專利名稱：一種運(yùn)動(dòng)中帶頭和軟鉗口定位的控制方法及步驟的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冷軋重卷機(jī)組在卷取過程中帶鋼存在帶頭印的問題，特別是一種運(yùn)動(dòng) 中帶頭和軟鉗口定位的控制方法及步驟。
背景技術(shù)：
“帶頭印”就是在帶鋼卷取過程中，在卷取張力的作用下，由于帶材本身的厚度而 在帶鋼上留下有間距規(guī)律的橫向壓痕。使用普通套筒的冷軋重卷機(jī)組，其生產(chǎn)的帶材帶頭 印比較明顯，嚴(yán)重時(shí)長(zhǎng)度可達(dá)幾十米，嚴(yán)重影響帶材質(zhì)量。冷軋薄板生產(chǎn)過程中采用帶彈性 套筒(俗稱橡膠套筒)卷取，達(dá)到了消除卷軸扇形塊對(duì)薄板造成的壓痕(折痕)，但末能消除 薄板自身帶頭對(duì)薄板造成的壓痕。目前已經(jīng)出現(xiàn)采用帶有軟鉗口(軟槽)的套筒，軟鉗口區(qū) 域材質(zhì)較軟，當(dāng)帶頭壓在鉗口區(qū)域內(nèi)時(shí)，可有效的解決帶頭印問題，這是國(guó)內(nèi)外正在研究的 熱點(diǎn)問題和技術(shù)難題。一般重卷生產(chǎn)線無帶頭與軟鉗口定位功能，少數(shù)帶有此功能的生產(chǎn)線，其結(jié)構(gòu)復(fù) 雜，硬件成本高，不容易維護(hù)，存在一定的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、算法可靠、精度高、能很好的解決帶頭印 問題的一種運(yùn)動(dòng)中帶頭和軟鉗口定位的控制方法及步驟。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種運(yùn)動(dòng)中帶頭和軟鉗口定位的控制方法及步驟， 其方法特征是在卷取套筒上有一個(gè)軟鉗口 ；在卷取套筒上設(shè)定A、B、C、E、F點(diǎn)，C點(diǎn)在卷取 套筒的最左邊，C點(diǎn)有鉗口定位檢測(cè)開關(guān)，E、F點(diǎn)分別在卷取套筒的最上端與最下端，A點(diǎn) 為下卷取時(shí)軟鉗口與帶頭相交點(diǎn)，B點(diǎn)為上卷取時(shí)軟鉗口與帶頭相交點(diǎn)，A點(diǎn)在F點(diǎn)右側(cè)，B 點(diǎn)在E點(diǎn)右側(cè)，上下夾送輥夾持帶鋼平分線與C點(diǎn)構(gòu)成相對(duì)水平線，上下夾送輥出口有送料 導(dǎo)板，控制送料導(dǎo)板向上或下與A點(diǎn)或B點(diǎn)切線平行，送料導(dǎo)板上D點(diǎn)設(shè)有帶頭檢測(cè)開關(guān)， 啟動(dòng)卷取機(jī)卷軸卷取套筒卷取過一定角度后，上卷取時(shí)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，下卷取時(shí)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)， 在C點(diǎn)經(jīng)軟鉗口定位檢測(cè)開關(guān)確認(rèn)軟鉗口后卷筒軟鉗口停在鉗口起始位F點(diǎn)(上卷取)或E 點(diǎn)(下卷取)，至此軟鉗口起始位定位步驟完成；
上卷取時(shí)，控制送料導(dǎo)板向上與B點(diǎn)切線平行，帶頭通過上下夾送輥沿送料導(dǎo)板向左 上B點(diǎn)勻速移動(dòng)；下卷取時(shí)，控制送料導(dǎo)板向下與A點(diǎn)切線平行，帶頭通過上下夾送輥向左 下A點(diǎn)勻速移動(dòng)；
已知帶材運(yùn)動(dòng)速度為％，卷取
機(jī)加速度為β，D點(diǎn)到B點(diǎn)距離為L(zhǎng)1 ,
帶頭從D走到B的時(shí)間為’ t = i ...............(1)
