专利名称：一种钢卷边裂定位方法
技术领域：
本发明涉及一种位置测量方法，尤其涉及一种测量金属制品缺陷位置的方法。
背景技术：
在冶金生产领域，某些金属制品，例如普冷产品，对于钢卷边部缺陷在开卷后的长度方向的定位没有相关要求，而某些金属制品，例如电工钢产品因其规格较薄(0. 23 0. 65mm厚度区间)，相比普冷产品更注重边裂缺陷，因此为了确保机组相关作业的顺利进行，需要对某些品种的钢卷边裂在开卷后的长度方向上进行定位。目前，生产机组对于钢卷边部缺陷在钢卷处于卷形状态时的定位采取粗放式控制，如需要定位时，均是由现场作业人员通过经验加以预判估计。然而这种通过人工预估的方法并不准确，由于现场作业人员的操作水平参差不齐，往往使得预判结果存在诸多不确定因素，无法成为钢卷边部缺陷在带钢长度方向定位的数据参照。而如果不对钢卷端面的边裂缺陷进行定位，则钢卷边部缺陷在钢卷上机组开卷后无法为钢卷边部缺陷在带钢长度方向上定位的提供数据支撑。
发明内容
本发明的目的是提供一种钢卷边裂定位方法，使用该方法能够在带钢处于卷形状态时，精确测得带钢上边部缺陷的位置，从而将该边部缺陷位置传输给生产线的控制系统，便于生产线上下一道工序的产品质量控制。本发明根据上述发明目的，提供了一种钢卷边裂定位方法，采用的钢卷由一长形的带钢卷曲形成，所述带钢具有一头部和一尾部，其特征在于，包括下列步骤(I)分别测量钢卷的内圈半径r、外圈半径R以及钢卷边裂距钢卷内圈和外圈的距离HpH2，得到钢卷实际卷曲胀缩系数AS:AS = [ TI (R2-r2)]/(LXh)其中，L为带钢长度，h为带钢厚度，带钢长度和厚度对于某一特定的钢卷是固定的设定值；设置一通过钢卷端面圆心的垂直辅助线，将所述垂直辅助线与钢卷端面上半圆的交点作为起始刻度0度，然后分别测量钢卷边裂、带钢头部以及带钢尾部与所述起始刻度在顺时针方向上的夹角a、0和Y，然后分别根据下述模型得到钢卷边裂弧线补偿长度
I1、带、钢头部弧线补偿长度I2，带钢尾部弧线补偿长度I3 I1 = ± n Ct 0+氏)/180° I2 = ± TI 3 R/180。l3=±TlYr/180°当a、@和Y的值位于(0，180]范围区间内时，其分别对应的Hl3S正值，当a、@和Y的值位于(180，360)范围区间内时，其分别对应的Ip 12、I3为负值；(2)确定对钢卷边裂进行入口定位还是出口定位，当进行入口定位时执行步骤(3)，当进行出口定位时执行步骤(4)；(3)对钢卷边裂进行入口定位，分别确定该步骤中钢卷边裂距钢卷内圈的距离Lm和距钢卷外圈的距离Lm，Lnr = {[ TI X (H1+r) 2/1000_ TI X r2/1000] /h} / A S-L2+ (I^l3)/1000Lwr = {[ n X R2/1000- n (R-H2) 2/1000] /h} / A S-L1-L2+ (Vlfl3)/1000其中，r为钢卷内圈半径，mm ；R为钢卷外圈半径，mm ；L为带钢长度，m ；h为带钢厚度，mm 为钢卷边裂距钢卷内圈的距离，mm ；H2为钢卷边裂距钢卷外圈的距离，mm ; A S为钢卷实际卷曲胀缩系数，I1为钢卷边裂弧线补偿长度，mm ；12为带钢头部弧线补偿长度，mm ；I3为带钢尾部弧线补偿长度，mm 为带钢头部剪切量，m ；12为带钢尾部剪切量，m。带钢头部剪切量L1和带钢尾部剪切量L2对于某一确定的工序来说，均是固定的设定值；(4)对钢卷边裂进行出口定位，分别确定该步骤中钢卷边裂距钢卷内圈的距离Ln。和距钢卷外圈的距离Lw。，然后将其传输至下一道工序的控制系统中Lnc = {[ TI X R2/1000- TI X (R-H2) 2/1000] /h} / A S-L1+ (I^l2)/1000
