CN105290120A - 一种轧机辊缝的自动控制方法、装置及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轧机辊缝的自动控制方法，包括：在轧制前，控制器获取预设与带钢板设计几何尺寸相关的参数，根据所述预设参数，将第一上辊和第一下辊间的辊缝调整至预设宽度；控制器根据第一下辊两侧的水平移动控制端的反馈，调整第一上辊两侧的下压控制端对第一下辊的下压力，且将所述辊缝调整至当前轧制宽度；控制器根据所述当前轧制宽度，调整第二上辊和第二下辊内的轧制力的均匀性等步骤。由以上技术方案可见，本发明提供的轧机辊缝的自动控制方法，通过对现有轧制过程的改进，通过轧辊组进行联动调整，实现了带钢板的高精度轧制。本发明还提供了一种轧机辊缝的自动控制系统和装置，用于实现上述方法，解决了带钢板轧制精度较差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及本发明涉及带钢板轧制技术领域，特别是涉及一种轧机辊缝的自动控制方法、系统及其装置。
背景技术
轧机是生产带钢板一种成型设备。轧机辊缝的控制直接影响到带钢板的几何尺寸和轧制精度，因此要想获得精度较高的带钢板，轧制过程中不断调整轧机辊缝是很有必要的。现有技术中，对于轧机辊缝的控制一般是通过PLC等控制器根据轧辊的下压力对辊缝进行直接调整，调整后的轧制参数在整个轧制过程中直到出料均为恒定的。等到出料后，再对轧制的带钢板的几何尺寸进行测试，往往精度较低。此时，再根据已经轧制完成的带钢板的尺寸对轧机辊缝进行反馈调整。上述的现有调整方式，对于一些精度要求较高的带钢板而言，即使经过反复调整，精度也很难达到要求。
综上可见，如何提供一种解决轧机辊缝的自动反馈及控制，从而得到精度较高的带钢板的方案是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供了一种轧机辊缝的自动控制方法、系统及其装置，以解决现有技术中的轧机辊缝自动控制下，得到的带钢板精度较差的问题。
为了解决上述技术问题，本发明公开了如下技术方案：
一种轧机辊缝的自动控制方法，包括以下步骤：
在轧制开始前，控制器获取预设参数，所述预设参数为与带钢板设计几何尺寸相关的参数；
根据所述预设参数，将第一上辊和第一下辊间的辊缝调整至预设宽度；
控制器根据第一下辊两侧的水平移动控制端的反馈，调整第一上辊两侧的下压控制端对所述第一下辊的下压力，且将所述辊缝调整至当前轧制宽度；
控制器根据所述当前轧制宽度，调整第二上辊和第二下辊内的轧制力的均匀性。
优选的，在上述轧机辊缝的自动控制方法中，在所述控制器根据所述当前轧制宽度，调整第二上辊和第二下辊内的轧制力的均匀性之前还包括以下步骤：
实时检测当前轧制完成后带钢板的均匀度和弯曲度；
判断所述均匀度和弯曲度是否符合设计要求，如果是，则继续轧制；如果否，则调整第三上辊和第三下辊沿轴向方向与带钢板的前进方向之间的接触角度。
优选的，在上述轧机辊缝的自动控制方法中，在所述控制器根据所述当前轧制宽度，调整第二上辊和第二下辊内的轧制力的均匀性之前还包括：
实时检测所述第一上辊与第二上辊之间的带钢板的温度；
根据所述温度，对所述当前轧制宽度进行调整。
优选的，在上述轧机辊缝的自动控制方法中，在所述控制器根据所述当前轧制宽度，调整第二上辊和第二下辊内的轧制力的均匀性之后还包括：
实时检测所述第二上辊和第三上辊之间的带钢板的温度；
根据所述温度，对所述均匀性进行调整。
优选的，在上述轧机辊缝的自动控制方法中，在所述实时检测当前轧制完成后带钢板的均匀度和弯曲度之后，还包括：
实时检测当前轧制完成后的带钢板的温度；
根据所述温度，对所述接触角度进行调整。
另外，本发明还提供了一种轧机辊缝的自动控制装置，用于实现上述的自动控制方法所述系统包括：
预设参数获取模块，用于在轧制开始前，控制器获取预设参数，所述预设参数为与欲轧制带钢板设计尺寸相关的参数；
辊缝宽度预设模块：用于根据所述预设参数，将第一上辊和第一下辊间的辊缝调整至预设宽度；
第一辊缝宽度调整模块：用于控制器根据第一下辊两侧的水平移动控制端的反馈，调整第一上辊两侧的下压控制端对所述第一下辊的下压力，且将所述辊缝调整至当前轧制宽度；
第一轧制力调整模块：用于控制器根据所述当前轧制宽度，调整第二上辊和第二下辊内的轧制力的均匀性。
优选的，在上述的轧机辊缝的自动控制装置包括：
均匀度和弯曲度检测模块：用于实时检测当前轧制完成后带钢板的均匀度和弯曲度；
