一种标定卷取机芯轴的方法

技术领域

本发明涉及一种标定卷取机芯轴的方法，属于轧钢设备维修方法技术领域。

背景技术

热轧板带生产线中卷取机是该生产线中的关键质量设备，对卷取机成功建立张力和卷形控制都有着关键性的影响，并且价格昂贵，更换用时较长，是热轧生产线的重点维护设备。在热连轧生产中，带钢进入卷取机后成功建立张力是一项关键技术，决定了精轧到卷取能否接通带钢信号，获得一个稳定的轧制-卷取转换过程。在此过程中，芯轴起到了非常关键的作用，对芯轴的膨胀量有着严格的要求。当带钢头部进入卷取机内，围绕着芯轴卷成一个初步的圈。在三圈后，芯轴开始扩张，这个过程要求速度极快，并且要有充分的扩张量，才能将带钢头部形成的小圈紧紧的箍紧在芯轴上。一般在芯轴膨胀后，就能在带钢上建立充足且稳定的张力，保证助卷辊打开后，带钢头部也不会松脱，从而卷取过程进入下一个阶段。从中可以看到，芯轴膨胀是卷取机建立张力阶段一个非常重要的环节，其膨胀量是否充足对能否成功建立张力，成功卷取起着关键的作用。如果膨胀量不准确往往会造成芯轴膨胀后仍然不能胀紧钢卷内圈，导致卷取松卷堆钢。

要保证芯轴膨胀量准确，就要对芯轴的膨胀直径进行准确的标定。芯轴的标定就是重新将每个点的芯轴胀径与对应的芯轴膨胀液压缸长度值写入程序中的芯轴胀径标定表格里。芯轴胀径标定表格是程序中存储芯轴胀径与液压缸长度对应关系的存储区，共记录了芯轴胀径从727到765共20组数据，形成一条由小到大的曲线。系统执行芯轴膨胀时就是依照此曲线的对应值驱动液压系统进行控制的。在线标定芯轴的膨胀直径，目前都是采用人工手动测量的办法，因为空间有限，量具也不能采用笨重的外径千分尺，而是用一种简单的自制钢带尺，测量误差经常超标。测量芯轴直径范围从727毫米到762毫米，共35组数据，加上再复核一遍，共70组数据。由于要在卷取机腔内进行测量作业，空间非常狭小，人员无法站立，只能弓着腰，踩在旁边的助卷辊摆臂上操作，下方就是深沟，加之需要测量的数据量大，时间长达3小时以上，使得标定过程危险性较高，并且测量出的数据误差大。上述这些问题，制约着芯轴膨胀直径控制的准确性，影响着卷取成功率的提升。

发明内容

本发明目的是提供一种标定卷取机芯轴的方法，通过增加拉绳式编码器检测芯轴周长，芯轴标定的准确度可达到亚毫米级，比人工测量高一个数量级，提高了芯轴膨胀控制的精度，提高了带钢进入卷取机时对其内圈胀紧的能力；标定过程安全、快速，无需人员长时间在卷取机内操作，芯轴标定的难度、停机时间成本、时间安排难度上大幅降低，促进现场人员加强标定的及时性，加大标定的频次，使芯轴胀径的精度保持率上有一个较大的提高，有效地解决了背景技术中存在的上述问题。

本发明的技术方案是：一种标定卷取机芯轴的方法，包含以下步骤：

(1)将拉绳式编码器安装在芯轴三点钟切线向下方向上，并将拉绳绳头绕芯轴周向一圈并固定于芯轴三点钟这一点上，之后将原标定数据进行备份后，将芯轴收缩到最小；

(2)将拉绳式编码器长度值清零，对应芯轴膨胀反馈值为收缩位直径；

(3)将当前芯轴胀径反馈值与液压缸长度写入标定表格；

(4)将目标编码器长度值加上π；

(5)检查目标编码器长度值是否>35π，如果否，则将芯轴膨胀到拉绳式编码器反馈值达到目标编码器长度，再返回第(3)步循环执行，如果是，则表示标定完成，标定过程结束。

所述步骤(1)中，将拉绳式编码器的拉绳在芯轴中段安装，拉绳绳头绕芯轴周向一圈后，重合于起始点，即芯轴周向三点钟这一点上，在此处用强力胶固定一个塑料导向槽，将绳头固定于其上，在九点钟点位上也安装一个导向槽，固定拉绳的位置，使拉绳只能在槽内滑动，防止向旁边偏移影响标定的精度；在PLC程序中，将程序中原芯轴胀径标定数据表进行备份，拷贝到备份存储区，以备回滚之用；通过给出一定量的收缩方向的液压阀开度，约20％，将芯轴收缩到最小位，此时的芯轴会收缩到机械最小位，对应的芯轴膨胀直径为727毫米。

所述步骤(2)中，在程序中将拉绳式编码器长度值变量清零，并将芯轴膨胀反馈值修改为727毫米。

所述步骤(3)中，通过拉绳式编码器长度值计算出芯轴胀径，计算公式为：芯轴胀径＝拉绳式编码器长度值/π+727，将计算出的芯轴胀径与芯轴液压缸的长度写入芯轴胀径标定表格中。

