CN107030180A - 一种龙骨冲孔方法和装置、以及龙骨冷轧机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种龙骨冲孔方法和装置、以及龙骨冷轧机；包括：根据位置检测机构的位置检测结果以及预设的冲孔启动条件，发送冲孔启动信号；根据所述冲孔启动信号，调用所述冲孔启动信号对应的冲孔单元；其中，所述冲孔启动信号和所述冲孔单元的数目均为两个或两个以上，各个冲孔单元设置有不同的运行参数，所述冲孔单元用于根据预设的运行参数，执行运行参数对应的冲孔流程。通过上述方案，系统设置有多个冲孔单元，各个冲孔单元的运行参数不同，从而完成不同需求的冲孔，在不等距冲孔过程中，只需要调用合适的冲孔单元即可实现不同的不等距冲孔的需求，提高了系统的可靠性，提高了生产效率。

Description

一种龙骨冲孔方法和装置、以及龙骨冷轧机

技术领域

本发明涉及领域金属加工设备领域，特别涉及一种龙骨冲孔方法和装置、以及龙骨冷轧机。

背景技术

在龙骨生产线中，进料机构将钢带不断地送入接料台，压轧机构将钢带，切断机构则根据进料的长度按照设定进行切断，冲孔机构根据预定的冲孔位置完成冲孔工艺。为了保证龙骨长度的一致，以及保证冲孔位置的一致，使用编码器之类的位置检测机构对龙骨的位置进行检测，并根据检测获得的位置信息对龙骨完成切断和冲孔工艺。

现有的龙骨生产工艺，对龙骨的裁切和冲孔，都是在龙骨行进过程中动态完成的，因此位置检测机构和以及锯/切台等可以称之裁切部分，冲孔机构等可以称之为冲孔部分。每根龙骨上的冲孔作业为冲孔部分的一个内部循环，对应一根龙骨上的冲孔作业，每根龙骨上所有冲孔完成后，冲孔的内部循环完成，接着进行下一根龙骨的冲孔。如果龙骨上的冲孔不是等距的，则冲孔机构中的跟踪定位装置根据控制曲线对孔位进行自动追踪，以对冲孔位置进行偏移。其中，冲孔的内部循环设置完成之后，对每根龙骨执行相同的操作，使得加工的龙骨的冲孔位置均保持一致。

现有的冲孔基本能够满足常规市场需求。但随着定制化以及进一步提高产品的多样性需求的出现，在加工过程中经常需要重新设置不同的冲孔位置，冲孔位置变化之后，冲孔的控制曲线需要重新设置，过程较为复杂，影响了生产效率。

发明内容

本发明提供一种龙骨冲孔方法和装置、以及龙骨冷轧机，用于解决现有技术的龙骨生产线中不等距冲孔技术控制曲线设置复杂影响生产效率的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种龙骨冲孔方法，包括：

根据位置检测机构的位置检测结果以及预设的冲孔启动条件，发送冲孔启动信号；

根据所述冲孔启动信号，调用所述冲孔启动信号对应的冲孔单元；其中，所述冲孔启动信号和所述冲孔单元的数目均为两个或两个以上，各个冲孔单元设置有不同的运行参数，所述冲孔单元用于根据预设的运行参数，执行运行参数对应的冲孔流程，其中，所述冲孔流程包括追速过程和同步过程，在所述追速过程中，控制伺服电机驱动冲孔机构从零点位置开始加速至与钢带同步；在所述同步过程中，控制伺服电机驱动冲孔机构保持与钢带同步前进，并在所述同步过程中，控制冲孔机构完成钢带的冲孔操作。

