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1、(10)申请公布号 CN 103071686 A (43)申请公布日 2013.05.01 CN 103071686 A *CN103071686A* (21)申请号 201310047667.2 (22)申请日 2013.02.06 B21B 43/00(2006.01) (71)申请人 中冶赛迪工程技术股份有限公司 地址 400013 重庆市渝中区双钢路 1 号 (72)发明人 王勇 蒋周强 (74)专利代理机构 北京同恒源知识产权代理有 限公司 11275 代理人 赵荣之 (54) 发明名称 步进式冷床及其步进控制方法 (57) 摘要 本发明公开了一种步进式冷床控制方法， 包 括高位、 。
2、中位和低位三个工位 ； 冷床控制周期的 起始工位为中位， 其控制周期如下 ： 中位至高位 ： 启动升降装置， 将活动梁垂直提升并托举工件至 高位 ； 向前步进 ： 启动横移装置驱动活动梁向前 移动一个步距 ； 高位至低位 ： 升降装置驱动活动 梁从高位垂直下降至低位， 且当活动梁的顶面与 固定梁的顶面等高时， 工件被放置在固定梁上 ； 向后步进 ： 启动横移装置驱动活动梁向后移动一 个步距 ； 低位至中位 ： 启动升降装置， 将活动梁从 低位垂直提升至中位， 与固定梁共同支承工件， 直 至下一个控制周期。本发明还提出了一种步进式 冷床。能够改善钢板的冷却均匀性， 减小翘曲变 形， 消除提升滞后。
3、现象。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 6 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书6页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103071686 A CN 103071686 A *CN103071686A* 1/1 页 2 1. 一种步进式冷床控制方法， 其特征在于 ： 包括高位、 中位和低位三个工位， 冷床控制 周期的起始工位为中位， 其中 ： 中位 ： 活动梁的顶面与固定梁的顶面齐平 ； 高位 ： 活动梁的顶面高于固定梁的顶面 ； 低位 ： 活动梁的顶面低于固定梁的顶面 ； 冷床的控制周期如下 ： 中位至高位。
4、 ： 启动升降装置， 将活动梁垂直提升并托举工件至高位 ； 向前步进 ： 当活动梁位于高位后， 启动横移装置驱动活动梁向前移动一个步距 ； 高位至低位 ： 升降装置驱动活动梁从高位垂直下降至低位， 且当活动梁的顶面与固定 梁的顶面等高时， 工件被放置在固定梁上 ； 向后步进 ： 当活动梁位于低位后， 启动横移装置驱动活动梁向后移动一个步距 ； 低位至中位 ： 启动升降装置， 将活动梁从低位垂直提升至中位， 与固定梁共同支承工 件， 直至下一个控制周期。 2. 一种适用于如权利要求 1 所述步进式冷床控制方法的步进式冷床， 包括固定梁、 活 动梁、 横移装置和升降装置， 其特征在于 ： 所述升降。
5、装置包括升降导向机构， 所述升降导向 机构包括用于支承所述活动梁的升降座和固定设置在所述活动梁上并与升降座配合的楔 形升降导程曲面， 所述楔形升降导程曲面包括位于两端且倾斜方向相同的升降斜面和位于 两升降斜面之间的中位水平面， 所述活动梁的顶面与所述中位水平面之间的距离等于所述 固定梁的顶面到所述升降座与所述中位水平面之间的配合点 / 面的距离。 3. 根据权利要求 2 所述的步进式冷床， 其特征在于 ： 所述活动梁的底面上间隔地设有 楔形块， 所述楔形升降导程曲面设置在楔形块上。 4. 根据权利要求 3 所述的步进式冷床， 其特征在于 ： 所述升降座上设有升降轮， 所述升 降轮与所述楔形升降。
