CN109405789A - 一种长材钢坯弯度检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种长材钢坯弯度检测装置，其特征在于由弯度检测机构、液压站和控制***组成，弯度检测机构左边与钢坯输送机衔接，右边与钢坯滚筒送料机衔接，液压站和控制***安装在数米外或人工操作室内，分别通过连接管路和连接线缆与弯度检测机构连接，本发明采用液压油缸去直接接触检测长材钢坯水平面内的变形量，通过液压回路***的液量传感器将各检测油缸活塞的伸出长度信号传递给检测控制***，由检测控制***分析判断长材钢坯的弯度值和弯曲方向，当长材钢坯的弯曲变形量超过设定值时，向长材钢坯的翻转装置输出翻转的指令和顺时针或逆时针翻转90度信号，解决长材钢坯送入加热炉口被卡的自动化工艺过程问题。
Description
技术领域
本发明涉及冶金工业的轧钢技术领域，尤其是长材钢坯入炉加热前的弯度检测装置。
背景技术
在冶金工业的轧钢技术领域，在轧制线材或棒材时，需要对长材钢坯(168 ×168×10000mm)进行加热。在将长材钢坯送入加热炉加热时，因为部分长材钢坯的弯曲变形过大，而当弯曲较大的方向在水平面内时即被卡在加热炉的入口处。为防止这种现象的发生，目前的处理方法是通过人工目测找出弯曲变形过大且弯曲变形较大的方向在水平面内的长材钢坯，借助电动葫芦及专用夹具等方法将长材钢坯翻转90度，让弯曲程度较大的长材钢坯的弯曲方向呈U形在垂直平面内，即可避免送入加热炉口被卡现象的发生，但人工目测翻转长材钢坯的操作人员是在高温、大粉尘等恶劣环境条件下工作，对健康的伤害较大，故长材钢坯弯度自动检测与自动翻转是目前待解决的问题。受加热炉前的长材钢坯输送装置周围温度高、粉尘大等条件的限制，曾经尝试用光电检测长材钢坯弯度，但为自动翻转装置提供输入信号支持的方案一直未找到提高可靠性的解决办法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供长材钢坯弯度检测装置，用液压油缸去直接接触检测长材钢坯水平面内的变形量，通过液压回路***的液量传感器将各检测油缸活塞的伸出长度信号传递给检测控制***，由检测控制***分析判断长材钢坯的弯度值和弯曲方向，当长材钢坯的弯曲变形量超过设定值时，向长材钢坯的翻转装置输出翻转的指令和顺时针或逆时针翻转90度信号，解决长材钢坯送入加热炉口被卡的自动化工艺过程问题。
解决上述技术问题的技术方案是：
一种长材钢坯弯度检测装置，由弯度检测机构、液压站和控制***组成，弯度检测机构左边与钢坯输送机衔接，右边与钢坯滚筒送料机衔接，液压站和控制***安装在数米外或人工操作室内，分别通过连接管路和连接线缆与弯度检测机构连接，其中：
所述的弯度检测机构由托架、左升降导轨、左升降架、检测油缸a、右升降架、右升降导轨、升降油缸、检测油缸b、检测油缸c、底座、压力传感器和铰链组成，所述左升降架、右升降架的两端靠端头下边分别安装有2个升降油缸，并通过升降油缸的升起和降落沿着左升降导轨、右升降导轨进行顶升或下降运动；所述左升降导轨、右升降导轨、升降油缸分别固定安装在底座上，左升降导轨、右升降导轨分别为三个，安装位置两两对应，每个左升降导轨所接触的左升降架位置的右侧分别安装有检测油缸a、检测油缸b、检测油缸c；所述托架由4～8根横梁与2～4根纵梁通过焊接等方式形成整体，托架的右端通过2～4 个铰链与底座连接，托架的左端由2个安装在底座上的压力传感器支撑，托架可绕铰链的轴右转180度,托架的横梁和纵梁，以及左升降架、右升降架都可用工字钢、空心方钢或槽钢等材料制成；压力传感器用于检测长材钢坯是否已推至托架上，并将信号输送到控制***；