优选地，在根据位置检测单元的位置检测结果以及预设的冲孔启动条件，发送冲孔启动信号之前还包括：

根据冲孔的需求，设置位置检测结果与冲孔启动条件之间的匹配关系，以及设置冲孔启动条件与冲孔启动信号之间的匹配关系；

所述根据位置检测单元的检测结果以及预设的冲孔启动条件，发送冲孔启动信号包括：

判断位置检测结果是否匹配某个预设的冲孔启动条件，当位置检测结果匹配某个预设的冲孔启动条件时，发送所述冲孔启动条件对应的冲孔启动信号。

优选地，所述判断位置检测结果是否匹配某个预设的冲孔启动条件包括：

判断从龙骨的切断信号开始计数的计数值是否到达预定的启动计数值；或，

在进行周期性计数时，判断是否到达计数周期。

优选地，所述冲孔流程还包括减速过程和回车过程，在所述减速过程中，冲孔机构在伺服电机的驱动下，减速至零速，在所述回车过程中，冲孔机构在伺服电机的驱动下，返回至所述零点位置。

优选地，所述运行参数伺服电机驱动冲孔机构时的运行距离和加速距离。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种龙骨冲孔装置，所述龙骨冲孔装置包括：启动单元、调用单元以及冲孔单元；其中，

所述启动单元，用于根据位置检测机构的位置检测结果以及预设的冲孔启动条件，发送冲孔启动信号；

所述调用单元，用于根据所述冲孔启动信号，调用所述冲孔启动信号对应的冲孔单元；其中，所述冲孔启动信号和所述冲孔单元的数目均为两个或两个以上，各个冲孔单元设置有不同的运行参数

所述冲孔单元，用于根据预设的运行参数，执行运行参数对应的冲孔流程；其中，所述冲孔单元包括追速模块和同步模块；

所述追速模块用于在所述追速过程中，控制伺服电机驱动冲孔机构从零点位置开始加速至与钢带同步；

所述同步模块用于在所述同步过程中，控制伺服电机驱动冲孔机构保持与钢带同步前进，并在所述同步过程中，控制冲孔机构完成钢带的冲孔操作。

优选地，所述装置还包括：

设置单元，用于根据冲孔的需求，设置位置检测结果与冲孔启动条件之间的匹配关系，以及设置冲孔启动条件与冲孔启动信号之间的匹配关系；

所述启动单元具体用于：

判断位置检测结果是否匹配某个预设的冲孔启动条件，当位置检测结果匹配某个预设的冲孔启动条件时，发送所述冲孔启动条件对应的冲孔启动信号。

优选地，所述启动单元包括：

第一启动模块，用于判断从龙骨的切断信号开始计数的计数值是否到达预定的启动计数值；或，

第二启动模块，用于在进行周期性计数时，判断是否到达计数周期。

优选地，所述冲孔单元还包括减速模块和回车模块；

所述减速模块在所述减速过程中，控制伺服电机驱动冲孔机构减速至零速；

所述回车模块在所述回车过程中，控制伺服电机驱动冲孔机构返回至所述零点位置。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种龙骨冷轧机，所述龙骨冷轧机包括上述任一种龙骨冲孔装置。

本发明的有益效果包括：

本发明实施例中，根据位置检测机构的位置检测结果以及预设的冲孔启动条件，发送冲孔启动信号；根据所述冲孔启动信号，调用所述冲孔启动信号对应的冲孔单元；其中，所述冲孔启动信号和所述冲孔单元的数目均为两个或两个以上，各个冲孔单元设置有不同的运行参数，所述冲孔单元用于根据预设的运行参数，执行运行参数对应的冲孔流程，其中，所述冲孔流程包括追速过程和同步过程，在所述追速过程中，控制伺服电机驱动冲孔机构从零点位置开始加速至与钢带同步；在所述同步过程中，控制伺服电机驱动冲孔机构保持与钢带同步前进，并在所述同步过程中，控制冲孔机构完成钢带的冲孔操作。通过上述方案，系统设置有多个冲孔单元，各个冲孔单元的运行参数不同，从而完成不同需求的冲孔，在不等距冲孔过程中，只需要调用合适的冲孔单元即可实现不同的不等距冲孔的需求，提高了系统的可靠性，提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种龙骨冲孔方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种龙骨冲孔方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的一种冲孔启动信号的时序示意图；

