冷轧变厚度板自动剪切的设备及基于该设备的剪切方法

摘要

本发明公开了一种利用冷轧变厚度板自动剪切的设备对变厚度板进行自动剪切的方法，其包括如下步骤：在剪刀前布置了测厚仪，并在测厚仪之前布置了测长装置，控制装置根据长度跟踪数据、厚度实测值识别出通过测厚装置的带材的轮廓、并判断在剪刀处带材的位置，同时与连续变厚度板材的设定轮廓进行比较，决定剪刀的动作时刻；同时，控制装置还对剪切下来的板材轮廓是否合格进行判断，决定是堆放进成品堆垛还是废料堆垛。本发明具有的有益效果：可以高效准确地将成卷连续变厚度来料剪切成用户可以直接使用的连续变厚度板材。

说明书

技术领域

本发明是一种冷轧变厚度板材的自动剪切方法，该方法可以对成卷的变厚度来料按照设定的形状进行自动剪切。

背景技术

为了实现汽车轻量化的目标，目前汽车行业正在推广使用一种通过轧制得到的厚度连续变化的带材——变厚板如图1所示。可以通过单张或是成卷的方式来轧制这种变厚板，成卷轧制的方式效率较高，但对后续剪切有定位要求。

为了便于轧制控制，设定的出口厚度轮廓是周期性的。周期变化的带材厚度，使后续的剪切也具有一定的规律性。

现有的横切机组都具有定尺功能，即机组可以按照操作人员输入的数据，定尺剪出等长的板材。该功能满足等厚卷的剪切，但对于厚度呈周期性变化的带材，仅仅等长剪切是无法剪出符合要求的板材的。如图2为所示，位置A是要求的剪切点，如果剪切机组控制的剪刀位置在B，虽然也满足一个样件长度为L的要求，但剪出的样板是无法使用的。因此，在剪切的时候，必须能够对所需剪切的带材厚度轮廓进行识别并跟踪，控制剪刀落在设定的剪切位置；必须能够识别出所剪切的样板是否满足成品要求，并在堆垛时加以区分。

专利EP0937521A2是有关连续变厚板矫直的专利，控制系统根据来料上带有的用于标识每个周期轮廓首尾的标记孔来触发矫直辊动作，可见，在变厚轧制后，带材将在每个轮廓周期的首尾相接处被做上标识。该专利仅针对连续变厚板的矫直，未提及剪切。

专利201410828752.7也提到了在辊缝出口对带材加以标记，并在剪切时对该标记进行识别，但没有提到剪切的实现方式。

发明内容

本发明提出了冷轧变厚度板自动剪切方法，可以高效准确地将成卷连续变厚度来料剪切成用户可以直接使用的连续变厚度板材。如图3所示。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种用于冷轧变厚度板自动剪切的设备，其包括：控制装置和依次设置的矫直装置、测长装置、测厚仪和剪刀，所述测长装置、测厚仪和剪刀由控制装置控制，带材经过矫直装置后，依次经过测长装置的测长、侧厚仪的侧厚后，通过剪刀进行剪裁。

一种利用上述用于冷轧变厚度板自动剪切的设备进行自动剪切的方法，其特征在于，包括如下步骤：

在剪刀前布置了测厚仪，并在测厚仪之前布置了测长装置，控制装置根据长度跟踪数据、厚度实测值识别出通过测厚装置的带材的轮廓、并判断在剪刀处带材的位置，同时与连续变厚度板材的设定轮廓进行比较，决定剪刀的动作时刻；同时，控制装置还对剪切下来的板材轮廓是否合格进行判断，决定是堆放进成品堆垛还是废料堆垛。

作为优选方案，所述用于冷轧变厚度板自动剪切的设备还包括标记检测仪，所述标记检测仪设置于测长设备和测厚仪之间，并由控制装置控制。

一种利用上述的用于冷轧变厚度板自动剪切的设备进行自动剪切的方法，其特征在于，包括如下步骤：

在剪刀前布置测厚仪，并在测厚仪之前布置了测长装置，在测长装置后布置了标志识别装置，控制系统根据标志识别装置识别的带钢标记判断剪切位置，根据长度跟踪数据、厚度实测值识别出通过测厚装置的带材的轮廓、并判断在剪刀处带材的位置，同时与连续变厚度板材的设定轮廓进行比较，判断这块带钢是否满足尺寸精度，并决定剪刀的动作时刻，同时，控制装置还决定所剪板材是堆放进成品堆垛还是废料堆垛。

本发明的有益效果主要体现在：可以高效准确地将成卷连续变厚度来料剪切成用户可以直接使用的连续变厚度板材。

附图说明

图1为变厚轧制示意图；

图2为剪切位置偏差示意图；

图3为变厚轧制目标轮廓设定示意图；

图4为实施例1提供的自动剪切方法；

图5为实施例1提供的自动剪切方法；

图6为变厚轧制机架布置图；

图7为轧后带材示意；

图8为样件示意图。

图中：1、校直装置；2、带材；3、测长装置；4、侧厚仪；5、剪刀；6、板材；7、成品堆垛；8、废料堆垛；9、标志识别装置；10、轧辊；12、左卷取机；12、左测厚仪、13、右卷取机；14、右测厚仪；15、打标器；16、左测速仪；17、右测速仪。

