CN103010704A - 钢带跑偏的纠偏***与纠偏方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钢带跑偏的纠偏***与纠偏方法，所述钢带跑偏的纠偏***包括激光发射器、光敏感应器、控制中心以及纠偏装置，所述激光发射器、光敏感应器以及所述纠偏装置分别与所述控制中心连接且通过控制中心控制动作，所述光敏感应器设置于所述钢带运行轨道的两侧，所述激光发射器发射出激光束照射至所述光敏感应器上，当钢带运动偏移遮挡而造成光敏感应器接收的光线区域变化时，所述光敏感应器发出跑偏信号至所述控制中心，所述控制中心根据跑偏信号发出对应的调整信号至所述纠偏装置，所述纠偏装置相应地动作而实时调整钢带的运行位置。

Description

钢带跑偏的纠偏***与纠偏方法

技术领域

本发明涉及一种纠偏***及其方法，尤其涉及一种钢带跑偏的纠偏***及其纠偏方法。

背景技术

钢带在传送和生产过程中常常出现跑偏现象，其结果不仅会造成钢带质量、效率下降，还会影响机组的正常运行。实践表明，如何采用有效的跑偏检测技术、精确测出跑偏量并将跑偏量实时传输给纠偏***，是解决跑偏现象的关键所在。现有的钢带跑偏识别的方法主要通过各种传感器来实现，常用的钢带测量传感器目前共有电感式、电容式、光电式等三种类型。但是目前电感式、电容式、光电式传感器容易受到外界环境的影响，如酸性环境，检测方法检测出钢带的跑偏量的精度不够高。

发明内容

鉴于以上内容所述，本发明有必要提供一种受环境影响小、精度高的钢带跑偏的纠偏***；

另外，本发明还有必要提供一种上述***的钢带跑偏的纠偏方法。

一种钢带跑偏的纠偏***，包括激光发射器、光敏感应器、控制中心以及纠偏装置，激光发射器、光敏感应器以及所述纠偏装置分别与所述控制中心连接且通过控制中心控制动作，所述光敏感应器设置于所述钢带运行轨道的两侧，所述激光发射器发射出激光束照射至所述光敏感应器上，当钢带运动偏移遮挡而造成光敏感应器接收的光线区域变化时，所述光敏感应器发出跑偏信号至所述控制中心，控制中心根据跑偏信号发出对应的调整信号至所述纠偏装置，所述纠偏装置相应地动作而实时调整钢带的运行位置。

进一步地，所述激光发射器设置于钢带上方，用于发射出两组平行的光束，所述两组平行的光束分布于钢带的两侧。

进一步地，所述的钢带跑偏的纠偏***还包括运动辊，运动辊驱动所述钢带运动。

进一步地，所述运动辊包括一个主动辊与两个从动辊。

进一步地，还包括高温保护罩，罩设所述光敏感应器。

进一步地，所述纠偏装置为往复移动的且移动方向与钢带运动方向垂直的纠偏装置。

进一步地，所述激光发射器为He-Na激光发射器。

本发明还提供以上所述的钢带的跑偏纠偏***的纠偏方法，包括以下步骤：

调整激光：开启激光发射器，使得激光发射器发射出两组相互平行的激光束，该两组激光束的距离调整与钢带的宽度相等；

反馈跑偏信号：发射出的激光照射至光敏感应器上，当钢带发生跑偏时，光敏感应器上接收的激光面变化，光敏感应器反馈跑偏信号，并将跑偏信号给控制中心；

发送纠偏信号：所述控制中心接收跑偏信号后，根据跑偏信号计算出相应的跑偏量，并向纠偏装置发出纠偏信号；

执行纠偏：当纠偏装置接收到纠偏信号后，该纠偏装置根据纠偏信号执行纠偏操作，完成一次纠偏过程，并继续下一次纠偏过程。

进一步地，所述反馈跑偏信号步骤，还包括控制中心判断所述跑偏量的大小，根据跑偏量的大小向纠偏装置发出纠偏信号。

进一步地，所述计算跑偏量步骤中还包括判断跑偏信号步骤：所述控制中心接收的跑偏信号后，判断跑偏信号是否为0，若为是，则重新获取跑偏信号；若为否，则判断跑偏信号的值为正还是负，确定钢带跑偏的方向，读取跑偏信号的具体数值。