所述液压站由溢流阀、液压泵组件、2个电磁换向阀、电磁换向阀c、液量传感器a、液量传感器b、液量传感器c、储能器和铰链组成,与检测机构的检测油缸a、检测油缸b、检测油缸c、4个升降油缸等组成液压***，液压泵组件分别与溢流阀、储能器、电磁换向阀、电磁换向阀c及翻转装置液压***油路连接，液压泵组件给液压***提供压力油源，溢流阀用于限制液压***油压，储能器主要用于减轻液压***压力的波动；两个电磁换向阀分别与连接左、右升降架的4个升降油缸油路连接，电磁换向阀a用于控制2个升降油缸a，控制右升降架的顶升或下降，电磁换向阀b用于控制2个升降油缸b，控制左升降架的顶升或下降；电磁换向阀分别通过液量传感器a、液量传感器b、液量传感器 c与检测油缸c、检测油缸b和检测油缸a油路连接，控制3个检测油缸的伸出和收缩，完成长材钢坯的弯度检测，液量传感器a、液量传感器b、液量传感器 c分别将检测检测油缸c、检测油缸b和检测油缸a在检测时的伸出量信号传递给控制***；电磁换向阀a、电磁换向阀b和电磁换向阀c的回油口均与液压泵组件的储油箱连接；
所述控制***由电源模块、处理器和输入输出模块组成，所述电源模块给处理器和输入输出模块提供直流电源，处理器负责根据预设的程序和数值进行输入数据的处理与输出指令的发送，输入输出模块负责将输入信号转换成匹配信号输入处理器，同时将处理器的指令转换成能够带动电磁阀等负载工作的动力信号。
优选地，所述的控制***安装在具有防尘、防潮功能的密闭箱体中，以保证控制***工作的安全可靠性。
上述长材钢坯检测装置对长材钢坯进行检测的具体方法，包括如下步骤：
1、首先依据加热炉入口处的实际情况设定一个钢坯弯度值h0；
2、将长材钢坯从左边送入弯度检测机构Ⅰ的托架上，压力传感器检测到长材钢坯已经推至托架上，并将信号输送到控制***Ⅲ的输入输出模块中，经处理器处理，控制***的输入输出模块通过2个电磁换向阀控制4个升降油缸将左升降架和右升降架同时顶升，接着控制***的处理器指令输入输出模块控制电磁换向阀c使其滑阀下移使检测油缸a、检测油缸b和检测油缸c的活塞同时外伸，在推动长材钢坯右行碰到右升降架后停止，控制***Ⅲ停止电磁换向阀c 电源使其滑阀上移复位，三个检测油缸同时卸载，三个检测油缸活塞的伸出长度通过液量传感器a、液量传感器b、液量传感器c分别输入控制***输入输出模块中；
3、检测油缸a、检测油缸b和检测油缸c是三个活塞面积等参数完全相同的多级伸缩套筒式油缸，三个检测油缸活塞的伸出长度L4、L9、L10的值，即流入三个检测油缸液压油量V4、V9、V10的值输入控制***输入输出模块后，通过处理器分析计算出弯度值，活塞伸出长度L与流入油量V的关系是L＝V/S，其中S是检测油缸最大活塞的面积,因此，长材钢坯的弯度值计算方法如下：
当(L4+L10)/2＜L9时
h＝H-(L4+L10)/2＝H-(V9+V10)/2S
当(L4+L10)/2＞L9时
h＝H-L9＝H-V9/S
