CN113280730B - 一种高效检测钢卷带头的系统和方法 - Google Patents

一种高效检测钢卷带头的系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高效检测钢卷带头的系统，其包括：距离传感器，其设置在钢卷表面外侧的固定点，所述距离传感器用以：当钢卷在转动时，实时测量距离传感器与带钢表面之间的实测距离h；处理单元，其与距离传感器数据连接，所述处理单元对实测距离h进行求导处理，当满足下述条件时：(1)在tn、tn‑1、tn‑2、tn‑3……tn‑m这若干个连续的采样周期内，实测距离h对时间t的导数均小于0，且越来越小：
Figure DDA0002386776890000011
并且(2)在第n+1个采样周期内，实测距离h对时间t的导数变为大于0，且大于等于钢卷厚度Thick，即：
Figure DDA0002386776890000012
则处理单元判断在第n+1个采样周期内检测到钢卷带头。本发明还公开了高效检测钢卷带头的方法。

Description

一种高效检测钢卷带头的系统和方法
技术领域
本发明涉及一种检测系统和方法，尤其涉及一种检测钢卷带头的系统和方法。
背景技术
在钢铁制造企业，板材通常是以钢卷的形式组织生产和运输的。钢卷上外圈带头的位置是一个非常重要的参数，比如在钢卷拆除外包装(例如捆带)准备上开卷机之前，必须知道钢卷带头的空间位置，如果钢卷带头位置不在要求的角度，还要重新定位后才能拆捆捆带。
而目前，对于钢卷带头的位置确认仍需要人工操作，工作效率较低，因此，期望获得一种可以检测钢卷带头的系统和方法，通过其可以准确快速识别钢卷带头的位置。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种高效检测钢卷带头的系统，该系统可以利用系统中的距离传感器在钢卷转动过程中进行距离变化算法，通过计算结果检测得到钢卷带头的位置。
为了实现上述目的，本发明提出了一种高效检测钢卷带头的系统，其包括：
距离传感器，其设置在钢卷表面外侧的固定点，距离传感器用以：当钢卷在转动时，实时测量距离传感器与带钢表面之间的实测距离h；
处理单元，其与距离传感器数据连接，处理单元对实测距离h进行求导处理，当满足下述条件时：
(1)在tn、tn-1、tn-2、tn-3……tn-m这若干个连续的采样周期内，实测距离h对时间t的导数均小于0，且越来越小：
Figure BDA0002386776870000011
并且
(2)在第n+1个采样周期内，实测距离h对时间t的导数变为大于0，且大于等于钢卷厚度Thick，即：
Figure BDA0002386776870000021
则处理单元判断在第n+1个采样周期内检测到钢卷带头。
在本发明所述的技术方案中，本案申请人考虑到当钢卷带头出现时，实测距离会随着时间变化出现先缓慢变小，随后突然变大的情况，但是当带钢表面存在异物或是带钢外圈版型不良时，也会出现上述的情况，但其变化率相对较慢，因而，为了屏蔽带钢存在异物或是带钢外圈板型不良所带来的干扰，本案采用实测距离h对时间t的导数，通过处理单元对实测距离h进行求导处理，当满足下述条件时：
(1)在tn、tn-1、tn-2、tn-3……tn-m这若干个连续的采样周期内，实测距离h对时间t的导数均小于0，且越来越小：
Figure BDA0002386776870000022
并且
(2)在第n+1个采样周期内，实测距离h对时间t的导数变为大于0，且大于等于钢卷厚度Thick，即：
Figure BDA0002386776870000023
则处理单元判断在第n+1个采样周期内检测到钢卷带头。
由此，本案所述的高效检测钢卷带头的系统实现了对钢卷带头位置的检测，并且本案所述的系统可以在钢卷转动过程中进行检测，检测结果准确。
此外，本案所述的系统所需要设置的装置较为简单方便，成本低廉，适用性强。
进一步地，在本发明所述的高效检测钢卷带头的系统中，距离传感器至少包括激光测距传感器。
