CN113649423A - 一种冷床的自动挑头系统及对应的自动挑头方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种冷床的自动挑头系统及对应的自动挑头方法，包括：控制单元、倍尺钢材图像采集单元和挑头装置，挑头装置包括活动挡板和活动挡板驱动机构；控制单元分别与倍尺钢材图像采集单元、活动挡板驱动机构以及冷床步进齿条的驱动机构通信连接，用于确定尾倍尺钢材的位置，并确定尾倍尺钢材的对齐位置，并在确定尾倍尺钢材从对齐辊倒数第二个卡槽到最后一个卡槽时，控制活动挡板从正常倍尺钢材的对齐位置向尾倍尺钢材的对齐位置运动，在确定尾倍尺钢材离开对齐辊的最后一个卡槽时，控制活动挡板从尾倍尺钢材的对齐位置向正常倍尺的对齐位置运动。该方案中在倍尺钢材对齐过程中将尾倍尺钢材挑选出来。该方案既提高了效率，也减少了材料浪费。

Description

一种冷床的自动挑头系统及对应的自动挑头方法

技术领域

本申请涉及自动控制技术领域，具体而言，本申请涉及一种冷床的自动挑头系统及对应的自动挑头方法。

背景技术

钢坯在轧制过程中，一般需要对一条钢坯按生产规格进行倍尺剪切，然后再将得到的倍尺钢材卸载到冷床冷却并对齐，最后再将各倍尺钢材卸载到冷剪处进行定尺剪切，得到适合交付客户的定尺钢材。其中，钢坯通过倍尺剪切得到多个倍尺钢材，其最后一根倍尺钢材(即尾倍尺钢材)的尾部尺寸以及直线度等往往不符合产品质量要求，因此在进行定尺剪切之前需要将尾倍尺钢材挑选出来(这一挑选过程可以称为挑头)，然后将其尾部不合格的一段剪切掉。

目前，一种方案是通过人工挑头，然后将挑选出的尾倍尺钢材的尾部不合格部分剪切掉，该方案劳动强度大，效率低；另一种方案是不进行挑头处理，直接在定尺剪切之前，将一批倍尺钢材的尾部全部剪切掉，该方案将正常倍尺钢材的合格部分也剪切掉，造成了材料浪费。

发明内容

本申请的目的旨在至少能解决上述的技术缺陷之一，本申请实施例所提供的技术方案如下：

第一方面，本申请实施例提供了一种冷床的自动挑头系统，包括：控制单元、倍尺钢材图像采集单元和挑头装置，其中：

挑头装置包括活动挡板和活动挡板驱动机构，其中，活动挡板的第一端面与活动挡板驱动机构连接，活动挡板中与第一端面正对的第二端面正对冷床对齐辊最后一个卡槽的端面设置，第二端面作为对齐辊最后一个卡槽的对齐位置；

控制单元分别与倍尺钢材图像采集单元、活动挡板驱动机构以及冷床步进齿条的驱动机构通信连接，用于根据步进齿条的驱动机构的反馈信号确定尾倍尺钢材的位置，根据倍尺钢材图像采集单元采集的倍尺钢材的图像确定尾倍尺钢材的规格，进而根据尾倍尺钢材的规格确定尾倍尺钢材的对齐位置，并在确定尾倍尺钢材从对齐辊的倒数第二个卡槽到最后一个卡槽时，控制活动挡板驱动机构带动从正常倍尺钢材的对齐位置向尾倍尺钢材的对齐位置运动，并在确定尾倍尺钢材离开对齐辊的最后一个卡槽时，控制活动挡板驱动机构带动活动挡板从尾倍尺钢材的对齐位置向正常倍尺的对齐位置运动。

在本申请的一种可选实施例中，活动挡板驱动机构包括供气机构、有杆气缸、气缸支座和线性位移传感器，供气机构通过导气管分别与有杆气缸的有杆腔和无杆腔连接，线性位移传感器与控制单元通信连接，有杆气缸通过气缸支座安装在冷床的机架上，有杆气缸的活塞杆通过销轴与活动挡板的第一端面连接，有杆气缸的活塞杆通过连接杆与线性位移传感器连接，且线性位移传感器的信号发射端面与第二端面平行设置，供气机构给有杆腔送气时，活塞杆带动活动挡板远离正常倍尺的对齐位置，并在线性位移传感器确定第二端面到达尾倍尺钢材的对齐位置时停止运动，线性传感器的方向与有杆气缸的活塞杆的方向平行设置，供气机构给无杆腔送送气时，活塞杆带动活动挡板靠近正常倍尺的对齐位置，并在第二端面到达正常倍尺钢材的对齐位置时停止运动。

