激光測(cè)速儀在中厚板定尺剪機(jī)組中的運(yùn)用

激光測(cè)速儀在中厚板定尺剪機(jī)組中的運(yùn)用本文簡(jiǎn)要的描述了八鋼公司精整線定尺剪機(jī)組的工藝布置，激光測(cè)速儀的工作原理，以及在定尺剪機(jī)組中的測(cè)長(zhǎng)控制方面的應(yīng)用。中厚板廠精整線定尺剪機(jī)組在中厚板生產(chǎn)中是至關(guān)重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，而定尺控制精度又是提高成材率和生產(chǎn)效率的關(guān)鍵因素。目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)中厚板廠在精整線定尺剪機(jī)組中常采用帶編碼器的測(cè)速輻進(jìn)行接觸式鋼板測(cè)長(zhǎng)，由于測(cè)速輻在鋼板上的跳動(dòng)、打滑和輻徑磨損都會(huì)造成測(cè)量誤差，因此其定尺控制精度不高，成材率和生產(chǎn)效率低。.定尺剪設(shè)備概況及工藝布置八鋼公司厚板分廠的定尺剪采用滾切式設(shè)計(jì)，弧形上刀刃沿著直線型下刀刃滾動(dòng)實(shí)現(xiàn)剪切。該剪機(jī)主要由機(jī)架、傳動(dòng)裝置、刀架及剪刃固定裝置、剪刃間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)、鋼板壓緊裝置、推尾裝置、長(zhǎng)度測(cè)量裝置、機(jī)架擺動(dòng)輻道、剪刃更換裝置等組成。設(shè)置在雙邊剪的下游，是剪切線的最后一道工序。定尺剪的主要作用是將鋼板切成所需要的定尺長(zhǎng)度，在滿足成品要求條件下盡可能的減少剪切偏差量，可以大幅度的提高成材率，此環(huán)節(jié)是定尺剪一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。定尺剪主要性能指標(biāo)：剪切鋼板厚度：6?50mm；剪切鋼板寬度：1500?3300mm；最高剪切溫度：150℃；最大剪切力：16000kN；剪切次數(shù)：18?24次/min(連續(xù)空切)；起停剪切次數(shù)：18、15、13次/min(根據(jù)不同鋼板厚度確定)；鋼板送進(jìn)速度：0?±2.0ni/s；.激光測(cè)速儀八鋼中厚板定尺剪機(jī)組所選用的是ACCUSPEED激光測(cè)速儀，它是一種非接觸式的光電速度測(cè)量設(shè)備。它采用了由KELK公司開(kāi)發(fā)的最新技術(shù)，使得其性能優(yōu)于以前傳統(tǒng)的激光多普勒速度測(cè)量系統(tǒng)(LDV)oACCUSPEED堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)，可以用于帶鋼的熱軋、冷軋，鋼管軋機(jī)，線材棒材軋機(jī)，型鋼軋機(jī)，中厚板軋機(jī)，處理線以及金屬軋制之外的其他工業(yè)領(lǐng)域。ACCUSPEEDASD2100A激光測(cè)速儀，采用111b激光，這種激光有以下特點(diǎn)：最大激光功率：30mw波長(zhǎng)：660?690mni可見(jiàn)紅光光點(diǎn)尺寸：7x3mm(0.28x0.12in)ACCUSPEED工作原理介紹如下：KELK公司的ACCUSPEED激光測(cè)速儀是一種非接觸式的光學(xué)傳感器，測(cè)量運(yùn)動(dòng)材料的速度。測(cè)速儀的干涉激光光束形成干涉圖案，通過(guò)干涉圖案散射的光信號(hào)測(cè)出物體速度，同時(shí)還可精確計(jì)算出通過(guò)測(cè)量區(qū)域的材料長(zhǎng)度。ACCUSPEED激光測(cè)速儀從激光頭發(fā)射兩束相干涉的激光，在已知距離的地方相交。相干涉光束在相交區(qū)域形成了三維的明暗相間的干涉圖案，（如圖1所示）干涉圖案的大小組成了測(cè)量區(qū)域。當(dāng)被測(cè)物在測(cè)量區(qū)域中時(shí)，干涉圖案在被測(cè)物表面形成了明暗相間的干涉條紋。被測(cè)物不規(guī)則表面散射干涉條紋的光線，位于激光頭內(nèi)的光電檢測(cè)器采集這些信號(hào)，并輸出一個(gè)信號(hào)代表收到光線的強(qiáng)度。每一個(gè)輸出信號(hào)的周期t對(duì)應(yīng)于被測(cè)物移動(dòng)了一個(gè)條紋間距的距離，因此光電檢測(cè)器的調(diào)制與被測(cè)物速度和條紋圖案間距成正比。條紋圖案僅與激光的波長(zhǎng)（入）與角度（a）兩個(gè)激光測(cè)速儀的光學(xué)特性有關(guān)。計(jì)算光電檢測(cè)器輸出信號(hào)的周期數(shù)，即計(jì)算被測(cè)物通過(guò)的測(cè)量區(qū)域的條紋間距的數(shù)目，可得到被測(cè)物的長(zhǎng)度。（如圖2所示）是速度測(cè)量原理示意圖。