CN104511487A - 浪形钢板长度的检测方法 - Google Patents

Abstract

一种浪形钢板长度的检测方法，涉及在线剪切浪形钢板的测长方法，解决现有浪形钢板剪切精度不高的问题，包含：钢板切头后其最前端为切头后的端部M₀点，在切头剪出口处的激光测距仪进入分段检测程序；输送辊道运行，钢板向前行进；激光测距仪从M₀点开始按一固定的采样时间t逐次检测其到钢板M_i点的实时距离H_i；将检测所得数据传送给PLC进行处理，得到钢板从M₀点到分段剪切M_n点的分段实际长度值L；将L与预设的分段目标长度值L0进行相减运算；当相减的值为0或最趋近于0时输送辊道停止运行；切头剪动作，对钢板进行剪切，剪切下的这段钢板为从M₀点到M_n点的分段实际投影长度值X。本方法提高了浪形钢板钢板剪切长度的精度，提高了产品成材率。

Description

浪形钢板长度的检测方法

技术领域

本发明涉及在线剪切浪形钢板的测长方法，尤其是指一种浪形钢板长度的检测方法。

背景技术

随着现代工业的发展，用户对厚板带钢的产品质量提出了越来越高的要求，而厚板带钢板形的好坏对下游工序影响很大，直接影响产品质量。

钢板平直度是指板带材表观的平坦程度，是带钢中心点纤维长度与其它点纤维长度的相对延伸差。带钢产生平直度缺陷的内在原因是带钢沿宽度方向各纤维的延伸存在差异，导致产生这种纤维延伸差异的根本原因，是由于轧制过程中带钢通过轧机辊缝时，沿宽度方向各点的压下率不均所致。当这种纤维的不均匀延伸积累到一定程度，超过了某一临界值，就会产生表观可见的浪形。

钢板在分段剪切和定尺剪切是采用接触式的测长辊和定尺机来实现的，有些是用激光测长仪，精度会很高，但定尺机和激光测长仪有一共同的缺陷，就是所测量的钢板长度均为投影长度。而浪形钢板的弧长将比投影长度要长，剪切后钢板再经过矫直其实际长度就变长了，影响到钢板切头后的分段精度及最终产品的成材率，同时也造成了不必要的浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种浪形钢板长度的检测方法，能够克服浪形钢板分段剪切和定尺剪切只能检测投影长度的缺陷，。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种浪形钢板长度的检测方法，其包含以下步骤：

S1，钢板切头结束后进入钢板分段剪切程序，钢板的最前端为钢板切头后的端部M₀点，此时安装在切头剪的出口处，并处于行进中的钢板正上方的激光测距仪进入分段检测程序；

S2，输送辊道开始运行，钢板随输送辊道的转动开始向前行进；

S3，上述步骤S2开始的同时，激光测距仪开始对钢板分段检测：激光测距仪从M₀点开始按一固定的采样间隔时间t逐次检测激光测距仪到钢板M_i点的实时距离H_i，其中i为1至n的自然数；

S4，激光测距仪将检测所得数据传送给可编程控制器PLC，由PLC进行数据处理，得到钢板从M₀点到需要分段剪切的M_n点的分段实际长度值L；

S5，钢板从M₀点到M_n点分段的实际长度值L与PLC内预设的分段目标长度值L0进行相减运算；

S6，判别L与L0相减的值是否为0或最趋近于0；如果相减的值没有为0或最趋近于0，流程回到上述步骤S5；

S7，如果步骤S6中L与L0相减的值已为0或最趋近于0，此时对应的钢板分段的实际投影长度值X为Xn值，输送辊道停止运行，钢板停止行进；

S10，PLC控制切头剪动作，对钢板进行剪切，剪切下的这段钢板为从M₀点到M_n点的分段实际投影长度值X，分段剪切流程结束；分段剪切完成后输送辊道又开始启动，这时激光测距仪进入下一个分段检测程序，如此反复循环，直至分段剪切完成。

所述激光测距仪与切头剪的下剪刃在同一个平面上。

所述步骤S4中，钢板从M₀点到需要分段剪切的M_n点的分段实际长度值L的计算过程如下：

S41，绘制激光测距仪从M₀点到M_i点所检测的各实时距离H_i随时间变化的曲线；

S42，计算出钢板各M_i点的投影长度值X_i；

S43，计算出钢板从M₀点到所剪切的M_n点的分段实际长度值L。

所述步骤S43中计算L的详细过程为：

当折线段的最大长度λ趋近于0时，折线的长度趋向于一个确定的极限，此极限即为曲线弧M₀点到M_n点的弧长，该弧长为钢板从M₀点到M_n点分段的实际长度值L，其计算公式：

