專利名稱：型鋼定尺優(yōu)化鋸切的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大中型型鋼鋸切的方法，具體地說(shuō)是在型鋼鋸切工藝過(guò)程中增加最佳鋸切算法工序，選擇出最優(yōu)的鋸切型鋼尺寸組合，使型鋼鋸切后的剩余段減至最少的一種鋸切方法，即型鋼定尺優(yōu)化鋸切的方法。
現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外大中型型鋼軋機(jī)精整生產(chǎn)線(軋件鋸切)的工藝流程形式繁多，無(wú)論是采用定尺冷卻或是采用長(zhǎng)尺冷卻工藝，歸納起來(lái)，最基本的軋件鋸切工藝流程不外乎是單線流程型和雙線流程型。其鋸切工藝均是軋件→選擇一個(gè)已設(shè)在固定距離的定尺擋板來(lái)定位→按單一尺寸定尺鋸切→檢驗(yàn)→打捆入庫(kù)，由于現(xiàn)有的型鋼生產(chǎn)線的自動(dòng)化水平普遍較低，僅能提供極少數(shù)幾個(gè)固定的定尺長(zhǎng)度并用人工操縱控制，組織定尺生產(chǎn)的方法基本上是采用每個(gè)生產(chǎn)時(shí)間段每次取一個(gè)定尺下達(dá)作業(yè)指令進(jìn)行鋸切，待該定尺數(shù)量完成后再另取一個(gè)定尺下達(dá)作業(yè)指令直至完成全部定尺生產(chǎn)計(jì)劃。這種作業(yè)方式的最大不足之處就是一.不能利用通過(guò)多個(gè)定尺進(jìn)行配尺的手段達(dá)到減少或避免剩余段產(chǎn)生的效果；二.用戶不能任意而只能在生產(chǎn)廠家指定的定尺長(zhǎng)度中選擇。反之，若生產(chǎn)廠為滿足用戶要求來(lái)生產(chǎn)，一般須離線進(jìn)行，無(wú)論是在線或離線進(jìn)行，均必定會(huì)增加加工成本。如果用戶不能買到他所需長(zhǎng)度的產(chǎn)品，那么，用戶在使用中不但須進(jìn)一步加工而且材料的有效利用率會(huì)降低，這種邊角料的損失和浪費(fèi)有時(shí)會(huì)很大。
從理論上講，如果某個(gè)品種規(guī)格、定尺長(zhǎng)度的鋼材選擇了與之匹配的坯料，那么其軋制后的軋件長(zhǎng)度切頭去尾可以全部被切成所需要的定尺長(zhǎng)度而沒(méi)有剩余段，但在實(shí)際生產(chǎn)中是很難做到，這是因?yàn)?1)供坯廠和軋鋼廠本身由于坯料堆放和管理上的原因要求坯料規(guī)格具有一定范圍的共用性，所以不能提供很多長(zhǎng)度規(guī)格的坯料與產(chǎn)品品種規(guī)格長(zhǎng)度一一對(duì)應(yīng)，使每一根坯料軋出的長(zhǎng)度被產(chǎn)品的定尺長(zhǎng)度整除；(2)影響軋鋼全定尺生產(chǎn)的因素除了坯長(zhǎng)外，還與加熱燒損、軋件溫度、軋機(jī)剛度、偏差軋制的控制與穩(wěn)定、軋制不均勻變形以及操作、管理等因素有關(guān)，也就是說(shuō)坯重即使一樣也保證不了軋后長(zhǎng)度均一樣。因此在生產(chǎn)實(shí)際中軋件鋸切后一般不可避免地要產(chǎn)生剩余段，亦稱非定尺。剩余段的產(chǎn)生會(huì)給軋鋼廠帶來(lái)許多嚴(yán)重的不利影響(1)它的存在意味著需要投入更多的原材料才能產(chǎn)出所需的定尺數(shù)量，同時(shí)也意味著定尺率的減少，如果定尺率減少，那么負(fù)偏差軋制的可觀收益就隨之減少；(2)非定尺產(chǎn)品的售價(jià)比較低，且占用成品場(chǎng)地和資金、時(shí)間長(zhǎng)；(3)剩余段較短且長(zhǎng)短不一，打捆不易牢固、占用場(chǎng)地大，在堆垛、吊放、移動(dòng)的過(guò)程中易發(fā)生變形、散包，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、安全風(fēng)險(xiǎn)增大。因此，剩余段是令軋鋼廠頭痛并盡力設(shè)法避免的產(chǎn)品。
