CN116921434A - 一种棒材自动定尺双冷剪系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种棒材自动定尺双冷剪系统和方法，该系统包括：沿产线依次设置的第一辊道，第二辊道，第三辊道；在第一辊道和第二辊道连接处上方设置有第一冷剪；在第二辊道和第三辊道连接处上方设置有第二冷剪；在第三辊道上方依次设置第一定尺挡板，第二定尺挡板，第三定尺挡板；第一辊道设置有第一面积传感器；第二辊道设置有第二面积传感器；第三辊道设置有第三面积传感器；双冷剪系统还包括控制单元，用于接收所述第一面积传感器，第二面积传感器，第三面积传感器传输的信号，并基于所述信号，控制第一定尺档板，第二定尺档板，第三定尺档板根据剪切模式的设置升起或者下降，完成棒材自动定尺，该系统定尺方便精确，极大的提升了产能。

Description

一种棒材自动定尺双冷剪系统和方法

技术领域

本发明涉及轧钢基础自动化技术领域，尤其涉及一种棒材自动定尺双冷剪系统和方法。

背景技术

棒材产线主要生产螺纹钢，工艺定尺分别为9米和12米两种定尺，现有技术中，冷剪系统是通过调整定尺机来实现定尺的调整。随着轧机提速改造，冷床的剪切效率远远不能满足轧线的生产，通过新增冷剪的方式来解决产能问题，依然需要安装定尺机人工来进行定尺的调整。

目前现有技术缺陷为：

(1)每次定尺调整需人工测量准确后，再用插销将定尺板固定，操作繁琐。

(2)由于两台冷剪是分别独立控制，操作工需手动操作两台冷剪的剪切，两台冷剪在同时操作剪切时，定尺的选择相当麻烦，有时操作不及时造成定尺错误，影响成材率；有时忘记操作一台冷剪，造成定尺偏长；

(3)调整定尺需人工用尺测量，影响定尺的倒换时间，效率低下。

发明内容

本发明提供一种棒材自动定尺双冷剪系统和方法，用以解决上述至少一个技术问题。

第一方面，本发明提供一种棒材自动定尺双冷剪系统，包括：沿产线依次设置的第一辊道，第二辊道，第三辊道；在所述第一辊道和第二辊道连接处上方设置有第一冷剪；在所述第二辊道和第三辊道连接处上方设置有第二冷剪；在所述第三辊道上方依次设置第一定尺挡板，第二定尺挡板，第三定尺挡板；

所述第一辊道设置有第一面积传感器，用于判断第一辊道上是否有棒材；所述第二辊道设置有第二面积传感器，用于判断第二辊道上是否有棒材；所述第三辊道设置有第三面积传感器，用于判断第三辊道上是否有棒材；

所述双冷剪系统还包括控制单元，用于接收所述第一面积传感器，第二面积传感器，第三面积传感器传输的信号，并基于所述信号，控制所述第一定尺档板，第二定尺档板，第三定尺档板根据剪切模式的设置升起或者下降，在第一辊道，第二辊道，第三辊道配合下完成棒材自动定尺。

具体地，定尺档板的规格根据订单规格选择，通过控制单元控制定尺挡板的上升和下降决定了棒材的定尺。

控制单元可以是PLC系统，也可以是MCU系统，用于控制定尺挡板的上升和下降。

每个面积传感器为一对，一个发射端，一个接收端。将它们对应放置在辊道两侧，当钢材从辊道通过时挡住了信号，面积传感器会发送给控制单元一个信号，表示此处有钢；当没有钢材挡住时，表示此处无钢。

根据面积传感器的信号和棒材尺寸的要求，下降对应的定尺档板，完成棒材的自动定尺。

剪切模式是根据棒材尺寸需求来制定的，例如棒材尺寸需求为9米和12米时，剪切模式包括如下几种：

第一冷剪剪切12米模式，第一冷剪、第二冷剪剪切双9米模式，第一冷剪、第二冷剪9米/12米模式，一键切头模式。

在定尺后，第一冷剪和第二冷剪根据不同的剪切模式进行配合剪切，例如，当运行于第一冷剪剪切12米模式时，第一冷剪启动工作，第二冷剪停止工作，在棒材定尺完成并对齐之后，进行剪切，得到12米定尺棒材。再例如，当运行于双9米模式时，第一冷剪和第二冷剪均启动工作，在棒材定尺完成并对齐之后，分别进行剪切，得到9米定尺棒材。

