CN107971361A - 一种在线拉伸矫直机挂钩式自适应定位控制装置 - Google Patents

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吴量
薛红卫
刘鹏
谷瑞杰
马永军
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Abstract

一种在线拉伸矫直机挂钩式自适应定位控制装置，包括在拉伸制品两端分别设置的拉伸头与拉伸尾架，拉伸头包括与拉伸制品一端相接的拉伸钳口，拉伸钳口通过移动横梁与拉伸油缸相连，拉伸钳口上设置有用于改变角度的旋转装置，拉伸油缸带动拉伸钳口使拉伸钳口底部的导向轮沿路轨运动，导向轮上设置有磁致伸缩位移传感器；拉伸尾架包括与拉伸制品另一端相接的尾架钳口，尾架钳口通过尾架行走控制装置与尾架车体相连，尾架车体上安装有控制拉伸尾架行走位移和速度的激光测距装置，拉伸头与拉伸尾架通过控制器PLC控制系统和HMI控制，本发明具有定位精准，自动化水平高，大大延长了设备的使用寿命的特点。

Description

一种在线拉伸矫直机挂钩式自适应定位控制装置
技术领域
本发明涉及冶金设备铝挤压机后部精整技术领域，特别涉及一种在线拉伸矫直机挂钩式自适应定位控制装置。
背景技术
在线拉伸矫直机是大型铝挤压机后部精整领域中的基本设备，对于提高型材拉伸矫直效率，提升型材质量尤为关键。在线拉伸矫直过程中，由于不同拉伸制品的材料性能以及工艺要求差异，拉伸量会处在一种变化过程中，而夹持制品的拉伸头和拉伸尾架的预停位和拉伸位也要相应改变来适应这种变化。这就要求拉伸头和拉伸尾架相对位置和进给速度能适时调节，以满足不同拉伸制品在线拉伸的需求。而由于控制元件的差异，以及控制装置响应时间等因素的影响，要精准的控制进给位置和拉伸进给速度相当困难，以往多靠操作工的经验来试探性地给拉伸头和尾架行走控制装置发指令，难免会出现拉伸失控的现象，就有可能造成设备的损坏或型材的损伤，降低自动化水平，或者大大缩短设备的使用寿命。所以就亟需解决在线拉伸中拉伸头和尾架联动工作时自适应定位的控制问题。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种在线拉伸矫直机挂钩式自适应定位控制装置，能够控制拉伸头和尾架的行走定位，使拉伸头和尾架的位置能够自适应在线拉伸过程中拉伸行程的变化，保证在线拉伸矫直自动顺利进行。。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种在线拉伸矫直机挂钩式自适应定位控制装置，包括在拉伸制品4两端分别设置的拉伸头1与拉伸尾架2，拉伸头1包括与拉伸制品4一端相接的拉伸钳口101，拉伸钳口101通过移动横梁104与拉伸油缸103相连，所述的拉伸钳口101上设置有用于改变角度的旋转装置108，拉伸油缸103带动拉伸钳口101使拉伸钳口101底部的导向轮105沿路轨3运动，所述的拉伸油缸103上设置有磁致伸缩位移传感器106；所述的拉伸尾架2包括与拉伸制品4另一端相接的尾架钳口201，尾架钳口201通过尾架行走控制装置与尾架车体206相连，尾架车体206上安装有控制拉伸尾架2行走位移和速度的激光测距装置，所述的拉伸头1与拉伸尾架2通过控制器PLC控制系统5和HMI 6控制。
所述的路轨3包括与导向轮105相接触的导轨302，导轨302位于墙板301顶部，墙板301上还设置有定位杆303。
所述的尾架行走控制装置包括驱动尾架车体206的液压马达203，液压马达203通过链条与车体导向轮207相连。
所述的拉伸钳口101和尾架钳口201通过拉伸钳口油缸102和尾架钳口油缸202驱动。
所述的拉伸钳口101和尾架钳口201均为倾斜式夹头。
所述的拉伸尾架2末端设置有挂钩油缸205，挂钩油缸205带动挂钩204将尾架车体206与路轨3固定。
所述的激光测距装置包括安装在尾架车体206上的固定支架209，固定支架209上安装有激光测距仪210，固定支架209端部设置有反射板208。
本发明的有益效果是：
