CN110280597B - 一种轧机衬板空间位置模拟优化的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供的一种轧机衬板空间位置模拟优化的方法及装置，所述方法包括：获取衬板的衬板面上离散点的位置数据，其中，衬板设置在轧机上的轧辊的两侧；根据位置数据进行拟合，获得轧辊的传动侧与操作侧的所述衬板的第一中心对称面方程；根据第一中心对称面方程，确定衬板面的第一对中值，其中，第一对中值为轧辊的入口侧衬板面中心点与对应的出口侧衬板面中心点分别到中心对称面的距离差；基于第一对中值，确定出不合理的衬板面并对衬板面进行优化调整。本发明可为衬板的空间位置调整提供更加灵活的数据支持，解决了目前缺乏定量确认衬板空间位置偏移以及定量调整的手段的问题。

Description

一种轧机衬板空间位置模拟优化的方法及装置

技术领域

本发明涉及轧钢技术领域，具体而言，涉及一种轧机衬板空间位置模拟优化的方法及装置。

背景技术

目前轧机衬板空间精度判断主要利用空间测量设备如激光跟踪仪进行测量，测量各衬板面空间位置，得到的大量离散点数据。然后，利用商用软件如SpatialAnalyzer进行处理和分析；即便根据测量结果发现衬板位置不合理，通常只能一次调整后再测量进行检验，现有的这种方式数据分析效率低下，处理周期长，没有实际的偏移、调整数据支持。由于轧辊是基于衬板安装并且安装在两个衬板之间，若衬板的位置精度不够高将会影响到轧辊的精度调整。

可见，目前缺乏定量确认衬板空间位置偏移以及定量调整的手段，难以为现场轧机衬板的合理调整提供灵活、便捷的数据支持。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种轧机衬板空间位置模拟优化的方法及装置，可为衬板的空间位置调整提供更加灵活的数据支持，解决了目前缺乏定量确认衬板空间位置偏移以及定量调整的手段的问题。

第一方面，本申请通过一实施例提供如下技术方案：

一种轧机衬板空间位置模拟优化的方法，包括：

获取衬板的衬板面上离散点的位置数据，其中，所述衬板设置在所述轧机上的轧辊的两侧；

根据所述位置数据进行拟合，获得所述轧辊的传动侧与操作侧的所述衬板的第一中心对称面方程；

根据所有衬板平面方程，获得轧机的入口侧与出口侧的中心对称面方程；

根据所述第一中心对称面方程，确定所述衬板面的第一对中值，其中，所述第一对中值为轧辊的入口侧衬板面中心点与对应的出口侧衬板面中心点分别到中心对称面的距离差；

基于所述第一对中值，确定出不合理的所述衬板面并对所述衬板面进行优化调整。

优选地，所述基于所述第一对中值，确定出不合理的所述衬板面并对所述衬板面进行优化调整，包括：

根据所述第一对中值与预设的判断阈值，确定出不合理的所述衬板面；

剔除不合理的所述衬板面对应的所述位置数据后，获取所述衬板的第二中心对称面方程；

根据所述第二中心对称面方程，确定出不合理的所述衬板面的第二对中值；

基于所述第二对中值，对不合理的所述衬板面进行优化调整。

优选地，在所述根据所述第二中心对称面方程，确定出不合理的所述衬板面的第二对中值之前，还包括：

基于所述第一对中值，对不合理的所述衬板面进行预设调整。

优选地，所述根据所述第一对中值与预设的判断阈值，确定出不合理的所述衬板面，包括：

将绝对值大小大于所述判断阈值的所述第一对中值对应的衬板面，确定为不合理的所述衬板面。

优选地，所述判断阈值为1mm。

优选地，所述基于所述第二对中值，对不合理的所述衬板面进行优化调整之后，还包括：

对所述第二对中值进行更新，直至所述第二对中值减小到预设范围内。

优选地，所述对不合理的所述衬板面进行优化调整，包括：

对不合理的所述衬板面进行减薄或加厚。

优选地，所述根据所述位置数据进行拟合的拟合方式为：采用最小二乘法进行拟合。

第二方面，基于同一发明构思，本申请通过一实施例提供如下技术方案：

一种轧机衬板空间位置模拟优化的装置，包括：

位置数据获取模块，用于获取衬板的衬板面上离散点的位置数据，其中，所述衬板设置在所述轧机上的轧辊的两侧；

拟合模块，用于根据所述位置数据进行拟合，获得所述轧辊的传动侧与操作侧的所述衬板的第一中心对称面方程；

第一对中值获取模块，用于根据所述第一中心对称面方程，确定所述衬板面的第一对中值，其中，所述第一对中值为轧辊的入口侧衬板面中心点与对应的出口侧衬板面中心点分别到中心对称面的距离差；