$L=\underset{\mathrm{\λ}\→0}{\lim }\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\left|M_{i-1}{M}_i\right|$

其中： $\left|M_{i-1}{M}_i\right|=\sqrt{{(H_i-H_{i-1})}^2+{(X_i-X_{i-1})}^2}$

式中，M_i-1、M_i为激光测距仪在钢板上进行测距的两个相邻点；|M_i-1M_i|为M_i-1、M_i两个相邻点折线段的长度；H_i-1、H_i为激光测距仪分别在钢板的M_i-1、M_i点测得的激光测距仪与该两点的距离值；X_i-1、X_i分别为钢板从M₀点到M_i-1及M_i点的投影长度值。

所述步骤S6中，L与L0相减的值最趋近于0是指，当相减的值为负数时，则前一个相减的值为最趋近于0的数值。

所述步骤S7-步骤S8之间还包含：

S8，记录此时的采样次数n的值；

S9，计算出钢板从M₀点到M_n点的分段实际投影长度值X，X=V/n*t，其中，V为钢板的运行速度V，t为采样间隔时间，当X＞Xn时，需人工反转辊道，使钢板剪切位置定位到实际投影长度X，钢板分段的实际投影长度值X就是钢板分段剪切的长度。

本发明的有益效果：

本发明的方法利用激光测距仪检测出钢板的浪形有关数据，并将数据传送给控制器对钢板浪形的曲线进行计算，计算出曲线长度对应的投影长度值，然后控制器控制切头剪对钢板进行剪切。本方法进一步提高了钢板剪切长度的精度，提高了产品成材率。本方法同时还能检测出整张钢板的浪形最高位和最低位的差值，也就是钢板的平直度情况，根据平直度情况可以反映轧机设备的状况。

为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细说明。

附图说明

图1为本发明对浪形钢板长度检测的原理示意图；

图2为本发明对浪形钢板长度检测时进行计算的原理示意图；

图3为本发明浪形钢板长度检测方法的流程图。

具体实施方式

下面结合实施例的附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。

参见图1，本发明的方法通过在切头剪1（包含上剪刃11及下剪刃12）的出口处，并处于行进中的钢板正上方安装1个或多个（根据不同的要求）激光测距仪来检测钢板3的浪形，激光测距仪2的原理是通过激光器产生的激光束打在物体（本发明是指向F方向行进的钢板3）的表面再反射回来，记录下此时激光的运行距离就测量出了激光测距仪到物体表面的距离。激光测距仪2安装在与切头剪1的下剪刃12同一个平面上，激光测距仪2通过不断检测（按一定的时间进行检测）其到钢板3的各位置点M_i的距离H_i，并把检测到的数据传送给控制器进行计算，控制器把H_i随时间变化的曲线绘制出来，就能得到钢板3的浪形情况，并通过数据处理，计算出钢板的实际长度值L，图1中的X为钢板实际长度值L的投影长度值。

其计算原理如图2所示，图中分别示出了激光测距仪平面，钢板浪形曲面以及检测时的基准面。本实施例是测量钢板的A（M₀）点到B（M_n）点的弧长（钢板需分段剪切的长度），当折线段的最大长度λ趋近于0时，折线的长度趋向于一个确定的极限，此极限即为曲线弧AB的弧长L。

$L=\underset{\mathrm{\λ}\→0}{\lim }\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\left|M_{i-1}{M}_i\right|$

$\left|M_{i-1}{M}_i\right|=\sqrt{{(H_i-H_{i-1})}^2+{(X_i-X_{i-1})}^2}$

式中，|M_i-1M_i|为折线段的长度；M_i-1、M_i为激光测距仪在钢板上进行测距的两个相邻点；H_i-1、H_i为激光测距仪分别在钢板的M_i-1、M_i点测得的激光测距仪与该两点的距离值；X_i-1、X_i分别为钢板的M_i-1、M_i点对应的横坐标值（分别相当钢板从M₀点到M_i-1及M_i点的投影长度值）。

