一种冷轧机上游轧机轧辊偏心补偿的方法
【专利说明】一种冷轧机上游轧机轧辊偏心补偿的方法 【技术领域】
[0001] 本发明涉及板带冷轧机领域，尤其是涉及一种用于在板带冷轧机厚度控制系统 中，避免因上游轧机轧辊偏心造成来料厚度周期性波动而采取的偏心补偿方法。 【【背景技术】】
[0002] 公知的，按照金属轧制的工艺要求，板带、箔轧制过程需经过热轧或铸轧、以及冷 车L、箔轧等多道工序；在实际操作中，由于轧辊在制造、修磨、装配、磨损或热膨胀的过程中 都可能会导致轧辊出现不规则的形状，而形状不规则的轧辊很容易造成其旋转轴心和几何 轴心不能完全吻合，同时现有的热轧机或铸轧机控制系统又都没有轧辊偏心补偿功能，因 此就会在轧制过程中出现轧辊偏心现象，从而导致热轧机或铸轧机生产的中间产品的厚度 产生周期性波动，进而使产品的厚度出现精度较差的问题；通常情况下，这种周期性波动包 含了工作辊和支撑辊基波及其各谐波分量的频率成份，在没有入口测厚仪和激光测速仪的 冷轧机上，由于无法实现预控和质量流控制，因此就无法消除来料厚度的这种周期性波动， 从而对冷轧产品的质量产生很不利的影响；
[0003] 目前，现有技术大都只是针对冷轧机的轧辊偏心进行补偿，而没有对上游轧机的 轧辊偏心进行补偿，当需要对来料厚度的波动进行控制时，生产方一般都是采用预控的方 法，即在轧机入口安装测厚仪，同时在入口偏导辊上安装旋转脉冲编码器，然后把入口测厚 仪到辊缝的距离等分为50份，再通过入口偏导辊安装的旋转脉冲编码器测量来料通过的 长度，每当来料通过的长度达到一份长度时，就将入口测厚仪测量的厚差数据放入一个先 入先出的队列的尾部，使队列中存储数据均向前移动一个单元；此时，把队列头部的厚差数 据取出，此为入口测厚仪处的厚差数据通过队列的延迟移动到辊缝处的来料厚差数据，将 其带入弹跳方程，计算出为消除来料厚差压下油缸所需要调节的位移量，然后驱动油缸移 动以消除来料的厚差；这种方法虽然能够相应的消除来料厚度波动，但在实施时却需要在 入口侧安装测厚仪，由于其硬件投资较大，因此必然会增加生产方的生产成本。 【
【发明内容】
】
[0004] 为了克服【背景技术】中的不足，本发明公开了一种冷轧机上游轧机轧辊偏心补偿的 方法，所述的方法能够有效地解决因来料厚度周期性波动而造成的冷轧产品厚度精度差的 问题，从而相应提高了冷轧产品的质量和成品率，并同时也提高了生产方的经济收益。
[0005] 为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
[0006] 一种冷轧机上游轧机轧辊偏心补偿的方法，所述的方法采用先根据轧制来料的上 游轧机的轧辊直径及轧机入口侧测速装置测量的带材入口线速度，计算出上游轧机轧辊的 旋转角度，然后使用出口测厚仪测量的带材出口厚差作为分析的信号源，并通过傅立叶分 析得到波长和上游轧机轧辊周长相同的信号的基波及其各次谐波分量的幅值及其相位，最 后再计算得到所需补偿调节量的幅值和相位，从而以消除来料厚度的周期性波动；所述的 方法实施步骤如下：
[0007]A、计算上游轧机轧辊的旋转角度；
[0008]B、将上游轧机轧辊圆周等分为N个分区，当计算的轧辊旋转角到达各个分区时， 采集相应的带材出口厚差信号到一个缓冲区中；
[0009] C、每当缓冲区中存满一个轧辊圆周的信号时，进行一次离散傅立叶分析计算，得 到波长等于上游轧机轧辊周长的信号的基波及其各次谐波分量的幅值及其相位；
[0010] D、通过出口测厚仪到辊缝距离及实时测量的带材入、出口线速度计算得到测厚仪 与辊缝之间距离信号相位的提前角；