上述技术方案，通过合理安排冷剪和档板的距离，实现不同的定尺，通过控制单元控制三块档板和两台冷剪配合，实现棒材的自动定尺冷剪，该系统无需人工定尺，人工操作冷剪，操作简便，减少误操作，定尺倒换方便，同时发挥两台冷剪的剪切能力，提高了冷床产能，为轧机的产能发挥起到极大的作用。

可选地，所述第一冷剪与所述第二冷剪间隔第一距离；所述第二冷剪与所述第一定尺档板间隔第二距离；所述第一定尺档板与所述第二定尺档板间隔第三距离；所述第二定尺档板与所述第三定尺档板间隔第四距离；所述第一距离，所述第二距离，所述第三距离，所述第四距离中的一或多者可调；基于所述第一距离，所述第二距离，所述第三距离，所述第四距离得到目标定尺。

具体地，棒材的尺寸需求即为目标定尺，目标定尺可以只有一种定尺，也可以包括多种定尺。可以根据目标定尺确定第一距离，第二距离，第三距离，第四距离。所述第一距离，所述第二距离，所述第三距离，所述第四距离中的一或多者可调指的是这四个距离中的一个距离可以调整，也可以两个距离一起调整，也可以三个距离一起调整，还可以四个距离一起调整。

第一距离，第二距离，第三距离，第四距离配合第一定尺档板，第二定尺档板，第三定尺档板的上升和降落确定目标定尺。例如棒材尺寸需求为9米和12米，目标定尺即为9米定尺和12米定尺。如图1所示，可以将第一距离设置为9米，第二距离设置为3米，第三距离设置为6米，第四距离设置为3米。当需要12米定尺棒材时，可以降落第一档板，第一距离加第二距离构成12米；当需要9米定尺棒材时，第一距离正好9米，降落第二定尺档板，第二距离加第三距离构成9米，因此可以实现双9米剪切，提升工作效率。

再例如第一距离设置为7米，第二距离设置为3米，第三距离设置为4米，第四距离设置为3米，则可以得到目标定尺为7米定尺和10米定尺，从而得到7米的棒材和10米的棒材。

可选地，系统进一步包括：

第一面积传感器，在棒材运行至第一辊道后产生上升沿触发第一冷剪前有钢标志并传输至所述控制单元；第一面积传感器，在棒材离开第一组辊道时，产生下降沿触发第一冷剪前检测无钢标志并传输至所述控制单元；

第二面积传感器，在棒材运行至第二辊道后产生上升沿并触发第一冷剪、第二冷剪间有钢标志并传输至所述控制单元；第二面积传感器，在棒材离开第二辊道产生下降沿触发第一冷剪、第二冷剪间无钢标志并传输至所述控制单元；

第三面积传感器，在棒材运行至第三辊道产生上升沿触发第二冷剪后有钢标志并传输至所述控制单元；第三面积传感器，在棒材离开第三辊道，产生下降沿触发第二冷剪后无钢标志并传输至所述控制单元；

具体地，面积传感器向控制单元传输是否有钢的信号，控制单元在获得有钢标志有效时，下降对应的定尺档板，在获得无钢标志有效时，上升对应的定尺档板。

可选地，根据所述第一距离，所述第二距离，所述第三距离，所述第四距离互相配合以得到第一定尺和第二定尺；

具体地，四个距离配合可以得到两种定尺，这样可以对其中一个定尺同时得到双份剪切棒材，提升工作效率。第一定尺寸、第二定尺处设置有指示灯，双冷剪设置有选择指示灯，方便工作人员确定定尺。

可选地，生产第一定尺棒材时，第一冷剪启动工作，当获取到第一冷剪、第二冷剪间有钢标志时，经过第一定尺延时后，第一定尺档板自动下降，挡住棒材，第一辊道、第二辊道低速运行对齐棒材头部；第一冷剪进行剪切，剪切完成后，第一定尺挡板自动上升，完成自动定尺剪切。

可选地，生产第二定尺棒材时，第一冷剪、第二冷剪启动工作，当获取到第二冷剪后有钢标志时，经过第二定尺延时，第二定尺挡板自动下降，挡住倍尺材，第一辊道、第二辊道、第三辊道低速运行对齐倍尺材头部；当第二冷剪剪切完成，第二定尺挡板自动上升，完成自动定尺剪切。

可选地，同时生产第一定尺、第二定尺棒材时，第一冷剪、第二冷剪启动工作，当获取到第二冷剪后有钢标志时，经过第三定尺延时，第三定尺挡板自动下降，挡住倍尺材，第一辊道、第二辊道、第三辊道低速运行对齐倍尺材头部；当第二冷剪剪切完成，第三定尺档板自动上升，完成自动定尺剪切。