Lwc = {[ TI X (H1+r) 2/1000_ TI r2/1000] /h} / A S-L1-L2+ (I^lfl3)/1000其中，r为钢卷内圈半径，mm ；R为钢卷外圈半径，mm ；L为带钢长度，m ；h为带钢厚度，mm 为钢卷边裂距钢卷内圈的距离，mm ；H2为钢卷边裂距钢卷外圈的距离，mm ; A S为钢卷实际卷曲胀缩系数，I1为钢卷边裂弧线补偿长度，mm ；12为带钢头部弧线补偿长度，mm ；I3为带钢尾部弧线补偿长度，mm 为带钢头部剪切量，m ；12为带钢尾部剪切量，m。为了使得本技术方案中的测量过程更加方便快捷，本发明采用了一钢卷边裂测量尺分别测量钢卷的内圈半径r、外圈半径R、钢卷边裂距钢卷内圈和外圈的距离HpH2，带钢头部、带钢尾部以及钢卷边裂与所述起始刻度的夹角a、P和Y。采用的钢卷边裂测量尺包括一十字支架，其具有一中心圆盘以及四个支撑脚，所述四个支撑脚自中心圆盘伸出，呈十字形设置，所述中心圆盘的圆周上设有角度刻度，所述支撑脚为中空的杆件；四个伸缩杆，分别对应设于所述四个支撑脚内，所述各伸缩杆的尾端与各支撑脚之间分别设有一弹性元件；—连接转轴,其具有一第一端和一第二端,所述连接转轴的第一端与所述中心圆盘的圆心处连接，所述连接转轴可沿其几何轴心转动，所述连接转轴上设有一轴向设置的标线；—卷尺,其与所述连接转轴的第二端在卷尺的圆心处固定连接。测量时，将十字支架放入钢卷内圈内，实现钢卷内圈的圆心定位，由于伸缩杆与支撑脚之间设有弹性元件，因此十字支架可以卡在钢卷内圈内，此时中心圆盘的圆心就是钢卷端面的圆心。然后旋转连接转轴，使得连接转轴上的标线分别与钢卷边裂、带钢头部、带钢尾部对齐，此时中心圆盘上标线对应的角度值便是a、0和Y的值。由于卷尺与连接转轴固定连接，因此卷尺与连接转轴同步转过了相同的角度，此时还可以利用卷尺测得钢卷的内圈半径r、外圈半径R，同样钢卷边裂距钢卷内圈和外圈的距离HpH2也可用该钢卷边裂测量尺测得。本发明所述的钢卷边裂定位方法，可以在当前机组设备条件的基础上，准确计算钢卷边裂缺陷于开卷后的长度方向具体位置，本发明实施简单，应用方便，在无需对现有设、备进行改造情况下，本发明能够在带钢处于卷形状态时能够精确计算边裂缺陷在带钢上机组开卷后在长度方向的具体位置，以及钢卷经当前机组生产过后至下道工序时的边裂缺陷位置信息传递，进而为本机组生产及后道工序缺陷位置信息传递提供可靠的数据依据。
图I为本发明所述的钢卷边裂定位方法中所测量的钢卷的端面示意图。图2为本发明所述的钢卷边裂定位方法的流程图。图3为本发明所述的钢卷边裂定位方法中所采用的一种钢卷边裂测量尺的结构示意图。
具体实施例方式如图I所示，图中显示了带钢经过卷曲形成的钢卷端面，其中带钢头部I位于钢卷的外圈I上，带钢尾部位于钢卷的内圈2上，钢卷边裂3位于内圈与外圈之间的某个圆周上。为了便于测量，在钢卷端面上做通过钢卷圆心的垂直辅助线P，将垂直辅助线P与钢卷上半圆的交点作为起始刻度0度，钢卷边裂3、带钢头部I、带钢尾部3与起始刻度在顺时针方向上的夹角即为a、@和Y。现场某连续机组入口一钢卷DS端部有一处边裂，如图2所示，按照图中所示的步骤对钢卷边裂进行定位(I)钢卷上料；(2)采用钢卷边裂测量尺分别测量钢卷的内圈半径r为254_，外圈半径R为889mm，钢卷边裂距钢卷内圈的距离H1为150mm、钢卷边裂距外圈的距离H2为485mm，钢卷边裂与起始刻度在顺时针方向上的夹角a为45。，带钢头部与起始刻度在顺时针方向上的夹角P为243°，带钢尾部与起始刻度在顺时针方向上的夹角Y为54。;同时通过来料信息录入获得带钢的长度L为4449m，带钢的厚度为0. 