軋機(jī)傳動(dòng)軸定位方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種軋機(jī)傳動(dòng)軸定位方法及系統(tǒng)。其中，所述傳動(dòng)軸由電機(jī)通過(guò)齒輪箱來(lái)驅(qū)動(dòng)，該方法包括：檢測(cè)所述電機(jī)轉(zhuǎn)子軸的當(dāng)前角度值；根據(jù)預(yù)先確定的定位角度和所述當(dāng)前角度值計(jì)算角度差；以及根據(jù)所述角度差，控制所述電機(jī)運(yùn)行，以使得所述角度差小于預(yù)定閾值，且所述電機(jī)在所述角度差小于預(yù)定閾值時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)本發(fā)明，根據(jù)預(yù)先確定的定位角度和當(dāng)前角度值實(shí)時(shí)計(jì)算角度差，當(dāng)該角度差小于預(yù)定閾值時(shí)即可確定定位完成，實(shí)現(xiàn)了可控的和自動(dòng)的軋機(jī)傳動(dòng)軸定位，并且定位準(zhǔn)確、效率高。
【專利說(shuō)明】乳機(jī)傳動(dòng)軸定位方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼鐵制造領(lǐng)域，具體地，涉及一種軋機(jī)傳動(dòng)軸定位方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]軋機(jī)的工作輥在完成一定長(zhǎng)度的帶鋼軋制后，或帶鋼表面質(zhì)量不好，以及因斷帶而損壞輥面等原因時(shí)，都需要對(duì)工作輥進(jìn)行換輥操作。為保證新的工作輥扁頭能夠準(zhǔn)確地插入到主傳動(dòng)軸的凹槽中，在抽出舊工作輥之前，必須對(duì)傳動(dòng)軸的軸頭位置進(jìn)行定位。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)軋機(jī)傳動(dòng)軸定位大都采取人工的方式。在具體操作時(shí)，根據(jù)上、下傳動(dòng)軸凹槽的具體位置，用特制的工具對(duì)欲裝入的工作輥扁頭進(jìn)行手動(dòng)定位。由于全靠操作人員對(duì)傳動(dòng)軸凹槽位置的觀察來(lái)調(diào)整上下工作輥的扁頭位置，故存在諸多問(wèn)題及安全隱患，如效率低、工作強(qiáng)度大以及安全性差等。
[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，目前尚無(wú)良好解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種軋機(jī)傳動(dòng)軸定位方法及系統(tǒng)，來(lái)對(duì)軋機(jī)傳動(dòng)軸進(jìn)行可控或自動(dòng)定位，從而便于工作輥的更換。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了 一種軋機(jī)傳動(dòng)軸定位方法，其中，所述傳動(dòng)軸由電機(jī)通過(guò)齒輪箱來(lái)驅(qū)動(dòng)，該方法包括:檢測(cè)所述電機(jī)轉(zhuǎn)子軸的當(dāng)前角度值；根據(jù)預(yù)先確定的定位角度和所述當(dāng)前角度值計(jì)算角度差；以及根據(jù)所述角度差，控制所述電機(jī)運(yùn)行，以使得所述角度差小于預(yù)定閾值，且所述電機(jī)在所述角度差小于預(yù)定閾值時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0007]進(jìn)一步地，該方法還包括:根據(jù)所述角度差設(shè)置所述電機(jī)轉(zhuǎn)子軸的當(dāng)前速度值，其中，所述當(dāng)前速度值正比于所述角度差，以及當(dāng)所述角度差小于所述預(yù)定閾值時(shí)所述當(dāng)前速度值為零。
[0008]進(jìn)一步地，使用絕對(duì)值脈沖編碼器來(lái)檢測(cè)所述電機(jī)轉(zhuǎn)子軸的當(dāng)前角度值。
[0009]進(jìn)一步地，根據(jù)所述角度差控制所述電機(jī)運(yùn)行包括:使用增量脈沖編碼器來(lái)檢測(cè)所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的當(dāng)前速度值；以及根據(jù)增量脈沖編碼器的當(dāng)前脈沖數(shù)以及所述角度差，計(jì)算參考脈沖數(shù)，其中所述增量編碼器將所述角度差轉(zhuǎn)換為與所述角度差相對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)；以及計(jì)算所述增量脈沖編碼器的當(dāng)前脈沖數(shù)與所述參考脈沖數(shù)之間的偏差，控制所述當(dāng)前速度值正比于所述偏差而減小至零。
