CN105312963B - 钢板定尺剪切的定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种钢板定尺剪切的定位方法，涉及厚钢板的切头技术，解决现有剪切定位不精确的问题，其包含：将钢板目标长度预输入到PLC中的PI速度控制模块；控制钢板在辊道上以一加速度运行；钢板目标长度值与钢板实际长度值相减，得到实时长度偏差值S；得到S值的同时，得到实时速度值V；计算实时速度值V以一加速度的负值减速到0时的距离Sˊ；判别Sˊ是否等于S；到Sˊ等于S时，启动减速程序，输送辊道电机以一加速度的负值减速；判别输送辊道电机运行速度是否为零；到输送辊道电机运行速度已为零，启动其反转模块动作，使辊道以一速度运行一时间，抑制钢板惯性滑行；输送辊道电机停止。本发明实现对钢板的精确定位，并钢板与辊道不会相对滑动。
Description
技术领域
本发明涉及厚板(厚钢板)生产线中精整线的切头技术，尤其是指一种钢板定尺剪切的定位方法。
背景技术
钢板的剪切是厚板生产过程中一道重要工序，不仅要求有好的剪切质量，还应有较高的生产效率，提高剪切线的自动化水平是宽厚板生产中一项较为重要的工作。目前，国内许多中小钢厂还在沿用国外企业已经基本淘汰的斜刃剪和圆盘剪来进行钢板的剪切，大型钢厂及重点生产线普遍采用以德国SMS公司为代表的剪切速度快、产品质量好的滚切剪。
在钢板测量和定位方面，国内很多钢厂采用的是接触式测量和定位方法，如在切头过程中，采用手工划线测量、人工对线剪切的方法，而在定尺剪切时采用定尺小车控制结合测长辊校准的方法进行测量。这种接触式测量投入成本低廉，但安装麻烦，占地大，最大的缺点是测量和定位不准，严重影响了产品的剪切精度，制约了产品的成材率。
德国的5m宽厚板剪切线主要包括以下机械设备：切头分段剪(CS)，用于切除母板的头尾，并在适当的位置对钢板分段；双边剪(SS)，用于切除钢板的两边；剖分剪(SL)，用于沿纵向将钢板分切；定尺剪(DS)，用于将钢板在长度方向上切成成品尺寸。
上述切头分段剪(CS)的分段剪切精度包括测量精度和定位精度，虽有高精度的测量设备(用激光测长仪)来保证测量精度，但如果没有定位精度，同样保证不了剪切精度，钢板通过输送辊道运行，当测量仪器发出指令，到达剪切位置时，此时输送辊道的电机停止转动，但因为没有抱闸等有效的制动措施，这时的钢板因为惯性的作用还会继续往前运行，严重影响了分段剪切的精度。
厚板分段剪切过程中长度的测量至关重要，但测量长度精确后，怎么使得钢板在该所需的长度停止不前进，这一定位精度也是相当重要。
中国专利200980000202.3，提供了一种解决上述问题的马达控制电路，其是根据转子位置的检测结果来对线圈的通电进行控制的马达控制电路，通过抑制由惯性产生的持续转动来在短时间内使马达停止，并且将马达控制成不会产生反转。当外部控制信号CTL从L变为H时，从正常转动控制切换为反转控制，成为反转制动状态。监视马达的转速，当马达的转速减弱到设定转速时，制动控制信号SPSB从L变为H，成为短路制动状态。但是，马达因惯性而继续转动，从而位置检测信号HALL发生变化，因此暂时(仅在与脉冲宽度T相当时间)进行反转制动控制，直到马达完全停止为止，断续地进行该脉冲反转制动控制。该专利公开的方法是通过对马达线圈进行通电来转动的转子位置的检测结果。对线圈的通电进行控制，通过检测转子的位置信号的变化来切换为反转制动控制，这种方法电气线路复杂，还需要一些磁传感器等一些附件。这种方法从高速正转切换到反转制动，对马达和外部机械部件有一定损伤。它虽能使得电机在很短时间内停止转动，消除因惯性作用带动的转动，但不能消除电机带动的零件惯性作用，尤其是电机带动输送辊道，输送辊道上的钢板在行走过程中突然停止，它肯定会因惯性作用继续往前行走，此时，辊道是停止了，但钢板会在辊道上继续滑行，不但不能精确定位，还会造成钢板下表面划伤。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术存在的问题，提供一种能够提高切头剪分段剪切精度的钢板定尺剪切的定位方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种钢板定尺剪切的定位方法，其特征在于包含以下步骤：
1、一种钢板定尺剪切的定位方法，其特征在于包含以下步骤：
S1，钢板最终的目标长度为钢板目标长度，其是指钢板在输送辊道上停止，准备剪切的长度，将该钢板目标长度预输入到PLC中的P I速度控制模块；
S2，由所述P I速度控制模块控制，钢板在输送辊道上以一加速度运行，并限制一运行的最高速度；