一根線條如果只被一個(gè)長(zhǎng)度截取，那么它被整除的幾率就很小，一般均會(huì)有剩余段產(chǎn)生；如果它可以同時(shí)被幾個(gè)長(zhǎng)度段隨意組合(含單獨(dú))去截取，那么它被整除的幾率就很大。用戶購(gòu)買鋼材基本均按定尺長(zhǎng)度訂貨，即使同一規(guī)格有時(shí)也會(huì)訂幾個(gè)不同長(zhǎng)度，因而生產(chǎn)廠在匯總所有合同訂單后，必定會(huì)遇到在同一生產(chǎn)周期里，生產(chǎn)同一品種規(guī)格產(chǎn)品的定尺長(zhǎng)度的規(guī)格數(shù)一般會(huì)有許多。如前所述，按單一尺寸定尺鋸切不可避免地會(huì)產(chǎn)生許多剩余段，而如果將用戶訂貨中的不同長(zhǎng)度進(jìn)行配尺優(yōu)化，在鋸切之前，增加一道將不同長(zhǎng)度的產(chǎn)品配在一起的優(yōu)化計(jì)算工序，以減少剩余段的產(chǎn)生，就會(huì)為工廠產(chǎn)生更大的效益，同時(shí)，也給用戶帶來(lái)許多好處和方便。
本發(fā)明的目的就是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種可大大減少軋件鋸切后剩余段的型鋼鋸切方法。
本發(fā)明型鋼定尺優(yōu)化鋸切的方法是通過(guò)軋機(jī)軋制后的成品軋件經(jīng)測(cè)溫測(cè)長(zhǎng)后，對(duì)軋件的鋸切進(jìn)行優(yōu)化鋸切計(jì)算，篩選出最佳的鋸切配尺方案，然后由計(jì)算機(jī)及相應(yīng)的自動(dòng)化控制裝置指揮移動(dòng)熱鋸和定尺擋板，按最佳鋸切方案進(jìn)行鋸切，再經(jīng)冷卻、矯直、檢驗(yàn)、標(biāo)號(hào)、堆垛打捆稱重后入庫(kù)。優(yōu)化鋸切數(shù)學(xué)模型是
其中i＝INT(H/(S+S))；j＝INT(H/(S+D1))；k＝INT(H/(S+D2))；m＝INT(H/(S+D3))；T0＝S+S；T1＝S+D1；T2＝S+D2；T3＝S+D3；δ＝INT(Con/S)；α＝INT(Con/D1)；β＝INT(Con/D2)；γ＝INT(Con/D3)；式中Con是初始剩余段長(zhǎng)度；C”on、C”onm是待判斷剩余段長(zhǎng)度；S是主鋸切元素，即移動(dòng)熱鋸至固定熱鋸的距離；D是輔鋸切元素，即定尺移動(dòng)擋板至固定熱鋸距離；H是鋸切前軋件有效長(zhǎng)度；T是鋸切單元；INT()取整函數(shù)表達(dá)式。
鋸切優(yōu)化計(jì)算步驟是首先，必須依據(jù)成品收集臺(tái)架獨(dú)立工作單元的數(shù)量決定每一個(gè)生產(chǎn)期間所能容納鋸切元素的個(gè)數(shù)，稱此為“鋸切元素容量”，數(shù)學(xué)模型僅取四個(gè)鋸切元素為例建立(也可隨收集臺(tái)架的增多再增加)；其次，選定主、輔鋸切元素S和D；程序啟動(dòng)后，將測(cè)得軋件成品長(zhǎng)度R，切頭切尾值a、b輸入，算出有效長(zhǎng)度H＝R-a-b；根據(jù)選定的主、輔鋸切元素S和D組成各鋸切單元T0＝S+D0，T1＝S+D1，T2＝S+D2，T3＝S+D3。設(shè)D0＝S，i＝INT(H/T0)代入數(shù)學(xué)公式，其它系數(shù)均初始化為零，求得C01，系數(shù)不斷賦值變動(dòng)，依次引入元素D1、D2、D3，把不同的鋸切元素組合求解出來(lái)，其解集為(C”01或C”01s，C”011，C”012，C”013，……C”01m)