第二方面，本发明还提供一种棒材自动定尺双冷剪方法，包括：获取第一冷剪与第二冷剪之间的第一距离、第二冷剪与第一定尺档板之间的第二距离、第一定尺档板与第二定尺档板第三距离、第二定尺挡板与第三定尺档板之间的第四距离，得到第一定尺和第二定尺；

控制所述第一定尺档板、第二定尺档板、第三定尺档板根据剪切模式的设置升起和下降完成自动定尺。

控制第一冷剪和第二冷剪启动工作，完成自动剪切，得到第一定尺棒材，或者得到第二定尺棒材，或者同时得到第一定尺棒材和第二定尺棒材。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)取消定尺机，在第二冷剪后安装3个定尺挡板，来实现两台冷剪的自动定尺调节，两台冷剪的自动控制，操作简便，减少人工操作带来的误操作，降低工人劳动强度。

(2)同时发挥两台冷剪的剪切能力，提高产品质量和生产效率，提高了冷床产能，提升了经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。

图1是根据本发明实施例的棒材自动定尺剪切系统的示意图；

图2是根据本发明实施例的双冷剪剪切12米布局示意图；

图3是根据本发明实施例的双冷剪剪切双9米布局示意图；

图4是根据本发明实施例的双冷剪剪切9米/12米布局示意图；

图5是根据本发明实施例的双冷剪剪切头布局示意图；

附图标记：

1：第一辊道；2：第二辊道；3：第三辊道；

4：第一面积传感器；5：第二面积传感器；6：第三面积传感器；

7：第一冷剪；8第二冷剪；

9：第一定尺档板；10：第二定尺档板；11：第三定尺档板；

12：PLC。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明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。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1-图5描述本发明的实施例。

如图1所示，本发明提供一种棒材自动定尺双冷剪系统，该系统包括：

沿产线依次设置的第一辊道1，第二2，第三辊道3；在所述第一辊道和第二辊道连接处上方设置有第一冷剪7；在所述第二辊道和第三辊道连接处上方设置有第二冷剪8；在所述第三辊道上方依次设置第一定尺挡板9，第二定尺挡板10，第三定尺挡板11；

所述第一辊道设置有第一面积传感器4，用于判断第一辊道上是否有棒材；所述第二辊道设置有第二面积传感器5，用于判断第二辊道上是否有棒材；所述第三辊道设置有第三面积传感器6，用于判断第三辊道上是否有棒材；

所述双冷剪系统还包括控制单元PLC12，用于接收所述第一面积传感器4，第二面积传感器5，第三面积传感器传输的信号6，并基于所述信号，控制所述第一定尺档板9，第二定尺档板10，第三定尺档板11根据剪切模式的设置升起或者下降，在第一辊道1，第二辊道2，第三辊道3配合下完成棒材自动定尺。

如图2所示，工艺生产12米时，第一冷剪7投入工作，当第二面积传感器5检测到倍尺材的头部时，延时7.7s，第一定尺挡板9自动下降，挡住倍尺材，第一辊道1，第二辊道2低速运行对齐倍尺材头部；当第一冷剪剪切完成，第一定尺挡板9自动上升，完成自动定尺剪切。

此时剪切模式设置为第一冷剪12米模式，可以利用旋钮开关1号位置代表。第一辊道1为剪前辊道，第二辊道2和第三辊道3为剪后辊道，12米剪切灯和第一冷剪选择灯亮。剪切后辊道起动流程为，第二辊道2、第三辊道3起动，经过“定尺剪切后延时”时间后且第一冷剪7、第二冷剪8间面积传感器5产生下降沿后，第一辊道1起动；当第一冷剪、第二冷剪间面积传感器产生上升沿后，“定尺挡板触发延时”起动，延时结束后，第一辊道1，第二辊道2，第三辊道3进入减速位，第一定尺挡9板落下，经过“定尺延时”后，第一辊道1、第二辊道2、第三辊道3停止。

如图3所示，工艺生产9米定尺棒材时(双9米定尺，提高剪切能力)，第一冷剪7，第二冷剪8投入工作，当第三面积传感器6检测到倍尺材的头部时，延时3s，第二定尺挡板10自动下降，挡住倍尺材，第一辊道1，第二辊道2，第三辊道3低速运行对齐倍尺材头部；当第二冷剪8剪切完成，第二定尺挡板10自动上升，完成自动定尺剪切。

