專利名稱：一種剪切控制模型的開發(fā)平臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種定位剪切技術(shù)的開發(fā)平臺，尤其涉及一種應(yīng)用于自動化控制領(lǐng)域的高速棒(絲)材連續(xù)拉拔生產(chǎn)線中，在定尺剪切機在棒材拉拔速度下，實現(xiàn)高精度定尺剪切技術(shù)的開發(fā)平臺。
背景技術(shù)：
目前，高速棒(絲)材連續(xù)拉拔生產(chǎn)線是鋼鐵冷加工企業(yè)常用的機加工設(shè)備，其主要功能是根據(jù)客戶要求分別有盤圈和定尺長度兩種交貨形態(tài)，對盤圈棒材進(jìn)行冷變形加工。其中，在定尺長度交貨狀態(tài)中，企業(yè)根據(jù)客戶要求，在能夠滿足剪切精度(即定尺剪切長度誤差)的前提下，生產(chǎn)相應(yīng)定尺長度的棒材，而定尺剪切就是按照設(shè)定的長度要求，在棒材的高速拉拔運動下，對拉拔形變后的棒材進(jìn)行定尺剪切。剪切之前，剪切單元中的剪刃先與高速運動的棒材同步運動，然后對棒材進(jìn)行剪切。所以，該設(shè)備中的定尺剪切機控制系統(tǒng)是實現(xiàn)動態(tài)、高速、高精度定尺剪切的關(guān)鍵單元，其中控制系統(tǒng)的控制模型單元決定了剪切機的動態(tài)特性和剪切精度，而控制模型主要由模型的結(jié)構(gòu)和參數(shù)組成，結(jié)構(gòu)決定了模型內(nèi)部有多少個作用和作用的方式，參數(shù)決定了某一個作用的具體大小。目前，現(xiàn)有技術(shù)下的剪切控制模型開發(fā)的主體是金屬加工設(shè)備制造商，控制模型具有自身特定的性能范圍，作為成套設(shè)備的一部分技術(shù)參數(shù)供客戶選擇。而現(xiàn)有技術(shù)下的所廣泛使用的控制模型，在產(chǎn)線環(huán)境干擾下的理論精度最高是+/_4mm。在實際的生產(chǎn)中，客戶的實際要求往往會小于+/_4mm，導(dǎo)致無法生產(chǎn)。目前技術(shù)下的控制精度小于+/_4mm時，國內(nèi)外成套設(shè)備中的控制模型均無法實現(xiàn)，雖然理論上小于+/_4mm控制精度的模型是存在的，但是哪一種模型能夠達(dá)到這個精度以及其精度上限，則需要進(jìn)行模型設(shè)計、模型實驗和應(yīng)用調(diào)試。每開發(fā)一種新的模型，則必須由專業(yè)人員重新研發(fā)。而在模型研發(fā)中，模型實驗存在下述問題1).專業(yè)人員研發(fā)新的控制模型時，須將開發(fā)試驗放在需求方的設(shè)備上進(jìn)行試驗和測試。由于受設(shè)備本身和需求方的制約，只能完成模型的部分測試，而未測試部分可能存在模型失效的風(fēng)險。2)控制模型的優(yōu)化和研發(fā)，需要大量的試驗，每次試驗需要數(shù)次的設(shè)備停機和啟動，耗費大量的停機和啟動準(zhǔn)備時間，而且試驗的時間還受產(chǎn)品生產(chǎn)周期的制約，使得開發(fā)周期很長，在短時間內(nèi)無法完成。3)研發(fā)過程中的大量試驗，需要消耗很多相配合的人力、產(chǎn)品材料、能源等資源。4)由于試驗是在生產(chǎn)線上進(jìn)行，為了獲得標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，整套設(shè)備需要經(jīng)常維護(hù)，形成一定的維護(hù)成本。綜上所述，控制模型包括結(jié)構(gòu)和參數(shù)兩部分，初步結(jié)構(gòu)和參數(shù)值都是預(yù)先設(shè)計好的。預(yù)設(shè)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)值在生產(chǎn)設(shè)備上反復(fù)運行，根據(jù)每次或幾次運行的結(jié)果與預(yù)期的要求進(jìn)行比對，不斷調(diào)整和優(yōu)化模型。如果調(diào)整和優(yōu)化后仍然不能達(dá)到期望的運行的狀況，則預(yù)設(shè)的模型結(jié)構(gòu)就被完全推翻，必須重新設(shè)計模型結(jié)構(gòu)，再行實驗，費時費力，而且浪費資源。

