缺陷板自动分选控制系统、自动分选设备及其控制方法

摘要

本发明公开的缺陷板自动分选控制系统、自动分选设备及其控制方法，通过从生产源头抓取原料信息确定钢卷缺陷位置，在板料生产线上设置JSG长度测量机构、HS光电位置传感器来计量板料长度信息，由PLC控制器控制分切机将带有缺陷的板料切除，自动分选出合格成品。本发明可替代表检仪或人工对缺陷板的分选，一方面提高生产效率和缺陷板分选准确率，另一方面极大降低成本和人员劳动强度。

说明书

技术领域

本发明涉及卷材生产和加工控制技术领域，具体涉及一种缺陷板自动分选控制系统、自动分选设备及其控制方法。

背景技术

钢卷是由单块钢坯轧制而成，在轧制及后续镀锌等表面处理过程中，因为轧制或者某个设备缺陷，带钢的某个或者多个点上容易留下细微缺陷点；在原料卷生产过程中通过缺陷表检仪可以自动检查及记录。后续钢卷作为原料上机进行开卷、平整、分切，开卷机上卷时要求钢卷需要一定的厚度及最小卷径(如不能小于3吨)，否则将无法完成上卷。

针对上述所说的钢卷生产过程产生的细微缺陷，如果在钢卷的端部，可以切除后交货，但是如果缺陷在带钢的2吨的长度位置，如果在此处把该点位的缺陷进行切除，那么可能造成切断后的这2吨的卷料无法使用，必须报废；如果一个卷存在多个缺陷点位，甚至会造成整个20吨的卷料报废。

一般的，为了防止钢卷原料在运输过程中生锈，都会进行涂油，由于缺陷非常细微，涂油后部分缺陷被油膜给掩盖掉，后续生产过程中通过表检仪已无法分选和识别。而一套表检仪投资在200万以上，成本太高，效果还不好。目前各生产厂基本依靠人工目视在设备上方进行分选，观察面积比较大，因视觉疲劳及分选经验等因素，人工分选容易造成缺陷漏检混入成品造成质量问题，分选作业过程人员需要高度注意力集中，劳动强度大。

基于上述情况，若原料厂家在生产时将缺陷位置记录下来，并将卷料和缺陷位置信息传递给后续生产厂家，后续生产厂家在开卷生产过程中可将位置信息输入系统，可准确定位缺陷板的缺陷位置点并进行分选，提高分拣效率，降低报废率，减少人力消耗。

发明内容

为解决上述技术问题的缺陷和不足，本发明提供一种缺陷板自动分选系统，通过从生产源头抓取原料信息确定钢卷缺陷位置，在板料生产线上设置长度测量机构、光电位置传感器来计量板料长度信息，由PLC控制器控制分切机将带有缺陷的板料切除，自动分选出合格成品，可替代表检仪或人工对缺陷板的分选，一方面提高生产效率和缺陷板分选准确率，另一方面极大降低成本和人员劳动强度。

一种缺陷板自动分选系统，包括MES系统、PLC控制器、LP信号传递器、JSG长度测量机构、HS光电位置传感器；

所述MES系统与钢卷原料信息贸易系统连接，可抓取加工计划的原料卷的缺陷位置数据，并下达给PLC控制器；

所述HS光电位置传感器用于感应钢卷输入位置，并向PLC控制器发射信号；

所述JSG长度测量机构包括测量辊、设置在测量辊上的长度编码器，用于计量板料长度，并将信息传递给PLC控制器；

所述LP信号传递器信号连接MES系统、PLC控制器、JSG长度测量机构、HS光电位置传感器。

进一步的，还包括SG声光报警器，所述SG声光报警器用于提醒操作人员，设备自动分选程序已启动。

进一步的，所述测量辊包括上下对应的上辊、下辊，所述上辊传动连接升降油缸，所述长度编码器设置在下辊上。

进一步的，所述MES系统设有HMI人机界面，所述HMI人机界面可显示自动分选状态、设置运行参数。

安装有缺陷板自动分选控制系统的缺陷板自动分选设备，按照工位顺序，依次包括：开卷机、平整机、分切机、输送设备、正品码垛、废料箱；

所述JSG长度测量机构设置在平整机和分切机之间，所述HS光电位置传感器设置在JSG长度测量机构前端的板料上方。

进一步的，所述输送设备包括第一传送带、第二传送带、第三传送带，所述第二传送带的运行速度略大于第一传送带，第三传送带的运行速度略大于第二传送带。

进一步的，所述第三传送带内部设有磁体，上方安装有磁力控制器。

进一步的，所述正品码垛底部设有升降架。

使用缺陷板自动分选设备的控制方法，包括如下步骤：

步骤一：将钢卷原料的信息输入MES系统，MES系统读取缺陷位置，并下达信息到PLC控制器；

步骤二：启动开卷机，板料首先通过平整机进行平整；

步骤三：当卷头经过HS光电位置传感器下方时，PLC控制器启动长度测量机构计量板料长度数据；

步骤四：当板料开卷的长度数据与MES系统传递的长度(位置)数据相匹配时，设备自动进入低速状态，同时PLC控制器输出信号触发SG声光报警器报警，提醒操作人员，设备自动分选程序启动；

