CN110315245B - 薄带钢带头定位控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种薄带钢带头定位控制方法，属于自动控制技术领域。该方法包括以下步骤：1)安装焊机、夹送辊装置和光栅检测器，夹送辊装置包括上压辊、下辊、电机、电机尾部编码器、动力缸和下辊编码器；2）划分三个带钢厚度规格区间段并将其输入到主线PLC中，由主线PLC控制上压辊下落并直到在上压辊和下辊之间分别以设定的夹紧力夹紧带钢；3）通过电机尾部编码器计算电机运行速度，将带钢以V1进行输送，当光栅检测器检测到带钢时，将带钢以V2进行输送，同时下辊上安装的下辊编码器开始计算通过光栅检测器的带钢长度L，完成带头定位。该方法使带头在焊接停止位置的距离误差减小，提高了补偿精度，完全可行，并可取得良好效果。

Description

薄带钢带头定位控制方法

技术领域

本发明涉及一种薄带钢带头定位控制方法，尤其是一种薄带钢在连续生产线焊机处焊接时带头定位的控制方法，属于自动控制技术领域。

背景技术

据申请人了解，申请人在冷轧厂热镀锌机组及热镀铝锌机组实际生产中，由于冷轧厂镀锌机组产品规格厚度为0.28至1.2mm,宽度为700至1250mm，在生产上述带钢厚度的薄规格带钢时，带钢头部在上料穿带到焊机处进行焊接定位,经常发生定位不准确，时长时短，需要在焊机处进行带头剪切再焊接，容易焊接失败，重新带头剪切后再焊接，将导致机组中央段降速，易发生机组停机，此类问题，每月至少出现3次。

经检索，中国专利：ZL201510217457.2,发明名称为《一种热镀锌机组用夹送辊装置及其定位配置方法》，其通过剪前安装在上夹送辊主电机尾部的编码器计数来计算带钢定位长度和焊机前光栅进行配合来完成带钢在焊机焊接定位的，带钢经过夹送辊时，夹送辊将带钢夹紧输送到焊机，利用剪前夹送辊编码器来计算带钢长度，申请人了解，有如下缺陷：

1）在上料带钢厚度和宽度规格发生变化后，编码器的反馈值与实际值出现了偏差，其原因在于带钢规格厚度发生变化原因造成，如带钢厚度增加了，带钢自身重量也在增加，在夹送辊的下压力不变情况下，夹送辊对带钢的夹送力也增加了，辊子与带钢之间的摩擦力也增加，运行的惯性力也在增加，这几点问题，造成了带钢从焊机前光栅到焊机中心线运行的距离大于了原有的实际距离，反之，带钢厚度变薄后，夹送辊对带钢的夹送力、辊子与带钢之间的摩擦力、运行的惯性力等都在减小，造成了带钢从焊机前光栅到焊机中心线运行的距离小于了原有的实际距离。

2）文中在实施例中列举了带钢厚度为1.56mm厚料穿带定位情况，没有提出针对薄规格0.28至1.2mm厚度的带钢带头在焊接定位时出现时长时短问题的控制办法。

发明内容

本发明解决的技术问题是，针对现有技术不足，提出一种使带头在焊接停止位置的距离误差减小、补偿精度高并可行的薄带钢带头定位控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明的发明人在上述认识的基础上提出如下技术方案是：一种薄带钢带头定位控制方法，包括以下步骤：

1)安装焊机，在焊机入口通道侧处安装夹送辊装置，在夹送辊和焊机之间设置光栅检测器，设定光栅检测器与焊机之间距离为Kcm，所述夹送辊装置包括上压辊、下辊、与上压辊一端连接的电机和与电机连接设置的电机尾部编码器，所述上压辊的至少一端上设有动力缸，所述电机通过控制动力缸以使上压辊进行下落和抬升，所述下辊轴端侧安装一个下辊编码器；

