《钢卷高度对中装置及其方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钢卷高度对中装置及其方法.pdf（8页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410616936.7(22)申请日 2014.10.31B21B 39/14(2006.01)B21C 51/00(2006.01)(71)申请人 武汉钢铁（集团）公司地址 430080 湖北省武汉市武昌友谊大道999 号 A 座 15 层（武钢科技创新部）(72)发明人 邱碧涛 严开勇 万险峰 陈刚李华 王玮 夏江涛 李恒山张雪荣(74)专利代理机构 武汉开元知识产权代理有限公司 42104代理人 胡镇西(54) 发明名称钢卷高度对中装置及其方法(57) 摘要本发明公开了一种钢卷高度对中装置及其方法。该装置用于钢卷上卷时与开卷机。
2、芯轴之间的高度对中，包括上卷小车，其上设置有用于安放钢卷的鞍座、用于调节钢卷高度的升降装置、用于记录提升装置对钢卷提升高度的提升编码器和用于限定机械零点的限位器，上卷小车的移动轨道两侧分别设置有一个立柱，其中一侧立柱上设置有用于发出集中光束的定位光源，另一侧立柱上设置有用于接收定位光源发射光的光接收装置，所述定位光源与所述光接收装置位于同一高度且其连线与所述移动轨道垂直。采用上述装置的钢卷高度对中方法从钢卷轴向方向进行对中，可直接测量内径上边沿与内径下边高度差，以确定钢卷中心。本发明对中精确度高，稳定可靠，操作简便。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请。
3、权利要求书2页 说明书3页 附图2页(10)申请公布号 CN 104475463 A(43)申请公布日 2015.04.01CN 104475463 A1/2 页21.一种钢卷高度对中装置，用于钢卷 (2) 上卷时与开卷机芯轴 (51) 之间的高度对中，它包括上卷小车 (1)，所述上卷小车 (1) 上设置有用于安放钢卷 (2) 的鞍座 (11) 和用于调节钢卷 (2) 高度的升降装置 (12)，其特征在于 ：所述上卷小车(1)上还设置有用于记录提升装置对钢卷(2)的提升高度的提升编码器(13) 和用于限定提升装置机械零点的限位器 (14) ；所述上卷小车 (1) 的移动轨道 (15) 两侧分别。
4、设置有一个立柱 (3)，其中一侧立柱 (3)上设置有用于发出集中光束的定位光源 (31)，另一侧立柱 (3) 上设置有用于接收定位光源(31) 发射光的光接收装置 (32)，所述定位光源 (31) 与所述光接收装置 (32) 位于同一高度且其连线与所述移动轨道 (15) 垂直。2.根据权利要求 1 所述的钢卷高度对中装置，其特征在于 ：所述定位光源 (31) 为激光或光栅。3.根据权利要求 1 或 2 所述的钢卷高度对中装置，其特征在于 ：所述立柱 (3) 上设置有用于调节定位光源 (31) 或光接收装置 (32) 高度的高度调节装置 (4)。4.根据权利要求 3 所述的钢卷高度对中装置，其特。
5、征在于 ：所述高度调节装置 (4) 包括三角形支架 (41)、滑动轨道 (42)、光源底座 (43) 和调节螺栓 (44)，所述三角形支架 (41)与滑动轨道 (42) 固定于对应的立柱 (3) 上，所述光源底座 (43) 底面上设置有与滑动轨道(42) 滑动配合的导轨，所述三角形支架 (41) 的水平边上设置有与所述调节螺栓 (44) 相匹配的螺孔，所述调节螺栓 (44) 穿过三角形支架 (41) 的水平边并与光源底座 (43) 接触。5.根据权利要求 1 或 2 所述的钢卷高度对中装置，其特征在于 ：还包括用于测量或校准开卷机芯轴 (51) 高度的第一激光测距仪 (52)，以及用于测量或校。