實用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)下的剪切控制模型的開發(fā)平臺所面臨的模型只能部分測試、開發(fā)周期長、人力物力消耗大和維護(hù)成本高的問題，本實用新型提供了一種新型的剪切控制模型的開發(fā)平臺，通過對結(jié)構(gòu)的重新設(shè)計，獲得了能對模型進(jìn)行全部測試，開發(fā)周期短，消耗小而且維護(hù)成本低的優(yōu)點，本實用新型的具體結(jié)構(gòu)如下所述一種剪切控制模型的開發(fā)平臺，包括一固定平臺，其特征在于所述的固定平臺設(shè)置有一棒材運行模擬裝置；所述的固定平臺設(shè)置有一運載小車組件；所述的棒材運行模擬裝置與運載小車組件工作時同步運行。根據(jù)本實用新型的一種剪切控制模型的開發(fā)平臺，其特征在于，所述的棒材運行模擬裝置包括帶線速度調(diào)節(jié)功能的電動機、主動同步帶傳動輪、被動同步帶傳動輪、同步傳送帶和定尺檢測輪組件，其具體為，帶線速度調(diào)節(jié)功能的電動機設(shè)置于固定平臺的下方的一側(cè)并與設(shè)置于固定平臺臺面的一側(cè)的主動同步帶傳動輪電路連接，并控制了該主動同步帶傳動輪，而被動同步帶傳動輪則設(shè)置于固定平臺臺面的另一側(cè)，主動同步帶傳動輪與被動同步帶傳動輪之間通過同步傳送帶連接，而定尺檢測輪組件則設(shè)置于同步傳送帶的傳送路徑上，并與傳送帶連接。此處設(shè)計的目的在于，帶線速度調(diào)節(jié)功能的電動機控制了主動同步帶傳動輪的轉(zhuǎn)動，而主動同步帶傳動輪通過同步傳送帶將轉(zhuǎn)矩傳遞給被動同步帶傳動輪，形成一同步轉(zhuǎn)動控制，而定尺檢測輪組件與傳送帶連接并設(shè)置于同步傳送帶的傳送路徑上，從而準(zhǔn)確獲得同步傳送帶的傳動數(shù)據(jù)用以與運載小車組件進(jìn)行數(shù)據(jù)連接和數(shù)據(jù)交互。根據(jù)本實用新型的一種剪切控制模型的開發(fā)平臺，其特征在于，所述的定尺檢測輪組件包括定尺檢測輪、編碼器和支架，其具體為，定尺檢測輪與同步傳送帶連接，編碼器則連接設(shè)置于定尺檢測輪的下方，而支架則與編碼器連接，并將整個定尺檢測輪組件固定于固定平臺的臺面邊緣。此處設(shè)計的目的在于，定尺檢測輪通過與同步傳送帶連接，當(dāng)同步傳送帶運動時帶動定尺檢測輪，獲得其轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩數(shù)據(jù)，而編碼器則通過計算該轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩數(shù)據(jù)發(fā)出對應(yīng)的長度脈沖信號，再將長度脈沖信號傳遞于運載小車組件。根據(jù)本實用新型的一種剪切控制模型的開發(fā)平臺，其特征在于，所述的運載小車組件包括運載小車伺服電動機、小車傳送帶組件、小車支架、螺桿、運載小車本體、剪刃模擬裝置、鏈?zhǔn)骄€槽和小車定位裝置，其具體為，運載小車伺服電動機設(shè)置于固定平臺的下方的另一側(cè)并連接控制了設(shè)置于固定平臺側(cè)部的小車傳送帶組件，該小車傳送帶組件與設(shè)置于固定平臺臺面上的小車支架內(nèi)的螺桿連接并控制其轉(zhuǎn)動，而運載小車本體則設(shè)置于小車支架上并受螺桿的轉(zhuǎn)動而左右移動，剪刃模擬裝置設(shè)置于運載小車本體上，鏈?zhǔn)骄€槽的一端與運載小車連接，另一端則與小車支架連接，且整個鏈?zhǔn)骄€槽呈平行式的設(shè)置于小車支架的一側(cè)，而小車定位裝置則設(shè)置于鏈?zhǔn)骄€槽上。根據(jù)本實用新型的一種剪切控制模型的開發(fā)平臺，其特征在于，所述的剪刃模擬裝置包括剪刃模擬裝置支架、電磁吸鐵、剪刃位置銜鐵、剪刃前位置傳感器和剪刃后位置傳感器，其具體為，剪刃模擬裝置支架固定設(shè)置于運載小車組件的運載小車本體上，電磁吸鐵則設(shè)置于剪刃模擬裝置支架上，而剪刃位置銜鐵連接在電磁吸鐵上，且剪刃位置銜鐵的一端正對了棒材運行模擬裝置的同步傳送帶，剪刃位置銜鐵的另一端的兩側(cè)則分別設(shè)置有剪刃前位置傳感器和剪刃后位置傳感器。