CN111185482A - 一种具有过焊缝自适应功能的拉伸弯曲矫直机械系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有过焊缝自适应功能的拉伸弯曲矫直机械系统，属于冷轧技术领域。该系统包括转向辊、第一焊缝检测仪、入口张紧辊组、1#弯曲辊组、2#弯曲辊组、矫直辊组、第二焊缝检测仪和出口张紧辊组，第一焊缝检测仪安装于转向辊之后，第二焊缝检测仪安装于矫直辊组之后，第一焊缝检测仪后设置入口张紧辊组，第二焊缝检测仪后设置出口张紧辊组，入口张紧辊组和出口张紧辊组之间依次设置1#弯曲辊组、2#弯曲辊组和矫直辊组。该系统可以适应各种强度、宽度和厚度规格的带钢焊缝过拉矫机，能够依据检测到的焊缝位置，对焊接质量差的焊缝拉矫工艺参数实现自动切换，减少工人工作量，提升设备自动工作能力。
Description
技术领域
本发明涉及冷轧技术领域，特别是指一种具有过焊缝自适应功能的拉伸弯曲矫直机械系统。
背景技术
在冷轧生产工艺中，当焊缝质量存在缺陷时，带钢过拉矫机容易出现断带事故，影响生产顺行，降低企业生产效率；同时，在生产实际中，带钢强度和带钢规格较为复杂，复杂规格带钢焊缝连续过拉矫机时，拉矫工艺参数改变的时间，带钢运行距离较长，导致焊缝两侧板带破鳞效果差，影响后续酸洗工艺，带钢焊缝两侧板带色差长度较大，在成品头尾剪切时头尾板带切除量较大，降低了板材成品率，提高了企业生产成本等问题。
现有的板带酸轧拉矫模式中，在产线上布置有一台焊缝检测仪，可自动检测到“无头轧制”模式下，连续带钢中带头和带尾焊接处焊缝位置，此时，如果发现焊接质量较差时，需手动操作对焊缝处拉矫工艺参数进行改变，实现焊接质量差的焊缝过拉矫时的参数的切换，增加了工人工作量；如果未能及时发现带钢焊缝处的焊接缺陷，带钢焊缝在过拉矫机时出现带钢断带事故，严重影响企业生产效益和效率；如果对带钢焊缝处不采用拉矫工艺参数进行拉矫，每卷带钢过拉矫时都必须采用人工进行操作，导致操作效率降低；同时，焊缝位置的检测受到入口活套带钢长度误差的影响,导致活套区域的带钢长度较大,如果带钢焊缝处不采用拉矫工艺参数拉矫，对于后续酸洗过程会产生较大影响，带钢焊缝两侧色差长度较大，增加了成品头尾剪切时头尾板带切除量，降低了板材的成品率。因此从上述原因可看出，目前现有的焊缝过拉矫模式主要产生的问题是：1、带钢焊缝两侧色差长度大、板材成品率低，降低了企业经济效益；2、不能灵活适应各种规格带钢连续生产情况，容易出现焊缝拉矫断带事故，拉矫设备安全性差；3、焊缝附近酸耗量大、酸洗效率低，增加企业生产成本；4、焊缝过拉矫过程人工干预过多，设备自动化程度低。
本发明要解决的技术问题是提供一种自动化程度高、减少人工干预，提高酸洗效率、减少带钢色差长度，提高带材成品率、降低焊缝过拉矫断带事故，增加企业收益、降低生产成本，可应用于薄板冷轧生产时焊缝过拉矫模式。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种具有过焊缝自适应功能的拉伸弯曲矫直机械系统。
该系统包括转向辊、第一焊缝检测仪、入口张紧辊组、1#弯曲辊组、2#弯曲辊组、矫直辊组、第二焊缝检测仪和出口张紧辊组，第一焊缝检测仪安装于转向辊之后，第二焊缝检测仪安装于矫直辊组之后，第一焊缝检测仪后设置入口张紧辊组，第二焊缝检测仪后设置出口张紧辊组，入口张紧辊组和出口张紧辊组之间依次设置1#弯曲辊组、2#弯曲辊组和矫直辊组。
其中，入口张紧辊组包括上下错位布置的S型张紧辊组，下部张紧辊入口处为入口张紧辊组入口处，上部张紧辊出口处为入口张紧辊组出口处。
出口张紧辊组包括上下错位布置的S型张紧辊组，上部张紧辊入口处为出口张紧辊组入口处，下部张紧辊出口处为出口张紧辊组出口处。
1#弯曲辊组和2#弯曲辊组结构相同，均由上弯曲辊和下弯曲辊构成，带钢从上弯曲辊和下弯曲辊之间穿过。
第一焊缝检测仪检测待拉矫带钢的焊缝信号后，反馈至二级系统，二级系统控制1#弯曲辊组、2#弯曲辊组和矫直辊组调整。
第二焊缝检测仪检测过完拉矫的焊缝信号后，反馈至二级系统，二级系统控制1#弯曲辊组、2#弯曲辊组和矫直辊组调整。