相较于现有技术，本发明的钢带跑偏的纠偏***，主要激光发射器、光敏感应器、控制中心、纠偏装置就能对钢带的跑偏进行即时监控，其结构简单。工作原理主要是利用激光特性以及光敏感应器发光的原理相结合，由于激光的传输很难受到环境酸碱度、湿度以及温度的影响同样能直线传播，只用当钢带发生跑偏时，会阻止激光传播，此时光敏感应器由于接收的光照面积会发生变化，此时光敏感应器产生不同的跑偏信号，通过控制中心能实时的监控光敏感应器发生过来的跑偏信号，同时精确的测量出钢带的跑偏量与跑偏的方向。

附图说明

图1为本发明较佳实施例中钢带跑偏的纠偏***结构示意图；

图2为本发明较佳实施例中激光传输示意图；

图3为本发明较佳实施例中钢带跑偏的纠偏方法流程图。

具体实施方式

结合以下具体实施例对本发明的钢带跑偏的检测方法与纠偏***作进一步的描述。具体实施例为进一步详细说明本发明，非限定本发明的保护范围。

请参阅图1，一种钢带跑偏的纠偏***100，包括激光发射器10、光敏感应器20、控制中心30、运动辊40、以及纠偏装置50。所述激光发射器10、光敏感应器20、运动辊40、以及纠偏装置50均与所述控制中心30连接且通过控制中心30控制动作。所述运动辊40带动所述钢带70运动。所述光敏感应器20邻接地设置在钢带70运行区域的两侧，接收所述激光发射器10发出的光线，当钢带70偏移造成光敏感应器20的接收的光线区域变化时，所述光敏感应器20发出信号至所述控制中心30，控制中心30根据信号发出对应的调整信号至所述纠偏装置50，所述纠偏装置50相应地调整钢带70的运行方向，使钢带70纠正至相应的运行区域。

所述激光发射器10设置于钢带70上方，且发射出两组平行的光束11。所述两组平行的光束11分布于钢带70的两侧。该两组激光束11之间的距离与钢带70的宽度相等。所述光束11与钢带70运动的方向垂直，并传输于所述光敏感应器20上。由于激光束11的发散度极小，大约只有0.001弧度，接***行，所以光束11沿直线传播。本实施例中，所述激光发射器10优选为He-Na激光发射器。

所述光敏感应器20设置于带钢70的下方且从钢带70的两侧伸出，位于激光发射器10的正下方，两侧的伸出端对应地接收所述激光发射器10发出的光束11。该光敏感应器20根据其接收到的激光光照面的变化形成不同的纠偏信号，并将该纠偏信号传送给所述控制中心30。为了保证光敏感应器20能形成精确的纠偏信号，将该光敏感应器20通过一高温保护罩（图未示）进行遮罩，仅保留激光的射入孔使得所述光敏感应器20不易受***其他光线影响，可有效的提高纠偏信号的精确度。

请参阅图2，所述光敏感应器20包括光敏电阻R1、R2，普通电阻R3、R4。电阻R1、电阻R2、电阻R3以及电阻R4组成电桥。所述电阻R1为测量原件，电阻R2起温度补偿作用，防止温度变化而影响光敏感应器20的精确度。当钢带未跑偏时，所述电桥平衡，当钢带跑偏时，所述电桥不平衡。

