CN108723094B - 一种提高工作辊换辊小车位置控制精度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种提高工作辊换辊小车位置控制精度的方法，通过将工作辊换辊小车动作范围进行划分位置点，对各个位置点进行细分，选出E1、E6、E11三个关键位置安装高精度接近开关，通过精确的接近开关参与编码器位置测量的修正，最终提高了工作辊换辊小车位置控制的精度。

Description

一种提高工作辊换辊小车位置控制精度的方法

技术领域

本发明涉及轧钢技术领域，特别涉及一种提高工作辊换辊小车位置控制精度的方法。

背景技术

轧钢过程中使用的工作辊，是通过工作辊换辊小车运送工作辊到指定位置进行更换。

工作辊换辊小车是换辊***中的关键设备，其位置控制的精度直接影响换辊***的稳定。位置控制精度差，将会引发一系列严重后果，会造成换辊***机械设备的损坏，抽辊过程位置精度差，将造成上下工作辊脱离的严重后果；横移过程位置精度差，将导致换辊小车电缆切断的严重后果；一直以来，如何提高工作辊换辊换辊小车位置控制精度是一个重点、难点，其位置控制精度的高低将直接关系到换辊***的稳定性，是提高轧机作业率和产能提升的关键。

而现有工作辊换辊小车的位置控制***，只采用单一的旋转编码器进行位置检测，其检测过程容易受到电磁信号干扰，机械间隙等影响，位置检测精度差。

故而，如何提高工作辊换辊小车的位置检测精度，是目前亟需解决的问题。

发明内容

本发明了提供了一种提高工作辊换辊小车位置控制精度的方法，以解决或者部分解决目前工作辊换辊小车位置检测精度差的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种提高工作辊换辊小车位置控制精度的方法，所述方法包括：

确定所述工作辊换辊小车的位置控制范围为0毫米-32670毫米；

在所述工作辊换辊小车的位置控制范围中设置位置点E1、E6、E11；其中，E1代表所述工作辊换辊小车的后极限位置点；E6代表所述工作辊换辊小车的停止位，此位置停止是为了新旧工作辊的替换；E11代表等待和落上工作辊的位置；

在E1、E6、E11三个位置点设置高精度的接近开关，并利用各接近开关获得所述工作辊换辊小车在E1、E6、E11三个位置点的第一位置数据；

利用旋转编码器测量所述工作辊换辊小车在0毫米-32670毫米范围内运动的第二位置数据；

利用所述工作辊换辊小车在E1、E6、E11三个位置点的第一位置数据来修正所述工作辊换辊小车的第二位置数据。

优选的，各接近开关对应的位置分别为0mm，19035mm，32230mm。

优选的，所述在所述工作辊换辊小车的位置控制范围中设置位置点E1、E6、E11之前，具体包括：

在所述工作辊换辊小车的位置控制范围中设置包含位置点E1、E6、E11的共13个位置点，分别为：E1、E2、E3、E4、E5、E6、E7、E8、E9、E10、E11、E12、E13。

优选的，E3、E2、E4、E5、E7、E8、E9、E10、E12、E13的含义如下：

E3：代表所述工作辊换辊小车前进过程的低速运行切换到高速度运行的位置点；

E2：代表所述工作辊换辊小车后退过程的工作辊的停止点；

E4：代表所述工作辊换辊小车后退过程的高速运行切换到低速度运行的位置点；

E5：代表所述工作辊换辊小车前进过程的低速运行切换到高速度运行的位置点；

E7：代表所述工作辊换辊小车的停止位，此位置是为了将旧辊放在横移平台上；

E8：代表所述工作辊换辊小车的摘钩子位置，目的是将旧辊和所述工作辊换辊小车脱离；

E9：代表抽后退过程中的所述工作辊换辊小车由高速度切换到低速度的点；

E10：代表前进过程中的所述工作辊换辊小车由高速度切换到低速度的点；

E12：代表等待和提升上工作辊的位置；

E13：代表所述工作辊换辊小车的前极限的位置。

优选的，所述利用各接近开关获得所述工作辊换辊小车在E1、E6、E11三个位置点的第一位置数据，具体包括：

当所述工作辊换辊小车通过E1、E6、E11三个位置点时，触发对应的接近开关会的状态由“0”变为“1”，进而获得所述工作辊换辊小车在E1、E6、E11三个位置点的第一位置数据。