6、导程曲面滚动配合。 5. 根据权利要求 2-4 任一项所述的步进式冷床， 其特征在于 ： 所述中位水平面与所述 升降斜面之间平滑过渡。 权 利 要 求 书 CN 103071686 A 2 1/6 页 3 步进式冷床及其步进控制方法 技术领域 0001 本发明属于冷却床技术领域， 具体为一种步进式冷床控制方法和适用于该方法的 步进式冷床。 背景技术 0002 中厚板步进式冷床由活动梁、 固定梁、 横移装置和升降装置组成， 活动梁分别在升 降装置和横移装置交替驱动下进行升降和横移， 钢板交替在活动梁和固定梁的顶面上停 留。现有步进式冷床的活动梁有两个升降控制工作位高位和低位 （相对固定梁） ， 。
7、冷床 接料等待时， 活动梁在低位 （台面低于固定梁， 钢板由固定梁支承） ， 其步进控制方式为 ： 升 降装置启动， 活动梁从低位开始提升， 运行一段时间后从固定梁上托起钢板继续提升至高 位 ； 然后横移装置启动， 活动梁在高位托起钢板向前平移一个步距 ； 再启动升降装置， 活动 梁托起钢板从高位下降， 将钢板放置于固定梁上， 并继续下降至低位 ； 再启动横移装置， 活 动梁在低位 （未托钢板） 向后平移一个步距， 回到初始位置， 即完成一个步进周期。 0003 现有的步进式冷床在投产和使用过程中经常发现 ： 热钢板经过冷床冷却、 运出或 接近冷床出口变成冷钢板时， 钢板有时会发生翘曲变形， 。
8、尤其是薄钢板时的变形情况较突 出。现有的步进式冷床及步进控制方法具有以下三点不足 ： 1） 钢板通过冷床的总时间由若干个步进周期和接料等待时间组成， 接料等待时间在总 时间中占较大比例 ； 当冷床处于接料等待工况时， 钢板仅与固定梁接触， 而在步进周期中， 钢板分别与固定梁和活动梁的接触时间是相等的， 因此， 在整个冷却过程中， 钢板与固定梁 接触的总时间更长， 在钢板上造成接触固定梁的区域冷却快， 而接触活动梁的区域冷却慢， 使得钢板在长度方向的冷却不均匀性增加， 从而导致内应力增加和变形增大 ； 2） 固定梁和活动梁的间距为 L， 固定梁和活动梁采用间隔等距布置， 冷床处于接料等待 工况时。
9、 （即低位时） ， 钢板的负荷由间距为L 的固定梁支撑， 其支撑跨距较大， 容易造成钢 板自重引起的下坠变形， 特别是在接料等待时间较长和钢板厚度较薄的情况下， 更易造成 钢板翘曲变形 ； 3） 活动梁的起始位在低位， 此时活动梁位于固定梁下， 当活动梁从低位提升到与固定 梁齐平并托起钢板前的这段运行时间内， 钢板是没有被托起运动的， 导致现有的步进式冷 床以及其步进控制方式中会存在活动梁提升滞后现象。 0004 有鉴于此， 本发明旨在探索一种步进式冷床及其步进控制方法， 该步进式冷床控 制方法能够改善钢板的冷却均匀性， 减小钢板的翘曲变形， 并能够消除活动梁提升滞后现 象。 发明内容 000。
10、5 本发明要解决的技术问题是提出一种步进式冷床控制方法和适用于该控制方法 的步进式冷床， 该步进式冷床控制方法能够改善钢板的冷却均匀性， 减小钢板的翘曲变形， 并能够消除活动梁提升滞后现象。 说 明 书 CN 103071686 A 3 2/6 页 4 0006 要实现上述技术目的， 本发明首先提出了一种步进式冷床控制方法， 包括高位、 中 位和低位三个工位， 且冷床控制周期的起始工位为中位， 其中 ： 中位 ： 活动梁的顶面与固定梁的顶面齐平 ； 高位 ： 活动梁的顶面高于固定梁的顶面 ； 低位 ： 活动梁的顶面低于固定梁的顶面 ； 冷床的控制周期如下 ： 中位至高位 ： 启动升降装置， 将。
