CN110434390A - 一种形状不规则钢板的在线定尺智能分段剪切系统，方法及剪切设备 - Google Patents

一种形状不规则钢板的在线定尺智能分段剪切系统，方法及剪切设备 Download PDF

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CN110434390A CN201910654930.1A CN201910654930A CN110434390A CN 110434390 A CN110434390 A CN 110434390A CN 201910654930 A CN201910654930 A CN 201910654930A CN 110434390 A CN110434390 A CN 110434390A
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Abstract

本发明提供一种形状不规则钢板的在线定尺智能分段剪切系统，方法及剪切设备，剪切生产辊道的顶部安装有激光测速仪；激光测速仪和第一线激光发射器分别设置在剪切机的进料侧；激光测速仪和第一线激光发射器分别与剪切机进料侧设置间距；激光测速仪测定钢板沿辊道方向运动的长度，用于对钢板进行长度定尺；剪切机的两侧设置有第二线激光发射器和第三线激光发射器。通过对当前轧制后钢板的外观尺寸与合同尺寸信息进行比对，避免形状不规则钢板下线人工定尺分段剪切，实现有侧弯钢板在线定尺智能分段剪切，有效避免轧制后有侧弯的大板剪切过程中长度和宽度短尺问题，显著提高了成材率和生产效率。

Description

一种形状不规则钢板的在线定尺智能分段剪切系统，方法及 剪切设备
技术领域
本发明涉及钢板剪切技术领域，尤其涉及一种形状不规则钢板的在线定尺智能分段剪切系统，方法及剪切设备。
背景技术
宽厚板倍尺轧制生产对于提高工厂生产效率和成材率具有重要意义。对于普通规格的热轧态钢板而言，大多数生产线一般根据客户对钢板长度尺寸的要求进行倍尺生产。钢板完成最终成型轧制和矫直后会在短时间内按照合同长度要求进行在线定尺剪切。轧制后的钢板长度一般是通过二级模型的理论计算获得。而在实际生产过程中，由于钢坯加热温度不均匀、轧辊使用周期、轧制过程中钢板的温度波动、轧制前机前导卫对中等因素导致轧制后的钢板形状发生较大变化，使得钢板实际长度与模型计算存在较大的差异。
轧制过程中，钢坯的温度不均匀导致的材料变形抗力不一致、轧辊轴向对钢坯的作用力分布不合理，就会导致钢坯在宽度和长度方向的变形量不一致或不同步，这就导致轧制后的钢板出现“侧弯”，很容易造成宽度短尺，很难根据客户的订货长度对钢板进行分段定尺，非常容易造成最后一张子板短尺，形成带出品。
另外，钢板完成最终成型轧制后，抛钢速度较大，运动中钢板在辊道上发生较大震动，这些因素都会增大钢板的长度测量误差，无法为二级提供准确的钢板长度。二级模型在不能获得钢板实际长度的情况下，将会下发错误剪切指令而导致末块子板短尺。
发明内容
本发明目所要解决的技术问题是：针对轧制后钢板再长度方向上存在“侧弯”等板形问题，克服在线剪切时易在长度和宽度定尺时出现短尺、不能按照生产计划和订货合同要求在线剪切出钢板尺寸和子板数量正确等缺点，提供一种形状不规则钢板的在线定尺智能分段剪切方法。通过该方法，可以实现钢板厚度不超过40mm、大板定尺倍数为数n(n≥2)最终成型轧制后具有侧弯的钢板按照定尺要求进行在线剪切分段，有效避免形状不规则钢板在线剪切时宽度短尺和末块子板长度短尺。
本发明的一方面，提供了一种形状不规则钢板的在线定尺智能分段剪切系统，包括：剪切生产辊道；剪切生产辊道上安装有剪切机和第一线激光发射器；
剪切生产辊道的顶部安装有激光测速仪；激光测速仪和第一线激光发射器分别设置在剪切机的进料侧；激光测速仪和第一线激光发射器分别与剪切机进料侧设置间距；
激光测速仪测定钢板沿辊道方向运动的长度，用于对钢板进行长度定尺；
剪切机的两侧设置有第二线激光发射器和第三线激光发射器，且第二线激光发射器和第三线激光发射器分别安置在剪切生产辊道侧部；
第一线激光发射器的发射端和第二线激光发射器的发射端分别朝向剪切机的进料侧发射线激光。
进一步需要说明的是，第二线激光发射器的发射端和第三线激光发射器的发射端分别可调节方向，第二线激光发射器发射的光线和第三线激光发射器发射的光线分别与剪切生产辊道边缘所成夹角范围为±45°。
本发明还提供一种形状不规则钢板的在线定尺智能分段剪切方法，对轧制后有侧弯钢板依次进行在线定尺智能分段剪切；
A：钢板完成最终成型轧制，经过在线热矫直机矫直后，获得钢板实际宽度、长度、平直度等二维平面几何尺寸参数，去除钢板的头部、尾部以及边部设定切边量后计算当前轧制大板最大矩形面积s1；