[0010]進(jìn)一步地,其中所述角度差為絕對(duì)值角度差。
[0011]進(jìn)一步地,其中所述絕對(duì)值角度差為3度。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種軋機(jī)傳動(dòng)軸定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:增量脈沖編碼器，被配置成檢測(cè)所述電機(jī)轉(zhuǎn)子軸的當(dāng)前速度值；絕對(duì)值脈沖編碼器，被配置成檢測(cè)所述電機(jī)轉(zhuǎn)子軸的當(dāng)前角度值；以及傳動(dòng)控制器，被配置成根據(jù)預(yù)先確定的定位角度和所述當(dāng)前角度值計(jì)算角度差并控制所述電機(jī)運(yùn)行，以使得當(dāng)所述角度差小于預(yù)定閾值時(shí)，所述當(dāng)前速度值為零。
[0013]通過(guò)上述技術(shù)方案，根據(jù)預(yù)先確定的定位角度和當(dāng)前角度值實(shí)時(shí)計(jì)算角度差，當(dāng)該角度差小于預(yù)定閾值時(shí)即可確定定位完成，實(shí)現(xiàn)了可控的和自動(dòng)的軋機(jī)傳動(dòng)軸定位，并且定位準(zhǔn)確、效率高。
[0014]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說(shuō)明。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]附圖是用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0016]圖1是根據(jù)本發(fā)明的軋機(jī)傳動(dòng)軸定位方法流程圖；
[0017]圖2是根據(jù)本發(fā)明的軋機(jī)傳動(dòng)軸定位系統(tǒng)示意圖；以及
[0018]圖3是根據(jù)本發(fā)明的軋機(jī)傳動(dòng)軸定位系統(tǒng)示例性示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0020]現(xiàn)有技術(shù)中，由于全靠操作人員對(duì)傳動(dòng)軸凹槽位置的觀察來(lái)調(diào)整上下工作輥的扁頭位置，故存在以下問(wèn)題及隱患:
[0021]受操作人員的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際操作方法和環(huán)境限制，對(duì)軋機(jī)傳動(dòng)軸進(jìn)行定位時(shí)常常會(huì)出現(xiàn)較大的定位誤差。即，傳動(dòng)軸軸頭與工作輥扁頭之間的角度偏移誤差較大。而較大的定位誤差將會(huì)造成工作棍無(wú)法順利插入到傳動(dòng)軸凹槽中，甚至造成工作棍扁頭卡在傳動(dòng)軸凹槽中無(wú)法拖出的情況。這樣，在實(shí)際操作中，往往需要經(jīng)過(guò)工作輥插入、抽出、調(diào)整、再插入往復(fù)幾次操作方可完成，甚至需要人員到軋機(jī)傳動(dòng)側(cè)的上、下傳動(dòng)軸處進(jìn)行確認(rèn)。增加了機(jī)組換輥時(shí)間和操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。
[0022]另外，現(xiàn)有技術(shù)中的這種定位方式還存在嚴(yán)重的安全隱患。為調(diào)整工作輥扁頭的位置，需要一特殊叉具，該特制叉具由鋼管切割為工作輥扁頭形狀的鐵板焊接而成，做工非常粗糙。加之換輥車空間狹小、機(jī)架區(qū)域油污較重，操作人員在調(diào)整上下工作輥扁頭位置時(shí)，極易發(fā)生打滑、卡阻、人員跌倒、擠壓等危險(xiǎn)，對(duì)操作人員的人身安全帶來(lái)極大的隱患。
[0023]因此，為了適應(yīng)機(jī)組產(chǎn)量提升的要求，縮短每次換輥時(shí)間，同時(shí)保障操作人員的人身安全，消除安全隱患及危險(xiǎn)源點(diǎn)，鑒于設(shè)備的實(shí)際情況提出本發(fā)明。
