位置检测装置及其控制方法

位置检测装置及其控制方法
【专利摘要】本发明提供一种位置检测装置及其控制方法，用于检测钢坯在线称量升降装置的升降位置，钢坯在线称量升降装置包括：四个承重体上的升降液压油缸以及两个称量用梁臂，称量用梁臂随升降液压油缸上下移动，每个称量用梁臂的两端分别设置一个位置检测装置，每个位置检测装置包括：位移传递件，包括：悬吊在称量用梁臂的一端的金属绳和悬吊在金属绳下端并拉直金属绳的金属挡块；导向槽，导向槽竖直固定在每组承重体相对的侧面上，并且金属挡块在导向槽内上下移动；以及位置检测元件，包括分别固定在导向槽上下两端附近的上限检测元件和下限检测元件，上限检测元件和下限检测元件分别用于检测金属挡块是否到达上限位置和下限位置。
【专利说明】位置检测装置及其控制方法

【技术领域】
[0001]本发明涉及一种位置检测装置及其控制方法，尤其涉及一种用于钢坯在线称量升降装置的位置检测装置及其控制方法。

【背景技术】
[0002]在冶金行业的厚板(热轧)板坯库生产中，通常在加热炉前布置一套钢坯在线称量设备，用于对即将加热生产的钢坯在线称重，该重量值用于判定厚板生产原料是否符合生产成材率需要，钢坯必须经过在线称量后才能进行后工序的加热及轧制生产，所以在线称量设备不仅事关厚板产品质量控制，而且由于其安装在厚板板坯的物流通道中，因此其能否正常运转还关系到厚板板坯物流是否通畅。
[0003]为了将待称重的钢坯放置到称量辊道中或者从称量辊道中移开，通常使用钢坯在线称量升降装置。如图1所示，该钢坯在线称量升降装置包括分别固定在四个承重体120上的升降液压油缸130以及两个称量用梁臂150，四个承重体120分为前后两组，位于同一组的承重体120上的两个升降液压油缸130之间分别连接一个称量用梁臂150，称量用梁臂150随升降液压油缸130上下移动，用于将待称量的钢坯放置到称量辊道中或者从称量辊道中移开。
[0004]该钢坯在线称量升降装置上设置有位置检测装置，用于检测升降液压油缸130及称量用梁臂150的升降到位信号。如图1所示，位置检测装置包括:通过支架160固定连接到称台承重梁170上的上下限接近开关110 ;以及固定在升降液压油缸130上朝上下限接近开关110侧突出的油缸位置挡块140，当升降液压油缸130上升到预定上限位置时，上下限接近开关110的上限接近开关检测到油缸位置挡块140的接近信号，从而发出“上限到位”信号，相反，当升降液压油缸130下降到预定位置时，上下限接近开关110的下限接近开关检测到油缸位置挡块140的接近信号，从而发出“下限到位”信号。在线控制系统接收位置检测装置的“上限到位”信号和“下限到位”信号，并且通过该“上限到位”信号和“下限到位”信号来控制升降液压油缸130的上下移动，具体而言，在线控制系统在接收到全部四个升降液压油缸130的“上限到位”信号时停止升降液压油缸的上升，相反，在线控制系统在接收到全部四个升降液压油缸130的“下限到位”信号时停止升降液压油缸的下降。
[0005]上述位置检测装置存在以下问题:
[0006]1.当由于升降液压油缸的机械故障而出现四个升降液压油缸速度不同步时，称台承重梁170会出现水平位置倾斜，此时，固定在称台承重梁170上的支架160也跟着歪斜，从而不能保证上下限接近开关110与油缸位置挡块140的正常间距，因此无法检测到正确的上下限到位信号，同时钢坯在线称量升降装置晃动也容易导致位置检测装置损坏。
[0007]2.当由于信号传送故障而丢失某个“上(下)限到位”信号时，只能人工手动干预，调整升降液压油缸控制阀强制其重新升降，该方法费时费力，由于人工调整难以保证装置平缓度而易导致钢坯在线称量升降装置损坏，另外延误时间容易导致钢坯物流通道堵塞。
[0008]3.无法调整上下限接近开关110的垂直间距，且位置检测装置安装维护空间狭小，不利于安装维护。


