CN112605154A - 一种钢卷的卷取方法 - Google Patents

Abstract

一种钢卷的卷取方法，属于自动控制技术领域。为了解决钢卷外圈松的问题，本发明根据当前的钢卷直径，计算带尾距离停止位一定距离时触发钢卷小车的三次提升动作；在甩尾过程中通过实时计算带钢带尾剩余长度，当带钢带尾即将离开卷取机的上压辊时，钢卷小车自动触发三次提升接触到带钢，从而完成钢卷卷取。本发明的优点在于，有效避免了钢卷外圈松的问题，提高了钢卷小车接卷速度，降低了操作工需要频繁手动点动卷取机旋转一圈消除钢卷外圈松的劳动频率，保证持续稳定的高水平自动化生产。

Description

一种钢卷的卷取方法

技术领域

本方法属于自动控制技术领域，提供了一种在卷取机甩尾过程中钢卷小车提前提升接卷方法。使钢卷小车在卷取机甩尾未完成的过程中，钢卷小车自动提升接触到钢卷，以保证卷取机甩尾完成时钢卷的最外圈带钢不松，解决了钢卷外圈松的老大难问题。

背景技术

冷轧连退出口有两个卷取机，每个卷取机上只有一个上压辊，上压辊压到钢卷的10点钟方向，卷取机常用的卷取模式为上卷取，卷取机甩尾运行时其上压辊压下，同时，钢卷小车进行二次提升，钢卷小车二次提升结束时钢卷小车鞍座距离钢卷有1到3厘米间隙。卷取机甩尾完成时带尾将停止到7点钟方向，然后钢卷小车进行三次提升接触到钢卷并托住钢卷。此时，由于带尾处于松开状态，导致钢卷的最外圈带钢卷的不紧。对于薄的带钢来说，钢卷外圈的松带钢经过打捆机打捆后，带钢最外圈很容易发生褶皱，对于较厚较硬的DP钢来说，钢卷外圈的间隙直接导致后续的包装不能进行，往往需要操作工在小车接到卷后将小车接卷自动步暂时停止，然后手动将卷取机上的卷手动再转一圈，将钢卷的外圈卷紧后再继续小车接卷自动步，生产厚带钢时下卷速度比较快，需要生产操作人员频繁手动进行两个卷取机的卸卷工作。

发明内容

本方法的目的在于提供一种钢卷卷取方法，有效消除了钢卷外圈松的问题，提高了产线的产量，并有效的降低了操作工的劳动强度。

一种钢卷卷取方法，具体步骤如下：

步骤一、当带钢的分切点距离出口分切剪L米时，钢卷小车提升到第一次等待位置；根据带钢的厚度不同以及钢卷的内径不同，第一次等待位置的设定值不同。

分切点距离出口分切剪L米时，带钢对应的钢卷半径变化值H1由以下公式计算：

H1≈H3×L×1000.0÷(π*D_act)

其中，H3为带钢厚度，单位是毫米，D_act为剩余L米时钢卷的实际直径，单位是毫米。

等待位置为钢卷小车鞍座距离成品钢卷下表面50毫米的位置。

钢卷小车的第一次等待位置的设定值计算公式如下所示：

其中，H4为钢卷小车第一次等待位置的设定值，单位为毫米；

H0为芯轴机械高度，为固定值1310，单位为毫米；

D_act为剩余L米时钢卷的实际直径，单位为毫米；

当出口分切剪分切带钢后，剩余带钢长度L1由以下公式计算

其中，A为剪子到卷取机前转向夹送辊距离，为固定值5.41，单位是米；

D1_act为出口分切带钢时，钢卷的实际直径，单位是毫米；

B是带尾相对钢卷正下方中心距离，为可调节值0.5，单位是米；

带钢甩尾过程中，卷取机的上压辊和转向夹送辊压下，同时触发钢卷小车的第二次提升，提升到将要接触到钢卷位置，此时钢卷小车鞍座与钢卷之间的距离约5毫米。

H10≈H₃×1000.0×L1÷(π*D1_act)