S3，钢板目标长度值与钢板实际长度值相减，得到实时长度偏差值S；
S4，在步骤S3得到一个实时长度偏差值S的同时，得到一个实时速度值V；
S5，计算实时速度值V以所述一加速度的负值减速到0时的距离S＇：PLC预计算以V作为初速度，以所述一加速度的负值进行减速，减速到速度为零时所需的距离Sˊ；
S6，PLC判别步骤S5中预计算的距离Sˊ是否等于实时长度偏差值S；
S7，一旦步骤S6中判别出步骤S5预计算的距离Sˊ等于实时长度偏差值S，P I速度控制模块启动减速程序，这时输送辊道电机开始以所述一加速度的负值减速；
如果步骤S6中判别出步骤S5中预计算的距离Sˊ不等于实时长度偏差值S，则回到上述步骤S2；
S8，PLC判别步骤S7中的输送辊道电机运行速度是否为零；
S9，如果步骤S8中判别出输送辊道电机运行速度不为零，则回到上述步骤S7，直到输送辊道电机运行速度为零；
如果步骤S8中判别出输送辊道电机运行速度已为零，由PLC启动其反转模块动作，使输送辊道以一速度运行一时间，抑制钢板惯性滑行；
S10，输送辊道电机停止，流程结束。
所述P I速度控制模块是PLC中的软件模块，该软件模块将计算结果通过该PLC的通讯端口发给控制输送辊道电机用的变频器，并最终控制输送辊道电机速度。
所述步骤S1中，钢板在输送辊道上运行的最高加速度限制为2.5m/s2，并运行的最高速度限制为2m/s。
所述步骤S3中，实时长度偏差值S是采用以下方式得到的：
钢板在输送辊道上运行过程中有激光测距仪实时的对钢板运行的长度进行测量，得到钢板实际长度值，并传送到P I速度控制模块，P I速度控制模块将所述的钢板目标长度值实时减去钢板实际长度值，得到一个钢板实时长度偏差值S。
所述反转模块是PLC中的软件模块。
所述步骤S9中启动反转模块后，输送辊道是以0.1m/s—0.2m/s的速度反转运行200ms-500ms的时间，输送辊道停止运行。
本发明的有益效果：
本发明的钢板定尺剪切的定位方法利用钢板行走的长度和目标长度的不断比较，在合适的时候使得输送辊道以一定的加速度减速，当电机速度减为零时再给定一定的反转速度和反转时间，使得钢板缓慢平稳精确的停止在目标长度位置，实现对钢板的精确定位，且定位精度高，并钢板与输送辊道不会出现相对滑动的情况。
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为本发明的钢板定尺剪切的定位方法流程示意图；
图2为本发明的方法实施后的钢板速度和时间的曲线图。
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，本发明的钢板定尺剪切的定位方法包含以下步骤：
S1，钢板最终的目标长度称为“钢板目标长度”，其是指钢板在输送辊道上停止，准备剪切的长度，将该钢板最终的目标长度预输入到PLC(可编程逻辑控制器)中的PI(比例积分调节器)速度控制模块。
P I速度控制模块是PLC中的软件模块，该软件模块将计算结果通过该PLC的通讯端口发给控制输送辊道电机用的变频器，并最终控制输送辊道电机速度。
S2，由所述P I速度控制模块控制，钢板在输送辊道上运行的最高加速度限制为2.5m/s2，且运行的最高速度限制为2m/s。
S3，钢板目标长度值与钢板实际长度值相减，得到实时长度偏差值S。
钢板在输送辊道上运行过程中有激光测距仪实时的对钢板运行的长度进行测量，得到钢板实际长度值，并传送到P I速度控制模块，P I速度控制模块将所述的钢板目标长度值实时的减去钢板实际长度值，得到一个钢板实时长度偏差值S。
S4，在步骤S3得到一个实时长度偏差值S的同时，得到一个实时速度值V。
对应一个实时长度偏差值S，就有一个输送辊道运行的实时速度值V(位置的微分即为速度)。
S5，计算实时速度值V以所述最高限制为2.5m/s2的加速度负值减速到0时的距离S＇。
PLC会预计算以V作为初速度，以最高为2.5m/s2的加速度负值减速，减速到速度为零时所需的距离Sˊ，Sˊ也就是钢板运行所需的长度值。
S6，PLC判别步骤S5中预计算的距离Sˊ是否等于实时长度偏差值S？
S7，一旦步骤S6中判别出步骤S5预计算的距离Sˊ等于实时长度偏差值S，P I速度控制模块启动减速程序，这时输送辊道电机开始以2.5m/s2加速度减速(也就是加速度的值变为负值)；
如果步骤S6中判别出步骤S5中预计算的距离Sˊ不等于实时长度偏差值S，则回到上述步骤S2。
S8，PLC判别步骤S7中的输送辊道电机运行速度是否为零？
S9，如果步骤S8中判别出输送辊道电机运行速度不为零，则回到上述步骤S7，直到输送辊道电机运行速度为零；