式中，H为检测油缸初始状态下检测油缸活塞前端面与长材钢坯(靠右升降架处)左面之间的距离；当h的值大于设定值h0时，向钢坯翻转装置输出翻转动作和翻转方向的指令，长材钢坯需要翻转90度，当(L4+L10)/2＜L9时，长材钢坯的翻转方向为顺时针，而当(L4+L10)/2＞L9时，长材钢坯的翻转方向为逆时针；在完成长材钢坯的弯度检测后和向钢坯翻转装置输出指令前，控制***通过电磁换向阀控制右边2个升降油缸同时下降而带动右升降架下降，接着控制***控制电磁换向阀使其滑阀下移，使检测油缸a、检测油缸b、检测油缸c同时继续伸出，把长材钢坯推入钢坯滚筒送料机上，随后控制***控制电磁换向阀使其滑阀上移，下位工作，使检测油缸a、检测油缸b、检测油缸c同时收缩复位，通过电磁换向阀控制左边2个升降油缸同时下降而带动左升降架下降，完成整个长材钢坯的弯度检测与推送工作的一个循环。
由于采用上述结构和检测方法，本发明之长材钢坯弯度检测装置与现有技术相比，具有以下有益效果：
1.替代人工检测，改善操作人员劳动条件。
由于本发明能够替代操作人员完成长材钢坯的弯度检测，不再需要操作人员在高温、大粉尘等恶劣环境条件下工作，操作人员可以在具备空调的监控室内监视自动化设备的工作状态即可，从而大大改善操作人员劳动条件。
2.能够适应在高温、大粉尘等恶劣环境条件下工作。
本发明采用液压油缸直接检测长材钢坯的弯度，可将检测油缸伸出长度的液量传感器和控制***等电气部件安装在一个封闭箱体内而不受高温、大粉尘等恶劣环境条件的影响，从而提高这些电气部件工作的可靠性，使长材钢坯弯度检测装置能够适应在高温、大粉尘等恶劣环境条件下工作。
3.工作可靠性高。
本发明采用液压油缸直接检测长材钢坯的弯度，而将检测油缸伸出长度的液量传感器和控制***等电气部件安装在一个封闭的箱体内不受箱外高温、大粉尘等恶劣环境条件影响，与光电检测或视觉检测等检测装置相比，工作的可靠性将更高。
附图说明
图1为本发明实施例长材钢坯弯度检测装置中的弯度检测机构的结构示意图；
图2为图1的仰视图；
图3为本发明实施例长材钢坯弯度检测装置中的液压***结构示意图；
图4为本发明实施例长材钢坯弯度检测装置中的控制***结构示意图；
图5为本发明实施例长材钢坯弯度检测装置总体布置图；
图中，1、托架；2、左升降导轨；3、左升降架；4、检测油缸a；5、长材钢坯；6、右升降架；7、右升降导轨；8、升降油缸；8-1、升降油缸a；8-2、升降油缸b；9、检测油缸b；10、检测油缸c；11、底座；12、压力传感器； 13、溢流阀；14、液压泵组件；14-1、储油箱；15、电磁换向阀；15-1电磁换向阀a；15-2电磁换向阀b；16、电磁换向阀c；17、液量传感器a；18、液量传感器b；19、液量传感器c；20、储能器；21、铰链；22、电源模块；23、处理器；24、输入输出模块；Ⅰ、弯度检测机构；Ⅱ、液压站；Ⅲ、控制***；Ⅳ、连接管路；Ⅴ、连接线缆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述。
实施例1
一种长材钢坯弯度检测装置，如图5所示，由弯度检测机构Ⅰ、液压站Ⅱ和控制***Ⅲ组成，弯度检测机构Ⅰ左边与钢坯输送机衔接，右边与钢坯滚筒送料机衔接，液压站Ⅱ和控制***Ⅲ安装在数米外或人工操作室内，分别连接管路Ⅳ和连接线缆Ⅴ与弯度检测机构Ⅰ连接，其中控制***Ⅲ还安装在具有防尘、防潮功能的密闭箱体中，以保证控制***工作的安全可靠性；其中：