其中，H3为带钢厚度，单位为毫米；

L1为带尾长度，单位为米；

D1_act为钢卷实际卷径，单位为毫米；

根据带钢厚度不同，钢卷小车第二次提升位置的设定值H5由以下公式计算：

其中，H5为钢卷小车二次提升设定值，单位为毫米；H0为芯轴机械高度，为固定值1310，单位为毫米；D1_act为钢卷的实际直径，单位为毫米；

当带钢尾部处于卷取机上压辊位置时，触发钢卷小车的第三次提升。自带钢分切后，带尾长度随着卷取机旋转，带尾值在逐步减小，带尾减小到零时且卷取机速度为零时完成甩尾。由于带尾停止位置和上压辊之间呈现α度夹角，所以，带尾剩余长度为L2米时，触发钢卷小车三次提升，L2的理论数值由公式计算：

其中，α为上压辊与钢卷接触点和带尾停止位置的夹角，为固定值150度。D1_act为成品卷的实际直径，单位是毫米。

实际应用中发现钢卷外圈偶尔会发生松或者提升过早的情况，由操作工根据实际情况进行调节，最终带尾剩余长度为L3米时，触发钢卷小车的三次提升，L3的实际数值由以下公式计算

其中，β为带尾距离停止位置的角度设定值，为可调节值，设定角度范围0到180度，理论上100度为最佳。D1_act为成品卷的实际直径，单位是毫米。

即：带尾实际长度L_act<＝L3时，触发钢卷小车的第三提升，到带尾停止到钢卷的7点钟方向前，钢卷小车提前托住钢卷的带尾，此时，钢卷小车持续的提升命令，直到编码器的不再变化，表示钢卷小车托住钢卷。

钢卷小车托住钢卷后，卷取机的上压辊抬起、卷取机的支撑臂收回、卷取机的芯轴收缩，然后，钢卷小车托卷朝外横移，将钢卷从芯轴上卸下来，并运送到鞍座处，完成钢卷卷取工作。

本发明方法选择角度作为设定值的原因是由于卷取机上的钢卷直径不固定，如果采用距离米为设定值的话，对于小卷，1米的距离有可能带尾还没有离开上压辊，此时小车没有提升的必要。对于大卷，1米的设定值可能带尾早就离开上压辊位置，带尾早就松下来了，小车早就该提升了。采用角度就没有这个问题了。为了便于调整，可以将角度β连接到HMI画面上，设定角度范围0到180度，理论上100度为最佳，此时带尾在上压辊位置，小车3次提升能保证带尾能够压紧，而不会产生外圈松。另外，为了防止钢卷小车提升过早导致带尾压出褶皱、出溢出边等问题，角度设值尽量小一点为宜，以接卷后不出松外圈为准。

本发明的效益是，可以在大大减小钢卷外圈的松问题，节约了卷取机卸卷时间，提高了生产速度，减少了操作工操作难度，能够持续稳定的自动卸卷。

附图说明

图1为卷取机结构图。1为卷取机的上压辊，2为卷取机前转向夹送辊。

具体实施方式

卷取机上的钢卷外径大于(内径+50毫米)时，允许钢卷小车自动接卷。当带钢的分切点距离出口分切剪L＝200米时，触发钢卷小车自动提升到等待位置。根据带钢的厚度不同以及钢卷的内径不同，等待位置的设定值不同。

L米带钢对应的钢卷半径变化值H1可以由以下公式计算：

H1≈H3×L×1000.0÷(π*D_act)

其中，H3为带钢厚度，单位是毫米，D_act为卷取机上钢卷的实际外径,单位是毫米。

产线带钢厚度0.3～2.5mm。最大钢卷直径2.1m。以最小成品卷直径为1.0米为例，分别计算出不同厚度对应的L米带钢的最大半径差H1，将等待位设定值按照带钢厚度分五个档次。

