專利名稱：寬厚金屬板材矯直機彎輥補償方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬板材矯直的板形控制領(lǐng)域，尤其涉及一種寬厚金屬板材多輥矯直的輥縫形狀控制方法。
背景技術(shù)：
寬厚金屬板材的矯直，一般米用多棍矯直機。以鋼材質(zhì)的寬厚板為例，可米用5輥、7輥、9輥、11輥等矯直模式。無論以何種方式完成矯直，究其根本都是通過寬厚板在矯直機輥縫中的反復(fù)彎曲達(dá)到矯直目的，即矯直后金屬板材平直。由此可知，矯直機是通過消除寬厚板內(nèi)部殘余應(yīng)力而達(dá)到改善板形的目的，而不是通過明顯的尺寸變化來改善板形。目前，世界上鋼板矯直機設(shè)計均采用多輥模式，如圖I所示，即通過金屬板材I在 上下兩排矯直輥2組成的輥縫中實現(xiàn)反復(fù)彎曲以達(dá)到矯直鋼板的目的。在鋼板矯直的實際板形控制中，彎輥、擺動、傾斜、單輥位置調(diào)整等都是有效的板形控制手段，板形控制手段是根據(jù)要求，改變鋼板不同位置、不同階段的彎曲程度，從而調(diào)整輥縫和矯直后鋼板的延伸。針對寬厚板矯直過程而言，鋼板變形導(dǎo)致矯直機產(chǎn)生撓度，改變了矯直輥縫，相當(dāng)于在矯直過程中對鋼板施加了負(fù)彎，嚴(yán)重影響鋼板的矯直效果，尤其是在矯直力產(chǎn)生波動的情況下。在現(xiàn)有技術(shù)中一般采用固定正彎輥量補償矯直機變形，其中補償量的確定是通過相當(dāng)復(fù)雜的有限元方法預(yù)先計算的，計算時間較長，而且矯直過程中的實際輥縫變化沒有進行動態(tài)補償。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種寬厚金屬板材矯直機彎輥補償方法，使冷矯直機的輥縫控制不受來料狀態(tài)變化的影響，從而保證矯直后的板形指標(biāo)，有效提高了矯直效果。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的一種寬厚金屬板材矯直機彎輥補償方法，包括以下步驟 步驟一、確定矯直機的橫梁撓度模型，先測量取得矯直機的橫梁參數(shù)，然后根據(jù)材料力
學(xué)中梁撓度的計算方法，得到如公式I的橫梁撓度模型，
I = ^/{/f~ fm.~ fpw2 ~ fp)(I)
式中，/為橫梁撓度；
Kf為補償系數(shù)，由經(jīng)驗取得；
Sf為支反力F所廣生的接度；
fFwl為靠近矯直機中心的液壓缸彎棍力Ki產(chǎn)生的撓度；
Λμ為遠(yuǎn)離矯直機中心的液壓缸彎輥力Pw2產(chǎn)生的撓度；
Λ為矯直力P所產(chǎn)生的撓度；步驟二、收集被矯直金屬板材的參數(shù)，根據(jù)被矯直金屬板材的參數(shù)利用機器自帶的在線模型計算出矯直力設(shè)定值/、支反力設(shè)定值纊、靠近矯直機中心的液壓缸彎輥力設(shè)定值
Ai1和遠(yuǎn)離矯直機中心的液壓缸彎輥力設(shè)定值A(chǔ)t2，并根據(jù)公式I計算得到初始上橫梁撓度 和初始下橫梁撓度，在彎輥模型中增加相應(yīng)的補償量進行補償；
步驟三、由油壓傳感器獲得油壓計算得到矯直力實測值支反力實測值P、靠近矯直機中心的液壓缸彎輥力實測值S1和遠(yuǎn)離矯直機中心的液壓缸彎輥力實測值K2;
步驟四、計算得到設(shè)定值與實測值的差值，將差值代入公式1，并分別結(jié)合上、下橫梁的參數(shù)計算得到上橫梁撓度修正值44和下橫梁撓度修正值Δ/τ ,在彎輥模型中增加相應(yīng)的修正量進行補償。所述步驟一中，補償系數(shù)的取值范圍為I. 15^1. 5。該補償方法還包括設(shè)定輥縫補償模型，設(shè)定輥縫補償模型為g = KL· +*τ/τ·，g為輥縫撓度補償值，Λ為上橫梁撓度，Zr為下橫梁撓度，K' At為調(diào)整系數(shù)，通過經(jīng)驗取
得；上下彎輥為對稱彎輥，則有上下彎輥補償量分別為。所述的調(diào)整系數(shù).ty ky的取值范圍為Cl. 3。本發(fā)明中寬厚金屬板材矯直機彎輥補償方法首先對矯直機變形模型以及工藝模型計算得到的矯直力，確定鋼板矯直時有載輥縫的變化情況，并在彎輥模型中增加相應(yīng)的補償量；然后根據(jù)實際矯直力的波動，再一次結(jié)合矯直機變形模型，在矯直機控制系統(tǒng)中增加相應(yīng)的修正控制，確定了矯直機有載輥縫的變化，使矯直機的輥縫控制不受來料狀態(tài)變化的影響，從而保證矯直后的板形指標(biāo)，有效提高了矯直效果。