激光测距仪的检测频率和钢板的运行速度为定值，通过采集到的各H_i值和计算出的钢板的投影长度值各X_i值，可以计算出钢板实际长度值L，用控制器内预设的分段目标长度值L0不断地与实际长度L相比较，当它们的差值趋近于0时，记录下此时的采样次数n值，t为采样间隔时间，则实际钢板分段的投影长度值X=v/（n*t），其中v为钢板运行速度。将该X值传送给PLC，实际钢板分段的投影长度值X就是钢板分段剪切时的实际投影长度，这个值应该是小于或等于工艺要求的分段目标长度值L0，剪切好后经过冷矫直机将钢板矫正后，这时再测量钢板长度L，就是工艺要求的分段目标长度值L0（是用户要求的长度）。

下面详细说明本发明浪形钢板长度检测方法的流程，其包含以下步骤：

S1，钢板切头结束后进入钢板分段剪切程序，此时钢板的最前端为钢板切头后的端部A（M₀）点，此时安装在切头剪的出口处，并处于行进中的钢板正上方的激光测距仪进入分段检测程序，该激光测距仪与切头剪的下剪刃在同一个平面上；

S2，输送辊道开始运行，钢板随输送辊道的转动开始向前行进；

S3，上述步骤S2开始的同时，激光测距仪开始对钢板分段检测：激光测距仪从A（M₀）点开始按一固定的采样间隔时间t逐次检测激光测距仪到钢板M_i点的实时距离H_i（i为1至n的自然数）；

S4，激光测距仪将检测所得数据传送给可编程控制器PLC，由PLC进行数据处理，得到钢板从A（M₀）点到需要分段的剪切点B（M_n）点的分段实际长度值L，具体计算过程：

S41，绘制激光测距仪从A（M₀）点到M_i点所检测的各实时距离H_i随时间变化的曲线；

S42，计算出钢板各M_i点的投影长度值X_i；

S43，计算钢板从A（M₀）点到所剪切B（M_n）点的分段实际长度值L：

当折线段的最大长度λ趋近于0时，折线的长度趋向于一个确定的极限，此极限即为曲线弧AB的弧长，曲线弧AB的弧长为钢板从A（M₀）点到B（M_n）点分段的实际长度值L，其计算公式：

$L=\underset{\mathrm{\λ}\→0}{\lim }\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\left|M_{i-1}{M}_i\right|$

其中： $\left|M_{i-1}{M}_i\right|=\sqrt{{(H_i-H_{i-1})}^2+{(X_i-X_{i-1})}^2}$

式中，M_i-1、M_i为激光测距仪在钢板上进行测距的两个相邻点；|M_i-1M_i|为M_i-1、M_i两个相邻点折线段的长度；H_i-1、H_i为激光测距仪分别在钢板的M_i-1、M_i点测得的激光测距仪与该两点的距离值；X_i-1、X_i分别为钢板从M₀点到M_i-1及M_i点的投影长度值；

S5，钢板从A（M₀）点到B（M_n）点分段的实际长度值L与PLC内预设的分段目标长度值L0进行相减运算；

S6，判别L与L0相减的值是否为0或最趋近于0，所述趋近于0是指，当相减的值为负数时，则前一个相减的值为最趋近于0的数值；如果相减的值没有为0或最趋近于0，流程回到上述步骤S5；

S7，如果步骤S6中L与L0相减的值已为0或最趋近于0，此时对应的钢板分段的实际投影长度值X为Xn值，输送辊道停止运行，钢板停止行进；

S8，记录此时的采样次数n的值；

S9，计算出钢板从A（M₀）点到B（M_n）点分段的实际投影长度值X，X=V/n*t，其中，V为钢板的运行速度V(V　2米/秒），t（t为0.01秒-0.5秒）为采样间隔时间，由于输送辊道停止转动时的惯性作用会使钢板继续往前走一点，有可能S7中测得的钢板分段的投影长度值Xn值比分段的实际投影长度值X要长一点，即X＞Xn时需人工反转辊道，使钢板剪切位置精确定位到实际投影长度X，钢板分段的实际投影长度值X就是钢板分段剪切的长度；

S10，PLC控制切头剪动作，对钢板进行剪切，剪切下的这段钢板为才A（M₀）点到B（M_n）点的分段实际投影长度值X，伸直后的实际长度值为L，分段剪切流程结束；分段剪切完成后输送辊道又开始启动，这时激光测距仪进入下一个分段检测程序，如此反复循环，直至分段剪切完成。

