一种钢卷电动夹钳的自动对中控制方法
阅读说明：本技术 一种钢卷电动夹钳的自动对中控制方法 (Automatic centering control method for steel coil electric clamp ) 是由 王林 陈立群 王伟 于 2020-04-25 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种钢卷电动夹钳的自动对中控制方法,所述喷吹装置包括直吹管、喷枪和风口小套,所述直吹管前端与所述风口小套后端紧密贴合安装,所述喷枪的后端可调整的穿插安装在所述直吹管内,喷枪的前端从直吹管的内腔伸出,伸入风口小套的内腔,喷枪的中心线与吹管的中心线在一个平面内,两者相交,且夹角可以调整,该方案适用于各种高炉的鼓风风压和喷吹风压,适用于风口小套的各种规格尺寸和不同的安装角度,确保喷吹时喷吹燃料对小套冲刷磨损最小,提高经济效益。(The invention relates to an automatic centering control method of a steel coil electric clamp, wherein a blowing device comprises a belly pipe, a spray gun and a tuyere small sleeve, the front end of the belly pipe is tightly attached to the rear end of the tuyere small sleeve, the rear end of the spray gun is adjustably inserted into the belly pipe, the front end of the spray gun extends out of the inner cavity of the belly pipe and extends into the inner cavity of the tuyere small sleeve, the central line of the spray gun and the central line of the blow pipe are in a plane and are intersected, and the included angle can be adjusted.)
技术领域
本发明涉及一种控制方法，具体涉及一种钢卷电动夹钳的自动对中控制方法，属于电动夹钳结构控制技术领域。
背景技术
钢铁行业生产的钢卷在使用电动夹钳时，必须要保证夹钳的两个钳脚之间能正好穿透钢卷内经，当夹钳开始夹紧时，而不碰触钢卷的任何部位。当前市场上的钢卷夹钳采取在两个钳脚上安装一对对中光电开关或激光开关进行对中检测，但是电动夹钳跟随起重机的运动方向有上、下和前、后四个方向，其中任意一个方向上不到位都会导致无法对中。因此，采用一对对中开关是不能解决根本问题，即使采用程序控制来修正，也不知道到底是那个方向上的位移有偏差。因此，开发一种能检测四个方向对中方法和相关的自动控制程序，是智能化电动夹钳必不可少的功能。
对比文献和专利：名称：电动高温卧卷夹钳对中指示装置(CN201721276560.5)
本实用新型公开了一种电动高温卧卷夹钳对中指示装置，包括对射式光电传感器发射端、反射板Ⅰ、反射板Ⅱ、对射式光电传感器接收端、电气柜、电机、钢管、侧方防撞块、底部防撞块、齿轮、夹钳臂、反射板调节螺栓、对射式光电传感器发射端安装板、对射式光电传感器接收端安装板、反射板调节弹簧、对中指示灯。不同点：该发明是一种对中指示装置，使用了对中光电开关，但没有声明装置如何对中。
一种用于成品仓库的全自动化起重机控制设备(CN201320254738.1)
本实用新型公开了一种用于成品仓库的全自动化起重机控制设备。机上PLC设备与机上无线设备相连；机上无线设备与地面无线设备通过无线通讯方式连接；地面无线设备与地面操作站相连；起升速度反馈编码器、起升制动器、起升电动机与起升变频器相连；大车速度反馈编码器、大车制动器、大车电动机与大车变频器相连；小车速度反馈编码器、小车制动器、小车电动机与小车变频器相连；自动化夹钳上的夹钳开度检测编码器，夹钳对中检测限位，夹钳障碍检测限位，防撞地面检测限位，防撞边检测限位，载荷限位与夹钳PLC控制设备相连。不同点：该发明提及了包含一种包括夹具对中限位参与控制的起重机，也没有说明如何实现对中功能。
无人起重机的卧卷夹钳自动控制系统和方法(CN201711427081.3)；本发明公开了一种无人起重机的卧卷夹钳自动控制系统，包括设置在卧卷夹钳钳体上的夹钳开口度编码器、夹钳开口度检测限位传感器、夹钳边部夹紧检测限位传感器、夹钳上部防撞检测限位传感器、夹钳下部防撞检测限位传感器、夹钳对中限位传感器、夹钳压力检测限位传感器、夹钳上提检测限位传感器。不同点：该发明描述夹钳中实现自动化所需要的各种传感器，其中包括对中传感器，也没有说明如何实现对中。因此，迫切的需要一种新的方案解决上述技术问题。
