一种优化冷轧升降速段厚差方法与流程

本发明涉及铝合金带材的加工制造领域，特别是一种优化冷轧升降速段厚差方法。

背景技术：

目前铝板带罐盖市场主要是5系合金罐盖料及3系合金罐体，为了降低单个罐成本，制罐铝板带材不断减薄，制罐板带材生产正向高速、减薄、加宽的方向加速发展，为了满足制罐生产的快速高效要求，使得制罐铝板带不仅有稳定良好的冲制性能，并且要求带材厚度公差小、散差小。厚差要求从以前±10μ逐步减薄到±5μ，甚至达到±3μ。为满足客户要求对提高冷轧生产制罐铝板带厚差提出了更高的要求。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提出一种优化冷轧升降速段厚差方法，能够实现升降速过程自动化，减少人为因素干扰轧制过程，优化厚差，降低制造成本。

本发明采用以下方案实现：提供一轧机及一厚度自动控制系统，所述厚度自动控制系统设置在所述轧机内；所述厚度自动控制系统包括plc、白光测速仪、入口测厚仪、出口测厚仪、压力传感器和位移传感器；所述plc分别与所述白光测速仪、所述入口测厚仪、所述出口测厚仪、所述压力传感器和所述位移传感器相连；所述plc控制所述白光测速仪测量带材入口和出口速度，控制所述入口测厚仪测量带材入口厚度，控制所述出口测厚仪测量带材出口厚度，并将测量后的出口厚度和出口速度反馈给位移传感器及压力传感器；所述plc控制所述位移传感器修正辊缝值，所述压力传感器测量轧机轧制力，从而保持出口厚度恒定不变。

上述系统对冷轧升降速段厚差进行优化的方法包括以下步骤：

步骤s1：所述白光测速仪将白色光源打在带材上，并测量单位时间内带材通过距离，同时计算入口及出口带材速度；

步骤s2：所述plc判断所述带材出口速度是否小于操作手设定在plc中的最大速度；若是，则执行步骤s3；若否，则执行步骤s4；

步骤s3：所述轧机进行匀加速操作时，通过操作手设定带材的合金和规格并判断不同工艺的合金和厚度；通过不同工艺的合金和厚度，所述plc给定不同的加速度值和加速度时间，所述轧机接收所述plc指令后，在指定时间内进行匀加速，直至达到操作手设定最大速度，达到最大速度后保持匀速轧制。

步骤s4：所述轧机进行匀减速操作时，通过操作手设定带材的合金和规格并判断不同工艺的合金和厚度；通过不同工艺的合金和厚度，所述plc设定不同的减速度值和减速度时间，所述轧机接收所述plc指令后，在指定时间内进行匀减速，直至速度为零后轧机停机。

步骤s5：通过步骤s3的匀加速操作和步骤s4的匀减速操作，实现对冷轧升降速段厚差的优化。

进一步地，步骤s3所述的进行匀加速操作具体包括以下步骤：

步骤s31:选择轧机操作面板上的加速按钮；

步骤s32:所述plc发送加速度指令，轧机主电机匀速升降；

步骤s33:判断轧机主电机速度是否达到操作手设定值，若是，则停止加速，匀速运行；若否，则返回步骤s32。

进一步地，步骤s4所述的减速具体包括以下步骤：

步骤s41：进行减速操作；

步骤s42：轧机主电机匀速减速；

步骤s43：判断轧机主电机速度是否为零，若是，则停止运行；若否则返回步骤s42。

进一步地，步骤s41所述的进行减速操作具体为卷材达到最小留尾长度自动减速或者选择减速按钮进行减速。

进一步地，步骤s5具体为：入口速度*入口厚度*单位时间=出口速度*出口厚度*单位时间（体积不变），入口速度、入口厚度、出口速度变化会导致出口厚度变化，但实际需要保持出口厚度恒定不变。所述入口测厚仪测量带材实际入口厚度；（入口厚度受前工序影响，是一个固定值）通过改变出入口速度，达到恒定出口厚度；所述出口测厚仪测量的带材出口厚度，所述白光测速仪测量带材入口和出口速度，将所述出口厚度和出口速度反馈给所述位移传感器及所述压力传感器，所述位移传感器修正辊缝值，所述压力传感器测量轧机轧制力，达到保持出口厚度恒定不变。

与现有技术相比，本发明有以下有益效果：

1、本发明可以将入口速度偏差及出口速度偏差变成固定值，有益于压力传感器及位移传感器预先给定辊缝值，达到出口厚度保持恒定目的，有效减少升降速段长度。

2、本发明可以实现升降速过程自动化，减少人为因素干扰轧制过程，优化厚差，减少制造成本。

附图说明

图1为本发明实施例的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

如图1所示，本实施例提供了提供一轧机及一厚度自动控制系统及一种升降速控制程序，所述厚度自动控制系统及升降速控制程序设置在所述轧机内；所述厚度自动控制系统包括plc、白光测速仪、入口测厚仪、出口测厚仪、压力传感器和位移传感器；所述plc分别与所述白光测速仪、所述入口测厚仪、所述出口测厚仪、所述压力传感器和所述位移传感器相连；所述plc控制所述白光测速仪测量带材入口和出口速度，控制所述入口测厚仪测量带材入口厚度，控制所述出口测厚仪测量带材出口厚度，并将测量后的出口厚度和出口速度反馈给位移传感器及压力传感器；所述plc控制所述位移传感器修正辊缝值，所述压力传感器测量轧机轧制力，从而保持出口厚度恒定不变。