等待位置为钢卷小车鞍座距离钢卷下表面50毫米的位置。

带钢厚度(mm)	最大半径差H1(mm)	安全距离H2(mm)	H1+H2
				>2.2	159	50	209
>1.8	140	50	190
				>1.5	115	50	165
>1.2	95	50	145
				<＝1.2	76	50	126

综上所述，钢卷小车的一次提升设定值，即带钢分切点距离分切剪200米时触发钢卷小车一次提升，提升的实际值大于设定值时停止提升。钢卷小车一次提升设定值计算公式如下所示：

其中，H4为钢卷小车一次提升设定值，单位为毫米；

H0为芯轴机械高度，为固定值1310，单位为毫米；

D_act为剩余L米时钢卷的实际直径，单位为毫米；

H1+H2为固定常数值，根据当前带钢厚度不同，可能为126.0、145.0、165.0、190.0、209.0，单位为毫米。该值用于保证带钢卷取过程不至于和钢卷小车的鞍座相互撞到，又起到减少钢卷小车接卷时间。

当出口分切剪分切带钢后，卷取机以60米每分钟的速度卷取剩余的带钢，剩余带钢长度 L1由以下公式计算

其中，A为剪子到卷取机前转向夹送辊距离，为固定值5.41，单位是米；

D1_act钢卷的实际直径，单位是毫米；

B是带尾相对钢卷正下方中心距离，为可调节值0.5，单位是米；

带钢甩尾过程中，卷取机的上压辊和转向夹送辊压下，同时触发钢卷小车的第二次提升，提升到将要接触到钢卷位置，此时钢卷小车鞍座与钢卷之间的距离约5毫米。

H10≈H₃×1000.0×L1÷(π*D1_act)

其中，H3为带钢厚度，单位为毫米；

L1为带尾长度，单位为米；

D1_act为钢卷实际卷径，单位为毫米；

根据带钢厚度不同，钢卷小车二次提升值比钢卷小车接触到钢卷低下表所示距离。

即：钢卷小车二次提升值设定值H5由以下公式计算

其中，H5为钢卷小车二次提升设定值，单位为毫米；

H0为芯轴机械高度，为固定值1310，单位为毫米；

D1_act为钢卷的实际直径，单位为毫米；

H10+H12为固定常数值，根据当前带钢厚度不同，可能为8.0、12.0、16.0、17.0、18.0，单位为毫米。该值用于保证带钢卷取过程不至于和钢卷小车的鞍座相互撞到，又起到减少钢卷小车接卷时间。

当带钢尾部处于卷取机上压辊位置时，触发钢卷小车的第三次提升。自带钢分切后，带尾长度随着卷取机旋转，带尾值在逐步减小，带尾减小到零时且卷取机速度为零时完成甩尾。由于带尾停止位置和上压辊之间呈现α度夹角，机械测量得α≈150，所以，带尾剩余长度为 L2时，触发钢卷小车三次提升，L2的理论数值由公式计算。

其中，α为上压辊与钢卷接触点和带尾停止位置的夹角，为固定值150度。

D1_act为成品卷的实际直径，单位是毫米。

实际应用中发现钢卷外圈偶尔会发生松或者提升过早的情况，为了便于调节将角度β值连到人机界面上，由操作工根据实际情况进行调节，最终带尾剩余长度为L3米时，触发钢卷小车的三次提升，L3米的实际数值由以下公式计算。

其中，β为带尾距离停止位置的角度设定值，为可调节值，设定角度范围0到180度，理论上100度为最佳。

D1_act为成品卷的实际直径，单位是毫米。

即：带尾实际长度L_act<＝L3时，触发钢卷小车的第三提升，到带尾停止到钢卷的7点钟方向前，钢卷小车提前托住钢卷的带尾，此时，钢卷小车持续的提升命令，直到编码器的不再变化，表示钢卷小车托住钢卷。

钢卷小车托住钢卷后，卷取机的上压辊抬起、卷取机的支撑臂收回、卷取机的芯轴收缩，然后，钢卷小车托卷朝外横移，将钢卷从芯轴上卸下来，并运送到鞍座处，完成钢卷卷取工作。