如图1、2所示，所述的弯度检测机构由托架1、左升降导轨2、左升降架3、检测油缸a4、右升降架6、右升降导轨7、升降油缸8、检测油缸b9、检测油缸 c10、底座11、压力传感器12和铰链21组成，所述左升降架3、右升降架6的两端靠端头下边分别安装有2个升降油缸8，并通过升降油缸8的升起和降落沿着左升降导轨2、右升降导轨7进行顶升或下降运动；所述左升降导轨2、右升降导轨7、升降油缸8分别固定安装在底座11上，左升降导轨2、右升降导轨7 分别为三个，安装位置两两对应，每个左升降导轨2所接触的左升降架3位置的右侧分别安装有检测油缸a4、检测油缸b9、检测油缸c10；所述托架1由4～8 根横梁1-1与2～4根纵梁1-2通过焊接等方式形成整体，托架1的右端通过2～4 个铰链21与底座11连接，托架1的左端由2个安装在底座上的压力传感器12 支撑，托架1可绕铰链21的轴右转180度,托架1的横梁1-1和纵梁1-2，以及左升降架3、右升降架6都可用工字钢、空心方钢或槽钢等材料制成；压力传感器12用于检测长材钢坯5是否已推至托架1上，并将信号输送到控制***；
如图3所示，所述液压站由溢流阀13、液压泵组件14、2个电磁换向阀15、电磁换向阀c16、液量传感器a17、液量传感器b18、液量传感器c19、储能器 20和铰链21组成,与检测机构的检测油缸a4、检测油缸b9、检测油缸c10、4 个升降油缸8组成液压***，液压泵组件14分别与溢流阀13、储能器20、电磁换向阀15、电磁换向阀c16及翻转装置液压***油路连接，液压泵组件14给液压***提供压力油源，溢流阀13用于限制液压***油压，储能器20主要用于减轻液压***压力的波动；两个电磁换向阀15分别与连接左、右升降架的4 个升降油缸8油路连接，电磁换向阀a15-1用于控制2个升降油缸a8-1，控制右升降架的顶升或下降，电磁换向阀b15-2用于控制2个升降油缸b8-2，控制左升降架的顶升或下降；电磁换向阀16分别通过液量传感器a17、液量传感器 b18、液量传感器c19与检测油缸c10、检测油缸b9和检测油缸a4油路连接，控制3个检测油缸的伸出和收缩，完成长材钢坯的弯度检测，液量传感器a17、液量传感器b18、液量传感器c19分别将检测检测油缸c10、检测油缸b9和检测油缸a4在检测时的伸出量信号传递给控制***；电磁换向阀a15-1、电磁换向阀b15-2和电磁换向阀c16的回油口均与液压泵组件14的储油箱14-1连接；
如图4所示，所述控制***由电源模块22、处理器23和输入输出模块24 组成，所述电源模块22给处理器23和输入输出模块24提供直流电源，处理器 23负责根据预设的程序和数值进行输入数据的处理与输出指令的发送，输入输出模块24负责将输入信号转换成匹配信号输入处理器23，同时将处理器23的指令转换成能够带动电磁阀等负载工作的动力信号。
实施例2
实施例1所述的长材钢坯检测装置对长材钢坯进行检测的具体方法，包括如下步骤：
1、首先依据加热炉入口处的实际情况设定一个钢坯弯度值h0；
2、将长材钢坯5从左边送入弯度检测机构Ⅰ的托架1上，压力传感器12 检测到长材钢坯5已经推至托架1上，并将信号输送到控制***Ⅲ的输入输出模块24中，经处理器23处理，控制***Ⅲ的输入输出模块24通过2个电磁换向阀15控制4个升降油缸8将左升降架3和右升降架7同时顶升，接着控制***Ⅲ的处理器23指令输入输出模块24控制电磁换向阀c16(滑阀下移)使检测油缸a4、检测油缸b9和检测油缸c10的活塞同时外伸，在推动长材钢坯5右行碰到右升降架7后停止，控制***Ⅲ停止电磁换向阀c16电源(滑阀上移复位) 三个检测油缸同时卸载，三个检测油缸活塞的伸出长度通过液量传感器a17、液量传感器b18、液量传感器c19分别输入控制***Ⅲ输入输出模块24中；
