阅读说明：本技术 一种冷轧带钢卷曲溢出边自动控制装置及方法 (Automatic control device and method for cold-rolled strip steel curled overflowing edges ) 是由 许翔 汪红兵 张勇 于 2020-07-08 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种冷轧带钢卷曲溢出边自动控制装置及方法,属于冷轧生产技术领域。本发明的一种冷轧带钢卷曲溢出边自动控制装置及方法,包括卷取机构,所述卷取机构的卷曲区域内设置有溢出边自动控制机构,所述溢出边自动控制机构包括线性电机、挡块以及检测装置；所述卷曲机构包括卷取机,所述卷取机下方设置有EPC自动对边装置,从而将带钢卷曲时产生的偏离生产线中心线的数据传送至PLC控制器,所述PLC控制器进而将信号反馈至线性电机,通过线性电机控制挡块移动至工作位校正带钢位置,以保证带钢不偏离卷曲中心线,实现无溢出边卷曲,从而有效提高厚规格高强钢生产效率及带钢尾部的边部质量,降低生产成本。(The invention discloses a device and a method for automatically controlling the rolled overflowing edge of cold-rolled strip steel, belonging to the technical field of cold-rolling production. The invention relates to a device and a method for automatically controlling the rolled overflowing edge of cold-rolled strip steel, which comprises a coiling mechanism, wherein an automatic overflowing edge control mechanism is arranged in the coiling area of the coiling mechanism, and comprises a linear motor, a stop block and a detection device; the coiling mechanism comprises a coiling machine, an EPC automatic edge aligning device is arranged below the coiling machine, so that data which are generated when the strip steel is coiled and deviate from the central line of a production line are transmitted to a PLC controller, the PLC controller further feeds signals back to a linear motor, the stop dog is controlled by the linear motor to move to a working position to correct the position of the strip steel, the strip steel is guaranteed not to deviate from the coiled central line, no overflow edge coiling is realized, the production efficiency of the high-strength steel with thick specification and the quality of the edge part at the tail part of the strip steel are effectively improved, and the production cost is reduced.)

一种冷轧带钢卷曲溢出边自动控制装置及方法

技术领域

本发明涉及冷轧生产技术领域，更具体地说是一种冷轧带钢卷曲溢出边自动控制装置及方法。

背景技术

在钢铁生产企业，为了便于存放、转运和包装，冷轧热镀锌产品都采用卷取方式将带钢卷成整齐、紧密的钢卷。目前冷轧后处理生产线中，冷轧带钢经退火及涂镀处理后的成品卷通过卷曲机卷曲至产品卷下线，尤其在生产厚规格(1.5mm＜厚度＜2.5mm)及高强钢时，带钢在出口区域分卷剪切后无张力，由于涂油后钢卷存在一定的打滑现象、带钢自身板型等原因，加之自身重力的影响，卷取机前转向辊上的压辊，以及卷曲机自身的压尾辊已不能保证带钢不偏移，此时带钢已失去张力，自动对边装置EPC(液压驱动式自动对边装置，简称EPC装置，)已不再动作，带钢在卷取机上会产生不规则跑偏现象，卷曲过程中产生溢出边，造成带钢尾部边部质量不佳，钢卷下线困难、包装困难，严重的要上重卷机组重新进行开卷卷曲，不仅增加了生产成本，同时也降低了机组的成材率。

现有资料及国内知名钢厂工艺技术信息检索，冷轧产品溢出边质量缺陷按其产生的原因分为板形溢出边、焊缝溢出边、卷取张力过小或波动三种。前两者产生的原因主要是由于热轧来料的板形质量较差和焊缝前后两种不同规格产品造成，而后者主要是由于卷取时带钢张力控制程序设计不完善造成。采取的措施是发现溢出边严重时，首先人工降速，及时采取手动对中调节，严格控制好板形，对带头板形不好的部分，应切除，严格控制卷取张力。

