鋁箔板型離線檢測(cè)淺析

1、Hangwu 鋁箔板型離線檢測(cè)淺析The research of technology on aluminum foil shape off-line detection 袁靜慧 馬翠艷 樊玉慶(杭州五星鋁業(yè)有限公司，浙江杭州，31115)摘要：研發(fā)一套新型的鋁箔板形檢測(cè)系統(tǒng)，高效、精確的獲得鋁箔板形數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)鋁箔板形離線檢測(cè)的自動(dòng)化，對(duì)軋制在線控制的參數(shù)進(jìn)行修正和調(diào)整，從而獲得優(yōu)良的板形。關(guān)鍵詞：鋁箔板形；離線檢測(cè)隨著市場(chǎng)競爭的激烈，高端產(chǎn)品的生產(chǎn)尤為重要。其中，板形作為一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)一直影響著鋁箔產(chǎn)品的高端化。由于軋制過程中的鋁箔板材存在殘余應(yīng)力，實(shí)際板形值并不能通過在線檢測(cè)得到如實(shí)反映

2、，為了進(jìn)一步提高控制精度，可以通過離線檢測(cè)獲得更為精確的板形數(shù)據(jù)，對(duì)軋制在線控制的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整和修正。目前，板形離線檢測(cè)的發(fā)展還處于初級(jí)階段。板形的離線檢測(cè)大多還需要人工完成。生產(chǎn)中常用的有直接裁條法和幾何形狀法。兩種方法均需要人工檢測(cè)和參與，方法復(fù)雜，檢測(cè)效率極低，后者對(duì)操作人員經(jīng)驗(yàn)要求很高，很難準(zhǔn)確高效地獲得離線板形檢測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)鋁箔板形離線檢測(cè)的自動(dòng)化，而這一點(diǎn)對(duì)于已經(jīng)在大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的鋁箔行業(yè)而言，至關(guān)重要。以下就針對(duì)板形離線檢測(cè)的原理和板形判定方法進(jìn)行分析。一、板形和內(nèi)應(yīng)力的關(guān)系板形用I單位來度量。I單位定義：從軋制后的帶材中切取單位長度（1m）的帶材，放在平臺(tái)上以一定的寬度沿縱向

3、分切成若干窄條，當(dāng)窄條在內(nèi)應(yīng)力的作用下產(chǎn)生10m的伸縮量時(shí)，就把此時(shí)的相對(duì)變形量定義為1個(gè)I單位，如下圖所示：軋制后的帶材分成窄條時(shí)其長度會(huì)發(fā)生變化，這是因?yàn)閹Р膬?nèi)存在的內(nèi)應(yīng)力的緣故。眾所周知，內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生是由于軋制過程中的不均勻變形所致。那么，內(nèi)應(yīng)力和I值之間有什么關(guān)系呢？下面已AA1050為例來說明這個(gè)問題。AA1050的彈性模量E為69Gpa，即0.69*105Mpa，由胡克定律定律知：通過筆者長期對(duì)高端產(chǎn)品和客戶需求了解到，板形都希望控制在10I以內(nèi)，根據(jù)以上公式可以計(jì)算出對(duì)應(yīng)的內(nèi)應(yīng)力為10I=0.69Mpa10=6.9Mpa=0.69Kgf/mm2二、離線板形檢測(cè)的原理在線板形檢測(cè)的

4、的真實(shí)性：在線板形儀測(cè)試的板形是以在線應(yīng)力為基礎(chǔ)的，實(shí)際板形還要受到導(dǎo)輥平行，展平輥形狀，展平輥壓力，厚度同板差，在線溫差等因素的影響。這些因素都足以影響到板形的真實(shí)性。所以，理想的板形不是計(jì)算出來的，要經(jīng)過實(shí)際使用，及后道工序的使用來評(píng)價(jià)。及時(shí)調(diào)整優(yōu)化。不斷地調(diào)整板形目標(biāo)值是工藝管理的一項(xiàng)主要工作。真確地判斷設(shè)備問題。是控制板形的一項(xiàng)重要任務(wù)。沒有任何在線板形儀可以準(zhǔn)確反映板形而不受其他因素影響的。下圖是在線板形檢測(cè)示意圖，那么開發(fā)出一套離線板形檢測(cè)系統(tǒng)就能真實(shí)的判定出板形的優(yōu)略，反饋給前道工序，不斷優(yōu)化板形。離線板形檢測(cè)的原理說明：如果在軋制后給鋁箔施以恒定的相當(dāng)于10I板形值的張力，如果