6、准定位光源 (31) 位置的第二激光测距仪 (45)。6.根据权利要求 3 所述的钢卷高度对中装置，其特征在于 ：还包括用于测量或校准开卷机芯轴 (51) 高度的第一激光测距仪 (52)，以及用于测量或校准定位光源 (31) 位置的第二激光测距仪 (45)。7.根据权利要求 4 所述的钢卷高度对中装置，其特征在于 ：还包括用于测量或校准开卷机芯轴 (51) 高度的第一激光测距仪 (52)，以及用于测量或校准定位光源 (31) 位置的第二激光测距仪 (45)。8.一种采用权利要求 1 所述钢卷高度对中装置的钢卷高度对中方法，其特征在于，包括如下步骤 ：1)、将载有钢卷 (2) 的上卷小车 (1)。
7、 移动至测量工位，调整钢卷 (2) 的位置使钢卷 (2)内圆柱轴与定位光源(31)发出的光束平行且二者所在平面与所述移动轨道(15)所在的平面垂直，钢卷 (2) 在升降装置 (12) 的作用下缓慢下降，当下降到限位器 (14) 所限制的最低位置时，即达到机械零点，此时对所述提升编码器 (13) 进行校零，测量定位光源 (31) 高度为h0，测量开卷机芯轴 (51) 的中心高度为 ht，所 述 h0、ht为相对于同一水平面的高度 ；2)、通过升降装置(12)提升钢卷(2)，使钢卷(2)上部挡住定位光源(31)发出的光束，继续提升钢卷(2)，当光束刚好被光接收装置(32)接收到即钢卷内径上沿(21。
8、)与光束对齐时，记录此时提升编码器 (13) 的读数 y1；3)、继续提升钢卷 (2)，当光束刚好又被挡住即钢卷内径下沿 (22) 与光束对齐时，记录此时提升编码器 (13) 的读数 y2，根据几何关系，可以计算出此时钢卷 (2) 中心位置为权 利 要 求 书CN 104475463 A2/2 页3h0+(y2-y1)/2 ；4)、设 h ht-h0+(y1-y2)/2，根据上述步骤中测得的 h0、ht、y1、y2计算出 h，当 h 0 时，此时钢卷 (2) 高度已完成对中 ；当 h0 时，向上提升钢卷 (2) 高度 h 以完成对中；当hh0时，向下降低钢卷 (2) 高度 |h| 以完成对中。。
9、9.根据权利要求 8 所述的钢卷高度对中方法，其特征在于 ：所述步骤 1) 中，预先调整定位光源 (31) 和光接收装置 (32) 的高度，使其高度与开卷机芯轴 (51) 中心高度相等即 hth0，则所述步骤4)中h(y1-y2)/2，此时需向下降低钢卷 (2) 高度 (y2-y1)/2 以完成对中。10.根据权利要求 8 或 9 所述的钢卷高度对中方法，其特征在于 ：所述步骤 1) 中，在所述开卷机芯轴 (51) 正下方地面上设置第一激光测距仪 (52)，用以测量或校准所述开卷机芯轴 (51) 的高度 ht；在定位光源 (31) 正下方地面上设置第二激光测距仪 (45)，用以测量或校准所述定。
10、位光源 (31) 的高度 h0，所述光接收装置 (32) 的高度根据定位光源 (31) 发出的光束进行调整。权 利 要 求 书CN 104475463 A1/3 页4钢卷高度对中装置及其方法技术领域0001 本发明涉及冶金带钢连续生产线领域，特别是涉及一种钢卷高度对中装置及其方法。背景技术0002 钢卷上卷是连续化自动生产线的关键一步，如果发生故障，则可能使整个生产线发生停机故障，为此钢卷的上卷和开卷就显得尤其重要。如果上卷对中计算出现问题，可能造成翻卷及设备损坏，甚至危害到人生安全。在冷轧连续处理线上，上卷小车首先从鞍座位上取钢卷，然后钢卷运行到开卷机附件进行高度对中，使钢卷的高度中心位与开。
11、卷机芯轴的中心位一致，以确保钢卷插入开卷机。目前部分生产线使用超声波对钢卷进行对中，但超声波信号易受干扰，高度对中难以保障。目前也有用光栅进行高度对中的，但控制复杂，一般装置上需采用多组光栅，方法上需要对钢卷的内径、外径、厚度及鞍座的角度等进行测量并进行较为复杂的运算。0003 综上所述，现有技术存在以下缺点 ：传统钢卷高度对中方式误差大，精度低 ；超声波对钢卷进行对中易受干扰，高度对中可靠性难以保障 ；而现有采用光栅进行高度对中的方式控制复杂。发明内容0004 本发明的目的在于提供一种精确度高、稳定可靠、简单方便的钢卷高度对中装置及其方法。0005 为实现上述目的，本发明所提供的钢卷高度对中。
