连轧穿带过程中带材头部纠偏的方法
【专利摘要】本发明公开了一种连轧穿带过程中带材头部纠偏的方法，涉及金属压力加工【技术领域】，采用以下步骤：A、设定带材头部到达各检测位置时的采样时间点；B、在穿带过程中，当带材头部到达当前待轧机架的检测位置时，通过对带材头部的两侧边缘曲线进行图像采集和处理，来判断计算带材头部偏斜程度及偏斜方向；C、对当前在轧机架双侧辊缝差值进行在线调整；D、对后续机架双侧辊缝差值进行预设定；E、重复步骤C和步骤D直至凸度仪检测到带材头部，通过多通道凸度仪检测到的带材头部两侧边轮廓曲线，对成品机架双侧辊缝差值进行在线调整。本发明能及时发现带材连轧穿带过程中头部发生偏斜的现象并进行调整，以避免偏斜导致成材率下降或穿带失败。
【专利说明】连轧穿带过程中带材头部纠偏的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及金属压力加工【技术领域】，尤其是一种连轧穿带过程中带材头部纠偏的 方法。
【背景技术】
[0002] 板带材在连轧过程中，由于不对称因素或来料侧弯的影响，穿带时可能会产生带 材头部偏斜的现象，这是影响产品成材率和卷取质量的主要因素之一，严重时甚至可能直 接导致穿带失败，造成整块轧件报废或设备损坏。目前国内压延厂在带材的头部纠偏上还 停留在手动控制的水平上，操作人员往往根据经验及目测得到的带材头部偏斜程度调整两 侧辊缝差来实现纠偏的目的，控制效果差。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种连轧穿带过程中带材头部纠偏的方法，这种方法可以解 决现有板带材在连轧穿带过程中带材头部纠偏效果差的问题。
[0004] 为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：这种连轧穿带过程中带材头部纠 偏的方法是在连轧机组的各机架上均设置有检测带材头部轧前曲线的摄像机，在成品机架 之后设置有多通道凸度仪；并采用以下步骤：
[0005] A、设定带材头部到达各检测位置时的采样时间点；
[0006] B、在穿带过程中，当带材头部到达当前待轧机架的检测位置时，通过对带材头部 的两侧边缘曲线进行图像采集和处理，来判断计算带材头部偏斜程度及偏斜方向；
[0007] C、对当前在轧机架双侧辊缝差值进行在线调整；
[0008] D、对后续机架双侧辊缝差值进行预设定；
[0009] E、重复步骤C和步骤D直至凸度仪检测到带材头部，通过多通道凸度仪检测到的 带材头部两侧边轮廓曲线，对成品机架双侧辊缝差值进行在线调整。
[0010] 上述连轧穿带过程中带材头部纠偏的方法的技术方案中，更具体的技术方案还可 以是：
[0011] 所述摄像机为CXD摄像机，在连轧机组的第一机架之前设置有金属检测器，所述 金属检测器的检测点位于所述第一机架的CCD摄像机采样区域靠近第一机架一侧的边缘；
[0012] 在步骤A中，带材头部到达第一机架前的检测位置的采样时间点设定为金属检测 器检测到带材头部的时间；当第n机架咬入带材时开始计时，则第n机架后的摄像机采样时 间tn的计算式为：
[0013]
【权利要求】
1. 一种连轧穿带过程中带材头部纠偏的方法，其特征在于：在连轧机组的各机架上均 设置有检测带材头部轧前曲线的摄像机，在成品机架之后设置有多通道凸度仪；采用以下 步骤： A、 设定带材头部到达各检测位置时的采样时间点； B、 在穿带过程中，当带材头部到达当前待轧机架的检测位置时，通过对带材头部的两 侧边缘曲线进行图像采集和处理，来判断计算带材头部偏斜程度及偏斜方向； C、 对当前在轧机架双侧辊缝差值进行在线调整； D、 对后续机架双侧辊缝差值进行预设定； E、 重复步骤C和步骤D直至凸度仪检测到带材头部，通过多通道凸度仪检测到的带材 头部两侧边轮廓曲线，对成品机架双侧辊缝差值进行在线调整。