[0024]圖1是根據(jù)本發(fā)明的軋機(jī)傳動(dòng)軸定位方法流程圖。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的一種軋機(jī)傳動(dòng)軸定位方法，其中，所述傳動(dòng)軸由電機(jī)通過(guò)齒輪箱來(lái)驅(qū)動(dòng)，該方法可以包括:S101，檢測(cè)所述電機(jī)轉(zhuǎn)子軸的當(dāng)前角度值；S102，根據(jù)預(yù)先確定的定位角度和所述當(dāng)前角度值計(jì)算角度差；以及S103，根據(jù)所述角度差，控制所述電機(jī)運(yùn)行，以使得所述角度差小于預(yù)定閾值，且所述電機(jī)在所述角度差小于預(yù)定閾值時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0025]通過(guò)上述技術(shù)方案，根據(jù)預(yù)先確定的定位角度和當(dāng)前角度值實(shí)時(shí)計(jì)算角度差，當(dāng)該角度差小于預(yù)定閾值時(shí)即可確定定位完成，實(shí)現(xiàn)了可控的和自動(dòng)的軋機(jī)傳動(dòng)軸定位，并且定位準(zhǔn)確、效率高。
[0026]根據(jù)工作輥換輥的技術(shù)要求，當(dāng)定位角度和當(dāng)前角度值的角度差在±3度范圍內(nèi)時(shí)，就可進(jìn)行換輥操作。因此，本發(fā)明的方法中的角度差可以為±3或更小，以滿足工作輥換輥的技術(shù)要求。
[0027]優(yōu)選地，角度差可以取其絕對(duì)值，以更直觀地反映當(dāng)前角度值與定位角度的差別，便于程序編制和理解。另外，由于電機(jī)轉(zhuǎn)子軸與軋機(jī)傳動(dòng)軸通過(guò)齒輪箱相連接，具有固定的傳動(dòng)比。因此，軋機(jī)傳動(dòng)軸的角度和電機(jī)轉(zhuǎn)子軸的角度可以很容易的相互轉(zhuǎn)換。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)預(yù)先確定的軋機(jī)傳動(dòng)軸的定位角度，可以知道與該定位角度相對(duì)應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)子軸的定位角度。
[0028]在方法的使用中，優(yōu)選地，可以使電機(jī)轉(zhuǎn)子軸的速度隨角度差的減小而減小。SP，當(dāng)角度差較大時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)子軸采用較大的速度以更快的減小角度差；而當(dāng)角度差減小逐漸接近預(yù)定閾值時(shí)，可以使電機(jī)轉(zhuǎn)子軸的速度隨之逐漸減小以便于控制，避免過(guò)調(diào)。為了實(shí)現(xiàn)這樣的效果，可以采用脈沖數(shù)/速度的線性插入函數(shù)得到速度值的方法，根據(jù)角度差實(shí)時(shí)調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)子軸的速度。在一個(gè)實(shí)施方式中，首先計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)子當(dāng)前角度值與定位參考角度值之間的偏差(即，角度差)，通過(guò)對(duì)該偏差進(jìn)行換算得到定位所需的脈沖數(shù)，該變差的正負(fù)決定了傳動(dòng)軸軸頭定位時(shí)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。然后，利用線性內(nèi)插法函數(shù)發(fā)生器，依據(jù)脈沖數(shù)絕對(duì)值的大小給出一個(gè)定位速度增益系數(shù)K，電機(jī)的定位速度乘以增益系數(shù)K得到定位速度參考值，該速度值隨著脈沖數(shù)偏差的減少而減少至零。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的方法還可以包括:根據(jù)所述角度差設(shè)置所述電機(jī)轉(zhuǎn)子軸的當(dāng)前速度值，其中，所述當(dāng)前速度值正比于所述角度差，以及當(dāng)所述角度差小于所述預(yù)定閾值時(shí)所述當(dāng)前速度值為零。其中角度差為絕對(duì)值量時(shí)，根據(jù)該絕對(duì)值量對(duì)當(dāng)前速度值進(jìn)行設(shè)置，當(dāng)角度差為實(shí)數(shù)值時(shí)，可以先取該實(shí)數(shù)值的絕對(duì)值，再根據(jù)取得的絕對(duì)值量對(duì)該當(dāng)前速度值進(jìn)行設(shè)置。這時(shí)，電機(jī)旋轉(zhuǎn)(或速度)的方向可由實(shí)數(shù)的符號(hào)來(lái)決定。例如，如果是正實(shí)數(shù)，則電機(jī)正方向(如，順時(shí)針)旋轉(zhuǎn)；如果是負(fù)實(shí)數(shù)，則電機(jī)反方向(如，逆時(shí)針)旋轉(zhuǎn)。
