CN114798742A - 一种冷轧机熨平胶辊校正系数自动化补偿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冷轧机熨平胶辊技术领域，提供了一种冷轧机熨平胶辊校正系数自动化补偿方法，其方法主要包括如下步骤：步骤1：采集熨平胶辊直径、大臂的抬升角度和芯轴上带材的直径；步骤2：将抬升角度经由比例因子工程计算处理，得到熨平胶辊表面到芯轴的距离；根据熨平胶辊表面到芯轴的距离和带材直径，采用距离计算公式，计算得出熨平胶辊表面与带材表面的实际距离；步骤3：依据熨平胶辊直径，采用补偿校正公式，得出熨平胶辊表面对带材表面施加最优压力的控制目标距离；将控制目标距离经由比例因子工程计算处理，计算得出大臂的补偿角度；步骤4：调节大臂的抬升角度至补偿角度，完成熨平胶辊自动化补偿过程。
Description
技术领域
本发明涉及冷轧机熨平胶辊技术领域，具体而言，涉及一种冷轧机熨平胶辊校正系数自动化补偿方法。
背景技术
熨平装置有两种工作模式：钢辊模式和胶辊模式，钢辊模式主要用于厚度大于1mm的带材，轧制过程中，钢辊始终悬浮在卷面上一个相对固定的距离内，主要作用是薄带材打底和防止厚带轧制过程中断带导致卷取松层与甩尾自动压紧；胶辊模式用于带材厚度小于1mm的卷取过程中，胶辊压在卷取的切点上，以利于排出卷外层间的气膜，增大层间摩擦力，防止带材错层、跑偏。在实际轧制生产过程中，胶辊在轧制过程中压在卷上，其位置需要随着卷径不断变化，为保障带材的生产质量，熨平胶辊对带材的熨平力必须维持在-94bar左右，这就需要实时、精准的大臂位置控制，以满足高速轧机的需要；另外胶辊一直压在卷上，辊面受高温老化、磨损影响，需要视情况更换下来磨削或更换新辊，致使胶辊的直径时长发生变化，现有技术的控制策略中只跟踪检测了大臂的位置，并未考虑到这个变化因素，这样就存在一个问题：胶辊直径变大后，熨平力随之变大，严重时可能压伤带材板面；而胶辊直径变小后，熨平力随之变小，在带材厚度小于0.5mm、轧制速度超过800m/min的情况下，随着卷径的不断增大，卷开始错层、跑偏，卷径越大、速度越快、跑偏量越大，若要维持轧制过程，只能不断的降低轧制速度，而即使这样错层、跑偏也无法避免，产品质量难以保证，高速轧机只能低速轧制，轧机性能不能充分发挥，生产效率低下。
发明内容
本发明的目的在于提供一种冷轧机熨平胶辊校正系数自动化补偿方法，其解决上述技术问题。
本发明的实施例通过以下技术方案实现：
一方面，提供一种冷轧机熨平胶辊校正系数自动化补偿方法，包括如下步骤：
步骤1：采集冷轧机的工作数据，基于矫正补偿公式得出冷轧机上的熨平胶辊的控制目标距离；
步骤2：调节熨平胶辊至控制目标位置。
作为优选地，所述步骤1中采集的冷轧机的工作数据包括熨平胶辊直径、熨平胶辊表面到芯轴的距离和芯轴上带材的直径。
作为优选地，所述步骤1中基于矫正补偿公式得出冷轧机上的熨平胶辊的校正位置时还包括以下步骤：
步骤11：根据熨平胶辊表面到芯轴的距离和带材直径，得出熨平胶辊表面与带材表面的实际距离；
步骤12：依据熨平胶辊直径，采用补偿校正公式，得出熨平胶辊表面对带材表面施加最优压力的控制目标距离。
作为优选地，所述步骤11中采用距离计算公式求得熨平胶辊表面与带材表面的实际距离，所述距离计算公式如下式所示：
其中，h表示熨平胶辊表面到芯轴上带材的表面距离，H表示熨平胶辊表面到芯轴的距离，D表示芯轴上带材的直径。
作为优选地，所述步骤12中的补偿校正公式如下式所示：
其中，k为补缺系数。
作为优选地，所述补缺系数由下式求得如下式所示：