经检索，关于解决冷轧带钢卷曲过程中钢卷出现溢出边等不足，目前已有相关专利公开。如，中国专利申请号为：201721575840.6、授权公告日为：2018年6月19日，公开了一种冷轧带钢下卷取溢出边防护装置，包括倾斜布置的带钢活动导板和设在其下方的导板摆动油缸，带钢活动导板上端通过转轴与转向辊轴承座铰接相连，活动导板下端与带钢钢卷切向配合；导板摆动油缸活塞杆端铰接在带钢活动导板背部，导板摆动油缸的缸体端铰接在油缸固定座上，还包括设置在带钢活动导板下端的可移动式V形压辊，所述V形压辊安装在压辊支架的一端，所述压辊支架的另一端与地基支座连接，所述V形压辊在工作状态与带钢钢卷的外缘抵接挤压配合。目前卷曲机区域控制溢出边方法，包括停机状态下，通过人为调节压辊两侧的压力控制溢出边，或增加压辊与该转向辊粗糙度，以及调整压辊辊型；或者调整卷取机自身压尾辊水平度、尺寸及粗糙度，以及控制带钢涂油量及粗糙度等。但冷轧后处理线带钢卷曲分卷剪切后，EPC自动对边装置不再动作，靠卷取机前转向辊上的压辊控制带钢对边。由于溢出边产生的原因众多，且溢出方向没有规律，实际效果均不明显。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

针对现有技术中冷轧产品卷曲过程中溢出边质量缺陷原因众多，且溢出方向没有规律等问题，本发明提供一种冷轧带钢卷曲溢出边自动控制装置及方法，通过在卷曲机区域增加一套带钢溢出边自动控制装置，该装置包括线性电机、挡块以及检测装置，通过检测装置分别检测出带钢宽度，以及卷取机自动对边装置中卷取机移动的位移，从而自动计算出线性电机移动距离；通过线性电机驱动挡块至工作位校正带钢位置，以保证带钢不偏离卷曲中心线，实现无溢出边卷曲，从而有效提高厚规格高强钢生产效率及带钢尾部的边部质量，降低生产成本。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

一种冷轧带钢卷曲溢出边自动控制装置，包括卷取机构，所述卷取机构的卷曲区域内设置有溢出边自动控制机构，所述溢出边自动控制机构包括线性电机、挡块以及检测装置，通过检测装置分别检测出带钢宽度，以及卷取机自动对边装置中卷取机移动的位移，从而自动计算出线性电机移动距离；所述线性导轨与线性电机采用螺栓连接，所述线性电机能够驱动所述挡块沿着所述挡块下方水平设置的线性导轨滑动，所述挡块便于拆卸更换；在生产有溢出边风险的带钢品种时，选择投用溢出边自动控制机构，通过线性电机驱动挡块至工作位校正带钢位置，以保证带钢不偏离卷曲中心线，实现无溢出边卷曲，从而有效提高厚规格高强钢生产效率及带钢尾部的边部质量，降低生产成本；带钢卷曲完成后所述线性电机带动挡块退回原始位，该控制动作结束。

进一步的技术方案，所述卷取机构包括转向辊，所述转向辊上方设置有压辊，所述转向辊与压辊之间留有间隙，用于带钢通过；所述转向辊与压辊将其二者之间的带钢传送至下游的卷曲机中，所述转向辊与压辊前部的传动侧与操作侧均安装有线性电机，所述线性电机采用直线导轨结构，其运行速度≥1.5m/s；所述挡块设置在距原始位偏离生产中心线位置最大生产宽度的一半加20％处，以便于拆卸维护，其优点是无需任何转换装置、传递效率高、无磨损、响应速度快、控制精度高，定位精度能达到0.1mm。

进一步的技术方案，所述卷曲机下方设置有EPC自动对边装置，所述EPC自动对边装置能够将带钢卷曲时产生的偏离生产线中心线的数据传送至PLC控制器，所述PLC控制器再将接收到的信号反馈给线性电机，进而通过线性电机控制所述挡块移动，所述PLC控制器能够实现数据交换计算及控制该装置作用；所述EPC自动对边装置能够保证带钢在卷曲有张力过程中，通过检测带钢边部位置，调整卷取机沿带钢中心线方向位置，从而实现钢卷卷曲自动对中。

进一步的技术方案，所述卷曲机的进料口处设置有压尾辊，所述压尾辊的外辊面能够与所述卷曲机的进料口处的带钢相接触，从而使得分卷剪切后传送至卷曲机的带钢能够贴合所述卷曲机的进料口，顺利进入卷曲机进行成卷。

进一步的技术方案，所述卷取机构上游还设置有剪切机构，所述剪切机构包括剪前夹送辊，所述剪前夹送辊对称设置在带钢的上方与下方，并将带钢传送至其下游的转鼓剪，所述转鼓剪对称设置在带钢的上方与下方；所述转鼓剪下游水平设置有运送皮带，所述运送皮带能够将传送来的带钢传送至其下游的所述卷取机构。