2. 根据权利要求1所述的连轧穿带过程中带材头部纠偏的方法，其特征在于：所述摄 像机为CCD摄像机，在连轧机组的第一机架之前设置有金属检测器，所述金属检测器的检 测点位于所述第一机架的C⑶摄像机采样区域靠近第一机架一侧的边缘； 在步骤A中，带材头部到达第一机架前的检测位置的采样时间点设定为金属检测器检 测到带材头部的时间；当第η机架咬入带材时开始计时，则第η机架后的摄像机采样时间tn 的计算式为： L 其中，Vn为第η机架带材的出口速度，单位为毫米/秒；L为带材的头部前进至第η机 架的辊缝后到达第η+1机架上的CCD摄像机采样区域靠近第η+1机架一侧的边缘之间的距 离，单位为毫米； L的计算式为： 其中，Lk为两相邻机架间辊缝的水平距离，Lde为CCD摄像机在带材轧制方向上的采样 长度，单位为毫米； 第η机架带材的出口速度Vn的计算式为： Vn =Vn * (I+Shn) 其中，Vn为第η机架的轧辊实时速度，单位为毫米/秒；Shn为第η机架的轧件前滑值； 前滑值Shn的计算式为：
其中，Hlri和Hn分别为第η机架轧件的咬入和抛出厚度，单位为毫米；R为机架工作辊 的半径，单位为毫米； 当成品机架咬入轧件时开始计时，则成品机架后的多通道凸度仪开始采样的时间tNs 的计算式为： t-.hL Ns、 多通道凸度仪采样结束的时间tN的计算式为： f_ 带材头部从成品机架辊缝运行至多通道凸度仪采样结束位置的距离Ln的计算式为： Ln-Lw+Ldf 其中，tNs和tNe的单位均为秒；LW为多通道凸度仪的中心线与成品机架辊缝的水平距 离，单位为毫米；LN单位为毫米；Ldf为多通道凸度仪在带材轧制方向上的采样长度，单位为 毫米；VN为成品机架的带材的实际出口速度，单位为毫米/秒；成品机架的带材的实际出口 速度Vn的计算方法与第η机架带材的出口速度Vn的计算方法相同。
3.根据权利要求2所述的连轧穿带过程中带材头部纠偏的方法，其特征在于：步骤B的带材头部偏斜程度及偏斜方向的判断计算方法如下： (1)第η机架出口带材头部边缘曲线的线性拟合 各CCD摄像机或多通道凸度仪的采样区域的尺寸相同的方形采样区域，将该方形采样 区域四个角的点分别记作A、B、B1和A1，其中，AB连线和A1B1连线沿带材的轧制方向 设置，AB连线为轧制的传动侧，A1B1连线为轧制的操作侦彳，AA1连线和BB1连线垂直于 轧制方向，AA1连线靠近已轧制的机架，BB1连线靠近待轧的机架；在方形采样区域建立 直角坐标系来判定带材头部偏斜程度及偏斜方向，该直角坐标系的Y轴与轧制的中心线重 合，X轴与BB1连线重合；C⑶摄像机采集到的带材头部侧边缘曲线的图像曲线在直角坐 标系内形成的曲线分别记作弧线AC和弧线A1C1，弧线AC为带材头部传动侧边缘图像曲线， 弧线A1C1为带材头部操作侧边缘图像曲线，对第η机架出口的带材头部的其中任一侧边的 边缘曲线上的数值点进行曲线拟合，以获得边缘曲线的函数，当第η机架穿带完成并且带 材头部到达检测位置时，第η+1机架上的摄像机在第η机架后采集到的带材头部传动侧边 缘图像曲线的m个数值点的集合为：{(xnl,ynl), (Xn^yn2), (xn3，yn3)... (Xm^ymi)K其中要求 (xnl，ynl)为点A的坐标值，即在采样区域以内最靠近第η机架处带材边缘曲线采样点的坐 标值，（x"，yj为点C的横坐标值，即在采样区域以内最靠近第η+1机架的带材边缘曲线采 样点的坐标值，m的范围为8彡m彡20 ; 线性拟合的函数舛的表达式为： φ{χ)=ax+b(aΨ0) 令Ρ(.ν)=.ν，则a、b的计算方法为：
带材头部操作侧边缘图像曲线的线性拟合方法与传动侧边缘图像曲线的线性拟合方 法相同； (2) 带材头部偏斜程度的判断计算 将线性拟合后得到的直线段分别记作线段AD和线段A1D1，带材头部的偏斜程度通过对AB连线、线段AD和线段BD组成的直角三角形的较短直角边的长度进行计算来判断，即计 算线段BD的长度，假设第η机架出口处摄像机或多通道凸度仪采样并处理计算所得的线段 BD的长度为Llrotn，单位为毫米，将ynl和yM代入y=ax+b，则Llrotn的值为：