发明内容
本发明正是针对现有技术中存在的问题，提供一种钢卷电动夹钳的自动对中控制方法，该技术方案能够确保夹钳的钳脚在夹紧钢卷时，钳脚完全落在钢卷内径圆内。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种钢卷电动夹钳的自动对中控制方法，所述控制方法包括以下步骤：
步骤1：电动夹钳钳脚尺寸设计；钳脚是直接进入钢卷内径孔的部件，在夹紧钢卷时钳脚不能碰到钢卷。钳脚端面为矩形形状，钳脚垂直于钳腿，钳脚端面不能超过钳腿，钳脚上安装有保护垫板，垫板的厚度也算计在对中限位布置的因素中。
步骤2：安装基座设计；安装基座是焊接在夹具钳腿两侧的平行箱体结构，把钳脚包含在钳腿的平面内，用于安装光电限位和起保护作用。
步骤3：光电限位的布置；限位要求布置在安装基座和钳腿上，安装开孔不能凹入钳脚和钳脚垫板在钳腿上投影的外轮廓线。光电限位采用具有发射端和接收端的成对元件，发射端安装在一个钳腿或安装基座上，接收端安装在对称的钳腿或安装基座上，所有发射端和接收端的安装必须对称，保证能接收到各自的信号；发射端和接收端安装时必须凹入开孔面，保护限位不被碰撞。
步骤4：程序控制。电动夹具设计了四个方向上的遮挡检测，只有四个限位全部接通时，夹具才能继续夹紧钢卷的动作，其中任意一个没有接通，代表某个方向上需要继续运行，直到接通为止。上述自动对中电动夹钳的对中控制方法中，对中限位在钳腿上的布置有两种方案，共6种情形。方案一采用四对对中限位，四对限位呈矩形分布在钳脚四个边上，分别对应上下、前后四个方向；方案二采用三对对中限位，对中限位呈三角分布，其中三角形的一个边必须和钳脚的一个边平行。
一种钢卷电动夹钳，所述电动夹钳包括钳腿、钳脚以及安装基座，钳腿和钳脚是一个整体，钳腿底部凸出钳脚一部分，凸出的部分长度在5—10cm之间，用于安装光电限位，并对钳脚起到保护作用。该方案中，侧面投影方向上，钳脚在钳腿上下、左右四个方向上的尺寸被限制在钳腿内，对中限位安装在凸出的长方体基座上
作为本发明的一种改进，所述电动夹钳还包括钳脚垫板，钳脚垫板固定在钳脚上，其宽度、长度上和钳脚边缘相齐，高度方向呈弧形，弧面直径不得小于钢卷最小内经，不得大于钢卷最大内经，圆弧的厚度也被计算到钳脚的高度。该方案中，作为本发明的一种改进，安装基座是焊接在钳腿两侧的箱体结构,其凸出部分宽度保证能够安装光电限位 5、6、7、9，中空的箱体内部用于限位的电气布线。
相对于现有技术，本发明具有如下优点，该技术方案实现了自动检测四个方向的对中方法；
本发明首先从夹钳本身的结构保护进行了优化改进，在钳腿两个侧面各增加了一个安装基座，基座还可以对钳腿起到碰撞保护作用，基座是安装自动对中限位必须的部件，对中限位在基座上分布轮廓能将钳脚包含在其中；
钳脚上的保护垫板和钢卷接触面的弧度和厚度进行了优化，其弧度板卷在钢卷最大内经和最小内经之间，可取中间值；弧面中心最高厚度计入钳脚的高度，这样保证了钳脚及其附件全部落入钢卷内经圆中；
夹钳对中限位布置有两种方案共六种形式可选，通过调整对中限位之间的距离，可匹配各种外观尺寸的钳脚；通过选用合适的布置形式，可以适配三角形的钳脚和可伸缩钱脚的夹具。
附图说明
图1为本发明电动夹钳结构示意图；
图2为本发明电动夹钳自动对中方案一平面图；
图3为本发明电动夹钳自动对中方案二平面图；
图4为本发明程序流程图；
图中，1—钳腿；2—安装基座；3—钳脚；4—钳脚垫板；5—前对中限位；6—后对中限位；7—下对中限位；8—下对中限位；9—钢卷。
具体实施方式
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为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。
实施例1：参见图1-图3，一种钢卷电动夹钳，所述电动夹钳包括钳腿1、钳脚3以及安装基座，钳腿1和钳脚3是一个整体，钳腿1底部凸出钳脚3一部分，凸出的部分长度在5—10cm之间，用于安装光电限位，并对钳脚3起到保护作用。该方案中，侧面投影方向上，钳脚在钳腿上下、左右四个方向上的尺寸被限制在钳腿内，对中限位安装在凸出的长方体基座上，所述电动夹钳还包括钳脚垫板4，钳脚垫板4固定在钳脚3上，其宽度、长度上和钳脚4边缘相齐，高度方向呈弧形，弧面直径不得小于钢卷最小内经，厚度计入钳脚3的高度。该方案中，为了保护产品外观质量，需要在钳脚上端面上安装弹性垫板，垫板的宽度和钳脚的宽度一样，厚度方向上为圆弧形，圆弧的厚度也被计算到钳脚的高度，安装基座2是焊接在钳腿1两侧的箱体结构,其凸出部分宽度保证能够安装光电限位5、6、7、8，中空的箱体内部用于限位的电气布线。
