一種圓盤剪刀盤重疊量的調整控制方法

2023-07-07 02:33:11 2

專利名稱：：一種圓盤剪刀盤重疊量的調整控制方法
技術領域：
：本發明涉及一種板帶剪切線中設備的調整控制方法，確切說是一種圓盤剪刀盤重疊量的調整控制方法。技術背景圓盤式剪切機是板帶剪切線中的關鍵設備，主要用於金屬帶材的切邊和分條。在高質量的帶材剪切線中，對成品帶材的切邊質量(毛刺、壓痕等)提出了較高的要求。如果圓盤剪的調整未達到剪切工藝要求的精度，就會引起帶材的切邊質量差和帶材跑偏的問題，因此工藝上就要求必須提高圓盤剪寬度、側間隙和重疊量調整的精度，而其中重疊量的調整控制最為複雜。專利號為"200610081425.5"，發明名稱是"調整圓盤剪切機剪刀間隙的裝置及方法"，公開了一種利用偏心套實現刀片徑向的重疊量的調整。該方法依據偏心套的旋轉角度與重疊量線性變化實現重疊量的精度控制。實際上，偏心套的旋轉角度變化與重疊量變化是非線性關係，如果按照線性變化進行控制，重疊量調整的誤差就很大，達不到圓盤剪重疊量調整的精度要求。另外，影響重疊量精度的因素很多，如機械傳動機構的速比、電機參數(包括額定功率、額定轉速等)、變頻器的參數(包括高速給定頻率、低速給定頻率、減速時間等)和控制方法，單從一個方面進行考慮是很難提高重疊量的調整精度。
發明內容本發明的目的是提供一種調整省時、控制精度高的圓盤剪刀盤重疊量的調整控制方法。本發明的目的是這樣實現的，一種圓盤剪刀盤重疊量的調整控制方法，其特徵是它採用變頻調速控制系統來實現圓盤剪刀盤重疊量的控制，通過可編程控制器對重疊量的目標值和位移傳感器的測量重疊量差值的絕對值與電機開始減速提前量L進行比較，利用變頻器控制電機的轉速，使目標值與實際重疊量差值的絕對值《0.02mm。所述的電機開始減速提前量L=Asina+B式中，L為電機開始減速提前量；a為偏心套旋轉角度；A為減速段的斜率係數；B為低速段運行距離的補償值。所述變頻器控制電機的轉速是當L<I重疊量目標值So-位移傳感器的測量重疊量Ssl時，重疊量的調整電機高速運行；當Ld重疊量目標值So-位移傳感器的測量重疊量Ss|時，重疊量的調整電機開始由高速減速到低速；當l重疊量目標值So-位移傳感器的測量重疊量Ssl^).02mm時，重疊量的調整電機由低速減速到停止。所述的重疊量目標值So是由重疊量和帶材厚度的關係決定的；當0.3mm《d《1.3412mm時，S。=0.5d;當1.3412mm0，刀盤重疊為負時，S<0);O為刀盤的直徑；H為機架的上下偏心套外圓中心距離；R為偏心套的偏心距；a為偏心套的旋轉角度(定義偏心套在最高位置時為0°，重疊量的調整範圍為O。180°)。對上式進行S(a)求導，可得S'=2RSina式中，S'為重疊量導數。如圖2所示為重疊量導數(S')和角度(a)的關係曲線，從曲線可以出重疊量偏心套旋轉角度變化與重疊量變化是非線性關係，偏心套旋轉角度a從0。一90°變化時，重疊量S的變化率越來越大；a從90。一180°變化時，重疊量S的變化率越來越小。所以在圓盤剪刀盤重疊量控制中，必須考慮偏心套所處的角度，如果旋轉角度a在90°附近，電機減速太晚，重疊量的控制精度會降低；如果旋轉角度a離90。較遠，電機減速太早，低速運行段太長，重疊量調整時間就會變長，要處理控制精度和調整時間的矛盾，就要考慮由於偏心套實時轉角不同而引起的電機控制時減速點變化的問題。如圖3所示，從圓盤剪重疊量控制系統框圖可以反映出本發明包括以下步驟1)採用變頻調速控制系統來實現圓盤剪刀盤重疊量的控制，電機控制負載(偏心套)的旋轉角度來實現重疊量調整。2)開始時上位計算機傳送帶材的厚度d、刀盤直徑①等參數給可編程控制器，可編程控制器按照數學模型計算'出重疊量的目標值S0。3)可編程控制器對I重疊量目標值So-位移傳感器的測量重疊量SsI與電機開始減速提前量L進行比較，通過變頻器控制電機的轉速，來提高重疊量控制的精度，使目標值與實際重疊量差值的絕對值《0.02mm。電機開始減速提前量L=Asina+B式中，L為電機開始減速提前量；a為偏心套旋轉角度；A為減速段的斜率係數；B為低速段運行距離的補償值。本發明中變頻器控制電機的轉速需要考慮當L〈l重疊量目標值So一位移傳感器的測量重疊量Ssi時，重疊量的調整電機高速運行；當I^I重疊量目標值So-位移傳感器的測量重疊量Ss|時，重疊量的調整電機開始由高速減速到低速；當I重疊量目標值So-位移傳感器的測量重疊量Ssl^).02mm時，重疊量的調整電機由低速減速到停止。根據工藝，重疊量的目標值SO和帶材厚度d的關係為當0.3mm《d《1.3412mm時，取S0=0.5d;當1.3412mm〈d《3.0mm時，取S0=-0.2727d+1.0364;式中，d為帶材厚度。