熱軋精軋換輥小車位置自動標定控制方法與流程
2023-11-10 01:32:32 1
本發明涉及一種熱軋精軋換輥小車位置自動標定控制方法，屬於冶金軋制技術領域。
背景技術：
鋼鐵企業熱軋生產線精軋機組一般由七架精軋機組組成，每架精軋機相應配備一套換輥小車裝置，其功能是更換精軋機上下工作輥。換輥小車位置檢測依靠其安裝在行走電機上的位置編碼器實現。在實際工作過程中，由於日積月累的誤差等因素，經常造成小車定位不準確的現象，由此造成精軋機換輥工作輥推進不到位的現象。此時，需要人工對其小車位置重新標定，人工標定位置的過程比較繁瑣，用時較長，嚴重影響換輥的效率。目前，國內熱軋生產線換輥小車的位置標定大多採用人工標定，由此可見，換輥小車位置自動標定控制方法的應用非常廣泛。隨著熱連軋生產線軋制節奏的逐漸加快，精軋機工作輥的更換日益頻繁，已經達到每天要進行5至6次換輥；換輥小車編碼器對換輥小車位置檢測不準確，並且需要到現場確認動作是否到位，也會導致自動換輥模式失敗，因此需要對編碼器進行及時標定；傳統手動標定因時間長而只能在每周一次的檢修期間進行，編碼器往往累積了較大誤差，而導致位置檢測不準確。因此提高換輥小車位置的精度，減少換輥時間就成為熱連軋生產線工程技術人員面臨的新的難點和課題。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種熱軋精軋換輥小車位置自動標定控制方法，採用對換輥小車電機驅動力矩和速度的優化以及換輥小車編碼器檢測位置自動標定的雙重控制方法，確保換輥的正常進行，僅需在每次換輥過程中，在合理的位置，控制系統能夠自動對其編碼器位置進行準確的標定，消除累計的誤差，保證換輥小車行進位置的準確性，保證換輥的順利進行，解決已有技術中存在的上述問題。
本發明所採用的技術方案是：
一種熱軋精軋換輥小車位置自動標定控制方法，包含如下步驟：在換輥小車的行走齒輪11上安裝有位置編碼器10，變速箱3通過法蘭接手4和扭矩電機2連接，扭矩電機實時輸出扭矩，位置編碼器10和扭矩電機2分別提供換輥小車行走位移和換輥小車行走速度的變化量信號，當換輥小車走到基準標定位置時，控制系統自編有標定功能塊觸發信號，執行機構15按照控制系統的指令，使得位置編碼器10在標定位置自動輸入每一次的標定基準值，從而保證換輥小車位置的準確性。
具體控制過程是：
第一、在換輥過程中，當換輥小車走到上工作輥推進軋機的位置，此位置為換輥小車標定的最佳位置，時時監控此時位置編碼器10的行走位移量，監控此時位置編碼器的數值與標定數值誤差是否在安全範圍之內；如果誤差在安全範圍之內，當上工作輥鎖緊板鎖緊信號在控制程序中檢測到後，控制系統發出一個脈衝，把位置編碼器標定基準值賦予位置編碼器；如果換輥小車此時的行走位移量和基準值誤差超出安全範圍，則控制系統發出報警信號，同時，執行機構15停止動作；
第二、在行駛中，監控扭矩電機2驅動力矩和速度的輸出，在換輥小車靠近軋機時，控制系統降低扭矩電機2的扭矩和速度輸出，確保能夠準確的到達標定位置。
所述的扭矩電機2驅動力矩的大小採集電流值表徵，如果電流值超出安全範圍，控制系統發出報警信號，扭矩電機2的制動器動作，換輥小車停止動作；位置編碼器10在plc掃描周期內，時時監控其數據變化的比例，如果數值在掃描周期內發生跳變或者超過位置編碼器最大值，控制系統發出報警信號，終止換輥動作流程。
在換輥小車直線運動軌跡安裝有軌道12，軌道12上放置能夠前進或後退直線行走的的換輥小車，換輥小車的行走齒輪11和位置編碼器10相連，位置編碼器10用於時時監控換輥小車行走位移；行走齒輪11和變速箱3連接，變速箱3通過法蘭接手4和扭矩電機2連接，扭矩電機2產生力矩通過變速箱3驅動行走齒輪帶動換輥小車移動。
