一種原料卷與卷筒對中的方法及系統技術方案

本發明專利技術公開了一種原料卷與卷筒對中的方法，用于包括原料卷、原料卷承載裝置、卷筒、測距裝置、處理裝置、第一支架及第二支架的系統，本方法步驟是：處理裝置驅動原料卷承載裝置帶動所述原料卷做垂直于水平面的直線往復運動；在原料卷做往復運動過程中，驅動測距裝置多次測量自身到原料卷圓柱表面的距離值；采集測距裝置測量的多個距離值，獲取最小距離值；發送定位信號，以使所述原料卷承載裝置根據接收到的定位信號定位到所述最小距離值所對應的位置，以使所述原料卷與所述卷筒對中。本發明專利技術還公開了一種原料卷與卷筒對中的系統。本發明專利技術對中精度更高，且不受溫度等的影響，在對中時還可選擇是否進行卷徑測量。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及工業控制領域，尤其是涉及一種原料卷與卷筒對中的方法及系統。
技術介紹
在工業生產中，生產線上有時會碰到需要將卷筒(或卷軸)插入到原料卷中心通孔中的工序。該工序一般包括兩個步驟第一步，先通過操控使原料卷與卷筒對中(即二者軸線重合)；第二步，使原料卷向卷筒方向(或者使卷筒向原料卷方向)移動固定的距離， 從而完成插入。顯然第一步的對中是關鍵環節。當然，若各原料卷的粗細(即外徑)相同，則對中并不復雜，例如只需要按一些既定的距離進行移動即可。但是，當各個原料卷的外徑數值不統一時，要想每次都快速、精準的實現對中，并不是一件容易的事。例如在鋼鐵行業中，存在一個“上卷”的工序，即將各種直徑的原料卷例如冷軋卷自動上到開卷機的卷筒上(此后，卷筒直徑可以膨脹，當膨脹到與原料卷內徑一致時二者便處于緊密配合的狀態，通過卷筒旋轉從而帶動冷軋卷旋轉，實現開卷)。而上卷的前提正是原料卷與卷筒的對中。具體來講，一般是如下情形開卷機的卷筒水平固定，可豎直升降的小車的底座也固定，并使卷筒與小車的朝向以及豎直位置都一致，以保證原料卷水平放在小車上后，其軸線升降時的軌跡平面正好經過卷筒軸線(即原料卷的軸線與卷筒的軸線始終在同一豎直平面上)。然后，通過小車的升降來調整原料卷的高度，最終定位至與卷筒卷心(即卷筒軸線)同高的地方，從而完成對中。在現有技術中，實現上述對中功能有多種解決辦法，現介紹一種常用的方案，如圖 1、2、3所示(其中圖1、3為主視圖，圖2為俯視圖，圖1為初始時刻，圖3為完成對中的時刻，另外注意圖2中只畫出了卷筒、原料卷及第一支架)其中測距裝置3為超聲波傳感器，在原料卷1的正上方并朝向原料卷1，同時固定在第二支架6上；開卷機的卷筒2也固定在第一支架5上(見圖2虛線)，位于原料卷1的上方(但不會被原料卷1碰到)；Φ為原料卷1的直徑(外徑)；Ll為卷筒2的軸線到超聲波傳感器的距離，為定長，由設計決定；L2為初始時刻(如圖1所示的時刻)，升降小車4 上用來承載原料卷1的臺面的最低點到超聲波傳感器的距離，也是定長，由設計決定；d為超聲波傳感器測量得到的自身到原料卷1圓柱表面的距離，為變量，會隨原料卷1高度的變化而變化，初始時刻測得該值為Cltl ；原料卷1放到升降小車4的臺面上后，其最低端與該臺面最低處的高度差為X，也是定長，由原料卷1的直徑及該臺面傾斜角度決定。該方案是先測量并計算得到Φ值、然后再根據Φ值來完成對中的。設Ll = 1800mm, L2 = 3000mm，所述臺面的斜面與水平夾角為α，α = 15° , d0 = 1300mm。具體步驟如下第一步先忽略X的長度，計算原料卷1的直徑Φ，Φ = L2-d0 = 1700mm ；第二步通過Φ計算X的長度，X = 1700/2* (1-C0S α ) = 28. 963mm,從而得到修正后的直徑 Φ = L2-d0-X = 1671mm ；第三步計算對中時d 的預期值 d' , d' = 1-Φ/2 = 1800-1671/2 = 964. 5mm ；第四步讓升降小車4開始上升，當測量值d等于預期值d'時，即d = 964. 5mm時 (如圖3所示時刻)停止運動，并保持當前高度，從而完成定位，實現原料卷1與卷筒2的對中。通過以上描述可見，該方案雖然可以應對原料卷粗細不同的情況，但也明顯存在以下缺點第一，該方案在計算過程中存在近似值，故對中的精度不高。