专利名称：一种运动中带头和软钳口定位的控制方法及步骤的制作方法
技术领域：
本发明涉及冷轧重卷机组在卷取过程中带钢存在带头印的问题，特别是一种运动 中带头和软钳口定位的控制方法及步骤。
背景技术：
“带头印”就是在带钢卷取过程中，在卷取张力的作用下，由于带材本身的厚度而 在带钢上留下有间距规律的横向压痕。使用普通套筒的冷轧重卷机组，其生产的带材带头 印比较明显，严重时长度可达几十米，严重影响带材质量。冷轧薄板生产过程中采用带弹性 套筒(俗称橡胶套筒)卷取，达到了消除卷轴扇形块对薄板造成的压痕(折痕)，但末能消除 薄板自身带头对薄板造成的压痕。目前已经出现采用带有软钳口(软槽)的套筒，软钳口区 域材质较软，当带头压在钳口区域内时，可有效的解决带头印问题，这是国内外正在研究的 热点问题和技术难题。一般重卷生产线无带头与软钳口定位功能，少数带有此功能的生产线，其结构复 杂，硬件成本高，不容易维护，存在一定的缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种硬件结构简单、算法可靠、精度高、能很好的解决带头印 问题的一种运动中带头和软钳口定位的控制方法及步骤。本发明的目的是这样实现的，一种运动中带头和软钳口定位的控制方法及步骤， 其方法特征是在卷取套筒上有一个软钳口 ；在卷取套筒上设定A、B、C、E、F点，C点在卷取 套筒的最左边，C点有钳口定位检测开关，E、F点分别在卷取套筒的最上端与最下端，A点 为下卷取时软钳口与带头相交点，B点为上卷取时软钳口与带头相交点，A点在F点右侧，B 点在E点右侧，上下夹送辊夹持带钢平分线与C点构成相对水平线，上下夹送辊出口有送料 导板，控制送料导板向上或下与A点或B点切线平行，送料导板上D点设有带头检测开关， 启动卷取机卷轴卷取套筒卷取过一定角度后，上卷取时逆时针转动，下卷取时顺时针转动， 在C点经软钳口定位检测开关确认软钳口后卷筒软钳口停在钳口起始位F点(上卷取)或E 点(下卷取)，至此软钳口起始位定位步骤完成；
上卷取时，控制送料导板向上与B点切线平行，带头通过上下夹送辊沿送料导板向左 上B点勻速移动；下卷取时，控制送料导板向下与A点切线平行，带头通过上下夹送辊向左 下A点勻速移动；
已知带材运动速度为％，卷取
机加速度为β，D点到B点距离为L1 ,
带头从D走到B的时间为’ t = i ...............(1)
I^o在时间内，需控制软钳口从起始定位点F转到重叠定位点B，设加速时间为^，勻速时
间为 2 ,则 / = ^1+^2 ...............(2)
Vr
K = -^- ...............(3)
a
故，F点到B点的线性距离L2 二 -αξ+ν0 2……⑷
2 “
把，和，代入，号L2 = L1-I ...............(5)
h H2α
当带材带头过D点时，开始计长，计长长度力^带头到B点剩余距离为 Ml = Li-Il ... (6)
卷取机从F点向B点转动，对线性距离开始计长，计长长度为A，软钳口到B点剩余线
性距离为M2 = L2-I2 ...............(7)
设LL = M1-M2 ...............(8)
以AZ1为参考量,M2为反馈量，对其差值Δ￡进行PI运算后，输出值作为卷取机速度设 定的增量ΔΓ叠加到装置的速度输入。本发明的优点是由于在卷取套筒上的C点有钳口定位检测开关，启动钳口定位 功能，经钳口定位检测开关检测到卷筒软钳口位置，卷取转过一定角度后上卷取时软钳口 停在钳口起始位F点，下卷取时软钳口停在钳口起始位E点。以上卷取为例，当穿带时带头 到达带头检测D点时，卷取机开始逆时针旋转。通过调节器控制卷取机的转速，使带头到达 重叠位B点的剩余距离与软钳口逆时针旋转至重叠位B点的剩余距离相等。这样，带头与 软钳口将同时到达B点，且此时带材运动速度与卷取机转动线速度一致。由于在C点和送 料导板上D点分别增加钳口定位检测开关和带头检测开关，利用机组本身控制系统通过较 为简单的算法实现了运动中带头和软钳口定位控制，具有精度高、工艺简单的特点。
下面结合实施例附图对本发明作进一步说明 图1是本发明实施例结构示意图2是本发明实施例软钳口定位流程； 图3是本发明实施例软钳口与带头对准流程。 图中1、上下夹送辊；2、带头；3、带头检测开关；4、卷取套筒；5、送料导板；6、钳 口定位检测开关；7、卷取机卷轴。
具体实施例方式如图1所示，一种运动中带头和软钳口定位控制方法，至少包括两个步骤软钳口起始位定位步骤和软钳口与带头重叠位定位步骤；