优选的，所述利用旋转编码器测量所述工作辊换辊小车在0毫米-32670毫米范围内运动的第二位置数据，具体包括：

利用旋转编码器随所述工作辊换辊小车一同旋转产生编码；

利用可编程逻辑控制器PLC控制器基于所述编码对所述工作辊换辊小车进行位置标定，进而得到所述工作辊换辊小车在0毫米-32670毫米范围内运动的第二位置数据。

优选的，所述在利用所述工作辊换辊小车在E1、E6、E11三个位置点的第一位置数据来修正所述工作辊换辊小车的第二位置数据之后，所述方法还包括：

利用所述工作辊换辊小车的变频电机中的变频器实时测量所述工作辊换辊小车的转矩；

判断所述工作辊换辊小车的电机转矩是否大于120％的额定转矩；

若是,获得所述工作辊换辊小车的第三位置数据；

利用所述工作辊换辊小车在E1、E6、E11三个位置点的第一位置数据和所述工作辊换辊小车的第三位置数据共同修正所述工作辊换辊小车的第二位置数据。

优选的，所述判断所述工作辊换辊小车的电机转矩是否大于120％的额定转矩之后，所述方法还包括：

若是,则判定所述工作辊换辊小车到了前极限位置；

基于所述前极限位置获得所述工作辊换辊小车的第三位置数据。

优选的，所述利用所述工作辊换辊小车在E1、E6、E11三个位置点的第一位置数据和所述工作辊换辊小车的第三位置数据共同修正所述工作辊换辊小车的第二位置数据，具体包括：

利用所述第三位置数据替换所述工作辊换辊小车的第二位置数据。

优选的，所述利用所述工作辊换辊小车在E1、E6、E11三个位置点的第一位置数据来修正所述工作辊换辊小车的第二位置数据，具体包括：

基于所述工作辊换辊小车在E1、E6、E11三个位置点的第一位置数据来替换所述工作辊换辊小车在相应位置点的第二位置数据。

通过本发明的一个或者多个技术方案，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明提供的一种提高工作辊换辊小车位置控制精度的方法，通过将工作辊换辊小车动作范围进行划分位置点，对各个位置点进行细分，选出E1、E6、E11三个关键位置安装高精度接近开关，通过精确的接近开关参与编码器位置测量的修正，最终提高了工作辊换辊小车位置控制的精度。

进一步的，本发明还创新运用了转矩参与换辊小车位置修正。通过精确的接近开关检测和换辊小车的转矩，参与编码器位置测量的修正，进一步提高工作辊换辊小车位置控制的精度。

附图说明

图1为本发明实施例中一种提高工作辊换辊小车位置控制精度的方法的实施过程图；

图2为本发明实施例中本发明提供工作辊换辊小车位置控制示意图。

具体实施方式

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。

参看图1，本发明公开了一种提高工作辊换辊小车位置控制精度的方法，该方法包括：

步骤11，确定所述工作辊换辊小车的位置控制范围为0毫米-32670毫米。

参看图2，是本发明提供工作辊换辊小车位置控制示意图。

标号1代表：工作辊换辊小车。用于可按照前进、后退方向进行运动，进而带动工作辊运行。

标号2代表：工作辊换辊小车的变频电机。用于为工作辊换辊小车提供动力，并将电机转矩反馈给变频器；

标号3代表：旋转编码器。用于检测工作辊换辊小车的实时位置。

标号4代表：飞剪入口辊道。用于将中间坯运送到飞剪位置，辊道上有测速装置；

标号5代表：曲柄式飞剪。用于切除中间坯头部不规则形状；

标号6代表：除鳞机。除鳞***设备；

除鳞集管。用于高压水除去中间坯表面氧化铁皮；

中间坯运行方向。

步骤12，在所述工作辊换辊小车的位置控制范围中设置位置点E1、E6、E11。

在具体的实施过程中，继续参看图2，在所述工作辊换辊小车的位置控制范围(0毫米-32670毫米)中设置包含位置点E1、E6、E11的共13个位置点，分别为E1、E2、E3、E4、E5、E6、E7、E8、E9、E10、E11、E12、E13，共计13个位置点。