B：发送当前轧制大板n(n≥2)块子板的材料编号至三级MES系统，触发数据请求指令获得当前轧制大板定尺倍数n、每块子板的合同宽度(W1，W2，W3，…，Wi…，Wn)、长度(L1，L2，L3，…，Li…，Ln)、宽度下偏差(-wdown-1，-wdown-2，-wdown-3，…，-wdown-i，…，-wdown-n)、宽度上偏差(wup-1，wup-2，wup-3，…，wup-i，…，wup-n)、长度下偏差(-ldown-1，-ldown-2，-ldown-3，…，-ldown-i，…，-ldown-n)、长度上偏差(lup-1，lup-2，lup-3，…，lup-i，…，lup-n)，并计算剩余n-1块子板的合同面积(s1，s2，s3，…，si，…，sn)、最大面积(maxs1，maxs2，maxs3，…，maxsi，…，maxsn)和最小面积(mins1，mins2，mins3，…，minsi，…，minsn)；第i块子板的合同长度和合同宽度对应子板的面积分别为si＝Wi*Li；长度和宽度均取上偏差对应子板的面积为maxsi＝(Wi+wup-i)*(Li+lup-i)；长度和宽度均取下偏差对应子板面积为minsi＝(Wi-wup-i)*(Li-lup-i)；minsi≤si＜maxsi；
C：计算()值，获得当前轧制大板最大矩形面积s1与所有子板合同面积和之间的差值ΔS1；
D：步骤(c)中ΔS1≥0时，切除轧制大板头部、尾部不规则区域和钢板边部后，按照合同要求，通过激光测速仪确定n块子板的定尺长度，并下发剪切命令至二级；
E：步骤(c)中ΔS1＜0时，执行在线定尺智能分段剪切；
F：切除第1块子板后，计算切除第1块子板后剩余大板最大矩形面积s2；
G：发送当前切除第1块子板后剩余n-1(n≥2)子板的材料编号至三级MES系统，触发数据请求指令获得当前轧制大板定尺倍数n-1、每块子板的合同宽度(W2，W3，…，Wi…，Wn)、长度(L2，L3，…，Li…，Ln)、宽度下偏差(-wdown-2，-wdown-3，…，-wdown-i，…，-wdown-n)、宽度上偏差(wup-2，wup-3，…，wup-i，…，wup-n)、长度下偏差(-ldown-2，-ldown-3，…，-ldown-i，…，-ldown-n)、长度上偏差(lup-2，lup-3，…，lup-i，…，lup-n)，并计算剩余n-1块子板的合同面积(s2，s3，…，si，…，sn)、最大面积(maxs2，maxs3，…，maxsi，…，maxsn)和最小面积(mins2，mins3，…，minsi，…，minsn)；第i块子板的合同长度和合同宽度对应子板的面积分别为si＝Wi*Li；
长度和宽度均取上偏差对应子板的面积为maxsi＝(Wi+wup-i)*(Li+lup-i)；长度和宽度均取下偏差对应子板面积为minsi＝(Wi-wup-i)*(Li-lup-i)；minsi≤si＜maxsi；
H：计算()值，获得除第1块子板后的大板最大矩形面积s2与所有子板合同面积和之间的差值ΔS2；
I：ΔS2≥0时，按照合同要求对剩余大板分段剪切成n-1块，且满足合同尺寸要求的子板；
J：ΔS2＜0时，执行在线定尺智能分段剪切；
K：切除前i-1块子板后，计算切除前i-1块子板后剩余大板最大矩形面积si；
L：发送剩余n-i块子板材料编号至三级MES系统，触发数据请求指令获得当前轧制大板定尺倍数n-i、每块子板的合同宽度(Wi…，Wn)、长度(Li…，Ln)、宽度下偏差(-wdown-i，…，-wdown-n)、宽度上偏差(wup-i，…，wup-n)、长度下偏差(-ldown-i，…，-ldown-n)、长度上偏差(lup-i，…，lup-n)，并计算剩余n-i块子板的合同面积(si，…，sn)、最大面积(maxsi，…，maxsn)和最小面积(minsi，…，minsn)；
第i块子板的合同长度和合同宽度对应子板的面积分别为si＝Wi*Li；长度和宽度均取上偏差对应子板的面积为maxsi＝(Wi+wup-i)*(Li+lup-i)；
长度和宽度均取下偏差对应子板面积为minsi＝(Wi-wup-i)*(Li-lup-i)；minsi≤si＜maxsi；
M：计算()值，获得除前i-1块子板后剩余大板最大矩形面积与所有合同子板总面积之间的差值ΔSi；
N：ΔSi≥0时，按照合同要求对剩余的大板分段剪切成n-i块子板，所有子板并满足合同尺寸要求；
O：ΔSi＜0时，执行在线定尺智能分段剪切；
重复步骤A至O，获得第n-1块钢板尾部剪切线位置，具体步骤如下：
A：切除前n-2块子板后，计算切除前n-2块子板后剩余大板最大矩形面积sn-1；
B：发送剩余2块子板材料编号至三级MES系统，触发数据请求指令获得当前轧制大板定尺倍数n-i、每块子板的合同宽度(Wi…，Wn)、长度(Li…，Ln)、宽度下偏差(-wdown-i，…，-wdown-n)、宽度上偏差(wup-i，…，wup-n)、长度下偏差(-ldown-i，…，-ldown-n)、长度上偏差(lup-i，…，lup-n)，并计算剩余n-i块子板的合同面积(si，…，sn)、最大面积(maxsi，…，maxsn)和最小面积(minsi，…，minsn)；第i块子板的合同长度和合同宽度对应子板的面积分别为si＝Wi*Li；长度和宽度均取上偏差对应子板的面积为maxsi＝(Wi+wup-i)*(Li+lup-i)；长度和宽度均取下偏差对应子板面积为minsi＝(Wi-wup-i)*(Li-lup-i)；minsi≤si＜maxsi；