在本申请的一种可选实施例中，供气机构包括依次连接的球阀、气动三联件、电磁气阀和两根气管，电磁气阀通过两根气管分别与有杆气缸的有杆腔和无杆腔连接。

在本申请的一种可选实施例中，电磁气阀与控制单元通信连接，电磁气阀得电时，供气机构通过电磁气阀向有杆腔送气，电磁气阀失电时，供气机构通过电磁气阀向无杆腔送气。

在本申请的一种可选实施例中，活动挡板驱动机构还包括活动挡板导向机构，活动挡板导向机构包括底板、第一侧板和第二侧板，底板、第一侧板和第二侧板连接构成凹型槽，第一侧板上设置有导向槽，活动挡板通过其侧面导向杆和螺帽套接在导向槽中，活塞杆带动活动挡板运动时，活动挡板始终位于凹型槽中。

第二方面，本申请实施例提供了一种冷床的自动挑头方法，采用第一方面实施例所提供的冷床挑头系统，方法包括：

对于每一段钢坯对应的一批倍尺钢材，通过控制单元跟踪尾倍尺钢材位置，并根据倍尺钢材图像采集单元采集的倍尺钢材的图像确定尾倍尺钢材的规格，进而根据尾倍尺钢材的规格确定尾倍尺钢材的对齐位置；

当确定尾倍尺钢材从对齐辊的倒数第二个卡槽到最后一个卡槽时，通过控制单元向活动挡板驱动机构发送第一控制指令，以使活动挡板驱动机构响应于第一控制指令带动活动挡板运动至尾倍尺钢材的对齐位置，并在尾倍尺钢材到达对齐辊的最后一个卡槽后，通过对齐辊带动尾倍尺钢材尾部运动至尾倍尺钢材的对齐位置；

当确定尾倍尺钢材离开对齐辊的最后一个卡槽时，通过控制单元向活动挡板驱动机构发送第二控制指令，以使活动挡板驱动机构响应于第二控制指令带动活动挡板运动至正常倍尺钢材的对齐位置。

在本申请的一种可选实施例中，通过控制单元跟踪器尾倍尺钢材位置，包括：

对于一段钢坯，在将倍尺剪切后所有倍尺钢材按倍尺剪切顺序装载到步进齿条的各齿槽后，在各正常倍尺钢材所在齿槽对应的寄存器中写入第一标记值，在尾倍尺钢材所在齿槽对应的寄存器中写入第二标记值；

在步进齿条带着倍尺钢材向前步进运动过程中，每前进一步，则用上一齿槽对应的寄存器中的标记值替换下一齿槽对应的寄存器的标记值；

通过控制单元获取各寄存器的标记值，并将标记值为第二标记值的寄存器对应的齿槽确定为尾倍尺钢材的位置。

在本申请的一种可选实施例中，确定尾倍尺钢材从对齐辊的倒数第二个卡槽到最后一个卡槽，包括：

若对齐辊的倒数第二个卡槽对应的步进齿条的齿槽的寄存器中的标记值为第二标记值，且步进齿条开始向前步进运动时，则确定尾倍尺钢材从对齐辊的倒数第二个卡槽到最后一个卡槽。

在本申请的一种可选实施例中，确定尾倍尺钢材离开对齐辊的最后一个卡槽，包括：

若对齐辊的最后一个卡槽对应的步进齿条的齿槽的寄存器中的标记值为第二标记值，且步进齿条开始向前步进运动时，则确定尾倍尺钢材离开对齐辊的最后一个卡槽。

本申请提供的技术方案带来的有益效果是：

通过在冷床对齐辊最后一个卡槽端面设置活动挡板，通过控制单元确定尾倍尺钢材的对齐位置并跟踪尾倍尺钢材，控制活动挡板驱动机构带动活动挡板在尾倍尺钢材的对齐位置和正常倍尺钢材的对齐位置之间切换，使得尾倍尺钢材在对齐辊最后一个卡槽在尾倍尺钢材的对齐位置对齐，正常倍尺钢材在对齐辊最后一个卡槽以在正常倍尺钢材的对齐位置对齐，使得对齐后的尾倍尺钢材的尾部相对于正常倍尺钢材的尾部伸长一定距离，进而在对齐过程中将尾倍尺钢材挑选出来。该方案无需人工参与，也不需要剪切正常倍尺钢材的尾部，既提高了效率，也减少了材料浪费。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例的一个示例中一个冷床的俯视图；