各位置点的含义如下：

E1：代表所述工作辊换辊小车的后极限位置点；

E2：代表所述工作辊换辊小车后退过程的工作辊的停止点；

E3：代表所述工作辊换辊小车前进过程的低速运行切换到高速度运行的位置点；

E4：代表所述工作辊换辊小车后退过程的高速运行切换到低速度运行的位置点；

E5：代表所述工作辊换辊小车前进过程的低速运行切换到高速度运行的位置点；

E6代表所述工作辊换辊小车的停止位，此位置停止是为了新旧工作辊的替换；

E7：代表所述工作辊换辊小车的停止位，此位置是为了将旧辊放在横移平台上；

E8：代表所述工作辊换辊小车的摘钩子位置，目的是将旧辊和所述工作辊换辊小车脱离；

E9：代表抽后退过程中的所述工作辊换辊小车由高速度切换到低速度的点；

E10：代表前进过程中的所述工作辊换辊小车由高速度切换到低速度的点；

E11：代表等待和落上工作辊的位置；

E12：代表等待和提升上工作辊的位置；

E13：代表所述工作辊换辊小车的前极限的位置。

步骤13，在E1、E6、E11三个位置点设置高精度的接近开关，并利用各接近开关获得所述工作辊换辊小车在E1、E6、E11三个位置点的第一位置数据。

具体来说，E1、E6、E11三个位置安装有高精度的接近开关，接近开关是固定不变的，其对应的位置分别为0mm，19035mm，32230mm；其接近开关的型号为：“接近开关II5669IIA2015-FRKG/10m”。具体原理为，当工作辊换辊小车通过以上三个位置时，接近开关会被触发，接近开关的状态由“0”变为“1”，进而判定换辊小车的位置，快速修正小车的位置。故而，在具体的实施过程中，当所述工作辊换辊小车通过E1、E6、E11三个位置点时，会触发E1、E6、E11三个位置点对应的接近开关会的状态由“0”变为“1”，进而获得所述工作辊换辊小车在E1、E6、E11三个位置点的第一位置数据。由于采用了接近开关来检测工作辊换辊小车在在E1、E6、E11三个位置点的第一位置数据，检测精确。

步骤14，利用旋转编码器测量所述工作辊换辊小车在0毫米-32670毫米范围内运动的第二位置数据。

工作辊换辊小车的位置测量通过旋转编码器实现，旋转编码器的具体型号为“绝对式旋转编码器MRE-32SP097FKR5-G”,其原理为：旋转编码器可以随同工作辊换辊小车一同旋转，旋转过程会产生一些列的编码，编码通过通讯装置传送给PLC进行处理，PLC根据这些编码和工作辊换辊小车位置的标定，来完成工作辊换辊小车位置的检测，PLC的具体型号为“V3000系列PLC”。

故而，在具体的实施过程中，利用旋转编码器随所述工作辊换辊小车一同旋转产生编码；利用可编程逻辑控制器PLC控制器基于所述编码对所述工作辊换辊小车进行位置标定，进而得到所述工作辊换辊小车在0毫米-32670毫米范围内运动的第二位置数据。

步骤15，利用所述工作辊换辊小车在E1、E6、E11三个位置点的第一位置数据来修正所述工作辊换辊小车的第二位置数据。

具体来说，基于所述工作辊换辊小车在E1、E6、E11三个位置点的第一位置数据来替换所述工作辊换辊小车在相应位置点的第二位置数据。本发明利用在E1、E6、E11三个位置点的接近开关来修正工作辊换辊小车的位置，能够提高工作辊换辊小车的位置精度。

而在利用所述工作辊换辊小车在E1、E6、E11三个位置点的第一位置数据来修正所述工作辊换辊小车的第二位置数据之后，所述方法还包括：

利用所述工作辊换辊小车的变频电机中的变频器实时测量所述工作辊换辊小车的转矩；

判断所述工作辊换辊小车的电机转矩是否大于120％的额定转矩；

若是,获得所述工作辊换辊小车的第三位置数据；在具体的实施过程中，判断所述工作辊换辊小车的电机转矩是否大于120％的额定转矩之后，若是,则判定所述工作辊换辊小车到了前极限位置；基于所述前极限位置获得所述工作辊换辊小车的第三位置数据。然后利用工作辊换辊小车的电机转矩来修正工作辊换辊小车的位置，能够提高工作辊换辊小车的位置精度。