上述系统对冷轧升降速段厚差进行优化的方法包括以下步骤：

步骤s1：所述白光测速仪将白色光源打在带材上，并测量单位时间内带材通过距离，同时计算入口及出口带材速度；

步骤s2：所述plc判断所述带材出口速度是否小于操作手设定在plc中的最大速度；若是，则执行步骤s3；若否，则执行步骤s4；

步骤s3：所述轧机进行匀加速操作时，通过操作手设定带材的合金和规格并判断不同工艺的合金和厚度；通过不同工艺的合金和厚度，所述plc给定不同的加速度值和加速度时间，所述轧机接收所述plc指令后，在指定时间内进行匀加速，直至达到操作手设定最大速度，达到最大速度后保持匀速轧制。

步骤s4：所述轧机进行匀减速操作时，通过操作手设定带材的合金和规格并判断不同工艺的合金和厚度；通过不同工艺的合金和厚度，所述plc设定不同的减速度值和减速度时间，所述轧机接收所述plc指令后，在指定时间内进行匀减速，直至速度为零后轧机停机。

步骤s5：通过步骤s3的匀加速操作和步骤s4的匀减速操作，实现对冷轧升降速段厚差的优化。

在本实施例中，步骤s3所述的进行匀加速操作具体包括以下步骤：

步骤s31:选择轧机操作面板上的加速按钮；

步骤s32:所述plc发送加速度指令，轧机主电机匀速升降；

步骤s33:判断轧机主电机速度是否达到操作手设定值，若是，则停止加速，匀速运行；若否，则返回步骤s32。

在本实施例中，步骤s4所述的减速具体包括以下步骤：

步骤s41：进行减速操作；

步骤s42：轧机主电机匀速减速；

步骤s43：判断轧机主电机速度是否为零，若是，则停止运行；若否则返回步骤s42。

在本实施例中，步骤s41所述的进行减速操作具体为卷材达到最小留尾长度自动减速或者选择减速按钮进行减速。

在本实施例中，步骤s5具体为：入口速度*入口厚度*单位时间=出口速度*出口厚度*单位时间（体积不变），入口速度、入口厚度、出口速度变化会导致出口厚度变化，但实际需要保持出口厚度恒定不变。所述入口测厚仪测量带材实际入口厚度；（入口厚度受前工序影响，是一个固定值）通过改变出入口速度，达到恒定出口厚度；所述出口测厚仪测量的带材出口厚度，所述白光测速仪测量带材入口和出口速度，将所述出口厚度和出口速度反馈给所述位移传感器及所述压力传感器，所述位移传感器修正辊缝值，所述压力传感器测量轧机轧制力，达到保持出口厚度恒定不变。

较佳的，本实施例提供的系统各器件的功能如下：

白光测速仪将白色光源打在带材上，并测量单位时间内带材通过距离，同时计算轧机入口及出口带材速度；

入口测厚仪将x光照射在带材上，并通过接收透过带材光线数量，计算带材入口厚度；

出口测厚仪将x光照射在带材上，并通过接收透过带材光线数量，计算出口带材厚度；

轧制过程中带材宽度不变，通过测量得到的入口厚度、入口速度、出口速度和出口厚度反馈给plc中设定的自动辊缝控制程序，程序计算此过程中需要给定多少辊缝，来实现出口厚度达到操作人员预设的出口厚度；

压力传感器测量轧机轧制力，位移传感器测量轧机辊缝，通过两者配合实现出口厚度达到操作人员设定出口厚度。

所述入口测厚仪、白光测速仪、plc、位移传感器、出口测厚仪构成压下位置闭环；

所述入口测厚仪、白光测速仪、plc、压力传感器、出口测厚仪构成轧制压力闭环；

所述入口测厚仪、白光测速仪构成厚度前馈控制，用以消除来料厚度偏差对于出口带材厚度的影响，由入口测厚仪测出来料厚度偏差△h，并将其转化为空载辊缝调整量或轧制压力调整量，然后将空载辊缝调整量叠加到位置闭环的给定空载辊缝上或将轧制力调整量叠加到压力闭环的给定轧制力上，去调整辊缝或轧制压力，以消除△h入口厚差的影响入口厚度不是恒定值，是在μm范围内变化值，这个变化值会直接影响升降速段厚差。

所述白光测速仪测量入口带材实际速度构成速度前馈控制，用以消除加、减速对出口厚度的影响；由所述白光测速仪测出轧制速度变化量△v，并将其转换成空载辊缝调整量或轧制压力调整量，然后将空载辊缝量叠加到位置闭环的给定空载辊缝上或将压力调整量叠加到压力闭环的给定轧制压力上，去调整辊缝或轧制压力，以消除△v的影响速度变化大造成升降速厚差变化大。

本实施例根据生产带材合金和规格，给定相应固定加速度/减速度，使轧机升降速段进行匀加速/匀减速方式，代替原有的通过主操手动摇杆控制加减速方法，以达到优化冷轧升降速段厚差目的。

较佳的，本实施例可以通过自动厚度控制系统中的厚度前馈有效控制入口厚度偏差对出口厚度偏差的影响。同时，根据合金产品特性设定不同加速度，满足产品厚差、板形等质量方面控制要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。