图4为本发明实施例提供的一种龙骨冲孔装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例提供的龙骨冲孔方法和装置、以及龙骨冷轧机进行详细描述。

请参阅图1，为本发明实施例提供的一种龙骨冲孔方法的流程示意图，如图1所示，本发明实施例提供的龙骨冲孔方法包括：

步骤S120，根据位置检测机构的位置检测结果以及预设的冲孔启动条件，发送冲孔启动信号；

步骤S130，根据所述冲孔启动信号，调用所述冲孔启动信号对应的冲孔单元。

其中，所述冲孔启动信号和所述冲孔单元的数目均为两个或两个以上，各个冲孔单元设置有不同的运行参数，所述冲孔单元用于根据预设的运行参数，执行运行参数对应的冲孔流程；其中，所述冲孔流程包括追速过程和同步过程，在所述追速过程中，控制伺服电机驱动冲孔机构从零点位置开始加速至与钢带同步；在所述同步过程中，控制伺服电机驱动冲孔机构保持与钢带同步前进，并在所述同步过程中，控制冲孔机构完成钢带的冲孔操作。

其中，所述运行参数伺服电机驱动冲孔机构时的运行距离和加速距离。

本发明实施例中，在步骤S120之前还包括：

步骤S110，根据冲孔的需求，设置位置检测结果与冲孔启动条件之间的匹配关系，以及设置冲孔启动条件与冲孔启动信号之间的匹配关系。

其中，冲孔的需求可以是不同形状和参数的冲孔的需求，

步骤S120中，所述根据位置检测单元的检测结果以及预设的冲孔启动条件，发送冲孔启动信号包括：

判断位置检测结果是否匹配某个预设的冲孔启动条件，当位置检测结果匹配某个预设的冲孔启动条件时，发送所述冲孔启动条件对应的冲孔启动信号。

所述判断位置检测结果是否匹配某个预设的冲孔启动条件包括：

判断从龙骨的切断信号开始计数的计数值是否到达预定的启动计数值其中，位置检测结果是指根据龙骨的切断信号开始计数的计数值，冲孔启动条件为预定的启动计数值。在根据龙骨的切断信号开始计数之前还包括：获取切断信号，所述切断信号是根据位置检测机构获取钢带的位置信息生成的；或，在进行周期性计数时，判断是否到达计数周期。

其中，位置检测机构可以是传感器，例如是编码器。

其中，对于周期性计数的方式，是指在每个切断周期内，重复计数，例如，计数器每计数5000次，完成一次切断动作，需要完成两次冲孔，根据冲孔位置，分别在计数至1000和2500时，判断为满足预设的冲孔启动条件，执行对应的冲孔流程，每次计数到5000时，计数器清零，每次计数到1000和2500时，发送冲孔启动信号。

而对于根据龙骨的切断信号开始计数的方式，根据切断信号将计数器清0，然后从0开始计数，每次计数到1000和2500时，发送冲孔启动信号。

本发明实施例中，设置一个或多个预定计数值，在每次计数到达预定计数值时，判断为满足冲孔启动条件。在每次判断满足冲孔启动条件，发送对应的冲孔启动信号。

在判断为满足冲孔启动条件时，系统可以生成冲孔启动信号，并根据冲孔启动信号完成冲孔流程，需要说明的是，对于一根龙骨需要完成多次冲孔时，可以设置多个冲孔启动信号，并在每次冲孔启动信号之后可以调用不同的冲孔单元，在每次冲孔启动信号之后执行不同的对应的冲孔流程。不同的冲孔流程可以完成不同的冲孔程序，例如，不同的冲孔流程可以完成圆形冲孔或椭圆形冲孔，此外，根据不同孔位之间的间距，也可以调用不同的冲孔单元，通过不同的加速过程完成冲孔，从而适应各种冲孔需求。