(C’01或C’01s，C’011，C’012，C’013，……C’01m)比較集合中的各值，取其中最小值為C1，若相同則比較系數(shù)之和的大小等因素選取C1＝min(C’01或C’01s，C’011，C’012，C’013，……C’01m)接著按一定的格式，變動(dòng)公式(1)的系數(shù)，可以得到C02值，并按前面處理C01的辦法、步驟來(lái)處理C02值…從而求出第二個(gè)剩余段C2。
比較C1與C2的值，若那個(gè)小，則保留這組鋸切的配尺方案，若相同則比較系數(shù)之和的大小等因素選取，以待和待求的C3比較。
接著將鋸切單元T0的系數(shù)再遞減，同時(shí)T1的系數(shù)相應(yīng)再遞增，這時(shí)又會(huì)得到一個(gè)C03的值，然后按照前面的方法求出C03和C3。
把C3與前面保留的C1或C2的值比較，取最小的值。
依照上述規(guī)律逐漸將鋸切單元T2、T3引入，通過(guò)不斷地對(duì)系數(shù)賦值，變動(dòng)系數(shù)，求出所有不同鋸切單元組合的對(duì)應(yīng)值，比較C值，篩選出一個(gè)最佳的鋸切配尺方案，并按該配尺方案指揮熱鋸去執(zhí)行鋸切動(dòng)作。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是可以大大減少軋件鋸切后的剩余段，提高生產(chǎn)效益，給用戶帶來(lái)便利。
下面再對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的說(shuō)明。
按鋼材產(chǎn)品交貨期、品種規(guī)格、鋼種、建立定尺長(zhǎng)度生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃和根據(jù)精整線設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸及其所能接受的物料長(zhǎng)度的具體情況，把鋼材的定尺長(zhǎng)度分成幾檔范圍。例如，本計(jì)算方法設(shè)定為四個(gè)范圍長(zhǎng)定尺段、中長(zhǎng)定尺段、普通長(zhǎng)度定尺段和短定尺段。
根據(jù)成品收集臺(tái)架可獨(dú)立工作單元或其組合的數(shù)量確定鋸切元素容量，再選定每次參與鋸切的鋸切元素，然后選定鋸切單元T即進(jìn)鋸一次切得兩根定尺材稱為一個(gè)鋸切單元T。移動(dòng)鋸至固定鋸的距離稱為鋸切主元素S，定尺機(jī)移動(dòng)擋板至固定鋸的距離稱為鋸切輔元素D，所以T＝S+D或Ti＝S+Di。
以四個(gè)鋸切單元建立優(yōu)化鋸切的數(shù)學(xué)公式如下
其中系數(shù)i＝INT(H/(S+S))；j＝INT(H/(S+D1))k＝INT(H/(S+D2))；m＝INT(H/(S+D3))；T0＝S+S；T1＝S+D1；T2＝S+D2；T3＝S+D3；δ＝INT(Con/S)；α＝INT(Con/D1)；β＝INT(Con/D2)；γ＝INT(Con/D3)。
用C規(guī)則處置剩余段C，C規(guī)則條文如下(1)當(dāng)C＞＝e此時(shí)的剩余段稱為獨(dú)立剩余段Ci，經(jīng)切尾后送入冷床；(2)當(dāng)0＜＝C＜＝g此時(shí)的剩余段稱舍去剩余段Ca，此段作切尾處理舍去以提高定尺率；(3)當(dāng)g＜C＜e此時(shí)剩余段稱為寄生剩余段Cp，該段因長(zhǎng)度不夠不能通過(guò)精整線，舍去又浪費(fèi)，為提高成材率，將其附加到當(dāng)前參與鋸切的最小鋸切元素上。
