CN208162299U - 一种线材多道轧制的速度闭环控制设备 - Google Patents

Abstract

一种线材多道轧制的速度闭环控制设备，包括按照工艺流程由前至后依次设置的放线机、若干台线材轧制机、位于线材轧制机之间的固定式速度检测机、浮动式速度检测机和线材排线机，还包括自动控制系统装置；所述固定式速度检测机和浮动式速度检测机都包括检测滚轮、输入滚轮、输出滚轮、传感器和位移摆动机构，其中，所述浮动式速度检测机还设置有底座滑轨组。本实用新型通过速度控制机的反馈，系统程序自动把各道工序轧制的成型速度调节到相等稳定状态，大大减小了工序之间的线材内应力，使各道工序线材轧制成型更加的均匀，同样使线材轧锟的使用寿命更高。

Description

一种线材多道轧制的速度闭环控制设备

技术领域

本实用新型涉及钢丝线材处理设备技术领域，特别涉及一种线材多道轧制的速度闭环控制设备。

背景技术

现有各道线材轧制的速度靠设定线材轧机的速度来确定，轧机的速度只能设置成一个不变速度值，而实际线材轧制的速度是根据线材大小和轧辊的磨损程度变化的，故各道工序之间的速度很难调节到一致的稳定状态。两道工序之间的速度不相等会导致工序之间的线材被拉伸或被压缩，影响线材轧制成型的均匀性；线材收线与末道线材轧机的速度不匹配使线材收卷排线不均匀，线材会产生弯曲变形等，导致线材的浪费率较高。

实用新型内容

本实用新型要解决现有技术的问题，提供一种线材多道轧制的速度闭环控制设备，能把各道工序轧制的成型速度调节到相等稳定状态，大大减小了工序之间的线材内应力，使各道工序线材轧制成型更加的均匀，同样使线材轧锟的使用寿命更高。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种线材多道轧制的速度闭环控制设备，包括按照工艺流程由前至后依次设置的放线机、若干台线材轧制机、位于线材轧制机之间的固定式速度检测机、浮动式速度检测机和线材排线机，还包括自动控制系统装置，每台线材轧制机都具有速度参数调节功能。所述固定式速度检测机和浮动式速度检测机都包括检测滚轮、输入滚轮、输出滚轮、传感器和位移摆动机构，检测滚轮位于输入滚轮和输出滚轮之间，检测滚轮中设置有导向装置和压力保持装置，位移摆动机构包括弹性转动装置及拉绳装置，拉绳装置连接检测滚轮和弹性转动装置，弹性转动装置连接传感器；其中，所述浮动式速度检测机还设置有底座滑轨组，底座滑轨组由直线滑轨组件和滑动板组成，直线滑轨组件可以使滑动板沿线材排线机的排线移动方向滑动，滑动板与滚轮支架连接，使滚轮支架跟随线材排线机的排线移动。拉绳装置可以把检测滚轮的平行移动量转化为弹性转动装置的转动角度。最终由传感器检测转动角度，角度值的变化能够反应出固定式速度检测机或浮动式速度检测机两端设备的线材移动相对速度。

采用线材轧制机作为动力源，由放线机拉出的线材依次通过一定数量线材轧制机和固定式速度检测机的组合、浮动式速度检测机，最终由线材排线机收线。线材轧制机、固定式速度检测机、浮动式速度检测机及线材排线机通过控制电缆，连接至自动控制系统装置，统一由自动控制系统装置进行柔性和闭环的自动控制。

作为优选，所述检测滚轮中的导向装置包括导向杆和导向轴承，可以使检测滚轮沿着特定方向滑动。

作为优选，所述检测滚轮中的压力保持装置包括气动执行元件和控制元件，提供一定的压紧力使检测滚轮压紧线材。

作为优选，所述位移摆动机构中的弹性转动装置包括摆动轴、摆动轴承座、拉绳缠绕轮、转动齿轮、从动齿条及回复弹簧，拉绳缠绕轮和转动齿轮分别位于摆动轴两端，从动齿条与转动齿轮啮合，回复弹簧一端为固定端，另一端连接从动齿条。拉绳装置的拉绳缠绕在拉绳缠绕轮上，当检测滚轮沿着特定方向滑动时，拉动拉绳装置使拉绳缠绕轮转动，摆动轴带动转动齿轮同步转动，使得从动齿条平移，传感器检测平移量可得到弹性转动装置的转动角度及检测滚轮的移动量。回复弹簧使得从动齿条保持一定的回复力，相当于使摆动轴沿顺时针保持一定的弹性力。