2）划分三个带钢厚度规格区间段：A1规格段：厚度小于0.5mm，A2规格段：厚度在0.5mm至1mm之间，A3规格段：厚度大于1mm，将A1规格段、A2规格段或A3规格段的信号输入到主线PLC中，由主线PLC接收A1规格段、A2规格段或A3规格段信号后控制动力缸将上压辊下落并直到在上压辊和下辊之间分别以设定的N1、N2或N3夹紧力夹紧带钢；

3）通过电机尾部编码器计算电机运行速度，通过电机驱动夹送辊装置将带钢以运行速度V1进行输送，当光栅检测器检测到带钢时，由主线PLC控制电机降速驱动夹送辊装置将带钢以运行速度V2进行输送，同时下辊上安装的下辊编码器开始计算通过光栅检测器的带钢长度L：

当输送A1规格段带钢时，在下辊编码器计算通过光栅检测器的带钢长度L达至Kcm后，再以1cm逐一增加进行计算，直至增加N个1cm到焊机焊接中心线处，再由主线PLC控制电机停止运行，带头定位完成；

当输送A2规格段带钢时，在下辊编码器计算通过光栅检测器的带钢长度L达至Kcm后，再以1cm逐一增加进行计算，直至增加M个1cm到焊机焊接中心线处，再由主线PLC控制电机停止运行，带头定位完成，其中，N＞M，N，M均为整数；

当输送A3规格段带钢时，下辊编码器计算通过光栅检测器的带钢长度L为：K后，由主线PLC控制电机停止运行，带头定位完成。

上述本发明的薄带钢带头定位控制方法技术方案的有益效果是：

1）本发明对驱动上压辊电机的电机尾部编码器进行功能分配，其主要负责向PLC传送上压辊电机运行速度反馈，在下辊轴端侧安装一个下辊编码器，其主要负责向PLC传送带钢行走的距离，其目的在于当出现上压辊打滑时，上压辊一直在转动，而带钢因上压辊打滑没有带动前进，电机尾部编码器一直在计数，反馈到PLC，到达设定值时，PLC发出指令传动停止，带钢就出现了定位不准现象，由于下辊是被动辊，只有上压辊在下压力足够大情况下才能让下辊转动，在下辊转动时，上压辊和下辊之间的带钢也会被带动前进，在下辊轴端侧安装的下辊编码器反馈值才是反映带钢行走的实际距离值。

2）在夹送辊和焊机之间设置光栅检测器，设定光栅检测器与焊机之间距离为Kcm被输入到PLC程序中作为一个基数值；当光栅检测到带钢时就会发出一个信号到PLC,PLC发出指令控制电机将运行速度由V1降为V2，同时下辊编码器开始计数，计算带钢从光栅检测点到焊机焊接中心线距离，运行速度由V1降为V2的目的在于使带钢本体上受到夹送辊装置的夹送力得到缓冲，使带钢本体上的惯性力得到释放，运行速度越慢得到的下辊编码器反馈精度越高，带钢带头定位越准确。

3）根据带钢厚度划分三个区间段，将三个区间段的信号输入到主线PLC中，由主线PLC接收后可通过PLC程序比较模块来进行分类判断，然后将光栅检测器与焊机之间距离K，实际变成一个可以修正的值，通过修正值的调整来对辊子夹送力的大小，以及带钢行走惯性和自重因素造成影响进行抵消，从而保证了带钢带头在焊接时定位精度, 使带头在焊接停止位置的距离误差减小、补偿精度高并可行。