进一步的技术方案，所述剪切机构上游设置有张紧机构，所述张紧机构包括张紧辊I，所述张紧辊I上缠绕有带钢，所述带钢经张紧辊I张紧后依次通过竖向对称设置的垂直拉紧辊，所述垂直拉紧辊上的带钢经手动测量后，将数值输入进HMI人机界面，所述HMI人机界面再将信号反馈给PLC控制器，所述PLC控制器将接收到的信号反馈给线性电机，进而通过线性电机控制所述挡块移动；所述垂直拉紧辊后横向设置有水平拉紧辊导向辊，所述水平拉紧辊导向辊后部设置有张紧辊II，从而改变带钢传送方向，并维持带钢张力。

进一步的技术方案，所述张紧机构上游设置有自动在线测宽仪，自动在线测宽仪能够自动测量出经其上游的切边剪传送来的带钢宽度，并将其数值反馈给PLC控制器，所述PLC控制器再将信号传送给转鼓剪，从而实现带钢分卷剪切；所述自动在线测宽仪用于测量带钢的真实宽度，安装在生产线切边剪后，采用手动测宽需要在HMI人机界面输入实际测量带钢宽度至PLC系统。

一种冷轧带钢卷曲溢出边自动控制方法，包括如下步骤：

步骤一、带宽测量：钢卷焊缝后的部分经过自动在线测宽仪测量出带钢实际宽度为a单位毫米；或采用手动测宽测量所述垂直拉紧辊上的带钢宽度，并将测量值输入至HMI人机界面，所述HMI人机界面再将信号反馈给PLC控制器；

步骤二、分卷剪切：PLC控制器将信号传送至转鼓剪，所述转鼓剪将带钢剪断，此时所述带钢失去张力，所述带钢经卷曲机卷曲，且所述EPC自动对边装置不启动，钢卷在经卷曲机上由EPC自动对边装置作用移动而产生出偏离生产中心线数据为b单位毫米，所述b若偏离操作侧则取正值，若偏离传动侧则取负值；

步骤三、阻止带钢偏移：所述挡块原始位偏离生产中心线最大位置为d单位毫米，将a、b和d三个数据通过计算得出挡块需移动位置值，通过PLC控制器分别控制传动侧与操作的线性电机移动，所述操作侧移动位置为C1，C1＝d-a/2-b-10；传动侧移动位置为C2，C2＝d-a/2+b-10，从而驱动挡块，阻止带钢偏移，同时反馈挡块移动位置值至PLC控制器。

进一步的技术方案，步骤三中，当生产有溢出边风险的带钢品种时，启动溢出边自动控制机构，当卷曲区域带钢距离转鼓剪位置10米时，通过PLC控制器计算出线性电机位移量，其中操作侧位移量为E1单位毫米，E1＝C1-f1，f1为操作侧溢出边修正值，可以在HMI人机界面修改；传动侧位移量为E2单位毫米，E2＝C2-f2，f2为传动侧溢出边修正值，可以在HMI人机界面修改；所述PLC控制器发出移动命令给线性电机，进而驱动挡块至工作位，并阻止带钢偏移卷曲中心线，带钢卷曲完成后，所述线性电机带动挡块退回原始位，该控制动作结束；当生产没有溢出风险的钢种时，不选用该溢出边自动控制机构，所述挡块保持在原始位。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的一种冷轧带钢卷曲溢出边自动控制装置及方法，所述卷取机构的卷曲区域内设置有溢出边自动控制机构，所述溢出边自动控制机构通过检测装置分别检测出带钢宽度，以及卷取机自动对边装置中卷取机移动的位移，从而自动计算出线性电机移动距离；在生产有溢出边风险的带钢品种时，选择投用溢出边自动控制机构，通过线性电机驱动挡块至工作位校正带钢位置，以保证带钢不偏离卷曲中心线，实现无溢出边卷曲，从而有效提高厚规格高强钢生产效率及带钢尾部的边部质量，降低生产成本；

(2)本发明的一种冷轧带钢卷曲溢出边自动控制装置及方法，所述转向辊与压辊前部的传动侧与操作侧均安装有线性电机，所述线性电机采用直线导轨结构，其运行速度≥1.5m/s；所述挡块设置在距原始位偏离生产中心线位置最大生产宽度的一半加20％处，以便于拆卸维护，其优点是无需任何转换装置、传递效率高、无磨损、响应速度快、控制精度高，定位精度能达到0.1mm；