判断模块：用于判断所述均匀度和弯曲度是否符合设计要求；
第一接触角度调整模块：用于当判断结果为否时，调整第三上辊和第三下辊沿轴向方向与带钢板的前进方向之间的接触角度。
优选的，在上述的轧机辊缝的自动控制装置包括：
第一温度检测模块：用于实时检测所述第一上辊与第二上辊之间的带钢板的温度；
第二辊缝宽度调整模块：用于根据所述温度，对所述当前轧制宽度进行调整。
优选的，在上述的轧机辊缝的自动控制装置包括：
第二温度检测模块：用于实时检测所述第二上辊和第三上辊之间的带钢板的温度；
第二轧制力调整模块：用于根据所述温度，对所述均匀性进行调整。
优选的，在上述的轧机辊缝的自动控制装置包括：
第三温度检测模块：用于实时检测当前轧制完成后的带钢板的而温度；
第二接触角度调整模块：用于根据所述温度，对所述接触角度进行调整。
另外，本发明还提供了一种轧机辊缝的自动控制系统，用于实现上述自动控制方法和自动控制系统，包括第一轧辊组和第二轧辊组，所述第一轧辊组包括上下对称设置的第一上辊和第一下辊，所述第二轧辊组包括上下对称设置的第二上辊和第二下辊，其特征在于:所述轧机辊缝的自动控制系统还包括控制器；
所述第一上辊和第一下辊平行设置，所述第一上辊的轴向两端均设置有下压控制端；所述第一下辊的轴向两端均设置有水平移动控制端；所述下压控制端和水平移动控制端与控制器电连接；
所述第二上辊和第二下辊平行设置，所述第二上辊和第二下辊内均设置有液压膨胀机构，所述第二上辊和第二下辊的两端均设置有轴向压力控制机构，所述液压膨胀机构和轴向压力控制机构与控制器电连接。
优选的，在上述的轧机辊缝的自动控制系统中，还包括第三轧辊组，所述第三轧辊组包括上下对称设置的第三上辊和第三下辊，所述第三上辊和第三下辊交叉设置，所述第三上辊和第三下辊的两端均设置有旋转控制端，旋转控制端与控制器电连接。
优选的，在上述的轧机辊缝的自动控制系统中，在两个相邻的轧辊组之间以及第一轧辊组和第三轧辊组的外侧分别设置有温度传感器，温度传感器与控制器电连接。
优选的，在上述的轧机辊缝的自动控制系统中，所述下压控制端包括第一液压缸、三角形支撑架和第二液压缸；所述三角支撑架与所述第一上辊的轴向方向水平设置，所述三角形支撑架的底边连接在所述第一上辊的两端；第一液压缸通过第一橡胶套连接在所述三角形支撑架上，所述第二液压缸连接在所述三角形支撑架的底边和第一液压缸之间，所述第一液压缸与所述第二液压缸的控制器均与所述控制器电连接。所述第一橡胶套在所述第一上辊的径向方向上设置有凸缘；所述第一橡胶套的表面设置有斜面，所述第一液压缸固定在所述斜面上；所述第一液压缸与斜面朝向同侧倾斜设置，在轧制开始前，所述斜面与三角形支撑架的夹角为12°，所述第一液压缸与三角形支撑架的夹角为7°。
优选的，在上述的轧机辊缝的自动控制系统中，所述水平移动控制端包括水平设置的第三液压缸，所述第三液压缸通过套筒连接至所述第一下辊的两端，所述套筒内设置有弹簧体，所述第三液压缸的控制器与所述控制器电连接。
优选的，在上述的轧机辊缝的自动控制系统中，所述液压膨胀机构内包括与所述第二上辊和第二下辊的轴向平行设置的弹性金属顶板、弹性金属底板和液压泵，所述液压泵与所述控制器电连接；在所述弹性金属顶板和弹性金属底板之间设置有首尾连接的横向支撑杆，在相邻两个横向支撑杆的连接点处设置有纵向支撑杆，所述纵向支撑杆的两端通过第二橡胶套分别与所述弹性金属顶板和弹性金属底板相连，所述弹性金属顶板和弹性金属底板之间的空隙通过所述液压泵充满液压油。
优选的，在上述的轧机辊缝的自动控制系统中，所述轴向压力控制机构包括与所述第二上辊和第二下辊的轴向平行设置的第四液压缸，所述第四液压缸分别通过两个连杆与弹性金属顶板和弹性金属底板连接；所述第四液压缸与所述控制器电连接。
优选的，在上述的轧机辊缝的自动控制系统中，所述旋转控制端包括第五液压缸，第五液压缸通过齿轮箱分别连接至第三上辊和第三下辊；所述齿轮箱内设置有一个主动齿和若干个直径不同的被动齿，所述主动齿择一地与所述被动齿啮合，所述主动齿与第五液压缸连接，被动齿分别与第三上辊和第三下辊连接；所述第五液压缸与所述控制器电连接。