图2为本申请实施例的一个示例中活动挡板驱动机构以及活动挡板导向机构的细节图；

图3为本申请实施例的一个示例中供气机构的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种冷床的自动挑头方法的流程示意图；

附图标记：

1-气缸支座； 2-有杆气缸；

3-活塞杆； 4-销轴；

5-第一侧板； 6-活动挡板；

7-第二侧板； 8-底板；

9-连接杆； 10-线性位移传感器；

11-球阀； 12-气动三联件；

13-电磁气阀； 14-气管；

15-倍尺钢材； 16-前挡板；

17-导向杆； 18-螺帽；

19-导向槽。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请实施例提供了一种冷床的自动挑头系统，包括：控制单元、倍尺钢材图像采集单元和挑头装置。

其中，冷床上设置有步进齿条和对齐辊，步进齿条用于将倍尺钢材往冷剪处方向运输，具体来说，倍尺钢材放置在步进齿条的齿槽中，步进齿条每动作一步，倍尺钢材被运载至下一齿槽，直至运输到对齐辊处。对齐辊的卡槽与步进齿条的部分齿槽对应设置，对齐辊通过旋转将其卡槽中的倍尺钢材向对齐挡板运输，使得倍尺钢材的尾部在对齐挡板处对齐。可以理解的是，步进齿条运输倍尺钢材前进的方向，与对齐辊运输倍尺钢材前进的方向相互垂直，即当倍尺钢材被步进齿条运输到设置了对齐辊的区段时，倍尺钢材既向冷剪处前进，也向对齐挡板处前进。本申请的方案的关键即在于控制单元通过步进齿条的驱动机构的反馈信息跟着尾倍尺钢材的位置，并通过倍尺钢材图像采集单元采集到的倍尺钢材的图像，确定出一批倍尺钢材中尾倍尺钢材的对齐位置，即确定尾倍尺钢材的尾部相对于正常倍尺钢材的尾部伸出的长度。当尾倍尺钢材在对齐辊最后一个卡槽时，活动挡板处于尾倍尺钢材的对齐位置，尾倍尺钢材在该对齐位置对齐，当正常倍尺钢材在对齐辊最后一个卡槽时，活动挡板处于正常倍尺钢材的对齐位置，正常倍尺钢材在该对齐位置对齐，由于尾倍尺钢材的对齐位置和正常倍尺的对齐位置不同，使得尾倍尺钢材的端部在冷剪处相对于正常倍尺钢材的钢材向外伸出一定长度，即实现了将尾倍尺钢材从一批倍尺钢材中挑选出来。

其中，控制单元可以为PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)。

具体来说，挑头装置包括活动挡板和活动挡板驱动机构其中，活动挡板的第一端面与活动挡板驱动机构连接，活动挡板中与第一端面正对的第二端面正对冷床对齐辊最后一个卡槽的端面设置，第二端面作为对齐辊最后一个卡槽的对齐位置。

其中，如图1所示，为冷床的俯视图，其中，在冷床设置有对齐辊的区段，倍尺钢材15在对齐辊的前几个卡槽中被运载向前挡板16运动并对齐。在对齐辊的最后一个卡槽正对面设置有活动挡板6，活动挡板6的第一端面与活动挡板驱动机构连接，活动挡板6的第二端面正对对齐辊的最后一个卡槽的端面。活动挡板驱动机构可以驱动活动挡板6远离对齐辊的最后一个卡槽的端面，或者靠近对齐辊的最后一个卡槽的端面，且倍尺钢材的对齐位置以活动挡板6的第二端面所处的位置为准。对于一批倍尺钢材，其正常倍尺的对齐位置是确定的，其尾倍尺的对齐位置是根据倍尺钢材的规格确定的，即不同规格的尾倍尺其对齐位置不同。那么，当对齐辊的最后一个卡槽中需要对齐的倍尺钢材为尾倍尺钢材时，活动挡板6的第二端面应该位于尾倍尺钢材的对齐位置，当对齐辊的最后一个卡槽中需要对齐的倍尺钢材为正常倍尺钢材时，活动挡板6的第二端面应该位于正常倍尺钢材的对齐位置。