其中符號(hào)說(shuō)明如下e軋件能通過(guò)整條精整線的最小長(zhǎng)度值；g允許將剩余段作切頭處理的最大長(zhǎng)度值；H鋸切前軋件的有效長(zhǎng)度；Con或Co初始剩余段長(zhǎng)度；C”on，C”ons，C”onm待判定剩余段長(zhǎng)度；C’或C’on，C’ons，C’onm準(zhǔn)剩余段長(zhǎng)度；C或Ck終了剩余段長(zhǎng)度；INT()取整函數(shù)表達(dá)式；R鋸切前軋件長(zhǎng)度；a切頭長(zhǎng)度；b切尾長(zhǎng)度。
運(yùn)用上述表達(dá)式進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算步驟是首先根據(jù)鋸切元素容量選定主、輔鋸切元素S和D；
程序啟動(dòng)后，將測(cè)得軋件成品長(zhǎng)度R，切頭切尾值a、b輸入，算出有效長(zhǎng)度H＝R-a-b；根據(jù)選定的主、輔鋸切元素S和D組成各鋸切單元T0＝S+D0，T1＝S+D1，T2＝S+D2，T3＝S+D3，設(shè)D＝S，i＝INT(H/T0)代入數(shù)學(xué)公式，其它系數(shù)均初始化為零，求得C01。
系數(shù)不斷賦值變動(dòng)，依次引入元素D1，D2，D3，把不同的鋸切元素組合求解出來(lái)，其解集為(C”01或C”01s，C”011，C”012，C”013，……C”01m)用C規(guī)則處置以上解集，求得相應(yīng)準(zhǔn)剩余段集合(C’01或C’01s，C’011，C’012，C’013，……C’01m)比較集合中的各值，取其中最小值為C1若相同則比較系數(shù)之和的大小等因素選取C1＝min(C’01或C’01s，C’011，C’012，C’013，……C’01m)接著按前面處理C01的辦法、步驟來(lái)處理C02值……從而求出第二個(gè)剩余段C2。
比較C1與C2的值，若那個(gè)小，則保留這組鋸切的配尺方案，若相同則比較系數(shù)之和的大小等因素選取，以待和待求的C3比較。
接著將鋸切單元T0的系數(shù)再遞減，同時(shí)T1的系數(shù)再相應(yīng)遞增，這時(shí)又會(huì)得到一個(gè)C03的值，然后按照前面的方法求出C03和C3。
把C3與前面保留的C1或C3的值比較，取最小的值。
依照上述規(guī)律逐漸將鋸切單元T2、T3引入，通過(guò)不斷地對(duì)系數(shù)賦值，變動(dòng)系數(shù)，求出所有不同鋸切單元組合的對(duì)應(yīng)值，比較C值，篩選出一個(gè)最佳的鋸切配尺方案，并按該配尺方案指揮熱鋸去執(zhí)行鋸切動(dòng)作。


圖1是型鋼優(yōu)化鋸切程序流程簡(jiǎn)圖。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是可以大大減少軋件鋸切后的剩余段，找到最經(jīng)濟(jì)的鋸切方式，提高鋸切工序生產(chǎn)能力和經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也給用戶帶來(lái)便利。采用本發(fā)明大中型鋼優(yōu)化鋸切方法可以使鋼材定尺率提高3％～15％，按年產(chǎn)五十萬(wàn)噸材計(jì)算，大型材可增加效益約880萬(wàn)元，中型材可增加約
800萬(wàn)元。