进一步地，在本发明所述的高效检测钢卷带头的系统中，距离传感器设置在与钢卷接触的接触辊上。
进一步地，在本发明所述的高效检测钢卷带头的系统中，距离传感器设置在接触辊的固定设置点上，接触辊在接触点B点与钢卷表面接触，固定设置点在钢卷表面的法线投影点为A点，其中在钢卷的转动方向上，A点位于B点的上游。
相应地，本发明的另一目的在于提供一种高效检测钢卷带头的方法，通过该方法可以快速准确高效地检测出钢卷带头的位置。
为了达到上述发明目的，本发明提出了一种高效检测钢卷带头的方法，其包括步骤：
当钢卷在转动时，采用固定设置的距离传感器实时测量距离传感器与带钢表面之间的实测距离h；
对实测距离h进行求导处理，当满足下述条件时：
(1)在tn、tn-1、tn-2、tn-3……tn-m这若干个连续的采样周期内，实测距离h对时间t的导数均小于0，且越来越小：
Figure BDA0002386776870000031
并且
(2)在第n+1个采样周期内，实测距离h对时间t的导数变为大于0，且大于等于钢卷厚度Thick，即：
Figure BDA0002386776870000032
则判断在第n+1个采样周期内检测到钢卷带头。
进一步地，在本发明所述的高效检测钢卷带头的方法中，距离传感器至少包括激光测距传感器。
进一步地，在本发明所述的高效检测钢卷带头的方法中，距离传感器设置在与钢卷接触的接触辊上。
进一步地，在本发明所述的高效检测钢卷带头的方法中，距离传感器设置在接触辊的固定设置点上，接触辊在接触点B点与钢卷表面接触，固定设置点在钢卷表面的法线投影点为A点，其中在钢卷的转动方向上，A点位于B点的上游。
本发明所述的高效检测钢卷带头的系统和方法相较于现有技术具有如下所述的优点以及有益效果：
本发明所述的高效检测钢卷带头的系统可以利用系统中的距离传感器在钢卷转动过程中进行距离变化算法，通过计算结果获得钢卷带头的位置，从而实现了对钢卷带头位置的检测，并且本发明所述的系统可以在钢卷转动过程中进行检测，检测结果准确。
此外，本发明所述的方法也同样具有上述的优点以及有益效果。
附图说明
图1为本发明所述的高效检测钢卷带头的系统在一些实施方式中的结构示意图。
图2示意性地显示了本发明所述的高效检测钢卷带头的系统在一些实施方式中进行检测的检测情况。
图3为本发明所述的高效检测钢卷带头的系统在一些实施方式中距离传感器测距示意图。
图4示意性地显示了采用本发明所述的高效检测钢卷带头的方法进行检测后所获得的实测距离随时间变化的变化曲线。
图5示意性地显示了采用本发明所述的高效检测钢卷带头的方法进行检测后所获得的实际距离的导数随时间变化的变化曲线。
图6示意性地显示了本发明所述的高效检测钢卷带头的系统中距离传感器中各个数据随时间变化的变化曲线。
图7为本发明所述的高效检测钢卷带头的方法在一些实施方式中的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合说明书附图和具体的实施例对本发明所述的高扩孔复相钢及其制造方法做进一步的解释和说明，然而该解释和说明并不对本发明的技术方案构成不当限定。
图1为本发明所述的高效检测钢卷带头的系统在一些实施方式中的结构示意图。
如图1所示，在本实施方式中，高效检测钢卷带头的系统包括距离传感器4以及处理单元(图中未示出)。该系统用于检测钢卷1的钢卷带头位置，钢卷1置于地辊2上，并且地辊2可以由马达驱动，带动钢卷1转动，在图1中钢卷的转动方向为逆时针方向。大臂3的顶端设置有距离传感器4，并且，大臂3上还设置有接触辊，接触辊可以与钢卷1接触。大臂3还包括气缸驱动件31，以驱动大臂3沿气缸驱动件31的轴向方向移动。
需要指出的是，在本实施方式中，距离检测器4设置于大臂3上，当然在一些其他的实施方式中，距离传感器4也可以在其他的钢卷1表面外侧的固定点上。
检测时，距离触感器4用以在当钢卷1转动时，实时测量距离传感器4与带钢表面之间的实测距离h；