11、活动梁垂直提升并托举工件至高位 ； 向前步进 ： 当活动梁位于高位后， 启动横移装置驱动活动梁向前移动一个步距 ； 高位至低位 ： 升降装置驱动活动梁从高位垂直下降至低位， 且当活动梁的顶面与固定 梁的顶面等高时， 工件被放置在固定梁上 ； 向后步进 ： 当活动梁位于低位后， 启动横移装置驱动活动梁向后移动一个步距 ； 低位至中位 ： 启动升降装置， 将活动梁从低位垂直提升至中位， 与固定梁共同支承工 件， 直至下一个控制周期。 0007 本发明还提出了一种适用于如上所述步进式冷床控制方法的步进式冷床， 包括固 定梁、 活动梁、 横移装置和升降装置， 所述升降装置包括升降导向机构， 所述升降导。
12、向机构 包括用于支承所述活动梁的升降座和固定设置在所述活动梁上并与升降座配合的楔形升 降导程曲面， 所述楔形升降导程曲面包括位于两端且倾斜方向相同的升降斜面和位于两升 降斜面之间的中位水平面， 所述活动梁的顶面与所述中位水平面之间的距离等于所述固定 梁的顶面到所述升降座与所述中位水平面之间的配合点 / 面的距离。 0008 进一步， 所述活动梁的底面上间隔地设有楔形块， 所述楔形升降导程曲面设置在 楔形块上。 0009 进一步， 所述升降座上设有升降轮， 所述升降轮与所述楔形升降导程曲面滚动配 合。 0010 进一步， 所述中位水平面与所述升降斜面之间平滑过渡。 0011 本发明的有益效果为 。
13、： 本发明的步进式冷床的步进控制方法， 通过将冷床的步进控制周期设置为起始位、 高 位和低位三个工位， 并将步进控制周期的起始工位设置在中位， 能够使冷床的活动梁和固 定梁在大部分时间内均共同支承工件， 能够有效防止工件在自身重力作用下的翘曲变形， 并能够改善工件的冷却均匀性， 消除活动梁提升滞后现象 ； 通过将冷床步进控制周期的起始位设置在中位， 在接料等待时间以及步进周期的部分 时间段中， 活动梁和固定梁均共同支承工件， 能够减小工件在自身重力作用下的翘曲变形， 并改善其冷却均匀性， 还能够有效消除活动梁提升滞后现象。 0012 本发明的步进式冷床， 通过在升降梁上设置与升降座配合的楔形升。
14、降导程曲面， 并将楔形升降导程曲面设置为位于两端的两个升降斜面和位于两升降斜面之间的中位水 平面， 使得活动梁具有三个工位， 即升降座与中位水平面配合时的中位， 以及升降座分别与 两端升降斜面配合时的高位和低位 ； 通过将活动梁的顶面与中位水平面之间的距离设置为 与固定梁的顶面到升降座与中位水平面之间的配合点 / 面的距离相等， 当升降座与中位水 平面配合时， 活动梁的顶面和固定梁的顶面平齐， 即冷床处于中位工位， 活动梁和固定梁共 同支承工件， 工件的各个支承点之间的距离减小， 能够有效防止工件翘曲变形 ； 说 明 书 CN 103071686 A 4 3/6 页 5 通过设置中位水平面， 。
15、当活动梁在升降装置的作用下托举工件时， 不会造成活动梁与 工件之间的冲击力， 当活动梁从高位下降至低位的过程中， 并将工件放置到固定梁上时， 由 于中位水平面的缓冲导向作用， 工件与固定梁之间也不会造成冲击， 冲击力的减小能够有 效减小工件的翘曲变形， 并减小冷床的运行噪音和增加冷床的使用寿命 ； 通过设置中位水平面， 即使在活动梁回到起始位时有停位误差， 也可避免活动梁由于 误差而托起工件。 附图说明 0013 图 1 为本发明步进式冷床实施例的结构示意图 ； 图 2 为升降楔形块的结构示意图 ； 图 3 为现有步进式冷床在接料等待时的活动梁和固定梁的位置关系示意图 ； 图 4 为本实施例步。