[0029]在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，可以使用絕對(duì)值脈沖編碼器來(lái)檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸的當(dāng)前角度值，使用增量脈沖編碼器來(lái)檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸的當(dāng)前速度值；脈沖計(jì)數(shù)器分別對(duì)絕對(duì)值脈沖編碼器和增量脈沖編碼器的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)；控制元件從脈沖計(jì)數(shù)器獲得計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)，并根據(jù)所獲得的增量脈沖編碼器的當(dāng)前脈沖數(shù)，以及當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)子軸的角度值和預(yù)先確定的軸頭定位所需電機(jī)轉(zhuǎn)子軸角度值，計(jì)算軸頭定位所需的參考脈沖數(shù)，其中所述增量編碼器將所述角度差轉(zhuǎn)換為與所述角度差相對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)?？刂圃锌梢园刂瞥绦颍詫?shí)時(shí)計(jì)算當(dāng)前增量脈沖編碼器的脈沖數(shù)與該參考脈沖數(shù)之間的偏差(或偏差脈沖數(shù))，控制當(dāng)前速度正比于所述偏差并隨著該偏差的減少而減小至零。其中，當(dāng)前速度的大小可以通過(guò)增量脈沖編碼器的脈沖數(shù)的大小來(lái)確定，控制元件可以根據(jù)增量脈沖編碼器的脈沖數(shù)來(lái)控制所述電機(jī)轉(zhuǎn)子軸運(yùn)行。當(dāng)所述偏差下降到預(yù)先確定的范圍內(nèi)時(shí)，即可確定對(duì)軋機(jī)傳動(dòng)軸的定位完成，可進(jìn)行換輥等下一步操作。需要說(shuō)明的是，脈沖計(jì)數(shù)器可以是單獨(dú)的元件，也可以與在控制元件相結(jié)合。作為舉例的控制元件可以包括工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、邏輯可編程控制
-nfrO
[0030]圖2是根據(jù)本發(fā)明的軋機(jī)傳動(dòng)軸定位系統(tǒng)示意圖。如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的軋機(jī)傳動(dòng)軸定位系統(tǒng)，包括:增量脈沖編碼器201，被配置成檢測(cè)所述電機(jī)200轉(zhuǎn)子軸的當(dāng)前速度值；絕對(duì)值脈沖編碼器202，被配置成檢測(cè)所述電機(jī)200轉(zhuǎn)子軸的當(dāng)前角度值；以及傳動(dòng)控制器203，被配置成根據(jù)預(yù)先確定的定位角度和所述當(dāng)前角度值計(jì)算角度差并控制所述電機(jī)200運(yùn)行，其中，當(dāng)所述角度差小于預(yù)定閾值時(shí)，所述當(dāng)前速度值為零。其中，傳動(dòng)控制器203可以具有接收反饋參數(shù)、參數(shù)計(jì)算以及輸入傳動(dòng)控制信號(hào)的功能。傳動(dòng)控制器203可以是單獨(dú)的裝置，也可以是多個(gè)裝置組成的設(shè)備。
[0031]圖3是根據(jù)本發(fā)明的軋機(jī)傳動(dòng)軸定位系統(tǒng)示例性示意圖。如圖3所示，在一種實(shí)施方式中，軋機(jī)傳動(dòng)軸定位系統(tǒng)包括:操作箱301、控制器302、傳動(dòng)柜303、增量脈沖編碼器201、絕對(duì)值脈沖編碼器202、電機(jī)200、聯(lián)軸器304、齒輪箱305、傳動(dòng)軸306以及工作輥307。在該系統(tǒng)中，通過(guò)操作箱301發(fā)出控制指令或程序選擇指令，以使控制器302進(jìn)入軋機(jī)傳動(dòng)軸的定位狀態(tài)，控制器302使用根據(jù)本發(fā)明的定位方法控制傳動(dòng)柜303以控制電機(jī)200運(yùn)行。與電機(jī)200相連接的增量脈沖編碼器201和絕對(duì)值脈沖編碼器202實(shí)時(shí)記錄電機(jī)200的運(yùn)行狀態(tài)，并將脈沖信號(hào)發(fā)送至傳動(dòng)柜303。傳動(dòng)柜303將接收到的脈沖信號(hào)發(fā)送至控制器302實(shí)現(xiàn)反饋控制。控制器302控制電機(jī)200當(dāng)前速度值，當(dāng)角度差小于預(yù)定閾值時(shí)，當(dāng)前速度值為零，完成軋機(jī)傳動(dòng)軸的定位，并將定位執(zhí)行及完成信號(hào)在操作箱301上顯示。