作为优选，所述自动控制系统装置包括一定数量的变频电机、电机减速器、传感器控制反馈模块、PLC系统以及各数据通信传输模块。通过自动编程及数据传输、转换协议，实现对多台线材轧制机的轧制速度和线材排线机的收线速度作柔性、自动闭环控制，以满足各道轧辊间轧制速度的自动调节控制及不同线材轧制的需求。

作为优选，所述检测滚轮、输入滚轮和输出滚轮中设置有轴承装置，使滚轮自由转动，同时防止滚轮的轴向窜动，使线材在滚轮上稳定的通过。

作为优选，输入滚轮和输出滚轮中还设置有滚轮支撑装置。滚轮支撑装置由滚轮固定轴及固定板组成，可支撑固定在检测机机架上。

作为优选，所述轧制机的数量为2台或4台，相应的所述固定式速度检测机的数量为1台或3台。

本实用新型的有益效果在于：在原有多道线材轧制工序之间增加一台轧制速度闭环控制设备，同时增加一套线材多道成型控制程序。通过速度控制机的反馈，系统程序自动把各道工序轧制的成型速度调节到相等稳定状态，大大减小了工序之间的线材内应力，使各道工序线材轧制成型更加的均匀，同样使线材轧锟的使用寿命更高。同时由于匹配了收线机与末道工序的速度，线材排线也更加的整齐、均匀稳定，显著提高了轧制线材成品的合格率，大大减小了线材的浪费，提高了钢材的利用率，更加环保。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的结构原理图；

图2为本实用新型实施例二的结构原理图；

图3为本实用新型中固定式速度检测机的结构示意图；

图4为本实用新型中浮动式速度检测机的结构示意图；

图5为本实用新型中位移摆动机构的结构示意图。

图中序号：1、放线机；2、线材轧制机；3、固定式速度检测机；4、浮动式速度检测机；5、线材排线机；6、自动控制系统装置；100、检测滚轮；200、输入滚轮；300、输出滚轮；400、传感器；500、位移摆动机构；501、摆动轴；502、摆动轴承座；503、拉绳缠绕轮；504、转动齿轮；505、从动齿条；506、回复弹簧；600、底座滑轨组。

具体实施方式

下面通过具体实施方式和附图对本实用新型作进一步的说明。

实施例一：如图1所示，一种线材多道轧制的速度闭环控制设备，包括按照工艺流程由前至后依次设置的放线机1、4台线材轧制机2、位于每两台线材轧制机2之间的固定式速度检测机3（共3台）、浮动式速度检测机4和线材排线机5，还包括自动控制系统装置6，自动控制系统装置6包括一定数量的变频电机、电机减速器、传感器控制反馈模块、PLC系统以及各数据通信传输模块。

结合图3和图4所示，固定式速度检测机3和浮动式速度检测机4都包括检测滚轮100、输入滚轮200、输出滚轮300、传感器400和位移摆动机构500，检测滚轮100位于输入滚轮200和输出滚轮300之间，检测滚轮100中设置有导向装置和压力保持装置，导向装置包括导向杆和导向轴承，压力保持装置包括气动执行元件和控制元件，浮动式速度检测机4还设置有底座滑轨组600。

结合图5所示，位移摆动机构500包括弹性转动装置及拉绳装置，弹性转动装置包括摆动轴501、摆动轴承座502、拉绳缠绕轮503、转动齿轮504、从动齿条505及回复弹簧506，拉绳缠绕轮503和转动齿轮504分别位于摆动轴501两端，从动齿条505与转动齿轮504啮合，回复弹簧506一端为固定端，另一端连接从动齿条505。拉绳装置中的拉绳分别连接检测滚轮100和弹性转动装置中的拉绳缠绕轮503，传感器400可检测从动齿条505的位移量。

其中，检测滚轮100、输入滚轮200和输出滚轮300中都设置有轴承装置，使滚轮自由转动，同时防止滚轮的轴向窜动，使线材在滚轮上稳定的通过。输入滚轮200和输出滚轮300中都设置有滚轮支撑装置组成，由滚轮固定轴及固定板组成，可支撑固定在检测机机架上。