C：计算()值，获得除前n-2块子板后剩余大板最大矩形面积与所有合同子板总面积之间的差值ΔSn-1；
D：ΔSn-1≥0时，按照合同要求对剩余的大板分段剪切成2块且满足合同尺寸要求的子板；
E：ΔSn-1＜0时，执行在线定尺智能分段剪切，步骤如下：
e1：设置ΔSn-1阀值为ξn-1，ξn-1＜0，且ξn-1＜ΔSn-1＜0；
e2：启动辊道操作侧和辊道两侧的线激光发射器；
e3：调整大板位置，使钢板侧弯内弧侧线激光与内弧侧钢板边缘处切线垂直，记录第n-1块子板头部剪切线位置，并确定剪切线的中点On-1；
e4：调整沿辊道方向的线激光位置，使其分别与第n-1块子板头部剪切线处的线激光垂直，两个交点与On-1点距离为w/2，确定第2块子板边部的剪切线位置，同时通过激光测速仪确定第n-1块子板的长度剪切位置；
e5：调整侧弯内弧侧线激光方向，使其在钢板上的投影与辊道两侧线激光在钢板上的投影线垂直，确定第n-1块子板尾部剪切线位置；
e6：将第n-1块子板尾部剪切位置命令发送二级，完成第n-1块子板在线分段剪切。
进一步说明的是，ΔSi值的阀值由ξi由订货钢板的合同宽度、合同长度、宽度偏差下限和长度偏差下限决定；ξi的确定方法为：α，β分别为宽度和长度下偏差系数，分别取决于长度和宽度定尺精度，α＞1，β＞1；
当ΔS＜ξi＜0时，该轧制大板在扣除第1，2，3，……，i-1块子板后，预设定尺剪切出n-i块子板。
进一步说明的是，在线定尺分段剪切钢板厚度不超过40mm，钢板的屈服强度不高于550MPa。
本发明还提供一种实现形状不规则钢板的在线定尺智能分段剪切方法的剪切设备，包括：存储器，用于存储计算机程序及形状不规则钢板的在线定尺智能分段剪切方法；
处理器，用于执行所述计算机程序及形状不规则钢板的在线定尺智能分段剪切方法，以实现形状不规则钢板的在线定尺智能分段剪切方法的步骤。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明的分段方法通过对当前轧制后钢板的外观尺寸与合同尺寸信息进行比对，避免形状不规则钢板下线人工定尺分段剪切，实现有侧弯钢板在线定尺智能分段剪切，有效避免轧制后有侧弯的大板剪切过程中长度和宽度短尺问题，显著提高了成材率和生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
附图1为本发明的钢板在线智能定尺分段剪切硬件系统构成示意图；
附图2为本发明的轧制后大板的最大矩形示意图；
附图3为本发明的轧制后大板第1块子板分段剪切位置示意图；
附图4为本发明的第1块子板后剩余钢板的最大矩形示意图；
附图5为本发明的第2块子板分段剪切位置示意图；
附图6为本发明的轧制后钢板的他外观形状示意图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将运用具体的实施例及附图，对本发明保护的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。
本发明提供一种形状不规则钢板的在线定尺智能分段剪切系统，如图1所示，包括：剪切生产辊道4；剪切生产辊道4上安装有剪切机3和第一线激光发射器6；
剪切生产辊道4的顶部安装有激光测速仪5；激光测速仪5和第一线激光发射器6分别设置在剪切机3的进料侧；激光测速仪5和第一线激光发射器6分别与剪切机3进料侧设置间距；间距范围可以为30m至40m.激光测速仪5测定钢板沿辊道方向运动的长度，用于对钢板进行长度定尺；剪切机3的两侧设置有第二线激光发射器1和第三线激光发射器2，且第二线激光发射器1和第三线激光发射器2分别安置在剪切生产辊道4侧部；第一线激光发射器1的发射端和第二线激光发射器的发射端分别朝向剪切机3的进料侧发射线激光。
第二线激光发射器1的发射端和第三线激光发射器2的发射端分别可调节方向，第二线激光发射器1发射的光线和第三线激光发射器2发射的光线分别与剪切生产辊道4边缘所成夹角范围为±45°。也就是第二线激光发射器1的发射端和第三线激光发射器2的发射端均发出激光线，激光线的发现与钢板运动方向相反。第二线激光发射器1的发射端和第三线激光发射器2的发射端分别可调节方向。以剪切生产辊道4边缘线为基准线，第二线激光发射器1发射的光线和第三线激光发射器2发射的光线相对基准线可以调节的角度范围为±45°。
基于上述形状不规则钢板的在线定尺智能分段剪切系统，本发明还提供一种形状不规则钢板的在线定尺智能分段剪切方法，如图2至6所示，对轧制后有侧弯钢板依次进行在线定尺智能分段剪切；可以对轧制后有侧弯钢板进行连续剪切，具体的依次进行n块子板的在线定尺智能分段剪切。
剪切方法包括：
