一種基於板形檢測的冷軋帶材跑偏自動識別方法
2023-09-14 22:13:15
一種基於板形檢測的冷軋帶材跑偏自動識別方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於板形檢測的冷軋帶材跑偏自動識別方法，包括計算冷軋機出口帶材邊部前張應力變化量、判別帶材是否跑偏以及跑偏方向和計算確定帶材跑偏量三個步驟，利用安裝於軋機出口接觸式板形儀所檢測到的前張應力反饋值，通過分析帶材兩側邊部前張應力反饋值變化量與相應板形調節機構反饋值變化量之間的對應關係，識別出得出帶材的跑偏方向，並通過帶材的寬度板形和板形儀通道之間的關係，計算出帶材跑偏量，可以供人工手動控制或計算機自動控制跑偏，因此，本發明根據冷軋機出口帶材邊部前張應力反饋值及其相應板形調節機構反饋值的變化量，即可識別出帶材的跑偏方向及跑偏量，從而不用另外增加設備，又比較實用可靠。
【專利說明】一種基於板形檢測的冷軋帶材跑偏自動識別方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬於板帶軋制領域，涉及一種基於板形檢測的冷軋帶材跑偏自動識別方 法。
【背景技術】
[0002] 在帶材冷軋機組的軋制生產過程中，由於來料帶材的非對稱浪形和橫斷面楔形缺 陷、設備安裝精度偏差以及工藝不合理等原因，使得帶材在軋制過程中容易發生跑偏。帶材 跑偏不僅會影響帶材成品質量，還會嚴重損壞機組設備，尤其對於採用軋制油潤滑的軋機， 帶材跑偏甚至會造成嚴重的火災，給設備的穩定運行帶來嚴重影響。因此，為了保證機組的 穩定運行及獲得邊部整齊的帶卷，對帶材的跑偏檢測和控制顯得越來越重要。其中，如何及 時準確檢測跑偏及確定跑偏的方向，是控制、解決跑偏問題的如提。
[0003] 為此，在一些高端帶材生產廠，通過配備有板形儀和帶材邊部掃描儀，以實時檢測 帶材的跑偏情況。而大多數廠家考慮到成本因素，只配備了板形儀，沒有配備邊部檢測儀 器，導致根本無法對帶材跑偏進行檢測，只能依靠人工經驗判斷，造成跑偏斷帶現象時有發 生。使得如何及時準確檢測帶材軋制過程中的跑偏量，成為帶材生產中的一大難題。
[0004] 例如，目前一些冷軋機組帶材跑偏的在線檢測技術主要是採用尋邊儀等帶材邊部 位置檢測儀器，其原理是通過檢測帶材邊部在檢測機構上的相對位置差，得出帶材中心相 對於軋機機組中心線的偏移情況。但是由於工況環境惡劣，大多數掃描儀不能可靠工作，也 未必能夠實時檢測帶材的跑偏情況，而且設備配置昂貴。而大多數廠家考慮到成本因素，只 配備了板形儀，沒有配備邊部檢測儀器，依靠人工經驗判斷，及時性和準確性低。
[0005] 為此，現有專利號為ZL200920229094. 4的中國實用新型專利提供了《一種連續作 業線帶材跑偏報警裝置》，其檢測部分包括安裝在作業線帶材下部的紅外發射器和兩個分 別安裝在作業線帶材上部、與紅外發射器垂直對應的操作側接收器和傳動側接收器；發射 器的長度大於帶材的寬度，兩端伸出在帶材的外側；操作側接收器和傳動側接收器的外端 伸出在帶材的外側；操作側接收器和傳動側接收器的輸出與處理部分的PLC連接，PLC輸出 控制執行裝置。在兩個接收器的輸出與處理部分的PLC之間設安全柵隔離。發射器的兩端 伸出在帶材的兩側的長度相等；操作側接收器和傳動側接收器的外端伸出在帶材的兩側的 長度相等；並發射器的兩端與操作側接收器和傳動側接收器的外端在垂直方向對齊。該方 法的靈敏度不高，難以適用於單機架冷軋生產要求精度高的場合。