第一焊缝检测仪和第二焊缝检测仪均通过通信装置与二级系统进行数据共享。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，该系统可以适应各种强度、宽度和厚度规格的带钢焊缝过拉矫机，可以根据带钢运行速度和运行规格，适时改变拉矫工艺参数，提升后续酸洗工艺的作业效率，减少带钢焊缝两侧板带色差长度，减少成品头尾剪切时头尾板带切除量，提升板材成品率，增加企业经济效益；该模式无需考虑焊缝的焊接质量，避免焊缝过拉矫机时出现断带事故，提高设备运行安全性，降低企业生产成本；同时，依据检测到的焊缝位置，对焊接质量差的焊缝拉矫工艺参数实现自动切换，减少工人工作量，提升设备自动工作能力。
附图说明
图1为本发明的具有过焊缝自适应功能的拉伸弯曲矫直机械系统结构示意图；
图2为本发明的具有过焊缝自适应功能的拉伸弯曲矫直机械系统的逻辑图。
其中：1-转向辊；2-第一焊缝检测仪；3-入口张紧辊组；4-1#弯曲辊组；5-2#弯曲辊组；6-矫直辊组；7-出口张紧辊组；8-入口张紧辊组入口处；9-入口张紧辊组出口处；10-出口张紧辊组入口处；11-出口张紧辊组出口处；12-第二焊缝检测仪。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明提供一种具有过焊缝自适应功能的拉伸弯曲矫直机械系统。
如图1所示，该系统包括转向辊1、第一焊缝检测仪2、入口张紧辊组3、1#弯曲辊组4、2#弯曲辊组5、矫直辊组6、第二焊缝检测仪12和出口张紧辊组7，第一焊缝检测仪2安装于转向辊1之后，第二焊缝检测仪12安装于矫直辊组6之后，第一焊缝检测仪2后设置入口张紧辊组3，第二焊缝检测仪12后设置出口张紧辊组7，入口张紧辊组3和出口张紧辊组7之间依次设置1#弯曲辊组4、2#弯曲辊组5和矫直辊组6。
焊缝检测仪可以是光栅焊缝检测仪。
其中，入口张紧辊组3包括上下错位安装的两个张紧辊，下部张紧辊为入口张紧辊组入口处8，上部张紧辊出口处为入口张紧辊组出口处9。
出口张紧辊组7包括上下错位安装的两个张紧辊，上部张紧辊入口处为出口张紧辊组入口处10，下部张紧辊出口处为出口张紧辊组出口处11。
1#弯曲辊组4和2#弯曲辊组5结构相同，均由上弯曲辊和下弯曲辊构成，带钢从上弯曲辊和下弯曲辊之间穿过。
在应用中，拉矫机正常运行时,入口张紧辊组的出口处与出口张紧辊组的入口处的速度差可以产生延伸率，拉矫工艺参数使带钢发生一定弯曲,当焊接质量差的焊缝通过拉矫机时,由于焊缝处在弯曲形态和延伸率控制下容易发生断带,为避免断带事故发生,拉矫机需要减小弯曲辊和矫直辊的插入深度。利用第一焊缝检测仪在焊缝到达拉矫机前能够提前检测到焊缝信号,使得焊缝到达拉矫机时，拉矫机的拉矫工艺参数已经减小弯曲辊和矫直辊的插入深度,避免了断带事故的发生,提高了拉矫机系统运行的安全可靠性。同时，第二焊缝检测仪可以及时检测拉矫机出口处带钢焊缝位置，自动修正参数，减少了带钢焊缝两侧的色差带长度，提升板材成品率，降低企业生产成本，增加企业生产效益。
在运行中，当拉矫机正常运行时,1#弯曲辊组4的上弯曲辊和2#弯曲辊组5的上弯曲辊的位置不变,将1#弯曲辊组4的下弯曲辊、2#弯曲辊组5的下弯曲辊以及矫直辊组6提升到设定位置,而当需要拉矫机降低拉矫工艺参数时,拉矫机将1#弯曲辊组4的下弯曲辊和2#弯曲辊组5的下弯曲辊减小插入量,自动实现拉矫工艺参数改变。
如图2所示，该系统工作过程如下：
在生产过程中，带钢在激光焊机处焊接完成后,带钢焊缝衔接处两侧进行双切剪,焊缝检测仪可以检测到焊缝信号。拉矫机在正常运行时需要将图1中的1#弯曲辊组4的下弯曲辊和2#弯曲辊组5的下弯曲辊提升一定高度,通过图1中的入口张紧辊组3和出口张紧辊组7的速度差产生延伸率,达到改善板型和氧化铁皮破鳞的作用,然而当焊接质量较差的焊缝通过拉矫机时,因焊缝处在大插入深度的情况下，焊缝焊接质量差的带材容易发生断裂事故,为避免断带,就需要将1#弯曲辊组4的下弯曲辊和2#弯曲辊组5的下弯曲辊以及矫直辊组6下降高度。图1中的第一焊缝检测仪2检测到焊缝信号后,反馈至二级系统，指示拉矫机装置图1中的1#弯曲辊组4的下弯曲辊和2#弯曲辊组5的下弯曲辊以及矫直辊组6下降到初始位置。这样可以保证焊缝经过拉矫机时,无需人工操作的情况下，拉矫机装置自动处于安全模式,带钢焊缝过拉矫不会造成断带事故。图1中的第二焊缝检测仪12检测到过完拉矫的焊缝信号后,反馈至二级系统，自动恢复图1中的1#弯曲辊组4的下弯曲辊和2#弯曲辊组5的下弯曲辊以及矫直辊组6下正常的拉矫工艺参数，减小带钢焊缝两侧色差带长度，减少成品头尾剪切时头尾板带切除量，提升板材成品率，降低企业生产成本，增加企业生产效益。