I^o在時(shí)間內(nèi)，需控制軟鉗口從起始定位點(diǎn)F轉(zhuǎn)到重疊定位點(diǎn)B，設(shè)加速時(shí)間為^，勻速時(shí)
間為 2 ,則 / = ^1+^2 ...............(2)
Vr
K = -^- ...............(3)
a
故，F(xiàn)點(diǎn)到B點(diǎn)的線性距離L2 二 -αξ+ν0 2……⑷
2 “
把，和，代入，號(hào)L2 = L1-I ...............(5)
h H2α
當(dāng)帶材帶頭過D點(diǎn)時(shí)，開始計(jì)長(zhǎng)，計(jì)長(zhǎng)長(zhǎng)度力^帶頭到B點(diǎn)剩余距離為 Ml = Li-Il ... (6)
卷取機(jī)從F點(diǎn)向B點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)線性距離開始計(jì)長(zhǎng)，計(jì)長(zhǎng)長(zhǎng)度為A，軟鉗口到B點(diǎn)剩余線
性距離為M2 = L2-I2 ...............(7)
設(shè)LL = M1-M2 ...............(8)
以AZ1為參考量,M2為反饋量，對(duì)其差值Δ￡進(jìn)行PI運(yùn)算后，輸出值作為卷取機(jī)速度設(shè) 定的增量ΔΓ疊加到裝置的速度輸入。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是由于在卷取套筒上的C點(diǎn)有鉗口定位檢測(cè)開關(guān)，啟動(dòng)鉗口定位 功能，經(jīng)鉗口定位檢測(cè)開關(guān)檢測(cè)到卷筒軟鉗口位置，卷取轉(zhuǎn)過一定角度后上卷取時(shí)軟鉗口 停在鉗口起始位F點(diǎn)，下卷取時(shí)軟鉗口停在鉗口起始位E點(diǎn)。以上卷取為例，當(dāng)穿帶時(shí)帶頭 到達(dá)帶頭檢測(cè)D點(diǎn)時(shí)，卷取機(jī)開始逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。通過調(diào)節(jié)器控制卷取機(jī)的轉(zhuǎn)速，使帶頭到達(dá) 重疊位B點(diǎn)的剩余距離與軟鉗口逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)至重疊位B點(diǎn)的剩余距離相等。這樣，帶頭與 軟鉗口將同時(shí)到達(dá)B點(diǎn)，且此時(shí)帶材運(yùn)動(dòng)速度與卷取機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)線速度一致。由于在C點(diǎn)和送 料導(dǎo)板上D點(diǎn)分別增加鉗口定位檢測(cè)開關(guān)和帶頭檢測(cè)開關(guān)，利用機(jī)組本身控制系統(tǒng)通過較 為簡(jiǎn)單的算法實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)中帶頭和軟鉗口定位控制，具有精度高、工藝簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。


下面結(jié)合實(shí)施例附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明 圖1是本發(fā)明實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明實(shí)施例軟鉗口定位流程； 圖3是本發(fā)明實(shí)施例軟鉗口與帶頭對(duì)準(zhǔn)流程。 圖中1、上下夾送輥；2、帶頭；3、帶頭檢測(cè)開關(guān)；4、卷取套筒；5、送料導(dǎo)板；6、鉗 口定位檢測(cè)開關(guān)；7、卷取機(jī)卷軸。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，一種運(yùn)動(dòng)中帶頭和軟鉗口定位控制方法，至少包括兩個(gè)步驟軟鉗口起始位定位步驟和軟鉗口與帶頭重疊位定位步驟；
