[發(fā)明專利]一種原料卷與卷筒對(duì)中的方法及系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110344037.2
• 申請(qǐng)日: 2011-11-03
• 公開（公告）號(hào): CN102502299A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖海健;蔣超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中冶連鑄技術(shù)工程股份有限公司
• 主分類號(hào): B65H19/12
• 分類號(hào): B65H19/12
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長(zhǎng)明;王寶筠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工業(yè)控制領(lǐng)域，尤其是涉及一種原料卷與卷筒對(duì)中的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在工業(yè)生產(chǎn)中，生產(chǎn)線上有時(shí)會(huì)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(gè)步驟：第一步，先通過(guò)操控使原料卷與卷筒對(duì)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(dòng)固定的距離，從而完成插入。顯然第一步的對(duì)中是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

當(dāng)然，若各原料卷的粗細(xì)(即外徑)相同，則對(duì)中并不復(fù)雜，例如只需要按一些既定的距離進(jìn)行移動(dòng)即可。但是，當(dāng)各個(gè)原料卷的外徑數(shù)值不統(tǒng)一時(shí)，要想每次都快速、精準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)對(duì)中，并不是一件容易的事。

例如在鋼鐵行業(yè)中，存在一個(gè)“上卷”的工序，即將各種直徑的原料卷例如冷軋卷自動(dòng)上到開卷機(jī)的卷筒上(此后，卷筒直徑可以膨脹，當(dāng)膨脹到與原料卷內(nèi)徑一致時(shí)二者便處于緊密配合的狀態(tài)，通過(guò)卷筒旋轉(zhuǎn)從而帶動(dòng)冷軋卷旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)開卷)。而上卷的前提正是原料卷與卷筒的對(duì)中。具體來(lái)講，一般是如下情形：開卷機(jī)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(shí)的軌跡平面正好經(jīng)過(guò)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(guò)小車的升降來(lái)調(diào)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(duì)中。

在現(xiàn)有技術(shù)中，實(shí)現(xiàn)上述對(duì)中功能有多種解決辦法，現(xiàn)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(shí)刻，圖3為完成對(duì)中的時(shí)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(cè)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(shí)固定在第二支架6上；開卷機(jī)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(huì)被原料卷1碰到)；Φ為原料卷1的直徑(外徑)；L1為卷筒2的軸線到超聲波傳感器的距離，為定長(zhǎng)，由設(shè)計(jì)決定；L2為初始時(shí)刻(如圖1所示的時(shí)刻)，升降小車4上用來(lái)承載原料卷1的臺(tái)面的最低點(diǎn)到超聲波傳感器的距離，也是定長(zhǎng)，由設(shè)計(jì)決定；d為超聲波傳感器測(cè)量得到的自身到原料卷1圓柱表面的距離，為變量，會(huì)隨原料卷1高度的變化而變化，初始時(shí)刻測(cè)得該值為d₀；原料卷1放到升降小車4的臺(tái)面上后，其最低端與該臺(tái)面最低處的高度差為X，也是定長(zhǎng)，由原料卷1的直徑及該臺(tái)面傾斜角度決定。

該方案是先測(cè)量并計(jì)算得到Φ值、然后再根據(jù)Φ值來(lái)完成對(duì)中的。設(shè)L1＝1800mm，L2＝3000mm，所述臺(tái)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(zhǎng)度，計(jì)算原料卷1的直徑Φ，Φ＝L2-d₀＝1700mm；

第二步：通過(guò)Φ計(jì)算X的長(zhǎng)度，X＝1700/2*(1-COSα)＝28.963mm，從而得到修正后的直徑Φ＝L2-d₀-X＝1671mm；

第三步：計(jì)算對(duì)中時(shí)d的預(yù)期值d′，d′＝L1-Φ/2＝1800-1671/2＝964.5mm；

第四步：讓升降小車4開始上升，當(dāng)測(cè)量值d等于預(yù)期值d′時(shí)，即d＝964.5mm時(shí)(如圖3所示時(shí)刻)停止運(yùn)動(dòng)，并保持當(dāng)前高度，從而完成定位，實(shí)現(xiàn)原料卷1與卷筒2的對(duì)中。

通過(guò)以上描述可見，該方案雖然可以應(yīng)對(duì)原料卷粗細(xì)不同的情況，但也明顯存在以下缺點(diǎn)：

第一，該方案在計(jì)算過(guò)程中存在近似值，故對(duì)中的精度不高。該方案對(duì)中時(shí)要判斷是否d＝d′，其中d′是依靠卷徑測(cè)量的結(jié)果Φ算得，故卷徑測(cè)量的精度會(huì)影響對(duì)中的精度，而該方案計(jì)算Φ時(shí)引入了X，這樣得到的Φ為近似值，故最終導(dǎo)致對(duì)中的精度不高。

第二，該方案的對(duì)中精度會(huì)受具體測(cè)量值的精度的影響。該方案對(duì)中時(shí)要判斷是否d＝d′，其中d為測(cè)量值，會(huì)受很多因素影響，例如超聲波檢測(cè)的距離值與環(huán)境溫度有關(guān)，所以為了保證精度有時(shí)還需要選擇帶溫度補(bǔ)償?shù)某暡z測(cè)元件。

此外，第三，該方案必須先進(jìn)行卷徑測(cè)量才能再進(jìn)行對(duì)中，多了一個(gè)步驟顯然會(huì)影響工作效率。第四，測(cè)量得到的卷徑Φ值在理論上就已經(jīng)為近似值，存在不可克服的缺陷，故不適合應(yīng)用到其他需要較高精度的場(chǎng)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(jī)械設(shè)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(duì)于人員安裝和檢修即不安全又不方便。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明要解決的主要技術(shù)問(wèn)題是：原料卷對(duì)中精度不高的問(wèn)題。