[发明专利]一种用于板带轧制的自动上卷装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及板带轧制自动控制技术领域，具体涉及一种用于板带轧制的自动上卷装置及其使用方法。

背景技术

在板带轧制的生产过程中，无论是冷轧作业还是平整作业，都需要有上卷过程。所谓上卷过程是指将带钢卷通过上卷装置运送至开卷机卷筒上的过程。

随着生产线速度的提升、生产效率的提高、以及人工成本的不断增加，自动上卷越来越受到重视。自动上卷技术能提高整个生产线的效率，同时显著减少人为事故，减少工人数量，从而达到降本增产的目的。

自动上卷技术的关键技术点是测量卷径并使钢卷中心与开卷机卷筒中心对齐，即“测径定心”，此外卷径还与机组设定的开卷机张力联系紧密，因此，对卷径的精确测量十分重要。

目前传统的“测径定心”的方法多是采用对射式光电开关配合激光测距传感器来实现的，由升降油缸内传感器控制高度实现定心，其缺点是：测量的过程复杂，往往需要上卷小车移动到某一个位置后上升到一定高度才能测量出卷径；而且检测元件全部暴露在外界，容易受到干扰；再者测径装置为外置机构，占据一定的空间，对于钢卷的调运作业会有影响。此外，也有其他的自动上卷技术是通过控制卷筒内圈与开卷机卷筒的间隙来实现，其使用方法虽然相对简单，但是不具备测径的功能。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术中人工上卷效率低；现有自动上卷过程复杂，步骤繁琐，效率较低；现有自动上卷装置结构复杂，占用空间大等问题，提供一种用于板带轧制的自动上卷装置及其使用方法。该自动上卷装置的结构更加简单，集成度更高，操作更为便捷，安全性更高。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于板带轧制的自动上卷装置，所述自动上卷装置包括：两个水平托辊，用于托撑钢卷；测径装置，设置于两个所述水平托辊之间，且沿竖直方向是可弹性伸缩的，用于测量所述钢卷的卷径；托辊支座，所述水平托辊和所述测径装置均设置在所述托辊支座上，该托辊支座起到支撑和固定所述水平托辊和所述测径装置的作用；上料小车，设置在轨道上并且是可沿轨道移动的以使所述自动上卷装置靠近或远离开卷机卷筒；驱动机构，固定在所述上料小车上；所述驱动机构的一端与所述托辊支座的下表面相连接，用于驱动所述托辊支座做升降运动；自动控制装置，至少与所述测径装置和所述驱动机构连接，利用来自所述测径装置的信息计算钢卷的卷径以及钢卷上移的距离并将结果反馈给驱动机构以实现钢卷与开卷机卷筒的对中。

在如上所述的用于板带轧制的自动上卷装置，进一步优选，所述自动控制装置为PLC；更优选地，所述自动控制装置包括：电气控制单元，利用来自所述测径装置的信息计算钢卷的卷径以及钢卷上移的距离并将结果反馈给驱动机构以实现钢卷与开卷机卷筒的对中；进一步优选地，来自测径装置的信息为：位于所述水平托辊上的所述钢卷的最低点到所述水平托辊的最高点所在的水平面的最短距离H；所述钢卷向上移动的距离的计算方法如下：

首先，通过公式(1)计算钢卷的卷径2R：

式(1)中：R为钢卷半径，r为所述水平托辊的半径，L为两个水平托辊的中心点间的距离；H为：钢卷置于自动上卷装置上后，所述钢卷的最低点到所述水平托辊的最高点所在的水平面的最短距离；

然后，通过公式(2)计算钢卷向上移动的距离X：

X＝A-B-R+H，公式(2)

式(2)中：A为开卷机卷筒中心至轨道面的距离；B为：驱动机构在完全缩回的状态下，水平托辊的最高点至轨道面的距离；R为钢卷半径；H为：钢卷置于自动上卷装置上后，所述钢卷的最低点到所述水平托辊的最高点所在的水平面的最短距离；

电气控制单元将计算结果钢卷向上移动的距离X反馈给驱动机构，由驱动机构使钢卷上升距离X。

在如上所述的用于板带轧制的自动上卷装置，进一步优选，两个所述水平托辊的规格尺寸一致；两个所述水平托辊分别固定设置在所述托辊支座的两端部，且所述水平托辊的轴线与所述开卷机卷筒的轴线平行；两个所述水平托辊对称设置且等高；更优选地，所述托辊支座包括底座和支撑架，支撑架固定设置于底座的上表面的两端部，所述支撑架的顶端面形状与水平托辊的下部辊面形状相匹配；所述水平托辊设置于所述支撑架的顶端面上。

在如上所述的用于板带轧制的自动上卷装置，进一步优选，在未受任何外力的情况下，两个所述水平托辊的最高点均低于所述测径装置的最高点；更优选地，所述测径装置的轴线与所述开卷机卷筒的轴线垂直。