【发明内容】

[0009]对现有技术的上述问题，本发明提供了一种位置检测装置及其控制方法，在升降液压油缸故障时仍能够准确无误地测量钢坯在线称量升降装置的上下限位置。
[0010]本发明的一个实施例提供了一种位置检测装置，用于检测钢坯在线称量升降装置的升降位置，所述钢坯在线称量升降装置包括:分别固定在呈矩形四角布置的四个承重体上的升降液压油缸以及两个称量用梁臂，所述四个承重体分为前后两组，位于同一组的承重体上的两个升降液压油缸之间分别连接一个所述称量用梁臂，所述称量用梁臂随所述升降液压油缸上下移动，用于将待称量的钢坯放置到称量辊道中或者从称量辊道中移开，每个所述称量用梁臂的两端分别设置一个所述位置检测装置，每个所述位置检测装置包括:位移传递件，包括:悬吊在所述称量用梁臂的一端的金属绳和悬吊在所述金属绳下端并拉直所述金属绳的金属挡块；导向槽，所述导向槽竖直固定在每组所述承重体相对的侧面上，并且所述金属挡块在所述导向槽内上下移动；以及位置检测元件，包括分别固定在所述导向槽上下两端附近的上限检测元件和下限检测元件，所述上限检测元件和下限检测元件分别用于检测所述金属挡块是否到达上限位置和下限位置。
[0011]优选地，所述金属挡块由底座和固定在所述底座上的突出部组成，所述底座嵌设于所述导向槽内并沿所述导向槽上下移动，所述突出部伸出所述导向槽。
[0012]优选地，所述上限检测元件和下限检测元件均是接近开关。
[0013]优选地，所述金属绳的上端穿过固定在所述称量用梁臂上的吊环螺钉并回折后用绳夹夹紧在所述金属绳上；所述金属绳的下端穿过固定在所述金属挡块上的吊环螺钉并回折后用绳夹夹紧固定在所述金属绳上。
[0014]优选地，所述导向槽通过槽架底板固定在所述承重体上，所述导向槽由沿所述金属绳长度方向上并列设置的两块相同规格的第一槽钢和第二槽钢拼接而成，设置所述第一槽钢和第二槽钢的所述承重体上还并列设置第三槽钢，所述上限检测元件和下限检测元件安装在所述第三槽钢上。
[0015]优选地，所述槽架底板的材料为不锈钢。
[0016]优选地，所述上限检测元件和所述下限检测元件分别通过固定部件可拆卸式地安装到所述第三槽钢上。
[0017]优选地，所述上限检测元件和所述下限检测元件为结构相同的圆棒状，所述固定部件包括管夹和调整螺丝，所述管夹包括两个塑料件和设置在两个塑料件外的两个金属件，两个所述塑料件对扣在一起中间形成用于夹持所述上限检测元件或所述下限检测元件的圆孔，两个所述金属件的上下两端均开设有相对应的两个螺丝孔，两个所述金属件通过穿设在所述螺丝孔内的所述调整螺丝连接并实现两个所述塑料件的紧固。
[0018]根据本发明另一实施例，提供了一种所述位置检测装置的控制方法，包括下列步骤:
[0019](I)控制待称量的钢坯在所述钢坯在线称量升降装置上完成自动定位；
[0020](2)控制所述四个升降液压油缸向上顶升带动所述两个称量用梁臂上升；
[0021](3)当每个所述称量用梁臂的两端处的所述位移传递件附近的所述上限检测元件均检测到“上限到位”信号时，控制所述升降液压油缸停止向上顶升；
[0022](4)对所述钢坯进行称重，称重完成后，控制所述四个升降液压油缸下降带动所述两个称量用梁臂下降；
[0023](5)当每个所述称量用梁臂的两端处的所述位移传递件附近的所述下限检测元件均检测到“下限到位”信号时，控制所述升降液压油缸停止下降；
[0024](6)控制所述钢坯离开所述称量辊道。
[0025]优选地，当在所述第(3)步骤中缺失至少一个“上限到位”信号，或者在所述第(5)步骤中缺失至少一个“下限到位”信号时，重新调整所述四个升降液压油缸的升降位置，并且延长所述四个升降液压油缸的限定工作时间。
[0026]本发明的位置检测装置有益效果在于，在升降液压油缸故障时仍能够准确无误地测量钢坯在线称量升降装置的上下限位置，并且可以便于在线控制系统在“上下限到位”信号故障时自动控制升降液压油缸重新工作，另外，本发明的位置检测装置的安装位置能够方便地调整，且便于维护。