該方案對中時要判斷是否d=d'，其中d'是依靠卷徑測量的結果Φ算得，故卷徑測量的精度會影響對中的精度，而該方案計算Φ時引入了 X，這樣得到的Φ為近似值，故最終導致對中的精度不高。第二，該方案的對中精度會受具體測量值的精度的影響。該方案對中時要判斷是否d = d'，其中d為測量值，會受很多因素影響，例如超聲波檢測的距離值與環境溫度有關，所以為了保證精度有時還需要選擇帶溫度補償的超聲波檢測元件。此外，第三，該方案必須先進行卷徑測量才能再進行對中，多了一個步驟顯然會影響工作效率。第四，測量得到的卷徑Φ值在理論上就已經為近似值，存在不可克服的缺陷， 故不適合應用到其他需要較高精度的場合。第五，該方案中的傳感器安裝檢修不便，例如原料卷一般最大直徑在2100mm左右，加上機械設備的高度，所以超聲波元件安裝高度一般大于2500mm，這樣的高度對于人員安裝和檢修即不安全又不方便。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術要解決的主要技術問題是原料卷對中精度不高的問題。本專利技術提供了如下方案一種原料卷與卷筒對中的方法，用于包括原料卷、原料卷承載裝置、卷筒、測距裝置、處理裝置、第一支架及第二支架的系統；其中，所述原料卷承載裝置，用于做與水平面垂直的直線往復運動；所述原料卷，置于所述原料卷承載裝置上，所述原料卷的軸線水平，在所述原料卷承載裝置的帶動下做所述往復運動；所述卷筒，與所述原料卷內徑相匹配，固定在所述第一支架上，所述卷筒的軸線與所述原料卷的軸線平行，且所述卷筒的軸線與所述原料卷的軸線所構成的第一平面與水平面垂直；所述測距裝置，固定在所述第二支架上，用于測量自身到所述原料卷圓柱表面的距離值，所述測距裝置的感應端的中心線與所述卷筒的軸線等高、且垂直于所述卷筒的軸線.一入 ，所述處理裝置與所述原料卷承載裝置、測距裝置電連接；所述方法包括所述處理裝置驅動所述原料卷承載裝置帶動所述原料卷做所述往復運動；在所述原料卷做所述往復運動過程中，驅動所述測距裝置多次測量自身到所述原料卷圓柱表面的距離值；采集所述測距裝置測量的多個距離值，獲取最小距離值；發送定位信號，以使所述原料卷承載裝置根據接收到的定位信號定位到所述最小距離值所對應的位置，以使所述原料卷與所述卷筒對中。優選的，還包括以下步驟根據公式Φ = 2X (Ll-dmin)計算得到所述原料卷的直徑Φ，其中Ll為所述卷筒的軸線到所述測距裝置的距離，dmin為所述最小距離值。優選的，所述驅動所述測距裝置多次測量自身到所述原料卷圓柱表面的距離值， 具體為驅動所述測距裝置連續測量。優選的，所述驅動所述測距裝置多次測量自身到所述原料卷圓柱表面的距離值， 具體為驅動所述測距裝置定時測量。優選的，所述原料卷具體包括冷軋卷。優選的，所述測距裝置具體包括超聲波傳感器或激光傳感器。一種原料卷與卷筒對中系統，包括原料卷、原料卷承載裝置、卷筒、測距裝置、處理裝置、第一支架及第二支架；其中，所述原料卷其軸線水平，置于所述原料卷承載裝置上，并在所述原料卷承載裝置的帶動下做與水平面垂直的直線往復運動；所述卷筒與所述原料卷內徑相匹配；固定在所述第一支架上；所述卷筒的軸線與所述原料卷的軸線平行，且所述卷筒的軸線與所述原料卷的軸線所構成的第一平面與水平面垂直；所述測距裝置固定在所述第二支架上；用于在所述原料卷做所述往復運動過程中多次測量自身到所述原料卷圓柱表面的距離值；所述測距裝置的感應端的中心線與所述卷筒的軸線等高，且垂直于所述卷筒的軸線；所述處理裝置與所述原料卷承載裝置、測距裝置電連接；用于驅動所述原料卷承載裝置帶動所述原料卷做所述往復運動；在所述原料卷做所述往復運動過程中，用于驅動所述測距裝置多次測量自身到所述原料卷圓柱表面的距離值；用于采集所述測距裝置測量的多個距離值，獲取最小距離值；根據所述最小距離值向所述原料卷承載裝置發送本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：肖海健，蔣超，
申請(專利權)人：中冶連鑄技術工程股份有限公司，
類型：發明
國別省市：