1)軟鉗口起始位定位步驟在卷取套筒4上有一個(gè)軟鉗口；在卷取套筒4上設(shè)定A、B、 C、Ε、F點(diǎn)，C點(diǎn)在卷取套筒4的最左邊，C點(diǎn)有鉗口定位檢測(cè)開關(guān)6，Ε、F點(diǎn)分別在卷取套筒 4的最上端與最下端，A點(diǎn)為下卷取時(shí)軟鉗口與帶頭相交點(diǎn)，B點(diǎn)為上卷取時(shí)軟鉗口與帶頭 相交點(diǎn)，A點(diǎn)在F點(diǎn)右側(cè)，B點(diǎn)在E點(diǎn)右側(cè)，上下夾送輥1夾持帶鋼平分線與C點(diǎn)構(gòu)成相對(duì)水 平線，上下夾送輥1出口有送料導(dǎo)板5，控制送料導(dǎo)板5向上或下與A點(diǎn)或B點(diǎn)切線平行， 送料導(dǎo)板5上D點(diǎn)設(shè)有帶頭檢測(cè)開關(guān)3，啟動(dòng)卷取機(jī)卷軸7卷取套筒4卷取過一定角度后， 上卷取時(shí)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，下卷取時(shí)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，在C點(diǎn)經(jīng)軟鉗口定位檢測(cè)開關(guān)6確認(rèn)軟鉗口后 卷筒軟鉗口停在鉗口起始位F點(diǎn)(上卷取)或E點(diǎn)(下卷取)，至此軟鉗口起始位定位步驟完 成；
2)帶頭重疊位定位步驟(以上卷取為例，下卷取原理相同)
送料導(dǎo)板5上D點(diǎn)設(shè)有帶頭檢測(cè)開關(guān)3，導(dǎo)板可上下擺動(dòng)，導(dǎo)板擺上時(shí)(上卷取)帶頭2 通過上下夾送輥1向左上B點(diǎn)勻速移動(dòng)；導(dǎo)板擺下時(shí)(下卷取)帶頭2通過上下夾送輥1向 左下A點(diǎn)勻速移動(dòng)。已知帶材運(yùn)動(dòng)速度力t卷取機(jī)加速度為^，D點(diǎn)到B點(diǎn)距離為4 ；
,L1
帶頭從D走到B的時(shí)間為，# ...............(1)
I^O
在時(shí)間I內(nèi)，需控制軟鉗口從起始定位點(diǎn)F轉(zhuǎn)到重疊定位點(diǎn)B，設(shè)加速時(shí)間為^，勻速時(shí) 間為 2，則 I = Il^t2 ...............(2)
“...............(3) a
故，F(xiàn)點(diǎn)到B點(diǎn)的線性距離L2 = -αξ+ν 2 ……⑷ 把，和，代入，號(hào)L2 = L1-^- ...............(5)
當(dāng)帶材帶頭過D點(diǎn)時(shí)，開始計(jì)長(zhǎng)，計(jì)長(zhǎng)長(zhǎng)度為 帶頭到B點(diǎn)剩余距離為 M1 = L1-I1 ... (6)
卷取機(jī)從F點(diǎn)向B點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)線性距離開始計(jì)長(zhǎng)，計(jì)長(zhǎng)長(zhǎng)度為^，軟鉗口到B點(diǎn)剩余線
性距離為W2 = Z2-I2 ...............(7)
設(shè)AL = M1-Al2 ...............(8)