12、装置包括上卷小车，上卷小车上设置有用于安放钢卷的鞍座和用于调节钢卷高度的升降装置。上卷小车上还设置有用于记录提升装置对钢卷的提升高度的提升编码器和用于限定提升装置机械零点的限位器。上卷小车的移动轨道两侧分别设置有一个立柱，一侧立柱上设置有用于发出集中光束的定位光源，另一侧立柱上设置有用于接收定位光源发射光的光接收装置，定位光源与光接收装置位于同一高度且其连线与移动轨道垂直。定位光源与光接收装置的高度应在钢卷内径上沿的所能达到的最低位置与钢卷内径下沿所能达到的最高位置之间。0006 进一步地，定位光源可选择激光或光栅。0007 进一步地，为便于灵活调整定位光源和光接收装置的高度，立柱上可设置用于。
13、调节定位光源或光接收装置高度的高度调节装置。0008 进一步地，高度调节装置的一种结构如下 ：包括三角形支架、滑动轨道、光源底座和调节螺栓，三角形支架与滑动轨道固定于立柱上，光源底座底面上设置有与滑动轨道滑动配合的导轨，三角形支架的水平边上设置有与调节螺栓相匹配的螺孔调节螺栓穿过三角形支架的水平边并与光源底座接触。高度调节装置是一种常规装置，可选用实现此功能的各种常用结构，而不限于上述结构。0009 进一步地，为便于快速测量，本装置可设置用于测量或校准现场开卷机上的开卷说 明 书CN 104475463 A2/3 页5机芯轴高度的第一激光测距仪，以及用于测量或校准定位光源位置的第二激光测距仪。。
14、0010 本发明同时提供了采用如上述钢卷高度对中装置的钢卷高度对中方法，包括如下步骤 ：0011 1)、将载有钢卷的上卷小车移动至测量工位，调整钢卷位置使钢卷内圆柱轴与定位光源发出的光束平行且二者所在平面与移动轨道所在的平面垂直，钢卷在升降装置的作用下缓慢下降，当下降到限位器所限制的最低位置时，即达到机械零点，此时对提升编码器进行校零，测量定位光源高度为h0，测量开卷机芯轴的中心高度为ht，h0、ht为相对于同一水平面的高度 ；0012 2)、通过升降装置提升钢卷，使钢卷上部挡住定位光源发出的光束，继续提升钢卷，当光束刚好被光接收装置接收到即钢卷内径上沿与光束对齐时，记录此时提升编码器的读数 。
15、y1；0013 3)、继续提升钢卷，当光束刚好又被挡住即钢卷内径下沿与光束对齐时，记录此时提升编码器的读数 y2，根据几何关系，可以计算出此时钢卷中心位置为 h0+(y2-y1)/2 ；0014 4)、设 h ht-h0+(y1-y2)/2，根据上述步骤中测得的 h0、ht、y1、y2计算出 h，当h 0 时，此时钢卷高度已完成对中 ；当 h0 时，向上提升钢卷高度 h 以完成对中 ；当hh0时，向下降低钢卷高度 |h| 以完成对中。0015 进一步地，在步骤 1) 中，预先调整定位光源和光接收装置的高度，使其高度与开卷机芯轴中心高度相等即hth0，则步骤4)中h(y1-y2)/2，此时需向下。
16、降低钢卷高度(y2-y1)/2 以完成对中，进一步简化了计算。0016 进一步地，为便于快速测量，步骤 1) 中，在开卷机芯轴正下方地面上设置第一激光测距仪，用以测量或校准开卷机芯轴的高度 ht；在定位光源正下方地面上设置第二激光测距仪，用以测量或校准定位光源的高度 h0，光接收装置的高度根据定位光源发出的光束进行调整。0017 本发明钢卷高度对中装置及其方法的有益效果是 ：(1) 采用激光或光栅等定位光源及光接收装置辅助定位，不易受干扰，稳定可靠 ；(2) 采用专用的对中测量工位，而不在现场开卷机上进行对中，操作空间宽裕，装置安装和维护更为方便 ；(3) 定位光源沿钢卷轴向而非径向方向进行对。
17、中，可直接测量内径上边沿与内径下边高度差，以确定钢卷中心并进行对中，比需要计算内外径及厚度的间接对中方法更加准确，对于不是正圆的钢卷更加适用，防止对中不准确导致的翻卷现象的发生，同时也简化了计算和控制步骤 ；此外，本发明钢卷高度对中装置及其方法可采用 PLC 系统进行自动控制。附图说明0018 图 1 为本发明钢卷高度对中装置的结构示意图。0019 图2为图1中A处放大图。0020 图 3 为本发明钢卷高度对中方法的钢卷运动几何关系示意图。0021 图 4 为本发明完成钢卷高度对中后与开卷机芯轴对中关系的示意图。0022 其中 ：上卷小车 1、鞍座 11、升降装置 12、提升编码器 13、限位。