所述运动辊40可为多个，在本较佳实施例为三个，可为一个主动辊与两个从动辊，主动辊转动，从动辊跟随主动辊转动，从而将所述钢带70驱动。

所述纠偏装置50设置在钢带70运行区域，用于纠正所述钢带70的运动位置，该纠偏装置50可为钢带70运动平面上，可往复移动的且移动方向与钢带70运动方向垂直。

请参阅图3，以下结合一种纠偏方法对本发明的纠偏***100做进一步的说明，该纠偏方法包括如下步骤：

启动运动辊40，让运动辊带动钢带沿着F1方向运动，并通过控制中心30控制所述运动辊40的转动速度，进而控制所述钢带70的沿着F1方向的运输速度；

计算纠偏装置50的最大纠偏量：钢带70在传输过程中，纠偏装置50的轴心与其相邻运动辊40的轴心（图未标）的距离L（单位mm）是已知的，采集钢带70样本测出钢带70的屈服极限E（单位kgf/mm²）、平均厚度h（单位mm）、张力T（单位kgf）以及宽度B（单位mm）。将距离L、屈服极限E、平均厚度h、张力T以及宽度B输入控制中心内，通过公式（1）计算得到纠偏装置50的最大纠偏量δ′。

${\mathrm{\δ}}^{\′}=\frac{T}{\mathrm{Eh}}\×{\left(\frac{3L}{B}\right)}^2---\left(1\right)$

调整激光：开启激光发射器10，使得激光发射器10发射出两组相互平行的激光束11，该两组激光束11分别，根据钢带70的宽度B，将该两组激光束的距离调整与宽度B相等，每组激光束11的宽度略等于最大纠偏量。

反馈跑偏信号：激光发射器10发射出的激光会垂直传输在光敏感应器20上，当钢带70发生跑偏时，有部分激光束会被钢带70遮挡，所以光敏感应器20上的接收到的激光面会减少。此时光敏感应器20会产生跑偏信号D，并将跑偏信号D给控制中心30。

以图1所示的方向F1为钢带70传输方向，F2与F1同水平面上，与F1垂直的两相反方向，可视为两偏移方向；当钢带70未发生跑偏时，此时电桥平衡，所述光敏感应器20输出的跑偏信号D为0，当跑偏信号D不为0时，说明钢带70发生了跑偏，电桥不平衡。本实施例中，当钢带70往F2方向发生跑偏时，所述跑偏信号D为负数，当钢带70往F3方向发生跑偏时，所述跑偏信号D为正数。

计算跑偏量：所述控制中心30通过接收的跑偏信号D后，首先判断跑偏信号D是否为0，若为是，则重新获取跑偏信号D。若为否，则判断D的值为正数还是为负数，来确定钢带70跑偏的方向。读取跑偏信号D的具体数值，通过公式（2）计算出与跑偏信号D相对应时间段的跑偏量δ。

$\mathrm{\δ}=\frac{\mathrm{DL}\sqrt{{(1+\frac{T}{E})}^2-1}}{B}---\left(2\right)$

其中E为钢带70的屈服极限，单位为kgf/mm²；T为钢带70的张力，单位kgf；B为钢带70的宽度，单位mm；L为纠偏装置50与其相邻的运动辊40的距离，单位mm。

产生纠偏信号：控制中心30首先判断所述跑偏量δ是否大于最大跑偏量δ′，若是，则可能出现断钢现象，则需要进行停机处理，若否，控制中心30根据跑偏量的大小向纠偏装置50发出纠偏信号，所述纠偏信号包括跑偏方向与跑偏量进行纠偏。

执行纠偏，当纠偏装置50接收到控制中心30发送过来的纠偏信号后，根据跑偏方向和跑偏量执行纠偏，此时完成一次纠偏过程。纠偏后继续执行反馈跑偏信号，直到将整个轧钢过程结束。

本发明的钢带跑偏的纠偏***100，主要激光发射器10发射激光束11，传输在光敏感应器20上；光敏感应器20根据接收打的激光束的光照面积的变化产生不用的跑偏信号，发送给控制中心30；控制中心30根据跑偏信号产生不用的纠偏信号，并发送给纠偏装置50；纠偏装置50根据纠偏信号对钢带70的跑偏进行即时监控，其结构简单。工作原理主要是利用激光特性以及光敏感应器发光的原理相结合，由于激光的传输几乎不会受到环境酸碱度、湿度或温度等的影响同样能直线传播，只用当钢带70发生跑偏时，会阻止激光传播，此时光敏感应器由于接收的光照面积会发生变化，此时光敏感应器产生不同的跑偏信号D，通过控制中心30能实时的监控光敏感应器20发生过来的跑偏信号D，同时精确的测量出钢带70的跑偏量与跑偏的方向。