A：钢板完成最终成型轧制，经过在线热矫直机矫直后，获得钢板实际宽度、长度、平直度等二维平面几何尺寸参数，去除钢板的头部、尾部以及边部设定切边量后计算当前轧制大板最大矩形面积s1；
B：发送当前轧制大板n(n≥2)块子板的材料编号至三级MES系统，触发数据请求指令获得当前轧制大板定尺倍数n、每块子板的合同宽度(W1，W2，W3，…，Wi…，Wn)、长度(L1，L2，L3，…，Li…，Ln)、宽度下偏差(-wdown-1，-wdown-2，-wdown-3，…，-wdown-i，…，-wdown-n)、宽度上偏差(wup-1，wup-2，wup-3，…，wup-i，…，wup-n)、长度下偏差(-ldown-1，-ldown-2，-ldown-3，…，-ldown-i，…，-ldown-n)、长度上偏差(lup-1，lup-2，lup-3，…，lup-i，…，lup-n)，并计算剩余n-1块子板的合同面积(s1，s2，s3，…，si，…，sn)、最大面积(maxs1，maxs2，maxs3，…，maxsi，…，maxsn)和最小面积(mins1，mins2，mins3，…，minsi，…，minsn)。第i块子板的合同长度和合同宽度对应子板的面积分别为si＝Wi*Li。长度和宽度均取上偏差对应子板的面积为maxsi＝(Wi+wup-i)*(Li+lup-i)。长度和宽度均取下偏差对应子板面积为minsi＝(Wi-wup-i)*(Li-lup-i)。minsi≤si＜maxsi；
C：计算()值，获得当前轧制大板最大矩形面积与所有合同子板总面积之间的差值ΔS1；
D：步骤(c)中ΔS1≥0时，切除轧制大板头部、尾部不规则区域和两侧切边后，按照合同要求，通过激光测速仪确定n块子板的定尺长度，并下发剪切命令至二级系统。
E：步骤(c)中ΔS1＜0时，执行在线定尺智能分段剪切，步骤如下：
e1：设置ΔS1值的阀值为ξ1，ξ1＜0，且ξ1＜ΔS1＜0；
e2：切除钢板头部不规则区域，启动侧弯内弧侧和辊道两侧的线激光发射器；
e3：通过辊道调整大板位置，使操作线侧激光与子板头部剪切线重合，记录第1块子板头部分段位置起始线位置，并确定剪切线的中点O1并确定剪切线位置；
e4：调整沿辊道方向的线激光位置，使分别其与头部剪切线处的线激光垂直，两个交点与O1点距离为w/2，确定第1块子板边部的剪切线位置，同时通过激光测速仪确定第1块子板的长度剪切位置；
e5：调整操作侧线激光方向，使其在钢板上的投影与辊道两侧线激光在钢板上的投影线垂直，确定第1块子板尾部剪切线位置；
e6：将第1块子板尾部剪切位置命令发送二级，完成第1块子板在线分段剪切；
F：切除第1块子板后，计算切除第1块子板后剩余大板最大矩形面积s2；
G：发送当前切除第1块子板后剩余n-1(n≥2)子板的材料编号至三级MES系统，触发数据请求指令获得当前轧制大板定尺倍数n-1、每块子板的合同宽度(W2，W3，…，Wi…，Wn)、长度(L2，L3，…，Li…，Ln)、宽度下偏差(-wdown-2，-wdown-3，…，-wdown-i，…，-wdown-n)、宽度上偏差(wup-2，wup-3，…，wup-i，…，wup-n)、长度下偏差(-ldown-2，-ldown-3，…，-ldown-i，…，-ldown-n)、长度上偏差(lup-2，lup-3，…，lup-i，…，lup-n)，并计算剩余n-1块子板的合同面积(s2，s3，…，si，…，sn)、最大面积(maxs2，maxs3，…，maxsi，…，maxsn)和最小面积(mins2，mins3，…，minsi，…，minsn)。第i块子板的合同长度和合同宽度对应子板的面积分别为si＝Wi*Li。长度和宽度均取上偏差对应子板的面积为maxsi＝(Wi+wup-i)*(Li+lup-i)。长度和宽度均取下偏差对应子板面积为minsi＝(Wi-wup-i)*(Li-lup-i)。minsi≤si＜maxsi；
H：计算()值，获得除第1块子板后剩余大板最大矩形面积与所有合同子板总面积之间的差值ΔS2；
I：ΔS2≥0时，按照合同要求对剩余大板分段剪切成n-1块，且满足合同尺寸要求的子板；
J：ΔS2＜0时，，执行在线定尺智能分段剪切，步骤如下：
j1：设置ΔS2阀值为ξ2，ξ2＜0，且ξ2＜ΔS2＜0；
j2：启动辊道操作侧和辊道两侧的线激光发射器；
j3：调整大板位置，使钢板侧弯内弧侧线激光与内弧侧钢板边缘处切线垂直，记录第2块子板头部剪切线位置，并确定剪切线的中点O2；
j4：调整沿辊道方向的线激光位置，使其分别与第2块子板头部剪切线处的线激光垂直，两个交点与O2点距离为w/2，确定第2块子板边部的剪切线位置，同时通过激光测速仪确定第2块子板的长度剪切位置；
j5：调整侧弯内弧侧线激光方向，使其在钢板上的投影与辊道两侧线激光在钢板上的投影线垂直，确定第2块子板尾部剪切线位置；
j6：将第2块子板尾部剪切位置命令发送二级，完成第2块子板在线分段剪切；
K：切除前i-1块子板后，计算切除前i-1块子板后剩余大板最大矩形面积si；