调整模块，用于基于所述第一对中值，确定出不合理的所述衬板面并对所述衬板面进行优化调整。

优选地，所述调整模块还用于：

根据所述第一对中值与预设的判断阈值，确定出不合理的所述衬板面；

剔除不合理的所述衬板面对应的所述位置数据后，获取所述衬板的第二中心对称面方程；

根据所述第二中心对称面方程，确定出不合理的所述衬板面的第二对中值；

基于所述第二对中值，对不合理的所述衬板面进行优化调整。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明实施例提供的一种轧机衬板空间位置模拟优化的方法及装置，其中所述方法通过获取衬板的衬板面上离散点的位置数据，并以此进行拟合得到第一中心对称面方程，该第一中心面方程可代表大多数合理的衬板面。因此，基于该第一中心面方程进行第一对中值的计算后，就可通过该第一对中值确定出不合理的衬板面，并对这些不合理的衬板面进行优化调整。因此，本发明可为衬板的空间位置调整提供更加灵活的数据支持，解决了目前缺乏定量确认衬板空间位置偏移以及定量调整的手段的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的一种轧机衬板空间位置模拟优化的方法的流程图；

图2为本发明第一实施例提供的一种四辊轧机的结构示意图；

图3为图1的步骤S40的具体实施流程图；

图4为本发明第一实施例中的以具体实例的优化调整前后的轧机衬板对中值比较示意图。

图5为本发明第二实施例中的一种轧机衬板空间位置模拟优化的装置的功能模块图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

第一实施例

请参照图1，在本实施例中提供一种轧机衬板空间位置模拟优化的方法，图1示出了该方法的流程图，所述方法包括：

步骤S10：获取衬板的衬板面上离散点的位置数据，其中，所述衬板设置在所述轧机上的轧辊的两侧；

步骤S20：根据所述位置数据进行拟合，获得所述轧辊的传动侧与操作侧的所述衬板的第一中心对称面方程；

步骤S30：根据所述第一中心对称面方程，确定所述衬板面的第一对中值，其中，所述第一对中值为轧辊的入口侧衬板面中心点与对应的出口侧衬板面中心点分别到中心对称面的距离差；

步骤S40：基于所述第一对中值，确定出不合理的所述衬板面并对所述衬板面进行优化调整。

请参阅图2，在本发明中的方法可应用于四辊轧机中，但不限于此，轧辊数不作限制。本实施例以四辊轧机为例进行说明，不对本发明保护范围构成限制。在四辊轧机中，四辊轧机从上至下的轧辊分别为上支撑辊11、上工作辊12、下工作辊13和下支撑辊14，在各轧辊的入口操作侧(入口操作侧及为入口侧的操作侧，以此类推)、出口操作侧、入口传动侧和出口传动侧分别有1块衬板，因此四辊轧机共有16个衬板面。

在步骤S10中，所述的位置数据可以通过衬板面的实测数据与模拟数据获得。实测数据可利用空间测量设备得到，例如激光跟踪仪测量。步骤S10中所述的衬板应当是安装在轧机上的衬板，而非直接与轧辊贴合的轧辊衬板，在具体测量的时候可将轧辊进行拆卸后进行测量。模拟数据可通过商用计算软件模拟取点得到。进一步的，位置数据可以是预建立的三位坐标系中的位置坐标。

步骤S20：根据所述位置数据进行拟合，获得所述轧辊的传动侧与操作侧的所述衬板的第一中心对称面方程。

本实施例中，提供一种获取方式：可先分别获取轧辊的传动侧与操作侧的两个衬板平面方程，然后再通过计算或拟合获取两个衬板平面方程的第一中心对称面方程。

进一步的，在步骤S20中，具体可采用最小二乘法拟合各个衬板面的位置数据，进而得到第一中心对称面方程，传动侧与操作侧的衬板可关于该第一中心对称面方程对称。

例如，构建三位坐标系后拟合得到的第一中心对称面方程可为：ax+by+cz+d＝0，任一衬板面的中心点(x_i,y_ij,z_ij)到中心对称面的距离可用表示为：

其中，其中i＝1,2,3,4分别表示上支撑辊、上工作辊、下工作辊和下支撑辊，j＝1,2,3,4分别表示入口操作侧、出口操作侧、入口传动侧和出口传动侧。

步骤S30：根据所述第一中心对称面方程，确定所述衬板面的第一对中值，其中，所述第一对中值为轧辊的入口侧衬板面中心点与对应的出口侧衬板面中心点分别到中心对称面的距离差。