[0032]以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0033]另外需要說(shuō)明的是，在上述【具體實(shí)施方式】中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。
[0034]此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開(kāi)的內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種軋機(jī)傳動(dòng)軸定位方法,其中，所述傳動(dòng)軸由電機(jī)通過(guò)齒輪箱來(lái)驅(qū)動(dòng)，該方法包括: 檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸的當(dāng)前角度值； 根據(jù)預(yù)先確定的定位角度和所述當(dāng)前角度值計(jì)算角度差；以及根據(jù)所述角度差，控制所述電機(jī)運(yùn)行，以使得所述角度差小于預(yù)定閾值，且所述電機(jī)在所述角度差小于預(yù)定閾值時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述控制所述電機(jī)運(yùn)行包括: 根據(jù)所述角度差設(shè)置所述電機(jī)轉(zhuǎn)子軸的當(dāng)前速度值，其中，所述當(dāng)前速度值正比于所述角度差。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，使用絕對(duì)值脈沖編碼器來(lái)檢測(cè)所述電機(jī)轉(zhuǎn)子軸的當(dāng)前角度值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，根據(jù)所述角度差控制所述電機(jī)運(yùn)行包括: 使用增量脈沖編碼器來(lái)檢測(cè)所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的當(dāng)前速度值；以及根據(jù)所述增量脈沖編碼器的當(dāng)前脈沖數(shù)以及所述角度差，計(jì)算參考脈沖數(shù)，其中所述增量編碼器將所述角度差轉(zhuǎn)換為與所述角度差相對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)；以及 計(jì)算所述增量脈沖編碼器的當(dāng)前脈沖數(shù)與所述參考脈沖數(shù)之間的偏差，控制所述當(dāng)前速度值正比于所述偏差而減小至零。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中所述角度差為絕對(duì)值角度差。
6.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述絕對(duì)值角度差為3度。
7.—種軋機(jī)傳動(dòng)軸定位系統(tǒng),該系統(tǒng)包括: 增量脈沖編碼器，被配置成檢測(cè)所述電機(jī)轉(zhuǎn)子軸的當(dāng)前速度值； 絕對(duì)值脈沖編碼器，被配置成檢測(cè)所述電機(jī)轉(zhuǎn)子軸的當(dāng)前角度值；以及傳動(dòng)控制器，被配置成根據(jù)預(yù)先確定的定位角度和所述當(dāng)前角度值計(jì)算角度差并控制所述電機(jī)運(yùn)行，以使得當(dāng)所述角度差小于預(yù)定閾值時(shí)，所述當(dāng)前速度值為零。
【文檔編號(hào)】B21B35/14GK103861871SQ201210535673
【公開(kāi)日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月12日
【發(fā)明者】劉 東 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼釩有限公司