本發(fā)明屬于自動控制，涉及取向硅鋼脫碳滲氮涂氧化鎂機組的鋼帶對中，具體是一種焊機帶頭帶尾自動對中控制系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)：

1、取向硅鋼脫碳滲氮涂氧化鎂機組的主要功能是通過高溫退火對帶鋼進行脫碳滲氮處理，再在帶鋼表面涂覆氧化鎂涂層，為下工序環(huán)形爐提供帶氧化鎂涂層的取向硅鋼原料卷。焊機則在其中起著使機組連續(xù)生產(chǎn)的作用，焊縫質(zhì)量能否達標成為機組連續(xù)生產(chǎn)的關(guān)鍵，而前后兩個鋼卷的帶頭帶尾能否高精度地完成自身對于機組中心線的對齊以及入口帶頭和出口帶尾的對齊又是保證焊接質(zhì)量和生產(chǎn)線連續(xù)運行的重中之重。

2、焊機焊接的工藝流程為：

3、1）上一卷帶鋼的帶尾定位到焊機；

4、2）焊機出口對中裝置對帶尾進行對中；

5、3）下一卷帶鋼的帶頭定位到焊機；

6、4）焊機入口對中裝置對帶頭進行對中；

7、5）帶頭帶尾進行對中；

8、6）系統(tǒng)收到帶頭帶尾對中完成信號后，焊機剪切；

9、7）焊接帶頭帶尾開始搭接；

10、8）搭接完成后，焊機對搭接部分進行焊接；

11、9）焊接完成后，機組開始建立張力，機組運行，同時焊機恢復(fù)到原始位置，為下一次焊機做準備。

12、由于取向硅鋼極薄，僅為0.15mm-0.35mm，傳統(tǒng)窄搭接焊機的對中形式為單邊糾偏裝置，即在焊機的一側(cè)有兩個糾偏裝置，根據(jù)光電檢測距離分別進行糾偏，開環(huán)控制，對中精度約6mm，對中過程精度低、時間長，易造成鋼帶拉邊、褶皺、拉過中心線等現(xiàn)象，導(dǎo)致焊機焊接時出現(xiàn)焊穿、虛焊、焊縫強度不足等現(xiàn)象，直接造成機需重焊降速或停車，甚至因焊縫質(zhì)量不良造成焊縫處斷帶停車，嚴重影響機組連續(xù)穩(wěn)定運行。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種焊機帶頭帶尾自動對中控制系統(tǒng)及控制方法，由高清照相機系統(tǒng)和伺服控制系統(tǒng)配合可編程控制器完成鋼帶精準對中，保證焊機順利完成焊接，提高焊縫質(zhì)量，降低故障率，減少誤工時間和產(chǎn)能損失，提高機組作業(yè)率和產(chǎn)品成材率。

2、本發(fā)明為了實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：

3、一種焊機帶頭帶尾自動對中控制系統(tǒng)，包括高清照相機系統(tǒng)、伺服控制系統(tǒng)及plc控制系統(tǒng)及位置檢測裝置，高清照相機系統(tǒng)包括攝像頭、感光源以及人機交互界面，對鋼帶的帶頭和帶尾位置實時采樣和監(jiān)控，并將數(shù)據(jù)通過高清照相機系統(tǒng)軟件傳輸給plc控制系統(tǒng)，plc控制系統(tǒng)對帶頭和帶尾的位置進行分析，并與目標位置進行對比，根據(jù)位置對比結(jié)果給伺服控制系統(tǒng)發(fā)出控制指令；伺服控制系統(tǒng)的執(zhí)行結(jié)構(gòu)包括電動推桿和伺服電機，控制系統(tǒng)控制電動推桿實現(xiàn)鋼帶左右對齊，控制伺服電機實現(xiàn)鋼帶前后對齊。

4、高清照相機系統(tǒng)包括入口操作側(cè)高清照相機系統(tǒng)和入口對中高清照相機系統(tǒng)，出口操作側(cè)高清照相機系統(tǒng)和出口對中照相機系統(tǒng)。

