[发明专利]一种冷轧生产线上光电式纠偏控制系统的纠偏控制方法

摘要

本发明公开一种冷轧生产线上光电式纠偏控制系统的纠偏控制方法，通过光电检测装置获取带材宽度方向边缘位置电压信号，以及同侧带材宽度方向边缘位置的光源背景亮度电压信号发送到控制器；由控制器得到带材宽度方向边缘位置上不受光源老化和污染影响的相对位置信号；控制器根据开卷机或卷取机中辊筒光电编码器的脉冲数，与带材厚度参数，得到带材卷径变化量，随后得出光电检测器与带材之间测量高度修正值，通过已标定的光电检测器的视场角得到光电检测器的视场宽度修正值，最终得到带材偏移量发送给伺服放大器板，由伺服放大器板输出电流信号控制液压系统，完成纠偏控制。本发明在不增外设的情况下，保证光电式纠偏控制系统的测量精度和纠偏效果。

主权项

本发明一种冷轧生产线上光电式纠偏控制系统的纠偏控制方法，其特征在于：通过下述步骤来实现：步骤1：标定带材上方设置的光电检测器的视场角∠1；根据光电检测器距离带材的实际高度h标和光电检测器在带材上实测的视场宽度D标，标定出光电检测器的视场角∠1，Tan∠1＝D标/(2＊h标)；步骤2：获取带材宽度方向边缘位置的电压信号，以及同侧带材宽度方向边缘位置的光源背景亮度的电压信号，并发送到控制器；光电检测器通过接收没有完全被带材遮挡的光通量，得到带材宽度方向边缘位置的电压信号；参考检测器通过接收完全不被带材遮挡的光通量，得到同侧带材宽度方向边缘位置的光源背景亮度的电压信号；在开卷机纠偏控制中，通过带材上方两侧设置的光电检测器分别检测到带材左右两侧边缘位置的电压信号VAL、VAR到控制器；通过带材上方两侧设置的参考检测器分别检测到带材左右两侧边缘位置光源背景亮度的电压信号VBL、VBR，发送到控制器；在卷取机纠偏控制中，通过带材上方一侧设置的光电检测器检测到带材一侧边缘位置的电压信号VA，并通过带材上方同一侧设置的参考检测器检测到带材同一侧边缘位置的光源背景亮度的电压信号VB，并发送到控制器；步骤3：获得带材宽度方向边缘位置上不受光源老化和污染影响的相对位置信号；控制器根据接收到的带材宽度方向边缘位置的电压信号，以及同侧带材宽度方向边缘位置的光源背景亮度的电压信号，得到带材同侧边缘不受光源老化和污染影响的相对位置；在开卷机纠偏控制中，控制器根据接收到的带材右侧边缘位置的电压信号VAR与光源背景亮度的电压信号VBR，通过VAR/VBR得到带材右侧边缘不受光源老化和污染影响的相对位置；控制器根据接收到的带材左侧边缘位置的电压信号VAL与光源背景亮度的电压信号VBL，通过VAL/VBL得到左侧边缘不受光源老化和污染影响的相对位置；在卷取机纠偏控制中，控制器根据接收到的带材一侧边缘位置的电压信号VA与同一侧边缘位置的光源背景亮度的电压信号VB，获取带材一侧边缘上不受光源老化和污染影响的相对位置；步骤4：获得开卷机或卷取机的辊筒卷半径R；根据控制器中的计数器得到开卷机或卷取机辊筒上安装的光电编码器的脉冲数，从而获得开卷机或卷取机辊筒的圈数n，再乘以带材的厚度T，得到开卷机或卷取机辊筒卷半径的减小量ΔR或增加量ΔR’，由此实时得到开卷机或卷取机辊筒卷半径值R；步骤5：获得光电检测器的视场宽度修正值D；通过控制器得出带材倾斜角度tan∠2＝(a‑R)/x；其中，x为导向辊中心到开卷机或卷取机辊筒中心的距离，a为辊道平面到开卷机或卷取机辊筒轴线所在水平面的垂直距离。进而得到光电检测器与带材之间的高度变化差h2＝x1×tan∠2＝x1×(a‑R)/x，其中，x1为开卷机或卷取机辊筒轴线到光电检测器中心线的距离；由此根据步骤1中标定的光电检测器的视场角∠1，得出光电检测器的视场宽度修正值D＝2×(h‑h2‑R)×tan∠1；其中，h为光电检测器到开卷机或卷取机辊筒轴线所在水平面的垂直距离；步骤6：获得带材的偏移量d；根据步骤3中得到的带材宽度方向边缘位置上不受光源老化和污染影响的相对位置信号，以及步骤5中得到的光电检测装置的视场宽度修正值，最终得到带材的偏移量；在开卷机纠偏控制中，通过控制器得到带材右侧的边缘绝对位置DR＝VAR/VBR×D，与带材左侧的边缘绝对位置DL＝VAL/VBL×D，由此，得到带材的偏移量d＝DR‑DL；在卷取机纠偏控制中，通过控制器得出带材的偏移量d＝VA/VB×D‑D/2；步骤7：进行纠偏控制；通过控制器将带材偏移量的发送到伺服放大器板，由伺服放大器板输出电流信号给伺服阀，从而通过伺服阀控制液压站的液压缸来驱动执行机构完成纠偏控制，使带材边缘卷齐。