实施例2：参见图1-图4，一种钢卷电动夹钳的自动对中控制方法，所述控制方法包括以下步骤：步骤1：电动夹钳钳脚尺寸设计；钳脚是直接进入钢卷内径孔的部件，在夹紧钢卷时钳脚不能碰到钢卷。钳脚端面为矩形形状，钳脚垂直于钳腿，钳脚端面不能超过钳腿，钳脚上安装有保护垫板，垫板的厚度也算计在对中限位布置的因素中；步骤2：安装基座设计；安装基座是焊接在夹具钳腿两侧的平行箱体结构，把钳脚包含在钳腿的平面内，用于安装光电限位和起保护作用；步骤3：光电限位的布置；限位要求布置在安装基座和钳腿上，安装开孔不能凹入钳脚和钳脚垫板在钳腿上投影的外轮廓线。光电限位采用具有发射端和接收端的成对元件，发射端安装在一个钳腿或安装基座上，接收端安装在对称的钳腿或安装基座上，所有发射端和接收端的安装必须对称，保证能接收到各自的信号；发射端和接收端安装时必须凹入开孔面，保护限位不被碰撞；步骤4：程序控制。电动夹具设计了四个方向上的遮挡检测，只有四个限位全部接通时，夹具才能继续夹紧钢卷的动作，其中任意一个没有接通，代表某个方向上需要继续运行，直到接通为止。上述自动对中电动夹钳的对中控制方法中，对中限位在钳腿上的布置有两种方案，共6种情形。方案一采用四对对中限位，四对限位呈矩形分布在钳脚四个边上，分别对应上下、前后四个方向；方案二采用三对对中限位，对中限位呈三角分布，其中三角形的一个边必须和钳脚的一个边平行。电动夹钳自动对中控制程序中，有五种位移调整编程包含在本方案中：其一、以第一个对中限位的状态，微调反方向上的第二个对中限位位移，使其状态改变到定义的状态；以第三个方向上的对中限位状态微调其反方向上的位移，使其状态改变到定义的状态。其二，在微调第二个对中限位的过程中，也会出现非反方向上的限位先发生状态改变，编程时就可以这个状态先改变的对中限位，调整其对应方向上的位移。其三，夹钳一开始的坐标就比较准，有两个相反方向上的对中限位同时发生状态改变，仅仅需要纠正剩余的其中一方方向的位移。其四，夹钳一开始的坐标十分准确，有三个方向的对中限位全部发生状态改变，位移需要纠正的情况为图2中 A、B两种分布形式。其五，夹钳一开始的坐标十分准确，有四个方向的对中限位全部发生状态改变，对中一次完成，不需要纠正位移。
对中光电限位布置设计：采用方案一，在钳脚上分布四对光电限位5、6、7、8，如图2所示。光电限位5、6、7、8呈矩形分布，分布形式有A、B两种，并且矩形的边长和钳脚3的边长平行或基本平行，把钳脚3和钳脚垫板4在钳腿1上的投影包含在矩形框内。采用方案二，在钳脚上分布三对光电限位5、6、7，如图3所示。光电限位5、6、 7呈三角形形分布，分布形式有A、B、C、D四种，要求任意一种形式的三角形布置，必须有一个边长和和钳脚3的边长平行或基本平行，把钳脚3和钳脚垫板4在钳腿1上的投影包含在三角形所在的矩形框内。
程序控制设计：根据对中限位布置设计，采用方案一时，如图2所示。夹钳一开始处于空载状态，对四对对中光电开关进行自检，当自检全部接通时，输出“对中OK”信号给起重机控制系统，起重机根据接收到的上位机坐标指令，先将电动夹钳打开到超过最大钢卷宽度，运行各机构到目标钢卷正上方，电动夹钳下降到所有光电对中限位被钢卷遮挡时，起升机构再慢速下降到第一对限位再次接通，然后根据第一个限位的方向修改其他方向上的位置，直到所有限位全部接通位置，此时发出电动夹钳闭合指令。控制逻辑参考图4。
如图2所示，当采用光电限位布置方案一(分布形式A)，上述第一对被遮挡是光电限位8，起升慢速下降直到光电限位8再次接通，在高度微调的过程中光电限位7或6 有一个再次接通或全部接通，如果是光电限位7接通起重机运行夹具向前移动直到6再次接通；同理，如果是光电限位6接通向后移动直到光电限位7再次接通；如果光电限位7和光电限位6在微调的过程中全部接通，那么继续下降到光电限位5接通为止。四对光电限位5、6、7、8全部接通后，夹钳发出“对中OK”信号。光电限位分布形式B 原理和A一样。
当采用光电限位布置方案二(分布形式A)，上述第一对被遮挡是光电限位7，起升慢速下降直到光电限位7再次接通，在高度微调的过程中光电限位5或6有一个再次接通或全部接通，如果是光电限位5接通起重机运行夹具向前移动直到光电限位6再次接通；同理，如果是光电限位6接通向后移动直到光电限位5再次接通；如果光电限位5 和6在微调的过程中全部接通，那么表示对中已完成，因为5和6的在两个方向交点上，可以同时检测两个方向。三对光电限位5、6、7全部接通后，夹钳发出“对中OK”信号。光电限位分布形式B、C、D原理和A一样，控制逻辑参考图4。
需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。
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