以AZ1為參考量，M2為反饋量，對(duì)其差值ΔΖ進(jìn)行PI運(yùn)算后，輸出值作為卷取機(jī)速度設(shè) 定的增量ΔΓ疊加到裝置的速度輸入。運(yùn)動(dòng)中帶頭和軟鉗口定位控制的控制系統(tǒng)，包括控制器、執(zhí)行單元和檢測(cè)單元?？刂破鞴δ芸捎蒔LC完成。執(zhí)行單元即逆變器和變頻電機(jī)，沒有額外增加硬件，減少了成本投 入。送料導(dǎo)板帶頭檢測(cè)采用反射式光電開關(guān)；鉗口定位檢測(cè)采用光電開關(guān)；卷取機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)距 離計(jì)長(zhǎng)采用高速計(jì)數(shù)模塊，其計(jì)數(shù)信號(hào)為卷取機(jī)電機(jī)上自帶編碼器反饋信號(hào)；帶材帶頭運(yùn) 動(dòng)距離計(jì)長(zhǎng)不單獨(dú)增加元件，其值由機(jī)組速度計(jì)算得出。以AZ1為參考量，ΔΙ2為反饋量，對(duì) 其差值Δ￡進(jìn)行PI運(yùn)算后，輸出值作為卷取機(jī)速度設(shè)定的增量ΔΓ疊加到裝置的速度輸入。一種運(yùn)動(dòng)中帶頭和軟鉗口定位的控制步驟由軟鉗口初始定位步驟和軟鉗口與帶 頭對(duì)準(zhǔn)步驟
圖2說明操作人員按動(dòng)“軟鉗口初始定位“按鈕，進(jìn)入步驟110鉗口定位啟動(dòng)程序， 接著進(jìn)入控制步驟111，卷取機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)裝在卷筒上的反光板與裝在卷取機(jī)架上的光電開 關(guān)對(duì)準(zhǔn)時(shí)，軟鉗口到位檢測(cè)步驟112結(jié)束，否則，軟鉗口到位檢測(cè)步驟112不斷檢測(cè)光電開 關(guān)信號(hào)；步驟112完成后，觸發(fā)卷取機(jī)編碼器計(jì)數(shù)功能，開始進(jìn)行計(jì)長(zhǎng)步驟113，隨后啟動(dòng)步 驟114，軟鉗口到提前停車位否；當(dāng)計(jì)長(zhǎng)到位時(shí)，步驟115發(fā)速度0，卷筒勻減速，步驟116檢 測(cè)速度是否到0，到0，軟鉗口初始定位到結(jié)束步驟117，停在所要求的鉗口初始位，否則繼 續(xù)執(zhí)行步驟116檢測(cè)速度到0。圖3說明軟鉗口與帶頭對(duì)準(zhǔn)流程從步驟120開始，進(jìn)入步驟121，檢測(cè)在機(jī)組自 動(dòng)穿帶過程中，帶頭是否到送料導(dǎo)板上的檢測(cè)開關(guān)3，不到，繼續(xù)；到，進(jìn)入步驟122，卷取機(jī) 編碼器計(jì)數(shù)功能觸發(fā)，進(jìn)行步驟123，編碼器計(jì)數(shù)是否到設(shè)定位，不到繼續(xù)步驟123，到，進(jìn)
入步驟124，卷取機(jī)開始加速轉(zhuǎn)動(dòng)。進(jìn)入步驟125，此時(shí)，卷取機(jī)速度自動(dòng)調(diào)節(jié)開始，眺為 參考量，Al2為反饋量，對(duì)其差值進(jìn)行PI運(yùn)算，輸出值為卷取機(jī)速度設(shè)定的增量ΔΓ。進(jìn) 入步驟126,將ΔΓ疊加到卷取機(jī)速度設(shè)定值。進(jìn)入步驟127，卷筒上軟鉗口與帶頭同時(shí)到達(dá) 重疊位，且兩者線速度相同。進(jìn)入步驟128，卷取機(jī)速度調(diào)節(jié)退出。進(jìn)入步驟129，自動(dòng)退出 軟鉗口與帶頭對(duì)準(zhǔn)程序。
權(quán)利要求