【专利附图】

【附图说明】
[0027]图1是现有技术的位置检测装置的侧视图。
[0028]图2是本发明的位置检测装置的侧视图。
[0029]图3是本发明的位置检测装置的局部放大视图。
[0030]图4是图3的侧视图。
[0031]图5是图3的俯视图。
[0032]图6是本发明的位置检测装置的控制方法的流程图。
[0033]附图标记:
[0034]110—上下限接近开关 120—承重体 130—升降液压油缸
[0035]140—油缸位置挡块 150—称量用梁臂 160—支架
[0036]170—称台承重梁 210—吊环螺钉 220—金属绳
[0037]230—绳夹 250—金属挡块 251—底座 252—突出部
[0038]270—导向槽 271—槽架底板 272—第一槽钢
[0039]273—第二槽钢 274—第三槽钢 290—下限检测元件
[0040]293—调整螺丝 294—金属件 295—圆孔

【具体实施方式】
[0041]现在结合【专利附图】

【附图说明】本发明位置检测装置及其控制方法的实施例。
[0042]本发明的位置检测装置，用于检测钢坯在线称量升降装置的升降位置。如图2所示，该钢坯在线称量升降装置包括:分别固定在呈矩形四角布置的四个承重体120上的升降液压油缸130以及两个称量用梁臂150，四个承重体120分为前后两组，位于同一组的承重体120上的两个升降液压油缸130之间分别连接一个称量用梁臂150，称量用梁臂150随升降液压油缸130上下移动，用于将待称量的钢坯放置到称量辊道中或者从称量辊道中移开，在每个称量用梁臂150的两端分别设置一个本发明的位置检测装置。如图2所示，本发明的位置检测装置包括:位移传递件、导向槽270以及位置检测元件，位移传递件包括悬吊在称量用梁臂150的一端的金属绳220和悬吊在金属绳220下端拉直金属绳220的金属挡块250 ;导向槽270竖直固定在每组两个承重体120相对的侧面上，并且金属挡块250在导向槽270内上下移动；位置检测元件包括分别固定在导向槽270上下两端附近的上限检测元件和下限检测元件290 (图中仅示出下限检测元件290作为示意)，上限检测元件和下限检测元件290分别用于检测金属挡块250是否到达上限位置和下限位置。这样，当升降液压油缸130带动称量用梁臂150向上移动时，金属绳220随之拉动金属挡块250沿导向槽270向上移动，上限检测元件可以检测到金属挡块250到达上限位置，相反，当升降液压油缸130带动称量用梁臂150向下移动时，金属挡块250在金属绳220的拉动作用及重力作用下随之沿导向槽270向下移动，下限检测元件290可以检测到金属挡块250到达下限位置。即使由于升降液压油缸130的机械故障而出现四个升降液压油缸130速度不同步，本发明的位置检测装置的金属挡块150也能保持在导向槽270内上下移动，在出现歪斜时，四个位置检测装置将不能同时均检测到“上(下)限到位”信号，则此时可以由控制系统判定为“升降液压油缸不同步，没有上(下)限到位”，因此，在由于升降液压油缸130升降不同步而出现歪斜时仍能正确检测是否上(下)限到位。
[0043]上述上限检测元件和下限检测元件290可以是接近开关，当金属挡块250的位置达到预定的接近距离时，即检测为达到上限位置或者下限位置。
[0044]如图2和图3所示，金属绳220的上端穿过固定在称量用梁臂150上的吊环螺钉210并回折后用绳夹230夹紧在金属绳220上；金属绳220的下端穿过固定在金属挡块250上的吊环螺钉210并回折后用绳夹230夹紧固定在金属绳220上。
[0045]如图4所示，金属挡块250可以由底座251和固定在底座251上的突出部252两部分组成，底座251嵌设于导向槽270内并沿导向槽270上下移动，突出部252伸出导向槽270。底座251和突出部252可以通过焊接等方式固定在一起。吊环螺钉210固定在突出部252上。
