一种有色金属的压延装置的制作方法

本实用新型涉及有色金属加工技术领域，尤其是一种有色金属的压延装置。

背景技术：

在生产有色金属薄片产品时，需要通过压延工艺将有色金属原料板进行压延，使之形成符合要求的薄片产品。现有的压延机（例如中国实用新型专利CN 104690093 B）是通过压辊对原料板进行压延操作，并通过PID调节实现对于压延参数的控制。由于这种控制系统具有一定的反应延时，所以无法对压延过程中出现的瞬时干扰进行及时处理，导致压延产品的良品率无法进一步提高。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种有色金属的压延装置，能够解决现有技术的不足，提高了压延过程的控制精度。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。

一种有色金属的压延装置，包括机架，

所述机架上分别设置有第一压辊、第二压辊、第三压辊和第四压辊，第一压辊和第二压辊相互接触，第三压辊和第四压辊相互接触，第一压辊和第二压辊的轴心连线与第三压辊和第四压辊的轴心连线的夹角为25°，第一压辊上设置有凸起部，第二压辊上设置有与凸起部相配合的凹陷部，第二压辊与机架之间设置有第一液压调节器，第四压辊与机架之间设置有第二液压调节器；

所述机架上还设置有，

控制器，用于对压延状态进行调整；

进料侧张紧力传感器，用于检测进料侧的金属箔片张紧力；

出料侧张紧力传感器，用于检测出料侧的金属箔片张紧力；

中间张紧力传感器，用于检测位于第一压辊和第二压辊与第三压辊和第四压辊之间的金属箔片的张紧力；

进料侧厚度传感器，用于检测进料侧的金属箔片厚度；

出料侧厚度传感器，用于检测出料侧的金属箔片厚度；

中间厚度传感器，用于检测位于第一压辊和第二压辊与第三压辊和第四压辊之间的金属箔片的厚度；

传送速度传感器，用于检测金属箔片的传送速度。

作为优选，所述第一液压调节器包括第一液压缸，第一液压缸顶部通过两个对称设置的第一弹簧体与第二压辊外侧的第一轴承连接，第一弹簧体与第一液压缸的轴线夹角为17°，两个第一弹簧体之间设置有缓冲筒，缓冲筒的两端分别通过万向节与第一轴承和第一液压缸连接，第一弹簧体上套接有第一橡胶套，两个第一橡胶套之间连接有第二弹簧体，第一弹簧体、缓冲筒和第二弹簧体位于同一平面内，且此平面与第二压辊相平行。

作为优选，所述第一橡胶套内设置有若干个第一气囊，第一气囊内侧设置有弹性支撑片，弹性支撑片插接在第一弹簧体的螺旋弹簧的缝隙中。

作为优选，所述缓冲筒包括套接在一起的套筒，套筒内设置有限流板，限流板上设置有若干个限流孔，限流孔上铰接有挡片，挡片与限流板之间连接有第三弹簧体，第三弹簧体外侧套接有橡胶阻尼套，橡胶阻尼套固定在挡片上，套筒的外侧连通有缓冲腔，缓冲腔通过第四弹簧体连接有缓冲板，缓冲腔的外侧设置有与第四弹簧体相连的调节螺杆。

作为优选，所述第二液压调节器包括第二液压缸，第二液压缸顶部通过第五弹簧体连接至第四压辊外侧的第二轴承，第二液压缸和第二轴承的表面均设置有滑槽，滑槽内通过第六弹簧体设置有滑块，第五弹簧体连接在滑块上，第二轴承上固定设置有缓冲柱。

作为优选，所述缓冲柱包括空心柱体，空心柱体内滑动插接有柱芯，柱芯的底部设置有橡胶垫，橡胶垫内设置有第二气囊，柱芯顶部设置有第三气囊，第二气囊和第三气囊之间通过气管连通，空心柱体顶部设置有与第三气囊选择性接触的第七弹簧体，柱芯外侧设置有与空心柱体滑动接触的摩擦部。

作为优选，所述第一压辊和第二压辊内各设置有一组电加热丝。

一种上述的有色金属的压延装置的压延方法，包括以下步骤：

A、将进料侧张紧力传感器、出料侧张紧力传感器和中间张紧力传感器的检测数据进行拟合，得到张力拟合函数g；将进料侧厚度传感器、出料侧厚度传感器和中间厚度传感器的检测数据进行拟合，得到厚度拟合函数h；将传送速度传感器的检测数据进行拟合，得到速度拟合函数v；

