卷材对中测径装置及方法

1.一种卷材对中测径装置，包括小车(21)、液压缸(22)、顶杆(23)、托架(24)，可左右移动的小车(21)上固定有液压缸(22)，液压缸(22)的活塞上固定有顶杆(23)，顶杆(23)的顶部固定有托架(24)，其特征是：还包括位移传感器甲(261)、光电传感器乙(262)、光电传感器丙(263)、模/数转换器(29)和PLC(30)，顶杆(23)内固定有位移传感器甲(261)，位移传感器甲(261)产生的位置信号与顶杆(23)移动的距离成线性关系，托架(24)的正上方固定光电传感器乙(262)和光电传感器丙(263)，光电传感器乙(262)和光电传感器丙(263)处在同一水平线上，位移传感器甲(261)、光电传感器乙(262)和光电传感器丙(263)都通过模/数转换器(29)和PLC(30)连接。
2.一种卷材对中测径装置，包括小车(21)、液压缸(22)、顶杆(23)、托架(24)，可左右移动的小车(21)上固定有液压缸(22)，液压缸(22)的活塞上固定有顶杆(23)，顶杆(23)的顶部固定有托架(24)，其特征是：还包括位移传感器甲(261)、光栅乙(362)、光栅丙(363)、模/数转换器(29)和单片机(40)，顶杆(23)内固定有位移传感器甲(261)，位移传感器甲(261)产生的位置信号与顶杆(23)移动的距离成线性关系，托架(24)的正上方固定光栅乙(362)和光栅丙(363)，光栅乙(362)和光栅丙(363)处在同一水平线上，位移传感器甲(261)、光栅乙(362)和光栅丙(363)都通过模/数转换器(29)和单片机(40)连接。
3.一种卷材对中测径方法，其特征是：采用如权利要求1所述的卷材对中测径装置，钢卷(27)固定在托架(24)上，液压缸(22)的活塞带动顶杆(23)和托架(24)向上移动，当移动至钢卷(27)的上边沿挡住光电传感器乙(262)和光电传感器丙(263)之间的连线时，光电传感器乙(262)和光电传感器丙(263)发出信号并通过模/数转换器转换成数字信号后送至PLC(30)，PLC(30)控制液压缸(22)的活塞暂时停止移动，此时位移传感器甲(261)测出所移动的距离并通过模/数转换器转换成数字信号后将数据送至PLC(30)，由PLC(30)根据顶杆(23)的移动距离、光电传感器乙(262)和光电传感器(263)连线的相对位置、开卷机芯轴(18)的相对位置算出钢卷(27)的直径，和钢卷(27)还需继续移动的距离，并由PLC(30)控制液压缸(22)的活塞继续移动相应距离，钢卷(27)的直径和对中时的移动距离分别由如下方法确定：
设光电传感器连线或光栅连线到顶杆(23)顶部的距离为h1，开卷机芯轴(28)的中心线到顶杆(23)顶部距离为h0，托架(24)的厚度为r，钢卷(27)从最初开始移动至光电传感器连线或光栅连线时暂停止的移动距离为Δh1，钢卷(27)的直径为D，钢卷的对中移动总距离为Δh0，则
D＝h1-r-Δh1； 完成对中过程。
4.一种卷材对中测径方法，其特征是：采用如权利要求2所述的卷材对中测径装置，钢卷(27)固定在托架(24)上，液压缸(22)的活塞带动顶杆(23)和托架(24)向上移动，当移动至钢卷(27)的上边沿挡住光栅乙(262)和光栅丙(263)之间的连线时，光栅乙(262)和光栅丙(263)发出信号并通过模/数转换器转换成数字信号后送至单片机(40)，单片机(40)控制液压缸(22)的活塞暂时停止移动，此时位移传感器甲(261)测出所移动的距离并通过模/数转换器转换成数字信号后将数据送至单片机(40)，由单片机(40)根据顶杆(23)的移动距离、光栅乙(262)和光栅(263)连线的相对位置、开卷机芯轴(18)的相对位置算出钢卷(27)的直径，和钢卷(27)还需继续移动的距离，并由单片机(40)控制液压缸(22)的活塞继续移动相应距离，钢卷(27)的直径和对中时的移动距离分别由如下方法确定：
设光电传感器连线或光栅连线到顶杆(23)顶部的距离为h1，开卷机芯轴(28)的中心线到顶杆(23)顶部距离为h0，托架(24)的厚度为r，钢卷(27)从最初开始移动至光电传感器连线或光栅连线时暂停止的移动距离为Δh1，钢卷(27)的直径为D，钢卷的对中移动总距离为Δh0，则
D＝h1-r-Δh1； 完成对中过程。