16、进式冷床在接料等待时的活动梁与固定梁的位置关系示意图 ； 图 5 为现有步进式冷床的步进控制周期的过程示意图 ； 图 6 为本发明步进式冷床的步进控制方法的控制过程示意图。 具体实施方式 0014 下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。 0015 如图 1 所示， 为本发明步进式冷床实施例的结构示意图。本实施例的步进式冷床， 包括固定梁、 活动梁、 横移装置和升降装置， 升降装置包括升降导向机构， 升降导向机构包 括用于支承活动梁的升降座2和固定设置在活动梁上并与升降座2配合的楔形升降导程曲 面， 楔形升降导程曲面包括位于升降楔形块 3 两端且倾斜方向相同的升降斜面 3a、 升降斜 面。
17、 3b 和位于两升降斜面 3a、 3b 之间的中位水平面 3c， 活动梁的顶面与中位水平面 3c 之间 的距离等于固定梁的顶面到升降座 2 与所述中位水平面 3c 之间的配合点 / 面的距离。优 选的， 升降座2上设有升降轮4， 升降轮4与楔形升降导程曲面滚动配合， 通过在升降座2上 设置升降轮 4， 能够减小升降座 2 与楔形升降导程曲面之间的摩擦力和摩擦噪音。优选的， 中位水平面3c与升降斜面3a、 3b之间平滑过渡， 运行切换平稳， 能够进一步减少托板冲击。 0016 本实施例的步进式冷床， 通过在升降梁 1 上设置与升降座 2 配合的楔形升降导程 曲面， 并将楔形升降导程曲面设置为位于。
18、两端的两个升降斜面 3a、 3b 和位于两升降斜面之 间的中位水平面 3c， 使得活动梁具有的步进控制周期具有三个工位， 即升降座 2 与中位水 平面 3c 配合时的中位， 以及升降座 2 分别与两端升降斜面 3a、 3b 配合时的高位和低位 ； 通 过将活动梁的顶面与中位水平面之间的距离设置为与固定梁的顶面到升降座 2 与中位水 平面 3c 之间的配合点 / 面的距离相等， 即固定梁的顶面到升降轮 4 的顶点的距离等于活动 梁的顶面到中位水平面的距离， 当升降座 2 与中位水平面 3c 配合时， 活动梁的顶面和固定 梁的顶面平齐， 即冷床处于中位工位， 活动梁和固定梁共同支承工件 5， 工件。
19、 5 的各个支承 点之间的距离减小， 能够有效防止工件翘曲变形。 0017 通过设置中位水平面 3c， 当活动梁在升降装置的作用下托举工件 5 时， 不会造成 活动梁与工件5之间的冲击力， 当活动梁从高位下降至低位的过程中， 并将工件5放置到固 定梁上时， 由于中位水平面的缓冲导向作用， 工件与固定梁之间也不会造成冲击， 冲击力的 减小能够有效减小工件 5 的翘曲变形， 并减小冷床的运行噪音和增加冷床的使用寿命。 说 明 书 CN 103071686 A 5 4/6 页 6 0018 通过设置中位水平面 3c， 即使在活动梁回到起始位时有停位误差， 也可避免活动 梁由于误差而托起工件 5， 保。
20、证冷床的运行平稳性和可靠性。 0019 通过将冷床的步进控制的周期起点设置在活动梁的起始位， 如图 4 所示， 在接料 等待时间以及步进周期的部分时间段中， 活动梁和固定梁均共同支承工件， 能够减小工件 5 在自身重力作用下的翘曲变形， 并改善其冷却均匀性， 还能够有效消除活动梁提升滞后现 象。 0020 作为本实施例技术方案的进一步优化， 活动梁的底面上间隔地设有楔形块 3， 楔形 升降导程曲面设置在楔形块 3 上。能够满足支承活动梁的要求， 且通过设置楔形块 3， 能够 通过改变设置在楔形块 3 的楔形升降导程曲面而改变冷床的动作方式。 0021 作为本实施例技术方案的进一步优化， 固定梁。