此时，剪切模式设置为第一冷剪、第二冷剪剪切双9米模式，可以利用旋钮开关2号位置代表。9米剪切灯和第一冷剪选择灯和第二冷剪选择灯亮。剪切完成后，冷剪辊道起动流程为，第三辊道3起动，经过“定尺剪切后第二段钢延时”时间后且第二冷剪8后面积传感器6产生下降沿后，第二辊道起动，经过“定尺剪切后第三段钢延时”时间后且第一冷剪、第二冷剪间面积传感器5产生下降沿后，第一辊道起动；当第一冷剪7和第二冷剪8间面积传感器5产生上升沿后，第二冷剪后面积传感器6再产生上升沿，第一辊道1、第二辊道2、第三辊道3进入减速位，第二面积挡板10落下，经过“定尺延时”后，第一辊道1、第二辊道2、第三辊道3停止。

如图4所示，工艺生产9米、12米定尺棒材时(9米+12米定尺，提高剪切能力1.75倍)，第一冷剪7、第二冷剪8投入工作，当第三面积传感器6检测到倍尺材的头部时，延时5s，第三定尺挡板11自动下降，挡住棒材，第一辊道，第二辊道，第三辊道低速运行对齐棒材头部；当第二冷剪剪切完成，第三定尺挡板11自动上升，完成自动定尺剪切。

此时，剪切模式设置于第一冷剪、第二冷剪9米/12米模式，可以使用旋钮开关3号位代表，第三定尺挡板11工作，9米剪切灯和12米剪切灯亮，第一冷剪和第二冷剪选择灯亮。剪切完成后，冷剪辊道起动流程为，第三辊道3起动，经过“定尺剪切后第二段钢延时”时间后且第二冷剪后面积传感器6产生下降沿后，第二辊道2起动，经过“定尺剪切后第三段钢延时”时间后且第一冷剪、第二冷剪间面积传感器5产生下降沿后，第一辊道1起动；当第一冷剪、第二冷剪间面积传感器产生上升沿后，第二冷剪冷剪后面积传感器6再产生上升沿，第一辊道1、第二辊道2、第三辊道3进入减速位，第三定尺挡板11落下，经过“定尺延时”后，第一辊道1、第二辊道2、第三辊道3停止。

如图5所示，工艺一键切头，第一冷剪投入工作，当第一面积传感器检测到棒材的头部时，延时，对齐棒材头部，进行剪切即可。

本发明还提供一种棒材自动定尺双冷剪方法，采用如权利要求1-9任一项所述的棒材自动定尺双冷剪系统实现，包括：

获取第一冷剪与第二冷剪之间的第一距离、第二冷剪与第一定尺档板之间的第二距离、第一定尺档板与第二定尺档板第三距离、第二定尺挡板与第三定尺档板之间的第四距离，得到第一定尺和第二定尺；

控制所述第一定尺档板、第二定尺档板、第三定尺档板根据剪切模式的设置升起和下降完成自动定尺。

控制第一冷剪和第二冷剪启动工作，完成自动剪切，得到第一定尺棒材，或者得到第二定尺棒材，或者同时得到第一定尺棒材和第二定尺棒材。

具体地，根据第一距离、第二距离、第三距离、第四距离配合计算出第一定尺、第二定尺。例如第一距离设置为7米，第二距离设置为3米，第三距离设置为4米，第四距离设置为3米，则可以实现7米定尺和10米定尺，从而可以生产7米的棒材和10米的棒材。

定尺档板下降，阻挡棒材在辊道上运行，在辊道的配合下，可以实现棒材对齐，为剪切做准备；定尺档板上升，放行棒材在辊道上运行。

可以在辊道的两侧安装面积传感器，得到辊道上有钢或者无钢的信号，如果有钢，利用PLC根据初始剪切设置，将对应的挡板降下，完成定尺后，控制冷剪进行剪切，剪切完成后，升起定尺挡板。

选择不同的定尺挡板，得到不同的定尺棒材。例如，第一距离设置为7米，第二距离设置为3米，第三距离设置为4米，第四距离设置为3米，则可以实现7米定尺和10米定尺，此时，仅第一定尺挡板降落，可以得到10米定尺棒材；仅第二定尺挡板降落，可以得到双7米定尺棒材；仅第三定尺挡板降落，可以同时得到7米定尺棒材和10米定尺棒材。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种棒材自动定尺双冷剪系统，其特征在于，包括：沿产线依次设置的第一辊道，第二辊道，第三辊道；在所述第一辊道和第二辊道连接处上方设置有第一冷剪；在所述第二辊道和第三辊道连接处上方设置有第二冷剪；在所述第三辊道上方依次设置第一定尺挡板，第二定尺挡板，第三定尺挡板；

所述第一辊道设置有第一面积传感器，用于判断第一辊道上是否有棒材；所述第二辊道设置有第二面积传感器，用于判断第二辊道上是否有棒材；所述第三辊道设置有第三面积传感器，用于判断第三辊道上是否有棒材；