其中xn/AXm/分别为ynl、yM代入y=ax+b后的反算值，即由线性函数反算出的数 值； Lbtrtn的值越大，则说明第η机架出口处带材头部的偏斜程度越大；反之，Lbtrt的值越小， 第η机架出口处带材头部的偏斜程度越小； (3) 带材头部偏斜方向的判断 当带材头部边缘线性函数为增函数时，带材头部偏向操作侧；当带材头部边缘线性函 数为减函数时，带材头部偏向传动侧；因此当a>0时，带材头部偏向操作侧；当a〈0时，带材 头部偏向传动侧。
4.根据权利要求3所述的连轧穿带过程中带材头部纠偏的方法，其特征在于：步骤C的当前在轧机架双侧辊缝差值的在线调整方法如下： 假设△Sn为第η机架轧机的辊缝差值，单位为毫米，该值是轧机传动侧与操作侧辊缝 的差值，即为： ASnsndSSnos 其中Snds为第η机架传动侧实际辊缝，Sms为第η机架操作侧实际辊缝，单位为毫米； 当CCD摄像机或多通道凸度仪检测到第η机架出口带材头部出现偏斜现象时，进行如 下调整： 当O<Ltotn < 10时，第η机架辊缝差不做任何调整，为ΛSn =Λsn，+0 =Λs/ ; 当10SLbrtn <40时，且判断带材头部偏向传动侧时，设定辊缝差Asn=As/ -0.If， 判断带材头部偏向操作侧时，设定辊缝差Λsn =Λs/ +0.If; 当40 <Lbrtn < 80时，且判断带材头部偏向传动侧时，设定辊缝差Λsn =Λs/ -0. 3f， 判断带材头部偏向操作侧时，设定辊缝差Λsn =Λsn' +0. 3f; 当80彡Ltotn < 120时，且判断带材头部偏向传动侧时，设定辊缝差Λsn =Δsn' -0. 5f，判断带材头部偏向操作侧时，设定棍缝差Δsn =Δs/ +0. 5f; 当120彡Ltotn < 170时，且判断带材头部偏向传动侧时，设定辊缝差Λsn =Λsn' -0. 7f，判断带材头部偏向操作侧时，设定辊缝差Λsn =Λs/ +0. 7f; 当170 <Lbtrtn < 220时，且判断带材头部偏向传动侧时，设定辊缝差Λsn =Λsn'，判 断带材头部偏向操作侧时，设定辊缝差Λsn =Λsn' +0. 9f; 当220彡Ltotn彡300时，且判断带材头部偏向传动侧时，设定辊缝差ΛSn =Asn' -I.If,判断带材头部偏向操作侧时，设定棍缝差Asn=As/+Llf; 当300 <Lbrtn时，由于此时带材头部偏斜过于严重，如果继续穿带有可能导致生产事 故，因此立刻由电控系统自动紧急停车；待将偏斜的头部切除后再重新穿带； 其中f为双侧辊缝差值预设定调整因子，其取值范围为〇 <f< 2,初值为1 ;当首次检 测到带材侧弯时，Asn'为第η机架轧机在进行轧机辊缝调平后原始双侧辊缝差值，单位为 毫米，理想情况下As/ =0;当为非首次调整辊缝差值时，As/为第η机架最近一次调 整后的辊缝差值，单位为毫米。
5.根据权利要求4所述的连轧穿带过程中带材头部纠偏的方法，其特征在于：步骤D的后续机架双侧辊缝差值的预设定方法如下： 在对第η机架的双侧辊缝差值进行在线调整的同时，对第η+1、第η+2…第Ν-1、第N机 架的双侧辊缝差值进行预设定，其中，第N机架为成品机架；为避免对后续机架，尤其是成 品机架的双侧辊缝差值造成剧烈的影响，将第η机架的双侧辊缝差值调整量，加权分配至 后续各机架；加权分配原则为前序机架占的权重较大，后序机架占的权重较小；进行加权 分配时，总分配量为Asn-Asn'毫米，需要分配的机架数量M=Ν-η，则第η+1至第N机架 的双侧辊缝差值设定为：
其中M?表示M的阶加； 当第η+1机架带材头部采样完成时，对第η+1机架的双侧辊缝差值进行在线调整，同时 对后续机架的双侧辊缝差值进行预设定，依此类推，当进行至第N机架即成品机架的带材 头部采样完成时，由于成品机架后已无机架，因此仅对成品机架的双侧辊缝差值进行调整。
【文档编号】B21B37/58GK104307892SQ201410623359
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年11月6日 优先权日:2014年11月6日
【发明者】许磊, 刘栩, 周滨, 蒋婷, 李江宇 申请人:广西柳州银海铝业股份有限公司