以H型鋼生產(chǎn)線為例，該生產(chǎn)線可生產(chǎn)H200-700毫米H型鋼。其精軋機(jī)后工藝流程如下紅坯→精軋→成品→測(cè)長(zhǎng)測(cè)溫→鋸切配尺優(yōu)化計(jì)算→定尺擋板、熱鋸移動(dòng)定位→鋸切→冷卻→矯直→檢驗(yàn)→標(biāo)號(hào)→堆垛打捆→稱重→入庫(kù)。
其配置及優(yōu)化鋸切有關(guān)性能參數(shù)精整線輥道，一臺(tái)移動(dòng)熱鋸，一臺(tái)固定熱鋸，一臺(tái)定尺機(jī)，冷床，矯直機(jī)，固定冷鋸，由2個(gè)寬12米可獨(dú)立工作單元組成的、24米寬的收集臺(tái)架二臺(tái)，冷精整線的收集臺(tái)架一組，計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)等。
定尺長(zhǎng)度極限尺寸最大24米，最小6米，在6～24米范圍可無(wú)級(jí)調(diào)距。
定尺分段范圍劃分如下長(zhǎng)定尺段 18米-≤24米中長(zhǎng)定尺段 12米-≤18米普通長(zhǎng)度定尺段 9米-≤12米短定尺段 6米-≤9米軋件能通過(guò)精整線的最小長(zhǎng)度 e＝6米允許將剩余段作切頭處理的最大長(zhǎng)度 g＝1米故獨(dú)立剩余段Ci＞＝6米舍去剩余段Ca＜＝1米寄生剩余段1米＜Cp＜6米精軋機(jī)出口軋件最大長(zhǎng)度為120米由此可知定尺長(zhǎng)度最小＞6米，鋸切單元T最?。?2米，故(1)系數(shù)i、j、k、m的最大值均小于10；(2)系數(shù)α、β、γ、δ的最大值均小于4。
在實(shí)際應(yīng)用時(shí)要考慮金屬線膨脹系數(shù)，鋸片的切削損失，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的長(zhǎng)度允許偏差的補(bǔ)償值等因素，此時(shí)求解C的通用公式如下
式中ε線性熱膨脹系數(shù)δ鋸片厚度τ定尺長(zhǎng)度允許偏差的補(bǔ)償值(τ＜國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或合同技術(shù)協(xié)議中所規(guī)定的長(zhǎng)度允許偏差極限值)其中附號(hào)說(shuō)明如下e軋件能通過(guò)整條精整線的最小長(zhǎng)度值；g允許將剩余段作切頭處理的最大長(zhǎng)度值；H鋸切前軋件的有效長(zhǎng)度；Con或Co初始剩余段長(zhǎng)度；C”on，C”ons，C”onm待判定剩余段長(zhǎng)度；C’或C’on，C’ons，C’onm準(zhǔn)剩余段長(zhǎng)度；C或Ck終了剩余段長(zhǎng)度；INT()取整函數(shù)表達(dá)式R鋸切前軋件長(zhǎng)度；a切頭長(zhǎng)度；b切尾長(zhǎng)度。
進(jìn)行優(yōu)化鋸切工序的步驟如下(1).根據(jù)鋸切元素容量選定主、輔鋸切元素S和D；(2).如附圖1程序啟動(dòng)后，將測(cè)得軋件成品長(zhǎng)度R，切頭切尾值a、b輸入，算出有效長(zhǎng)度H，H＝R-a-b；(3).根據(jù)選定的主、輔鋸切元素S和D組成各鋸切單元T0＝S+D0，T1＝S+D1，T2＝S+D2，T3＝S+D3。設(shè)D＝D0＝S，i＝INT(H/T0)代入數(shù)學(xué)公式，其它系數(shù)j＝INT(H/T1)，k＝INT(H/T2)，m＝INT(T3)均初始化為零。求得C01C01＝H-INT(H/T0)*T0(3.1).若C01小于各鋸切元素，根據(jù)式(2)C”01＝C01，用C規(guī)則處置，求出C’01。