镰刀弯测量方法。

为了解决以上技术问题，本发明提供热轧带钢镰刀弯的快速测量方法，其中，包括：

a.数据采集模块采集所述带钢在其长度方向的中心线偏移量、带钢宽度值和带钢头部位置；

b.参数设定模块根据界面输入设定长度起始位置、长度结束位置、计算步长和计算基准长度；

c.计算模块根据数据采集模块采集的数据以及参数设定模块设定的参数进行镰刀弯计算。

优选的，计算模块根据数据采集模块采集的数据以及参数设定模块设定的参数进行镰刀弯计算，包括以下步骤：

c1.计算模块计算出待研究的带钢段参数值；

c2.计算模块计算出待研究的带钢段镰刀弯数据。

优选的，所述带钢段参数值，包括带钢长度值、带钢工作侧宽度值以及带钢传动侧宽度值。

优选的，所述计算模块计算待研究带钢段参数值，包括以下步骤：

c11.数据采集模块将所得的中心线偏移量以及带钢宽度值进行筛查，并按照所述带钢头部位置的递增顺序进行重新排列，得出带钢工作侧宽度值以及带钢传动侧宽度值；

c12.计算模块根据参数设定模块的长度起始位置、计算步长和计算基准长度得到每个计算段的起始端点；

c13.计算模块根据参数设定模块的长度结束位置、计算步长和计算基准长度得到每个计算段的终止端点；

c14.计算模块根据带钢头部位置、起始端点和终止端点，计算出待研究带钢段的带钢长度值；

优选的，所述计算模块计算出待研究的带钢段镰刀弯数据，包括以下步骤：

c21.以带钢长度值为横坐标、带钢宽度值为纵坐标、带钢头部位置预定中心点为坐标原点，在带钢上建立一个二维坐标系；

c22.计算模块根据待研究带钢段的起始端点和终止端点的坐标计算出两端点之间直线方向向量，并计算待研究带钢段的侧边缘点到直线距离得出待研究带钢段的镰刀弯数据。

优选的，所述待研究带钢段的侧边缘点包括：

传动侧边缘点=带钢宽度/2+中心线偏移量；

工作侧边缘点=-带钢宽度/2+中心线偏移量。

优选的，使用多功能测量仪测量所述带钢在其长度方向的中心线偏移量、带钢宽度值和带钢头部位置，并将所述测量数据传输给镰刀弯的快速测量仪器的数据采集模块。

优选的，对设定的长度起始位置、长度结束位置、计算步长和计算基准长度进行多次重新设定。

将位于轧机组后方的多功能测量仪测量得到的带钢中心线偏移量、带钢宽度值，以及控制系统中记录的带钢头部位置作为输入量；并且设置好测量带钢段的长度起始位置、长度结束位置、计算步长和计算基准长度；据此利用设好的程序进行计算得出所所需的镰刀弯值，不影响正常生产，结果准确可靠，可以提供热轧带钢镰刀弯反馈控制模型所需要的实际测量值。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明：

图1是本发明的热轧件镰刀弯快速测量方法实施例中的镰刀弯值测量界面；

图2是本发明的热轧件镰刀弯快速测量方法实施例中的镰刀弯值测量流程；

图3是本发明的热轧件镰刀弯快速测量方法实施例中的镰刀弯值计算示意图；

图4是本发明的热轧件镰刀弯快速测量方法实施例中的某带钢镰刀弯值的实际测量结果；

图5是本发明的热轧件镰刀弯快速测量方法实施例中的某带钢的中心线偏移量数据；

图6是本发明的热轧件镰刀弯快速测量方法实施例中的某带钢的宽度数据；

图7是本发明的热轧件镰刀弯快速测量方法实施例中的某带钢的头部位置数据；

图8是本发明的热轧件镰刀弯快速测量方法实施例中的某带钢镰刀弯值的计算结果；

图9是本发明的热轧件镰刀弯快速测量方法实施例中的计算与实验的误差值。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，使本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