所述步骤(4)中，将目标编码器长度加π,当芯轴周长达到此值时，芯轴直径增加1毫米。

所述步骤(5)中，进行标定的主体过程，按照增加后的目标编码器长度为目标执行芯轴膨胀，再返回从第(3)步开始循环执行，直到重复执行35次，目标编码器长度>35π，即芯轴胀径达到762毫米，标定过程结束。

所述拉绳编码器设有回滚结构。

本发明的有益效果是：通过增加拉绳式编码器检测芯轴周长，芯轴标定的准确度可达到亚毫米级，比人工测量高一个数量级，提高了芯轴膨胀控制的精度，提高了带钢进入卷取机时对其内圈胀紧的能力；标定过程安全、快速，无需人员长时间在卷取机内操作，芯轴标定的难度、停机时间成本、时间安排难度上大幅降低，促进现场人员加强标定的及时性，加大标定的频次，使芯轴胀径的精度保持率上有一个较大的提高。

附图说明

图1是本发明的系统安装示意图；

图2是本发明的工作流程图；

图中：卷取机芯轴1、拉绳式编码器2、网络控制模板3、模拟量输入模板4、CPU模板5、电磁感应传感器6、芯轴液压缸感应板7、芯轴液压缸伸出长度8。

具体实施方式

为了使发明实施案例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施案例中的附图，对本发明实施案例中的技术方案进行清晰的、完整的描述，显然，所表述的实施案例是本发明一小部分实施案例，而不是全部的实施案例，基于本发明中的实施案例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施案例，都属于本发明保护范围。

一种标定卷取机芯轴的方法，包含以下步骤：

(1)将拉绳式编码器安装在芯轴三点钟切线向下方向上，并将拉绳绳头绕芯轴周向一圈并固定于芯轴三点钟这一点上，之后将原标定数据进行备份后，将芯轴收缩到最小；

(2)将拉绳式编码器长度值清零，对应芯轴膨胀反馈值为收缩位直径；

(3)将当前芯轴胀径反馈值与液压缸长度写入标定表格；

(4)将目标编码器长度值加上π；

(5)检查目标编码器长度值是否>35π，如果否，则将芯轴膨胀到拉绳式编码器反馈值达到目标编码器长度，再返回第(3)步循环执行，如果是，则表示标定完成，标定过程结束。

所述步骤(1)中，将拉绳式编码器的拉绳在芯轴中段安装，拉绳绳头绕芯轴周向一圈后，重合于起始点，即芯轴周向三点钟这一点上，在此处用强力胶固定一个塑料导向槽，将绳头固定于其上，在九点钟点位上也安装一个导向槽，固定拉绳的位置，使拉绳只能在槽内滑动，防止向旁边偏移影响标定的精度；在PLC程序中，将程序中原芯轴胀径标定数据表进行备份，拷贝到备份存储区，以备回滚之用；通过给出一定量的收缩方向的液压阀开度，约20％，将芯轴收缩到最小位，此时的芯轴会收缩到机械最小位，对应的芯轴膨胀直径为727毫米。

所述步骤(2)中，在程序中将拉绳式编码器长度值变量清零，并将芯轴膨胀反馈值修改为727毫米。

所述步骤(3)中，通过拉绳式编码器长度值计算出芯轴胀径，计算公式为：芯轴胀径＝拉绳式编码器长度值/π+727，将计算出的芯轴胀径与芯轴液压缸的长度写入芯轴胀径标定表格中。

所述步骤(4)中，将目标编码器长度加π,当芯轴周长达到此值时，芯轴直径增加1毫米。

所述步骤(5)中，进行标定的主体过程，按照增加后的目标编码器长度为目标执行芯轴膨胀，再返回从第(3)步开始循环执行，直到重复执行35次，目标编码器长度>35π，即芯轴胀径达到762毫米，标定过程结束。

所述拉绳编码器设有回滚结构。

在实际应用中，利用系统中原有的PLC、液压驱动设备和芯轴液压缸位置传感器，通过新增一个拉绳式编码器检测芯轴周长，利用设备原有的执行系统，从收缩位直径727毫米驱动芯轴缓慢膨胀，芯轴周长每增加3.14毫米，就将此时的芯轴直径与芯轴液压缸位置写入芯轴膨胀直径曲线点位表中，实现快速对芯轴膨胀直径进行标定。此拉绳式编码器安装在芯轴垂直切线方向上，以保证检测的准确性。另外设计了回滚功能，可以在执行过程中出现错误时，恢复原来的数据。该方法根据芯轴膨胀的特点，从收缩位直径727毫米到完全膨胀位762毫米，设计了35个点位，芯轴标定的准确度可达到亚毫米级，比人工测量高一个数量级，提高了芯轴膨胀控制的精度，提高了带钢进入卷取机时对其内圈胀紧的能力。标定过程安全、快速，无需人员长时间在卷取机内操作，整个过程可在30分钟以内完成，芯轴标定的难度、停机时间成本、时间安排难度上大幅降低，促进现场人员加强标定的及时性，加大标定的频次，使芯轴胀径的精度保持率上有一个较大的提高大大提高了卷取机进钢时芯轴的控制精度，促使卷取成功率得到显著提升。