B、将张力拟合函数g、厚度拟合函数h和速度拟合函数v作为输入函数，得到输出函数f，

；

C、对速度拟合函数v进行迭代修正，修正系数为，

对厚度拟合函数h进行迭代修正，修正系数为，

,

对张力拟合函数g进行迭代修正，修正系数为，

其中，α为速度拟合函数v与拟合点的偏差值，β为厚度拟合函数h与拟合点的偏差值，γ为张力拟合函数g与拟合点的偏差值；

D、当时，停止迭代，使用此时的拟合函数进行PID反馈控制。

采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本实用新型通过将两组压辊进行相对倾斜设置，减少金属箔片在传输过程中产生的下坠弯曲幅度。第一压辊和第二压辊利用凸起部和凹陷部的相互压合，实现对金属箔片的横向压延，第三压辊和第四压辊实现对于金属箔片的纵向压延。第一液压调节器利用第一弹簧体可以有效减少横向压延过程中产生的压力阶跃变化，同时可以对第一液压缸的调节过程进行缓冲，减少调节过程对与金属箔片表面的冲击损伤。缓冲筒用于减小第一液压调节器调整结束后的波动，而且其缓冲筒进行缓冲过程中，由于设置有可调缓冲比例的缓冲腔，不会对第一液压调节器的正常调节产生额外干扰。而且缓冲筒还可以对第二液压调节器调节过程通过金属箔片传递来的振动干扰进行吸收，进一步降低外界干扰对于横向压延的影响。第二液压调节器通过设置角度可变的第五弹簧体，可以实现振动的非线性吸收，压力变化的初段吸收效果较强，压力变化的末端吸收效果较弱，从而有针对性的改善第二液压调节器在调整初段的瞬时冲击，而且还可以避免对于第二液压调节器调节设定值的影响。缓冲柱用来对第二液压调节器的超调调节部位进行抑制。通过在横向压延过程中加入电加热，可以提高压延精度。本实用新型针对上文公开的干扰抑制装置，对现有的PID调节方法进行了据欧针对性的改进，通过对PID调节的目标参数进行预处理，减少了由于设置调节器缓冲装置所带来的PID系统的反馈输入干扰。

附图说明

图1是本实用新型一个具体实施方式的硬件结构图。

图2是本实用新型一个具体实施方式的调节控制系统原理图。

图3是本实用新型一个具体实施方式中第一液压调节器的结构图。

图4是本实用新型一个具体实施方式中第一橡胶套的结构图。

图5是本实用新型一个具体实施方式中缓冲筒的结构图。

图6是本实用新型一个具体实施方式中第二液压调节器的结构图。

图7是本实用新型一个具体实施方式中缓冲柱的结构图。

图8是本实用新型一个具体实施方式中第一压辊和第二压辊的结构图。

图中：1、机架；2、第一压辊；3、第二压辊；4、第三压辊；5、第四压辊；6、凸起部；7、凹陷部；8、第一液压调节器；9、第二液压调节器；10、控制器；11、进料侧张紧力传感器；12、出料侧张紧力传感器；13、中间张紧力传感器；14、进料侧厚度传感器；15、出料侧厚度传感器；16、中间厚度传感器；17、传送速度传感器；18、第一液压缸；19、第一弹簧体；20、第一轴承；21、缓冲筒；22、万向节；23、第一橡胶套；24、第二弹簧体；25、第一气囊；26、弹性支撑片；27、套筒；28、限流板；29、限流孔；30、挡片；31、第三弹簧体；32、橡胶阻尼套；33、缓冲腔；34、滑套；35、第四弹簧体；36、缓冲板；37、调节螺杆；38、第二液压缸；39、第五弹簧体；40、第二轴承；41、滑槽；42、第六弹簧体；43、滑块；44、缓冲柱；45、空心柱体；46、柱芯；47、橡胶垫；48、第二气囊；49、第三气囊；50、气管；51、第七弹簧体；52、摩擦部；53、电加热丝；54、底座；55、限位销；56、弹性垫块；57、金属箔片；58、第八弹簧体。

具体实施方式

本实用新型中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，在此不再详述。

参照图1-8，本实用新型一个具体实施方式包括机架1，

所述机架1上分别设置有第一压辊2、第二压辊3、第三压辊4和第四压辊5，第一压辊2和第二压辊3相互接触，第三压辊4和第四压辊5相互接触，第一压辊2和第二压辊3的轴心连线与第三压辊4和第四压辊5的轴心连线的夹角为25°，第一压辊2上设置有凸起部6，第二压辊3上设置有与凸起部6相配合的凹陷部7，第二压辊3与机架1之间设置有第一液压调节器8，第四压辊5与机架1之间设置有第二液压调节器9；