如果步骤S8中判别出输送辊道电机运行速度已为零，由PLC启动其反转模块(反转模块也是PLC中的软件模块)以0.1m/s—0.2m/s的速度反转运行200ms-500ms的时间，起到制动，抑制钢板惯性滑行的作用。
S10，输送辊道电机停止，流程结束。
根据图2举一个实施例，图2中上部坐标为钢板运行的长度，下部坐标图为速度曲线。钢板从零开始运行以加速度为0.33m/s2运行，运行6秒后速度达到最高速度2m/s，不再加速，以2m/s的速度运行，P I速度控制模块不断运算，又运行了3秒，这时钢板运行的长度(钢板实际长度值)为12.5米，钢板目标长度设定为18.735米，此时S＝18.735-12.5＝6.235米，以2m/s的初速度再假设以0.33m/s2的减速度进行减速运行到速度为0时，根据加速度公式计算得出需要6.06秒时间，这时P I速度控制模块预计算出偏差值Sˊ，Sˊ＝Vo*t-1/2at＝6.06米，接近上述S＝6.235米，P I速度控制器启动减速程序；减速运行到速度为0.5m/s时，这时钢板的长度为18.11米，还有0.625米的长度，这时P I速度控制模块改变了加速度，改为0.5m/s2，钢板运行到18.735时电机的速度为零。这时PLC程序检测到输送辊道电机速度为零了，立即启动反转控制模块，输送辊道以0.1m/s的反转速度运行300ms的时间，输送辊道停止运行。钢板精确停在18.735米的位置，消除了因惯性作用而使得钢板继续往前运行的可能，起到了精确定位的目的。
本发明中钢板到达目标长度时输送辊道电机速度为零时，输送辊道电机给定一个0.1-0.2m/s反转速度和200ms-5000ms的反转时间；通过P I速度控制模块来控制输送辊道在合适的时间减速；所控制的输送辊道为成组辊道控制。
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)
1.一种钢板定尺剪切的定位方法，其特征在于包含以下步骤：
S1，钢板最终的目标长度为钢板目标长度，其是指钢板在输送辊道上停止，准备剪切的长度，将该钢板目标长度预输入到PLC中的PI速度控制模块；
S2，由所述PI速度控制模块控制，钢板在输送辊道上以一加速度运行，并限制一运行的最高速度；
S3，钢板目标长度值与钢板实际长度值相减，得到实时长度偏差值S；
S4，在步骤S3得到一个实时长度偏差值S的同时，得到一个实时速度值V；
S5，计算实时速度值V以所述一加速度的负值减速到0时的距离S＇：PLC预计算以V作为初速度，以所述一加速度的负值进行减速，减速到速度为零时所需的距离Sˊ；
S6，PLC判别步骤S5中预计算的距离Sˊ是否等于实时长度偏差值S；
S7，一旦步骤S6中判别出步骤S5预计算的距离Sˊ等于实时长度偏差值S，PI速度控制模块启动减速程序，这时输送辊道电机开始以所述一加速度的负值减速；
如果步骤S6中判别出步骤S5中预计算的距离Sˊ不等于实时长度偏差值S，则回到上述步骤S2；
S8，PLC判别步骤S7中的输送辊道电机运行速度是否为零？
S9，如果步骤S8中判别出输送辊道电机运行速度不为零，则回到上述步骤S7，直到输送辊道电机运行速度为零；
如果步骤S8中判别出输送辊道电机运行速度已为零，由PLC启动其反转模块动作，使输送辊道以一速度运行一时间，抑制钢板惯性滑行；
S10，输送辊道电机停止，流程结束。
2.如权利要求1所述的钢板定尺剪切的定位方法，其特征在于：
所述PI速度控制模块是PLC中的软件模块，该软件模块将计算结果通过该PLC的通讯端口发给控制输送辊道电机用的变频器，并最终控制输送辊道电机速度。
3.如权利要求1所述的钢板定尺剪切的定位方法，其特征在于：
所述步骤S1中，钢板在输送辊道上运行的最高加速度限制为2.5m/s2，并运行的最高速度限制为2m/s。
4.如权利要求1所述的钢板定尺剪切的定位方法，其特征在于：
所述步骤S3中，实时长度偏差值S是采用以下方式得到的：
钢板在输送辊道上运行过程中有激光测距仪实时的对钢板运行的长度进行测量，得到钢板实际长度值，并传送到PI速度控制模块，PI速度控制模块将所述的钢板目标长度值实时减去钢板实际长度值，得到一个钢板实时长度偏差值S。
5.如权利要求1所述的钢板定尺剪切的定位方法，其特征在于：
所述反转模块是PLC中的软件模块。
6.如权利要求1所述的钢板定尺剪切的定位方法，其特征在于：
所述步骤S9中启动反转模块后，输送辊道是以0.1m/s—0.2m/s的速度反转运行200ms-500ms的时间，输送辊道停止运行。
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