實(shí)際上通常不精密測(cè)量a和入，而是標(biāo)定測(cè)速儀。在工廠標(biāo)定后，標(biāo)定數(shù)據(jù)以電子形式存在每一個(gè)激光頭中。ACCUSPEED激光測(cè)速儀電子單元是其核心部分，有3個(gè)功能：1）控制激光頭電源和激光；2）信號(hào)處理；3）外部接口。.激光測(cè)速儀在定尺剪設(shè)備中的運(yùn)用位置安裝。定尺剪激光測(cè)長(zhǎng)裝置原來(lái)設(shè)計(jì)安裝在定尺剪夾送輻輻后，距定尺剪剪刃約1300mni處。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行觀察發(fā)現(xiàn)定尺剪在剪切尾板過(guò)程中，距離剪刃約1300mm處鋼板尾部已經(jīng)離開(kāi)激光測(cè)速儀器，導(dǎo)致剩余尾板不能測(cè)到數(shù)據(jù)，最后一張定尺板無(wú)法測(cè)量到數(shù)據(jù)，必須轉(zhuǎn)換成使用夾送輻測(cè)量，增加了一個(gè)操作環(huán)節(jié)，而且定尺剪夾送輯編碼器測(cè)量數(shù)據(jù)精度不穩(wěn)定，（夾送輻輯面磨損、夾送輻打滑、慣性等原因）。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后將定尺剪激光測(cè)長(zhǎng)儀移至定尺剪機(jī)后平臺(tái)中心位置，這樣就滿足定尺剪最后一張定尺板的處理。同時(shí)對(duì)定尺剪PLC主程序進(jìn)行修改和完善，徹底解決了定尺剪激光測(cè)長(zhǎng)裝置因?yàn)殇摪宥秳?dòng)誤測(cè)量，導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)難題。經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的生產(chǎn)，事實(shí)和數(shù)據(jù)證明此次方案滿足定尺剪設(shè)備剪切精度要求，減少了操作步驟，提高了作業(yè)時(shí)間。激光側(cè)長(zhǎng)儀器與定尺剪PLC通訊和定尺控制激光側(cè)長(zhǎng)儀器與定尺剪西門(mén)子S7-400CPU之間通訊采用DP通訊。通訊協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)類型為Bool和Int值，利用西門(mén)子編程語(yǔ)言進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,最終在WinCC畫(huà)面上顯示實(shí)際長(zhǎng)度數(shù)據(jù)。定尺剪CPU控制激光測(cè)速儀器計(jì)數(shù)和清零,經(jīng)過(guò)觀察和記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，在保證定尺剪剪切速度及定尺剪剪切過(guò)程激光測(cè)速儀器不會(huì)由于設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)誤計(jì)數(shù)的前提下，合理計(jì)算激光側(cè)長(zhǎng)儀器清零時(shí)機(jī)，保證了定尺剪剪切速度和精度。利用激光測(cè)速儀允許誤差偏移量和西門(mén)子編程誤差提前量進(jìn)行長(zhǎng)度修正，送板過(guò)程分為高速和低速控制，當(dāng)送板長(zhǎng)度與剪切設(shè)定長(zhǎng)度相差500nnn時(shí)，采用0.2m/s低速送板，保證定尺剪定尺精度控制。其余送板速度為1.8m/s速度從而保證定尺剪剪切作業(yè)率。激光測(cè)速儀器測(cè)量精度及門(mén)檻值調(diào)整定尺剪剪切長(zhǎng)度測(cè)量過(guò)程中由于鋼板的震動(dòng)等原因引起的小速度干擾，影響測(cè)量精度我們經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)、分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)通過(guò)補(bǔ)償和修正辦法調(diào)整激光測(cè)速儀器零速度門(mén)檻值給以過(guò)濾，并通過(guò)長(zhǎng)度的啟/?？刂萍右赃^(guò)濾，解決和控制了定尺剪剪切長(zhǎng)度精度問(wèn)題，在保證國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)允許誤差范圍前提下內(nèi)盡可能的提高了成材率。.結(jié)語(yǔ)在中厚板廠定尺剪機(jī)組中采用以激光測(cè)長(zhǎng)儀為主，前、后測(cè)長(zhǎng)輻及夾送輻編碼器測(cè)長(zhǎng)為輔的方式，有效的提高了定尺剪剪切精度，降低了設(shè)備維護(hù)工作量，大大