5、板面平整如一就可以判定鋁箔板形是符合要求的。但是施加單位張力后，板面并不是平整如一，我們可以用測(cè)試鋁箔整個(gè)幅面的下榻量極差值來給出判定。具體原理見下圖：板面處于一個(gè)恒定張力情況下，系統(tǒng)通過控制X，Y兩軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)直線導(dǎo)軌上面激光傳感器的運(yùn)動(dòng)，從而獲取所需的板形數(shù)據(jù)。激光測(cè)量儀先由原點(diǎn)位置向右側(cè)（按照設(shè)定的測(cè)量寬度）采集數(shù)據(jù)，利用分位數(shù)濾波算法，把采集到的數(shù)據(jù)大小排序后，剔除較大與較小的值后計(jì)算出均值，作為基準(zhǔn)點(diǎn)。（注：每一趟的掃描測(cè)量都需要校準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)。）通過應(yīng)用程序控制電機(jī)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)和激光傳感器采集板形數(shù)據(jù)，并將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理后保存到電腦中，用戶可以系統(tǒng)應(yīng)用軟件分析板面的下榻量和觀察圖形

6、。應(yīng)用軟件作為人機(jī)交互的接口，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集過程控制、板形數(shù)據(jù)的處理和分析及圖形的顯示等功能。三、離線板形檢測(cè)的判定標(biāo)準(zhǔn)常見的圖形見下，橫坐標(biāo)X代表箔寬，縱坐標(biāo)Y代表下榻量。測(cè)量系統(tǒng)中的兩項(xiàng)關(guān)鍵參數(shù)對(duì)離線板形檢測(cè)結(jié)果有重要影響，一則使用的恒定張力大小，二則導(dǎo)向輥間距大小。（1）選用不同檢測(cè)張力：我們選用同一卷鋁箔作為測(cè)試對(duì)象，導(dǎo)向輥間距選用2m行程，分別使用0.6kgf/mm2、0.8 kgf/mm2和1 kgf/mm2的單位張力來檢測(cè)，對(duì)比離線板形檢測(cè)結(jié)果見下：可以看出，隨著選用測(cè)試張力增大，板形極差值R減少。根據(jù)板形和內(nèi)應(yīng)力的關(guān)系，鑒于高端產(chǎn)品板形要求在10I以內(nèi)，選用的單位張力一般不超過

7、0.7kgf/mm2。如果選用張力過大，檢測(cè)板形會(huì)出現(xiàn)失真現(xiàn)象，不利于對(duì)離線板形做出準(zhǔn)確的判定。（2）選用不同的導(dǎo)輥行程我們選用同一卷鋁箔作為測(cè)試對(duì)象，使用0.7kgf/mm2的單位張力，分別使用1.5m和2.0m的行程來檢測(cè)，對(duì)比離線板形檢測(cè)結(jié)果見下：可以看出，隨著選用行程增大，板形極差值R增大。具體選用行程大小還要根據(jù)客戶要求而定。無論以上哪種情況，都可以計(jì)算出下榻量的極差值R=Ymax-Ymin，但是根據(jù)下游客戶設(shè)備和上機(jī)張力的不同，對(duì)于R的要求也不盡相同，具體標(biāo)準(zhǔn)還要以客戶做好對(duì)標(biāo)。四、結(jié)束語本文講解了板形和內(nèi)應(yīng)力的關(guān)系，闡述了在線板形檢測(cè)的真實(shí)性和離線板形檢測(cè)的原理，開發(fā)出一套鋁箔離線