如图1所示，本发明提供热轧带钢镰刀弯的快速测量方法，该方法通过以VBA语言开发，测量界面为EXCEL表格形式实现的镰刀弯测量仪实现自动化检测，所述测量界面包括：输入数据，设定参数、计算结果-待研究带钢段、以及计算结果-镰刀弯数据。使用多功能测量仪测量所述带钢在其长度方向的中心线偏移量、带钢宽度值、带钢头部位置。根据实际测量需要可对设定的长度起始位置、长度结束位置、计算步长和计算基准长度进行调节。

将位于轧机组后方的多功能测量仪测量得到的带钢中心线偏移量、带钢宽度值，以及控制系统中记录的带钢头部位置作为输入量；并且设置好测量带钢段的长度起始位置、长度结束位置、计算步长和计算基准长度；据此利用设好的程序进行计算得出所所需的镰刀弯值，不影响正常生产，结果准确可靠，可以提供热轧带钢镰刀弯反馈控制模型所需要的实际测量值。

如图2所示，在本实施例中，热轧带钢镰刀弯的快速测量方法包含以下步骤：

S000采集数据，采集模块采集所述带钢在其长度方向的中心线偏移量、带钢宽度值、带钢头部位置；

S001参数设定，参数设定模块根据界面输入的参数设定长度起始位置、长度结束位置、计算步长和计算基准长度；

S002对测量所得的中心线偏移量以及带钢宽度值进行筛查，并按照所述带钢头部位置的递增顺序进行重新排列；

S003根据带钢头部位置、参数设定的计算步长和计算基准长度得到每个计算段的起始端点；

S004根据带钢头部位置、参数设定的计算步长和计算基准长度得到每个计算段的终止端点；

S005根据起始端点以及终止端点确定待研究带钢段；

S006根据“带钢头部位置”计算出带钢长度值，并将带钢长度值作为带钢长度两边缘各点的横坐标；

S007计算带钢长度两侧边缘各点的宽度值为纵坐标；

S008以带钢长度值为横坐标、宽度值为纵坐标、带钢头部预定中心点为坐标原点，在带钢上建立一个二维坐标系；

S009根据待研究带钢单的两个端点的坐标，计算其直线方向向量，计算待研究带钢段的侧边缘点到直线距离得出待研究带钢段的镰刀弯数据。

在本实施例中，S001步骤中，设定的长度起始位置为L_start、长度结束位置为L_end、计算步长为Δ_step和计算基准长度分别定为Δ_length，根据设定的长度起始位置为L_start、长度结束位置为L_end确定了待研究的带钢段。而此时，S003步骤中，根据参数设定的计算步长和计算基准长度得到每个计算段的起始端点，L_start为第一个计算段的起始端点，L_start+Δ_step为第二个计算段的起始端点，L_start+2Δ_step为第三个，以此类推。S004步骤中，根据参数设定的计算步长和计算基准长度得到每个计算段的终止端点；L_start+Δ_length为第一个计算段的终止端点，L_start+Δ_step+Δ_length为第二个计算段的终止端点，L_start+2Δ_step+Δ_length为第三个，以此类推。