5mm,带钢头部剪切量L1为4m，带钢尾部剪切量L2S 6m，基于上述测量数据和来料信息数据，得到钢卷实际卷曲胀缩系数AS、钢卷边裂弧线补偿长度I1、带钢头部弧线补偿长度I2，带钢尾部弧线补偿长度I3 AS = [TI (R2-r2)]/(LXh) = [TI (8892_2542) ] / (4449000 X 0. 5) = 1.025I1 = TI a (r+H^/lSO0 = TI (0. 15+0. 254)45。/180。= 0. 32mI2 = - TI @r2/180。= - TI X0. 889X243° /180° = _3. 77mI3 =TI Yr3/180。=TI X0. 254X54。/180° = 0. 24m(3)确定对钢卷边裂进行入口定位执行步骤(4)；(4)对钢卷边裂进行入口定位，分别确定该步骤中钢卷边裂距钢卷内圈的距离Lm和距钢卷外圈的距离Lm，Lnr = {[ TI X (H1+r)2/1000_ TI Xr2/1000]/h}/ A S-L2+ (I^l3)/1000 = {[ TI X (I50+254) 2/1000- n X (254)2/1000]/0. 5}/I. 025-6+0. 32+0. 24 = 599. 58mLwr = {[ n XR2/1000- TI (R-H2) 2/1000]/h} / A S-L1-L2+(I^lJl3)/1000 = {[ TIX (889) 2/1000- n X (889-485) 2/1000]/0. 5}/I. 025-4-6+0. 32-3. 77+0. 24 = 3830. 9m如图3所示，本实施例中采用的钢卷边裂测量尺包括十字支架，其具有一中心圆盘31以及四个支撑脚32，四个支撑脚32自中心圆盘31伸出，呈十字形设置，中心圆盘31、的圆周上设有角度刻度34，支撑脚32为中空的杆件，其内分别设有伸缩杆33，伸缩杆33与支撑脚32之间设有弹簧，使得伸缩杆33可在支撑脚32内伸缩。连接转轴35用于连接卷尺36和中心圆盘31，连接转轴35的一端与中心圆盘31的圆心处连接，且连接转轴35可与中心转盘相对转动，连接转轴35的另一端与卷尺36固定连接，在连接转轴35转动的过程中卷尺36与其同步转动，连接转轴35上设有一轴向设置的标线。该钢卷边裂测量尺在使用时，将十字支架放入钢卷内圈内，实现钢卷内圈的圆心定位，由于伸缩杆33与支撑脚32之间设有弹性元件，因此十字支架可以卡在钢卷内圈内，此时中心圆盘31的圆心就是钢卷端面的圆心。然后旋转连接转轴35，使得连接转轴35上的标线与钢卷边裂对齐，此时中心转盘31上对应标线的角度值便是a、P和Y的值。由于卷尺36与连接转轴35固定连接，因此卷尺36与连接转轴35同步转过了相同的角度，此时从卷尺6中拉出测量头61，便可以测得1'1、1'2和1>同理，钢卷的内圈半径r、外圈半径R、钢卷边裂距钢卷内圈和外圈的距离HpH2也可用该钢卷边裂测量尺测得。要注意的是，以上列举的仅为本发明的具体实施例，显然本发明不限于以上实施例，随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本发明的保护范围。权利要求
1.ー种钢卷边裂定位方法，采用的钢卷由一长形的带钢卷曲形成，所述带钢具有ー头部和一尾部，其特征在于，包括下列步骤 (1)分别测量钢卷的内圈半径r、外圈半径R以及钢卷边裂距钢卷内圈和外圈的距离氏、H2，得到钢卷实际卷曲胀缩系数AS:AS = [ Π (R2T2)]/(LXh) 其中，L为带钢长度，h为带钢厚度； 设置一通过钢卷端面圆心的垂直辅助线，将所述垂直辅助线与钢卷端面上半圆的交点作为起始刻度O度，然后分别测量钢卷边裂、带钢头部以及带钢尾部与所述起始刻度在顺时针方向上的夹角α、β和Y，然后分别根据下述模型得到钢卷边裂弧线补偿长度I1、帯钢头部弧线补偿长度I2，带钢尾部弧线补偿长度I3 11= ± Π α (Γ+Η^/ΙδΟ012= ± Π β R/180。13= ± Π Yr/180。
