激光測(cè)速儀在八鋼中厚板定尺剪機(jī)組中的運(yùn)用

孫迪峰

(寶鋼集團(tuán)八鋼公司 中厚板分廠，新疆 烏魯木齊 830022)

寶鋼集團(tuán)八鋼公司中厚板分廠精整線定尺剪機(jī)組在中厚板生產(chǎn)負(fù)責(zé)對(duì)軋制出來(lái)的鋼板長(zhǎng)度進(jìn)行定尺剪切，在剪切長(zhǎng)度測(cè)量方面一般采用測(cè)長(zhǎng)輥進(jìn)行測(cè)長(zhǎng)，但是測(cè)長(zhǎng)輥測(cè)長(zhǎng)存在測(cè)長(zhǎng)精確度不高、維護(hù)量大、干擾因素較多并且難以排除干擾的問(wèn)題，并且在國(guó)內(nèi)由于定尺剪剪切長(zhǎng)度誤差造成合同改規(guī)和合同糾紛是制約中厚板生產(chǎn)合同兌現(xiàn)率的一大障礙，如果軋制正常，當(dāng)成品鋼板在最后一道定尺剪切工序出了差錯(cuò)，就會(huì)造成前功盡棄，有可能有一些特殊鋼種必須從煉鋼環(huán)節(jié)重新做起。寶鋼集團(tuán)八鋼公司中厚板分廠在建廠之初考慮到這些因素嘗試采用了激光測(cè)速儀器和測(cè)長(zhǎng)輥兩種方式，一開(kāi)一備的控制方式來(lái)控制定尺長(zhǎng)度，經(jīng)過(guò)不斷的摸索、數(shù)據(jù)采集和實(shí)踐驗(yàn)證，激光測(cè)速儀器的成功使用在剪切過(guò)程中減少了定尺剪剪切偏差量，與采用編碼器測(cè)長(zhǎng)方式相比其非接觸式的光電速度測(cè)量特性切實(shí)提高了成品收益率，降低了故障率。

1 定尺剪設(shè)備概況

剪切工序以及設(shè)備概況：寶鋼集團(tuán)八鋼公司中厚板分廠的定尺剪剪切工序設(shè)計(jì)在雙邊剪后面，采用滾切式設(shè)計(jì)，鋼板的母板由輸入輥道被送到定尺剪夾送輥前，當(dāng)鋼板被剪前冷金屬檢測(cè)器檢測(cè)到以后，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)鋼板抬升、靠邊工序，保證每一張鋼板來(lái)料的一邊是固定不變的。當(dāng)設(shè)備完成靠邊工序后有操作工確認(rèn)鋼板信息，以及鋼板狀態(tài)，確認(rèn)正常后由操作工手動(dòng)點(diǎn)擊點(diǎn)動(dòng)送板按鍵，將鋼板緩慢送至剪刃處進(jìn)行切頭、取樣工序，然后再次確認(rèn)鋼板信息無(wú)誤后，點(diǎn)擊定尺剪切按鍵，系統(tǒng)將按照L2下發(fā)的剪切規(guī)程自動(dòng)完成第一張子板的測(cè)長(zhǎng)，當(dāng)鋼板達(dá)到設(shè)定值后自動(dòng)停止，由操作工確認(rèn)鋼板長(zhǎng)度進(jìn)行第一張子板剪切，第一張子板剪切完成后被自動(dòng)向定尺剪機(jī)后送走，當(dāng)完成一次剪切動(dòng)作后，激光測(cè)速儀接收到一個(gè)測(cè)長(zhǎng)停止命令，當(dāng)下一次鋼板進(jìn)入測(cè)速點(diǎn)后，激光測(cè)速儀執(zhí)行計(jì)數(shù)清零和重新計(jì)數(shù)的功能。而操作工在第一張子板剪切完成后，重復(fù)確認(rèn)信息、啟動(dòng)送板等工序繼續(xù)完成第二張子板的定尺剪切，以此類推第三張、第四張子板情況基本相同。

寶鋼集團(tuán)八鋼公司中厚板分廠的定尺剪剪切機(jī)設(shè)備中較為重要的激光測(cè)速設(shè)備就安裝在剪刃后面，其測(cè)量點(diǎn)距離剪刃326mm，激光頭被安裝在機(jī)架頂部，牢固的安裝方式保證了激光測(cè)速的穩(wěn)定性，當(dāng)測(cè)速設(shè)備將鋼板移動(dòng)速度精確測(cè)量下來(lái)后由數(shù)據(jù)線傳輸至測(cè)速設(shè)備的電子單元進(jìn)行換算，然后將換算后的長(zhǎng)度數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)與現(xiàn)場(chǎng)PLC主機(jī)的通訊連接傳輸至主機(jī)，由PLC主機(jī)完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的全部指令。