本发明在上述技术方案基础上的改进是：在步骤3）中，带钢运行速度V1为30m/min，带钢运行速度V1为15m/min。

本发明在上述技术方案基础上的进一步改进是：在步骤1）中，所述上压辊和下辊均采用聚氨酯制作，上压辊和下辊的辊面聚氨酯粗糙度Ra=3.2um。

上述技术方案的有益效果是：通过采取提高上压辊和下辊的辊面粗糙度的方法来增加夹送辊装置和带钢之间的摩擦力，使夹送辊装置的输送带钢能力得到提升。

本发明在上述技术方案基础上的完善之一是：在步骤1）中，所述动力缸为气缸，气缸气压为0.5Mpa。

本发明在上述技术方案基础上的完善之二是：在步骤1）中，所述光栅检测器设置在夹送辊和焊机中间，光栅检测器与焊机之间距离为K为260cm。

在夹送辊和焊机中间设置光栅检测器设置，光栅检测器与焊机之间距离为K为260cm，其目的在于便于设备安装，且有一固定值2.6米被输入到PLC程序中作为一个基数值。

本发明在上述技术方案基础上的完善之三是：在步骤1）中，在夹送辊和焊机之间还设有带钢剪刀，通过带钢剪刀进行带头剪切。

附图说明

下面结合附图对本发明的薄带钢带头定位控制方法作进一步说明。

图1是本发明实施例薄带钢带头定位控制方法采用的装置布置图。

图2是图1夹送辊装置的结构示意图。

图3是图1的控制原理图。

具体实施方式

实施例

一种薄带钢带头定位控制方法，包括以下步骤：

1)如图1和图2所示，安装焊机1，在焊机1入口通道侧处安装夹送辊装置2，在夹送辊和焊机1之间设置光栅检测器3，设定光栅检测器3与焊机1之间距离为Kcm。

夹送辊装置2包括上压辊21、下辊22、与上压辊一端连接的电机23和与电机连接设置的电机尾部编码器24，上压辊21的至少一端上设有动力缸，电机23通过控制动力缸以使上压辊21进行下落和抬升，下辊22轴端侧安装一个下辊编码器25；

2）如图3所示，划分三个带钢厚度规格区间段：A1规格段：厚度小于0.5mm，A2规格段：厚度在0.5mm至1mm之间，A3规格段：厚度大于1mm，将A1规格段、A2规格段或A3规格段的信号输入到主线PLC中，由主线PLC接收A1规格段、A2规格段或A3规格段信号后控制动力缸将上压辊21下落并直到在上压辊和下辊之间分别以设定的N1、N2或N3夹紧力夹紧带钢；通过主线PLC的控制程序比较模块来进行判断，根据带钢厚度划分三个区间段，形成三个通道，再分别通过“与”的关系将光栅检测器与焊机之间距离K，赋给PLC程序作为一个给定基数值，即带钢带头运行到焊接中心线的停止位置。将这个距离K给定值变成为一个人工可以修定的值赋给带钢运行到焊接中心线的停止位置，这样在控制程序中将0.5mm以下、0.5mm至1mm之间、大于1mm 1mm以上三个区间段生产的带钢规格值作为一个选择开关点，由上位机下发带钢规格，在控制程序中形成三个通道。

3）通过电机尾部编码器24计算电机23运行速度，通过电机23驱动夹送辊装置2将带钢以运行速度V1进行输送，当光栅检测器3检测到带钢时，由主线PLC控制电机23降速驱动夹送辊装置2将带钢以运行速度V2进行输送，同时下辊22上安装的下辊编码器25开始计算通过光栅检测器3的带钢长度L：

当输送A1规格段带钢时，程序会自动选择0.5mm以下程序段通道，不会影响其它两个区间段规格的带钢运行停止位，使停止位置的距离误差减小，如在带钢原先运行条件不变情况下，带钢在相同运行速度之下，0.5mm以下薄带钢在经过夹送辊时受的夹送力较小，自重也轻等因素存在打滑现象，这时就可以修定光栅检测器与焊机之间距离K，在下辊编码器25计算通过光栅检测器3的带钢长度L达至Kcm后，再以1cm逐一增加进行计算，直至增加N个1cm到焊机1焊接中心线处，再由主线PLC控制电机23停止运行，带头定位完成；

当输送A2规格段带钢时，在下辊编码器25计算通过光栅检测器3的带钢长度L达至Kcm后，再以1cm逐一增加进行计算，直至增加M个1cm到焊机1焊接中心线处，再由主线PLC控制电机23停止运行，带头定位完成，其中，N＞M，N，M均为整数；

