CN110193645B - 连铸板坯二切的精确定位方法 - Google Patents

连铸板坯二切的精确定位方法 Download PDF

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Abstract

本发明揭示了一种连铸板坯二切的精确定位方法，采用板坯的非接触式测量和接触式测量相结合的方式，能精确定位板坯的头部位置，来调整割枪的位置，从而克服板坯的板形问题，测长辊打滑现象，惯性问题等一系列造成定位不准，切割精度差的因素，可使其测量精度达到毫米级，极大地提高了切割精度，提高了产品的成材率。

Description

连铸板坯二切的精确定位方法
技术领域
本发明涉及横切剪剪刃，更具体地说，涉及一种连铸板坯二切的精确定位方法。
背景技术
板坯连铸机面向宽厚板轧机生产板坯，以命令板坯号给出的长度为基础，按倍尺坯切割，按定尺坯进行优化控制。所谓定尺坯是指长度在1.5～4.8m之间的铸坯，宽厚板轧机可以直接用定尺坯轧制，由于受宽厚板连铸切割机等设备的制约(辊道间距等)，在宽厚板连铸侧不能直接切割出定尺坯，必须把几块定尺坯组合在一起(长度在6.8～10.4m之间)，成为倍尺坯，然后在连铸侧进行一次切割，而将倍尺坯切割成定尺坯的工作由宽厚板轧机的在线切割机完成(即二次切割)。因此，提高二切线切割精度是宽厚板生产中一项较为重要的工作。我国现有厚板轧线数量众多，但厚板二切线设备与国际先进水平还是存在很大的差距。
2005年某钢铁企业引进了国内第一条5m宽厚板生产线，其二切线的钢板切割采用火焰切割、钢板的测量采用接触式的测速辊和光栅，如图1所示，板坯1.6在输送辊道1.1上行走，测速辊1.4对板坯1.6的行走速度进行精确测量，再和板坯1.6的行走时间相乘即得到板坯1.6的行走距离，当板坯运行到规定的距离时发出辊道停止信号，板坯1.6停止，1#切割枪1.3和2#切割枪1.5通过割枪行走架1.2行走到规定尺寸，对板坯进行切割作业。但是，该切割精度方面与国外相比尚有一定的差距。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，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，严重影响了产品的切割精度，制约了产品的成材率。
CN105108094A公开了一种提高板坯连铸机切割精度的切割方法及系统，是利用摄像机检测板坯坯头的下边沿，实时获取下边沿坐标，可以准确跟踪板坯坯头位置，并将所述板坯坯头下边沿坐标与所述板坯切割标定坐标进行比对，若所述板坯坯头下边沿坐标与所述板坯切割坐标相同，向切割机发出指令信号，切割机接收到信号，对板坯进行切割处理。这一技术适合连铸机上用，也就是板坯的一切，连铸板坯为高温红色的，与周围环境和设备反差大，图像设别较容易实现。但摄像头本身有变形现象，摄像检测的精度低，并且一台摄像机不够，需要几台摄像机联合使用，故系统复杂，计算繁琐等。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种连铸板坯二切的精确定位方法，通过接触式和非接触式相结合的测量方式，来提高板坯和割枪的位置精度，从而提高切割精度。
一种连铸板坯二切的精确定位方法，包括采用测速辊对输送辊道上板坯的行走速度进行精确测量，并计算板坯的行走距离，还包括增设一套激光测距系统，包括设于安装在板坯切割区域的出口方向并位于输送辊道一侧的轨道、设于轨道前端的一固定激光测距仪和活动设于轨道上的一活动激光测距仪；
当板坯运行规定的距离后停止，通过激光测距系统对板坯头部位置进行测量作业：由活动激光测距仪沿轨道行走并对板坯边缘进行测距，同时由固定激光测距仪对活动激光测距仪进行测距；
当活动激光测距仪检测的距离出现一个跳变时，则获得该板坯的头部位置及其到切割零位的距离；
将获得的头部到切割零位的距离与目标要求的板坯切割长度进行比较，并根据比较结果来调整切割枪位置以进行精确切割作业。
所述的调整切割枪位置包括：
当所述的比较结果为负数，控制切割枪往后移动一个差值距离；
当所述的比较结果为正数，控制切割枪就前移动一个差值距离；
当所述的比较结果为零，切割枪不移动。
所述的调整切割枪位置后，判读切割枪位置是否还在输送辊道上方：
若在，启动输送辊道将板坯再往前输送一段距离并停止，通过激光测距系统重新对板坯头部位置进行测量作业及调整切割枪位置。
所述的往前输送一段距离为10～50mm。
所述的活动激光测距仪通过由伺服电机带动的小车安装在导轨上。
采用了本发明的技术方案，该连铸板坯二切的精确定位方法通过板坯的非接触式测量和接触式测量相结合的方式，能精确定位板坯的头部位置，来调整割枪的位置，从而克服板坯的板形问题，测长辊打滑现象，惯性问题等一系列造成定位不准，切割精度差的因素，从而使其测量精度达到毫米级，极大地提高了切割精度，提高了产品的成材率。
附图说明
在本发明中，相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：
图1为现有技术的连铸板坯二切定位的原理图；
图2为本发明的精确定位方法的原理侧视图(板坯运行规定的距离前)；
图3为本发明的精确定位方法的原理侧视图(板坯运行规定的距离后)；
图4为本发明的精确定位方法的具体流程框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。
本发明的使用场所在厚板，就是板坯的二切，经过连铸机那里一切完成后的板坯输送至厚板或者热轧板坯二切线，这时板坯的温度已经下降，板坯的颜色也不再是鲜红色，与辊道的颜色很难区分。二切的板坯切割精度远远要高于连铸机的一切切割精度，直接影响轧制线的成材率和短尺发生率，切多了影响成材率，切少了造成短尺，即报废。本发明利用原设计的接触式测长辊对板坯进行行走过程中的粗定位，板坯停止后，再用激光技术对板坯的坯头进行扫描精确的测出坯头位置，再对割枪的位置进行调整，使得切割精度大大提高，并消除了板坯的板形差、辊道的惯性、测长辊的打滑等干扰因素。
具体请参见图2～4所示：本发明的连铸板坯二切的精确定位方法，同样包括现有技术中的采用测速辊1.4对输送辊道1.1上板坯1.6的行走速度进行精确测量，并计算板坯1.6的行走距离，该技术及结构原理不在赘述。与现有技术不同的是，本发明的精确定位方法还包括增设一套激光测距系统，该激光测距系统包括设于安装在板坯1.6切割区域的出口方向并位于输送辊道1.1一侧的轨道2.1、设于轨道2.1前端的一固定激光测距仪2.3，即激光测距仪2，和活动设于轨道2.1上的一活动激光测距仪2.2，即激光测距仪1。所述的轨道2.1可根据二切板坯1.6的最短工艺要求来确定轨道2.1的左端部位置，根据二切板坯1.6的切割最长长度的工艺要求来确定导轨2.1的长度，工艺要求其长度比切割最长长度再加40～50mm。同理，轨道2.1的左侧端部位置也是最短板坯1.6长度再加40～50mm。
在测速辊1.4测距下当板坯1.6运行规定的距离后停止时，通过激光测距系统对板坯1.6头部位置进行测量作业：由活动激光测距仪2.2沿轨道2.1行走并对板坯1.6边缘进行测距，同时由固定激光测距仪2.3对活动激光测距仪2.2进行测距；
当活动激光测距仪2.2检测的距离出现一个跳变时(当活动激光测距仪超过板坯1.6头部，此时测得的距离会远大于之前的测得距离)，则获得该板坯1.6的头部位置及其到切割零位的距离，图中3中的A点位置为切割零位，B点为板坯1.6的头部位置，B点至A点的距离就是切割长度。
将获得的头部到切割零位的距离与目标要求的板坯1.6切割长度进行比较，并根据比较结果来调整切割枪位置以进行精确切割作业。
所述的调整切割枪位置包括：
当所述的比较结果为负数，控制切割枪往后移动一个差值距离；
当所述的比较结果为正数，控制切割枪就前移动一个差值距离；
当所述的比较结果为零，切割枪不移动。
所述的调整切割枪位置后，判读切割枪位置是否还在输送辊道1.1上方：
若在，启动输送辊道1.1将板坯1.6再往前输送一段距离并停止，通过激光测距系统重新对板坯1.6头部位置进行测量作业及调整切割枪位置。所述的往前输送一段距离一般控制为10～50mm。
另外，所述的活动激光测距仪2.2可通过由伺服电机带动的小车安装在导轨上。
综上所述，本发明正是利用现有技术的接触式测速辊1.4对板坯1.6进行行走过程中的粗定位，板坯1.6停止后，再用激光技术对板坯1.6的坯头进行扫描精确的测出坯头位置，再对割枪的位置进行调整，使得切割精度大大提高，并消除了板坯1.6的板形差、辊道的惯性、测长辊的打滑等干扰因素。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的说明书仅是本发明众多实施例中的一种或几种实施方式，而并非用对本发明的限定。任何对于以上所述实施例的均等变化、变型以及等同替代等技术方案，只要符合本发明的实质精神范围，都将落在本发明的权利要求书所保护的范围内。