利用所述工作辊换辊小车在E1、E6、E11三个位置点的第一位置数据和所述工作辊换辊小车的第三位置数据共同修正所述工作辊换辊小车的第二位置数据。

进一步的，利用所述第三位置数据替换所述工作辊换辊小车的第二位置数据。

通过本发明的一个或者多个实施例，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明提供的一种提高工作辊换辊小车位置控制精度的方法，通过将工作辊换辊小车动作范围进行划分位置点，对各个位置点进行细分，选出E1、E6、E11三个关键位置安装高精度接近开关，通过精确的接近开关参与编码器位置测量的修正，最终提高了工作辊换辊小车位置控制的精度。

进一步的，本发明还创新运用了转矩参与换辊小车位置修正。通过精确的接近开关检测和换辊小车的转矩，参与编码器位置测量的修正，进一步提高工作辊换辊小车位置控制的精度。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种提高工作辊换辊小车位置控制精度的方法，其特征在于，所述方法包括：

确定所述工作辊换辊小车的位置控制范围为0毫米-32670毫米；

在所述工作辊换辊小车的位置控制范围中设置位置点E1、E6、E11；其中，E1代表所述工作辊换辊小车的后极限位置点；E6代表所述工作辊换辊小车的停止位，此位置停止是为了新旧工作辊的替换；E11代表等待和落上工作辊的位置；

在E1、E6、E11三个位置点设置高精度的接近开关，并利用各接近开关获得所述工作辊换辊小车在E1、E6、E11三个位置点的第一位置数据；

利用旋转编码器测量所述工作辊换辊小车在0毫米-32670毫米范围内运动的第二位置数据；

利用所述工作辊换辊小车在E1、E6、E11三个位置点的第一位置数据来修正所述工作辊换辊小车的第二位置数据；

利用所述工作辊换辊小车的变频电机中的变频器实时测量所述工作辊换辊小车的电机转矩；

判断所述工作辊换辊小车的电机转矩是否大于120％的额定转矩；

若是,获得所述工作辊换辊小车的第三位置数据；

利用所述工作辊换辊小车在E1、E6、E11三个位置点的第一位置数据和所述工作辊换辊小车的第三位置数据共同修正所述工作辊换辊小车的第二位置数据。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，各接近开关对应的位置分别为0mm，19035mm，32230mm。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用各接近开关获得所述工作辊换辊小车在E1、E6、E11三个位置点的第一位置数据，具体包括：

当所述工作辊换辊小车通过E1、E6、E11三个位置点时，触发对应的接近开关的状态由“0”变为“1”，进而获得所述工作辊换辊小车在E1、E6、E11三个位置点的第一位置数据。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用旋转编码器测量所述工作辊换辊小车在0毫米-32670毫米范围内运动的第二位置数据，具体包括：

利用旋转编码器随所述工作辊换辊小车一同旋转产生编码；

利用可编程逻辑控制器基于所述编码对所述工作辊换辊小车进行位置标定，进而得到所述工作辊换辊小车在0毫米-32670毫米范围内运动的第二位置数据。

5.如权利要求 1所述的方法，其特征在于，所述判断所述工作辊换辊小车的电机转矩是否大于120％的额定转矩之后，所述方法还包括：

若是,则判定所述工作辊换辊小车到了前极限位置；

基于所述前极限位置获得所述工作辊换辊小车的第三位置数据。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述工作辊换辊小车在E1、E6、E11三个位置点的第一位置数据和所述工作辊换辊小车的第三位置数据共同修正所述工作辊换辊小车的第二位置数据，具体包括：

利用所述第三位置数据替换所述工作辊换辊小车的第二位置数据。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述工作辊换辊小车在E1、E6、E11三个位置点的第一位置数据来修正所述工作辊换辊小车的第二位置数据，具体包括：

基于所述工作辊换辊小车在E1、E6、E11三个位置点的第一位置数据来替换所述工作辊换辊小车在相应位置点的第二位置数据。