具体来说，为了实现从多个倍尺钢材中挑选出尾倍尺钢材，控制单元分别与倍尺钢材图像采集单元、活动挡板驱动机构以及冷床步进齿条的驱动机构通信连接，用于根据步进齿条的驱动机构的反馈信号确定尾倍尺钢材的位置，根据倍尺钢材图像采集单元采集的倍尺钢材的图像确定尾倍尺钢材的规格，进而根据尾倍尺钢材的规格确定尾倍尺钢材的对齐位置，并在确定尾倍尺钢材从对齐辊的倒数第二个卡槽到最后一个卡槽时，控制活动挡板驱动机构带动从正常倍尺钢材的对齐位置向尾倍尺钢材的对齐位置运动，并在确定尾倍尺钢材离开对齐辊的最后一个卡槽时，控制活动挡板驱动机构带动活动挡板从尾倍尺钢材的对齐位置向正常倍尺的对齐位置运动。

再次参考图1，对于来自于同一钢坯的多个倍尺钢材a、b、c、d、e、f、g，其中，a、b、c、d、e、f为正常倍尺钢材，g为尾倍尺钢材。为了将尾倍尺钢材g挑选出来，首先根据倍尺钢材图像采集单元获取的这一批倍尺钢材的图像，进行图像识别获取这批倍尺钢材的规格，进而确定出这批倍尺钢材中尾倍尺钢材的对齐位置，同时跟踪尾倍尺钢材g的位置。当控制单元确定尾倍尺钢材g从对齐辊的倒数第二个卡槽到最后一卡槽时，控制活动挡板驱动机构带动活动挡板6向确定的尾倍尺钢材的对齐位置运动，运动距离由线性位移传感器取定值确定，那么，尾倍尺钢材g到达对齐辊最后一个卡槽时，在活动挡板6的第二端面对齐，即在对应的尾倍尺钢材的对齐位置对齐。而前面的正常倍尺钢材，a、b、c、d、e、f在对齐辊最后一个卡槽时，此时活动挡板6处于正常倍尺钢材的对齐位置，正常倍尺钢材在活动挡板6的第二端面对齐，即在正常倍尺钢材的对齐位置对齐。由于活动挡板6的位置的上述变化，使得尾倍尺钢材g在对齐后，相对于正常倍尺a、b、c、d、e、f伸出一定的长度。

循环上述过程，即可将各批次倍尺钢材中的尾倍尺钢材挑选出来。那么，由于每次挑选出来的尾倍尺钢材比正常倍尺钢材向外伸长一些，因此在冷剪处可以仅将尾倍尺钢材伸长的部分剪切掉，无需剪切正常倍尺的尾部。

进一步地，脱离对齐辊的倍尺钢材在排布链上整齐排列，经小车托运至剪前辊道上，输送到冷剪处，剪切尾倍尺钢材尾部长出部分，然后在定尺机挡板处对齐，冷剪剪切规定的定尺材。

需要说明的是，控制单元根据倍尺钢材图像采集单元采集的图像进行相应的图像处理和分析处理，可以得到倍尺钢材的规格，该规格可以通过倍尺钢材的肋径、肋间距、横肋高以及横肋径等比较分析确定。举例来说，若通过肋径来区分不同批次倍尺钢材的规格，可以为不同规格的尾倍尺钢材设置不同的对齐位置，如下表1所示。

规格(单位mm)	尾倍尺钢材的对齐位置(单位mm)
		25	80
28	75
		32	70
36	65
		40	60

其中，尾倍尺钢材的对齐位置可以是活动挡板处于该对齐位置时其第二端面与对齐辊最后一个卡槽的端面之间的距离，可以理解的是，不同规格的正常倍尺钢材的对齐距离可以认为都是0。那么，对于规格25mm的一批倍尺钢材，在完成挑头之后，其尾倍尺钢材的尾部相对于正常倍尺钢材的尾部伸长的距离为80mm。

进一步地，本申请中尾倍尺钢材的对齐位置可以在活动挡板的运动范围内任意选定，即可实现尾倍尺伸出长度的无极调节，在实际应用中可以根据需求设定不同规格的尾倍尺钢材对齐位置。