Claims (5)

1.一种连铸板坯二切的精确定位方法，包括采用测速辊对输送辊道上板坯的行走速度进行精确测量，并计算板坯的行走距离，其特征在于：
还包括增设一套激光测距系统，包括设于安装在板坯切割区域的出口方向并位于输送辊道一侧的轨道、设于轨道前端的一固定激光测距仪和活动设于轨道上的一活动激光测距仪；
当板坯运行规定的距离后停止，通过激光测距系统对板坯头部位置进行测量作业：由活动激光测距仪沿轨道行走并对板坯边缘进行测距，同时由固定激光测距仪对活动激光测距仪进行测距；
当活动激光测距仪检测的距离出现一个跳变时，则获得该板坯的头部位置及其到切割零位的距离，所述切割零位为所述固定激光测距仪的位置；
将获得的头部到切割零位的距离与目标要求的板坯切割长度进行比较，并根据比较结果来调整切割枪位置以进行精确切割作业。
2.如权利要求1所述的连铸板坯二切的精确定位方法，其特征在于，所述的调整切割枪位置包括：
当所述的比较结果为负数，控制切割枪往后移动一个差值距离；
当所述的比较结果为正数，控制切割枪往前移动一个差值距离；
当所述的比较结果为零，切割枪不移动。
3.如权利要求2所述的连铸板坯二切的精确定位方法，其特征在于，所述的调整切割枪位置后，判读切割枪位置是否还在输送辊道上方：
若在，启动输送辊道将板坯再往前输送一段距离并停止，通过激光测距系统重新对板坯头部位置进行测量作业及调整切割枪位置。
4.如权利要求3所述的连铸板坯二切的精确定位方法，其特征在于，所述的往前输送一段距离为10~50mm。
5.如权利要求1所述的连铸板坯二切的精确定位方法，其特征在于，所述的活动激光测距仪通过由伺服电机带动的小车安装在导轨上。
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