21、包括用于放置工件的固定格栅 6、 位 于固定格栅6下方的固定梁主梁7、 用于固定连接固定梁主梁7与固定格栅6的固定梁主柱 8 和位于固定梁主梁 7 下方的固定梁支座 9， 固定梁支座 9 与固定梁主梁 7 固定连接， 固定 梁支座 9 固定安装在基础上， 能够稳固支撑固定梁， 保证固定梁不会移动。 0022 作为本实施例技术方案的进一步优化， 活动梁包括用于托举工件 5 的活动格栅 10、 位于活动格栅 10 下方的步进梁 11、 用于固定连接步进梁 11 与活动格栅 10 的活动梁支 柱 12 和位于步进梁 11 下方的升降梁 1， 升降梁 1 与步进梁 11 之间设有用于步进梁 11 相对。
22、 于升降梁 1 横向移动的横移滚轮 13， 升降梁 1 和步进梁 11 之间设有用于安装横移滚轮 13 的导轨， 横移滚轮 13 安装在导轨内， 使得步进梁 11 可在升降梁 1 上滑动。 0023 作为本实施例技术方案的进一步优化， 升降装置包括升降驱动机构， 升降驱动机 构包括曲柄座 14、 铰接安装在曲柄座 14 上的升降曲柄 15 和用于驱动升降梁 1 移动的连杆 机构， 曲柄座14上设有用于驱动曲柄15旋转的曲柄驱动装置， 本实施例的曲柄驱动装置包 括升降电机和减速器。 0024 优选的， 连杆机构包括升降拉杆 16、 双铰连杆 17、 升降摆杆 18 和固定安装在曲柄 座 14 或。
23、基础上的升降轴轴承座 19， 升降摆杆 18 的两端分别与升降拉杆 16 和双铰连杆 17 铰接连接， 升降拉杆 16 的另一端铰接安装在升降梁 1 上， 双铰连杆 17 的另一端与曲柄 15 铰接连接， 升降摆杆 18 的中部与升降轴轴承座 19 铰接连接， 即升降摆杆 18 与升降轴轴承 座19之间的铰接位置位于升降摆杆18分别与升降拉杆16、 双铰连杆17之间的铰接位置之 间， 本实施例的升降轴轴承座 19 固定设置在曲柄座 14 上。 0025 在曲柄驱动装置的作用下， 驱动曲柄 15 旋转， 进而带动双铰连杆 17、 升降摆杆 18 和升降拉杆 16 移动， 升降拉杆 16 拉动升降。
24、梁 1 移动， 使得升降座 2 与设置在升降楔形块 3 上的楔形升降导程曲面的不同位置配合， 并驱动升降梁 1 上下运动。且当活动梁位于高位 和低位时， 曲柄 15 与双铰连杆 17 之间正好位于机械死点位置， 即双铰连杆 17 的轴线延长 线与曲柄 15 转轴轴线相交。 0026 作为本实施例技术方案的进一步优化， 横移装置包括横移驱动机构和横移连杆机 构。 0027 横移驱动机构包括齿轮座 20、 旋转配合安装在齿轮座 20 上的齿轮 21、 与齿轮 21 啮合的齿条22和用于限定齿条22运动方向的导向机构， 齿轮座20上设有用于驱动齿轮21 旋转的齿轮驱动装置， 本实施例的齿轮驱动装置为。
25、设置在齿轮座 20 上的横移电机。 0028 横移连杆机构包括横移摆杆 23、 横移连杆 24、 横移轴承座 25 和与齿条 22 铰接连 说 明 书 CN 103071686 A 6 5/6 页 7 接的齿条推杆 26， 横移摆杆 23 的两端分别与横移连杆 24 和横移轴承座 25 铰接连接， 横移 连杆 24 的另一端与步进梁 11 铰接连接， 齿条推杆 26 的另一端与横移摆杆 23 的中部铰接 连接， 即横移摆杆 23 与齿条摆杆 26 的铰接位置位于横移摆杆 23 分别与横移连杆 24、 横移 轴承座 25 的铰接位置之间。 0029 在齿轮驱动装置的作用下， 通过齿轮 21 和齿。
26、条 22 之间的啮合， 驱动齿条 22 移动， 并带动齿条推杆 26 移动， 进一步带动横移摆杆 23 旋转和横移连杆 24 移动， 横移连杆 24 拉 动步进梁 11 在升降梁 1 上前后移动， 且在横移连杆 24 的拉力或推力作用下， 当升降梁 1 在 升降装置的作用下运动的过程中， 步进梁 11 不会随着升降梁 1 前后移动。 0030 优选的， 导向机构包括导向座 27、 旋转配合安装在导向座 27 上的两个导向轮 28 和长度长于齿条 22 的齿条杆 29， 齿条 22 固定安装在齿条杆 29 上或与齿条杆 29 设置为一 体， 本实施例的齿条 22 与齿条杆 29 设置为一体， 两。