本申请提供的方案，通过在冷床对齐辊最后一个卡槽端面设置活动挡板，通过控制单元确定尾倍尺钢材的对齐位置并跟踪尾倍尺钢材，控制活动挡板驱动机构带动活动挡板在尾倍尺钢材的对齐位置和正常倍尺钢材的对齐位置之间切换，使得尾倍尺钢材在对齐辊最后一个卡槽在尾倍尺钢材的对齐位置对齐，正常倍尺钢材在对齐辊最后一个卡槽以在正常倍尺钢材的对齐位置对齐，使得对齐后的尾倍尺钢材的尾部相对于正常倍尺钢材的尾部伸长一定距离，进而在对齐过程中将尾倍尺钢材挑选出来。该方案无需人工参与，也不需要剪切正常倍尺钢材的尾部，既提高了效率，也减少了材料浪费。

在本申请的一种可选实施例中，再次参考图1，活动挡板驱动机构包括供气机构、有杆气缸2、气缸支座1和线性位移传感器10，供气机构通过导气管分别与有杆气缸2的有杆腔和无杆腔连接，线性位移传感器10与控制单元通信连接，有杆气缸2通过气缸支座1安装在冷床的机架上，有杆气缸2的活塞杆3通过销轴4与活动挡板6的第一端面连接，有杆气缸2的活塞杆3通过连接杆9与线性位移传感器10连接，且线性位移传感器10的中心与有杆气缸2的中心平行设置，供气机构给有杆腔送气时，活塞杆3带动活动挡板6远离正常倍尺的对齐位置运动，并在线性位移传感器10确定第二端面到达尾倍尺钢材的对齐位置时停止运动，供气机构给无杆腔送气时，活塞杆3带动活动挡板6靠近正常倍尺的对齐位置，并在第二端面到达正常倍尺钢材的对齐位置时停止运动。

在本申请的一种可选实施例中，再次参考图1，并参考图2，活动挡板驱动机构还包括活动挡板导向机构，活动挡板导向机构包括底板8、第一侧板5和第二侧板7，底板8、第一侧板5和第二侧板7连接构成凹型槽，第一侧板5上设置有导向槽19，活动挡板6通过其侧面导向杆17和螺帽18套接在导向槽中，活塞杆3带动活动挡板运动时，活动挡板6始终位于凹型槽中。

具体来说，通过设置导向机构，可以保证活动挡板6在运动过程中位置稳定，不发生转动、偏移。

进一步地，如图3所示，所述供气机构包括依次连接的球阀11、气动三联件12、电磁气阀13和两根气管14，所述电磁气阀13通过所述两根气管14分别与所述有杆气缸2的有杆腔和无杆腔连接。

其中，球阀11用于作为气体进出的总阀门，可人工控制。气动三联件12用于对气体进行空气过滤，压力调节，空气润滑等。电磁气阀13用于响应于控制单元的指令，给有杆气缸2送气。

其中，电磁气阀13与控制单元通信连接，电磁气阀13得电时，供气机构通过电磁气阀13向有杆腔送气，电磁气阀13失电时，供气机构通过电磁气阀13向无杆腔送气。具体来说，当控制单元确定尾倍尺钢材从对齐辊的倒数第二个卡槽到最后一个卡槽时，控制电磁气阀13得电，当控制单元确定尾倍尺钢材离开对齐辊的最后一个卡槽时，控制电磁气阀13失电。

图4为基于本申请实施例的冷床自动挑头系统进行自动挑头的方法流程图，如图4所示，该方法可以包括：

步骤401，对于每一段钢坯对应的一批倍尺钢材，通过控制单元跟踪尾倍尺钢材位置，并根据倍尺钢材图像采集单元采集的倍尺钢材的图像确定尾倍尺钢材的规格，进而根据尾倍尺钢材的规格确定尾倍尺钢材的对齐位置。

具体地，每个钢坯经倍尺剪剪切成多条倍尺钢材，会得到一个尾倍尺钢材，为了后续挑选出该尾倍尺钢材，需要在倍尺剪剪切后对得到的尾倍尺钢材进行物料根据，以随时确定其位置。同时，根据根据倍尺钢材图像采集单元采集的倍尺钢材的图像确定尾倍尺钢材的规格，进而根据尾倍尺钢材的规格确定尾倍尺钢材的对齐位置，以供后续控制活动挡板的位置。

步骤402，当确定尾倍尺钢材从对齐辊的倒数第二个卡槽到最后一个卡槽时，通过控制单元向活动挡板驱动机构发送第一控制指令，以使活动挡板驱动机构响应于第一控制指令带动活动挡板运动至尾倍尺钢材的对齐位置，并在尾倍尺钢材到达对齐辊的最后一个卡槽后，通过对齐辊带动尾倍尺钢材尾部运动至尾倍尺钢材的对齐位置。