在线拉伸矫直过程中，拉伸头1和拉伸尾架2的相对位置要自适应不同工艺下来料长度和拉伸系数的变化，监测这种变化，根据PLC控制系统5调整拉伸头1和拉伸尾架2的预停位置，使其加速或减速以及到预停位停止运行，保证拉伸头1和拉伸尾架2相对位置能够跟随型材工艺的变化做出相应调整，具有定位精准，自动化水平高，大大延长了设备的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的机构简图。
图2为本发明的控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作详细叙述。
如图1所示，在线拉伸矫直机的拉伸头部分具备拉伸钳口101、拉伸油缸103、旋转装置108、移动横梁104、磁致伸缩位移传感器106等基本配置。拉伸头1通过移动横梁104直接和拉伸油缸103连接，拉伸钳口101固定在移动横梁104上。拉伸钳口101角度根据工艺要求经由旋转装置108来进行控制。在线拉伸时拉伸头由拉伸油缸103驱动进行拉伸制品4拉伸，拉伸油缸103受液压力的冲击时，就会带动拉伸钳口101沿着导向轮105相对路轨3运动，引起磁致伸缩位移传感器106长度伸缩发生变化，作为拉伸量以及拉伸头1速度和位置的检测装置。路轨部分由墙板301、导轨302、定位杆303等组成。尾架部分具备尾架钳口201、液压马达203、挂钩204、激光测距装置(208、209、210)、车体206等基本配置。尾架行走控制装置安装在尾架车体206上，由液压马达203驱动，激光测距仪210安装在固定支架209上，作为拉伸尾架2行走位移和速度的反馈装置。拉伸钳口101和尾架钳口201夹紧均为倾斜式夹头，拉伸钳口101和尾架钳口201在拉伸钳口油缸102和尾架钳口油缸202的驱动下，产生夹紧力。
拉伸矫直机的进料方式为端部进料。所述的拉伸头1和拉伸尾架2要求具备钳口及行走控制装置，拉伸头1为焊接式结构，拉伸油缸103反着布置，通过移动横梁104直接和拉伸头1连接，拉伸头旋转装置108装在移动横梁104上，由带编码器的电机来带动链轮链条从而控制钳口的旋转角度。拉伸头1主油缸上安装有磁致伸缩位移传感器106，通过检测油缸长度的变化量从而得出拉伸头1位置，拉伸液压阀站上安装有压力传感器，实时监测拉伸力值。拉伸尾架2由液压马达203、挂钩204、车体导向轮207、车体206、夹紧机构等组成，车体206安装有车体导向轮207，在车体206行走时起导向作用，行走采用液压马达203控制，行走平稳，当拉伸尾架2准确定位后，挂钩204机构在挂钩油缸205的带动下从车体206上挂入路轨3的定位杆303进行位置固定，车体206的固定支架209上安装有激光测距仪反射装置，通过检测车体206的行走数据从而计算出拉伸尾架2速度及与拉伸头1相对距离。拉伸头1和拉伸尾架2的钳口夹紧均为倾斜式夹头，钳口的导向型式均为V型槽结构，钳口在夹紧油缸的驱动下，产生夹紧力。在线拉伸过程中，控制器PLC控制系统5实时监测来料长度以及HMI 6上所设置的该材料的拉伸系数值，通过分析计算得出相应的拉伸量、拉伸力保护值以及拉伸头1和拉伸尾架2的最佳预停位置和拉伸位置。将其运算的相应控制值反馈到拉伸头1和拉伸尾架2的行走控制装置中，通过检测拉伸头1的磁致伸缩位移传感器106和拉伸尾架2上的激光测距仪210的位移数据变化，控制程序可以实时调整拉伸头1和拉伸尾架2的运动速度和位置，形成闭环控制，使拉伸头1和拉伸尾架2的相对位置始终维持一种动态的平衡，保证在线拉伸顺利进行。
如图2所示：在线拉伸工作过程如下：
首先HMI 6设备上设定该批次拉伸制品4的拉伸系数值和拉伸头旋转装置108角度值，控制器PLC控制系统5实时监控来料长度值，根据来料长度相应运算出该拉伸制品4拉伸量值以及拉伸尾架2和拉伸头1最佳预停位。拉伸头1位置复位至预停位，拉伸钳口101旋转到相应工艺角度，同时尾架液压马达203驱动尾架车体206加速或减速行走至预停位，到位后尾架挂钩油缸205带动挂钩204落下挂到路轨3的定位杆303上，尾架车体206固定。拉伸头1和拉伸钳口101和尾架钳口201夹紧，拉伸开始，拉伸过程中实时将设定值L与拉伸量△L作比较判断该次拉伸是否到终点位，本次拉伸结束拉伸头1和拉伸尾架2位置复位，等待下批次拉伸制品4到来，根据下批次拉伸量值来前后调整优化拉伸尾架2预停位，开始下一个工作循环。