本发明实施例中，通过预先设置冲孔启动条件，并在满足预设的冲孔启动条件时，调用对应的冲孔单元，因此，可以根据不同的冲孔间距，设置不同的冲孔启动条件，并在每次满足冲孔启动条件时，调用对应的冲孔单元，从而提供了一种完成不等距冲孔的工艺过程。通过功能模块化编程可以实现上述功能，并且提高了系统的可靠性，便于调试和维护。本发明实施例提供的龙骨冲孔方法与原有龙骨加工系统中冲孔流程的区别主要是将冲孔单元作为子程序，并根据具体设定的冲孔启动条件对其进行调用，从而实现不等距冲孔的功能设计。

本发明实施例中，所述冲孔流程还包括减速过程和回车过程，在所述减速过程中，冲孔机构在伺服电机的驱动下，减速至零速，在所述回车过程中，冲孔机构在伺服电机的驱动下，返回至所述零点位置。

本发明实施例中，在根据龙骨的切断信号开始计数之前还包括：

获取切断信号，所述切断信号是根据传感器获取钢带的位置信息生成的。

下面结合一个具体实施场景进行说明。

请参阅图2，为本发明实施例提供的一种龙骨冲孔方法的流程示意图，如图2所示，本发明实施例提供的龙骨冲孔方法包括：

步骤S210，系统完成初始化过程。

其中步骤S210具体包括：系统启动和复位，控制板的初始化，以及外设设备的初始化等过程。这里的系统指龙骨冷轧机的控制系统。

步骤S220，检测钢带位置，并根据钢带位置生成切断信号。

步骤S230，根据龙骨的切断信号执行切断流程。切断装置包括追踪机构和切刀机构，追踪机构包括驱动电机，能够驱动切刀机构运动至和龙骨相同的运动速度，并在同步状态下完成切割操作。其中，追踪机构和切刀机构通过控制器进行控制。其中，控制器利用电子凸轮功能和电子齿轮功能控制追踪机构的移动，控制器通过参数设定规划电子凸轮曲线，将主轴线性位置信息转换成运动曲线，并按设置周期运行。其中，从轴位置为追踪机构和切刀机构的运动位置，主轴线性位置至龙骨在接料台上的运动位置。现有龙骨系统主轴位置是通过测量编码器获取，获得编码器信号之后，将其换算成主轴位置。根据规划好的电子凸轮曲线，分别计算从轴的位置，并输出脉冲和方向信号至追踪机构，追踪机构牵引切断机构或冲孔机构加速、与带钢送入速度同步、减速至零和高速返回零点位置。

具体地，在所述切断流程中，所述追踪机构的运行状态包括追速状态、同步状态、减速状态、以及回车状态；所述追踪机构在系统的控制下，在上述各个状态下切换运行；其中，所述追踪机构在追速状态中，从起始位置开始加速运动，经过第一加速过程加速至进料速度，并进入同步状态；其中，所述第一加速过程为非匀加速；所述追踪机构在同步状态中，保持与进料速度相同的运动速度，并在切刀机构完成切断动作之后，进入减速状态；所述追踪机构在减速状态中，经过第一减速过程减速至静止状态，并进入回车状态；其中，所述第一减速过程为非匀减速；所述追踪机构在回车状态中，经过第二加速过程和第二减速过程，返回所述起始位置；其中，所述第二加速过程为非匀加速，所述第二减速过程为非匀减速。

步骤S240，根据龙骨的切断信号开始计数，判断是否满足冲孔启动条件，即计数是否到达预定计数值，判断为满足冲孔启动条件。

步骤S250，当满足预设的冲孔启动条件时，调用对应的冲孔单元。

在每次执行一次切断流程之后，将完成一次或多次冲孔流程。

请参阅图3，为本发明实施例提供的一种冲孔启动信号的时序示意图。冲孔启动信号包括冲孔启动信号s1、冲孔启动信号s2、冲孔启动信号s3，冲孔流程包括第一冲孔流程和第二冲孔流程，其中，第一冲孔流程用于完成圆形冲孔，第二冲孔流程用于完成椭圆形冲孔。根据冲孔启动信号s1和冲孔启动信号s2将执行第一冲孔流程。根据冲孔启动信号s3将执行第二冲孔流程。