具体地，需要在尾倍尺钢材到达对齐辊最后一个卡槽之前，将活动挡板驱动至尾倍尺钢材的对齐位置，以保证尾倍尺钢材在对齐辊最后一个卡槽时在尾倍尺钢材的对齐位置对齐。因此，当确定尾倍尺钢材从对齐辊的倒数第二个卡槽到最后一个卡槽时，通过控制单元向活动挡板驱动机构发送第一控制指令，以使活动挡板驱动机构响应于第一控制指令带动所述活动挡板运动至尾倍尺钢材的对齐位置。在该过程中，当线性位移传感器探测到活动挡板的第二端面到达尾倍尺钢材的对齐位置时，则向控制单元反馈到位信号，控制单元响应于该到位信号向活动挡板驱动机构发送停机信号，活动挡板驱动机构响应于该停机信号带动活动挡板停止运动。而与尾倍尺钢材来自于一个钢坯的正常倍尺钢材，在此之前都通过了对齐辊的最后一个卡槽，且在正常倍尺钢材的对齐位置对齐。总而言之，对于每一批倍尺钢材，通过切换对齐辊最后一个卡槽的对齐位置，可以使得尾倍尺钢材的尾部相较于正常倍尺钢材的尾部向外伸长一部分，即可以将尾倍尺钢材挑选出来。

具体来说，控制单元根据一批倍尺钢材的规格确定出该批倍尺钢材中尾倍尺钢材的对齐位置，那么当这批倍尺钢材中尾倍尺钢材从对齐辊的倒数第二个卡槽向最后一个卡槽运动过程中，控制中心控制活动挡板驱动机构带动活动挡板向尾倍尺钢材的对齐位置运动，在运动过程中线性位移传感器会实时反馈活动挡板的第二端面的位置值至控制中心，当线性位移传感器反馈的位置值与控制中心取定的尾倍尺钢材的对齐位置一致时，即活动挡板到位到达尾倍尺钢材的对齐位置，那么控制单元向活动挡板发出停机信号，使活动挡板停止运动。可以理解的是，可以在活动挡板运动范围内对活动挡板的位置进行无极调节，只需要控制中心预先确定好尾倍尺钢材的对齐位置即可。

步骤403，当确定尾倍尺钢材离开对齐辊的最后一个卡槽时，通过控制单元向活动挡板驱动机构发送第二控制指令，以使活动挡板驱动机构响应于第二控制指令带动活动挡板运动至正常倍尺钢材的对齐位置。

具体地，当尾倍尺钢材离开对齐辊的最后一个卡槽，说明已经完成了一批倍尺钢材中尾倍尺钢材的挑选，则将活动挡板重新切换至正常倍尺钢材的对齐位置，以进行下一批倍尺钢材中尾倍尺钢材的挑选。循环上述活动挡板位置切换的过程，即可连续对多批次倍尺钢材中的尾倍尺钢材进行挑选。

本申请提供的方案，通过在冷床对齐辊最后一个卡槽端面设置活动挡板，通过控制单元确定尾倍尺钢材的对齐位置并跟踪尾倍尺钢材，控制活动挡板驱动机构带动活动挡板在尾倍尺钢材的对齐位置和正常倍尺钢材的对齐位置之间切换，使得尾倍尺钢材在对齐辊最后一个卡槽在尾倍尺钢材的对齐位置对齐，正常倍尺钢材在对齐辊最后一个卡槽以在正常倍尺钢材的对齐位置对齐，使得对齐后的尾倍尺钢材的尾部相对于正常倍尺钢材的尾部伸长一定距离，进而在对齐过程中将尾倍尺钢材挑选出来。该方案无需人工参与，也不需要剪切正常倍尺钢材的尾部，既提高了效率，也减少了材料浪费。

在本申请的一种可选实施例中，通过控制单元跟踪器尾倍尺钢材位置，包括：

对于一段钢坯，在将倍尺剪切后所有倍尺钢材按倍尺剪切顺序装载到步进齿条的各齿槽后，在各正常倍尺钢材所在齿槽对应的寄存器中写入第一标记值，在尾倍尺钢材所在齿槽对应的寄存器中写入第二标记值；