L：发送剩余n-i块子板材料编号至三级MES系统，触发数据请求指令获得当前轧制大板定尺倍数n-i、每块子板的合同宽度(Wi…，Wn)、长度(Li…，Ln)、宽度下偏差(-wdown-i，…，-wdown-n)、宽度上偏差(wup-i，…，wup-n)、长度下偏差(-ldown-i，…，-ldown-n)、长度上偏差(lup-i，…，lup-n)，并计算剩余n-i块子板的合同面积(si，…，sn)、最大面积(maxsi，…，maxsn)和最小面积(minsi，…，minsn)。第i块子板的合同长度和合同宽度对应子板的面积分别为si＝Wi*Li。长度和宽度均取上偏差对应子板的面积为maxsi＝(Wi+wup-i)*(Li+lup-i)。长度和宽度均取下偏差对应子板面积为minsi＝(Wi-wup-i)*(Li-lup-i)。minsi≤si＜maxsi；
M：计算()值，获得除前i-1块子板后大板最大矩形面积与所有合同子板总面积之间的差值ΔSi；
N：ΔSi≥0时，按照合同要求对剩余的大板分段剪切成n-i块子板，所有子板并满足合同尺寸要求；
O：ΔSi＜0时，执行在线定尺智能分段剪切，步骤如下：
o1：设置ΔSi阀值为ξi，ξi＜0，且ξi＜ΔSi＜0；
o2：启动辊道一侧和辊道上方的线激光发射器；
o3：调整大板位置，使钢板侧弯内弧侧线激光与内弧侧钢板边缘处切线垂直，记录第i块子板头部剪切线位置，并确定剪切线的中点Oi；
o4：调整沿辊道方向的线激光位置，使其分别与第i块子板头部剪切线处的线激光垂直，两个交点与Oi点距离为w/2，确定第i块子板边部的剪切线位置，同时通过激光测速仪确定第i块子板的长度剪切位置；
o5：调整侧弯内弧侧线激光方向，使其在钢板上的投影与辊道两侧线激光在钢板上的投影线垂直，确定第i块子板尾部剪切线位置；
o6：将第i块子板尾部剪切位置命令发送二级，完成第i块子板在线分段剪切。
重复步骤A至O，获得第n-1块钢板尾部剪切线位置，具体步骤如下：
A：切除前n-2块子板后，计算切除前n-2块子板后剩余大板最大矩形面积sn-1；
B：发送剩余2块子板材料编号至三级MES系统，触发数据请求指令获得当前轧制大板定尺倍数n-i、每块子板的合同宽度(Wi…，Wn)、长度(Li…，Ln)、宽度下偏差(-wdown-i，…，-wdown-n)、宽度上偏差(wup-i，…，wup-n)、长度下偏差(-ldown-i，…，-ldown-n)、长度上偏差(lup-i，…，lup-n)，并计算剩余n-i块子板的合同面积(si，…，sn)、最大面积(maxsi，…，maxsn)和最小面积(minsi，…，minsn)。第i块子板的合同长度和合同宽度对应子板的面积分别为si＝Wi*Li。长度和宽度均取上偏差对应子板的面积为maxsi＝(Wi+wup-i)*(Li+lup-i)。长度和宽度均取下偏差对应子板面积为minsi＝(Wi-wup-i)*(Li-lup-i)。minsi≤si＜maxsi；
C：计算()值，获得除前n-2块子板后剩余大板最大矩形面积与所有合同子板总面积之间的差值ΔSn-1；
D：ΔSn-1≥0时，按照合同要求对剩余的大板分段剪切成2块且满足合同尺寸要求的子板；
E：ΔSn-1＜0时，执行在线定尺智能分段剪切，步骤如下：
e1：设置ΔS1值的阀值为ξ1，ξ1＜0，且ξ1＜ΔS1＜0；
e2：切除钢板头部不规则区域，启动辊道操作侧和辊道两侧的线激光发射器；
e3：通过辊道调整大板位置，使操作线侧激光与子板头部剪切线重合，记录第1块子板头部分段位置起始线位置，并确定剪切线的中点O1并确定剪切线位置；
e4：调整沿辊道方向的线激光位置，使分别其与头部剪切线处的线激光垂直，两个交点与O1点距离为w/2，确定第1块子板边部的剪切线位置，同时通过激光测速仪确定第1块子板的长度剪切位置；
e5：调整操作侧线激光方向，使其在钢板上的投影与辊道两侧线激光在钢板上的投影线垂直，确定第1块子板尾部剪切线位置；
e6：将第1块子板尾部剪切位置命令发送二级，完成第1块子板在线分段剪切；
切除第1块子板后剩余大板形状及最大矩形示意图如附图4所示。第2块子板的头部剪切线位置及尾部分段剪切线位置示意图如附图5所示。在线定尺智能分段剪切步骤如下：
A：切除第1块子板后，计算当前轧制大板最大矩形面积s2；
B：发送当前大板材料编号至三级MES系统，触发数据请求指令获得当前轧制大板定尺倍数为2、每块子板的合同宽度(W2，W3)、长度(L2，L3)、宽度下偏差(-wdown-2，-wdown-3)、宽度上偏差(wup-2，wup-3)、长度下偏差(-ldown-2，-ldown-3)、长度上偏差(lup-2，lup-3)，并计算3块子板的合同面积(s2，s3，)、最大面积(maxs2，maxs3)和最小面积(mins2，mins3)。合同长度和合同宽度对应子板的面积分别为s2＝W2*L2，s3＝W3*L3。长度和宽度均取上偏差对应子板的面积，maxs2＝(W2+wup-2)*(L2+lup-2)，maxs3＝(W3+wup-3)*(L3+lup-3)。长度和宽度均取下偏差对应子板面积为mins2＝(W2-wup-2)*(L2-lup-2)，mins3＝(W3-wup-3)*(L3-lup-3)；