其中，根据龙骨的切断信号S0开始计数，设置3个预定计数值，分别为第一预定计数值、第二预定计数值、第三预定计数值。

在计数到达第一预定计数值，判断为满足冲孔条件，生成冲孔启动信号s1，根据冲孔启动信号s1将执行第一冲孔流程；在计数到达第二预定计数值，判断为满足冲孔条件，生成冲孔启动信号s2，根据冲孔启动信号s2将执行第一冲孔流程；在计数到达第三预定计数值，判断为满足冲孔条件，生成冲孔启动信号s3，根据冲孔启动信号s3将执行第二冲孔流程。

本发明实施例中，可以将根据上述方法运行的龙骨冲孔装置设置在龙骨冷轧机中，在龙骨冷轧机的控制系统中，通过主程序和冲孔子程序来完成龙骨的切断和冲孔的流程，其中，主程序用来完成龙骨冷轧机的控制系统的初始化过程以及龙骨的定长切断等。对于龙骨冷轧机的控制系统来说，需要控制的变量繁多，控制硬件多，因此，要求控制系统具有高效的算法和良好效率，更重要的需要具有严密的逻辑结构，冲孔子程序用来周期性根据冲孔启动条件进行调用，完成系统的不等距冲孔。通过这种功能模块化编程方式，提高了系统的可靠性，便于调试和维护。

基于与上述方法实施例相同或相似的构思，本发明实施例还提供一种龙骨冲孔装置，请参阅图4，为本发明实施例提供的一种龙骨冲孔装置的结构示意图，如图4所示，所述龙骨冲孔装置包括：启动单元10、调用单元20以及冲孔单元30；其中，

所述启动单元10，用于根据位置检测机构的位置检测结果以及预设的冲孔启动条件，发送冲孔启动信号；

所述调用单元20，用于根据所述冲孔启动信号，调用所述冲孔启动信号对应的冲孔单元；其中，所述冲孔启动信号和所述冲孔单元的数目均为两个或两个以上，各个冲孔单元设置有不同的运行参数

所述冲孔单元30，用于根据预设的运行参数，执行运行参数对应的冲孔流程；其中，所述冲孔单元包括追速模块和同步模块；

所述追速模块用于在所述追速过程中，控制伺服电机驱动冲孔机构从零点位置开始加速至与钢带同步；

所述同步模块用于在所述同步过程中，控制伺服电机驱动冲孔机构保持与钢带同步前进，并在所述同步过程中，控制冲孔机构完成钢带的冲孔操作。

本发明实施例中，所述装置还包括：

设置单元40，用于根据冲孔的需求，设置位置检测结果与冲孔启动条件之间的匹配关系，以及设置冲孔启动条件与冲孔启动信号之间的匹配关系；

所述启动单元10具体用于：

判断位置检测结果是否匹配某个预设的冲孔启动条件，当位置检测结果匹配某个预设的冲孔启动条件时，发送所述冲孔启动条件对应的冲孔启动信号。

本发明实施例中，所述启动单元10包括：

第一启动模块，用于判断从龙骨的切断信号开始计数的计数值是否到达预定的启动计数值；或，

第二启动模块，用于在进行周期性计数时，判断是否到达计数周期。

本发明实施例中，所述冲孔单元30还包括减速模块和回车模块；

所述减速模块在所述减速过程中，控制伺服电机驱动冲孔机构减速至零速；

所述回车模块在所述回车过程中，控制伺服电机驱动冲孔机构返回至所述零点位置。

基于与上述实施例相同或相似的构思，本发明实施例还提供一种龙骨冷轧机，所述龙骨冷轧机包括本发明实施例提供的任一龙骨冲孔装置。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种龙骨冲孔方法，其特征在于，所述龙骨冲孔方法包括：