(3)本发明的一种冷轧带钢卷曲溢出边自动控制装置及方法，所述转向辊与压辊将其二者之间的带钢传送至下游的卷曲机中，所述卷曲机下方设置有EPC自动对边装置，所述EPC自动对边装置能够将带钢卷曲时产生的偏离生产线中心线的数据传送至PLC控制器，所述EPC自动对边装置能够保证带钢在卷曲有张力过程中，通过检测带钢边部位置，调整卷取机沿带钢中心线方向位置，从而实现钢卷卷曲自动对中；

(4)本发明的一种冷轧带钢卷曲溢出边自动控制装置及方法，所述卷取机构上游还设置有剪切机构，在卷曲分卷剪切后,EPC自动对边装置不再动作,带钢失去张力，通过线性电机精确控制挡块位置，从而阻止带钢偏离实际卷曲中心线，以有效控制带钢溢出边；并保证带钢边部质量，减少重卷工序，提高生产线率,降低生产成本；

(5)本发明的一种冷轧带钢卷曲溢出边自动控制装置及方法，所述张紧机构上游设置有自动在线测宽仪，所述自动在线测宽仪能够自动测量出经其上游的切边剪传送来的带钢宽度，并将其数值反馈给PLC控制器，所述自动在线测宽仪用于测量带钢的真实宽度，安装在生产线切边剪后，采用手动测宽需要在HMI人机界面输入实际测量带钢宽度至PLC系统。

附图说明

图1为本发明的自动控制装置生产线结构示意图；

图2为本发明中溢出边自动控制机构结构示意图。

图中：1-切边剪；2-自动在线测宽仪；3-张紧机构；4-剪切机构；5-运送皮带；6-卷曲机构；7-溢出边自动控制机构；8-PLC控制器；9-HMI人机界面；31-张紧辊I；32-垂直拉紧辊；33-水平拉紧辊导向辊；34-张紧辊II；41-剪前夹送辊；42-转鼓剪；61-转向辊；62-压辊；63-卷取机；64-压尾辊；65-EPC自动对边装置；71-线性电机；72-线性导轨；73-挡块。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图对发明作详细描述。

实施例1

本实施例的一种冷轧带钢卷曲溢出边自动控制装置，如图1所示，包括切边剪1，所述切边剪1下游设置有自动在线测宽仪2，所述自动在线测宽仪2能够自动测量出经其上游的切边剪1传送来的带钢宽度，并将其数值反馈给PLC控制器8；所述自动在线测宽仪2下游设置有张紧机构3，所述张紧机构3包括张紧辊I31，所述张紧辊I31上缠绕有带钢，所述带钢经张紧辊I31张紧后依次通过竖向对称设置的垂直拉紧辊32，所述垂直拉紧辊32上的带钢经手动测量后，将数值输入进HMI人机界面9，所述HMI人机界面9再将信号反馈给PLC控制器8；所述垂直拉紧辊32后横向设置有水平拉紧辊导向辊33，所述水平拉紧辊导向辊33后部设置有张紧辊II34，从而改变带钢传送方向，并维持带钢张力；所述张紧机构3下游设置有剪切机构4，所述剪切机构4包括剪前夹送辊41，所述剪前夹送辊41对称设置在带钢的上方与下方，并将带钢传送至其下游的转鼓剪42，所述转鼓剪42对称设置在带钢的上方与下方；所述转鼓剪42下游水平设置有运送皮带5，所述运送皮带5能够将传送来的带钢传送至其下游的所述卷取机构6；所述卷取机构6包括转向辊61，所述转向辊61上方设置有压辊62，所述转向辊61与压辊62之间留有间隙，用于带钢通过；所述转向辊61与压辊62将其二者之间的带钢传送至下游的卷曲机63中；所述卷取机构6的卷曲区域内设置有溢出边自动控制机构7，如图2所示，所述溢出边自动控制机构7包括线性电机71、挡块73以及检测装置，通过检测装置分别检测出带钢宽度，以及卷取机自动对边装置中卷取机移动的位移，从而自动计算出线性电机移动距离；所述线性导轨72与线性电机71采用螺栓连接，所述线性电机71能够驱动所述挡块73沿着所述挡块73下方水平设置的线性导轨72滑动，所述挡块73便于拆卸更换；所述转向辊61与压辊62前部的传动侧与操作侧均安装有线性电机71，所述线性电机71采用直线导轨结构，其运行速度≥1.5m/s；所述卷曲机63下方设置有EPC自动对边装置65，所述EPC自动对边装置65能够将带钢卷曲时产生的偏离生产线中心线的数据传送至PLC控制器8，所述PLC控制器8再将接收到的信号反馈给线性电机71，进而通过线性电机71控制所述挡块73移动，所述PLC控制器能够实现数据交换计算及控制该装置作用；所述EPC自动对边装置65能够保证带钢在卷曲有张力过程中，通过检测带钢边部位置，调整卷取机63沿带钢中心线方向位置，从而实现钢卷卷曲自动对中；所述卷曲机63的进料口处设置有压尾辊64，所述压尾辊64的外辊面能够与所述卷曲机63的进料口处的带钢相接触，从而使得分卷剪切后传送至卷曲机63的带钢能够贴合所述卷曲机63的进料口，顺利进入卷曲机63进行成卷；

