一种连续式大侧压机侧压控制方法与流程

本发明涉及冶金工业领域，具体地说，本发明涉及在热轧厂利用同步式侧压机进行粗轧热轧板型调整的控制方法，本发明尤其涉及一种连续式大侧压机侧压控制方法。
背景技术：
：侧压机作为调宽的一种主要设备和一种新型调宽技术，已经被广泛应用到热轧过程中。目前主要使用的侧压机主要分连续式及走停式两种，其在轧制过程中，各个机构模块在垂直板坯运行方向上都会产生往复运动，此往复运动的时间作为侧压机的一个侧压周期，在这一周期内，侧压机的宽度调节装置、压紧装置、运送板坯的装置等各个机构(夹送辊、辊道、模块运送机构等)需要协调一致的动作，否则容易出现模块受力不均、两侧辊缝调节不一致或板坯在运送过程中碰擦模块等情况，导致板坯边部损伤、成品宽度异常等产品质量问题，甚至会导致侧压机机械结构受损等故障的发生。走停式大侧压机主要由入口辊道2、入口侧导板3、入口上、下夹送辊对7、出入口上、下压紧辊对6、侧压模块5、出口上、下夹送辊8、出口辊道9等设备/机构组成。板坯在模块中间被侧压时是停止的，一次侧压结束后板坯被运送向前一段距离，然后停下再次被侧压，在板坯离开侧压机前始终做侧压、运送动作，直至板坯离开大侧压机。连续式大侧压机设备除了拥有走停式大侧压机具备的设备外，还多了一套模块运送机构10。板坯在侧压过程中板坯是不停止的，模块运送机构10使板坯在侧压的同时向前运行，侧压结束后又回退到原位再次进行下一周期的侧压和向前运送的过程，其始终以一种速度向前运行，直至板坯离开大侧压机。下面结合图1所示，按照其被加工板坯的运动过程，简述整个大侧压机各个机构的动作/控制过程：1)、板坯由大侧压机入口辊道运送到大侧压机入口的侧导板内；2)、液压缸控制侧导板关闭，使板坯在入口辊道上对中后，侧导板再打开；3)、侧压机构曲柄和模块运送机构曲柄、辊道、夹送辊等加速进入同步模式；3)、入口辊道将板坯运送到入口下夹送辊处，入口上夹送辊下降，压到板坯上；4)、入口辊道和夹送辊运送板坯进入侧压模块中间，上压紧辊下降压到板坯上，防止侧压后，板坯中间部位的拱起；5)、侧压调宽装置动作调节模块辊缝，侧压模块对板坯侧压一次，使板坯的宽度达到要求的目标值，同时，辊道、夹送辊和模块运送机构带动板坯向前运行一定距离，然后侧压模块打开并回退到原位；其侧压模块侧压一次的动作由侧压机构曲柄推动模块框架完成，曲柄旋转360度，侧压模块即完成一次由打开位置到侧压完成再回归打开位置的动作；板坯向前运行由辊道运行、夹送辊运行和模块运送机构曲柄带动模块框架完成，模块运送机构曲柄旋转360度，侧压模块即完成一次由原位到运送向前完成再回归原位的动作；6)、大侧压机区域的设备重复做5步骤动作，当板坯头部到达出口下送辊位置上时，出口上夹送辊下降压到板坯上，一直持续到板坯的尾部离开出口夹送辊；7)、上压紧辊、上夹送辊都抬起，处于“等待”状态，一块板坯的侧压过程结束，出口辊道运送板坯到下一个机架。10)侧压机构曲柄和模块运送机曲柄、辊道、夹送辊减速进入失步模式；走停式侧压机的同步主要是侧压机构和夹送辊、辊道之间的同步；连续式侧压机的同步主要是侧压机构和模块运送机构、夹送辊、辊道之间的同步。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是提供一种连续式大侧压机侧压控制方法，其在侧压机的整个轧制周期过程中，通过侧压机构曲柄和模块运送机构曲柄、辊道、夹送辊之间建立同步、维持同步、失步待机三个过程，达到精确控制宽度的目的。本发明的技术方案是：提供一种连续式大侧压机侧压控制方法，包括通过首拍位置控制、侧压机构曲柄的定位与角度关系的确立、确定模块运送机构曲柄的位置、侧压机构曲柄和模块运送机构曲柄、辊道、夹送辊的同步控制原理。