CN107214198A - 热轧精轧换辊小车位置自动标定控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种热轧精轧换辊小车位置自动标定控制方法，属于冶金轧制技术领域。技术方案是：在换辊小车行走过程中，监控扭矩电机的扭矩输出，确保换辊小车在安全速度范围内稳定运行，同时激活低速度运行条件；是在换辊小车行走过程中，监控位置编码器位置的变化量以及轧机换辊过程中上工作辊锁紧的触发信号；当位置编码器走到既定位置时，在上工作辊锁紧后则控制系统发出位置编码器标定信号，同时控制功能块给位置编码器重新赋值，完成换辊小车位置的重新标定。本发明来在不中断换辊的情况下完成了对其换辊小车位置的标定，消除了换辊小车位置编码器积累的误差，提高了更换工作辊的效率。

Description

热轧精轧换辊小车位置自动标定控制方法
技术领域
本发明涉及一种热轧精轧换辊小车位置自动标定控制方法，属于冶金轧制技术领域。
背景技术
钢铁企业热轧生产线精轧机组一般由七架精轧机组组成，每架精轧机相应配备一套换辊小车装置，其功能是更换精轧机上下工作辊。换辊小车位置检测依靠其安装在行走电机上的位置编码器实现。在实际工作过程中，由于日积月累的误差等因素，经常造成小车定位不准确的现象，由此造成精轧机换辊工作辊推进不到位的现象。此时，需要人工对其小车位置重新标定，人工标定位置的过程比较繁琐，用时较长，严重影响换辊的效率。目前，国内热轧生产线换辊小车的位置标定大多采用人工标定，由此可见，换辊小车位置自动标定控制方法的应用非常广泛。随着热连轧生产线轧制节奏的逐渐加快，精轧机工作辊的更换日益频繁，已经达到每天要进行5至6次换辊；换辊小车编码器对换辊小车位置检测不准确，并且需要到现场确认动作是否到位，也会导致自动换辊模式失败，因此需要对编码器进行及时标定；传统手动标定因时间长而只能在每周一次的检修期间进行，编码器往往累积了较大误差，而导致位置检测不准确。因此提高换辊小车位置的精度，减少换辊时间就成为热连轧生产线工程技术人员面临的新的难点和课题。
发明内容
本发明的目的是提供一种热轧精轧换辊小车位置自动标定控制方法，采用对换辊小车电机驱动力矩和速度的优化以及换辊小车编码器检测位置自动标定的双重控制方法，确保换辊的正常进行，仅需在每次换辊过程中，在合理的位置，控制系统能够自动对其编码器位置进行准确的标定，消除累计的误差，保证换辊小车行进位置的准确性，保证换辊的顺利进行，解决已有技术中存在的上述问题。
本发明所采用的技术方案是：
一种热轧精轧换辊小车位置自动标定控制方法，包含如下步骤：在换辊小车的行走齿轮11上安装有位置编码器10，变速箱3通过法兰接手4和扭矩电机2连接，扭矩电机实时输出扭矩，位置编码器10和扭矩电机2分别提供换辊小车行走位移和换辊小车行走速度的变化量信号，当换辊小车走到基准标定位置时，控制系统自编有标定功能块触发信号，执行机构15按照控制系统的指令，使得位置编码器10在标定位置自动输入每一次的标定基准值，从而保证换辊小车位置的准确性。
具体控制过程是：
第一、在换辊过程中，当换辊小车走到上工作辊推进轧机的位置，此位置为换辊小车标定的最佳位置，时时监控此时位置编码器10的行走位移量，监控此时位置编码器的数值与标定数值误差是否在安全范围之内；如果误差在安全范围之内，当上工作辊锁紧板锁紧信号在控制程序中检测到后，控制系统发出一个脉冲，把位置编码器标定基准值赋予位置编码器；如果换辊小车此时的行走位移量和基准值误差超出安全范围，则控制系统发出报警信号，同时，执行机构15停止动作；