由以上技术方案可见，本发明提供的轧机辊缝的自动控制方法，通过对现有轧制过程的改进，通过轧辊组进行联动调整，实现了带钢板的高精度轧制。轧制时，带钢板首先经过第一辊组，通过带钢板对水平移动控制端的反作用力产生轧制厚度的反馈信号，并将此反馈信号发送至控制器处，在控制器中经过与预设的参数比较，得出控制下压控制端的对带钢板厚度方向上的下压力大小的调整指令，将轧机辊缝调整至当前轧制宽度，。使得经过第一组轧辊的带钢板的几何尺寸接近要求的尺寸，这是提高精度的第一步。接下来带钢板经过第二辊组，在上述的控制指令执行后，辊缝宽度与轧制开始前的宽度已经变化的情况下，第二辊组间还保持轧制开始前辊缝宽度，但与当前辊缝宽度的差异较小，因此为了适应当前辊缝宽度，第二辊组开始调整其上下辊内的轧制力的释放的均匀性，使得第二辊组之间的带钢板的轧制压力对经过此处的带钢板的轧制更均匀，这是提高精度的第二步。
综上所述，在本发明提供的轧机辊缝的自动控制方法、系统和装置，相比现有的控制系统，可以提高钢板的轧制精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明新型实施例中的技术方案，下面将对实施例所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的轧机辊缝自动控制方法的一种流程示意图；
图2为本发明实施例提供的轧机辊缝自动控制方法的另一种流程示意图；
图3为本发明实施例提供的轧机辊缝的自动控制装置的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种轧机辊缝的自动控制系统的整体结构示意图；
图5是本发明实施例提供的下压控制端的结构图；
图6是图5的局部放大图；
图7是本发明实施例提供的水平移动控制端的结构图；
图8是本发明实施例提供的液压膨胀机构的结构图；
图9是本发明实施例提供的轴向压力控制机构的结构图；
图10是本发明实施例提供的上旋转控制端的结构图。
其中：1、第一上辊；2、第一下辊；3、第二上辊；4、第二下辊；5、第三上辊；6、第三下辊；7、温度传感器；8、控制器；9、水平移动控制端；10、液压膨胀机构；11、轴向压力控制机构；12、旋转控制端；13、第一液压缸；14、第一橡胶套；15、三角形支撑架；16、第二液压缸；17、凸缘；18、斜面；19、第三液压缸；20、套筒；21、弹簧体；22、弹性金属顶板；23、弹性金属底板；24、横向支撑杆；25、第四液压缸；26、连杆；27、第五液压缸；28、齿轮箱；29、主动齿；30、被动齿；31、弯折形弹片；32、橡胶块；33、下压控制端；34、第二橡胶套；35、纵向支撑杆。
具体实施方式
本发明提供了一种轧机辊缝的自动控制方法、装置及其系统，能解决现有技术中的轧机辊缝自动控制下，得到的带钢板精度较差的问题。
为了使本技术领域的人员更好地理解本说明中的技术方案，下面将结合本说明实施例中的附图，对本说明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本说明保护的范围。
请参考图1，其示出了本发明实施例提供的轧机辊缝自动控制方法的一种流程示意图。包括以下步骤：
S101：在轧制开始前，控制器获取预设参数，所述预设参数为与带钢板设计几何尺寸相关的参数。
请结合图3，该图为本发明实施例提供的轧机辊缝的自动控制系统的结构示意图。可知对于带钢板的轧制尺寸与三组辊组均有关，要想达到较高的轧制精度，可以通过控制第一辊组的下压力、第二辊组内的轧制力和/或第三辊组的轧制角度等方面来实现。在开始轧制时，预设上述参数作为基准，是实现较高精度的自动轧制方法的第一步。
S102：根据所述预设参数，将第一上辊和第一下辊间的辊缝调整至预设宽度。
预设宽度是按照一定的计算方式，也可以加之对当前轧制的带钢板的轧制经验进行修正后得到的宽度，总之，此宽度下可以保证轧制初期，轧制尺寸快速接近设计尺寸。
S103：控制器根据第一下辊两侧的水平移动控制端的反馈，调整第一上辊两侧的下压控制端对所述第一下辊的下压力，且将所述辊缝调整至当前轧制宽度。
当带钢板进入第一辊组的上下之间开始轧制后，带钢板的厚度尺寸如果没有达到设计尺寸时，会对两辊产生反作用力，作为反馈信号可以据此调整第一上辊下压的力度，将其继续轧制为更接近设计尺寸的厚度。不同的轧制厚度对应于不同的反作用力，不同的反作用力对应不同的下压力、不同的下压力对应不同的辊缝宽度。
S104：控制器根据所述当前轧制宽度，调整第二上辊和第二下辊内的轧制力的均匀性。
当第一辊组间的辊缝宽度与轧制开始前的宽度已经变化的情况下，第二辊组间还保持轧制开始前辊缝宽度，但与当前辊缝宽度的差异较小，因此为了适应当前辊缝宽度，第二辊组开始调整其上下辊内的轧制力的释放的均匀性，使得第二辊组之间的带钢板的轧制压力对经过此处的带钢板的轧制更均匀，使得第二辊组内的轧制力变得均匀的结构有多种，例如本发明提供的液压膨胀机构，本领域技术人员可以自行选择。