18、器 14、移动轨道 15、钢卷 2、钢卷内径上沿 21、钢卷内径下沿 22、立柱 3、定位光源 31、光接收装置 32、高度调节装置 4、三角形支架 41、滑动轨道 42、光源底座 43、调节螺栓 44、第二激光测距仪 45、开卷机说 明 书CN 104475463 A3/3 页65、开卷机芯轴 51、第一激光测距仪 52具体实施方式0023 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。0024 如图 1 所示，本发明所提供的钢卷高度对中装置包括上卷小车 1，上卷小车 1 上设置有用于安放钢卷 2 的鞍座 11 和用于调节钢卷 2 高度的升降装置 12。上卷小车 1 上还设置有用于记录。
19、提升装置对钢卷 2 的提升高度的提升编码器 13 和用于限定提升装置机械零点的限位器 14。上卷小车 1 的移动轨道 15 两侧分别设置有一个立柱 3，一侧立柱上设置有用于发出集中光束的定位光源 31，光源类型为光栅 ；另一侧立柱上设置有用于接收定位光源31发射光的光接收装置32，定位光源31与光接收装置32位于同一高度且其连线与移动轨道 15 垂直。定位光源 31 与光接收装置 32 的高度应在钢卷内径上沿 21 的最低位置与钢卷内径下沿 22 的最高位置之间。立柱 3 上设置有用于调节定位光源 31 或光接收装置 32高度的高度调节装置 4。0025 如图2所示，高度调节装置4包括三角形支。
20、架41、滑动轨道42、光源底座43和调节螺栓 44，三角形支架 41 与滑动轨道 42 固定于立柱 3 上，光源底座 43 底面上设置有与滑动轨道 42 滑动配合的导轨，三角形支架 41 的水平边上设置有与调节螺栓 44 相匹配的螺孔，调节螺栓 44 穿过三角形支架 41 的水平边并与光源底座 43 接触。0026 本装置还配置有用于测量或校准现场开卷机 5 上的开卷机芯轴 51 高度的第一激光测距仪 52，以及用于测量或校准定位光源 31 位置的第二激光测距仪 45。0027 本发明钢卷高度对中方法的具体实施步骤如下 ：0028 1) 将载有钢卷 2 的上卷小车 1 移动至测量工位，调整钢卷。
21、 2 位置使钢卷 2 内圆柱轴与定位光源 31 发出的光束平行且二者所在平面与移动轨道 15 所在的平面垂直，钢卷 2在升降装置12的作用下缓慢下降，当下降到限位器14所限制的最低位置时，即达到机械零点，此时对提升编码器 13 进行校零。将第一激光测距仪 52 设置在开卷机芯轴 51 正下方地面上，测量开卷机芯轴 51 的高度 ht；将第二激光测距仪 45 设置在定位光源 31 正下方地面上，测量定位光源 31 的高度 h0，光接收装置 32 的高度根据定位光源 31 发出的光束作相应的调整。h0、ht为相对于地面的高度，需根据激光测距仪自身、定位光源等待测物尺寸进行换算。调整定位光源 31 。
22、和光接收装置 32 的高度，使其高度与开卷机芯轴 51 中心高度相等，即使 hth0；0029 2) 通过升降装置 12 提升钢卷 2，使钢卷 2 上部挡住定位光源 31 发出的光束，继续提升钢卷 2，当光束刚好被光接收装置 32 接收到即钢卷内径上沿 21 与光束对齐时，记录此时提升编码器 13 的读数 y1；0030 3) 继续提升钢卷 2，当光束刚好又被挡住即钢卷内径下沿 22 与光束对齐时，记录此时提升编码器 13 的读数 y2。如图 3 所示，根据几何关系，可以计算出此时钢卷 2 中心位置为 h0+(y2-y1)/2 ；0031 4)设hht-h0+(y1-y2)/2，代入hth0，可得h(y1-y2)/2，由于y1y2，h0时，此时需向下降低钢卷 2 高度 |h| (y2-y1)/2 以完成对中。对中完成后将上卷小车 1移动至开卷机 5 附近，此时，钢卷与开卷机芯轴位置关系如图 4 所示。说 明 书CN 104475463 A1/2 页7图1图2说 明 书 附 图CN 104475463 A2/2 页8图3图4说 明 书 附 图CN 104475463 A。