C：计算()值，获得除第1块子板后的大板最大矩形面积与剩余2块子板总面积的差值ΔS2；
D：ΔS2≥0时，按照合同要求对剩余的大板分段剪切成2块且满足合同尺寸要求的子板；
E：ΔS2＜0时，执行在线定尺智能分段剪切，步骤如下：
e1：设置ΔS2阀值为ξ2，ξ2＜0，且ξ2＜ΔS2＜0；
e2：启动辊道操作侧和辊道两侧的线激光发射器；
e3：调整大板位置，使钢板侧弯内弧侧线激光与内弧侧钢板边缘处切线垂直，记录第2块子板头部剪切线位置，并确定剪切线的中点O2；
e4：调整沿辊道方向的线激光位置，使其分别与第2块子板头部剪切线处的线激光垂直，两个交点与O2点距离为w/2，确定第2块子板边部的剪切线位置，同时通过激光测速仪确定第2块子板的长度剪切位置；
e5：调整侧弯内弧侧线激光方向，使其在钢板上的投影与辊道两侧线激光在钢板上的投影线垂直，确定第2块子板尾部剪切线位置；
e6：将第2块子板尾部剪切位置命令发送二级，完成第2块子板在线分段剪切；
对于具有附图6中外观形状的轧制后钢板也可以采用本实施例中的测量系统和方法进行在线定尺智能分段剪切。
本发明轧制后钢板最大矩形是由钢板侧弯外弧两端点连线、侧弯内弧切线、不超过钢板边部的矩形短边组成，面积为si。
ΔSi值的阀值由ξi由订货钢板的合同宽度、合同长度、宽度偏差下限和长度偏差下限决定。ξi的确定方法为：α，β分别为宽度和长度下偏差系数，分别取决于长度和宽度定尺精度，α＞1，β＞1。当ΔS＜ξi＜0时，该轧制大板在扣除第1，2，3，……，i-1块子板后，不能按照合同要求定尺分段剪切出n-i块子板。s1为轧制后大板最大矩形面积，附图4中s2为剪切掉第1块子板剩余大板最大矩形面积。
本发明在线定尺智能分段剪切方法为保证钢板边部质量，将钢板边部的切边余量剪切掉。该在线定尺智能分段剪切方法适用于钢板厚度不超过40mm，在线剪钢板的屈服强度不高于550MPa。
本发明还提供一种实现形状不规则钢板的在线定尺智能分段剪切方法的剪切设备，包括：存储器，用于存储计算机程序及形状不规则钢板的在线定尺智能分段剪切方法；处理器，用于执行所述计算机程序及形状不规则钢板的在线定尺智能分段剪切方法，以实现如权利要求3至9任意一项所述形状不规则钢板的在线定尺智能分段剪切方法的步骤。
这里所描述的技术可以实现在硬件，软件，固件或它们的任何组合。所述的各种特征为模块，单元或组件可以一起实现在集成逻辑装置或分开作为离散的但可互操作的逻辑器件或其他硬件设备。在一些情况下，电子电路的各种特征可以被实现为一个或多个集成电路器件，诸如集成电路芯片或芯片组。
可能以许多方式来实现本发明的方法以及装置。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法以及装置。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种形状不规则钢板的在线定尺智能分段剪切系统，其特征在于，包括：剪切生产辊道(4)；剪切生产辊道(4)上安装有剪切机(3)和第一线激光发射器(6)；
剪切生产辊道(4)的顶部安装有激光测速仪(5)；激光测速仪(5)和第一线激光发射器(6)分别设置在剪切机(3)的进料侧；激光测速仪(5)和第一线激光发射器(6)分别与剪切机(3)进料侧设置间距；
激光测速仪(5)测定钢板沿辊道方向运动的长度，用于对钢板进行长度定尺；
剪切机(3)的两侧设置有第二线激光发射器(1)和第三线激光发射器(2)，且第二线激光发射器(1)和第三线激光发射器(2)分别安置在剪切生产辊道(4)侧部；
第一线激光发射器(1)的发射端和第二线激光发射器的发射端分别朝向剪切机(3)的进料侧发射线激光。
2.根据权利要求1所述的形状不规则钢板的在线定尺智能分段剪切系统，其特征在于，
第二线激光发射器(1)的发射端和第三线激光发射器(2)的发射端分别可调节方向，第二线激光发射器(1)发射的光线和第三线激光发射器(2)发射的光线分别与剪切生产辊道(4)边缘所成夹角范围为±45°。
3.一种形状不规则钢板的在线定尺智能分段剪切方法，其特征在于，对轧制后有侧弯钢板依次进行在线定尺智能分段剪切；方法包括：
A：钢板完成最终成型轧制，经过在线热矫直机矫直后，获得钢板实际宽度、长度、平直度等二维平面几何尺寸参数，去除钢板的头部、尾部以及边部设定切边量后计算当前轧制大板最大矩形面积s1；