而处理单元则与距离传感器4数据连接，处理单元对实测距离h进行求导处理，当满足下述条件时：
(1)在tn、tn-1、tn-2、tn-3……tn-m这若干个连续的采样周期内，实测距离h对时间t的导数均小于0，且越来越小：
Figure BDA0002386776870000051
并且
(2)在第n+1个采样周期内，实测距离h对时间t的导数变为大于0，且大于等于钢卷厚度Thick，即：
Figure BDA0002386776870000052
则处理单元判断在第n+1个采样周期内检测到钢卷带头。
图2示意性地显示了本发明所述的高效检测钢卷带头的系统在一些实施方式中进行检测的检测情况。
如图2所示，距离传感器4设置在接触辊32的固定设置点上时，接触辊32在接触点B点与钢卷1表面接触，而距离传感器4固定设置点在钢卷1表面的法线投影点为A点，其中，在钢卷的转动方向上，A点位于B点的上游。图2中附图标记h示意了距离传感器4与带钢表面1之间的实测距离h。
图3为本发明所述的高效检测钢卷带头的系统在一些实施方式中距离传感器测距示意图。
如图3所示，当钢卷1沿着逆时针方向转动时，距离传感器4相对于钢卷1的表面沿着顺时针转动(即从图3所示的a1位置经a2位置移动至a3位置)。而在此过程中，若钢卷带头11经过距离传感器4，则会导致实测距离h发生一定变化，而处理单元则基于该变化设置了判断条件，从而判断出钢卷带头11的位置。
需要说明的是，在一些优选的实施方式中，距离传感器4至少包括激光测距传感器。
图4示意性地显示了采用本发明所述的高效检测钢卷带头的方法进行检测后所获得的实测距离随时间变化的变化曲线。
如图4所示，图中附图标记Q所示意的区段为钢卷带头出现时刻，由图4可以看出，当钢卷带头出现时，实测距离h会先缓慢变小再突然变大。
但是当带钢表面有异物或者带钢外圈版型不良时，也会出现相似曲线，但其变化率比较缓慢。因此，为了屏蔽该干扰情况，对实测距离h进行求导处理，当
图5示意性地显示了采用本发明所述的高效检测钢卷带头的方法进行检测后所获得的实际距离的导数随时间变化的变化曲线。
如图5所示，图中附图标记P所示意的区段为钢卷带头出现的时刻，由图5可以看出，当钢卷带头出现时，连续几个采样周期
Figure BDA0002386776870000061
且
Figure BDA0002386776870000062
数值越来越小，然后在之后的周期
Figure BDA0002386776870000063
突然变正，且该变化量大于等于带钢厚度Thick。
因此，处理单元可以判断当满足下述条件时：
(1)在tn、tn-1、tn-2、tn-3……tn-m这若干个连续的采样周期内，实测距离h对时间t的导数均小于0，且越来越小：
Figure BDA0002386776870000064
并且
(2)在第n+1个采样周期内，实测距离h对时间t的导数变为大于0，且大于等于钢卷厚度Thick，即：
Figure BDA0002386776870000065
则处理单元判断在第n+1个采样周期内检测到钢卷带头。
图6示意性地显示了本发明所述的高效检测钢卷带头的系统中距离传感器中各个数据随时间变化的变化曲线。
参考图6可以看出，采用本案的高效检测钢卷带头的方法进行检测时，可以通过实测距离h以及对其求导后的距离变化算法，通过计算结果检测得到钢卷带头的位置。
在本实施方式中，高效检测钢卷带头的系统进行检测时，其包括步骤：
图7为本发明所述的高效检测钢卷带头的方法在一些实施方式中的流程示意图。
如图7所示，在一些实施方式中，高效检测钢卷带头的方法包括步骤：
当钢卷在转动时，采用固定设置的距离传感器实时测量距离传感器与带钢表面之间的实测距离h；
对实测距离h进行求导处理，当满足一定条件时，则判断检测到钢卷带头。
满足一定条件是指满足下述条件时：
(1)在tn、tn-1、tn-2、tn-3……tn-m这若干个连续的采样周期内，实测距离h对时间t的导数均小于0，且越来越小：
Figure BDA0002386776870000071
并且