[0006]又如，專利號為ZL200810163874. 3中國發明專利《基於穩光LED的帶材跑偏光電 傳感器》。該發明外殼底面開有窗口，窗口面上設置有保護鏡，外殼內對應窗口位置設置有 白光LED光源，白光LED光源正下方依次設置有聚光鏡、上物鏡、分光鏡和下物鏡，分光鏡與 保護鏡的平面夾角為45度；分光鏡在上物鏡下方焦點處開有通孔。分光鏡的反射光路上依 次設置有像鏡、濾光鏡和兩個光敏接收器件。兩個光敏接收器件均為片狀的矽光電池，其平 面形狀為直角三角形，組合後為成長方形。白光LED光源附近設置的光源光電池以及兩個 光敏接收器件均與穩光控制與信號處理電路板連接。該方法難以適用於帶材軋機的油霧、 乳化液等複雜工況。
【發明內容】
[0007] 本發明要解決的技術問題是針對現有技術的現狀，提供一種基於板形檢測的冷軋 帶材跑偏自動識別方法，該方法只需配備板形檢測儀，而無需額外配備邊部檢測儀器，且具 有實用可靠的特點。
[0008] 本發明解決上述技術問題所採用的技術方案為：一種基於板形檢測的冷軋帶材跑 偏自動識別方法，其特徵在於：該識別方法根據冷軋機出口板形儀檢測冷軋機出口帶材邊 部前張應力反饋值及其相應板形調節機構反饋值，確定帶材的跑偏方向及跑偏量，具體包 括以下步驟：
[0009] (1)計算當前監測周期相對於前一個監測周期帶材邊部前張應力以及各板形執行 機構的變化量，相應計算模型為：
[0010] 當前監測周期相對於前一個監測周期帶材操作側邊部前張應力變化量Λσw(kT) 的計笪式為：
【權利要求】
1. 一種基於板形檢測的冷軋帶材跑偏自動識別方法，其特徵在於：該識別方法根據冷 軋機出口板形儀檢測冷軋機出口帶材邊部前張應力反饋值及其相應板形調節機構反饋值， 確定帶材的跑偏方向及跑偏量，具體包括以下步驟： (1) 計算當前監測周期相對於前一個監測周期帶材邊部前張應力以及各板形執行機構 的變化量，相應計算模型為： 當前監測周期相對於前一個監測周期帶材操作側邊部前張應力變化量A〇w(kT)的計 算式為：
式中，k為當前監測周期序號，T為給定帶材跑偏監測周期時間間隔，i= 1、2、…、m，i表示為覆蓋於板形儀寬向相應檢測單元上各條帶材的序號，m為自然數表示冷軋機板形 執行機構數量，〇w(kT)為冷軋機出口板形儀檢測的當前監測周期的帶材操作側邊部前張 應力反饋值，〇w[(k_l)T]為冷軋機出口板形儀檢測的前一個監測周期的帶材操作側邊部 前張應力反饋值，ASi(kT)當前監測周期相對於前一個監測周期冷軋機第i板形執行機構 反饋值變化量，
"為冷軋機第i板形執行機構對帶材操作側邊部前張應力的影響係數， A〇w(kT)為帶材操作側邊部前張應力變化量， 當前監測周期相對於前一個監測周期帶材傳動側邊部前張應力變化量A〇d(kT)的計 算式為：
式中，〇d(kT)為冷軋機出口板形儀檢測的當前監測周期的帶材傳動側邊部前張應 力反饋值，〇d[(k_l)T]為冷軋機出口板形儀檢測的前一個監測周期的帶材傳動側邊部前 張應力反饋值，