在上述技术方案的基础上，在所述控制器根据所述当前轧制宽度，调整第二上辊和第二下辊内的轧制力的均匀性之后还包括以下步骤：
S105：实时检测当前轧制完成后带钢板的均匀度和弯曲度；
S106：判断所述均匀度和弯曲度是否符合设计要求，如果是，则进入步骤S107A:继续轧制；
如果否，进入步骤S107B：调整第三上辊和第三下辊沿轴向方向与带钢板的前进方向之间的接触角度。对于第一辊组和第二辊组间的轧制而言，对带钢板的施力角度均为沿着带钢板的前进方向和沿着辊组的轴向方向，所以不免会造成这些方向上的厚度的不均匀，即经过两组辊组轧制后的带钢板存在均匀度和弯曲度的问题。此时，解决的方法就是使其再经过与前两辊组的轧制方向存在一定角度的轧制，以消除前两组轧制后存在的均匀度和弯曲度的缺陷。对于不同的弯曲度和均匀度而言，上述接触角度是不同的。
请参考图2，图2为本发明实施例提供的轧机辊缝自动控制方法的另一种流程示意图。在上述技术方案的基础上，进一步优化，如图2所是，还可以在所述控制器根据所述当前轧制宽度，调整第二上辊和第二下辊内的轧制力的均匀性之前包括：
S1031：实时检测所述第一上辊与第二上辊之间的带钢板的温度；根据所述温度，对所述当前轧制宽度进行调整。
带钢板轧制过程中，温度的变化会使得带钢板本身的物理性质产生不同的变化，可以通过监控温度来修正不同的加工工艺参数，从而起到提高调整精度的作用。
基于同样的原因，如图2所示，在所述控制器根据所述当前轧制宽度，调整第二上辊和第二下辊内的轧制力的均匀性之后还包括：
S1041：实时检测所述第二上辊和第三上辊之间的带钢板的温度；根据所述温度，对所述均匀性进行调整。
基于同样的原因，如图2所示，在所述实时检测当前轧制完成后带钢板的均匀度和弯曲度之后，还包括：
S108：实时检测当前轧制完成后的带钢板的而温度；根据所述温度，对所述接触角度进行调整。
同时，请参考图3，图3为本发明实施例提供的轧机辊缝自动控制装置的结构示意图,。本发明还提供了一种与上述自动控制方法相应的轧机辊缝的自动控制系统，包括：
预设参数获取模块，用于在轧制开始前，控制器获取预设参数，所述预设参数为与欲轧制带钢板设计尺寸相关的参数；
辊缝宽度预设模块：用于根据所述预设参数，将第一上辊和第一下辊间的辊缝调整至预设宽度；
第一辊缝宽度调整模块：用于控制器根据第一下辊两侧的水平移动控制端的反馈，调整第一上辊两侧的下压控制端对所述第一下辊的下压力，且将所述辊缝调整至当前轧制宽度；
第一轧制力调整模块：用于控制器根据所述当前轧制宽度，调整第二上辊和第二下辊内的轧制力的均匀性。
上述自动控制系统的工作过程和所能取得的有益效果，可以参考上述自动控制方法部分的相关内容，此不赘述。
优选的，所述系统包括：
均匀度和弯曲度检测模块：用于实时检测当前轧制完成后带钢板的均匀度和弯曲度；
判断模块：用于判断所述均匀度和弯曲度是否符合设计要求；
第一接触角度调整模块：用于当判断结果为否时，调整第三上辊和第三下辊沿轴向方向与带钢板的前进方向之间的接触角度。
优选的，所述的轧制辊缝的自动控制装置包括：
第一温度检测模块：用于实时检测所述第一上辊与第二上辊之间的带钢板的温度；
第二辊缝宽度调整模块：用于根据所述温度，对所述当前轧制宽度进行调整。
优选的，所述的轧机辊缝的自动控制装置还包括：
第二温度检测模块：用于实时检测所述第二上辊和第三上辊之间的带钢板的温度；
第二轧制力调整模块：用于根据所述温度，对所述均匀性进行调整。
优选的，所述的轧机辊缝的自动控制装置还包括：
第三温度检测模块：用于实时检测当前轧制完成后的带钢板的而温度；
第二接触角度调整模块：用于根据所述温度，对所述接触角度进行调整。
另外本发明还提供了一种轧机辊缝的自动控制系统，用于执行上述自动控制方法和自动控制系统的工作过程。具体结构如下：
请参考附图4，该图示出了本实施例提供的一种轧机辊缝的自动控制装置的整体结构示意图，如图所示，包括第一轧辊组和第二轧辊组，所述第一轧辊组包括上下对称设置的第一上辊1和第一下辊2，所述第二轧辊组包括上下对称设置的第二上辊3和第二下辊4，还包括控制器8。
第一上辊1和第一下辊2平行设置，第一上辊1的轴向两端均设置有下压控制端33；第一下辊2的轴向两端均设置有水平移动控制端9。所述下压控制端33和水平移动控制端9与控制器8电连接。所述下压控制端33用于控制第一上辊1的下调，即控制压机辊缝的调整，水平移动控制端9用于在轧制初始时，根据带钢板的轧制厚度和进料厚度来控制第一下辊2在轴向方向上的移动，以配合第一上辊1的轧制。