5、進一步的，對中控制系統(tǒng)的控制方法為：

6、設(shè)操作側(cè)高清照相機系統(tǒng)中心線距機組中心線的距離為es1，鋼帶的寬度為ew1，操作側(cè)高清照相機系統(tǒng)拍攝的帶鋼頭部邊緣距操作側(cè)的高清照相機系統(tǒng)中心線的距離為es2，對中高清照相機系統(tǒng)拍攝范圍內(nèi)最遠端帶鋼邊緣距操作側(cè)的高清照相機系統(tǒng)中心線的距離為es3，帶鋼頭部邊緣距電動推桿零位基準線的距離為of。

7、當(dāng)鋼帶帶頭到達高清照相機系統(tǒng)檢測位置后，通過位置檢測裝置獲得es2和es3，并發(fā)送至plc控制系統(tǒng)。

8、當(dāng)es2=es3，鋼板在機組中心線，電動推桿無需動作；當(dāng)es2>es3時，鋼帶偏向操作側(cè)，of=es1-es2-es1/2；當(dāng)es2<es3的時候，鋼帶偏向傳動側(cè)，of=es1/2-es1+es2；plc控制系統(tǒng)據(jù)此進一步計算出電動推桿需動作的數(shù)據(jù)，并下發(fā)至電動推桿使其完成動作，過程中高清照相機系統(tǒng)返回實時es2和es3數(shù)據(jù)，直至es2=es3。

9、當(dāng)入口、出口鋼帶對中全部完成后，進行縱向?qū)R。

10、設(shè)入口區(qū)域?qū)χ醒b置操作側(cè)高清照相機系統(tǒng)拍攝的帶鋼頭部邊緣距操作側(cè)的高清照相機系統(tǒng)中心線的距離為ze2，入口區(qū)域?qū)χ懈咔逭障鄼C系統(tǒng)拍攝范圍內(nèi)最遠端帶鋼邊緣距操作側(cè)的高清照相機系統(tǒng)中心線的距離為ze3；

11、出口區(qū)域?qū)χ醒b置操作側(cè)高清照相機系統(tǒng)拍攝的帶鋼頭部邊緣距操作側(cè)的高清照相機系統(tǒng)中心線的距離為zd2，出口區(qū)域?qū)χ懈咔逭障鄼C系統(tǒng)拍攝范圍內(nèi)最遠端帶鋼邊緣距操作側(cè)的高清照相機系統(tǒng)中心的距離為zd3；

12、當(dāng)ze2>zd2時，以zd2數(shù)據(jù)為基準，plc控制系統(tǒng)驅(qū)動伺服電機驅(qū)動入口對中裝置整體向操作側(cè)移動，至ze2=zd2相等，相反，當(dāng)ze2<zd2時，以zd2為基準，伺服驅(qū)動器驅(qū)動入口對中裝置整體向傳動側(cè)移動，直至ze2=zd2相等，完成鋼帶的前后對中，之后檢查ze3與zd3的數(shù)據(jù)是否相等，若相等則縱向?qū)R完成。

13、進一步的，位置檢測裝置采用位置傳感器，通過固定支架設(shè)置在焊機對中裝置的傳動側(cè)外側(cè)轉(zhuǎn)角位置。

14、進一步的，固定支架包括滑軌架、滑軌固定架和傳感器固定架，滑軌固定架與滑軌架固定連接固定滑軌架，滑軌架通過卡入滑軌滑槽的螺釘與傳感器固定架滑動連接，傳感器固定架上加工有長槽，螺釘可在長槽內(nèi)滑動，傳感器固定架上連接位置傳感器，通過調(diào)整螺釘在滑軌滑槽和長槽的位置可實現(xiàn)位置傳感器的位置調(diào)節(jié)。

15、本發(fā)明的有益效果是：通過高清照相機系統(tǒng)、伺服控制系統(tǒng)和位置檢測裝置對帶鋼帶頭帶尾進行自動對中控制，對中精度提升至2mm，保證了焊機順利完成焊接，提高焊縫質(zhì)量，降低故障率，減少誤工時間和產(chǎn)能損失，提高機組作業(yè)率和產(chǎn)品成材率；高清照相機系統(tǒng)上位軟件和人機交互界面的應(yīng)用和現(xiàn)場數(shù)據(jù)的交換可以使得維護人員遠程查看數(shù)據(jù)，檢查維護較為簡便，位置檢測裝置的位置傳感器成本低于傳統(tǒng)的位移傳感器，維護也更加便捷。