若C01不小于各鋸切元素(或其中的一個(gè))，則(3.2)根據(jù)式(3)和式(4)，得C”01s＝C01-INT(C01/S)*S同時(shí)，暫設(shè)β＝0，γ＝0，用α＝INT(C01/D1)，求出C”011C”011＝C01-INT(C01/D1)；(3.3)把D1項(xiàng)系數(shù)減1，用β＝INT((C”011+D1)/D2)作系數(shù)引入D2項(xiàng)，求出C”012C”012＝C01-(INT(C01/D1)-1)*D1-INT((C”011+D1)/D2)*D2若β＜1，則需把系數(shù)α再減去1，直至β≥1；(3.4)將系數(shù)α再減去1，而β再按前述方法相應(yīng)遞增，可求出C”013C”013＝C01-(INT(C01/D1)-2)*D1-INT(C”011+2D1)/D2)*D2；(3.5)隨著系數(shù)不斷賦值變動(dòng)，再引入元素D3，依此循環(huán)，把不同的鋸切元素組合求解出來(lái)，其解集為(C”01或C”01s，C”011，C”012，C”013，……C”01m)。
(4)用C規(guī)則處置解集，可求得相應(yīng)準(zhǔn)剩余段值集合(C’01或C’01s，C’011，C’012，C’013，……C’01m)比較集合中的各值，取其中最小值為C1，若相同則比較系數(shù)之和的大小等因素選取C1＝min(C’01或C’01s，C’011，C’012，C’013，……C’01m)(5)接下來(lái)用C01+T0與T1作比較，若INT((C01+T0)/T1)＞＝1，則把系數(shù)i＝INT(H/T0)減去1，然后取j＝INT((C01+T0)/T1)作系數(shù)引入鋸切單元T1，可求得C02C02＝H-(INT(H/T0)-1)*T0-INT((C01+T0)/T1)*T1若j＜1，則需把系數(shù)i再減去1，直至j≥1。
接著按前面處理C01的辦法、步驟來(lái)處理C02值……從而求出第二個(gè)剩余段C2。
(6)比較C1與C2的值，若那個(gè)小，則保留這組鋸切的配尺方案，若相同則比較系數(shù)之和的大小等因素選取，以待和待求的C3比較。
(7)接著將鋸切單元T0的系數(shù)再遞減，同時(shí)T1的系數(shù)相應(yīng)再遞增，這時(shí)又會(huì)得到一個(gè)C03的值，然后按照前面的方法求出C03和C3。
把C3與前面保留的C1、C2的值比較，取最小的值。
依照上述規(guī)律逐漸將鋸切單元T2、T3引入，通過(guò)不斷地對(duì)系數(shù)賦值，變動(dòng)系數(shù)，求出所有不同鋸切單元組合的對(duì)應(yīng)值，比較C值，篩選出一個(gè)最佳的鋸切配尺方案，并按該配尺方案指揮熱鋸去執(zhí)行鋸切動(dòng)作。
現(xiàn)簡(jiǎn)單舉一個(gè)例子加以說(shuō)明以實(shí)施例的H型鋼生產(chǎn)線為例已知該生產(chǎn)線某日某班安排生產(chǎn)H400×200×8/13毫米(理論單重66公斤/米)共6個(gè)定尺長(zhǎng)度的H型鋼230噸，材質(zhì)Q235；使用500×300×120毫米的異型連鑄坯，理論單重700公斤/米，坯長(zhǎng)11米，重量7700公斤；燒損和切舌損失和為2％，成品切頭為450毫米，切尾為550毫米；鋸切元素最大容量為4。該班生產(chǎn)此產(chǎn)品的定尺的計(jì)劃列表如下表1
現(xiàn)為能簡(jiǎn)便地說(shuō)明問(wèn)題只列舉軋制5支坯料的情況(暫也不考慮熱賬冷縮等因素)，其軋出長(zhǎng)度，有效長(zhǎng)度列表如下表2