在步骤S30中，可通过差值的方式直观且定量的判断哪些衬板面相对于第一中心对称面产生了较大的偏差，偏差的程度。以步骤S20中的示例为准，具体可有：

其中，M_i1表示辊i的操作侧衬板面的第一对中值，M_i2表示辊i的传动侧衬板面的第二对中值。根据M_i1的正负可判断轧机的操作侧的衬板面的对称性，根据M_i2的正负可判断轧机的传动侧衬板的对称性，以便进行调整。

步骤S40：基于所述第一对中值，确定出不合理的所述衬板面并对所述衬板面进行优化调整。

在本实施例中，获得第一对中值后就可对对应的衬板(面)进行尝试性的调整，可根据经验对衬板进行加厚或减薄。但是，为了进一步的精确调整，本实施例中的步骤S40有如下的实施方式：

请参阅图3，步骤S40可包括：

步骤S41：根据所述第一对中值与预设的判断阈值，确定出不合理的所述衬板面。

步骤S42：剔除不合理的所述衬板面对应的所述位置数据后，获取所述衬板的第二中心对称面方程。

步骤S43：根据所述第二中心对称面方程，确定出不合理的所述衬板面的第二对中值。

步骤S44：基于所述第二对中值，对不合理的所述衬板面进行优化调整。

在步骤S41中，例如，将绝对值大小大于判断阈值的第一对中值对应的衬板面，确定为不合理的衬板面。其中，判断阈值可根据实际的生产要求进行确定(如，1mm、2mm、0.5mm等)，在本实施例中优选的为1mm。

在步骤S42中，由于步骤S41中已经确定出不合理的衬板面，该不合理衬板面将使得第一中心对称面方程的计算产生较大偏差，因此将不合理的衬板面的位置数据进行剔除，以重新计算剩余衬板对应的第二中心对称面方程。此时的第二中心对称面方程，相较于大多数衬板而言比第一中心对称面方程更加精确。因此，可基于第二中心对称面方程，对不合理的衬板面进行优化调整，使其适应第二中心对称面方程，即执行步骤S44。

另外，为了减小误差缩短调整时间，在获得第一对中值时已经可大致确定不合理的衬板面时，在步骤S43之前对不合理衬板进行经验性的预设调整。

例如，可根据第一对中值为正来确定对对应的入口侧衬板面进行增厚或对出口侧的衬板面进行减薄；可根据第一对中值为负来确定对对应的入口侧衬板面进行减薄或对出口侧的衬板面进行增厚。

若在经过经验性调整之后，使得第一对中值小于了判断阈值那么可结束步骤S42-S44的执行。

进一步的，步骤S44可通过如下方式进行实施。

1、对不合理的衬板面进行优化调整；例如，对不合理的衬板面进行减薄或加厚，可根据第一对中值或第二对中值的正负来确定减薄或加厚(优选地，可根据第二对中值的正负来确定，具体可参照预调整的过程)；可根据第一对中值或第二对中值的大小来确定减薄或加厚的多少(优选地，可根据第二对中值的大小来确定，例如，第二对中值大小为1.5mm，那么对应的两块衬板减薄和加厚的总和应当≤1.5mm)。

2、在优化调整后，对第二对中值进行更新，直至第二对中值减小到预设范围内。例如，在经过第1部的调整之后，再次执行步骤S42-S43(对第二对中值进行更新)，得到更新后的第二对中值。此时对第二对中值进行判断，若第二对中值减小到预设范围内，那么可认定不合理的衬板面已经调整完毕。其中，预设范围可以与判断阈值相同，也可以小于判断阈值，例如预设范围[-0.5mm，0.5mm]、[-1mm，1mm]等等。

3、在进行优化调整后，还可重新执行步骤S10-S30，获得更新后的第一对中值，对调整后的效果进行验证，若更新后的第一对中值小于判断阈值，说明通过本方法对不合理的衬板面进行优化调整达到了良好的效果，可结束调整，反之可继续执行步骤S40的优化调整。

为了使本发明的技术方案更加易于理解，以一具体实例进行说明：

某热轧厂四辊轧机通过测量并分析各衬板面空间位置精度(执行步骤S10-S40，确定出不合理的衬板面)，发现下支撑辊的操作侧衬板面的对中值较大，如图4所示。图4中UB、UW、LW和LB分别表示上支撑辊、上工作辊、下工作辊和下支撑辊，OS和DS分别表示操作侧和传动侧。然后将下支撑辊操作侧衬板面屏蔽，重新计算对中值(即获得第二对中值)，下支撑辊衬板面对中值达到5mm，最后执行步骤S44，将下支撑出口操作侧衬板向入口方向偏移约10mm后，各轧辊操作侧和传动侧的衬板对中值都小于0.1mm，可实现较好的调整结果。