第二上辊3和第二下辊4平行设置，第二上辊3和第二下辊4内均设置有液压膨胀机构10，所述第二上辊3和第二下辊4的两端均设置有轴向压力控制机构11，所述液压膨胀机构10和轴向压力控制机构11与控制器8电连接。
对于上述下压控制端33、水平移动控制端9、液压膨胀机构10和轴向压力控制机构11的具体构造，本发明以下会给出具体的实施方式，但是并不限于此，本领域技术人员可根据具体的轧制要求自行选择能实现上述作用的具体方式。
由以上技术方案可见，上述的轧机辊缝的自动控制装置，通过对现有轧制过程的改进，通过轧辊组进行联动调整，实现了带钢板的高精度轧制。轧制时，带钢板首先经过第一辊组，通过带钢板对水平移动控制端9的反作用力产生轧制厚度的反馈信号，并将此反馈信号发送至控制器8处，在控制器8中经过与预设的参数比较，得出控制下压控制端33的加压结构对带钢板厚度方向上的的调整指令，即轧机辊缝的控制指令。下压控制端33与水平控制端配合以执行此控制指令，使得经过第一组轧辊的带钢板的几何尺寸接近要求的尺寸，这是提高精度的第一步。接下来带钢板经过第二辊组，轴向压力控制机构11和液压膨胀机构10与控制器8电连接，因此上述的控制指令也可以同时发送至轴向压力控制机构11和液压膨胀机构10处，液压膨胀机构10在轴向压力控制机构的配合下，调整自身的膨胀力在第二辊组内释放的均匀性，使得第二辊组之间的带钢板的轧制压力受到更精确的控制，这是提高精度的第二步。
综上所述，在本发明提供的轧机辊缝的自动控制装置的上述结构下，相比现有的控制装置，可以提高钢板的轧制精度。
在上述技术方案的基础上，进一步优化轧机辊缝的自动控制系统，请参考附图4，还包括第三轧辊组，第三轧辊组包括上下对称设置的第三上辊5和第三下辊6，第三上辊5和第三下辊6交叉设置，所述第三上辊5和第三下辊6的两端均设置有旋转控制端12，旋转控制端12与控制器8电连接。旋转控制端12的作用是控制第三上辊5和第三下辊6沿各自的轴向方向与带钢板的前进方向上与带钢板表面的接触角度，即两辊在旋转控制器12的控制下同步、对称地调整各自相对于带钢板前进中心线的角度。当带钢板经过第一辊组和第二辊组的轧制后，带钢板的长度方向和宽度方向上的均匀性得到了较精确的调整，但带钢板在出料时，总是无法完全避免均匀性和弯曲度方面的偏差，要想使得下一轧制过程获得更精准的轧制精度，就可以通过加设上述的第三辊组来实现。当带钢板经过三个辊组且出料后，出料处的带钢板的当前均匀性和弯曲度数据被传送至控制器8处，控制器8据此发出调整两辊接触角度的指令。当带钢板前进至不同接触角度下的第三辊组处后，可以改善不同的弯曲度和均匀性的问题，使得带钢板的轧制精度进一步得到提高。
在上述技术方案的基础上，进一步优化轧机辊缝的自动控制系统，请参考附图4，在两个相邻的轧辊组之间以及第一轧辊组和第三轧辊组的外侧分别设置有温度传感器7，温度传感器7与控制器,8电连接。在上述位置的温度传感器7采集的温度数据，代表当带钢板前进至此处时的温度，而我们知道，不同的温度下，带钢板具有不同的物理性质，对应着不同的几何参数，因此通过监测温度变化，建立由第一轧辊组到第二轧辊组，以及第二轧辊组到第三轧辊组的参数调整传递函数，来修正在此温度传感器7之前的辊组的工艺参数，从而起到提高轧制精度的作用。上述的参数调整传递函数由控制器8预设，与带钢板的种类有关。
进一步优化上述任意一种轧机辊缝的自动控制系统，所述第二上辊3和第二下辊4侧壁的轴向剖面边线为W形的曲线，这样的设计可以增加轧制接触面上轧制压力分布的均匀度的精度。
下面将详细介绍上述技术方案的几种具体实施方式，内容如下：
所述下压控制端33的具体结构可以为但不限制为下述结构：包括第一液压缸13、三角形支撑架15和第二液压缸16。请参考图5，该图为本发明实施例提供的下压控制端的结构图。如图5所示，三角支撑架15与所述第一上辊1的轴向方向水平设置，三角形支撑架15的底边固定连接在所述第一上辊1的两端。第一液压缸13通过第一橡胶套14转动连接在所述三角形支撑架15上，所述第二液压缸16连接在所述三角形支撑架15的底边和第一液压缸13之间，所述第一液压缸13与所述第二液压缸16的控制器均与所述控制器8电连接。第一液压缸13在第二液压缸16的配合下，可以实现围绕第一橡胶套14的旋转位移，第一橡胶套14的形变使得第一液压缸13在旋转是能与三角支撑架15实现良好的接触。当控制器8得到水平移动控制端9的反馈信号后，将调整辊缝的命令传送至作为执行机构的第一液压缸13和第二液压缸16，调节过程如下：