一種運(yùn)動(dòng)中帶頭和軟鉗口定位的控制方法，其方法特征是在卷取套筒(4)上有一個(gè)軟鉗口；在卷取套筒(4)上設(shè)定A、B、C、E、F點(diǎn)，C點(diǎn)在卷取套筒(4)的最左邊，C點(diǎn)有鉗口定位檢測(cè)開關(guān)(6)，E、F點(diǎn)分別在卷取套筒(4)的最上端與最下端，A點(diǎn)為下卷取時(shí)軟鉗口與帶頭相交點(diǎn)，B點(diǎn)為上卷取時(shí)軟鉗口與帶頭相交點(diǎn)，A點(diǎn)在F點(diǎn)右側(cè)，B點(diǎn)在E點(diǎn)右側(cè)，上下夾送輥(1)夾持帶鋼平分線與C點(diǎn)構(gòu)成相對(duì)水平線，上下夾送輥(1)出口有送料導(dǎo)板(5)，控制送料導(dǎo)板(5)向上或下與A點(diǎn)或B點(diǎn)切線平行，送料導(dǎo)板(5)上D點(diǎn)設(shè)有帶頭檢測(cè)開關(guān)(3)，啟動(dòng)卷取機(jī)卷軸(7)卷取套筒(4)卷取過一定角度后，上卷取時(shí)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，下卷取時(shí)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，在C點(diǎn)經(jīng)軟鉗口定位檢測(cè)開關(guān)(6)確認(rèn)軟鉗口后卷筒軟鉗口停在鉗口起始位F點(diǎn)上卷取或E點(diǎn)下卷取，至此軟鉗口起始位定位步驟完成；上卷取時(shí)，控制送料導(dǎo)板(5)向上與B點(diǎn)切線平行，帶頭(2)通過上下夾送輥(1)沿送料導(dǎo)板(5)向左上B點(diǎn)勻速移動(dòng)；下卷取時(shí)，控制送料導(dǎo)板(5)向下與A點(diǎn)切線平行，帶頭(2)通過上下夾送輥(1)向左下A點(diǎn)勻速移動(dòng)；已知帶材運(yùn)動(dòng)速度為，卷取機(jī)加速度為，D點(diǎn)到B點(diǎn)距離為；帶頭從D走到B的時(shí)間為， ……………1在時(shí)間內(nèi)，需控制軟鉗口從起始定位點(diǎn)F轉(zhuǎn)到重疊定位點(diǎn)B，設(shè)加速時(shí)間為，勻速時(shí)間為，則 ……………2 ……………3 故，F(xiàn)點(diǎn)到B點(diǎn)的線性距離……4 把和代入，號(hào) ……………5當(dāng)帶材帶頭過D點(diǎn)時(shí)，開始計(jì)長(zhǎng)，計(jì)長(zhǎng)長(zhǎng)度為，帶頭到B點(diǎn)剩余距離為 …6卷取機(jī)從F點(diǎn)向B點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)線性距離開始計(jì)長(zhǎng)，計(jì)長(zhǎng)長(zhǎng)度為，軟鉗口到B點(diǎn)剩余線性距離為 ……………7設(shè)……………8以為參考量，為反饋量，對(duì)其差值進(jìn)行PI運(yùn)算后，輸出值作為卷取機(jī)速度設(shè)定的增量疊加到裝置的速度輸入。2010102756142100001dest_path_image001.jpg,186335dest_path_image002.jpg,2010102756142100001dest_path_image003.jpg,2010102756142100001dest_path_image005.jpg,779384dest_path_image006.jpg,724206dest_path_image005.jpg,2010102756142100001dest_path_image007.jpg,325958dest_path_image008.jpg,2010102756142100001dest_path_image009.jpg,458387dest_path_image010.jpg,2010102756142100001dest_path_image011.jpg,83272dest_path_image007.jpg,628523dest_path_image012.jpg,2010102756142100001dest_path_image013.jpg,540240dest_path_image014.jpg,2010102756142100001dest_path_image015.jpg,714343dest_path_image016.jpg,2010102756142100001dest_path_image017.jpg,78722dest_path_image018.jpg,2010102756142100001dest_path_image019.jpg,742178dest_path_image020.jpg,2010102756142100001dest_path_image021.jpg,380839dest_path_image022.jpg