该系统还包括与焊缝检测仪相连接的通信装置,可以实现与二级系统实时通信与数据共享，确保检测仪所测得焊缝位置信息准确反馈至二级系统，让带钢焊缝过拉矫机前和拉矫机后，拉矫工艺参数自动更新参数，控制整个拉矫控制装置的运行。当图1中的第一焊缝检测仪2检测到焊缝信号后,将信号反馈至二级系统,并使二级系统的工艺参数传递给拉矫机，降低1#弯曲辊组4的下弯曲辊和拉矫机2#弯曲辊组5的下弯曲辊以及矫直辊组6拉矫工艺参数。确保焊缝经过拉矫机时,带钢不会出现断带事故，提升设备运行安全性，增加企业经济效益。当焊缝检测仪检测到焊缝信号后,PLC利用入口张紧辊组出口处的编码器测量张紧辊转速V，利用公式：
其中，D表示张紧辊直径单位m；n表示张紧辊转速单位r/min；同时，拉矫机的拉矫工艺参数更改时间t已知，某一时刻，焊缝距拉矫机入口处距离L，焊缝在拉矫机的拉矫工艺参数更换时所运行距离Li＝V×t，比较L与Li大小，当L与Li相等时，PLC系统立即改变拉矫工艺参数；焊缝过拉矫结束后，通过拉矫机出口处的第二焊缝检测仪时，可以立即检测到焊缝位置，信号反馈二级系统，立即修正二级参数。进而提升设备的安全性和自动化能力，减小带钢焊缝两侧色差带长度，减少成品头尾剪切时头尾板带切除量，提升板材成品率，降低企业生产成本，增加企业生产效益。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种具有过焊缝自适应功能的拉伸弯曲矫直机械系统，其特征在于：包括转向辊(1)、第一焊缝检测仪(2)、入口张紧辊组(3)、1#弯曲辊组(4)、2#弯曲辊组(5)、矫直辊组(6)、第二焊缝检测仪(12)和出口张紧辊组(7)，第一焊缝检测仪(2)安装于转向辊(1)之后，第二焊缝检测仪(12)安装于矫直辊组(6)之后，第一焊缝检测仪(2)后设置入口张紧辊组(3)，第二焊缝检测仪(12)后设置出口张紧辊组(7)，入口张紧辊组(3)和出口张紧辊组(7)之间依次设置1#弯曲辊组(4)、2#弯曲辊组(5)和矫直辊组(6)。
2.根据权利要求1所述的具有过焊缝自适应功能的拉伸弯曲矫直机械系统，其特征在于：所述入口张紧辊组(3)包括上下错位布置的S型张紧辊组，下部张紧辊为入口张紧辊组入口处(8)，上部张紧辊出口处为入口张紧辊组出口处(9)。
3.根据权利要求1所述的具有过焊缝自适应功能的拉伸弯曲矫直机械系统，其特征在于：所述出口张紧辊组(7)包括上下错位布置的S型张紧辊组，上部张紧辊入口处为出口张紧辊组入口处(10)，下部张紧辊出口处为出口张紧辊组出口处(11)。
4.根据权利要求1所述的具有过焊缝自适应功能的拉伸弯曲矫直机械系统，其特征在于：所述1#弯曲辊组(4)和2#弯曲辊组(5)结构相同，均由上弯曲辊和下弯曲辊构成，带钢从上弯曲辊和下弯曲辊之间穿过。
5.根据权利要求1所述的具有过焊缝自适应功能的拉伸弯曲矫直机械系统，其特征在于：所述第一焊缝检测仪(2)检测待拉矫带钢的焊缝信号后，反馈至二级系统，二级系统控制1#弯曲辊组(4)、2#弯曲辊组(5)和矫直辊组(6)调整。
6.根据权利要求1所述的具有过焊缝自适应功能的拉伸弯曲矫直机械系统，其特征在于：所述第二焊缝检测仪(12)检测过完拉矫的焊缝信号后，反馈至二级系统，二级系统控制1#弯曲辊组(4)、2#弯曲辊组(5)和矫直辊组(6)调整。
7.根据权利要求1所述的具有过焊缝自适应功能的拉伸弯曲矫直机械系统，其特征在于：所述第一焊缝检测仪(2)和第二焊缝检测仪(12)均通过通信装置与二级系统进行数据共享。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200522 |
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