k＝(l-d)
其中，d为熨平胶辊直径，l为补缺因子。
另一方面，提供一种冷轧机熨平胶辊校正系数自动化补偿系统，包括如下内容：
胶辊直径采集模块：用于采集熨平胶辊的直径；
位置编码器：用于实时检测大臂与水平位置的夹角；
卷径采集模块：用于采集芯轴上带材的直径；
控制模块：采用PLC控制器，用于接收卷径采集模块和位置编码器的测量数据；用于向驱动油缸发送控制指令；
大臂升降油缸：用于调节大臂与水平方向的位置角度关系，从而驱动大臂升降，改变熨平胶辊与芯轴的距离；
所述位置编码器、卷径采集模块、大臂升降油缸均与所述控制模块连接。
一种冷轧机熨平胶辊校正系数自动化补偿装置，包括如下内容：
熨平胶辊、芯轴、带材，所述带材缠绕在所述芯轴上，所述熨平胶辊与所述带材相邻设置
作为优选地，还包括大臂、大臂升降油缸、第一连接杆、第二连接杆、位置编码器，所述大臂升降油缸的输出端与所第一连接杆的一端连接，所述第一连接杆的另一端与所述大臂的一端连接，所述编码器用于检测所述第一连接杆与所述大臂之间夹角的角度值大小，所述大臂的另一端与所述第二连接杆的一端连接，所述第二连接杆的另一端与所述熨平胶辊连接。
一种电子设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及储存在所述存储器内的计算机程序，所述计算机程序能够被所述处理器执行以实现所述的冷轧机熨平胶辊校正系数自动化补偿方法。
本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
本发明能够对大臂的与水平位置的夹角进行检测、熨平胶辊与带材表面的实时距离进行检测，再通过补偿校正公式计算熨平胶辊与带材表面的最优距离，再根据对大臂与水平位置的夹角进行调整，从而自动调节熨平胶辊至最优距离位置，使得熨平胶辊对带材的熨平力不至于过大或过小，避免带材受损或错层、跑偏，达到自动化的改进效果，有效发挥轧机性能，提高生产效率。
附图说明
图1为本发明提供的一种冷轧机熨平胶辊校正系数自动化补偿方法的流程示意图；
图2为本发明提供的一种冷轧机熨平胶辊校正系数自动化补偿系统的原理示意图；
图3为本发明提供的一种冷轧机熨平胶辊校正系数自动化补偿装置的结构示意图。
图标：1-大臂升降油缸；2-第一连接杆；3-大臂；4-第二连接杆；5-熨平胶辊；6-芯轴；7-带材；8-位置编码器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
如图1所示，提供一种冷轧机熨平胶辊校正系数自动化补偿方法，包括如下步骤：
步骤1：采集冷轧机的工作数据，基于矫正补偿公式得出冷轧机上的熨平胶辊的控制目标距离；
步骤2：调节熨平胶辊至控制目标位置。
更进一步地，所述步骤1中采集的冷轧机的工作数据包括熨平胶辊直径、熨平胶辊表面到芯轴的距离和芯轴上带材的直径。
在其中一种实施例中，熨平胶辊表面到芯轴的距离通过冷轧机大臂的抬升角度进行计算，采用编码器跟踪测量熨平装置大臂的实施脉冲角度信号数据，通过比例因子工程计算处理，利用人工测量的熨平装置抬升行程最高点到芯轴的距离数值除以编码器脉冲数据，在对大臂的补充角度进行计算时，则利用人工测量的熨平装置抬升行程最高点到芯轴的距离数值除以得出的控制目标距离即可；
更进一步地，所述步骤1中基于矫正补偿公式得出冷轧机上的熨平胶辊的校正位置时还包括以下步骤：
步骤11：根据熨平胶辊表面到芯轴的距离和带材直径，得出熨平胶辊表面与带材表面的实际距离；
步骤12：依据熨平胶辊直径，采用补偿校正公式，得出熨平胶辊表面对带材表面施加最优压力的控制目标距离。