3、检测油缸a4、检测油缸b9和检测油缸c10是三个活塞面积等参数完全相同的多级伸缩套筒式油缸，三个检测油缸活塞的伸出长度L4、L9、L10的值，即流入三个检测油缸液压油量V4、V9、V10的值输入控制***Ⅲ输入输出模块24后，通过处理器23分析计算出弯度值，活塞伸出长度L与流入油量V的关系是L＝V/S，其中S是检测油缸最大活塞的面积,因此，长材钢坯5的弯度值计算方法如下：
当(L4+L10)/2＜L9时
h＝H-(L4+L10)/2＝H-(V9+V10)/2S
当(L4+L10)/2＞L9时
h＝H-L9＝H-V9/S
式中，H为检测油缸初始状态下检测油缸活塞前端面与(理想状态长材钢坯推至靠右升降架7后)长材钢坯左面之间的距离(如图1所示)；当h的值大于设定值h0时，向钢坯翻转装置输出翻转动作和翻转方向的指令，长材钢坯5需要翻转90度，当(L4+L10)/2＜L9时，长材钢坯5的翻转方向为顺时针，而当(L4+L10) /2＞L9时，长材钢坯5的翻转方向为逆时针；在完成长材钢坯5的弯度检测后和向钢坯翻转装置输出指令前，控制***通过电磁换向阀15-1控制右边2个升降油缸8-1同时下降而带动右升降架6下降，接着控制***控制电磁换向阀16(滑阀下移)，使检测油缸a4、检测油缸b9、检测油缸c10同时继续伸出，把长材钢坯5推入钢坯滚筒送料机上，随后控制***控制电磁换向阀16(滑阀上移，下位工作)使检测油缸a4、检测油缸b9、检测油缸c10同时收缩复位，通过电磁换向阀15-2控制左边2个升降油缸8-2同时下降而带动左升降架6下降，完成整个长材钢坯5的弯度检测与推送工作的一个循环。
Claims (3)
1.一种长材钢坯弯度检测装置，其特征在于由弯度检测机构、液压站和控制***组成，弯度检测机构左边与钢坯输送机衔接，右边与钢坯滚筒送料机衔接，液压站和控制***安装在数米外或人工操作室内，分别通过连接管路和连接线缆与弯度检测机构连接，其中：
所述的弯度检测机构由托架、左升降导轨、左升降架、检测油缸a、右升降架、右升降导轨、升降油缸、检测油缸b、检测油缸c、底座、压力传感器和铰链组成，所述左升降架、右升降架的两端靠端头下边分别安装有2个升降油缸，并通过升降油缸的升起和降落沿着左升降导轨、右升降导轨进行顶升或下降运动；所述左升降导轨、右升降导轨、升降油缸分别固定安装在底座上，左升降导轨、右升降导轨分别为三个，安装位置两两对应，每个左升降导轨所接触的左升降架位置的右侧分别安装有检测油缸a、检测油缸b、检测油缸c；所述托架由4～8根横梁与2～4根纵梁通过焊接等方式形成整体，托架的右端通过2～4个铰链与底座连接，托架的左端由2个安装在底座上的压力传感器支撑，托架可绕铰链的轴右转180度,托架的横梁和纵梁，以及左升降架、右升降架都可用工字钢、空心方钢或槽钢等材料制成；压力传感器用于检测长材钢坯是否已推至托架上，并将信号输送到控制***；
所述液压站由溢流阀、液压泵组件、两个电磁换向阀、电磁换向阀c、液量传感器a、液量传感器b、液量传感器c、储能器和铰链组成,与检测机构的检测油缸a、检测油缸b、检测油缸c、4个升降油缸等组成液压***，液压泵组件分别与溢流阀、储能器、电磁换向阀、电磁换向阀c及翻转装置液压***油路连接，液压泵组件给液压***提供压力油源，溢流阀用于限制液压***油压，储能器主要用于减轻液压***压力的波动；两个电磁换向阀分别与连接左、右升降架的4个升降油缸油路连接，电磁换向阀a用于控制2个升降油缸a，控制右升降架的顶升或下降，电磁换向阀b用于控制2个升降油缸b，控制左升降架的顶升或下降；电磁换向阀分别通过液量传感器a、液量传感器b、液量传感器c与检测油缸c、检测油缸b和检测油缸a油路连接，控制3个检测油缸的伸出和收缩，完成长材钢坯的弯度检测，液量传感器a、液量传感器b、液量传感器c分别将检测检测油缸c、检测油缸b和检测油缸a在检测时的伸出量信号传递给控制***；电磁换向阀a、电磁换向阀b和电磁换向阀c的回油口均与液压泵组件的储油箱连接；