步骤五：当板料到达分切机位置时，分切机将其分切成多张钢板成品；PLC控制器根据送料长度，计算缺陷在板料上的具体位置，控制分切机将缺陷板分切；

步骤六：被分切的板料通过传送带运输，PLC控制器根据板料性质控制磁力控制器选择性启动，使正品板料落入正品码垛，缺陷板落入废料箱。

进一步的，步骤三中，PLC控制器控制上辊在升降油缸的驱动下下压在板料表面，下辊随板料的前进被动转动，同时记录板料前进长度数据并传递给PLC控制器。

本发明的有益效果：

本发明的控制系统通过从生产源头抓取原料信息确定钢卷缺陷位置，在板料生产线上设置长度测量机构、光电位置传感器来计量板料长度信息，由PLC控制器控制分切机将带有缺陷的板料切除，自动分选出合格成品，可替代表检仪或人工对缺陷板的分选，一方面提高生产效率和缺陷板分选准确率，另一方面极大降低成本和人员劳动强度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明分选设备的结构示意图；

图2为本发明控制系统的构成示意图；

图中：1-PLC控制器，2-HMI人机界面，3-MES系统，4-LP信号传递器，5-SG声光报警器，6-HS光电位置传感器，7-JSG长度测量机构，8-开卷机，9-平整机，10-废料箱，11-下辊，12-上辊，13-分切机，14-第一传送带，15-第二传送带，16-第三传送带，17-磁力控制器，18-正品码垛，19-升降架。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

如图1所示，本实施例的一种缺陷板自动分选系统，包括MES系统3、PLC控制器1、LP信号传递器4、JSG长度测量机构7、HS光电位置传感器6、SG声光报警器5。所述MES系统3与钢卷原料信息贸易系统连接，可抓取加工计划的原料卷的缺陷位置数据，并下达给PLC控制器1。所述HS光电位置传感器6用于感应钢卷输入位置，并向PLC控制器1发射信号。所述JSG长度测量机构7用于计量板料长度，并将信息传递给PLC控制器1，包括测量辊和长度编码器；所述测量辊包括上下对应的上辊12、下辊11，所述上辊12传动连接升降油缸，所述长度编码器设置在下辊11上。所述SG声光报警器5用于提醒操作人员，设备自动分选程序已启动。所述LP信号传递器4信号连接MES系统3、PLC控制器1、JSG长度测量机构7、HS光电位置传感器6、SG声光报警器5。所述MES系统1设有HMI人机界面2，所述HMI人机界面2可显示自动分选状态、设置运行参数，如分选自动手动功能选择、分选缺陷位置历史记录、减速长度设置等参数。

如图2所示，本实施例的缺陷板自动分选设备安装有上述缺陷板自动分选控制系统，该设备按照工位顺序，依次包括：开卷机8、平整机9、分切机13、输送设备、正品码垛18、废料箱10；JSG长度测量机构7设置在平整机9和分切机13之间，HS光电位置传感器6设置在JSG长度测量机构7前端的板料上方。MES系统3在生产过程中，对原料信息进行提取、分类，在HMI人机界面2上显示所有缺陷位置的坐标信息，借助实时反馈的产线运转信息，通过PLC控制器1发出指令，引导板料分选。PLC控制器1控制整个设备生产线的运转情况，包括设备运行速度、分切机13分切时机、板料的分切长度、运输设备的运输速度等等。

作为本实施例的另一个改进，所述输送设备包括第一传送带14、第二传送带15、第三传送带16，所述第二传送带15的运行速度略大于第一传送带14，第三传送带16的运行速度略大于第二传送带15，用于逐渐拉开相邻板料之间的间距，便于后续分选。其中，所述第三传送带16内部设有磁体，用于将钢性板料吸附在第三传送带16下方并进行传送；上方安装有磁力控制器17，可以控制其在特定的时间段产生磁场，该磁场和第三传送带三16中间安装的磁体磁场相互抵消，使下方的板料落入正品码垛18或废料箱10中，由PLC控制器1来控制磁力控制器17的开闭状态。

优选的，所述第一传送带14、第二传送带15、第三传送带16上安装有速度编码器，，用于实时检测运输设备的运行速度，并将该参数实时传输至MES系统。

优选的，所述正品码垛18底部设有升降架19，可根据落料高度调控正品码垛18与第三传送带16的距离，避免高空落料造成合格成品板料碰伤。

使用缺陷板自动分选设备的控制方法，包括如下步骤：

步骤一：将钢卷原料的信息输入MES系统3，MES系统3读取缺陷位置，并下达信息到PLC控制器1；

步骤二：启动开卷机8，板料首先通过平整机9进行平整；

步骤三：当卷头经过HS光电位置传感器6下方时，PLC控制器1启动JSG长度测量机构7计量板料长度数据；PLC控制器1控制上辊12在升降油缸的驱动下下压在板料表面，下辊11随板料的前进被动转动，同时记录板料前进长度数据并传递给PLC控制器1；

步骤四：当板料开卷的长度数据与MES系统3传递的长度数据相匹配时，设备自动进入低速状态，同时PLC控制器1通过LP信号传递器4输出信号触发SG声光报警器报警5，提醒操作人员，设备自动分选程序启动；

步骤五：当板料到达分切机13位置时，分切机13将其分切成多张钢板成品；PLC控制器1根据送料长度，计算缺陷在板料上的具体位置，控制分切机13将缺陷板分切；

步骤六：被分切的板料通过传送带运输，PLC控制器1根据板料性质控制磁力控制器17选择性启动，使正品板料落入正品码垛18，缺陷板落入废料箱10。

当原料正常时，整个设备按照正常、稳定的速度运行，根据MES系统3设定的成品板料尺寸有规律地分切板料；当进行到缺陷位置之初，设备运行速度降低，分切机13根据缺陷范围自动分切缺陷板，待缺陷板落入废料箱10中后，PLC控制器1控制设备回复到正常生产节拍速度，等待下一缺陷到来。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。