第一液压缸13和第二液压缸16的伸缩移动方向存在夹角，第一液压缸13主要实现第一上辊的径向移动，第二液压缸16主要实现第一上辊的轴向移动，而且两个液压缸并不是相互垂直设置，这可以实现两个作用力的相互抵消和相互合并，从而实现辊缝的调节。
对上述的轧机辊缝的自动控制装置做进一步优化，请参考图6，图6是本发明实施例提供的水平移动控制端的结构图。所述第一橡胶套14在所述第一上辊的径向方向上设置有凸缘17；所述第一橡胶套14的表面设置有斜面18，所述第一液压缸13固定在所述斜面18上；所述第一液压缸13与斜面18朝向同侧倾斜设置，在轧制开始前，所述斜面18与三角形支撑架15的夹角为12°，所述第一液压缸13与三角形支撑架15的夹角为7°。斜面18与第一液压缸13保持一定的角度相连接，当第一液压缸13发生伸缩时，第一液压缸13在第二液压缸16的横向推拉作用下，通过斜面18实现伸缩力和位移方向的调整。
所述水平移动控制端9的具体结构可以为但不限制为以下结构：请参考图7，该图示出了本发明实施例提供的水平移动控制端的结构图，如图7所示，包括水平设置的第三液压缸19，所述第三液压缸19通过套筒20连接至所述第一下辊2的两端，所述套筒20内设置有弹簧体21，所述第三液压缸19的控制器与所述控制器8电连接。当轧制初始，预先设定轧制带钢板的宽度等参数，通过第三液压缸19的推动，使得第一下辊2在轴向方向上水平移动，调整至能与第一上辊1配合使得带钢板位于两辊中间部位的轧制位置。套筒20和弹簧体21可以实现第三液压缸19调整过程的缓冲：在第一上辊调整时，套筒20和弹簧体21的配合使第一下辊2实现弹性位移变化，从而避免调整过程中辊缝变化带来的刚性挤压，同时利用这一弹性变化可以对第一液压缸13产生的辊缝调整进行二次修正。
请参考图8，该图示出了本发明实施例提供的液压膨胀机构的结构示意图，如图所示，所述液压膨胀机构10的具体结构可以为：在其内包括与所述第二上辊3和第二下辊4的轴向平行设置的弹性金属顶板22、弹性金属底板23和液压泵，液压泵与控制器8电连接。在所述弹性金属顶板22和弹性金属底板23之间设置有首尾连接的横向支撑杆24，在相邻两个横向支撑杆24的连接点处设置有纵向支撑杆35，所述纵向支撑杆35的两端通过第二橡胶套34分别与所述弹性金属顶板22和弹性金属底板23相连，所述弹性金属顶板22和弹性金属底板23之间的空隙通过所述液压泵充满液压油。所述横向是指与第二上辊3的轴向平行的方向。请参考附图9，该图示出了本发明实施例提供的轴向压力控制机构的结构图。所述轴向压力控制机构11包括与所述第二上辊3和第二下辊4的轴向平行设置的第四液压缸25，所述第四液压缸25分别通过两个连杆26与弹性金属顶板22和弹性金属底板23连接,两个连杆26与弹性金属顶板22和弹性金属底板23连接，所述第四液压缸25与所述控制器8电连接。
当控制器对第一辊组间的辊缝调整时，第二辊组的两辊应该依据上述辊缝调整而调整两辊内的轧制压力释放的均匀性，从而进一步提高轧制精度。具体过程为控制器8此时对第一辊组发出的辊缝调整指令，同时向上述液压泵和第四液压缸25发出据此调整指令生成的第二辊组轧制力均匀性调整指令，当第四液压缸25接收到此轧制力均匀性调整指令后，第四液压缸25沿着第二上辊3轴向的方向向着连接杆26、27的伸长，因为第四液压缸25与连接杆26、27是转动连接，连接杆26、27与弹性金属顶板22和弹性金属底板23固定连接，加之液压泵接收到此轧制力均匀性调整指令后，改变上述空隙内液压油的充满量，,所以联动的后果是上述弹性金属顶板22和弹性金属底板23相向变形，两者之间的空隙变大。其中，横向支撑杆24和纵向支撑杆35的连接处固定有弯折形弹片31，弯折形弹片31的两端分别固定在横向支撑杆24和纵向支撑杆35上。弯折形弹片31的弯折处安装有橡胶块32。弯折形弹片31可以提高横向支撑杆24和纵向支撑杆35连接的平衡度，使得轧制力在第二上辊3和第二下辊4内的均匀性提高，橡胶块32起到了形变阻尼的作用，减小了调整过程中两辊内部件的振荡幅度，防止轧制力产生某个方向上的突变。