本發明的有益效果是，採用了對換輥小車電機驅動力矩和速度的優化以及換輥小車編碼器檢測位置自動標定的雙重控制方法，確保了換輥的正常進行，僅需在每次換輥過程中，在合理的位置，控制系統能夠自動對其編碼器位置進行準確的標定，消除了累計的誤差，保證了換輥小車行進位置的準確性，保證了換輥的順利進行。本發明思路新穎，易於實施，其控制操作要求對於現代化的生產線來說易如反掌，操作靈活，經過實踐檢驗效果明顯，具有推廣價值。
附圖說明
圖1是本發明實施例的換輥小車側視示意圖：
圖2是本發明實施例的換輥小車俯視圖；
圖中，1.換輥小車警報燈，2.扭矩電機，3.變速箱，4.法蘭接手，5.電纜捲筒，6.捲筒電機，7.電纜夾輪，8.電纜夾輪，9.後軌道滑輪，10.位置編碼器，11.行走齒輪，12.軌道，13.前軌道滑輪，14.抬升鉤頭，15.執行機構。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施方式對本發明進行詳細說明。
本發明實施例的具體實施方式：
換輥過程中，換輥小車從備輥位置（起始位置）行走到下工作輥進軋機位置（終止位置）。
參照圖1、圖2，在小車直線運動軌跡安裝有軌道12，軌道12上放置能夠前進或後退直線行走的的換輥小車，換輥小車的行走齒輪11和位置編碼器10相連，位置編碼器10用於時時監控換輥小車行走位移；行走齒輪11和變速箱3連接，變速箱3通過法蘭接手4和扭矩電機2連接，扭矩電機2產生力矩通過變速箱3驅動行走齒輪帶動換輥小車移動；換輥小車報警燈1在換輥小車行走過程中閃爍並鳴笛；電纜捲筒5轉動，收回或者放展信號及動力電纜，保證電纜能夠跟隨換輥小車前進或者後退而自由捲起；電纜捲筒5通過轉軸與捲筒電機6連接，捲筒電機6為電纜捲筒動作提供動力；電纜夾輪一7和電纜夾輪二8屬於被動輪，把電纜卡在中間，防止電纜脫落；後軌道滑輪9和前軌道滑輪13卡在軌道12上，保證換輥小車行走過程中不會脫軌；抬升鉤頭14與執行機構15的電磁液壓缸連接，在正常工作中能夠抬起或者下降，在換輥過程中抽舊工作輥時起到勾住工作輥的作用。
本發明通過對扭矩電機輸出力矩和位置編碼器檢測，標定條件位置觸發位置編碼器重新賦值，具體控制過程是：
精軋機由於頻繁的換輥以及位置檢測的編碼編碼器接手的彈性，久而久之，導致了換輥小車位置編碼器誤差的累計，從而導致換輥小車行走的位置產生偏差，從而出現了換輥過程中上工作輥落不到下工作輥的定位銷或者軋機奪鎖緊板鎖不上的情況。
採用本發明，在每次自動換輥的過程中，當換輥小車走到合適的標定位置，此時控制系統產生一個信號脈衝，然後把此時的換輥小車準確位置作為位置編碼器的換輥小車位置進行標定賦值，這樣換輥小車在每次換輥過程中都會對其位置進行重新的標定，保證換輥小車位置的精確性。
第一，監控換輥小車扭矩電機2的驅動力矩和速度。正常上卷情況下此驅動力矩按照特定規律變化，不會跳躍。當換輥小車靠近軋機的時候，位置編碼器檢測到位置後，激活扭矩電機輸出扭矩降低，保證換輥小車在plc掃描周期內低速運行。
第二，增加換輥小車位置編碼器自動標定的功能塊。首先控制程序連鎖為：軋機在換輥模式下，每一架機架為自動模式；換輥模式為工作輥換輥模式下，位置編碼器檢測狀態為健康狀態，推新輥觸發脈衝觸發得電。最基本的條件滿足後，當換輥小車行走到換輥位置上工作輥縮緊後，此時是換輥小車位置編碼器標定的最佳狀態；採用上工作輥縮緊電磁閥得電和鎖緊接近檢測開關得電，作為觸發控制系統觸發脈衝，然後控制系統把這個數值輸入到位置檢測編碼器中，重新對位置編碼器進行賦值。這樣就可以保證在每次自動換輥過程中對位置編碼器位置進行重新標定。
本發明控制程序可以自動標定也可以實現人工幹預，靈活調節；方法新穎，經過長期的運行實踐，此控制方法十分有效，對於消除換輥小車位置積累的誤差顯得非常有必要，同時具有推廣價值。