[0046]如图3至图5所示，导向槽270可以通过槽架底板271固定在承重体120上，导向槽270由沿金属绳220长度方向上并列设置的两块相同规格的第一槽钢272和第二槽钢273拼接而成，设置第一槽钢272和第二槽钢273的承重体120上还并列设置第三槽钢274，上限检测元件和下限检测元件290安装在第三槽钢274上。
[0047]如图4和图5所示，上限检测元件和下限检测元件290可以通过固定元件可拆卸式地安装到第三槽钢274上。如图3和图4所示，固定元件包括调整螺丝293和管夹。其中上限检测元件和下限检测元件290为结构相同的圆棒状，所述管夹包括两个塑料件图中未示出)和设置在两个塑料件外的两个金属件294，两个所述塑料件对扣在一起中间形成用于夹持上限检测元件或下限检测元件290的圆孔295，两个金属件294的上下两端均开设有相对应的两个螺丝孔，两个金属件294通过穿设在所述螺丝孔内的调整螺丝293连接并实现两个所述塑料件的紧固。
[0048]在安装管夹时，先将各部件(两个金属件294、两个塑料件和调整螺丝293)全部拆卸，在第三槽钢274上选定好安装位置后，将管夹的其中一个金属件294(位于第三槽钢274内侧的金属件)和一个塑料件分别夹在第三槽钢(厚度)面的前后两侧，然后将上限检测元件或下限检测元件290从塑料件的圆孔295穿入，最后只要将两个调整螺丝从外侧金属件上旋入后，即可将各部件连接并固定住，这样通过管夹及调整螺丝同时完成了在第三槽钢上的安装固定以及对上限检测元件和下限检测元件的安装固定。当需要调整称台升降位置或者调整上、下限检测元件测量间距时，只要调整管夹及调节调整螺丝293即可实现，操作简单、快捷，由此可见该调整螺丝293起到了安装固定及测量调整的双重作用。
[0049]为了不干扰接近开关的电信号，管夹最好使用非金属材料制成。由此根据实际需要可以通过调节固定元件的安装位置来调节上限检测元件和下限检测元件290的检测距离，从而改变称量用梁臂150的允许升降行程。
[0050]如图6所示，本发明的位置检测装置的控制方法包括如下步骤:
[0051]步骤S601:控制待称量的钢坯在钢坯在线称量升降装置上完成自动定位；
[0052]步骤S602:控制四个升降液压油缸向上顶升带动两个称量用梁臂上升；
[0053]步骤S603:每个称量用梁臂的两端处的位移传递件附近的上限检测元件均检测至IJ “上限到位”信号时，控制升降液压油缸停止向上顶升；
[0054]步骤S604:对钢坯进行称重，称重完成后，控制四个升降液压油缸下降带动两个称量用梁臂下降；
[0055]步骤S605:当每个称量用梁臂的两端处的位移传递件附近的下限检测元件均检测到“下限到位”信号时，控制升降液压油缸停止下降；
[0056]步骤S606:控制钢坯离开称量辊道。
[0057]优选地，在上述步骤S603中如果缺失至少一个“上限到位”信号，则进行步骤S607:重新调整四个升降液压油缸的升降位置，并且延长四个升降液压油缸的限定工作时间，待重新调整四个升降液压油缸同步后继续S603之后的步骤。同样，在上述步骤S605中如果缺失至少一个“下限到位”信号，也进行步骤S607，待重新调整四个升降液压油缸同步后继续S605之后的步骤。由此，可以在升降液压油缸故障时自动调整升降液压油缸同步而无需人工干预。
[0058]上述控制方法可以用例如PLC控制系统来实现，例如，可以由PLC接收本发明的位置检测装置发送的“上(下)限到位”信号，根据上述控制方法发出相应的控制信号来控制钢坯和升降液压油缸的移动。