27、个导向轮 28 分别与齿条杆 29 的光滑段 的上下表面滚动配合， 本实施例的齿条推杆26铰接安装在齿条杆29上， 通过采用该导向机 构， 不仅能够限定齿条 22 的运动方向， 而且能够减小摩擦阻力和摩擦噪音。 0031 下面结合上述步进式冷床对本发明的冷床步进控制方法的具体实施方式作详细 说明。 0032 如图 6 所示， 为本发明步进式冷床的步进控制方法的控制过程示意图。本实施例 的冷床步进控制方法， 包括高位、 中位和低位三个工位， 且冷床控制周期的起始工位为中 位， 其中 ： 中位 ： 活动梁的顶面与固定梁的顶面齐平 ； 高位 ： 活动梁的顶面高于固定梁的顶面 ； 低位 ： 活动梁的顶。
28、面低于固定梁的顶面 ； 且冷床控制周期的起始工位为中位， 冷床的控制周期如下 ： 中位至高位 ： 启动升降装置， 将活动梁垂直提升并托举工件 5 至高位 ； 向前步进 ： 当活动梁位于高位后， 启动横移装置驱动活动梁向前移动一个步距 ； 高位至低位 ： 升降装置驱动活动梁从高位垂直下降至低位， 且当活动梁的顶面与固定 梁的顶面等高时， 工件 5 被放置在固定梁上 ； 向后步进 ： 当活动梁位于低位后， 启动横移装置驱动活动梁向后移动一个步距 ； 低位至中位 ： 启动升降装置， 将活动梁从低位垂直提升至中位， 与固定梁共同支承工 件， 直至下一个控制周期。 0033 本实施例中， 当冷床处于起始。
29、位时， 升降座 2 与中位水平面 3c 配合 ； 当冷床处理高位时， 升降座 2 与升降斜面 3a 的最低点配合 ； 当冷床处理低位时， 升降座 2 与升降斜面 3b 的最高点配合。 0034 本实施例的步进式冷床的步进控制方法， 通过将冷床的步进控制周期设置为起始 位、 高位和低位三个工位， 并将步进控制周期的起点设置在起始位， 能够使冷床的活动梁和 固定梁在大部分时间内均共同支承工件 5， 能够有效防止工件 5 在自身重力作用下的翘曲 变形， 并能够改善工件的冷却均匀性， 消除活动梁提升滞后现象。 0035 通过将冷床步进控制周期的起始位设置在中位， 在接料等待时间以及步进周期的 部分时间。
30、段中， 活动梁和固定梁均共同支承工件 5， 能够减小工件 5 在自身重力作用下的翘 曲变形， 并改善其冷却均匀性， 还能够有效消除活动梁提升滞后现象。 说 明 书 CN 103071686 A 7 6/6 页 8 0036 最后说明的是， 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制， 尽管参照较 佳实施例对本发明进行了详细说明， 本领域的普通技术人员应当理解， 可以对本发明的技 术方案进行修改或者等同替换， 而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围， 其均应涵盖在本 发明的权利要求范围当中。 说 明 书 CN 103071686 A 8 1/4 页 9 图 1 说 明 书 附 图 CN 103071686 A 9 2/4 页 10 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103071686 A 10 3/4 页 11 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 103071686 A 11 4/4 页 12 图 6 说 明 书 附 图 CN 103071686 A 12 。