在本实施例中，步骤S006中，根据“带钢头部位置”计算出带钢长度值：将所有带钢头部位置数据减去其第一个数据后的值即为所求值。

步骤S007中，计算带钢长度两侧边缘各点的纵坐标，计算公式如（1）、（2）。

传动侧边缘点=带钢宽度/2+中心线偏移量（1）

工作侧边缘点=-带钢宽度/2+中心线偏移量（2）

步骤S009根据待研究带钢单的两个端点的坐标，计算其直线方向向量，计算待研究带钢段的侧边缘点到直线距离得出待研究带钢段的镰刀弯数据。如图3所示：

设待研究带钢段的两个端点的坐标为P₁(a₁,b₁)和P₂(a₂,b₂)，则：

A.直线的方向向量为：

B.在(a₁,a₂)区间内，传动侧边缘（或者工作侧边缘）的某一点P(x,y)与P₁(a₁,b₁)形成的直线的方向向量为：

C.点P(x,y)到直线的距离d为：

其中，θ是直线与直线的夹角

D.计算(a₁,a₂)中所有点的d值，max(d)即为该段的镰刀弯值。

以牌号为SPHC，规格为5.5×1275mm的某卷带钢的镰刀弯数据为例进行计算和测量。

1.对该带钢头部4～14m内的传动侧位置的镰刀弯进行测量。镰刀弯的基准长度为5m，每隔1m测量一次镰刀弯值。测量结果见图4。

2.选取相同范围的带钢段进行计算。原始数据见图5、图6、图7。参数设定：计算精度——1m；计算基准长度——5m。计算结果见图8。

3.对比计算与测量结果：

1）二者镰刀弯值均呈现先增大后减小的趋势，最高值均出现在10～14m段；

2）二者的镰刀弯最小值均为1mm；最大值相差2mm。各点的误差值见表1。

在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是以上描述仅是本发明的较佳实施例而已，本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.热轧带钢镰刀弯的快速测量方法，其特征在于，包括：

a.数据采集模块采集所述带钢在其长度方向的中心线偏移量、带钢宽度值和带钢头部位置；

b.参数设定模块根据界面输入设定长度起始位置、长度结束位置、计算步长和计算基准长度；

c.计算模块根据数据采集模块采集的数据以及参数设定模块设定的参数进行镰刀弯计算；

计算模块根据数据采集模块采集的数据以及参数设定模块设定的参数进行镰刀弯计算，包括以下步骤：

c1.计算模块计算出待研究的带钢段参数值；

c2.计算模块计算出待研究的带钢段镰刀弯数据；

所述带钢段参数值，包括带钢长度值、带钢工作侧宽度值以及带钢传动侧宽度值。

2.根据权利要求1所述的热轧带钢镰刀弯的快速测量方法，其特征在于，所述计算模块计算待研究带钢段参数值，包括以下步骤：

c11.数据采集模块将所得的中心线偏移量以及带钢宽度值进行筛查，并按照所述带钢头部位置的递增顺序进行重新排列，得出带钢工作侧宽度值以及带钢传动侧宽度值；

c12.计算模块根据参数设定模块的长度起始位置、计算步长和计算基准长度得到每个计算段的起始端点；

c13.计算模块根据参数设定模块的长度结束位置、计算步长和计算基准长度得到每个计算段的终止端点；

c14.计算模块根据带钢头部位置、起始端点和终止端点，计算出待研究带钢段的带钢长度值。

3.根据权利要求2所述的热轧带钢镰刀弯的快速测量方法，其特征在于，所述计算模块计算出待研究的带钢段镰刀弯数据，包括以下步骤：

c21.以带钢长度值为横坐标、带钢宽度值为纵坐标、带钢头部位置预定中心点为坐标原点，在带钢上建立一个二维坐标系；

c22.计算模块根据待研究带钢段的起始端点和终止端点的坐标计算出两端点之间直线方向向量，并计算待研究带钢段的侧边缘点到直线距离得出待研究带钢段的镰刀弯数据。

4.根据权利要求3所述的热轧带钢镰刀弯的快速测量方法，其特征在于，所述待研究带钢段的侧边缘点包括：

传动侧边缘点＝带钢宽度/2+中心线偏移量；

工作侧边缘点＝-带钢宽度/2+中心线偏移量。

5.根据权利要求1所述的热轧带钢镰刀弯的快速测量方法，其特征在于，使用多功能测量仪测量所述带钢在其长度方向的中心线偏移量、带钢宽度值和带钢头部位置，并将所述测量数据传输给镰刀弯的快速测量仪器的数据采集模块。

6.根据权利要求1所述的热轧带钢镰刀弯的快速测量方法，其特征在于，对设定的长度起始位置、长度结束位置、计算步长和计算基准长度进行多次重新设定。