当输送A3规格段带钢时，下辊编码器25计算通过光栅检测器3的带钢长度L为：K后，由主线PLC控制电机23停止运行，带头定位完成。

在步骤1）中，上压辊21和下辊22均采用聚氨酯制作，上压辊21和下辊22的辊面聚氨酯粗糙度Ra=3.2um；动力缸为气缸，气缸气压为0.5Mpa；光栅检测器3设置在夹送辊和焊机1中间，光栅检测器3与焊机1之间距离为K为260cm；在夹送辊和焊机1之间还设有带钢剪刀4，通过带钢剪刀4进行带头剪切。

在步骤3）中，带钢运行速度V1为30m/min，带钢运行速度V1为15m/min。

本发明的薄带钢带头定位控制方法不局限于上述实施例的具体技术方案。凡采用等同替换形成的技术方案均为本发明要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种薄带钢带头定位控制方法，其特征在于包括以下步骤：

1)安装焊机，在焊机入口通道侧处安装夹送辊装置，在夹送辊和焊机之间设置光栅检测器，设定光栅检测器与焊机之间距离为Kcm，所述夹送辊装置包括上压辊、下辊、与上压辊一端连接的电机和与电机连接设置的电机尾部编码器，所述上压辊的至少一端上设有动力缸，所述电机通过控制动力缸以使上压辊进行下落和抬升，所述下辊轴端侧安装一个下辊编码器；

2）划分三个带钢厚度规格区间段：A1规格段：厚度小于0.5mm，A2规格段：厚度在0.5mm至1mm之间，A3规格段：厚度大于1mm，将A1规格段、A2规格段或A3规格段的信号输入到主线PLC中，由主线PLC接收A1规格段、A2规格段或A3规格段信号后控制动力缸将上压辊下落并直到在上压辊和下辊之间分别以设定的N1、N2或N3夹紧力夹紧带钢；

3）通过电机尾部编码器计算电机运行速度，通过电机驱动夹送辊装置将带钢以运行速度V1进行输送，当光栅检测器检测到带钢时，由主线PLC控制电机降速驱动夹送辊装置将带钢以运行速度V2进行输送，同时下辊上安装的下辊编码器开始计算通过光栅检测器的带钢长度L：

当输送A1规格段带钢时，在下辊编码器计算通过光栅检测器的带钢长度L达至Kcm后，再以1cm逐一增加进行计算，直至增加N个1cm到焊机焊接中心线处，再由主线PLC控制电机停止运行，带头定位完成；

当输送A2规格段带钢时，在下辊编码器计算通过光栅检测器的带钢长度L达至Kcm后，再以1cm逐一增加进行计算，直至增加M个1cm到焊机焊接中心线处，再由主线PLC控制电机停止运行，带头定位完成，其中，N＞M，N，M均为整数；

当输送A3规格段带钢时，下辊编码器计算通过光栅检测器的带钢长度L为：K后，由主线PLC控制电机停止运行，带头定位完成。

2.根据权利要求1所述薄带钢带头定位控制方法，其特征在于：在步骤3）中，带钢运行速度V1为30m/min，带钢运行速度V1为15m/min。

3.根据权利要求1所述薄带钢带头定位控制方法，其特征在于：在步骤1）中，所述上压辊和下辊均采用聚氨酯制作，上压辊和下辊的辊面聚氨酯粗糙度Ra=3.2um。

4.根据权利要求1、2或3所述薄带钢带头定位控制方法，其特征在于：在步骤1）中，所述动力缸为气缸，气缸气压为0.5Mpa。

5.根据权利要求1、2或3所述薄带钢带头定位控制方法，其特征在于：在步骤1）中，所述光栅检测器设置在夹送辊和焊机中间，光栅检测器与焊机之间距离为K为260cm。

6.根据权利要求1、2或3所述薄带钢带头定位控制方法，其特征在于：在步骤1）中，在夹送辊和焊机之间还设有带钢剪刀，通过带钢剪刀进行带头剪切。

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