本发明技术方案如下：一种连续式大侧压机侧压控制方法，系在热轧厂利用同步式侧压机进行粗轧热轧板型调整的控制方法，其特征在于，所述的侧压控制方法包括下列步骤：(一)首拍位置控制，通过检测侧压机构曲柄的转动角度，结合辊道速度来确定对中后板坯的启动时间来 实现，即，保证板坯在侧压机构曲柄到达θ度时运行到特定位置，θ度即闭合死点45度，确保板坯头部与模块的相对位置确定，在侧压机构曲柄到达θ度时，板坯第一次侧压完成；(二)侧压机构曲柄的定位与角度关系的确立，零点是侧压机构曲柄位置的基准点，也即实施侧压控制方法采用的基准点，其他点的位置都是以它为基准，侧压机构曲柄的角度由安装在工作侧主齿轮箱上的脉冲发生器PLG来检测，(三)确定模块运送机构曲柄的位置，中心点是模块运送机构曲柄的基准点，也是模块运送机构曲柄的启动、停止点，与侧压机构曲柄的零点一致，B点是模块运送机构曲柄的正向侧压同步点(315度)，模块运送机构曲柄在开始启动后的第一圈，在此点上实现模块运送机构曲柄与侧压机构曲柄同步，(四)侧压机构曲柄和模块运送机构曲柄、辊道、夹送辊的同步控制，为了迅速使侧压机构曲柄的转动速度达到侧压状态时的速度，平时侧压机构曲柄是以待机速度运转，当板坯进入大侧压机进行侧压时，大侧压机转入侧压状态，所述侧压工作状态包含有三个阶段的过程：建立同步、维持同步及失步待机阶段。关于1.首拍位置控制。大侧压对板坯首拍位置的不确定，一定程度上导致了板坯头部形状的不确定，因此必须在侧压前设定首拍位置，达到首拍位置的可控性。这个可以通过检测侧压机构曲柄的转动角度、结合辊道速度来确定对中后板坯的启动时间来实现。如图2所示，当热检测器HMD301检测到板坯后，辊道停止，侧导板对板坯进行对中并等待大侧压机达到同步的信号，可进行如下分析：因为大侧压机达到同步后，模块接触板坯时平行于板坯方向的速度与辊道运行速度是相同的，所以模块虽然在垂直于板坯方向上对板坯进行了侧压，但模块并没有阻碍板坯的前进速度，因此，只需保证板坯在侧压机构曲柄到达θ度时运行到特定位置即可确保板坯头部与模块的相对位置是确定的。关于确保板坯头部与模块的相对位置，如图所示，由于模块的平面工作面长度是200mm、斜面工作面长度是200mm，我们要求板坯头部接触模块平面工作面100mm，即要求板坯头部接触整个模块工作面300mm。图3中，θ度即闭合死点45度，即板坯头 部与模块平面工作面100mm接触，确定。关于在侧压机构曲柄到达θ度时，板坯第一次侧压完成。侧压机构曲柄第一圈θ度时高速启动，第一圈结束升速完毕，然后第二圈θ度时模块运送机构曲柄开始建立同步，其中辊道在第二圈β度开始启动。第三圈建立同步结束。第十七圈时板坯头部进入侧压区域进行侧压，在侧压机构曲柄θ度时，板坯第一次侧压完成。根据本发明所述一种连续式大侧压机侧压控制方法，其特征在于，在步骤(一)，设定：dd：首拍位置距离，即，模块的平面工作面(板坯头部100mm左右)，mm，dn：根据机械结构确定板坯头部的等待位置与首拍位置间的距离，mm，α：到达特定位置，即，板坯接触整个模块平面工作面和斜面工作面侧压机构曲柄需要的转角，度，板坯接触整个模块平面工作面和斜面工作面，即板坯头部进入模块之间300mm左右，(图3的侧压机构曲柄的转角标示中，首拍位置300mm时，α角度为45度，即与闭合死点重合)β：辊道启动时侧压机构曲柄的转角，度，如已知：X：辊道速度，mm/s；Y：侧压机构曲柄转速，度/s，则有：α＝Y*dn(mm)/Xβ＝360度-REM{(α-θ度)/360度}其中，REM取余数，即对上式的(α-θ度)除以360度后的数，去整数，取余数，整数表示主曲柄转过的圈数，可以忽略，余数表示不足一圈时转过的角度，以求最短的时间升速，如此，在大侧压机达到同步后，侧压机构曲柄第一次经过角度β时，启动辊道运送板坯，即可到达控制首拍位置的目的。