[0011] E、利用上述步骤得到的正弦信号的幅值和相位计算得到所需的辊缝调节量，然后 根据辊缝调节量的幅值和相位调节压下油缸以改变辊缝，并消除来料的厚差。
[0012] 进一步，乳制来料的上游轧机的轧辊为支撑辊或工作辊。
[0013] 进一步，实施所述的步骤A时，先实时测量带材入口线速度，再将其与预先测定的 上游轧机的前滑率及上游轧机的轧辊辊径相结合，实时计算出上游轧机轧辊的旋转角度； 其计算方法如下：
[0014]
[0015] 式中：a-上游轧机轧辊旋转角度；ve-带材入口线速度；Sf_上游轧机前滑率； D-上游轧机轧辊直径；T一采样周期；mod表示求余操作；其中，上游轧机轧辊放置角度以 弧度计。
[0016] 进一步，实施所述的步骤B时，将上游轧机的轧辊圆周等分为100-200个分区，当 计算的轧辊旋转角到达各个分区时，采集带材出口厚差信号到一个缓冲区中。
[0017] 进一步，所述步骤D中的提前角计算方法如下：
[0018]
[0019] 式中：$ -相位提前角；ve-带材入口线速度；vx-带材出口线速度；Sf_上游乳 机前滑率；D-上游轧机轧辊直径；L一出口测厚仪到辊缝距离；其中，相位提前角以弧度 计。
[0020] 进一步，所述步骤E中的辊缝调节量为消除基波分量所需实施的辊缝调节量，其 计算方法如下：
[0021]
[0022] 式中：Se-棍缝调节量；a-上游乳机乳棍旋转角度；步一相位提前角；Am-基波 分量的幅值；0 -基波分量的相位；M-轧件的塑性刚度；K一轧机刚度；Kp-调节增益；其 中，上游轧机轧辊放置角度和相位提前角均以弧度计。
[0023] 进一步，实施所述的步骤E，当需要消除二次谐波分量时，其计算方法如下：
[0024]
[0025] 式中：Se2-针对二次谐波的辊缝调节量；Am2 -二次谐波分量的幅值；0 2 -二次谐 波分量的相位；Kp2-调节增益。
[0026] 由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下有益效果：
[0027] 本发明所述的冷轧机上游轧机轧辊偏心补偿的方法适用于解决冷轧机上道工序 造成的来料厚度波动，其不需要在冷轧机上配备入口测厚、激光测速仪等昂贵的设备就能 够有效消除来料厚度周期性波动所造成的冷轧产品厚度精度差的问题；与现有技术相比， 所述的方法只需要实时测量带材入口线速度，并结合预先测定上游轧机的前滑率，以及上 游轧机的轧辊辊径，然后就能够使用这些信息实时计算出上游轧机轧辊的旋转角度，从而 无需再加装其他设备；
[0028] 此外，现有对轧机轧辊进行偏心补偿的方法都是采用轧制力信号作为分析补偿的 信号源，但在应用时，对上游轧机轧辊的偏心补偿却不能采用轧制力信号，这是因为要消除 来料厚差而调节辊缝就会使轧制力波动进一步放大，从而形成正反馈，造成系统无法稳定 工作，而所述的方法却是采用出口测厚仪测量的带材出口厚差作为分析的信号源，因此其 能够有效地保障系统的稳定性；同时，由于现有技术采用的轧制力信号都是实时的，而出口 测厚仪安装位置的限制就使得测量的出口厚差总是滞后，这就会产生一定的误差，而所述 的方法采用先通过傅立叶分析得到的相位角，再通过实时测量的带材入、出口线速度，以及 已知的出口测厚仪到辊缝的距离实时计算得到提前角，然后再用相位角加上提前角，从而 计算得到准确的补偿数据；
[0029] 根据需要，所述的方法还能够应用到连轧机中，用于在后机架实现对其前面各机 架轧辊偏心造成的厚度波动的补偿；所述