请参考附图10，该图示出了本发明实施例提供的上旋转控制端的结构图，如图所示，所述旋转控制端12的具体结构可以为：包括第五液压缸27，第五液压缸27通过齿轮箱28分别连接至第三上辊5和第三下辊6。所述齿轮箱28内设置有一个主动齿29和若干个直径不同的被动齿30，所述主动齿29择一地与所述被动齿30啮合，所述主动齿29与第五液压缸27连接，被动齿30分别与第三上辊5和第三下辊6连接；所述第五液压缸27与所述控制器8电连接。通过上述的齿轮箱的传动，要实现的是第三上辊5和第三下辊6相对于带钢板的接触角度，即两辊在上述被动齿轮带动下同步、对称地调整各自相对于带钢板前进中心线的角度。具体过程为：当带钢板经过三个辊组且出料后，出料处的带钢板的当前均匀性和弯曲度数据被传送至控制器8处，控制器8据此发出调整两辊接触角度的指令，在此指令下，作为执行部件的第五液压缸27驱动主动齿29转动，主动齿29在带动某两个被动齿30转动，而第三上辊5和第三下辊6随着被动齿30的转动而转动。在第五液压缸27伸长或缩短一定的长度时，与不同直径的被动齿择一配合的结果是，使得第三上辊5和第三下辊6与带钢板的接触角度不同。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (18)
1.一种轧机辊缝的自动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
在轧制开始前，控制器获取预设参数，所述预设参数为与带钢板设计几何尺寸相关的参数；
根据所述预设参数，将第一上辊和第一下辊间的辊缝调整至预设宽度；
控制器根据第一下辊两侧的水平移动控制端的反馈，调整第一上辊两侧的下压控制端对所述第一下辊的下压力，且将所述辊缝调整至当前轧制宽度；
控制器根据所述当前轧制宽度，调整第二上辊和第二下辊内的轧制力的均匀性。
2.根据权利要求1所述的轧机辊缝的自动控制方法，其特征在于，在所述控制器根据所述当前轧制宽度，调整第二上辊和第二下辊内的轧制力的均匀性之后还包括以下步骤：
实时检测当前轧制完成后带钢板的均匀度和弯曲度；
判断所述均匀度和弯曲度是否符合设计要求；如果否，则调整第三上辊和第三下辊沿轴向方向与带钢板的前进方向之间的接触角度。
3.根据权利要求1所述的轧机辊缝的自动控制方法，其特征在于，在所述控制器根据所述当前轧制宽度，调整第二上辊和第二下辊内的轧制力的均匀性之前还包括：
实时检测所述第一上辊与第二上辊之间的带钢板的温度；
根据所述温度，对所述当前轧制宽度进行调整。
4.根据权利要求1所述的轧机辊缝的自动控制方法，其特征在于，在所述控制器根据所述当前轧制宽度，调整第二上辊和第二下辊内的轧制力的均匀性之后还包括：
实时检测所述第二上辊和第三上辊之间的带钢板的温度；
根据所述温度，对所述均匀性进行调整。
5.根据权利要求2所述的轧机辊缝的自动控制方法，其特征在于，在所述实时检测当前轧制完成后带钢板的均匀度和弯曲度之后，还包括：
实时检测当前轧制完成后的带钢板的温度；
根据所述温度，对所述接触角度进行调整。
6.一种轧机辊缝的自动控制装置，其特征在于，所述系统包括：
预设参数获取模块：用于在轧制开始前，控制器获取预设参数，所述预设参数为与欲轧制带钢板设计尺寸相关的参数；
辊缝宽度预设模块：用于根据所述预设参数，将第一上辊和第一下辊间的辊缝调整至预设宽度；
第一辊缝宽度调整模块：用于控制器根据第一下辊两侧的水平移动控制端的反馈，调整第一上辊两侧的下压控制端对所述第一下辊的下压力，且将所述辊缝调整至当前轧制宽度；
第一轧制力调整模块：用于控制器根据所述当前轧制宽度，调整第二上辊和第二下辊内的轧制力的均匀性。
7.根据权利要求6所述的轧机辊缝的自动控制装置，其特征在于，所述系统包括：
均匀度和弯曲度检测模块：用于实时检测当前轧制完成后带钢板的均匀度和弯曲度；
判断模块：用于判断所述均匀度和弯曲度是否符合设计要求；
第一接触角度调整模块：用于当判断结果为否时，调整第三上辊和第三下辊沿轴向方向与带钢板的前进方向之间的接触角度。
8.根据权利要求6所述的轧制辊缝的自动控制装置，其特征在于，所述系统包括：
第一温度检测模块：用于实时检测所述第一上辊与第二上辊之间的带钢板的温度；
第二辊缝宽度调整模块：用于根据所述温度，对所述当前轧制宽度进行调整。
9.根据权利要求6所述的轧机辊缝的自动控制装置，其特征在于，所述系统还包括：
第二温度检测模块：用于实时检测所述第二上辊和第三上辊之间的带钢板的温度；
第二轧制力调整模块：用于根据所述温度，对所述均匀性进行调整。
10.根据权利要求7所述的轧机辊缝的自动控制装置，其特征在于，所述系统还包括：
第三温度检测模块：用于实时检测当前轧制完成后的带钢板的而温度；
第二接触角度调整模块：用于根据所述温度，对所述接触角度进行调整。