所述控制***由电源模块、处理器和输入输出模块组成，所述电源模块给处理器和输入输出模块提供直流电源，处理器负责根据预设的程序和数值进行输入数据的处理与输出指令的发送，输入输出模块负责将输入信号转换成匹配信号输入处理器，同时将处理器的指令转换成能够带动电磁阀等负载工作的动力信号。
2.根据权利要求1所述的长材钢坯弯度检测装置，其特征在于所述的控制***安装在具有防尘、防潮功能的密闭箱体中，以保证控制***工作的安全可靠性。
3.权利要求1或2所述的长材钢坯检测装置对长材钢坯进行检测的具体方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)、首先依据加热炉入口处的实际情况设定一个钢坯弯度值h0；
(2)、将长材钢坯从左边送入弯度检测机构Ⅰ的托架上，压力传感器检测到长材钢坯已经推至托架上，并将信号输送到控制***Ⅲ的输入输出模块中，经处理器处理，控制***Ⅲ的输入输出模块通过2个电磁换向阀控制4个升降油缸将左升降架和右升降架同时顶升，接着控制***Ⅲ的处理器指令输入输出模块控制电磁换向阀c使其滑阀下移使检测油缸a、检测油缸b和检测油缸c的活塞同时外伸，在推动长材钢坯右行碰到右升降架后停止，控制***Ⅲ停止电磁换向阀c电源使其滑阀上移复位，三个检测油缸同时卸载，三个检测油缸活塞的伸出长度通过液量传感器a、液量传感器b、液量传感器c分别输入控制***Ⅲ输入输出模块中；
(3)、检测油缸a、检测油缸b和检测油缸c是三个活塞面积等参数完全相同的多级伸缩套筒式油缸，三个检测油缸活塞的伸出长度L4、L9、L10的值，即流入三个检测油缸液压油量V4、V9、V10的值输入控制***Ⅲ输入输出模块后，通过处理器分析计算出弯度值，活塞伸出长度L与流入油量V的关系是L＝V/S，其中S是检测油缸最大活塞的面积,因此，长材钢坯的弯度值计算方法如下：
当(L4+L10)/2＜L9时
h＝H-(L4+L10)/2＝H-(V9+V10)/2S
当(L4+L10)/2＞L9时
h＝H-L9＝H-V9/S
式中，H为检测油缸初始状态下检测油缸活塞前端面与靠右升降架6处的长材钢坯左面之间的距离；当h的值大于设定值h0时，向钢坯翻转装置输出翻转动作和翻转方向的指令，长材钢坯需要翻转90度，当(L4+L10)/2＜L9时，长材钢坯的翻转方向为顺时针，而当(L4+L10)/2＞L9时，长材钢坯的翻转方向为逆时针；在完成长材钢坯的弯度检测后和向钢坯翻转装置输出指令前，控制***通过电磁换向阀控制右边2个升降油缸同时下降而带动右升降架下降，接着控制***控制电磁换向阀使其滑阀下移，使检测油缸a、检测油缸b、检测油缸c同时继续伸出，把长材钢坯推入钢坯滚筒送料机上，随后控制***控制电磁换向阀使其滑阀上移，下位工作，使检测油缸a、检测油缸b、检测油缸c同时收缩复位，通过电磁换向阀控制左边2个升降油缸同时下降而带动左升降架下降，完成整个长材钢坯的弯度检测与推送工作的一个循环。
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