综上所述，本发明实施例提供的一种轧机衬板空间位置模拟优化的方法，通过获取衬板的衬板面上离散点的位置数据，并以此进行拟合得到第一中心对称面方程，该第一中心面方程可代表大多数合理的衬板面。因此，基于该第一中心面方程进行第一对中值的计算后，就可通过该第一对中值确定出不合理的衬板面，并对这些不合理的衬板面进行优化调整。因此，本发明可为衬板的空间位置调整提供更加灵活的数据支持，解决了目前缺乏定量确认衬板空间位置偏移以及定量调整的手段的问题。

第二实施例

请参阅图5，基于同一发明构思，在本实施例中提供一种轧机衬板空间位置模拟优化的装置500，所述装置包括：

位置数据获取模块501，用于，其中，所述衬板设置在所述轧机上的轧辊的两侧；

拟合模块502，用于根据所述位置数据进行拟合，获得所述轧辊的传动侧与操作侧的所述衬板的第一中心对称面方程；

第一对中值获取模块503，用于根据所述第一中心对称面方程，确定所述衬板面的第一对中值，其中，所述第一对中值为轧辊的入口侧衬板面中心点与对应的出口侧衬板面中心点分别到中心对称面的距离差；

调整模块504，用于基于所述第一对中值，确定出不合理的所述衬板面并对所述衬板面进行优化调整。

作为一种可选的实施例，所述调整模块504还用于：

根据所述第一对中值与预设的判断阈值，确定出不合理的所述衬板面；

剔除不合理的所述衬板面对应的所述位置数据后，获取所述衬板的第二中心对称面方程；

根据所述第二中心对称面方程，确定出不合理的所述衬板面的第二对中值；

基于所述第二对中值，对不合理的所述衬板面进行优化调整。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

本发明中的所述方法功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种轧机衬板空间位置模拟优化的方法，其特征在于，包括：

获取衬板的衬板面上离散点的位置数据，其中，所述衬板设置在所述轧机上的轧辊的两侧；

根据所述位置数据进行拟合，获得所述轧辊的传动侧与操作侧的所述衬板的第一中心对称面方程；

根据所述第一中心对称面方程，确定所述衬板面的第一对中值，其中，所述第一对中值为轧辊的入口侧衬板面中心点与对应的出口侧衬板面中心点分别到中心对称面的距离差；

基于所述第一对中值，确定出不合理的所述衬板面并对所述衬板面进行优化调整。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一对中值，确定出不合理的所述衬板面并对所述衬板面进行优化调整，包括：

根据所述第一对中值与预设的判断阈值，确定出不合理的所述衬板面；

剔除不合理的所述衬板面对应的所述位置数据后，获取所述衬板的第二中心对称面方程；

根据所述第二中心对称面方程，确定出不合理的所述衬板面的第二对中值；

基于所述第二对中值，对不合理的所述衬板面进行优化调整。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述根据所述第二中心对称面方程，确定出不合理的所述衬板面的第二对中值之前，还包括：

基于所述第一对中值，对不合理的所述衬板面进行预设调整。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一对中值与预设的判断阈值，确定出不合理的所述衬板面，包括：

将绝对值大小大于所述判断阈值的所述第一对中值对应的衬板面，确定为不合理的所述衬板面。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述判断阈值为1mm。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述第二对中值，对不合理的所述衬板面进行优化调整之后，还包括：

对所述第二对中值进行更新，直至所述第二对中值减小到预设范围内。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述对不合理的所述衬板面进行优化调整，包括：

对不合理的所述衬板面进行减薄或加厚。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述位置数据进行拟合的拟合方式为：采用最小二乘法进行拟合。

9.一种轧机衬板空间位置模拟优化的装置，其特征在于，包括：

位置数据获取模块，用于获取衬板的衬板面上离散点的位置数据，其中，所述衬板设置在所述轧机上的轧辊的两侧；

拟合模块，用于根据所述位置数据进行拟合，获得所述轧辊的传动侧与操作侧的所述衬板的第一中心对称面方程；

第一对中值获取模块，用于根据所述第一中心对称面方程，确定所述衬板面的第一对中值，其中，所述第一对中值为轧辊的入口侧衬板面中心点与对应的出口侧衬板面中心点分别到中心对称面的距离差；

调整模块，用于基于所述第一对中值，确定出不合理的所述衬板面并对所述衬板面进行优化调整。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述调整模块还用于：

根据所述第一对中值与预设的判断阈值，确定出不合理的所述衬板面；

剔除不合理的所述衬板面对应的所述位置数据后，获取所述衬板的第二中心对称面方程；

根据所述第二中心对称面方程，确定出不合理的所述衬板面的第二对中值；

基于所述第二对中值，对不合理的所述衬板面进行优化调整。

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