卷材对中测径装置及方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及向机器供给卷绕的型材和直径计量领域，具体为一种卷材对中测径装置及方法。\n背景技术\n[0002] 目前，在冶金行业带钢生产线开卷机钢卷对中控制中，普遍采用的是图1所示的对中装置，由小车11、液压缸12、顶杆13、托架14、可移动支架15和传感器161～163组成，其结构是：小车11可左右移动，小车11上固定有液压缸12，液压缸12的活塞上固定有顶杆13，活塞可带动顶杆13上下移动，顶杆13的顶部固定有托架14，传感器161～163都固定在可移动支架15上，传感器161和163之间的距离等于钢卷17中部通孔的直径，传感器\n162位于传感器161和163之间，传感器161和163连线的中点正对开卷机芯轴18的中心。\n传感器161～163的工作状态是：当传感器和开卷机之间无物体遮挡时，传感器处于“OFF”状态；当传感器和开卷机之间被不透明物体遮挡时，传感器处于“ON”状态。该对中装置的工作原理是：钢卷17放置在托架14上，并在顶杆13的带动下上下移动，钢卷17中部的通孔和开卷机芯轴18构成间隙配合，根据传感器161～163的位置关系，当传感器161和163与钢卷17之间都被钢卷遮挡而处于ON状态，而传感器162通过钢卷中部的通孔和钢卷17之间无遮挡而处于OFF状态时，此时钢卷17中部的通孔正好位于传感器161和163之间，由于传感器161和163连线的中点正对开卷机芯轴18的中心，因此此时钢卷17的中心线N-N’与开卷机18的中心线O-O’在一条水平线上，这时即表明钢卷17达到指定的对中位置，停止顶杆13的上下移动，由小车11向右移动将钢卷17送至开卷机芯轴18上。这种装置中，带动传感器移动的支架包括托臂是通过一套液压缸、液压阀等在内的液压系统控制完成的，占用空间位置较大，安装不方便。而且此法仅能起到对中作用，达不到测径的目的。\n发明内容\n[0003] 为了克服现有技术的缺陷，提供一种具有安装方便、结构紧凑、在对中时完成直径测量的工具，本发明公开了一种卷材对中测径装置及方法。\n[0004] 本发明通过如下技术方案达到发明目的：\n[0005] 一种卷材对中测径装置，包括小车、液压缸、顶杆、托架，可左右移动的小车上固定有液压缸，液压缸的活塞上固定有顶杆，顶杆的顶部固定有托架，其结构在于：还包括位移传感器甲、光电传感器乙、光电传感器丙、模/数转换器和PLC，顶杆内固定有位移传感器甲，位移传感器甲产生的位置信号与顶杆移动的距离成线性关系，托架的正上方固定光电传感器乙和光电传感器丙，光电传感器乙和光电传感器丙处在同一水平线上，位移传感器甲、光电传感器乙和光电传感器丙都通过模/数转换器和PLC连接。\n[0006] 一种卷材对中测径方法，其步骤是：采用如上所述的卷材对中测径装置，钢卷固定在托架上，液压缸的活塞带动顶杆和托架向上移动，当移动至钢卷的上边沿挡住光电传感器乙和光电传感器丙之间的连线时，光电传感器乙和光电传感器丙发出信号并通过模/数转换器转换成数字信号后送至PLC，PLC控制液压缸的活塞暂时停止移动，此时位移传感器甲测出所移动的距离并将数据通过模/数转换器转换成数字信号后送至PLC，由PLC根据顶杆的移动距离、光电传感器乙和光电传感器连线的相对位置、开卷机芯轴的相对位置算出钢卷的直径，和钢卷还需继续移动的距离，并由PLC控制液压缸的活塞继续移动相应距离，完成对中过程。\n[0007] 一种卷材对中测径装置，包括小车、液压缸、顶杆、托架，可左右移动的小车上固定有液压缸，液压缸的活塞上固定有顶杆，顶杆的顶部固定有托架，其结构在于：还包括位移传感器甲、光栅乙、光栅丙、模/数转换器和单片机，顶杆内固定有位移传感器甲，位移传感器甲产生的位置信号与顶杆移动的距离成线性关系，托架的正上方固定光栅乙和光栅丙，光栅乙和光栅丙处在同一水平线上，位移传感器甲、光栅乙和光栅丙都通过模/数转换器和单片机连接。\n[0008] 一种卷材对中测径方法，其步骤是：采用如上所述的卷材对中测径装置，钢卷固定在托架上，液压缸的活塞带动顶杆和托架向上移动，当移动至钢卷的上边沿挡住光栅乙和光栅丙之间的连线时，光栅乙和光栅丙发出信号并通过模/数转换器转换成数字信号后送至单片机，单片机控制液压缸的活塞暂时停止移动，此时位移传感器甲测出所移动的距离并将数据通过模/数转换器转换成数字信号后送至单片机，由单片机根据顶杆的移动距离、光栅乙和光栅连线的相对位置、开卷机芯轴的相对位置算出钢卷的直径，和钢卷还需继续移动的距离，并由单片机控制液压缸的活塞继续移动相应距离，完成对中过程。\n[0009] 所述的卷材对中测径方法，钢卷的直径和对中时的移动距离分别由如下方法确定：\n[0010] 设光电传感器连线或光栅连线到顶杆顶部的距离为h1，开卷机芯轴的中心线到顶杆顶部距离为h0，托架的厚度为r，钢卷从最初开始移动至光电传感器连线或光栅连线时暂停止的移动距离为Δh1，钢卷的直径为D，钢卷的对中移动总距离为Δh0，则[0011] D＝h1-r-Δh1；\n[0012] 本发明通过传感器、光栅、起降液压缸及PLC或单片机一起构成钢卷测径及对中控制系统，所取得的有益效果是：位移传感器装在液压缸的顶杆内部，不占用空间，整套装置简单可靠，安装方便，位置控制和直径检测方法精度高，有利于生产线上的量化统计。