潘鄭維，湯龍波

（廣西柳鋼冷軋板帶廠，廣西 柳州 545002）

冷軋?zhí)幚砭€機(jī)組生產(chǎn)完成分卷后，卷取機(jī)對(duì)帶尾收卷時(shí)需要對(duì)帶尾位置進(jìn)行定位到工藝所需的角度，從而進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)或成品卷包裝，如若通過(guò)操作人員手動(dòng)操作卷取機(jī)進(jìn)行帶尾定位，人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，帶尾定位位置不精確且收卷效率低，嚴(yán)重影響機(jī)組生產(chǎn)效率，制約人力資源優(yōu)化進(jìn)程。因而需開(kāi)發(fā)卷取機(jī)帶尾自動(dòng)定位功能，實(shí)現(xiàn)軋制完成后帶尾自動(dòng)定位至工藝所需位置，提升機(jī)組生產(chǎn)效率，降低操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度。

1 卷取機(jī)帶尾自動(dòng)定位原理

在處理線尾部對(duì)帶尾完成剪切后，需根據(jù)工藝需要，對(duì)帶尾的收卷位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位。根據(jù)剪切位置和卷取機(jī)卷取帶尾的過(guò)程建立數(shù)學(xué)模型，可知卷取機(jī)卷取帶尾的過(guò)程，其實(shí)就是帶鋼在機(jī)組尾段運(yùn)行的過(guò)程，不同的是，尾部帶鋼在卷取機(jī)上旋轉(zhuǎn)，需要通過(guò)幾何計(jì)算才能得到帶尾的實(shí)際位置。

1.1 卷取機(jī)進(jìn)行帶尾自動(dòng)定位原理

（1）在對(duì)帶尾進(jìn)行剪切時(shí)，計(jì)算出帶尾到達(dá)工藝預(yù)定位置，所需行走的距離，稱為預(yù)設(shè)距離L。

（2）計(jì)算收卷過(guò)程中帶鋼行走的實(shí)際距離值X。

（3）當(dāng)實(shí)際距離L=預(yù)設(shè)距離X時(shí)，完成帶尾自動(dòng)定位的功能。

1.2 對(duì)各個(gè)步驟進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明

預(yù)設(shè)距離L。在帶尾剪切完成后，取此時(shí)卷取機(jī)上的鋼卷卷徑D0，計(jì)算帶尾定位到預(yù)設(shè)位置所需行走的預(yù)設(shè)長(zhǎng)度L（m）：如下圖1所示。

圖1 卷取機(jī)帶尾自動(dòng)定位數(shù)學(xué)模型

（1）當(dāng)帶尾落在卷取機(jī)鋼卷12點(diǎn)鐘（N點(diǎn)）位置時(shí)，目標(biāo)長(zhǎng)度：

①L0由機(jī)組建筑安裝圖可知，同時(shí)：

②a為張力輥與卷取機(jī)芯軸中心水平距離，b為垂直距離，得：

③D0為定位開(kāi)始時(shí)卷取機(jī)上帶鋼的直徑，由電氣控制系統(tǒng)計(jì)算出來(lái)，d為出口張力輥直徑值：

（2）根據(jù)生產(chǎn)需要帶尾定位的預(yù)設(shè)位置為M點(diǎn)鐘方向，M為整數(shù)，且1≤M≤12，則：

卷取機(jī)收帶尾的速度采用卷取機(jī)點(diǎn)動(dòng)速度值，采用PLC系統(tǒng)的積分功能，對(duì)帶尾定位過(guò)程中卷取機(jī)的瞬時(shí)速度（包括加減速過(guò)程）進(jìn)行積分，得到收卷過(guò)程中帶尾行走實(shí)際長(zhǎng)度值X。

（1）完成步驟1后，卷取機(jī)以L為目標(biāo)長(zhǎng)度開(kāi)始收卷，卷取機(jī)收卷時(shí)，初速度為0，以g為加速度，在經(jīng)歷t0時(shí)間后速度從0上升為V0（常數(shù)），采用PLC程序的積分功能對(duì)卷取機(jī)速度進(jìn)行積分。卷取機(jī)加速過(guò)程行走的長(zhǎng)度為：

（2）由于卷取機(jī)的加速度與減速度值大小相同，可知卷取機(jī)減速、停止過(guò)程中，其行走的距離與加速時(shí)的距離相同，則帶尾從開(kāi)始收卷至停止過(guò)程中，其行走實(shí)際距離為：

當(dāng)X≥L時(shí)，程序發(fā)出卷取機(jī)收卷停止命令，卷取機(jī)以g為減速加速度停車直至卷取機(jī)完全停下來(lái)。此時(shí)完成帶尾定位至預(yù)定位置。

2 效果及分析

采用此方法對(duì)機(jī)組控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，即根據(jù)機(jī)組設(shè)計(jì)參數(shù)、生產(chǎn)實(shí)際卷徑值計(jì)算出帶尾所需定位位置的距離長(zhǎng)度設(shè)定值，對(duì)卷取機(jī)收卷速度進(jìn)行積分的結(jié)果作為行走距離實(shí)際值，當(dāng)實(shí)際距離達(dá)到設(shè)定距離后卷取機(jī)停車，機(jī)組實(shí)現(xiàn)了帶尾自動(dòng)收卷并精準(zhǔn)定位至預(yù)設(shè)位置，帶尾定位位置誤差在0.05m以內(nèi)。有效提升了機(jī)組的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，并明顯降低了操作人員的工作強(qiáng)度，人力資源得到進(jìn)一步優(yōu)化。

需要注意的是，此帶尾自動(dòng)定位方法是以卷取機(jī)上帶鋼的卷徑計(jì)算及卷取機(jī)速度反饋準(zhǔn)確為基礎(chǔ)，即若卷取機(jī)上鋼卷的卷徑計(jì)算有誤或是卷取機(jī)電機(jī)編碼器出現(xiàn)偏差，會(huì)影響到帶尾定位的精度。

3

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)計(jì)算帶尾行走的預(yù)設(shè)距離，并與其行走的實(shí)際距離進(jìn)行比較，得到帶尾收卷定位的停車點(diǎn)，以此進(jìn)行冷軋?zhí)幚砭€卷取機(jī)帶尾的自動(dòng)定位，可得到較高的帶尾定位精度，滿足了工藝對(duì)帶尾位置的要求，提升了產(chǎn)品質(zhì)量，提高了生產(chǎn)效率，并在實(shí)際應(yīng)用中收到良好的效果。