第二、在行驶中，监控扭矩电机2驱动力矩和速度的输出，在换辊小车靠近轧机时，控制系统降低扭矩电机2的扭矩和速度输出，确保能够准确的到达标定位置。
所述的扭矩电机2驱动力矩的大小采集电流值表征，如果电流值超出安全范围，控制系统发出报警信号，扭矩电机2的制动器动作，换辊小车停止动作；位置编码器10在PLC扫描周期内，时时监控其数据变化的比例，如果数值在扫描周期内发生跳变或者超过位置编码器最大值，控制系统发出报警信号，终止换辊动作流程。
在换辊小车直线运动轨迹安装有轨道12，轨道12上放置能够前进或后退直线行走的的换辊小车，换辊小车的行走齿轮11和位置编码器10相连，位置编码器10用于时时监控换辊小车行走位移；行走齿轮11和变速箱3连接，变速箱3通过法兰接手4和扭矩电机2连接，扭矩电机2产生力矩通过变速箱3驱动行走齿轮带动换辊小车移动。
本发明的有益效果是，采用了对换辊小车电机驱动力矩和速度的优化以及换辊小车编码器检测位置自动标定的双重控制方法，确保了换辊的正常进行，仅需在每次换辊过程中，在合理的位置，控制系统能够自动对其编码器位置进行准确的标定，消除了累计的误差，保证了换辊小车行进位置的准确性，保证了换辊的顺利进行。本发明思路新颖，易于实施，其控制操作要求对于现代化的生产线来说易如反掌，操作灵活，经过实践检验效果明显，具有推广价值。
附图说明
图1是本发明实施例的换辊小车侧视示意图：
图2是本发明实施例的换辊小车俯视图；
图中，1.换辊小车警报灯，2.扭矩电机，3.变速箱，4.法兰接手，5.电缆卷筒，6.卷筒电机，7.电缆夹轮，8.电缆夹轮，9.后轨道滑轮，10.位置编码器，11.行走齿轮，12.轨道，13.前轨道滑轮，14.抬升钩头，15.执行机构。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明实施例的具体实施方式：
换辊过程中，换辊小车从备辊位置（起始位置）行走到下工作辊进轧机位置（终止位置）。
参照图1、图2，在小车直线运动轨迹安装有轨道12，轨道12上放置能够前进或后退直线行走的的换辊小车，换辊小车的行走齿轮11和位置编码器10相连，位置编码器10用于时时监控换辊小车行走位移；行走齿轮11和变速箱3连接，变速箱3通过法兰接手4和扭矩电机2连接，扭矩电机2产生力矩通过变速箱3驱动行走齿轮带动换辊小车移动；换辊小车报警灯1在换辊小车行走过程中闪烁并鸣笛；电缆卷筒5转动，收回或者放展信号及动力电缆，保证电缆能够跟随换辊小车前进或者后退而自由卷起；电缆卷筒5通过转轴与卷筒电机6连接，卷筒电机6为电缆卷筒动作提供动力；电缆夹轮一7和电缆夹轮二8属于被动轮，把电缆卡在中间，防止电缆脱落；后轨道滑轮9和前轨道滑轮13卡在轨道12上，保证换辊小车行走过程中不会脱轨；抬升钩头14与执行机构15的电磁液压缸连接，在正常工作中能够抬起或者下降，在换辊过程中抽旧工作辊时起到勾住工作辊的作用。
本发明通过对扭矩电机输出力矩和位置编码器检测，标定条件位置触发位置编码器重新赋值，具体控制过程是：
精轧机由于频繁的换辊以及位置检测的编码编码器接手的弹性，久而久之，导致了换辊小车位置编码器误差的累计，从而导致换辊小车行走的位置产生偏差，从而出现了换辊过程中上工作辊落不到下工作辊的定位销或者轧机夺锁紧板锁不上的情况。
采用本发明，在每次自动换辊的过程中，当换辊小车走到合适的标定位置，此时控制系统产生一个信号脉冲，然后把此时的换辊小车准确位置作为位置编码器的换辊小车位置进行标定赋值，这样换辊小车在每次换辊过程中都会对其位置进行重新的标定，保证换辊小车位置的精确性。