本次生產(chǎn)的定尺長(zhǎng)度4個(gè)類型均有，根據(jù)表1的頻數(shù)，定尺長(zhǎng)度12米、10米可作為鋸切主元素。故可以憑簡(jiǎn)單經(jīng)驗(yàn)第一次選取12米作為鋸切主元素，8米、20米作為輔元素，此時(shí)，鋸切元素容量為3個(gè)。則有S＝12D0＝S＝12 D1＝8D2＝20D3＝(空)T0＝12+12＝24 T1＝12+8＝20T2＝12+20＝32 T3＝(空)茲將以上和已知數(shù)據(jù)輸入本計(jì)算機(jī)軟件中，成品測(cè)長(zhǎng)、測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)是在線自動(dòng)進(jìn)行、自動(dòng)即時(shí)輸入，裝載本軟件的計(jì)算機(jī)可立即得簡(jiǎn)表3鋸切優(yōu)化的配尺方案，表中的數(shù)據(jù)是鋸切得到的各鋸切單元、鋸切元素的數(shù)量和剩余段長(zhǎng)度(m)、屬性。表3
如果仍按傳統(tǒng)的方法來(lái)進(jìn)行鋸切，那么，上述5只坯料鋸切后剩余段長(zhǎng)度的情況見(jiàn)表4表4(單位m
現(xiàn)在，可以從以上的數(shù)據(jù)對(duì)鋸切工序經(jīng)過(guò)優(yōu)化和不優(yōu)化的傳統(tǒng)方法進(jìn)行簡(jiǎn)單、粗略技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析、比較1.表3的數(shù)據(jù)表明無(wú)論軋制的成品長(zhǎng)度、選擇的定尺長(zhǎng)度如何變化其產(chǎn)生的剩余段為最小，而表4則不然，有67％的數(shù)據(jù)比優(yōu)化的差，其中，僅8米短定尺的情況較好。
2.由表4的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可以粗略地推算出按傳統(tǒng)方法平均每取得一根20m、12m、8m的成品各會(huì)產(chǎn)生3.06米、1.84米、0.26米長(zhǎng)的剩余段。又由表3可知，按優(yōu)化方案鋸切5根坯料共獲得20米、12米、8米的成品各13根、21根、3根，總共產(chǎn)生剩余段17.5米，若按傳統(tǒng)方法來(lái)取得這些同量產(chǎn)品則大約會(huì)產(chǎn)生79.2米的剩余段〔13×3.06+21×1.84+3×0.26＝79.2(m)〕，剩余段增加了61.7米；本例5支坯料的定尺率可提高約9.71％。
3.取得表3數(shù)量的產(chǎn)品，經(jīng)測(cè)算須進(jìn)鋸29次就能完成，而如果按傳統(tǒng)的方法鋸切經(jīng)按表4的數(shù)據(jù)測(cè)算則須進(jìn)鋸32次才能完成，增加了3次，鋸切工序一般均是生產(chǎn)中的瓶頸，因此，采用優(yōu)化鋸切可以減少節(jié)省鋸切次數(shù)、提高鋸切工序的生產(chǎn)能力，降低金屬鋸切和鋸片的損耗。
權(quán)利要求
1.一種大中型型鋼定尺優(yōu)化鋸切的方法，其特征是軋件經(jīng)測(cè)長(zhǎng)測(cè)溫后，裝有此程序的計(jì)算機(jī)對(duì)軋件的鋸切進(jìn)行優(yōu)化鋸切計(jì)算，篩選出最佳的鋸切配尺方案，然后，計(jì)算機(jī)通過(guò)自動(dòng)化控制系統(tǒng)指揮移動(dòng)熱鋸和定尺擋板按最佳鋸切方案進(jìn)行鋸切，優(yōu)化鋸切數(shù)學(xué)計(jì)算公式是
