一种触碰式上卷定位装置及其上卷对中的方法与流程

本发明属于金属带卷生产领域，具体涉及一种触碰式上卷定位装置及其上卷对中的方法。

背景技术：

金属带卷生产中，带卷是否处于机组的中心线位置对带卷生产有非常大的影响，所以需要确保上卷对中操作准确可靠。带卷的对中操作实际上是对带卷边部进行定位，然后通过对带卷宽度的一半来计算带卷是否处于机组中心线位置，当前常见的上卷对中定位是在上卷小车轨道旁或者卷筒操作侧的支架上安装远距离的超声波传感器，通过传感器对带卷边部的远距离定位来确定上卷位置的，此方法的缺陷在于超声波传感器易受带卷边部不规则形状的影响，传感器本身也易受环境湿度、温度、电磁、光源、灰尘等各种条件的干扰，导致距离测量值的波动，影响上卷对中定位的准确性；另外，上卷车的上卷行程通常比较长，为了缩短上卷时间，在接近上卷对中位置之前，上卷车的移动速度一般都比较快，而在接近对中位置时，为保证对中位置准确以及开卷机的安全，上卷车必须减速，但由于超声波传感器测量值的不稳定性，使得上卷车减速信号无法依赖该系统，需要另外在轨道合适位置布置接近开关发讯，所以增加了机组系统的复杂性；除此而外，线外远距离安装传感器，对操作环境和操作人员行动都会产生限制。

技术实现要素：

为了克服上述问题，本发明的目的是提供一种不易受环境条件和操作人员干扰、上卷对中定位准确可靠、不需要额外装置即可实现上卷车减速的触碰式上卷定位装置及其上卷对中的方法。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种触碰式上卷定位装置，包括两个导向支座，在该两个导向支座之间固定有液压缸，在液压缸周围平行设有两根导向杆，所述两根导向杆分别穿过嵌装于两个导向支座上的导向套，所述液压缸的缸杆穿过其中一个导向支座、与两根导向杆一起，固定连接于移动支座的一侧；所述移动支座的上表面分别设有转轴和小轴，在转轴上套装有定位摆臂，所述定位摆臂以转轴为分割点分为长臂和短臂，所述短臂通过弹簧连接在小轴上，并在该短臂端部设有判断定位摆臂是否发生转动的感应板，在移动支座上与感应板的对应位置设有向控制系统发送信号的接近开关。

进一步的，所述定位摆臂长臂的长度适应不同带卷直径的要求，同时向带卷方向前突。

进一步的，在定位摆臂短臂的一侧设有限位片。

进一步的，在液压缸内部安装有线性位移传感器。

进一步的，所述导向套采用自润滑铜材制成。

一种利用触碰式上卷定位装置进行上卷对中的方法，在带卷上卷前，在控制界面输入已知的带卷宽度值，控制系统先通过液压缸将移动支座及定位摆臂推动到比带卷对中位置更靠前150-200mm的位置，当带卷边部触碰到定位摆臂时，接近开关便向控制系统发出减速信号，使上卷车降速运行，与此同时，液压缸退回到预设的带卷对中位置；当带卷继续移动到对中位置时，接近开关发出停车信号，上卷车停车，液压缸退回到初始位置，完成本次工作过程。

本发明的有益效果是：

1、由于采用了带卷与定位摆臂的物理触碰来引发接近开关发出信号，该工作方式对抗各种环境因素干扰的能力比远距离的超声波传感器更强，因而本装置的可靠性也更强。

2、由于使用了定位精度更高的线性位移传感器代替超声波传感器进行定位，保证了上卷对中位置的准确性更高。

3、由于仅采用本装置即可实现上卷过程分段控制，通过连续两次操作就可以进行上卷车的高低速切换和停机过程，无需其他额外装置，降低了系统的复杂性。

4、由于装置全部安装在机组传动侧，因而不会对操作侧的人员移动形成限制。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图；

图2为定位摆臂示意图；

图中：1、导向支座，2、液压缸，3、导向杆，4、导向套，5、缸杆，6、小轴，7、接近开关，8、移动支座，9、感应板，10、定位摆臂，11、转轴，12、弹簧，13、长臂，14、短臂，15、限位片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，一种触碰式上卷定位装置，包括两个导向支座1，在该两个导向支座1之间固定有内部安装线性位移传感器的液压缸2，通过液压缸2的伸缩实现移动支座8以及定位摆臂10的准确移动，在液压缸2两侧平行设有两根导向杆3，所述两根导向杆3分别穿过嵌装于两个导向支座1上的导向套4，所述导向套4采用自润滑铜材制成，可减少导向杆3与导向套4间的摩擦力，提高移动准确性；所述液压缸的缸杆5穿过其中一个导向支座1，与两根导向杆3一起，固定连接于移动支座8的一侧；移动支座8的上表面分别设有转轴11和小轴6，在转轴11上套装有定位摆臂10，定位摆臂10可以以转轴11为中心自由转动，且定位摆臂10的长臂13可以适应不同带卷直径的要求，同时向带卷方向前突(参见图2)；定位摆臂10的短臂14通过弹簧12与小轴6相连，并在短臂14的一侧设有限位片15，弹簧12在初始位置时有一定的预拉紧力，使限位片15在未触动状态时紧贴移动支座8，从而使定位摆臂10稳定保持在待定位置；在该短臂14端部还固定有判断定位摆臂是否发生转动的感应板9，与感应板9位置对应的移动支座8上设有向控制系统发送信号的接近开关7。

一种利用触碰式上卷定位装置进行上卷对中的方法，在带卷上卷前，在控制界面输入已知的带卷宽度值，控制系统先通过液压缸2将移动支座8及定位摆臂10推动到比带卷对中位置更靠前200mm的位置，当带卷边部触碰到定位摆臂10时，接近开关7便向控制系统发出减速信号，使上卷车降速运行，与此同时，液压缸2退回到预设的带卷对中位置；当带卷继续移动到对中位置时，接近开关7发出停车信号，上卷车停车，液压缸2退回到初始位置，完成本次工作过程。

工作原理：

在带卷上卷前，带卷的自身宽度都是已知的，上卷操作前，操作人员在控制界面输入带卷宽度，控制系统会通过设定好的程序计算出液压缸2的伸出量，将移动支座8及其上安装的组件推动到预设的减速位置或者对中位置，然后上卷车带动带卷移动，当带卷边部触动定位摆臂10的长臂端时，定位摆臂10的短臂端会随之向反方向摆动，使短臂端上的感应板9离开接近开关7的感应区域，此时接近开关7向控制系统发出信号，控制系统控制上卷车减速或者停车，完成相应的作业过程。

本发明装置定位精确性一方面是采用物理触碰方式，消除了环境因素的影响；另一方面是采用了精度更高的线性位移传感器，主要表现在(以下以相同机组同类应用场合中选用的两种传感器的进行对比)：

(1)测量分辨率

超声波传感器：(4000mm-200mm)/256＝14.8mm(以256步计算为例)，

线性位移传感器：0.0015％(最小1μm)(以16位d/a为例)；

(2)重复精度

超声波传感器：≤满量程值的±0.1％(某机组中为±3.8mm)，

线性位移传感器：≤满量程值的±0.001％(同类机组中为±5μm)。

由以上对比可见，无论是分辨率还是重复精度，线性传感器都远远优于超声波传感器，所以最终使得本装置具有较高的精确性。