可以理解，所述激光发射器10与所述光敏感应器20可分别为两个，其中一所述激光发射器10配合所述光敏感应器20设置在钢带70运行区域的一侧，另一所述激光发射器10配合所述光敏感应器20设置在钢带70运行区域的另一侧。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种钢带跑偏的纠偏***（100），用于为钢带（70）在传输过程中进行纠偏，其特征在于：包括激光发射器（10）、光敏感应器（20）、控制中心（30）、以及纠偏装置（50），所述激光发射器（10）、光敏感应器（20）以及所述纠偏装置（50）分别与所述控制中心（30）连接且通过控制中心（30）控制动作，所述光敏感应器（20）设置于所述钢带（70）运行轨道的两侧，所述激光发射器（10）发射出激光束照射至所述光敏感应器（20）上，当钢带（70）运动偏移遮挡而造成光敏感应器（20）接收的光线区域变化时，所述光敏感应器（20）发出跑偏信号至所述控制中心（30），所述控制中心（30）根据跑偏信号发出对应的调整信号至所述纠偏装置（50），所述纠偏装置（50）相应地动作而实时调整钢带（70）的运行位置。

2.根据权利要求1所述的钢带跑偏的纠偏***（100），其特征在于：所述激光发射器（10）设置于钢带（70）上方，用于发射出两组平行的光束（11），所述两组平行的光束（11）分布于钢带（70）的两侧。

3.根据权利要求1所述的钢带跑偏的纠偏***（100），其特征在于：所述的钢带跑偏的纠偏***（100）还包括运动辊（40），所述运动辊（40）驱动所述钢带（70）运动。

4.根据权利要求3所述的钢带跑偏的纠偏***（100），其特征在于：所述运动辊（40）包括一个主动辊与两个从动辊。

5.根据权利要求1所述的钢带跑偏的纠偏***（100），其特征在于：还包括高温保护罩，罩设所述光敏感应器（20）。

6.根据权利要求1所述的钢带跑偏的纠偏***（100），其特征在于：所述纠偏装置（50）为往复移动的且移动方向与钢带（70）运动方向垂直的纠偏装置（50）。

7.根据权利要求1所述的钢带跑偏的纠偏***（100），其特征在于：所述激光发射器（10）为He-Na激光发射器。

8.一种如权利要求1至7任一项所述的钢带的跑偏纠偏***的纠偏方法，其特征在于：包括以下步骤：

调整激光：开启激光发射器（10），使得激光发射器（10）发射出两组相互平行的激光束（11），该两组激光束（11）的距离调整与钢带（70）的宽度相等；

反馈跑偏信号：发射出的激光照射至光敏感应器（20）上，当钢带（70）发生跑偏时，光敏感应器（20）上接收的激光面变化，光敏感应器（20）产生跑偏信号，并将跑偏信号反馈给控制中心（30）；

发送纠偏信号：所述控制中心（30）接收跑偏信号后，根据跑偏信号计算出相应的跑偏量，并向纠偏装置（50）发出纠偏信号；

执行纠偏：当纠偏装置（50）接收到纠偏信号后，根据纠偏信号执行纠偏操作，完成一次纠偏过程，并继续下一次纠偏过程。

9.根据权利要求8所述的钢带跑偏的纠偏方法，其特征在于：所述反馈跑偏信号步骤中，还包括控制（30）中心判断所述跑偏量的大小，根据跑偏量的大小向纠偏装置（50）发出纠偏信号。

10.根据权利要求8所述的钢带跑偏的纠偏方法，其特征在于：所述发送纠偏信号步骤还包括：所述控制中心（30）接收的跑偏信号后，判断跑偏信号是否为0，若是，则重新获取跑偏信号；若否，则判断跑偏信号的值为正还是负，确定钢带（70）跑偏的方向，读取跑偏信号的具体数值。

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