激光测速仪在八钢中厚板定尺剪机组中的运用

2013-08-14孙迪峰

河南科技 2013年10期

孙迪峰

(宝钢集团八钢公司中厚板分厂，新疆乌鲁木齐 830022)

宝钢集团八钢公司中厚板分厂精整线定尺剪机组在中厚板生产负责对轧制出来的钢板长度进行定尺剪切，在剪切长度测量方面一般采用测长辊进行测长，但是测长辊测长存在测长精确度不高、维护量大、干扰因素较多并且难以排除干扰的问题，并且在国内由于定尺剪剪切长度误差造成合同改规和合同纠纷是制约中厚板生产合同兑现率的一大障碍，如果轧制正常，当成品钢板在最后一道定尺剪切工序出了差错，就会造成前功尽弃，有可能有一些特殊钢种必须从炼钢环节重新做起。宝钢集团八钢公司中厚板分厂在建厂之初考虑到这些因素尝试采用了激光测速仪器和测长辊两种方式，一开一备的控制方式来控制定尺长度，经过不断的摸索、数据采集和实践验证，激光测速仪器的成功使用在剪切过程中减少了定尺剪剪切偏差量，与采用编码器测长方式相比其非接触式的光电速度测量特性切实提高了成品收益率，降低了故障率。

1 定尺剪设备概况

剪切工序以及设备概况：宝钢集团八钢公司中厚板分厂的定尺剪剪切工序设计在双边剪后面，采用滚切式设计，钢板的母板由输入辊道被送到定尺剪夹送辊前，当钢板被剪前冷金属检测器检测到以后，自动实现钢板抬升、靠边工序，保证每一张钢板来料的一边是固定不变的。当设备完成靠边工序后有操作工确认钢板信息，以及钢板状态，确认正常后由操作工手动点击点动送板按键，将钢板缓慢送至剪刃处进行切头、取样工序，然后再次确认钢板信息无误后，点击定尺剪切按键，系统将按照L2下发的剪切规程自动完成第一张子板的测长，当钢板达到设定值后自动停止，由操作工确认钢板长度进行第一张子板剪切，第一张子板剪切完成后被自动向定尺剪机后送走，当完成一次剪切动作后，激光测速仪接收到一个测长停止命令，当下一次钢板进入测速点后，激光测速仪执行计数清零和重新计数的功能。而操作工在第一张子板剪切完成后，重复确认信息、启动送板等工序继续完成第二张子板的定尺剪切，以此类推第三张、第四张子板情况基本相同。

宝钢集团八钢公司中厚板分厂的定尺剪剪切机设备中较为重要的激光测速设备就安装在剪刃后面，其测量点距离剪刃326mm，激光头被安装在机架顶部，牢固的安装方式保证了激光测速的稳定性，当测速设备将钢板移动速度精确测量下来后由数据线传输至测速设备的电子单元进行换算，然后将换算后的长度数据经过与现场PLC主机的通讯连接传输至主机，由PLC主机完成对现场设备的全部指令。

2 激光测速仪工作原理

KELK公司的ACCUSPEED激光测速仪是一种非接触式的光学传感器，测量运动材料的速度。ACCUSPEED激光测速仪从激光头发射两束相干涉的激光，在已知距离的地方相交。相干涉光束在相交区域形成了三维的明暗相间的干涉图案，干涉图案的大小组成了测量区域。

3 系统配置

本系统的结构如下图1所示。

4 KELK激光测速仪的系统特点

(1)即使在对象反射率很低的情况下，系统仍能保持很高的测量精度，而且对象反射率的快速变化对其影响不大;(2)在测量对象低速运动、加速或减速运动的情况下，系统的性能不受影响;(3)激光头设计紧凑合理，便于安装;(4)一体化的保护装置可以防止过热，碰撞和震动的影响，保证系统在最为恶劣的轧机环境下的可靠运行;(5)用户友好的人机界面可以使用户方便地进入一体化的运行监视程序，在线自诊断功能，以及将ACCUSPEED集成到用户自动控制系统的功能;(6)测量激光束为可见光，因而减少了受到意外激光辐射伤害的可能性;(7)很大的视野深度范围可以适应测量对象很大的厚度变化范围或者穿带高度位置的变化。

5 KELK激光测速仪监控画面以及影响检测精度的因素

影响KELK激光测速仪检测精度的主要因素有两个方面，首先是钢板表面质量，该因素可以通过提高轧制质量来解决。其次是钢板的震动等引起的小速度干扰，该因素可以通过关闭Filter 3和调整零速度门槛值给以过滤，并通过长度的启/停控制加以过滤，不再影响剪切过程中的长度测量。

6 激光测速仪在定尺剪设备中的应用

激光测速仪电子单元与定尺剪PLC主机之间通讯采用DP通讯。定尺剪主CPU控制激光测速仪计数和清零，经过观察和记录数据进行分析，在保证定尺剪剪切速度及定尺剪剪切过程激光测速仪不会由于设备运转误计数的前提下，合理计算激光测速仪清零时机，保证了定尺剪剪切速度和精度。利用激光测速仪允许误差偏移量和程序设计误差提前量进行长度修正，送板过程分为高速和低速控制，高速送板速度一般控制在1.2m/s，当送板长度与剪切设定长度相差500mm时，速度降为0.2m/s低速送板，保证钢板在停止的时候不会有太大的惯性，造成定尺剪定尺精度降低。宝钢集团八钢公司中厚板分厂激光测速仪投用以来故障率较少，在维护中我们制定了相应的维护规程，首先针对激光测速仪存在激光衰减情况合理制定更换激光测速头的周期，保证了测速设备精度。其次针对于各种不同型号、规格的钢板进行实际复测，利用程序进行补偿偏差量。第三由工艺现工对各生产班操作工进行培训，让每个定尺剪主操都保证采取规范的操作顺序，从而保证定尺剪剪切作业率，合同兑现率完全满足公司设定的指标。