REM取余数，余数表示不足一圈时转过的角度。比如转过380度，和取20度一样的效果，而且要求最短的时间升速。根据本发明所述一种连续式大侧压机侧压控制方法，其特征在于，在辊道带动板坯 由静止启动直至达到Xmm/s有延时的场合，对该延时进行补偿，使辊道提前启动，启动角度可写为：β＝360度-REM{(α-θ度)/360度}-γ其中，γ为补偿角度，根据现场实际情况进行确定。如图,dd为首拍距离，根据机械结构可以确定板坯头部的等待位置与首拍位置间的距离dn，设α为到达特定位置侧压机构曲柄需要的转角,β为辊道启动时侧压机构曲柄的转角。已知：辊道速度：Xmm/s；主曲柄转速：Y度/s。则有：α＝Y*dn(mm)/X，β＝360度-REM{(α-θ度)/360度}，其中，REM取余数。即对上式的(α-θ度)除以360度后的数，去整数，取余数，整数表示主曲柄转过的圈数，可以忽略，余数表示不足一圈时转过的角度，以求最短的时间升速。这样，大侧压机达到同步后，侧压机构曲柄第一次经过角度β时，启动辊道运送板坯，即可到达控制首拍位置的目的。当然，在辊道带动板坯由静止启动直至达到Xmm/s是有延时的，因此要对该延时进行补偿，使辊道提前启动,则启动角度可写为：β＝360度-REM{(α-θ度)/360度}-γ其中，γ为补偿角度，可根据现场实际情况进行确定。根据本发明所述一种连续式大侧压机侧压控制方法，其特征在于，在步骤(二)，侧压机构曲柄的定位与角度关系如下：表1侧压机构曲柄关键点定义侧压机构曲柄的定位与角度关系如表1和图3所示。零点是侧压机构曲柄位置的基准点，其他点的位置都是以它为基准。闭合死点的位置为45度，它是模块之间距离最小的点，这个间距就是板坯侧压后的出口宽度。开点的位置是225度，模块运行到此点时它们之间距离最大。C点的位置为75度，D点的位置为305度，当侧压机不在侧压过程中且侧压机构曲柄处于C点与D点之间位置时，模块间距调节电机才可以旋转，模块间隙才可以得到调节。同步点A的位置为315度，它是模块运送机构曲柄与侧压机构曲柄开始建立同步的点。侧压机构曲柄的角度由安装在工作侧主齿轮箱上的脉冲发生器(PLG)来检测。根据本发明所述一种连续式大侧压机侧压控制方法，其特征在于，在步骤(三)，确定模块运送机构曲柄的位置如下，表2同步曲柄的位置点角度说明中心0度基唯点(启动、停止点)B315度同步点其中，中心点是模块运送机构曲柄的基准点，也是模块运送机构曲柄的启动、停止点，B点是正向侧压同步点，模块运送机构曲柄在开始启动后的第一圈，在此点上基本实现与侧压机构曲柄同步。根据本发明所述一种连续式大侧压机侧压控制方法，其特征在于，在步骤(四)，侧压机构曲柄和模块运送机构曲柄的同步控制，大侧压机转入的侧压状态说包含的建立同步阶段如下：(1)建立同步当板坯接近大侧压机，且侧压机构曲柄运行到闭合死点(45度)时，侧压机构曲柄开始从待机速升速，侧压机构曲柄运行至A点(315度)点时，转速达到高速的侧压状态，即侧压机构曲柄在开始加速的第一周期的45度到315度的角度内，转速从待机速度上升到高速，当侧压机构曲柄旋转至第二周期的45度时，模块运送机构曲柄、辊道和夹送辊 开始加速，并且到达B点之前迅速提高到同步速度，并与侧压机构曲柄建立起同步。A点，315度，即图3A点,与前述模块运送机构曲柄的图4的B点重合，图6中有A1-A3点，A1是第一圈的A点，A2是第二圈的A点。根据本发明所述一种连续式大侧压机侧压控制方法，其特征在于，在步骤(四)，侧压机构曲柄和模块运送机构曲柄的同步控制，大侧压机转入的侧压状态说包含的保持同步阶段如下：(2)保持同步建立同步后，要求在整个板坯侧压过程中侧压机构曲柄与模块运送曲柄保持同步，尤其是在每个侧压周期中的0度到45度的范围内，侧压机构曲柄与模块运送曲柄之差要小于6度。