(2)在第n+1个采样周期内，实测距离h对时间t的导数变为大于0，且大于等于钢卷厚度Thick，即：
Figure BDA0002386776870000072
则判断在第n+1个采样周期内检测到钢卷带头。
综上所述可以看出，本发明所述的高效检测钢卷带头的系统可以利用系统中的距离传感器在钢卷转动过程中进行距离变化算法，通过计算结果获得钢卷带头的位置，从而实现了对钢卷带头位置的检测，并且本发明所述的系统可以在钢卷转动过程中进行检测，检测结果准确。
此外，本发明所述的方法也同样具有上述的优点以及有益效果。
需要说明的是，本发明的保护范围中现有技术部分并不局限于本申请文件所给出的实施例，所有不与本发明的方案相矛盾的现有技术，包括但不局限于在先专利文献、在先公开出版物，在先公开使用等等，都可纳入本发明的保护范围。
此外，本案中各技术特征的组合方式并不限本案权利要求中所记载的组合方式或是具体实施例所记载的组合方式，本案记载的所有技术特征可以以任何方式进行自由组合或结合，除非相互之间产生矛盾。
还需要注意的是，以上所列举的实施例仅为本发明的具体实施例。显然本发明不局限于以上实施例，随之做出的类似变化或变形是本领域技术人员能从本发明公开的内容直接得出或者很容易便联想到的，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种高效检测钢卷带头的系统，其特征在于，包括：
距离传感器，其设置在钢卷表面外侧的固定点，所述距离传感器用以：当钢卷在转动时，实时测量距离传感器与带钢表面之间的实测距离h；
处理单元，其与距离传感器数据连接，所述处理单元对实测距离h进行求导处理，当满足下述条件时：
(1)在tn、tn-1、tn-2、tn-3……tn-m这若干个连续的采样周期内，实测距离h对时间t的导数均小于0，且越来越小：
Figure FDA0003670435970000011
并且
(2)在第n+1个采样周期内，实测距离h对时间t的导数变为大于0，且大于等于钢卷厚度Thick，即：
Figure FDA0003670435970000012
则处理单元判断在第n+1个采样周期内检测到钢卷带头。
2.如权利要求1所述的高效检测钢卷带头的系统，其特征在于，所述距离传感器包括激光测距传感器。
3.如权利要求1所述的高效检测钢卷带头的系统，其特征在于，所述距离传感器设置在与钢卷接触的接触辊上。
4.如权利要求3所述的高效检测钢卷带头的系统，其特征在于，所述距离传感器设置在所述接触辊的固定设置点上，所述接触辊在接触点B点与钢卷表面接触，所述固定设置点在钢卷表面的法线投影点为A点，其中在钢卷的转动方向上，A点位于B点的上游。
5.一种高效检测钢卷带头的方法，其特征在于，包括步骤：
当钢卷在转动时，采用固定设置的距离传感器实时测量距离传感器与带钢表面之间的实测距离h；
对实测距离h进行求导处理，当满足下述条件时：
(1)在tn、tn-1、tn-2、tn-3……tn-m这若干个连续的采样周期内，实测距离h对时间t的导数均小于0，且越来越小：
Figure FDA0003670435970000021
并且
(2)在第n+1个采样周期内，实测距离h对时间t的导数变为大于0，且大于等于钢卷厚度Thick，即：
Figure FDA0003670435970000022
则判断在第n+1个采样周期内检测到钢卷带头。
6.如权利要求5所述的高效检测钢卷带头的方法，其特征在于，所述距离传感器包括激光测距传感器。
7.如权利要求5所述的高效检测钢卷带头的方法，其特征在于，所述距离传感器设置在与钢卷接触的接触辊上。
8.如权利要求7所述的高效检测钢卷带头的方法，其特征在于，所述距离传感器设置在所述接触辊的固定设置点上，所述接触辊在接触点B点与钢卷表面接触，所述固定设置点在钢卷表面的法线投影点为A点，其中在钢卷的转动方向上，A点位于B点的上游。
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