本发明方法选择角度作为设定值的原因是由于卷取机上的钢卷直径不固定，如果采用距离米为设定值的话，对于小卷，1米的距离有可能带尾还没有离开上压辊，此时小车没有提升的必要。对于大卷，1米的设定值可能带尾早就离开上压辊位置，带尾早就松下来了，小车早就该提升了。采用角度就没有这个问题了。为了便于调整，可以将角度β连接到HMI 画面上，设定角度范围0到180度，理论上100度为最佳，此时带尾在上压辊位置，小车3次提升能保证带尾能够压紧，而不会产生外圈松。另外，为了防止钢卷小车提升过早导致带尾压出褶皱、出溢出边等问题，角度设值尽量小一点为宜，以接卷后不出松外圈为准。

Claims (1)

1.一种钢卷的卷取方法，其特征在于：

步骤一、当带钢的分切点距离出口分切剪L米时，钢卷小车提升到第一次等待位置；根据带钢的厚度不同以及钢卷的内径不同，第一次等待位置的设定值不同；

分切点距离出口分切剪L米时，带钢对应的钢卷半径变化值H1由以下公式计算：

H1≈H3×L×1000.0÷(π*D_act)；

其中，H3为带钢厚度，单位是毫米，D_act为剩余L米时钢卷的实际直径，单位是毫米；

钢卷小车的第一次等待位置的设定值计算公式如下所示：

其中，H4为钢卷小车第一次等待位置的设定值，单位为毫米；H0为芯轴机械高度，单位为毫米；D_act为剩余L米时钢卷的实际直径，单位为毫米；

当出口分切剪分切带钢后，剩余带钢长度L1由以下公式计算：

其中，A为剪子到卷取机前转向夹送辊距离，单位是米；

D1_act为钢卷的实际直径，单位是毫米；

B是带尾相对钢卷正下方中心距离，单位是米；

带钢甩尾过程中，卷取机的上压辊和转向夹送辊压下，同时触发钢卷小车的第二次提升，提升到将要接触到钢卷位置；

H10≈H₃×1000.0×L1÷(π*D1_act)；

其中，H3为带钢厚度，单位为毫米；

L1为带尾长度，单位为米；

D1_act为钢卷实际卷径，单位为毫米；

根据带钢厚度不同，钢卷小车第二次提升位置的设定值H5由以下公式计算：

其中，H5为钢卷小车二次提升设定值，单位为毫米；H0为芯轴机械高度D1_act为钢卷的实际直径，单位为毫米；

当带钢尾部处于卷取机上压辊位置时，触发钢卷小车的第三次提升；自带钢分切后，带尾长度随着卷取机旋转，带尾值在逐步减小，带尾减小到零时且卷取机速度为零时完成甩尾；由于带尾停止位置和上压辊之间呈现α度夹角，所以，带尾剩余长度为L2时，触发钢卷小车三次提升，L2的理论数值由公式计算：

其中，α为上压辊与钢卷接触点和带尾停止位置的夹角；

实际应用中发现钢卷外圈偶尔会发生松或者提升过早的情况，由操作工根据实际情况进行调节，最终带尾剩余长度为L3时，触发钢卷小车的三次提升，L3的实际数值由以下公式计算：

其中，β为带尾距离停止位置的角度设定值，为可调节值，设定角度范围0到180度；

带尾实际长度L_act<＝L3时，触发钢卷小车的第三提升，到带尾停止到钢卷的7点钟方向前，钢卷小车提前托住钢卷的带尾，此时，钢卷小车持续的提升命令，直到编码器的不再变化，表示钢卷小车托住钢卷；

钢卷小车托住钢卷后，卷取机的上压辊抬起、卷取机的支撑臂收回、卷取机的芯轴收缩，然后，钢卷小车托卷朝外横移，将钢卷从芯轴上卸下来，并运送到鞍座处，完成钢卷卷取工作。

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