为了保持同步，根据模块运送曲柄与侧压机构曲柄角度的反馈值，对模块运送机构曲柄的转速随时进行修正，使模块运送机构曲柄的旋转角度始终与侧压机构曲柄的旋转角度保持一致，以便大侧压机的模块周而复始的沿着特定轨迹运转。根据本发明所述一种连续式大侧压机侧压控制方法，其特征在于，在步骤(四)，侧压机构曲柄和模块运送机构曲柄的同步控制，大侧压机转入的侧压状态说包含的失步待机阶段如下：(3)失步待机当板坯侧压完毕后，侧压机构曲柄在闭合死点(45度)开始减速，直至待机速度，同时模块运送机构曲柄、辊道和夹送辊也开始减速至0，并停止于0度位置，等待下一块板坯的到来，继续重复以上的步骤。侧压机构曲柄和模块运送机构曲柄速度控制模式的优化根据本发明所述一种连续式大侧压机侧压控制方法，其特征在于，为了使速度保持恒定，当轧制力大时,对侧压机构马达的给定值给予补偿，同步机根据模块运送机构马达与侧压机构马达的旋转角度的差值计算出补偿量，在模块运送机构马达处于75～315度之间时加到模块运送机构马达的给定值上去，给予补偿，使模块运送机构曲柄与侧压机构曲柄同步转动。根据本发明所述一种连续式大侧压机侧压控制方法，其特征在于，在侧压机构曲柄及两个模块运送机构轴上都安装了一个用于角度校正的位置检测传感器，主轴每转一圈，传感器信号作为中断信号，在控制程序中对PLG脉冲计数置零，由此消除PLG 测量角度的累积误差。如图5所示，同步建立之后，侧压机构马达和模块运送机构马达的速度应保持同步转速,当模块进行侧压时，由于侧压机构马达吃进负载，速度有瞬间的下降，为了使速度保持恒定，当轧制力大时,对侧压机构马达的给定值给予补偿。同步机根据模块运送机构马达与侧压机构马达的旋转角度的差值计算出补偿量，在模块运送机构马达处于75～315度之间时加到模块运送机构马达的给定值上去，给予补偿，使模块运送机构曲柄与侧压机构曲柄同步转动。另外，侧压机构曲柄与模块运送机构曲柄原来主要依靠脉冲发生器(PLG)来检测角度，而PLG有累积误差。通过对整个控制系统的分析研究，在侧压机构曲柄及两个模块运送机构轴上都安装了一个用于角度校正的位置检测传感器，主轴每转一圈，传感器信号作为中断信号，在控制程序中对PLG脉冲计数置零。这样就消除了PLG测量角度的累积误差，提高了控制精度。附图说明图1是大侧压机各个机构及板坯运动路线的示意图；图2是模块与板坯示意图；图3是侧压机构曲柄关键点位置示意图；图4是模块运送机构曲柄关键点位置示意图；图5是系统同步框图；图6是大侧压机同步图。图中1为板坯，2为入口辊道，3为入口侧导板，4为侧导板油缸，5为侧压模块机构，6为入口压紧辊对，7为入口夹送辊对，8为出口夹送辊、9为出口辊道、10为模块运送机构。具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。实施例1图1中，大侧压机主要由入口辊道2、入口侧导板3、入口上、下夹送辊对7、出入口上、下压紧辊对6、侧压模块5、出口上、下夹送辊8、出口辊道9、模块运送机构10等设备/机构组成，是用于控制板坯的宽度及宽度精度的装置。在整个轧制周期中，板坯沿入口辊道进入，热检测器HMD301检测到板坯后，辊 道停止，侧导板对板坯进行对中并等待大侧压机达到同步的信号；在入口下夹送辊处，入口上夹送辊下降，压到板坯上，当板坯进入侧压模块首拍位置时，上压紧辊下降压到板坯上，侧压模块边对板坯侧压边运送板坯前行，使板坯的宽度达到要求的目标值，然后侧压模块打开并回退到原始位置；在这个过程中，侧压机构曲柄和模块运送机构曲柄旋转360度，侧压模块完成一次由“打开”位置到“侧压完成”再回归“打开”位置的动作过程，同时实现了板坯的连续运行。