所述双冷剪系统还包括控制单元，用于接收所述第一面积传感器，第二面积传感器，第三面积传感器传输的信号，并基于所述信号，控制所述第一定尺档板，第二定尺档板，第三定尺档板根据剪切模式的设置升起或者下降，在第一辊道，第二辊道，第三辊道配合下完成棒材自动定尺。

2.根据权利要求1所述的棒材自动定尺双冷剪系统，其特征在于，所述第一冷剪与所述第二冷剪间隔第一距离；所述第二冷剪与所述第一定尺档板间隔第二距离；所述第一定尺档板与所述第二定尺档板间隔第三距离；所述第二定尺档板与所述第三定尺档板间隔第四距离；所述第一距离，所述第二距离，所述第三距离，所述第四距离中的一或多者可调；基于所述第一距离，所述第二距离，所述第三距离，所述第四距离得到目标定尺。

3.根据权利要求1所述的棒材自动定尺双冷剪系统，其特征在于，进一步包括：

第一面积传感器，在棒材运行至第一辊道后产生上升沿触发第一冷剪前有钢标志并传输至所述控制单元；第一面积传感器，在棒材离开第一组辊道时，产生下降沿触发第一冷剪前检测无钢标志并传输至所述控制单元；

第二面积传感器，在棒材运行至第二辊道后产生上升沿并触发第一冷剪、第二冷剪间有钢标志并传输至所述控制单元；第二面积传感器，在棒材离开第二辊道产生下降沿触发第一冷剪、第二冷剪间无钢标志并传输至所述控制单元；

第三面积传感器，在棒材运行至第三辊道产生上升沿触发第二冷剪后有钢标志并传输至所述控制单元；第三面积传感器，在棒材离开第三辊道，产生下降沿触发第二冷剪后无钢标志并传输至所述控制单元。

4.根据权利要求2所述的棒材自动定尺双冷剪系统，其特征在于，根据所述第一距离、第二距离、第三距离、第四距离，得到第一定尺和第二定尺。

5.根据权利要求4所述的棒材自动定尺双冷剪系统，其特征在于，所述第一距离为9米，所述第二距离为3米，所述第三距离为6米，所述第四距离为3米，得到第一定尺为9米，第二定尺为12米。

6.根据权利要求5所述的棒材自动定尺双冷剪系统，其特征在于，所述剪切模式设置如下：

第一冷剪剪切12米模式，第一冷剪、第二冷剪剪切双9米模式，第一冷剪、第二冷剪切9米/12米模式，一键切头模式。

7.根据权利要求4所述的棒材自动定尺双冷剪系统，其特征在于，包括：

生产第一定尺棒材时，第一冷剪启动工作，当获取到第一冷剪、第二冷剪间有钢标志时，经过第一定尺延时后，第一定尺档板自动下降，挡住棒材，第一辊道、第二辊道低速运行对齐棒材头部；第一冷剪进行剪切，剪切完成后，第一定尺挡板自动上升，完成自动定尺剪切。

8.根据权利要求4所述的棒材自动定尺双冷剪系统，其特征在于，生产第二定尺棒材时，第一冷剪、第二冷剪启动工作，当获取到第二冷剪后有钢标志时，经过第二定尺延时，第二定尺挡板自动下降，挡住倍尺材，第一辊道、第二辊道、第三辊道低速运行对齐倍尺材头部；当第二冷剪剪切完成，第二定尺挡板自动上升，完成自动定尺剪切。

9.根据权利要求4所述的棒材自动定尺双冷剪系统，其特征在于，同时生产第一定尺、第二定尺棒材时，第一冷剪、第二冷剪启动工作，当获取到第二冷剪后有钢标志时，经过第三定尺延时，第三定尺挡板自动下降，挡住倍尺材，第一辊道、第二辊道、第三辊道低速运行对齐倍尺材头部；当第二冷剪剪切完成，第三定尺档板自动上升，完成自动定尺剪切。

10.一种棒材自动定尺双冷剪方法，采用如权利要求1-9任一项所述的棒材自动定尺双冷剪系统实现，包括：

获取第一冷剪与第二冷剪之间的第一距离、第二冷剪与第一定尺档板之间的第二距离、第一定尺档板与第二定尺档板第三距离、第二定尺挡板与第三定尺档板之间的第四距离，得到第一定尺和第二定尺；

控制所述第一定尺档板、第二定尺档板、第三定尺档板根据剪切模式的设置升起和下降完成自动定尺；

控制第一冷剪和第二冷剪启动工作，完成自动剪切，得到目标定尺棒材。