B：发送当前轧制大板n(n≥2)块子板的材料编号至三级MES系统，触发数据请求指令获得当前轧制大板定尺倍数n、每块子板的合同宽度(W1，W2，W3，…，Wi…，Wn)、长度(L1，L2，L3，…，Li…，Ln)、宽度下偏差(-wdown-1，-wdown-2，-wdown-3，…，-wdown-i，…，-wdown-n)、宽度上偏差(wup-1，wup-2，wup-3，…，wup-i，…，wup-n)、长度下偏差(-ldown-1，-ldown-2，-ldown-3，…，-ldown-i，…，-ldown-n)、长度上偏差(lup-1，lup-2，lup-3，…，lup-i，…，lup-n)，并计算剩余n-1块子板的合同面积(s1，s2，s3，…，si，…，sn)、最大面积(maxs1，maxs2，maxs3，…，maxsi，…，maxsn)和最小面积(mins1，mins2，mins3，…，minsi，…，minsn)；第i块子板的合同长度和合同宽度对应子板的面积分别为si＝Wi*Li；长度和宽度均取上偏差对应子板的面积为maxsi＝(Wi+wup-i)*(Li+lup-i)；长度和宽度均取下偏差对应子板面积为minsi＝(Wi-wup-i)*(Li-lup-i)；minsi≤si＜maxsi；
C：计算值，获得当前轧制大板最大矩形面积s1与所有子板合同面积和之间的差值ΔS1；
D：步骤(c)中ΔS1≥0时，切除轧制大板头部、尾部不规则区域和钢板边部后，按照合同要求，通过激光测速仪确定n块子板的定尺长度，并下发剪切命令至二级；
E：步骤(c)中ΔS1＜0时，执行在线定尺智能分段剪切；
F：切除第1块子板后，计算切除第1块子板后剩余大板最大矩形面积s2；
G：发送当前切除第1块子板后剩余n-1(n≥2)子板的材料编号至三级MES系统，触发数据请求指令获得当前轧制大板定尺倍数n-1、每块子板的合同宽度(W2，W3，…，Wi…，Wn)、长度(L2，L3，…，Li…，Ln)、宽度下偏差(-wdown-2，-wdown-3，…，-wdown-i，…，-wdown-n)、宽度上偏差(wup-2，wup-3，…，wup-i，…，wup-n)、长度下偏差(-ldown-2，-ldown-3，…，-ldown-i，…，-ldown-n)、长度上偏差(lup-2，lup-3，…，lup-i，…，lup-n)，并计算剩余n-1块子板的合同面积(s2，s3，…，si，…，sn)、最大面积(maxs2，maxs3，…，maxsi，…，maxsn)和最小面积(mins2，mins3，…，minsi，…，minsn)；第i块子板的合同长度和合同宽度对应子板的面积分别为si＝Wi*Li；
长度和宽度均取上偏差对应子板的面积为maxsi＝(Wi+wup-i)*(Li+lup-i)；长度和宽度均取下偏差对应子板面积为minsi＝(Wi-wup-i)*(Li-lup-i)；minsi≤si＜maxsi；
H：计算值，获得除第1块子板后的大板最大矩形面积s2与所有子板合同面积和之间的差值ΔS2；
I：ΔS2≥0时，按照合同要求对剩余大板分段剪切成n-1块，且满足合同尺寸要求的子板；
J：ΔS2＜0时，执行在线定尺智能分段剪切；
K：切除前i-1块子板后，计算切除前i-1块子板后剩余大板最大矩形面积si；
L：发送剩余n-i块子板材料编号至三级MES系统，触发数据请求指令获得当前轧制大板定尺倍数n-i、每块子板的合同宽度(Wi…，Wn)、长度(Li…，Ln)、宽度下偏差(-wdown-i，…，-wdown-n)、宽度上偏差(wup-i，…，wup-n)、长度下偏差(-ldown-i，…，-ldown-n)、长度上偏差(lup-i，…，lup-n)，并计算剩余n-i块子板的合同面积(si，…，sn)、最大面积(maxsi，…，maxsn)和最小面积(minsi，…，minsn)；
第i块子板的合同长度和合同宽度对应子板的面积分别为si＝Wi*Li；长度和宽度均取上偏差对应子板的面积为maxsi＝(Wi+wup-i)*(Li+lup-i)；
长度和宽度均取下偏差对应子板面积为minsi＝(Wi-wup-i)*(Li-lup-i)；minsi≤si＜maxsi；
M：计算值，获得除前i-1块子板后剩余大板最大矩形面积与所有合同子板总面积之间的差值ΔSi；
N：ΔSi≥0时，按照合同要求对剩余的大板分段剪切成n-i块子板，所有子板并满足合同尺寸要求；
O：ΔSi＜0时，执行在线定尺智能分段剪切；
重复步骤A至O，获得第n-1块钢板的尾部剪切线位置。
4.根据权利要求3所述的形状不规则钢板的在线定尺智能分段剪切方法，其特征在于，步骤E还包括：
e1：设置ΔS1值的阀值为ξ1，ξ1＜0，且ξ1＜ΔS1＜0；
e2：启动辊道一侧和辊道上方的线激光发射器；
e3：通过辊道调整大板位置，使操作线侧激光与子板头部剪切线重合，记录第1块子板头部分段位置起始线位置，并确定剪切线的中点O1并确定剪切线位置；
e4：调整沿辊道方向的线激光位置，使分别其与头部剪切线处的线激光垂直，两个交点与O1点距离为w/2，确定第1块子板边部的剪切线位置，同时通过激光测速仪确定第1块子板的长度；
e5：调整辊道一侧线激光方向，使其在钢板上的投影与辊道两侧线激光在钢板上的投影线垂直，确定第1块子板尾部剪切线位置；
e6：将第1块子板尾部剪切位置命令发送二级，完成第1块子板在线分段剪切。
5.根据权利要求3所述的形状不规则钢板的在线定尺智能分段剪切方法，其特征在于，步骤J还包括：
