重型机械~~.pdf

2002No.4
亜型机械
专题综述?
板形检测与板形控制方法
郑岗,谢云鹏,刘丁,高林林
(1.西安理T大学自动化与信思T.程学院,陕西西安719048;2.西安重型机械研究所,陕西西安710032)
摘要:不义对国内外现有的板形检测方法和控制系统进行了介绍,并从检测辊结构、检测元件、
倍号米集与传输以及供也方法等儿个方面对接触式板形检测方法进行了详细阐述;另外,在板形控制
面,文章主要从自动控制的角度対板形函数、控制方法、控制模型及调控功效进行了分析。
关键词:板形;板形检测;板形控制
中图分类号:TG334.9文献标识码:A文章编号:1001-196X(2002)04-0001-(04
Tthe method of flatness measurement and contro
ZHENG Gang, XIE Yun-peng, ITU Ding, GAO Lin-lin
(1. School of Autemation and Information Engineering, Xi'an University of Technology
Xi'an 710048 China; 2. Xi'an Heavy Machinery Research Institute, Xi'an 710032, China)
Abstract: This paper has introduced the method of flatness measurement and the flatness control
system nowadays at home and abroad, elaborated the touched shape measurement in detail on the struc
ture of the measuring roll, detecting element, signal acquisition and transmission, and the method of
power supply etc. An analysis has been carried out of the flatness control system concerning shape func-
tion, control method, control model and centrel efficiency
Key words: flatness flatness measurement; flatness contrel
前言
系统,分別由ABB、AEG、 SIEMENS、 CLECIM
及1本三菱和川崎设计门
作为带材重要的质量指标之一,板形已越来
越受到生产ノ商与用户的東视,其好坏ビ按影2板形及其表示方法
到带材对市场的占有率。因此,在冷轧过程中,对
为了说明金属纵向变形不均的程度,引入
板形挖制的要求越来越高,而板形控制系统有板形( Shape)这个概念。观说米,所谓板形是
将可靠的在线板形信息进行合理的处理,才能发指板材的翘曲程度;就其实质而言,是指常钢内
出正确的指令控制执行机构工作。这些在线的板部线余应力的分布。板形的定量表示,即板形的表
形信息,就要靠板形检测置提供。所以,板形检示方法,既是生产事衡里板形质丝的需要,也是
测与板形搾的发展越来越受倒国内外同行的广研究板形问题和实现板形自控制的前提条件
泛重视。日前,国际上许多著名的公司都有其各白因此,人们依据各自不同的研究角度及不同的板
生产的板形仪,例如端典的ABB公司い、德国的形控思想,米収不同的方式定量描述板形。常见
SIEMENS公可、徳国的AEG公可に、法国的表示方法主要为相对长度差表示法和波形表示
CLECIM公司8以及日本的三菱、川崎公司等
法
等。在国内,山」尚无完善的板形检测仪,此对2.1相对长度差表示法
于板形控制目前还属于空白,实际应用的板形仪
将轧后翘曲的带钢裁成若干纵条并平,则
66%进门于端典的ABB公可,目前国内宽带钢
可清楚的看出横向各点的不同延伸。·个比较简
冷轧机从国外成套引进的板形自动控制(AFC)
単的方法就是取横向上不同点的相对长度差△L/
L来表示板形。其中L是所取基准点的轧后长
收稿日期:200201-7;修订日期:2002-03-10
度,△L是其它点相对基准点的轧后长度差。相对
作者简介:郑岗、男,39岁,教授、西安理⊥人学(710018)
长度差也称为板形指数,P=△L/L。国际公认的
亜型机械
2002No,4
板形采用1单位描述,个1单位相当于相对长因为帯材在共宽度方向上内应力分布不均。因此
度差为105。
可以通过测定带材宽度方向上的内应力分布来判
2.2波形表示法
析板形缺陷的类型和大小。
在翘曲的钢板上:测量相对长度来求出相对长
检测辊结构
度差很不方便,所以人们采川了更为直观的方法
接触式板形仪的核心部件是检测辊,日前广
即以翘曲波形来表示板形,称之为翘曲度。将带材泛使用的檢测辊的结构类型大致有两种:分段辊
切取·段置于平台之上,如将其最短纵条视为
式66和整体实心式8。分段辊式板形仪的典
直线,最长纵条视为一正弦波,则可将带钢的翘型代表是瑞士ABB公司和英国DAVY公司的产
出度入表示为
品。DAVY公司的 Vidicon测辊是由?定轴、
R
红转动辊环、空气入口、内置静压转换器的油
密封的端头箱及信号输出端组成。检测辊的中心
式中:R。为波幅;L。为波长。
是·根固定轴,外面是一·排辊环,在轴承中和辊
这种方法直观、易于测堪,所以在许多实际环之问通以高床空气,辊环可以自由的在轴上转
工作中也常米川这和方法表示板形。另外,根据参动,形成空气轴承。在定轴内装有压力传感器
考文献[12],可以得出翘出度入利最长、最短纵当金属带对辊环的压力改变时,轴承内空气层的
条相対长度差之问的关系为:
压力也变化,这和种压力变化山检测元件静压转換
πR
器测出,经处理可以给出张应力沿宽向的分
布2。图1为ABB分段辊式检测辊的外形图,单
上式表明带钢波形可以作为相对长度的代个辊片的结构如图2所示,每个辊片外面会上经过
替量,?此要測出带钢波形,就可以求出相対淬火的钢环,在辊环内的钢芯上沿母线刻四个四
长度。
榑,槽内安装檢测元件。位于相对圆心对称的位置
3板形检测方法
:的两个检测元件是一対,当其中一个位于上:部
时,另一个恰好位于ド部,这样可以补偿食环、辊
3.1板形檢测方法分类
子的重量及外部磁场的下扰。ASEA的辊片区长
板形检测装置形式繁多,按带钢和板形检测度实行了标准化,取其长为52mm,辊片木身宽48
装置的关系划分,有接触式和非接触式。按其工作
mm
原理,还可进一步分类,如:张力计法、测距
法?、电磁法『、测振法、光学法、测厚法
测温法、激振测频法2等
接触式板形仪的信号检测直接,信号处理比
较容易保真,因而测量精度尚(现已达土0.51单
图1分段辊式检测辊外形图
位),足日前板形仪的主流。但其造价均太高,维
护难,尤其是备件太品贵。辊面损后必须重磨,
否则会划伤板而,磨后须进行技术要求很高的重
标定。非接触式板形仪的硬件结构相对简单而