在步进齿条带着倍尺钢材向前步进运动过程中，每前进一步，则用上一齿槽对应的寄存器中的标记值替换下一齿槽对应的寄存器的标记值；

通过控制单元获取各寄存器的标记值，并将标记值为第二标记值的寄存器对应的齿槽确定为尾倍尺钢材的位置。

其中，可以在控制单元为每个步进齿条的齿槽设置对应的寄存器，每个寄存器用于存储该存储器对应的齿槽上承载的倍尺钢材的标记值，若为正常倍尺钢材则记为第一标记值，若为尾倍尺钢材则记为第二标记值。由于冷床的步进齿条上齿槽的数量一定，对齐辊的卡槽数量也一定，且部分齿槽和卡槽相互对应，控制单元只要知道了倒数第二个卡槽对应的齿槽的寄存器中的标记值，即可确定倒数第二卡槽所承载的倍尺钢材是否为尾倍尺钢材。

具体地，在步进齿条带着倍尺钢材向前步进运动过程中，每前进一步，则用上一齿槽对应的寄存器中的标记值替换下一齿槽对应的寄存器的标记值，通过控制单元获取各寄存器的标记值，并将标记值为第二标记值的寄存器对应的齿槽确定为尾倍尺钢材的位置，进而确定尾倍尺钢材是否到达对齐辊的卡槽。

具体来说，一个钢坯在经过倍尺剪后得到一批倍尺钢材，倍尺剪处有一个热金属检测器，当检测信号丢失时(有防干扰保护)，就认为得到这一批倍尺钢材中的尾倍尺钢材，完成倍尺切割。根据钢坯长度和生产规格，可以计算得到这一批倍尺钢材的数量，接下来倍尺切割顺序(最后切割得到尾倍尺钢材)将各倍尺钢材装载到步进齿条的齿槽，并为装载正常倍尺钢材的齿槽的寄存器写入第一标记值(如1)，为装载尾倍尺钢材的齿槽的寄存器写入第二标记值(如2)。

进一步地，确定尾倍尺钢材从对齐辊的倒数第二个卡槽到最后一个卡槽，包括：

若对齐辊的倒数第二个卡槽对应的步进齿条的齿槽的寄存器中的标记值为第二标记值，且步进齿条开始向前步进运动时，则确定尾倍尺钢材从对齐辊的倒数第二个卡槽到最后一个卡槽。

进一步地，确定尾倍尺钢材离开对齐辊的最后一个卡槽，包括：

若对齐辊的最后一个卡槽对应的步进齿条的齿槽的寄存器中的标记值为第二标记值，且步进齿条开始向前步进运动时，则确定尾倍尺钢材离开对齐辊的最后一个卡槽。

应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

以上所述仅是本发明的部分实施方式，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 (9)

1.一种冷床的自动挑头系统，其特征在于，包括：控制单元、倍尺钢材图像采集单元和挑头装置，其中：

所述挑头装置包括活动挡板和活动挡板驱动机构，其中，所述活动挡板的第一端面与所述活动挡板驱动机构连接，所述活动挡板中与所述第一端面正对的第二端面正对冷床对齐辊最后一个卡槽的端面设置，所述第二端面作为所述对齐辊最后一个卡槽的对齐位置；

所述控制单元分别与所述倍尺钢材图像采集单元、所述活动挡板驱动机构以及所述冷床步进齿条的驱动机构通信连接，用于根据所述步进齿条的驱动机构的反馈信号确定尾倍尺钢材的位置，根据所述倍尺钢材图像采集单元采集的倍尺钢材的图像确定所述尾倍尺钢材的规格，进而根据所述尾倍尺钢材的规格确定所述尾倍尺钢材的对齐位置，并在确定所述尾倍尺钢材从所述对齐辊的倒数第二个卡槽到最后一个卡槽时，控制所述活动挡板驱动机构带动所述活动挡板从正常倍尺钢材的对齐位置向所述尾倍尺钢材的对齐位置运动，并在确定所述尾倍尺钢材离开所述对齐辊的最后一个卡槽时，控制所述活动挡板驱动机构带动所述活动挡板从所述尾倍尺钢材的对齐位置向所述正常倍尺的对齐位置运动。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述活动挡板驱动机构包括供气机构、有杆气缸、气缸支座和线性位移传感器，所述供气机构通过导气管分别与所述有杆气缸的有杆腔和无杆腔连接，所述线性位移传感器与所述控制单元通信连接，所述有杆气缸通过所述气缸支座安装在冷床的机架上，所述有杆气缸的活塞杆通过销轴与所述活动挡板的第一端面连接，所述有杆气缸的活塞杆通过连接杆与所述线性位移传感器连接，且所述线性位移传感器的信号发射端面与所述第二端面平行设置，所述线性传感器的方向与所述有杆气缸的活塞杆的方向平行设置，所述供气机构给所述有杆腔送气时，所述活塞杆带动所述活动挡板远离所述正常倍尺的对齐位置，并在所述线性位移传感器确定所述第二端面到达所述尾倍尺钢材的对齐位置时停止运动，所述供气机构给所述无杆腔送送气时，所述活塞杆带动所述活动挡板靠近所述正常倍尺的对齐位置，并在所述第二端面到达所述正常倍尺钢材的对齐位置时停止运动。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述供气机构包括依次连接的球阀、气动三联件、电磁气阀和两根气管，所述电磁气阀通过所述两根气管分别与所述有杆气缸的有杆腔和无杆腔连接。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述电磁气阀与所述控制单元通信连接，所述电磁气阀得电时，所述供气机构通过所述电磁气阀向所述有杆腔送气，所述电磁气阀失电时，所述供气机构通过所述电磁气阀向所述无杆腔送气。