圖I為金屬板材矯直機矯直方式不意 圖2為金屬板材矯直機結(jié)構(gòu)意圖； 圖3為矯直機的上、下橫梁受力示意 圖4為矯直機的上橫梁簡化示意 圖5為矯直機的下橫梁簡化示意圖。圖中1金屬板材、2矯直棍、3機架、4棍系、5斜楔裝置、6壓力框架、7上橫梁、8下橫梁。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明表述的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
實施例I
金屬板材在矯直機上承受矯直力后，矯直機勢必產(chǎn)生變形，這種變形稱之為矯直機撓度。如圖2所示，在不考慮機架3時，矯直機結(jié)構(gòu)可分為上下兩部分，其承受矯直力的部件包括由工作輥和支承輥組成的輥系4、斜楔裝置5、壓力框架6、上橫梁7和下橫梁8?？紤]到各部分具體功能要求和結(jié)構(gòu)形式，在這個系統(tǒng)中上橫梁7和下橫梁8是承受矯直力的最終部件，由于其剛度遠(yuǎn)大于其它部件，故輥縫撓度主要成分為上橫梁7和下橫梁8的撓度。一種寬厚金屬板材矯直機彎輥補償方法，包括以下步驟
步驟一、確定矯直機的橫梁撓度模型，先測量取得矯直機的橫梁參數(shù)，然后根據(jù)材料力學(xué)中梁撓度的計算方法，得到如公式I的橫梁撓度模型，
權(quán)利要求
1.一種寬厚金屬板材矯直機彎輥補償方法，其特征是，包括以下步驟 步驟一、確定矯直機的橫梁撓度模型，先測量取得矯直機的橫梁參數(shù)，然后根據(jù)材料力學(xué)中梁撓度的計算方法，得到如公式I的橫梁撓度模型， / =ZfwI ~ fpw2 ~ fp)(I) 式中，/為橫梁撓度；為補償系數(shù)，I/由經(jīng)驗取得； JV為支反力i 所產(chǎn)生的撓度； Ui為靠近矯直機中心的液壓缸彎輥力Fwl產(chǎn)生的撓度； /&2為遠(yuǎn)離矯直機中心的液壓缸彎輥力Pw3產(chǎn)生的撓度； Λ為矯直力所產(chǎn)生的撓度； 步驟二、收集被矯直金屬板材的參數(shù)，根據(jù)被矯直金屬板材的參數(shù)利用機器自帶的在線模型計算出矯直力設(shè)定值/、支反力設(shè)定值^、靠近矯直機中心的液壓缸彎輥力設(shè)定值 和遠(yuǎn)離矯直機中心的液壓缸彎輥力設(shè)定值，并根據(jù)公式I計算得到初始上橫梁撓度 和初始下橫梁撓度/;，在彎輥模型中增加相應(yīng)的補償量進行補償； 步驟三、由油壓傳感器獲得油壓計算得到矯直力實測值/、支反力實測值P、靠近矯直機中心的液壓缸彎輥力實測值S1和遠(yuǎn)離矯直機中心的液壓缸彎輥力實測值K2; 步驟四、計算得到設(shè)定值與實測值的差值，將差值代入公式1，并分別結(jié)合上、下橫梁的參數(shù)計算得到上橫梁撓度修正值44和下橫梁撓度修正值4/τ ,在彎輥模型中增加相應(yīng)的修正量進行補償。
2.如權(quán)利要求I所述的寬厚金屬板材矯直機彎輥補償方法，其特征是所述步驟一中，補償系數(shù)的取值范圍為I. 15^1. 5。
3.如權(quán)利要求I或2所述的寬厚金屬板材矯直機彎輥補償方法，其特征是該補償方法還包括設(shè)定輥縫補償模型，設(shè)定輥縫補償模型為Z = KSi +*T/r , g為輥縫撓度補償值，Λ為上橫梁撓度，/t為下橫梁撓度，K、At為調(diào)整系數(shù)，通過經(jīng)驗取得；上下彎輥為對稱彎輥，則有上下彎輥補償量分別為5^2。
4.如權(quán)利要求3所述的寬厚金屬板材矯直機彎輥補償方法，其特征是所述的調(diào)整系數(shù)的取值范圍為Cl. 3。
全文摘要
本發(fā)明涉及金屬板材矯直的板形控制領(lǐng)域，尤其涉及一種寬厚金屬板材多輥矯直的輥縫形狀控制方法。一種寬厚金屬板材矯直機彎輥補償方法，先確定矯直機的橫梁撓度模型，然后收集被矯直金屬板材的參數(shù)，計算得到初始上橫梁撓度和初始下橫梁撓度，在彎輥模型中增加相應(yīng)的補償量進行補償；在通過油壓傳感器獲得油壓計算得到各個參數(shù)實測值，計算參數(shù)差值并分別結(jié)合上、下橫梁的參數(shù)計算得到上橫梁撓度修正值和下橫梁撓度修正值，在彎輥模型中增加相應(yīng)的修正量進行補償。本發(fā)明中在矯直機控制系統(tǒng)中增加相應(yīng)的修正控制，確定了矯直機有載輥縫的變化，使矯直機的輥縫控制不受來料狀態(tài)變化的影響，從而保證矯直后的板形指標(biāo)，有效提高了矯直效果。
文檔編號B21D1/02GK102784814SQ20111012992
公開日2012年11月21日 申請日期2011年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月19日
發(fā)明者劉飛, 李山青, 王英杰, 王英睿 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司