如圖4所示為變頻器的給定速度(V)和時間(t)的關係曲線，圖中陰影部分為重疊量調整電機開始減速提前量L。在變頻器控制重疊量調整電機時，由於減速斜率是一定的，如果電機由高速1減速太晚，沒有減速到低速3就已到達重疊量目標值，而降低重疊量控制的精度；如果電機由高速l減速太早，電機低速3運行時間太長，而增加了重疊量調整時間，所以選擇合適的重疊量調整電機減速點2很關鍵。由以上的分析，給出下面的電機開始減速提前量的公式L=Asina+B由圓盤剪刀盤重疊量的控制模型公式S=0)-H-2RC0Sa，可得formulaseeoriginaldocumentpage6所以L=A{1—[(a>-H-Ss)/2R]2}1/2+B式中，L為電機開始減速提前量；Ss為位移傳感器的測量重疊量；A為減速段的斜率係數，對於0.3mm《帶材厚度d《3.0mm時，A的取值範圍為0.1mm0.8mm，與圓盤剪刀盤重疊量調整傳動機構的速比、電機參數和變頻器參數等有關，速比越大，A取值越小，電機額定功率越大、額定轉速越高、變頻器給定頻率越高、變頻器減速時間越長，A取值越大。B為低速段運行距離的補償值，對於0.3mm《帶材厚度d《3.0mm時，B的取值範圍為0.01mm0.3mm，在這裡，B的存在使電機在低速運行時能有一段過渡時間，保證重疊量控制精度。表1為採用這種重疊量控制方法，在刀盤直徑為320mm和294mm，A取0.3、B取O.l時的實測數據表。表1tableseeoriginaldocumentpage6由表l可以看出刀盤重疊量實際控制精度在O.Olmm以內。本發明的方法採用變頻調速控制系統來實現圓盤剪刀盤重疊量的調整控制，分析了圓盤剪刀盤重疊量控制的數學模型，考慮到重疊量偏心套旋轉角度變化與重疊量變化的非線性關係，以及在控制中存在的控制精度和調整時間的矛盾，綜合了影響圓盤剪刀盤重疊量調整精度的諸多因素，總結出了控制重疊量調整電機開始減速提前量的公式，引入了兩個關鍵參數，使控制精度達到了0.02mm，從而實現了圓盤剪刀盤重疊量的調整控制省時、控制精度高的目的。權利要求1、一種圓盤剪刀盤重疊量的調整控制方法，其特徵是它採用變頻調速控制系統來實現圓盤剪刀盤重疊量的控制，通過可編程控制器對重疊量的目標值和位移傳感器的測量重疊量差值的絕對值與電機開始減速提前量L進行比較，禾l」用變頻器控制電機的轉速，使目標值與實際重疊量差值的絕對值《0.02mm。2、根據權利要求1所述的一種圓盤剪刀盤重疊量的調整控制方法，其特徵是所述的電機開始減速提前量L^Asina+B式中，L為電機開始減速提前量；a為偏心套旋轉角度；A為減速段的斜率係數；B為低速段運行距離的補償值。3、根據權利要求1所述的一種圓盤剪刀盤重疊量的調整控制方法，其特徵是所述的變頻器控制電機的轉速是當L〈i重疊量目標值So-位移傳感器的測量重疊量Ssl時，重疊量的調整電機高速運行；當！^l重疊量目標值So-位移傳感器的測量重疊量Ss|時，重疊量的調整電機開始由高速減速到低速；當l重疊量目標值So-位移傳感器的測量重疊量Ssl^).02mm時，重疊量的調整電機由低速減速到停止。4、根據權利要求3所述的一種圓盤剪刀盤重疊量的調整控制方法，其特徵是所述的重疊量目標值So是由重疊量和帶材厚度d的關係決定的；當0.3mm《帶材厚度d《1.3412mm時，So=0.5d;當1.3412mm<帶材厚度d《3.0mm時，S0=-0.2727d+1.0364;式中，d為帶材厚度。5、根據權利要求2所述的一種圓盤剪刀盤重疊量的調整控制方法，其特徵是所述的減速段的斜率係數A，對於0.3mm《帶材厚度d《3.0mm時，A的取值範圍為0.1mm~0.8mm。6、根據權利要求2所述的一種圓盤剪刀盤重疊量的調整控制方法，其特徵是所述的低速段運行距離的補償值B，對於0.3mm《帶材厚度d《3.0mm時，B的取值範圍為0.01mm0.3mm。全文摘要本發明涉及一種板帶剪切線中設備的調整控制方法，確切說是一種圓盤剪刀盤重疊量的調整控制方法，它採用變頻調速控制系統來實現圓盤剪刀盤重疊量的控制，通過可編程控制器對重疊量的目標值和位移傳感器的測量重疊量差值的絕對值與電機開始減速提前量L進行比較，利用變頻器控制電機的轉速，使目標值與實際重疊量差值的絕對值≤0.02mm。這種圓盤剪刀盤重疊量的調整控制方法省時控制精度高。文檔編號G05B19/04GK101145038SQ200710018960公開日2008年3月19日申請日期2007年10月29日優先權日2007年10月29日發明者周德奇,張勇安,景群平,許展望申請人:中國重型機械研究院