在其中一种实施例中，熨平胶辊直径、大臂的抬升角度和芯轴上带材的直径的过程可以由操作系统进行实时采集，其中熨平胶辊直径的数据也可以为对胶辊更换后人为向系统中输入的数据，在熨平胶辊直径为操作系统采集的情况下，对于熨平胶辊在长时间使用致使表面磨损或直径变小的情况，也能够及时进行检测，在熨平胶辊直径减小时，熨平胶辊对带材的熨平力也随之降低，当熨平胶辊的直径变小至一定阈值后，熨平力降低到稳定范围之外时，则带材会出现错层、跑偏的情况，操作系统可在熨平胶辊的直径减小至阈值的情况下向操作人员进行反映，使操作人员能够及时对熨平胶辊进行更换，避免熨平力长时间不足，减少轧制过程中出现跑偏的带材量；
其中，熨平胶辊表面对带材表面施加的最优压力值为-94bar。
更进一步地，所述步骤11中采用距离计算公式求得熨平胶辊表面与带材表面的实际距离，所述距离计算公式如下式所示：
其中，h表示熨平胶辊表面到芯轴上带材的表面距离，H表示熨平胶辊表面到芯轴的距离，D表示芯轴上带材的直径。
更进一步地，所述步骤12中的补偿校正公式如下式所示：
其中，k为补缺系数。
更进一步地，所述补缺系数由下式求得如下式所示：
k＝(l-d)
其中，d为熨平胶辊直径，l为补缺因子。
由于更换使用不同的胶辊直径会对带来控制策略缺陷，所以根据历年数据总结，设计引入一个变化量k来改善存在的缺陷。
如图2所示，另一方面，提供一种冷轧机熨平胶辊校正系数自动化补偿系统，包括如下内容：
胶辊直径采集模块：用于采集熨平胶辊的直径；
位置编码器：用于实时检测大臂与水平位置的夹角；
卷径采集模块：用于采集芯轴上带材的直径；
控制模块：采用PLC控制器，用于接收卷径采集模块和位置编码器的测量数据；用于向驱动油缸发送控制指令；
大臂升降油缸：用于调节大臂与水平方向的位置角度关系，从而驱动大臂升降，改变熨平胶辊与芯轴的距离；
所述位置编码器、卷径采集模块、大臂升降油缸均与所述控制模块连接。
胶辊直径采集模块可设置为人为输入胶辊直径、自动检测胶辊直径中的一种或多种，在人为输入胶辊直径的情况下，可满足胶辊发生磨损、人为更换后输入新胶辊直径的情况，系统响应速度快，简单便捷；而在自动检测胶辊直径的情况下，对于熨平胶辊在长时间使用致使表面磨损或直径变小的情况，也能够及时进行检测，系统智能化程度更高；
大臂的回转点位置安装有编码器，大臂的抬升带动编码器旋转，编码器旋转的角度信号以脉冲的形式通过通信电缆反馈到PLC系统。
如图3所示，一种冷轧机熨平胶辊校正系数自动化补偿装置，包括如下内容：
熨平胶辊5、芯轴6、带材7，所述带材7缠绕在所述芯轴6上，所述熨平胶辊5与所述带材7相邻设置。
更进一步地，还包括大臂3、大臂升降油缸1、第一连接杆2、第二连接杆4、位置编码器8，所述大臂升降油缸1的输出端与所第一连接杆2的一端连接，所述第一连接杆2的另一端与所述大臂3的一端连接，所述编码器8用于检测所述第一连接杆2与所述大臂3之间夹角的角度值大小，所述大臂3的另一端与所述第二连接杆4的一端连接，所述第二连接杆4的另一端与所述熨平胶辊4连接。
编码器对第一连接杆与大臂进行检测时，可有多种放置方式，而在本实施例中，为确保角度的检测精度，采用将编码器设置于第一连接杆与大臂的连接部位处的方式。
一种电子设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及储存在所述存储器内的计算机程序，所述计算机程序能够被所述处理器执行以实现所述的冷轧机熨平胶辊校正系数自动化补偿方法。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种冷轧机熨平胶辊校正系数自动化补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：采集冷轧机的工作数据，基于矫正补偿公式得出冷轧机上的熨平胶辊的控制目标距离；