11.一种轧机辊缝的自动控制系统，包括第一轧辊组和第二轧辊组，所述第一轧辊组包括上下对称设置的第一上辊(1)和第一下辊(2)，所述第二轧辊组包括上下对称设置的第二上辊(3)和第二下辊(4)，其特征在于，所述轧机辊缝的自动控制系统还包括控制器(8)；
所述第一上辊(1)和第一下辊(2)平行设置，所述第一上辊(1)的轴向两端均设置有下压控制端(33)；所述第一下辊(2)的轴向两端均设置有水平移动控制端(9)；所述下压控制端(33)和水平移动控制端(9)与控制器(8)电连接；
所述第二上辊(3)和第二下辊(4)平行设置，所述第二上辊(3)和第二下辊(4)内均设置有液压膨胀机构(10)，所述第二上辊(3)和第二下辊(4)的两端均设置有轴向压力控制机构(11)，所述液压膨胀机构(10)和轴向压力控制机构(11)与控制器(8)电连接。
12.根据权利要求11所述的轧机辊缝的自动控制系统，其特征在于，还包括第三轧辊组，所述第三轧辊组包括上下对称设置的第三上辊(5)和第三下辊(6)，所述第三上辊(5)和第三下辊(6)交叉设置，所述第三上辊(5)和第三下辊(6)的两端均设置有旋转控制端(12)，所述旋转控制端(12)与控制器(8)电连接。
13.根据权利要求11所述的轧机辊缝的自动控制系统，其特征在于，在两个相邻的轧辊组之间以及第一轧辊组和第三轧辊组的外侧分别设置有温度传感器(7)，温度传感器(7)与控制器(8)电连接。
14.根据权利要求11所述的轧机辊缝的自动控制系统，其特征在于，所述下压控制端(33)包括第一液压缸(13)、三角形支撑架(15)和第二液压缸(16)；所述三角支撑架(15)与所述第一上辊(1)的轴向方向水平设置，所述三角形支撑架(15)的底边固定连接在所述第一上辊(1)的两端；所述第一液压缸(13)通过第一橡胶套(14)转动连接在所述三角形支撑架(15)上，所述第二液压缸(16)连接在所述三角形支撑架(15)的底边和第一液压缸(13)之间，所述第一液压缸(13)与所述第二液压缸(16)的控制器均与所述控制器(8)电连接；
所述第一橡胶套(14)的表面设置有斜面(18)，所述第一液压缸(13)固定在所述斜面(18)上；所述第一液压缸(13)与斜面(18)朝向同侧倾斜设置，在轧制开始前，所述斜面(18)与三角形支撑架(15)的夹角为12°，所述第一液压缸(13)与三角形支撑架(15)的夹角为7°。
15.根据权利要求11-13中任一所述的轧机辊缝的自动控制系统，其特征在于，所述水平移动控制端(9)包括水平设置的第三液压缸(19)，所述第三液压缸(19)通过套筒(20)连接至所述第一下辊(2)的两端，所述套筒(20)内设置有弹簧体(21)，所述第三液压缸(19)的控制器与所述控制器(8)电连接。
16.根据权利要求11所述的轧机辊缝的自动控制系统，其特征在于，所述液压膨胀机构(10)内包括与所述第二上辊和第二下辊的轴向平行设置的弹性金属顶板(22)、弹性金属底板(23)和液压泵，所述液压泵与所述控制器(8)电连接；在所述弹性金属顶板(22)和弹性金属底板(23)之间设置有首尾连接的横向支撑杆(24)，在相邻两个横向支撑杆(24)的连接点处设置有纵向支撑杆(35)，所述纵向支撑杆(35)的两端通过第二橡胶套(34)分别与所述弹性金属顶板(22)和弹性金属底板(23)相连，所述弹性金属顶板(22)和弹性金属底板(23)之间的空隙通过所述液压泵充满液压油。
17.根据权利要求16所述的轧机辊缝的自动控制系统，其特征在于，所述轴向压力控制机构(11)包括与所述第二上辊(3)和第二下辊(4)的轴向平行设置的第四液压缸(25)，所述第四液压缸(25)分别通过两个连杆(26)与弹性金属顶板(22)和弹性金属底板(23)连接；所述第四液压缸(25)与所述控制器(8)电连接。
18.根据权利要求12所述的轧机辊缝的自动控制系统，其特征在于，所述旋转控制端(12)包括第五液压缸(27)，第五液压缸(27)通过齿轮箱(28)分别连接至第三上辊(5)和第三下辊(6)；所述齿轮箱(28)内设置有一个主动齿(29)和若干个直径不同的被动齿(30)，所述主动齿(29)与所述被动齿(30)中的任何一个啮合，所述主动齿(29)与第五液压缸(27)连接，被动齿(30)分别与第三上辊(5)和第三下辊(6)连接；所述第五液压缸(27)与所述控制器(8)电连接。
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Granted publication date: 20171128 |