Claims (7)

1.一种在线拉伸矫直机挂钩式自适应定位控制装置，其特征在于，包括在拉伸制品(4)两端分别设置的拉伸头(1)与拉伸尾架(2)，拉伸头(1)包括与拉伸制品(4)一端相接的拉伸钳口(101)，拉伸钳口(101)通过移动横梁(104)与拉伸油缸(103)相连，所述的拉伸钳口(101)上设置有用于改变角度的旋转装置(108)，拉伸油缸(103)带动拉伸钳口(101)使拉伸钳口(101)底部的导向轮(105)沿路轨(3)运动，所述的拉伸油缸(103)上设置有磁致伸缩位移传感器(106)；所述的拉伸尾架(2)包括与拉伸制品(4)另一端相接的尾架钳口(201)，尾架钳口(201)通过尾架行走控制装置与尾架车体(206)相连，尾架车体(206)上安装有控制拉伸尾架(2)行走位移和速度的激光测距装置，所述的拉伸头(1)与拉伸尾架(2)通过控制器PLC控制系统(5)和HMI(6)控制。
2.根据权利要求1所述的一种在线拉伸矫直机挂钩式自适应定位控制装置，其特征在于，所述的路轨(3)包括与导向轮(105)相接触的导轨(302)，导轨(302)位于墙板(301)顶部，墙板(301)上还设置有定位杆(303)。
3.根据权利要求1所述的一种在线拉伸矫直机挂钩式自适应定位控制装置，其特征在于，所述的尾架行走控制装置包括驱动尾架车体(206)的液压马达(203)，液压马达(203)通过链条与车体导向轮(207)相连。
4.根据权利要求1所述的一种在线拉伸矫直机挂钩式自适应定位控制装置，其特征在于，所述的拉伸钳口(101)和尾架钳口(201)通过拉伸钳口油缸(102)和尾架钳口油缸(202)驱动。
5.根据权利要求1所述的一种在线拉伸矫直机挂钩式自适应定位控制装置，其特征在于，所述的拉伸钳口(101)和尾架钳口(201)均为倾斜式夹头。
6.根据权利要求1所述的一种在线拉伸矫直机挂钩式自适应定位控制装置，其特征在于，所述的拉伸尾架(2)末端设置有挂钩油缸(205)，挂钩油缸(205)带动挂钩(204)将尾架车体(206)与路轨(3)固定。
7.根据权利要求1所述的一种在线拉伸矫直机挂钩式自适应定位控制装置，其特征在于，所述的激光测距装置包括安装在尾架车体(206)上的固定支架(209)，固定支架(209)上安装有激光测距仪(210)，固定支架(209)端部设置有反射板(208)。
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