步骤2：调节熨平胶辊至控制目标位置。
2.根据权利要求1所述的冷轧机熨平胶辊校正系数自动化补偿方法，其特征在于，所述步骤1中采集的冷轧机的工作数据包括熨平胶辊直径、熨平胶辊表面到芯轴的距离和芯轴上带材的直径。
3.根据权利要求2所述的冷轧机熨平胶辊校正系数自动化补偿方法，其特征在于，所述步骤1中基于矫正补偿公式得出冷轧机上的熨平胶辊的校正位置时还包括以下步骤：
步骤11：根据熨平胶辊表面到芯轴的距离和带材直径，得出熨平胶辊表面与带材表面的实际距离；
步骤12：依据熨平胶辊直径，采用补偿校正公式，得出熨平胶辊表面对带材表面施加最优压力的控制目标距离。
4.根据权利要求3所述的冷轧机熨平胶辊校正系数自动化补偿方法，其特征在于，所述步骤11中采用距离计算公式求得熨平胶辊表面与带材表面的实际距离，所述距离计算公式如下式所示：
其中，h表示熨平胶辊表面到芯轴上带材的表面距离，H表示熨平胶辊表面到芯轴的距离，D表示芯轴上带材的直径。
5.根据权利要求4所述的冷轧机熨平胶辊校正系数自动化补偿方法，其特征在于，所述步骤12中的补偿校正公式如下式所示：
其中，k为补缺系数。
6.根据权利要求5所述的冷轧机熨平胶辊校正系数自动化补偿方法，其特征在于，所述补缺系数由下式求得如下式所示：
k＝(l-d)
其中，d为熨平胶辊直径，l为补缺因子。
7.一种冷轧机熨平胶辊校正系数自动化补偿系统，包含权利要求1-6任意一项所述的一种冷轧机熨平胶辊校正系数自动化补偿方法，其特征在于，包括如下内容：
胶辊直径采集模块：用于采集熨平胶辊的直径；
位置编码器：用于实时检测大臂与水平位置的夹角；
卷径采集模块：用于采集芯轴上带材的直径；
控制模块：采用PLC控制器，用于接收卷径采集模块和位置编码器的测量数据；用于向驱动油缸发送控制指令；
大臂升降油缸：用于调节大臂与水平方向的位置角度关系，从而驱动大臂升降，改变熨平胶辊与芯轴的距离；
所述位置编码器、卷径采集模块、大臂升降油缸均与所述控制模块连接。
8.一种冷轧机熨平胶辊校正系数自动化补偿装置，包含权利要求1-6任意一项所述的一种冷轧机熨平胶辊校正系数自动化补偿方法，其特征在于，包括如下内容：
熨平胶辊(5)、芯轴(6)、带材(7)，所述带材(7)缠绕在所述芯轴(6)上，所述熨平胶辊(5)与所述带材(7)相邻设置。
9.根据权利要求8所述的冷轧机熨平胶辊校正系数自动化补偿装置，其特征在于，还包括大臂(3)、大臂升降油缸(1)、第一连接杆(2)、第二连接杆(4)、位置编码器(8)，所述大臂升降油缸(1)的输出端与所第一连接杆(2)的一端连接，所述第一连接杆(2)的另一端与所述大臂(3)的一端连接，所述编码器(8)用于检测所述第一连接杆(2)与所述大臂(3)之间夹角的角度值大小，所述大臂(3)的另一端与所述第二连接杆(4)的一端连接，所述第二连接杆(4)的另一端与所述熨平胶辊(4)连接。
10.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及储存在所述存储器内的计算机程序，所述计算机程序能够被所述处理器执行以实现如权利要求1-6中任意一项所述的冷轧机熨平胶辊校正系数自动化补偿方法。
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