根据位置检测机构的位置检测结果以及预设的冲孔启动条件，发送冲孔启动信号；

根据所述冲孔启动信号，调用所述冲孔启动信号对应的冲孔单元；其中，所述冲孔启动信号和所述冲孔单元的数目均为两个或两个以上，各个冲孔单元设置有不同的运行参数，所述冲孔单元用于根据预设的运行参数，执行运行参数对应的冲孔流程，其中，所述冲孔流程包括追速过程和同步过程，在所述追速过程中，控制伺服电机驱动冲孔机构从零点位置开始加速至与钢带同步；在所述同步过程中，控制伺服电机驱动冲孔机构保持与钢带同步前进，并在所述同步过程中，控制冲孔机构完成钢带的冲孔操作。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据位置检测单元的位置检测结果以及预设的冲孔启动条件，发送冲孔启动信号之前还包括：

根据冲孔的需求，设置位置检测结果与冲孔启动条件之间的匹配关系，以及设置冲孔启动条件与冲孔启动信号之间的匹配关系；

所述根据位置检测单元的检测结果以及预设的冲孔启动条件，发送冲孔启动信号包括：

判断位置检测结果是否匹配某个预设的冲孔启动条件，当位置检测结果匹配某个预设的冲孔启动条件时，发送所述冲孔启动条件对应的冲孔启动信号。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述判断位置检测结果是否匹配某个预设的冲孔启动条件包括：

判断从龙骨的切断信号开始计数的计数值是否到达预定的启动计数值；或，

在进行周期性计数时，判断是否到达计数周期。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述冲孔流程还包括减速过程和回车过程，在所述减速过程中，冲孔机构在伺服电机的驱动下，减速至零速，在所述回车过程中，冲孔机构在伺服电机的驱动下，返回至所述零点位置。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述运行参数伺服电机驱动冲孔机构时的运行距离和加速距离。

6.一种龙骨冲孔装置，其特征在于，所述龙骨冲孔装置包括：启动单元、调用单元以及冲孔单元；其中，

所述启动单元，用于根据位置检测机构的位置检测结果以及预设的冲孔启动条件，发送冲孔启动信号；

所述调用单元，用于根据所述冲孔启动信号，调用所述冲孔启动信号对应的冲孔单元；其中，所述冲孔启动信号和所述冲孔单元的数目均为两个或两个以上，各个冲孔单元设置有不同的运行参数

所述冲孔单元，用于根据预设的运行参数，执行运行参数对应的冲孔流程；其中，所述冲孔单元包括追速模块和同步模块；

所述追速模块用于在所述追速过程中，控制伺服电机驱动冲孔机构从零点位置开始加速至与钢带同步；

所述同步模块用于在所述同步过程中，控制伺服电机驱动冲孔机构保持与钢带同步前进，并在所述同步过程中，控制冲孔机构完成钢带的冲孔操作。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

设置单元，用于根据冲孔的需求，设置位置检测结果与冲孔启动条件之间的匹配关系，以及设置冲孔启动条件与冲孔启动信号之间的匹配关系；

所述启动单元具体用于：

判断位置检测结果是否匹配某个预设的冲孔启动条件，当位置检测结果匹配某个预设的冲孔启动条件时，发送所述冲孔启动条件对应的冲孔启动信号。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述启动单元包括：

第一启动模块，用于判断从龙骨的切断信号开始计数的计数值是否到达预定的启动计数值；或，

第二启动模块，用于在进行周期性计数时，判断是否到达计数周期。

9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述冲孔单元还包括减速模块和回车模块；

所述减速模块在所述减速过程中，控制伺服电机驱动冲孔机构减速至零速；

所述回车模块在所述回车过程中，控制伺服电机驱动冲孔机构返回至所述零点位置。

10.一种龙骨冷轧机，其特征在于，所述龙骨冷轧机包括如权利要求6～9中任一项所述的龙骨冲孔装置。