2 激光測(cè)速儀工作原理

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。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，干涉圖案的大小組成了測(cè)量區(qū)域。

3 系統(tǒng)配置

本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下圖1所示。

4 KELK激光測(cè)速儀的系統(tǒng)特點(diǎn)

(1)即使在對(duì)象反射率很低的情況下，系統(tǒng)仍能保持很高的測(cè)量精度，而且對(duì)象反射率的快速變化對(duì)其影響不大;(2)在測(cè)量對(duì)象低速運(yùn)動(dòng)、加速或減速運(yùn)動(dòng)的情況下，系統(tǒng)的性能不受影響;(3)激光頭設(shè)計(jì)緊湊合理，便于安裝;(4)一體化的保護(hù)裝置可以防止過(guò)熱，碰撞和震動(dòng)的影響，保證系統(tǒng)在最為惡劣的軋機(jī)環(huán)境下的可靠運(yùn)行;(5)用戶友好的人機(jī)界面可以使用戶方便地進(jìn)入一體化的運(yùn)行監(jiān)視程序，在線自診斷功能，以及將ACCUSPEED集成到用戶自動(dòng)控制系統(tǒng)的功能;(6)測(cè)量激光束為可見(jiàn)光，因而減少了受到意外激光輻射傷害的可能性;(7)很大的視野深度范圍可以適應(yīng)測(cè)量對(duì)象很大的厚度變化范圍或者穿帶高度位置的變化。

5 KELK激光測(cè)速儀監(jiān)控畫(huà)面以及影響檢測(cè)精度的因素

影響KELK激光測(cè)速儀檢測(cè)精度的主要因素有兩個(gè)方面，首先是鋼板表面質(zhì)量，該因素可以通過(guò)提高軋制質(zhì)量來(lái)解決。其次是鋼板的震動(dòng)等引起的小速度干擾，該因素可以通過(guò)關(guān)閉Filter 3和調(diào)整零速度門(mén)檻值給以過(guò)濾，并通過(guò)長(zhǎng)度的啟/?？刂萍右赃^(guò)濾，不再影響剪切過(guò)程中的長(zhǎng)度測(cè)量。

6 激光測(cè)速儀在定尺剪設(shè)備中的應(yīng)用

激光測(cè)速儀電子單元與定尺剪PLC主機(jī)之間通訊采用DP通訊。定尺剪主CPU控制激光測(cè)速儀計(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)算激光測(cè)速儀清零時(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程序設(shè)計(jì)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，高速送板速度一般控制在1.2m/s，當(dāng)送板長(zhǎng)度與剪切設(shè)定長(zhǎng)度相差500mm時(shí)，速度降為0.2m/s低速送板，保證鋼板在停止的時(shí)候不會(huì)有太大的慣性，造成定尺剪定尺精度降低。寶鋼集團(tuán)八鋼公司中厚板分廠激光測(cè)速儀投用以來(lái)故障率較少，在維護(hù)中我們制定了相應(yīng)的維護(hù)規(guī)程，首先針對(duì)激光測(cè)速儀存在激光衰減情況合理制定更換激光測(cè)速頭的周期，保證了測(cè)速設(shè)備精度。其次針對(duì)于各種不同型號(hào)、規(guī)格的鋼板進(jìn)行實(shí)際復(fù)測(cè)，利用程序進(jìn)行補(bǔ)償偏差量。第三由工藝現(xiàn)工對(duì)各生產(chǎn)班操作工進(jìn)行培訓(xùn)，讓每個(gè)定尺剪主操都保證采取規(guī)范的操作順序，從而保證定尺剪剪切作業(yè)率，合同兌現(xiàn)率完全滿足公司設(shè)定的指標(biāo)。

7 結(jié)束語(yǔ)

寶鋼集團(tuán)八鋼公司中厚板廠精整線定尺剪機(jī)組在使用激光測(cè)速儀器進(jìn)行鋼板長(zhǎng)度測(cè)量過(guò)程中通過(guò)采用不斷完善各種參數(shù)配置、優(yōu)化程序等措施使激光測(cè)長(zhǎng)方式在實(shí)際應(yīng)用中得到很好的發(fā)揮，現(xiàn)在運(yùn)行將近5年，實(shí)際效果良好，得到了客戶一致好評(píng)。