第一，监控换辊小车扭矩电机2的驱动力矩和速度。正常上卷情况下此驱动力矩按照特定规律变化，不会跳跃。当换辊小车靠近轧机的时候，位置编码器检测到位置后，激活扭矩电机输出扭矩降低，保证换辊小车在PLC扫描周期内低速运行。
第二，增加换辊小车位置编码器自动标定的功能块。首先控制程序连锁为：轧机在换辊模式下，每一架机架为自动模式；换辊模式为工作辊换辊模式下，位置编码器检测状态为健康状态，推新辊触发脉冲触发得电。最基本的条件满足后，当换辊小车行走到换辊位置上工作辊缩紧后，此时是换辊小车位置编码器标定的最佳状态；采用上工作辊缩紧电磁阀得电和锁紧接近检测开关得电，作为触发控制系统触发脉冲，然后控制系统把这个数值输入到位置检测编码器中，重新对位置编码器进行赋值。这样就可以保证在每次自动换辊过程中对位置编码器位置进行重新标定。
本发明控制程序可以自动标定也可以实现人工干预，灵活调节；方法新颖，经过长期的运行实践，此控制方法十分有效，对于消除换辊小车位置积累的误差显得非常有必要，同时具有推广价值。

Claims (4)

1.一种热轧精轧换辊小车位置自动标定控制方法，其特征在于包含如下步骤：在换辊小车的行走齿轮11上安装有位置编码器10，变速箱3通过法兰接手4和扭矩电机2连接，扭矩电机实时输出扭矩，位置编码器10和扭矩电机2分别提供换辊小车行走位移和换辊小车行走速度的变化量信号，当换辊小车走到基准标定位置时，控制系统自编有标定功能块触发信号，执行机构15按照控制系统的指令，使得位置编码器10在标定位置自动输入每一次的标定基准值，保证换辊小车位置准确。
2.根据权利要求1所述的热轧精轧换辊小车位置自动标定控制方法，其特征在于具体控制过程是：
第一、在换辊过程中，当换辊小车走到上工作辊推进轧机的位置，此位置为换辊小车标定的最佳位置，时时监控此时位置编码器10的行走位移量，监控此时位置编码器的数值与标定数值误差是否在安全范围之内；如果误差在安全范围之内，当上工作辊锁紧板锁紧信号在控制程序中检测到后，控制系统发出一个脉冲，把位置编码器标定基准值赋予位置编码器；如果换辊小车此时的行走位移量和基准值误差超出安全范围，则控制系统发出报警信号，同时，执行机构15停止动作；
第二、在行驶中，监控扭矩电机2驱动力矩和速度的输出，在换辊小车靠近轧机时，控制系统降低扭矩电机2的扭矩和速度输出，确保能够准确的到达标定位置；
所述的扭矩电机2驱动力矩的大小采集电流值表征，如果电流值超出安全范围，控制系统发出报警信号，扭矩电机2的制动器动作，换辊小车停止动作；位置编码器10在PLC扫描周期内，时时监控其数据变化的比例，如果数值在扫描周期内发生跳变或者超过位置编码器最大值，控制系统发出报警信号，终止换辊动作流程。
3.根据权利要求1或2所述的热轧精轧换辊小车位置自动标定控制方法，其特征在于：所述的扭矩电机2驱动力矩的大小采集电流值表征，如果电流值超出安全范围，控制系统发出报警信号，扭矩电机2的制动器动作，换辊小车停止动作；位置编码器10在PLC扫描周期内，时时监控其数据变化的比例，如果数值在扫描周期内发生跳变或者超过位置编码器最大值，控制系统发出报警信号，终止换辊动作流程。
4.根据权利要求1或2所述的热轧精轧换辊小车位置自动标定控制方法，其特征在于：在换辊小车直线运动轨迹安装有轨道12，轨道12上放置能够前进或后退直线行走的的换辊小车，换辊小车的行走齿轮11和位置编码器10相连，位置编码器10用于时时监控换辊小车行走位移。
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