具体实施方式

图2显示了需要轧制的带材的设定轧后轮廓，为了轧机控制的方便，往往以周期的形式设定轧后轮廓曲线。

图6是实现轧制的轧机布置示意图，在轧机辊缝的出口布置有打标设备，控制系统将根据测长装置的测量结果，在每个设定周期的首尾相接处打上一个标记O。可以采取机械、激光或是喷色的方式进行标记。10、轧辊；11、左卷取机；12、左测厚仪；13、右卷取机；14、右测厚仪；15、打标器；16、左测速仪；17、右测速仪。

轧后带材如图7所示，在每个设定周期的首尾相接处都带有一个可供识别的标记。

实施例1

本实施例提供的一种用于冷轧变厚度板自动剪切的设备的结构如图4所示，包括：控制装置和依次设置的矫直装置1、测长装置3、测厚仪4和剪刀5，测长装置3、测厚仪4和剪刀5由控制装置控制。

基于本实施例的剪切方法为：在剪刀5前布置了测厚装置4，并在测厚仪 之前布置了测长装置3，控制系统根据长度跟踪数据、厚度实测值识别出通过测厚装置的带材的轮廓、并判断在剪刀处带材的位置。剪切初始，经过剪刀的是带头，此时的尺寸往往与设定轮廓相去甚远，因此，控制系统将按剪切废料的长度控制剪刀的动作时间，并将剪切的板材堆放至废料堆垛；当控制系统识别出的带材轮廓与设定轮廓一致，且设定的剪切位置已经到达剪刀时，控制系统将发出剪切的指令，剪切的板材将堆放至成品堆垛中。

实施例2

本实施例提供的一种用于冷轧变厚度板自动剪切的设备的结构如图5所示，与实施例1的区别在于：所述用于冷轧变厚度板自动剪切的设备还包括标记检测仪，所述标记检测仪设置于测长设备和测厚仪之间，并由控制装置控制。

该方法与方法一的区别在于：利用轧制时在带材2上做的记号(如图7所示)进行判断。因此，在剪刀5前布置了测厚装置4，并在测厚仪之前布置了测长装置3，在测长装置后布置了标志识别装置9。剪切初始，经过剪刀的是带头，带材2上还没有剪切点标记，控制系统将按剪切废料的长度控制剪刀的动作时间，并将剪切的板材堆放至废料堆垛；当带材上出现剪切点标记后，控制系统根据标志识别装置9识别的带钢标记判断剪切位置，跟踪其到剪刀位置，并控制剪刀动作，同时，根据长度跟踪数据、厚度实测值判断这块带钢是否满足尺寸精度，决定所剪板材6是堆放进成品堆垛还是废料堆垛。

应用实例

变厚轧制目标轮廓设定为——

厚度：h1＝2.0mm，h2＝1.0mm；

长度：Len1＝250mm，T1＝100mm，Len2＝500mm，T2＝100mm，Len3＝250mm。

以下介绍两种自动剪切策略——

在钢卷进入剪切机组之前，先将上述轮廓设定数据输入控制系统，这是一个包含三个等厚段(厚2.0/1.0/2.0mm，长250/500/250mm)和两个过渡段(长100/100mm)的样件，因此，一个件的长度是：

之后，可以采用以下两种方案进行自动剪切：

1)方法一

如图4所示，剪刀5前布置了测长装置3与测厚装置4。

控制系统测量已经矫平的带材，并根据长度跟踪数据、厚度实测值判断通过测厚仪的带材的轮廓(关键是判断图8中1、2、3、4个拐点的位置)，以及剪刀处带材的位置，同时，与已输入的设定轮廓进行比对，决定剪刀的动作时刻。

剪切的基本原则是，如果测量了一个件的长度还没有出现上述拐点、或者上述拐点没有完全出现，则剪切，并堆放至废料堆垛8；否则，将各段的厚度、长度与设定的数值进行比较，在误差范围内的样件堆放进成品堆垛7，误差范围之外的样件堆放进废料堆垛8。

2)方法二

见图5，该方法与方法一的区别在于：利用轧制时在带钢上做的记号(见图7)进行判断。因此，在剪刀5前布置了标志识别装置9、测长装置3与测厚装置4，控制系统根据标志识别装置9识别的带钢标记判断剪切位置。

这种方法更加简单，控制系统控制剪刀落在标记位置；同时，控制系统也要识别图8中1、2、3、4个拐点的位置，将各段的厚度、长度与设定的数值进行比较，在误差范围内的样件堆放进成品堆垛7，误差范围之外的样件堆放进废料堆垛8。

上述两种方法都采用了专门的算法对拐点进行识别。

综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。