j1：设置ΔS2阀值为ξ2，ξ2＜0，且ξ2＜ΔS2＜0；
j2：启动辊道一侧和辊道上方的线激光发射器；
j3：调整大板位置，使钢板侧弯内弧侧线激光与内弧侧钢板边缘处切线垂直，记录第2块子板头部剪切线位置，并确定剪切线的中点O2；
j4：调整沿辊道方向的线激光位置，使其分别与第2块子板头部剪切线处的线激光垂直，两个交点与O2点距离为w/2，确定第2块子板边部的剪切线位置，同时通过激光测速仪确定第2块子板的长度；
j5：调整辊道一侧线激光方向，使其在钢板上的投影与辊道两侧线激光在钢板上的投影线垂直，确定第2块子板尾部剪切线位置；
j6：将第2块子板尾部剪切位置命令发送二级，完成第2块子板在线分段剪切。
6.根据权利要求3所述的形状不规则钢板的在线定尺智能分段剪切方法，其特征在于，步骤O还包括：
o1：设置ΔSi阀值为ξi，ξi＜0，且ξi＜ΔSi＜0；
o2：启动辊道一侧和辊道上方的线激光发射器；
o3：调整大板位置，使钢板侧弯内弧侧线激光与内弧侧钢板边缘处切线垂直，记录第i块子板头部剪切线位置，并确定剪切线的中点Oi；
o4：调整沿辊道方向的线激光位置，使其分别与第i块子板头部剪切线处的线激光垂直，两个交点与Oi点距离为w/2，确定第i块子板边部的剪切线位置，同时通过激光测速仪确定第i块子板的长度剪切位置；
o5：调整侧弯内弧侧线激光方向，使其在钢板上的投影与辊道两侧线激光在钢板上的投影线垂直，确定第i块子板尾部剪切线位置；
o6：将第i块子板尾部剪切位置命令发送二级，完成第i块子板在线分段剪切。
7.根据权利要求3所述的形状不规则钢板的在线定尺智能分段剪切方法，其特征在于，
重复步骤A至O，获得第n-1块钢板尾部剪切线位置，具体步骤如下：
A：切除前n-2块子板后，计算切除前n-2块子板后剩余大板最大矩形面积sn-1；
B：发送剩余2块子板材料编号至三级MES系统，触发数据请求指令获得当前轧制大板定尺倍数n-i、每块子板的合同宽度(Wi…，Wn)、长度(Li…，Ln)、宽度下偏差(-wdown-i，…，-wdown-n)、宽度上偏差(wup-i，…，wup-n)、长度下偏差(-ldown-i，…，-ldown-n)、长度上偏差(lup-i，…，lup-n)，并计算剩余n-i块子板的合同面积(si，…，sn)、最大面积(maxsi，…，maxsn)和最小面积(minsi，…，minsn)；第i块子板的合同长度和合同宽度对应子板的面积分别为si＝Wi*Li；长度和宽度均取上偏差对应子板的面积为maxsi＝(Wi+wup-i)*(Li+lup-i)；长度和宽度均取下偏差对应子板面积为minsi＝(Wi-wup-i)*(Li-lup-i)；minsi≤si＜maxsi；
C：计算值，获得除前n-2块子板后剩余大板最大矩形面积与所有合同子板总面积之间的差值ΔSn-1；
D：ΔSn-1≥0时，按照合同要求对剩余的大板分段剪切成2块且满足合同尺寸要求的子板；
E：ΔSn-1＜0时，执行在线定尺智能分段剪切，步骤如下：
e1：设置ΔSn-1阀值为ξn-1，ξn-1＜0，且ξn-1＜ΔSn-1＜0；
e2：启动辊道操作侧和辊道两侧的线激光发射器；
e3：调整大板位置，使钢板侧弯内弧侧线激光与内弧侧钢板边缘处切线垂直，记录第n-1块子板头部剪切线位置，并确定剪切线的中点On-1；
e4：调整沿辊道方向的线激光位置，使其分别与第n-1块子板头部剪切线处的线激光垂直，两个交点与On-1点距离为w/2，确定第2块子板边部的剪切线位置，同时通过激光测速仪确定第n-1块子板的长度剪切位置；
e5：调整侧弯内弧侧线激光方向，使其在钢板上的投影与辊道两侧线激光在钢板上的投影线垂直，确定第n-1块子板尾部剪切线位置；
e6：将第n-1块子板尾部剪切位置命令发送二级，完成第n-1块子板在线分段剪切。
8.根据权利要求3所述的形状不规则钢板的在线定尺智能分段剪切方法，其特征在于，
ΔSi值的阀值由ξi由订货钢板的合同宽度、合同长度、宽度偏差下限和长度偏差下限决定；ξi的确定方法为：α，β分别为宽度和长度下偏差系数，分别取决于长度和宽度定尺精度，α＞1，β＞1；
当ΔS＜ξi＜0时，该轧制大板在扣除第1，2，3，……，i-1块子板后，预设定尺剪切出n-i块子板。
9.根据权利要求3所述的形状不规则钢板的在线定尺智能分段剪切方法，其特征在于，在线定尺分段剪切钢板厚度不超过40mm，钢板的屈服强度不高于550MPa。
10.一种实现形状不规则钢板的在线定尺智能分段剪切方法的剪切设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序及形状不规则钢板的在线定尺智能分段剪切方法；
处理器，用于执行所述计算机程序及形状不规则钢板的在线定尺智能分段剪切方法，以实现如权利要求3至9任意一项所述形状不规则钢板的在线定尺智能分段剪切方法的步骤。
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