所述机架1上还设置有，

控制器10，用于对压延状态进行调整；

进料侧张紧力传感器11，用于检测进料侧的金属箔片张紧力；

出料侧张紧力传感器12，用于检测出料侧的金属箔片张紧力；

中间张紧力传感器13，用于检测位于第一压辊2和第二压辊3与第三压辊4和第四压辊5之间的金属箔片的张紧力；

进料侧厚度传感器14，用于检测进料侧的金属箔片厚度；

出料侧厚度传感器15，用于检测出料侧的金属箔片厚度；

中间厚度传感器16，用于检测位于第一压辊2和第二压辊3与第三压辊4和第四压辊5之间的金属箔片的厚度；

传送速度传感器17，用于检测金属箔片的传送速度。

第一液压调节器8包括第一液压缸18，第一液压缸18顶部通过两个对称设置的第一弹簧体19与第二压辊3外侧的第一轴承20连接，第一弹簧体19与第一液压缸18的轴线夹角为17°，两个第一弹簧体19之间设置有缓冲筒21，缓冲筒21的两端分别通过万向节22与第一轴承20和第一液压缸18连接，第一弹簧体19上套接有第一橡胶套23，两个第一橡胶套23之间连接有第二弹簧体24，第一弹簧体19、缓冲筒21和第二弹簧体24位于同一平面内，且此平面与第二压辊3相平行。

第一橡胶套23内设置有若干个第一气囊25，第一气囊25内侧设置有弹性支撑片26，弹性支撑片26插接在第一弹簧体19的螺旋弹簧的缝隙中。

缓冲筒21包括套接在一起的套筒27，套筒27内设置有限流板28，限流板28上设置有若干个限流孔29，限流孔29上铰接有挡片30，挡片30与限流板28之间连接有第三弹簧体31，第三弹簧体31外侧套接有橡胶阻尼套32，橡胶阻尼套32固定在挡片30上，套筒27的外侧连通有缓冲腔33，缓冲腔33通过第四弹簧体35连接有缓冲板36，缓冲腔33的外侧设置有与第四弹簧体35相连的调节螺杆37。

第二液压调节器9包括第二液压缸38，第二液压缸38顶部通过第五弹簧体39连接至第四压辊5外侧的第二轴承40，第二液压缸38和第二轴承40的表面均设置有滑槽41，滑槽41内通过第六弹簧体42设置有滑块43，第五弹簧体39连接在滑块43上，第二轴承40上固定设置有缓冲柱44。

缓冲柱44包括空心柱体45，空心柱体45内滑动插接有柱芯46，柱芯46的底部设置有橡胶垫47，橡胶垫47内设置有第二气囊48，柱芯46顶部设置有第三气囊49，第二气囊48和第三气囊49之间通过气管50连通，空心柱体45顶部设置有与第三气囊49选择性接触的第七弹簧体51，柱芯46外侧设置有与空心柱体45滑动接触的摩擦部52。

第一压辊2和第二压辊3内各设置有一组电加热丝53。

另外，空心柱体45通过滑套34滑动套接在底座54上，滑套34与底座54的接触面为球面，底座54固定在第二轴承40上，滑套34与底座54之间设置有限位销55，限位销55与底座54之间设置有弹性垫块56。空心柱体45这种活动连接方式可以对第一液压调节器8通过金属箔片57传递过来的超调振动进行准确的缓冲。

第一橡胶套23与第一轴承20之间铰接有第八弹簧体58。第八弹簧体58可以通过第一橡胶套23对第一弹簧体19施加一个额外的拉拽力，从而提高第一液压调节器8整体的振动回调速度，降低第一液压调节器8对整个压延系统的干扰。

一种上述的有色金属的压延装置的压延方法，包括以下步骤：

A、将进料侧张紧力传感器11、出料侧张紧力传感器12和中间张紧力传感器13的检测数据进行拟合，得到张力拟合函数g；将进料侧厚度传感器14、出料侧厚度传感器15和中间厚度传感器16的检测数据进行拟合，得到厚度拟合函数h；将传送速度传感器17的检测数据进行拟合，得到速度拟合函数v；

B、将张力拟合函数g、厚度拟合函数h和速度拟合函数v作为输入函数，得到输出函数f，

；

C、对速度拟合函数v进行迭代修正，修正系数为，

对厚度拟合函数h进行迭代修正，修正系数为，

,

对张力拟合函数g进行迭代修正，修正系数为，

其中，α为速度拟合函数v与拟合点的偏差值，β为厚度拟合函数h与拟合点的偏差值，γ为张力拟合函数g与拟合点的偏差值；

D、当时，停止迭代，使用此时的拟合函数进行PID反馈控制。

在对两组压辊进行PID调节时，当任意一组压辊的下压力产生主动变化时，另一组压辊的调节装置进行同步调整：采用主动变化一侧的调整量作为另一组调节装置的反馈分量，对主动变化一侧的调整量进行超前处理后与其自身的反馈量进行加权求和，实现另一组调节装置调节过程的同步变化。

当第二液压调节器9进行主动变化调整时，在第一液压调节器8进行同步调整的同时，电加热丝53的加热温度也进行调整：电加热丝53的温度变化率与第二液压调节器9进行主动变化调整的压力变化率的平方成正比，电加热丝53的温度变化方向与第二液压调节器9进行主动变化调整的压力变化方向相反。

本实用新型通过改进压延装置的结构，然后有针对性的对压延装置的控制方法进行了改进，提高了横向压延和纵向压延的联合控制精度。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。