為冷軋機第i板形執行機構對帶材傳動側邊部前張應力的影響係數， A〇d(kT)為帶材傳動側邊部前張應力變化量， 當前監測周期相對於前一個監測周期冷軋機第i板形執行機構反饋值變化量△Si(kT) 的計算式為：
式中，SjkT)當前監測周期冷軋機第i板形執行機構反饋值，Si[(k-1)T]為前一個監 測周期冷軋機第i板形執行機構反饋值； (2) 判別帶材是否跑偏以及跑偏方向，具體判別方式為： 1)當帶材邊部所在板形儀檢測通道的帶材理論覆蓋率x<設定的帶材覆蓋率X(l時， 此時，若帶材操作側邊部前張應力變化量
^，且帶材傳動側邊部前張 應力變化量
則帶材向操作側跑偏， 若帶材操作側邊部前張應力變化量
，且帶材傳動側邊部前張應力 變化量
，則帶材向傳動側跑偏， 否則，帶材視為沒有跑偏， 其中，X(1為設定的帶材覆蓋率，K。表示帶材邊部前張應力增大速率，且大於〇,Kn表示 帶材邊部前張應力減小速率且小於0, 〇 〇為冷軋機出口帶材平均前張應力， 2)當帶材邊部所在板形儀檢測通道的帶材理論覆蓋率x>設定的帶材覆蓋率X(l時， 此時，若帶材傳動側邊部前張應力變化量 "
" "，則帶材向操作側跑偏， 若帶材操作側邊部前張應力變化量
，，則帶材向傳動側跑偏， 否則，帶材視為沒有跑偏； (3)計算確定帶材跑偏量， 假設帶材邊部前張應力變化量是由帶材跑偏以及冷軋機各板形執行機構引起的，故，
其中，Axw(kT)和Axd(kT)分別為帶材跑偏引起的當前監測周期帶材操作側和傳動側 邊部所在板形儀檢測通道覆蓋率變化量，若
'且
，則帶材向操作 側跑偏，老
且
，則帶材向傳動側跑偏， 根據帶材邊部所在板形儀檢測通道的帶材理論覆蓋率x的大小，計算帶材跑偏量： 當帶材邊部所在板形儀檢測通道的帶材理論覆蓋率x<設定的帶材覆蓋率X(l時， 當前監測周期帶材跑偏量的計算式為：
式中，lw和ld分別為操作側和傳動側帶材邊部所在板形儀檢測通道的寬度，
、
和
分別為當前監測周期帶材操作側跑偏量、傳動側跑偏量和平均跑偏 量， 當帶材邊部所在板形儀檢測通道的帶材理論覆蓋率x>設定的帶材覆蓋率X(l時， 若帶材向操作側跑偏，則當前監測周期帶材跑偏量的計算式為：
若帶材向傳動側跑偏，則當前監測周期帶材跑偏量的計算式為，
2. 根據權利要求1所述的冷軋帶材跑偏自動識別方法，其特徵在於：所述冷軋機出口 帶材平均前張應力〇 ^的計算式為：
式中，FT為冷軋機出口帶材總張力，W為冷軋機出口帶材寬度，H為冷軋機出口帶材厚 度。
3. 根據權利要求1或2所述的冷軋帶材跑偏自動識別方法，其特徵在於：X(I的取值範 圍為70%?90%，K。的取值範圍為0. 1?0. 5,Kn的取值範圍為-0. 5?-0. 1。
4. 根據權利要求3所述的冷軋帶材跑偏自動識別方法，其特徵在於：設定帶材跑偏監 測周期時間間隔T為0. 5秒，帶材設定覆蓋率X(l為80%，帶材邊部前張應力增大速率K。為 0. 15,帶材邊部前張應力減小速率Kn為-0. 15。
【文檔編號】B21B39/14GK104275353SQ201410487793
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月22日 優先權日:2014年9月22日
【發明者】何汝迎, 顧廷權, 徐鋒, 喬愛民, 袁意林 申請人:寧波寶新不鏽鋼有限公司