本实施例中，在生产有溢出边风险的带钢品种时，选择投用溢出边自动控制机构7，通过线性电机71驱动挡块73至工作位校正带钢位置，以保证带钢不偏离卷曲中心线，实现无溢出边卷曲，从而有效提高厚规格高强钢生产效率及带钢尾部的边部质量，降低生产成本；带钢卷曲完成后所述线性电机71带动挡块73退回原始位，该控制动作结束。

实施例2

本实施例的一种冷轧带钢卷曲溢出边自动控制方法，基本结构同实施例1，不同和改进之处在于：如图1所示，包括如下步骤：

步骤一、带宽测量：钢卷焊缝后的部分经过自动在线测宽仪2测量出带钢实际宽度为a单位毫米；或采用手动测宽测量所述垂直拉紧辊32上的带钢宽度，并将测量值输入至HMI人机界面9，所述HMI人机界面9再将信号反馈给PLC控制器8；

步骤二、分卷剪切：PLC控制器8将信号传送至转鼓剪42，所述转鼓剪42将带钢剪断，此时所述带钢失去张力，所述带钢经卷曲机63卷曲，且所述EPC自动对边装置65不启动，钢卷在经卷曲机63上由EPC自动对边装置65作用移动而产生出偏离生产中心线数据为b单位毫米，所述b若偏离操作侧则取正值，若偏离传动侧则取负值；

步骤三、阻止带钢偏移：所述挡块73原始位偏离生产中心线最大位置为d单位毫米，将a、b和d三个数据通过计算得出挡块73需移动位置值，通过PLC控制器8分别控制传动侧与操作的线性电机71移动，所述操作侧移动位置为C1，C1＝d-a/2-b-10；传动侧移动位置为C2，C2＝d-a/2+b-10；其中操作侧位移量为E1单位毫米，E1＝C1-f1，f1为操作侧溢出边修正值可以在HMI人机界面9修改；传动侧位移量为E2单位毫米，E2＝C2-f2，f2为传动侧溢出边修正值可以在HMI人机界面9修改；从而驱动挡块73，阻止带钢偏移，同时反馈挡块73移动位置值至PLC控制器8。

实施例3

本实施例的一种冷轧带钢卷曲溢出边自动控制方法，基本结构同实施例2，不同和改进之处在于：如图1所示，步骤三中，当生产有溢出边风险的带钢品种时，启动溢出边自动控制机构7，当卷曲区域带钢距离转鼓剪42位置10米时，通过PLC控制器8计算出线性电机71位移量，其中操作侧位移量为E1单位毫米，E1＝C1-200；传动侧位移量为E2单位毫米，E2＝C2-200；其中操作侧位移量为E1单位毫米，E1＝C1-f1，f1为操作侧溢出边修正值，可以在HMI人机界面9修改；传动侧位移量为E2单位毫米，E2＝C2-f2，f2为传动侧溢出边修正值，可以在HMI人机界面9修改；所述PLC控制器8发出移动命令给线性电机71，进而驱动挡块73至工作位，并阻止带钢偏移卷曲中心线，带钢卷曲完成后，所述线性电机71带动挡块73退回原始位，该控制动作结束；当生产没有溢出风险的钢种时，不选用该溢出边自动控制机构7，所述挡块73保持在原始位。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。