5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述活动挡板驱动机构还包括活动挡板导向机构，所述活动挡板导向机构包括底板、第一侧板和第二侧板，所述底板、所述第一侧板和所述第二侧板连接构成凹型槽，所述第一侧板上设置有导向槽，所述活动挡板通过其侧面导向杆和螺帽套接在所述导向槽中，所述活塞杆带动所述活动挡板运动时，所述活动挡板始终位于所述凹型槽中。

6.一种冷床的自动挑头方法，其特征在于，采用如权利要求1-5中任一项所述的冷床挑头系统，所述方法包括：

对于每一段钢坯对应的一批倍尺钢材，通过所述控制单元跟踪所述尾倍尺钢材位置，并根据所述倍尺钢材图像采集单元采集的倍尺钢材的图像确定所述尾倍尺钢材的规格，进而根据所述尾倍尺钢材的规格确定所述尾倍尺钢材的对齐位置；

当确定所述尾倍尺钢材从所述对齐辊的倒数第二个卡槽到最后一个卡槽时，通过所述控制单元向所述活动挡板驱动机构发送第一控制指令，以使所述活动挡板驱动机构响应于所述第一控制指令带动所述活动挡板运动至所述尾倍尺钢材的对齐位置，并在所述尾倍尺钢材到达所述对齐辊的最后一个卡槽后，通过所述对齐辊带动所述尾倍尺钢材尾部运动至所述尾倍尺钢材的对齐位置；

当确定所述尾倍尺钢材离开所述对齐辊的最后一个卡槽时，通过所述控制单元向所述活动挡板驱动机构发送第二控制指令，以使所述活动挡板驱动机构响应于所述第二控制指令带动所述活动挡板运动至所述正常倍尺钢材的对齐位置。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述通过所述控制单元跟踪器尾倍尺钢材位置，包括：

对于一段钢坯，在将倍尺剪切后所有倍尺钢材按倍尺剪切顺序装载到所述步进齿条的各齿槽后，在各正常倍尺钢材所在齿槽对应的寄存器中写入第一标记值，在尾倍尺钢材所在齿槽对应的寄存器中写入第二标记值；

在所述步进齿条带着倍尺钢材向前步进运动过程中，每前进一步，则用上一齿槽对应的寄存器中的标记值替换下一齿槽对应的寄存器的标记值；

通过所述控制单元获取所述各寄存器的标记值，并将标记值为所述第二标记值的寄存器对应的齿槽确定为所述尾倍尺钢材的位置。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述确定所述尾倍尺钢材从所述对齐辊的倒数第二个卡槽到最后一个卡槽，包括：

若所述对齐辊的倒数第二个卡槽对应的步进齿条的齿槽的寄存器中的标记值为所述第二标记值，且步进齿条开始向前步进运动时，则确定所述尾倍尺钢材从所述对齐辊的倒数第二个卡槽到最后一个卡槽。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述确定所述尾倍尺钢材离开所述对齐辊的最后一个卡槽，包括：

若所述对齐辊的最后一个卡槽对应的步进齿条的齿槽的寄存器中的标记值为第二标记值，且步进齿条开始向前步进运动时，则确定所述尾倍尺钢材离开所述对齐辊的最后一个卡槽。

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