1)软钳口起始位定位步骤在卷取套筒4上有一个软钳口；在卷取套筒4上设定A、B、 C、Ε、F点，C点在卷取套筒4的最左边，C点有钳口定位检测开关6，Ε、F点分别在卷取套筒 4的最上端与最下端，A点为下卷取时软钳口与带头相交点，B点为上卷取时软钳口与带头 相交点，A点在F点右侧，B点在E点右侧，上下夹送辊1夹持带钢平分线与C点构成相对水 平线，上下夹送辊1出口有送料导板5，控制送料导板5向上或下与A点或B点切线平行， 送料导板5上D点设有带头检测开关3，启动卷取机卷轴7卷取套筒4卷取过一定角度后， 上卷取时逆时针转动，下卷取时顺时针转动，在C点经软钳口定位检测开关6确认软钳口后 卷筒软钳口停在钳口起始位F点(上卷取)或E点(下卷取)，至此软钳口起始位定位步骤完 成；
2)带头重叠位定位步骤(以上卷取为例，下卷取原理相同)
送料导板5上D点设有带头检测开关3，导板可上下摆动，导板摆上时(上卷取)带头2 通过上下夹送辊1向左上B点勻速移动；导板摆下时(下卷取)带头2通过上下夹送辊1向 左下A点勻速移动。已知带材运动速度力t卷取机加速度为^，D点到B点距离为4 ；
,L1
带头从D走到B的时间为，# ...............(1)
I^O
在时间I内，需控制软钳口从起始定位点F转到重叠定位点B，设加速时间为^，勻速时 间为 2，则 I = Il^t2 ...............(2)
“...............(3) a
故，F点到B点的线性距离L2 = -αξ+ν 2 ……⑷ 把，和，代入，号L2 = L1-^- ...............(5)
当带材带头过D点时，开始计长，计长长度为 带头到B点剩余距离为 M1 = L1-I1 ... (6)
卷取机从F点向B点转动，对线性距离开始计长，计长长度为^，软钳口到B点剩余线
性距离为W2 = Z2-I2 ...............(7)
设AL = M1-Al2 ...............(8)
以AZ1为参考量，M2为反馈量，对其差值ΔΖ进行PI运算后，输出值作为卷取机速度设 定的增量ΔΓ叠加到装置的速度输入。运动中带头和软钳口定位控制的控制系统，包括控制器、执行单元和检测单元。控制器功能可由PLC完成。执行单元即逆变器和变频电机，没有额外增加硬件，减少了成本投 入。送料导板带头检测采用反射式光电开关；钳口定位检测采用光电开关；卷取机转动距 离计长采用高速计数模块，其计数信号为卷取机电机上自带编码器反馈信号；带材带头运 动距离计长不单独增加元件，其值由机组速度计算得出。以AZ1为参考量，ΔΙ2为反馈量，对 其差值Δ￡进行PI运算后，输出值作为卷取机速度设定的增量ΔΓ叠加到装置的速度输入。一种运动中带头和软钳口定位的控制步骤由软钳口初始定位步骤和软钳口与带 头对准步骤
图2说明操作人员按动“软钳口初始定位“按钮，进入步骤110钳口定位启动程序， 接着进入控制步骤111，卷取机转动；当装在卷筒上的反光板与装在卷取机架上的光电开 关对准时，软钳口到位检测步骤112结束，否则，软钳口到位检测步骤112不断检测光电开 关信号；步骤112完成后，触发卷取机编码器计数功能，开始进行计长步骤113，随后启动步 骤114，软钳口到提前停车位否；当计长到位时，步骤115发速度0，卷筒勻减速，步骤116检 测速度是否到0，到0，软钳口初始定位到结束步骤117，停在所要求的钳口初始位，否则继 续执行步骤116检测速度到0。图3说明软钳口与带头对准流程从步骤120开始，进入步骤121，检测在机组自 动穿带过程中，带头是否到送料导板上的检测开关3，不到，继续；到，进入步骤122，卷取机 编码器计数功能触发，进行步骤123，编码器计数是否到设定位，不到继续步骤123，到，进
入步骤124，卷取机开始加速转动。进入步骤125，此时，卷取机速度自动调节开始，眺为 参考量，Al2为反馈量，对其差值进行PI运算，输出值为卷取机速度设定的增量ΔΓ。进 入步骤126,将ΔΓ叠加到卷取机速度设定值。进入步骤127，卷筒上软钳口与带头同时到达 重叠位，且两者线速度相同。进入步骤128，卷取机速度调节退出。进入步骤129，自动退出 软钳口与带头对准程序。
权利要求
一种运动中带头和软钳口定位的控制方法，其方法特征是在卷取套筒(4)上有一个软钳口；在卷取套筒(4)上设定A、B、C、E、F点，C点在卷取套筒(4)的最左边，C点有钳口定位检测开关(6)，E、F点分别在卷取套筒(4)的最上端与最下端，A点为下卷取时软钳口与带头相交点，B点为上卷取时软钳口与带头相交点，A点在F点右侧，B点在E点右侧，上下夹送辊(1)夹持带钢平分线与C点构成相对水平线，上下夹送辊(1)出口有送料导板(5)，控制送料导板(5)向上或下与A点或B点切线平行，送料导板(5)上D点设有带头检测开关(3)，启动卷取机卷轴(7)卷取套筒(4)卷取过一定角度后，上卷取时逆时针转动，下卷取时顺时针转动，在C点经软钳口定位检测开关(6)确认软钳口后卷筒软钳口停在钳口起始位F点上卷取或E点下卷取，至此软钳口起始位定位步骤完成；上卷取时，控制送料导板(5)向上与B点切线平行，带头(2)通过上下夹送辊(1)沿送料导板(5)向左上B点匀速移动；下卷取时，控制送料导板(5)向下与A点切线平行，带头(2)通过上下夹送辊(1)向左下A点匀速移动；已知带材运动速度为，卷取机加速度为，D点到B点距离为；带头从D走到B的时间为， ……………1在时间内，需控制软钳口从起始定位点F转到重叠定位点B，设加速时间为，匀速时间为，则 ……………2 ……………3 故，F点到B点的线性距离……4 把和代入，号 ……………5当带材带头过D点时，开始计长，计长长度为，带头到B点剩余距离为 …6卷取机从F点向B点转动，对线性距离开始计长，计长长度为，软钳口到B点剩余线性距离为 ……………7设……………8以为参考量，为反馈量，对其差值进行PI运算后，输出值作为卷取机速度设定的增量叠加到装置的速度输入。2010102756142100001dest_path_image001.jpg,186335dest_path_image002.jpg,2010102756142100001dest_path_image003.jpg,2010102756142100001dest_path_image005.jpg,779384dest_path_image006.jpg,724206dest_path_image005.jpg,2010102756142100001dest_path_image007.jpg,325958dest_path_image008.jpg,2010102756142100001dest_path_image009.jpg,458387dest_path_image010.jpg,2010102756142100001dest_path_image011.jpg,83272dest_path_image007.jpg,628523dest_path_image012.jpg,2010102756142100001dest_path_image013.jpg,540240dest_path_image014.jpg,2010102756142100001dest_path_image015.jpg,714343dest_path_image016.jpg,2010102756142100001dest_path_image017.jpg,78722dest_path_image018.jpg,2010102756142100001dest_path_image019.jpg,742178dest_path_image020.jpg,2010102756142100001dest_path_image021.jpg,380839dest_path_image022.jpg
2.一种运动中带头和软钳口定位的控制步骤，其特征是包括软钳口初始定位步骤和 软钳口与带头对准步骤软钳口初始定位步骤从操作人员按动“软钳口初始定位“按钮开始进入步骤110钳口 定位启动程序，接着进入控制步骤111，卷取机转动；当装在卷筒上的反光板与装在卷取机 架上的光电开关对准时，软钳口到位检测步骤112结束，否则，软钳口到位检测步骤112不 断检测光电开关信号；步骤112完成后，触发卷取机编码器计数功能，开始进行计长步骤 113，随后启动步骤114，软钳口到提前停车位否；当计长到位时，步骤115发速度0，卷筒勻 减速，步骤116检测速度是否到0，到0，软钳口初始定位到结束步骤117，停在所要求的钳口 初始位，否则继续执行步骤116检测速度到0 ；软钳口与带头对准流程从步骤120开始，进入步骤121，检测在机组自动穿带过程中， 带头是否到送料导板上的带头检测开关(3)，不到，继续；到，进入步骤`122，卷取机编码器 计数功能触发，进行步骤123，编码器计数是否到设定位，不到继续步骤123，到，进入步骤`124，卷取机开始加速转动；进入步骤125，此时，卷取机速度自动调节开始，以Al1为参考 量，Ai2为反馈量，对其差值^￡进行PI运算，输出值为卷取机速度设定的增量AF ；进入步骤126，将ΔΖ叠加到卷取机速度设定值；进入步骤127，卷筒上软钳口与带头同时到达重叠 位，且两者线速度相同；进入步骤128，卷取机速度调节退出；进入步骤129，自动退出软钳 口与带头对准程序。
全文摘要
本发明涉及冷轧重卷机组在卷取过程中带钢存在带头印的问题，特别是一种运动中带头和软钳口定位的控制方法及步骤，其特征是它包括两个步骤软钳口起始位定位步骤和软钳口与带头重叠位定位步骤。它提供了一种硬件结构简单、算法可靠、精度高、能很好的解决带头印问题的一种运动中带头和软钳口定位的控制方法及步骤。
文档编号G05B19/402GK101968640SQ20101027561
公开日2011年2月9日 申请日期2010年9月8日 优先权日2010年9月8日
发明者冯连强, 尹刚, 张康武, 景群平, 梁光正, 王俊萍 申请人:中国重型机械研究院有限公司