\n附图说明\n[0013] 图1是现有技术的结构示意图；\n[0014] 图2是采用光电传感器和PLC的本发明的结构示意图；\n[0015] 图3是采用图2所示设备对中和测径时的变量示意图；\n[0016] 图4是采用光电传感器和PLC的本发明的控制系统连接示意图；\n[0017] 图5是采用光栅和单片机的本发明的结构示意图；\n[0018] 图6是采用光栅和单片机的本发明的控制系统连接示意图。\n具体实施方式\n[0019] 以下通过具体实施例进一步说明本发明。\n[0020] 实施例1\n[0021] 一种卷材对中测径装置，包括小车21、液压缸22、顶杆23、托架24、位移传感器甲\n261、光电传感器乙262、光电传感器丙263、模/数转换器29和PLC30，具体结构是：可左右移动的小车21上固定有液压缸22，液压缸22的活塞上固定有顶杆23，顶杆23的顶部固定有托架24，顶杆23内固定有位移传感器甲261，位移传感器甲261产生的位置信号与顶杆\n23移动的距离成线性关系，托架24的正上方固定光电传感器乙262和光电传感器丙263，光电传感器乙262和光电传感器丙263处在同一水平线上，位移传感器甲261、光电传感器乙262和光电传感器丙263都通过模/数转换器29和PLC30连接。\n[0022] 使用本实施例进行对中和测径时，钢卷27固定在托架24上，液压缸22的活塞带动顶杆23和托架24向上移动，当移动至钢卷27的上边沿挡住光电传感器乙262和光电传感器丙263之间的连线时，光电传感器乙262和光电传感器丙263发出信号并通过模/数转换器转换成数字信号后送至PLC30，PLC30控制液压缸22的活塞暂时停止移动，此时位移传感器甲261测出所移动的距离并通过模/数转换器转换成数字信号后将数据送至PLC30，由PLC30根据顶杆23的移动距离、光电传感器乙262和光电传感器263连线的相对位置、开卷机芯轴18的相对位置算出钢卷27的直径，和钢卷27还需继续移动的距离，并由PLC30控制液压缸22的活塞继续移动相应距离，完成对中过程。\n[0023] 钢卷27的直径和对中时的移动距离分别由如下方法确定：\n[0024] 设光电传感器连线或光栅连线到顶杆23顶部的距离为h1，开卷机芯轴28的中心线到顶杆23顶部距离为h0，托架24的厚度为r，钢卷27从最初开始移动至光电传感器连线或光栅连线时暂停止的移动距离为Δh1，钢卷27的直径为D，钢卷的对中移动总距离为Δh0，则\n[0025] D＝h1-r-Δh1；\n[0026] 实施例2\n[0027] 一种卷材对中测径装置，包括小车21、液压缸22、顶杆23、托架24、位移传感器甲\n261、光栅乙362、光栅丙363、模/数转换器29和单片机40，具体结构是：可左右移动的小车\n21上固定有液压缸22，液压缸22的活塞上固定有顶杆23，顶杆23的顶部固定有托架24，顶杆23内固定有位移传感器甲261，位移传感器甲261产生的位置信号与顶杆23移动的距离成线性关系，托架24的正上方固定光栅乙362和光栅丙363，光栅乙362和光栅丙363处在同一水平线上，位移传感器甲261、光栅乙362和光栅丙363都通过模/数转换器29和单片机40连接。\n[0028] 使用本实施例进行对中和测径时，钢卷27固定在托架24上，液压缸22的活塞带动顶杆23和托架24向上移动，当移动至钢卷27的上边沿挡住光栅乙262和光栅丙263之间的连线时，光栅乙262和光栅丙263发出信号并通过模/数转换器转换成数字信号后送至单片机40，单片机40控制液压缸22的活塞暂时停止移动，此时位移传感器甲261测出所移动的距离并通过模/数转换器转换成数字信号后将数据送至单片机40，由单片机40根据顶杆23的移动距离、光栅乙262和光栅263连线的相对位置、开卷机芯轴18的相对位置算出钢卷27的直径，和钢卷27还需继续移动的距离，并由单片机40控制液压缸22的活塞继续移动相应距离，完成对中过程。\n[0029] 钢卷27的直径和对中时的移动距离分别由如下方法确定：\n[0030] 设光电传感器连线或光栅连线到顶杆23顶部的距离为h1，开卷机芯轴28的中心线到顶杆23顶部距离为h0，托架24的厚度为r，钢卷27从最初开始移动至光电传感器连线或光栅连线时暂停止的移动距离为Δh1，钢卷27的直径为D，钢卷的对中移动总距离为Δh0，则\n[0031] D＝h1-r-Δh1；