图2中，根据机械结构可以确定板坯头部的等待位置与首拍位置间的距离2100mm，设α为到达特定位置侧压机构曲柄需要的转角,β为辊道启动时侧压机构曲柄的转角。已知：辊道速度：333.3mm/s；侧压机构曲柄转速：300度/s。则有：α＝300度*dn(mm)/333.3＝1800度β＝360度-REM{(α-45度)/360度}＝45度其中，REM为取余数。这样，大侧压机达到同步后，侧压机构曲柄第一次经过角度β时，启动辊道运送板坯，即可到达控制首拍位置的目的。由于在辊道带动板坯由静止启动直至达到333.3mm/s是有延时的，因此要对该延时进行补偿，使辊道提前启动,根据调试，确定γ为3度：β＝360度-REM{(α-45度)/360度}-γ＝42度图6中，当板坯接近大侧压机，且侧压机构曲柄运行到闭合死点(45度)时，侧压机构曲柄开始从待机速升速，等运行至A1(315度)点时，转速达到50CPM的侧压状态，即侧压机构曲柄在开始加速的第一周期的45度到315度的角度内，转速从5CPM上升到50CPM。当侧压机构曲柄旋转至第二周期的45度时，模块运送机构曲柄开始加速，并且到达B点之前迅速提高到50CPM的同步速度，并与侧压机构曲柄建立起同步。由于在辊道带动板坯由静止启动直至达到333.3mm/s是有延时，辊道和夹送辊的加速是在42度时启动的。在图6中，可以看出侧压机构曲柄和模块运送机构曲柄、辊道、夹送辊的同步是在A3(B)点上实现的。建立同步后，要求在整个板坯侧压过程中侧压机构曲柄与模块运送机构曲柄保持同步，尤其是在每个侧压周期中的0度到45度的范围内，侧压机构曲柄与模块运送机构曲柄之差要小于6度。为了保持同步，根据侧压机构曲柄与模块运送机构曲柄角度的反馈值，对模块运送机构曲柄的转速随时进行修正，使模块运送机构曲柄的旋转角度始终与侧压机构曲柄的旋转角度保持一致，以便大侧压机模块周而复始的沿着特定轨迹运转。当板坯侧压完毕后，侧压机构曲柄 在闭合死点(45度)开始减速，直至待机速度(5CPM)，同时模块运送机构曲柄、辊道、夹送辊也开始减速至0，并停止于0度位置，等待下一块板坯的到来，继续重复以上的步骤。其中：代表模块运送机构曲柄第一段加速度：同步开始，侧压机构曲柄第一次经过45度后侧压机构曲柄速度达到30CPM时，模块运送机构曲柄由静止状态开始加速直至侧压机构曲柄第二次经过45度，其加速度为∏rad/s2。代表模块运送机构曲柄第二段加速度：同步开始后，侧压机构曲柄第二次经过45度时，模块运送机构曲柄的加速度变为3.5∏rad/s2。代表侧压机构曲柄的加速度：同步开始后，侧压机构曲柄第一次通过45度角时，加速度为0.7∏rad/s2；减加速度为0.7∏rad/s2。代表侧压机构曲柄的速度补偿：1.当侧压机构曲柄的转角在本周期的315度与下一周期的30度之间时，如果板坯的侧压量<200mm、侧压力>700Ton，则期间侧压机构曲柄的速度补偿为10％，侧压机构曲柄速度有50CPM的上限。2.若侧压力>700Ton并且侧压量>200mm，则侧压机构曲柄在侧压期间的速度补偿为12％，侧压机构曲柄速度有50CPM的上限。代表模块运送机构曲柄的速度补偿：模块运送机构曲柄的速度补偿值为：VC＝(A1-A2)*1100/1000其中，A1为当前侧压机构曲柄的转角；A2为模块运送机构曲柄的转角；VC为模块运送机构曲柄的速度补偿值，限幅300。补偿时机：第二次经过315度之后的75度～315度之间。根据本发明的一种连续式大侧压机侧压控制方法，其在侧压机的整个轧制周期过程中，通过侧压机构曲柄和模块运送机构曲柄、辊道、夹送辊之间建立同步、维持同步、失步待机三个过程，达到精确控制宽度的目的。当前第1页1 2 3