其中i＝INT(H/(S+S))；j＝INT(H/(S+D1))；k＝INT(H/(S+D2))；m＝INT(H/(S+D3))；T0＝S+S；T1＝S+D1；T2＝S+D2；T3＝S+D3；δ＝INT(Con/S)；α＝INT(Con/D1)；β＝INT(Con/D2)；γ＝INT(Con/D3)；式中Con是初始剩余段長(zhǎng)度；C”on、C”onm是待判斷剩余段長(zhǎng)度；S是主鋸切元素，即移動(dòng)熱鋸至固定熱鋸的距離；D是輔鋸切元素，即定尺移動(dòng)擋板至固定熱鋸距離；H是鋸切前軋件有效長(zhǎng)度；T是鋸切單元；INT()取整函數(shù)表達(dá)式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的型鋼優(yōu)化鋸切方法，其特征是鋸切優(yōu)化計(jì)算步驟是首先根據(jù)鋸切元素容量選定主、輔鋸切元素S和D；程序啟動(dòng)后，將測(cè)得軋件成品長(zhǎng)度R，切頭切尾值a、b輸入，算出有效長(zhǎng)度H＝R-a-b；根據(jù)選定的主、輔鋸切元素S和D組成各鋸切單元T0＝S+D0，T1＝S+D1，T2＝S+D2，T3＝S+D3，設(shè)D0＝S，i＝INT(H/T0)代入數(shù)學(xué)公式，其它系數(shù)均初始化為零，求得C01，系數(shù)不斷賦值變動(dòng)，依次引入元素D1、D2、D3，把不同的鋸切元素組合求解出來(lái)，其解集為(C”01或C”01s，C”011，C”012，C”013，……C”1m)用C規(guī)則處置以上解集，求得相應(yīng)準(zhǔn)剩余段集合(C’01或C’01s，C’011，C’012，C’013，……C’01m)比較集合中的各值，取其中最小值為C1，若相同則比較系數(shù)之和的大小等因素選取C1＝min(C’01或C’01s，C’011，C’012，C’013，……C’01m)接著按前面處理C01的辦法、步驟來(lái)處理C02值……從而求出第二個(gè)剩余段C2。比較C1與C2的值，若那個(gè)小，則保留這組鋸切的配尺方案，若相同則比較系數(shù)之和的大小等因素選取，以待和待求的C3比較。接著將鋸切單元T0的系數(shù)再遞減，同時(shí)T1的系數(shù)再遞增，這時(shí)又會(huì)得到一個(gè)C03的值，然后按照前面的方法求出C03和C3。把C3與前面保留的C1或C2的值比較，取最小的值。依照上述規(guī)律逐漸將鋸切單元T2、T3引入，通過(guò)不斷地對(duì)系數(shù)賦值，變動(dòng)系數(shù)，求出所有不同鋸切單元組合的對(duì)應(yīng)值，比較C值，篩選出一個(gè)最佳的鋸切配尺方案，并按該配尺方案指揮熱鋸去執(zhí)行鋸切動(dòng)作。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種大中型型鋼優(yōu)化鋸切的方法,是軋件經(jīng)測(cè)長(zhǎng)測(cè)溫后,對(duì)軋件的鋸切進(jìn)行優(yōu)化鋸切計(jì)算,篩選出最佳的鋸切配尺方案,然后由計(jì)算機(jī)指揮移動(dòng)熱鋸和定尺擋板按最佳鋸切方案進(jìn)行鋸切,優(yōu)化鋸切數(shù)學(xué)模型是:該方法可以大大減少軋件鋸切后的剩余段,提高生產(chǎn)效益,給用戶帶來(lái)便利。
文檔編號(hào)G06F19/00GK1253054SQ98111549
公開(kāi)日2000年5月17日 申請(qǐng)日期1998年10月30日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月30日
發(fā)明者林鎮(zhèn)鐘 申請(qǐng)人:馬鞍山鋼鐵股份有限公司