技術(shù)特征：

1.一種焊機帶頭帶尾自動對中控制系統(tǒng)，其特征在于：包括高清照相機系統(tǒng)、伺服控制系統(tǒng)及plc控制系統(tǒng)及位置檢測裝置，高清照相機系統(tǒng)包括攝像頭、感光源以及人機交互界面，對鋼帶的帶頭和帶尾位置實時采樣和監(jiān)控，并將數(shù)據(jù)通過高清照相機系統(tǒng)軟件傳輸給plc控制系統(tǒng)，plc控制系統(tǒng)對帶頭和帶尾的位置進行分析，并與目標位置進行對比，根據(jù)位置對比結(jié)果給伺服控制系統(tǒng)發(fā)出控制指令；伺服控制系統(tǒng)的執(zhí)行結(jié)構(gòu)包括電動推桿和伺服電機，控制系統(tǒng)控制電動推桿實現(xiàn)鋼帶左右對齊，控制伺服電機實現(xiàn)鋼帶前后對齊；所述高清照相機系統(tǒng)包括入口操作側(cè)高清照相機系統(tǒng)和入口對中高清照相機系統(tǒng)，出口操作側(cè)高清照相機系統(tǒng)和出口對中照相機系統(tǒng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所示的一種焊機帶頭帶尾自動對中控制系統(tǒng)，其特征在于：所示位置檢測裝置采用位置傳感器，通過固定支架設(shè)置在焊機對中裝置的傳動側(cè)外側(cè)轉(zhuǎn)角位置。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所示的一種焊機帶頭帶尾自動對中控制系統(tǒng)，其特征在于：所述固定支架包括滑軌架、滑軌固定架和傳感器固定架，滑軌固定架與滑軌架固定連接固定滑軌架，滑軌架通過卡入滑軌滑槽的螺釘與傳感器固定架滑動連接，傳感器固定架上加工有長槽，螺釘可在長槽內(nèi)滑動，傳感器固定架上連接位置傳感器，通過調(diào)整螺釘在滑軌滑槽和長槽的位置可實現(xiàn)位置傳感器的位置調(diào)節(jié)。

4.權(quán)利要求1所述一種焊機帶頭帶尾自動對中控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于自動控制技術(shù)領(lǐng)域，提供一種焊機帶頭帶尾自動對中控制系統(tǒng)及控制方法，系統(tǒng)包括高清照相機系統(tǒng)、伺服控制系統(tǒng)及PLC控制系統(tǒng)及位置檢測裝置，高清照相機系統(tǒng)包括攝像頭、感光源以及人機交互界面，對鋼帶的帶頭和帶尾位置實時采樣和監(jiān)控，并將數(shù)據(jù)通過高清照相機系統(tǒng)軟件傳輸給PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)對帶頭和帶尾的位置進行分析，并與目標位置進行對比，根據(jù)位置對比結(jié)果給伺服控制系統(tǒng)發(fā)出控制指令；伺服控制系統(tǒng)的執(zhí)行結(jié)構(gòu)包括電動推桿和伺服電機，控制系統(tǒng)控制電動推桿實現(xiàn)鋼帶左右對齊，控制伺服電機實現(xiàn)鋼帶前后對齊；本發(fā)明由高清照相機系統(tǒng)和伺服控制系統(tǒng)配合可編程控制器完成鋼帶精準對中，保證焊機順利完成焊接，提高焊縫質(zhì)量，降低故障率，減少誤工時間和產(chǎn)能損失，提高機組作業(yè)率和產(chǎn)品成材率。

技術(shù)研發(fā)人員：耿亮,王智煌,盧振敏,耿曉偉,董志剛,陳會軍,房建方,王清宇,郎東沅,武超
受保護的技術(shù)使用者：山西太鋼不銹鋼股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9