实施例二：结合图2所示，与实施例一的区别在于，线材轧制机2的数量为两台，相应的固定式速度检测机3得数量为一台。

以实施例一的四道轧机为例，本实用新型控制工艺采用线材轧制机2作为动力源，由放线机1拉出的线材依次通过线材轧制机2和固定式速度检测机3或浮动式速度检测机4，最终由线材排线机5收线。线材轧制机2、固定式速度检测机3、浮动式速度检测机4及线材排线机5通过控制电缆，连接至自动控制系统装置6，统一由自动控制系统装置6进行柔性和闭环的自动控制。具体控制步骤如下：

步骤1、先在自动控制系统装置6上手动设定各道线材轧制机2的速度V1、V2、V3、V4和线材排线机5的速度V5，使经过线材轧制机2的线材速度大致相等。

步骤2、根据线材尺寸规格调节固定式速度检测机3的进气气压，气压范围为0.1-0.5MPa。气压的大小直接影响速度反馈的灵敏性。最终的反馈信号由一个传感器间接给出自动控制系统装置6。

步骤3、由于末道线材排线机5收线需要左右摆动，排线机之前需要使用浮动式速度检测机4。该检测机底部加装自动摆动装置，可以跟随线材排线机5左右同步摆动。

步骤4、工艺自动控制系统装置6根据固定式速度检测机3及浮动式速度检测机4的相对速度量的反馈值，自动调节每道线材轧制机2的速度及线材排线机5的速度。其速度关系如下：

V2=f1*V1；

V3=f2*V2；

V4=f3*V3；

V5=f4*V4。

其中V1、V2、V3、V4分别为第一、二、三、四道线材轧制机2的速度，V5为线材收线机5的速度。f1、f2、f3分别为各线材轧制机2之间固定式速度检测机3的速度反馈参数， f4为末道线材轧制机2与线材收线机5之间的浮动式速度检测机4的速度反馈参数。

通过自动控制系统装置6的程序柔性、自动闭环控制后，设备稳定运行后各设备的速度关系达到V1=V2=V3=V4=V5。

以上所述仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的结构特征并不局限于此，本实用新型可以用于类似的产品上，任何本领域的技术人员在本实用新型的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本实用新型的专利范围之中。

Claims (7)

1.一种线材多道轧制的速度闭环控制设备，其特征在于：包括按照工艺流程由前至后依次设置的放线机（1）、若干台线材轧制机（2）、位于线材轧制机（2）之间的固定式速度检测机（3）、浮动式速度检测机（4）和线材排线机（5），还包括自动控制系统装置（6）；

所述固定式速度检测机（3）和浮动式速度检测机（4）都包括检测滚轮（100）、输入滚轮（200）、输出滚轮（300）、传感器（400）和位移摆动机构（500），检测滚轮（100）位于输入滚轮（200）和输出滚轮（300）之间，检测滚轮（100）中设置有导向装置和压力保持装置，位移摆动机构（500）包括弹性转动装置及拉绳装置，拉绳装置连接检测滚轮（100）和弹性转动装置，弹性转动装置连接传感器（400）；

其中，所述浮动式速度检测机（4）还设置有底座滑轨组（600）。

2.根据权利要求1所述的一种线材多道轧制的速度闭环控制设备，其特征在于：所述检测滚轮（100）中的导向装置包括导向杆和导向轴承。

3.根据权利要求1所述的一种线材多道轧制的速度闭环控制设备，其特征在于：所述检测滚轮（100）中的压力保持装置包括气动执行元件和控制元件。

4.根据权利要求1所述的一种线材多道轧制的速度闭环控制设备，其特征在于：所述位移摆动机构（500）中的弹性转动装置包括摆动轴（501）、摆动轴承座（502）、拉绳缠绕轮（503）、转动齿轮（504）、从动齿条（505）及回复弹簧（506），拉绳缠绕轮（503）和转动齿轮（504）分别位于摆动轴（501）两端，从动齿条（505）与转动齿轮（504）啮合，回复弹簧（506）一端为固定端，另一端连接从动齿条（505）。

5.根据权利要求1所述的一种线材多道轧制的速度闭环控制设备，其特征在于：所述自动控制系统装置（6）包括一定数量的变频电机、电机减速器、传感器控制反馈模块、PLC系统以及各数据通信传输模块。

6.根据权利要求1所述的一种线材多道轧制的速度闭环控制设备，其特征在于：所述检测滚轮（100）、输入滚轮（200）和输出滚轮（300）中设置有轴承装置。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种线材多道轧制的速度闭环控制设备，其特征在于：所述轧制机（2）的数量为2台或4台，相应的所述固定式速度检测机（3）的数量为1台或3台。