[發明專利]基于板形檢測輥撓度變化的板形信號誤差補償方法

有效

• 申請號: 201210519997.2
• 申請日: 2012-12-05
• 公開（公告）號: CN103028618A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 楊利坡;李榮民;于丙強;劉宏民;于華鑫
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B21B38/02
• 分類號: B21B38/02
• 代理公司: 石家莊一誠知識產權事務所 13116
• 代理人: 李合印

技術領域

本發明涉及軋鋼機械設備自動化測量領域，適用于冷軋帶鋼、鋁帶、銅帶等板帶產品的一種基于接觸式板形檢測輥撓度變化的板形信號誤差補償方法。

背景技術

冷軋帶鋼在板形檢測過程中，檢測輥受大溫差、高磁場和強振動等現場惡劣工況因素的影響，導致原始板形信號中夾雜著眾多噪聲信號，經常發生原始板形信號波動的情況，尤其對于大寬厚比超薄帶鋼，其板形變化明顯，工藝參數的輕微變化都可能引起板形的較大變化。因此探索原始板形信號附加噪聲的產生機理，建立相應的噪聲補償數學模型，對于提高板形檢測輥的動態標定精度和板形檢測精度以及板形控制精度極為重要。

在影響板形檢測信號的眾多因素中，檢測輥撓度變化是必須考慮的主要影響因素之一。在軋制過程中，板形檢測輥受到帶鋼施加的徑向壓力的作用，內部檢測單元的電壓發生變化，利用轉換關系可將其轉化為帶鋼的板形值，即通過實時檢測板形檢測輥徑向壓力的橫向分布，獲得帶鋼的在線板形狀況。板形檢測輥在工作過程中，主要受三種力的影響，即帶鋼施加的徑向壓力、檢測輥自身重力和離心力，如圖1和圖2所示。其中徑向壓力和檢測輥重力導致檢測輥產生一定撓度的彈性變形，如圖3所示，不可避免地影響檢測單元的徑向預緊力，產生多余的零點偏差信號，如圖4所示。檢測輥在高速轉動過程中產生的離心力，雖然會影響檢測單元的徑向預緊力，但是傳感器對稱布置構成差動回路，因此當兩者受力相同時，影響彼此抵消，故離心力對原始板形檢測信號的影響微乎其微，在滿足動平衡的條件下，幾乎可以忽略。而檢測輥自重及其所受徑向壓力則會引起板形檢測輥的撓度變化，差動回路無法消除檢測輥撓度對板形信號的影響，從而引起多余的板形誤差信號，影響板形標定精度和板形檢測精度。

發明內容

基于理論分析，結合工程實際，本發明考慮板形檢測輥自重和帶鋼張力的影響，提出了針對板形檢測輥撓度變化的原始波形零點誤差截點補償法。經實際工業驗證，該方法很好地對板形檢測輥的連續動態撓度變化引起的原始板形誤差進行了有效補償，顯著提高了板形標定精度和板形檢測精度，使在線板形數據更真實地反映帶鋼的實際板形狀況。

針對接觸式板形檢測輥，需要建立基于板形檢測輥撓度變化的板形誤差補償方法的理由如下：

（1）板形檢測輥在標定過程中，當其旋轉時，即便不負載，受板形檢測輥自重的影響，板形檢測輥有輕微的撓曲變形，導致檢測輥內部檢測單元（傳感器組成的差動回路）的預應力或電壓值隨之發生動態變化，各通道的原始波形曲線表現為不可消除且不同程度的近似正弦波零點偏差，盡管與實際板形信號（徑向壓力）相比，其幅值很小，但在某種程度上影響板形檢測輥的標定精度，產生輕微的近似正弦波零點誤差，如圖5所示。板形檢測輥在旋轉過程中，當傳感器位于最高點或最低點時，因撓度產生的附加預緊力G_i最大，在其他位置，有效預緊力G_i1＝G_isinβ。因撓度和離心力產生的綜合預緊力變化導致的噪聲信號因此，需要結合理想標定要求，綜合考慮板形檢測輥自重對板形零點信號的影響，目的是提高板形檢測輥的標定精度。

（2）板形檢測輥在檢測過程中，當其負載時，受帶鋼連續大張力的動態作用，板形檢測輥的撓度明顯增加，導致原始板形信號的零點偏差也隨之顯著增加。當實際板形普遍較小時或出現嚴重浪形時，浪形位置的部分檢測通道的徑向壓力會較小，此時零點誤差信號可能會掩蓋真實的有效板形信號。因此，需要結合工程實際，綜合考慮板形檢測輥的在線撓度變化，結合實測原始板形信號的波形規律，對原始板形信號的零點進行合理補償，目的是提高板形檢測輥的在線板形檢測精度。

綜合以上分析，有必要建立針對檢測輥撓度變化的板形信號零點誤差動態補償模型，深入分析板形檢測輥自身重力及其所受張力對原始板形檢測信號零點偏差的影響，達到提高板形檢測輥的標定精度和在線板形檢測精度的目的。

本發明克服現有板形檢測技術中的不足，提供一種快捷簡便的基于板形檢測輥撓度變化的板形誤差補償方法。

為了解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的。

一種基于板形檢測輥撓度變化的板形信號誤差補償方法，其內容包括如下步驟：

一、針對板形檢測輥自重的虛擬正弦曲線補償法