当α、β和Y的值位于(0，180]范围区间内时，其分别对应的I1U2.13取正值，当α、β和Y的值位于(180，360)范围区间内时，其分别对应的I1U2U3取负值； (2)确定对钢卷边裂进行入口定位还是出口定位，当进行入口定位时执行步骤(3)，当进行出口定位时执行步骤(4)； (3)对钢卷边裂进行入口定位，分别确定该步骤中钢卷边裂距钢卷内圈的距离Lm和距钢卷外圈的距离し，Lnr= {[ Π X (H^r)VlOOO- Π Xr2/1000]/h}/ Δ S-L2+ (I^l3)/1000Lwr= {[ π xr2/iooo- π (R-H2)VioooVMZas-L1-L2+(Ifiji3)/iooo 其中，r为钢卷内圈半径，mm ；R为钢卷外圈半径，mm ；L为带钢长度，m ；h为带钢厚度，mm 为钢卷边裂距钢卷内圈的距离，mm ；H2为钢卷边裂距钢卷外圈的距离，mm ; Λ S为钢卷实际卷曲胀缩系数，I1为钢卷边裂弧线补偿长度，mm ；12为带钢头部弧线补偿长度，mm ；13为带钢尾部弧线补偿长度，mm 为带钢头部剪切量，m ；L2为带钢尾部剪切量，m ； (4)对钢卷边裂进行出ロ定位，分别确定该步骤中钢卷边裂距钢卷内圈的距离Ln。和距钢卷外圈的距离Lw。，然后将其传输至下一道エ序的控制系统中Lnc= {[ Π XRVlOOO- Π X (R-H2)2/1000]/h}/Λ S-L1+(I^l2)/1000 Lwc = {[ Π X (H1+r) 2/1000- Π r2/1000] /h} / Δ S-L1-L2+ (li+^+ls) /1000 其中，r为钢卷内圈半径，mm ；R为钢卷外圈半径，mm ；L为带钢长度，m ；h为带钢厚度，mm 为钢卷边裂距钢卷内圈的距离，mm ；H2为钢卷边裂距钢卷外圈的距离，mm ; Λ S为钢卷实际卷曲胀缩系数，I1为钢卷边裂弧线补偿长度，mm ；12为带钢头部弧线补偿长度，mm ；13为带钢尾部弧线补偿长度，mm 为带钢头部剪切量，m ；L2为带钢尾部剪切量，m。
2.如权利要求I所述的钢卷边裂定位方法，其特征在于，采用一钢卷边裂測量尺分别測量钢卷的内圈半径r、外圈半径R、钢卷边裂距钢卷内圈和外圈的距离H1.H2，带钢头部、带钢尾部以及钢卷边裂与所述起始刻度的夹角α、β和Y。
3.如权利要求2所述的钢卷边裂定位方法，其特征在于，所述采用的钢卷边裂測量尺包括 一十字支架，其具有一中心圆盘以及四个支撑脚，所述四个支撑脚自中心圆盘伸出，呈十字形设置，所述中心圆盘的圆周上设有角度刻度，所述支撑脚为中空的杆件； 四个伸缩杆，分别对应设于所述四个支撑脚内，所述各伸缩杆的尾端与各支撑脚之间分别设有一弾性元件； ー连接转轴，其具有一第一端和一第二端，所述连接转轴的第一端与所述中心圆盘的圆心处连接，所述连接转轴可沿其几何轴心转动，所述连接转轴上设有ー轴向设置的标线； ー卷尺，其与所述连接转轴的第二端在卷尺的圆心处固定连接。
全文摘要
本发明公开了一种钢卷边裂定位方法，包括下列步骤分别测量钢卷的内圈半径r、外圈半径R以及钢卷边裂距钢卷内圈和外圈的距离H1、H2，测量钢卷边裂、带钢头部以及带钢尾部与0刻度的夹角α、β和γ；然后通过定位模型对钢卷边裂进行定位。该钢卷边裂定位方法可以准确得到钢卷边裂于开卷后的长度方向上的具体位置，进而为本机组生产及后道工序缺陷位置信息传递提供可靠的数据依据。
文档编号G01B3/10GK102672001SQ20111006376
公开日2012年9月19日 申请日期2011年3月16日 优先权日2011年3月16日
发明者宋俊, 王彦杰, 葛良琦 申请人:宝山钢铁股份有限公司