2.一種運(yùn)動(dòng)中帶頭和軟鉗口定位的控制步驟，其特征是包括軟鉗口初始定位步驟和 軟鉗口與帶頭對(duì)準(zhǔn)步驟軟鉗口初始定位步驟從操作人員按動(dòng)“軟鉗口初始定位“按鈕開始進(jìn)入步驟110鉗口 定位啟動(dòng)程序，接著進(jìn)入控制步驟111，卷取機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)裝在卷筒上的反光板與裝在卷取機(jī) 架上的光電開關(guān)對(duì)準(zhǔn)時(shí)，軟鉗口到位檢測(cè)步驟112結(jié)束，否則，軟鉗口到位檢測(cè)步驟112不 斷檢測(cè)光電開關(guān)信號(hào)；步驟112完成后，觸發(fā)卷取機(jī)編碼器計(jì)數(shù)功能，開始進(jìn)行計(jì)長(zhǎng)步驟 113，隨后啟動(dòng)步驟114，軟鉗口到提前停車位否；當(dāng)計(jì)長(zhǎng)到位時(shí)，步驟115發(fā)速度0，卷筒勻 減速，步驟116檢測(cè)速度是否到0，到0，軟鉗口初始定位到結(jié)束步驟117，停在所要求的鉗口 初始位，否則繼續(xù)執(zhí)行步驟116檢測(cè)速度到0 ；軟鉗口與帶頭對(duì)準(zhǔn)流程從步驟120開始，進(jìn)入步驟121，檢測(cè)在機(jī)組自動(dòng)穿帶過程中， 帶頭是否到送料導(dǎo)板上的帶頭檢測(cè)開關(guān)(3)，不到，繼續(xù)；到，進(jìn)入步驟`122，卷取機(jī)編碼器 計(jì)數(shù)功能觸發(fā)，進(jìn)行步驟123，編碼器計(jì)數(shù)是否到設(shè)定位，不到繼續(xù)步驟123，到，進(jìn)入步驟`124，卷取機(jī)開始加速轉(zhuǎn)動(dòng)；進(jìn)入步驟125，此時(shí)，卷取機(jī)速度自動(dòng)調(diào)節(jié)開始，以Al1為參考 量，Ai2為反饋量，對(duì)其差值^￡進(jìn)行PI運(yùn)算，輸出值為卷取機(jī)速度設(shè)定的增量AF ；進(jìn)入步驟126，將ΔΖ疊加到卷取機(jī)速度設(shè)定值；進(jìn)入步驟127，卷筒上軟鉗口與帶頭同時(shí)到達(dá)重疊 位，且兩者線速度相同；進(jìn)入步驟128，卷取機(jī)速度調(diào)節(jié)退出；進(jìn)入步驟129，自動(dòng)退出軟鉗 口與帶頭對(duì)準(zhǔn)程序。
全文摘要
本發(fā)明涉及冷軋重卷機(jī)組在卷取過程中帶鋼存在帶頭印的問題，特別是一種運(yùn)動(dòng)中帶頭和軟鉗口定位的控制方法及步驟，其特征是它包括兩個(gè)步驟軟鉗口起始位定位步驟和軟鉗口與帶頭重疊位定位步驟。它提供了一種硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、算法可靠、精度高、能很好的解決帶頭印問題的一種運(yùn)動(dòng)中帶頭和軟鉗口定位的控制方法及步驟。
文檔編號(hào)G05B19/402GK101968640SQ20101027561
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月8日
發(fā)明者馮連強(qiáng), 尹剛, 張康武, 景群平, 梁光正, 王俊萍 申請(qǐng)人:中國(guó)重型機(jī)械研究院有限公司