[0059]以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种位置检测装置，用于检测钢坯在线称量升降装置的升降位置，所述钢坯在线称量升降装置包括:分别固定在呈矩形四角布置的四个承重体上的升降液压油缸以及两个称量用梁臂，所述四个承重体分为前后两组，位于同一组的承重体上的两个升降液压油缸之间分别连接一个所述称量用梁臂，所述称量用梁臂随所述升降液压油缸上下移动，用于将待称量的钢坯放置到称量辊道中或者从称量辊道中移开，每个所述称量用梁臂的两端分别设置一个所述位置检测装置，每个所述位置检测装置包括: 位移传递件，包括:悬吊在所述称量用梁臂的一端的金属绳和悬吊在所述金属绳下端并拉直所述金属绳的金属挡块； 导向槽，所述导向槽竖直固定在每组所述承重体相对的侧面上，并且所述金属挡块在所述导向槽内上下移动；以及 位置检测元件，包括分别固定在所述导向槽上下两端附近的上限检测元件和下限检测元件，所述上限检测元件和下限检测元件分别用于检测所述金属挡块是否到达上限位置和下限位置。
2.根据权利要求1所述的位置检测装置，其中所述金属挡块由底座和固定在所述底座上的突出部组成，所述底座嵌设于所述导向槽内并沿所述导向槽上下移动，所述突出部伸出所述导向槽。
3.根据权利要求1所述的位置检测装置，其中所述上限检测元件和下限检测元件均是接近开关。
4.根据权利要求2所述的位置检测装置，其中所述金属绳的上端穿过固定在所述称量用梁臂上的吊环螺钉并回折后用绳夹夹紧在所述金属绳上；所述金属绳的下端穿过固定在所述金属挡块上的吊环螺钉并回折后用绳夹夹紧固定在所述金属绳上。
5.根据权利要求1所述的位置检测装置，其中所述导向槽通过槽架底板固定在所述承重体上，所述导向槽由沿所述金属绳长度方向上并列设置的两块相同规格的第一槽钢和第二槽钢拼接而成，设置所述第一槽钢和第二槽钢的所述承重体上还并列设置第三槽钢，所述上限检测元件和下限检测元件安装在所述第三槽钢上。
6.根据权利要求5所述的位置检测装置，其中所述槽架底板的材料为不锈钢。
7.根据权利要求5或6所述的位置检测装置，其中所述上限检测元件和所述下限检测元件分别通过固定部件可拆卸式地安装到所述第三槽钢上。
8.根据权利要求7所述的位置检测装置，其中所述上限检测元件和所述下限检测元件为结构相同的圆棒状，所述固定部件包括管夹和调整螺丝，所述管夹包括两个塑料件和设置在两个塑料件外的两个金属件，两个所述塑料件对扣在一起中间形成用于夹持所述上限检测元件或所述下限检测元件的圆孔，两个所述金属件的上下两端均开设有相对应的两个螺丝孔，两个所述金属件通过穿设在所述螺丝孔内的所述调整螺丝连接并实现两个所述塑料件的紧固。
9.一种根据权利要求1至8中任一项所述的位置检测装置的控制方法，包括下列步骤: (1)控制待称量的钢坯在所述钢坯在线称量升降装置上完成自动定位； (2)控制所述四个升降液压油缸向上顶升带动所述两个称量用梁臂上升； (3)当每个所述称量用梁臂的两端处的所述位移传递件附近的所述上限检测元件均检测到“上限到位”信号时，控制所述升降液压油缸停止向上顶升； (4)对所述钢坯进行称重，称重完成后，控制所述四个升降液压油缸下降带动所述两个称量用梁臂下降； (5)当每个所述称量用梁臂的两端处的所述位移传递件附近的所述下限检测元件均检测到“下限到位”信号时，控制所述升降液压油缸停止下降； (6)控制所述钢坯离开所述称量辊道。
10.根据权利要求9所述的位置检测装置的控制方法，其中当在所述第(3)步骤中缺失至少一个“上限到位”信号，或者在所述第(5)步骤中缺失至少一个“下限到位”信号时，重新调整所述四个升降液压油缸的升降位置，并且延长所述四个升降液压油缸的限定工作时间。
【文档编号】B21B37/00GK104511486SQ201310460348
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】蒋俊杰, 王红, 沈大良 申请人:宝山钢铁股份有限公司