本方法同时还能检测出整张钢板的浪形最高位和最低位的差值，也就是钢板的平直度情况。

上述步骤S6中L值与控制器里的分段目标长度值L0一直在进行相减比较，在上述步骤S7中判别得到二者的差值为0或最趋近于0时，输送辊道停止运行，钢板停止行进，切头剪会自动剪切，则进入上述步骤S10。但由于输送辊道停止转动时的惯性作用会使钢板继续往前走一点，有可能S7中测得的钢板分段的投影长度值Xn值比分段的实际投影长度值X要长一点，为此，流程中增加了步骤S8-S9，使L值与L0值相减为0或最趋近于0值时，人工反转辊道，使钢板剪切位置精确定位到实际投影长度X，然后进行剪切。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明的目的，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求的范围内。

Claims (6)

1.一种浪形钢板长度的检测方法，其特征在于包含以下步骤：

S1，钢板切头结束后进入钢板分段剪切程序，钢板的最前端为钢板切头后的端部M₀点，此时安装在切头剪的出口处，并处于行进中的钢板正上方的激光测距仪进入分段检测程序；

S2，输送辊道开始运行，钢板随输送辊道的转动开始向前行进；

S3，上述步骤S2开始的同时，激光测距仪开始对钢板分段检测：激光测距仪从M₀点开始按一固定的采样间隔时间t逐次检测激光测距仪到钢板M_i点的实时距离H_i，其中i为1至n的自然数；

S4，激光测距仪将检测所得数据传送给可编程控制器PLC，由PLC进行数据处理，得到钢板从M₀点到需要分段剪切的M_n点的分段实际长度值L；

S5，钢板从M₀点到M_n点分段的实际长度值L与PLC内预设的分段目标长度值L0进行相减运算；

S6，判别L与L0相减的值是否为0或最趋近于0；如果相减的值没有为0或最趋近于0，流程回到上述步骤S5；

S7，如果步骤S6中L与L0相减的值已为0或最趋近于0，此时对应的钢板分段的实际投影长度值X为Xn值，输送辊道停止运行，钢板停止行进；

S10，PLC控制切头剪动作，对钢板进行剪切，剪切下的这段钢板为从M₀点到M_n点的分段实际投影长度值X，分段剪切流程结束；分段剪切完成后输送辊道又开始启动，这时激光测距仪进入下一个分段检测程序，如此反复循环，直至分段剪切完成。

2.如权利要求1所述的浪形钢板长度的检测方法，其特征在于：

所述激光测距仪与切头剪的下剪刃在同一个平面上。

3.如权利要求1所述的浪形钢板长度的检测方法，其特征在于：

所述步骤S4中，钢板从M₀点到需要分段剪切的M_n点的分段实际长度值L的计算过程如下：

S41，绘制激光测距仪从M₀点到M_i点所检测的各实时距离H_i随时间变化的曲线；

S42，计算出钢板各M_i点的投影长度值X_i；

S43，计算出钢板从M₀点到所剪切的M_n点的分段实际长度值L。

4.如权利要求3所述的浪形钢板长度的检测方法，其特征在于：

所述步骤S43中计算L的详细过程为：

当折线段的最大长度λ趋近于0时，折线的长度趋向于一个确定的极限，此极限即为曲线弧M₀点到M_n点的弧长，该弧长为钢板从M₀点到M_n点分段的实际长度值L，其计算公式：

$L=\underset{\mathrm{\λ}\→0}{\lim }\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\left|M_{i-1}{M}_i\right|$

其中： $\left|M_{i-1}{M}_i\right|=\sqrt{{(H_i-H_{i-1})}^2+{(X_i-X_{i-1})}^2}$

式中，M_i-1、M_i为激光测距仪在钢板上进行测距的两个相邻点；|M_i-1M_i|为M_i-1、M_i两个相邻点折线段的长度；H_i-1、H_i为激光测距仪分别在钢板的M_i-1、M_i点测得的激光测距仪与该两点的距离值；X_i-1、X_i分别为钢板从M₀点到M_i-1及M_i点的投影长度值。

5.如权利要求1所述的浪形钢板长度的检测方法，其特征在于：

所述步骤S6中，L与L0相减的值最趋近于0是指，当相减的值为负数时，则前一个相减的值为最趋近于0的数值。

6.如权利要求1所述的浪形钢板长度的检测方法，其特征在于：

所述步骤S7-步骤S8之间还包含：

S8，记录此时的采样次数n的值；

S9，计算出钢板从M₀点到M_n点的分段实际投影长度值X，X=V/n*t，其中，V为钢板的运行速度V，t为采样间隔时间，当X＞Xn时，需人工反转辊道，使钢板剪切位置定位到实际投影长度X，钢板分段的实际投影长度值X就是钢板分段剪切的长度。