此處設(shè)計的目的在于，上述的棒材運行模擬裝置的同步傳送帶的路徑上設(shè)置的定尺檢測輪組件獲得了同步傳送帶的運行數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)通過編碼器發(fā)出的長度脈沖信號與運載小車組件交互，根據(jù)長度脈沖信號計算出長度值，當(dāng)長度值達(dá)到設(shè)定的長度時，運載小車組件的運載小車本體通過運載小車伺服電動機帶動小車傳送帶組件產(chǎn)生同步扭矩再帶動了小車支架內(nèi)的螺桿的轉(zhuǎn)動，運載小車本體由原點零速起動并在棒材模擬運行裝置的同步傳送帶的同方向作加速前進(jìn)，即從左至右或從右往左運動，當(dāng)運載小車本體的線速度與棒材運行模擬裝置的同步傳送帶的線速度達(dá)到同步運動時，在運載小車本體上的剪刃模擬裝置中的電磁吸鐵和剪刃位置銜鐵快速動作進(jìn)行模擬剪切，而鏈?zhǔn)骄€槽的一端與運載小車連接，另一端則與小車支架連接，且整個鏈?zhǔn)骄€槽呈平行式的設(shè)置于小車支架的一側(cè)，將整個運載小車限位，而小車定位裝置則設(shè)置于鏈?zhǔn)骄€槽上，用于檢測小車的前進(jìn)或后退的極限位置和用來定位小車的原點位置。模擬剪切后，運載小車本體仍沿同步傳送帶行進(jìn)方向同步前進(jìn)一段行程后，目的是等待剪刃返回，防止同步傳送帶擦動剪刃模擬裝置，而小車定位裝置此時則用于檢測小車的前進(jìn)或后退的極限位置和用來定位小車的原點位置，然后運載小車減速停止，快速返回原點，等待下一周期的剪切過程。使用本實用新型的一種剪切控制模型的開發(fā)平臺獲得了如下有益效果1.本實用新型的剪切控制模型的開發(fā)平臺，不受生產(chǎn)線限制而具有更強大的控制模型的測試功能，能夠進(jìn)行全部的模型測試，降低了模型失效的風(fēng)險。2.本實用新型的剪切控制模型的開發(fā)平臺，屬于離線實驗，省去了在線設(shè)備的參與。同時，新控制模型的研發(fā)不參與產(chǎn)品生產(chǎn)，因此不會影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行和產(chǎn)品質(zhì)量。 剪切控制模型的開發(fā)周期不受生產(chǎn)線的限制，開發(fā)周期短。3.本實用新型的剪切控制模型的開發(fā)平臺，省去了在線設(shè)備的操作、管理人員，只需要模型開發(fā)者。同時由于不參與產(chǎn)品生產(chǎn)，省去了大量實驗材料、能源等資源。4.本實用新型的剪切控制模型的開發(fā)平臺，不需要設(shè)備維護(hù)，降低了維護(hù)成本低。5.本實用新型的剪切控制模型的開發(fā)平臺，投入成本低，占地面積小，與在線實驗相比，大大降低了研發(fā)費用的投入。

圖1為本實用新型的一種剪切控制模型的開發(fā)平臺的整體具體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型的一種剪切控制模型的開發(fā)平臺的棒材運行模擬裝置(無定尺檢測輪組件)的具體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型的一種剪切控制模型的開發(fā)平臺的棒材運行模擬裝置的定尺檢測輪組件的具體結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型的一種剪切控制模型的開發(fā)平臺的運載小車組件(無剪刃模擬裝置)的具體結(jié)構(gòu)示意5CN 202205042 U
說明書
4/4頁圖5為本實用新型的一種剪切控制模型的開發(fā)平臺的運載小車組件的剪刃模擬裝置的具體結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-固定平臺，A-棒材運行模擬裝置，Al-帶線速度調(diào)節(jié)功能的電動機，A2-主動同步帶傳動輪，A3-被動同步帶傳動輪，A4-同步傳送帶，A5-定尺檢測輪組件，A51-定尺檢測輪，A52-編碼器，A53-支架，B-運載小車組件，Bl-運載小車伺服電動機，B2-小車傳送帶組件，B3-小車支架，B4-螺桿，B5-運載小車本體，B6-剪刃模擬裝置，B61-剪刃模擬裝置支架，B62-電磁吸鐵，B63-剪刃位置銜鐵，B64-剪刃前位置傳感器，B65-剪刃后位置傳感器，B7-鏈?zhǔn)骄€槽，B8-小車定位裝置。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型的一種剪切控制模型的開發(fā)平臺做進(jìn)一步的描述。實施例如圖1至圖5所示，本實用新型的具體實施操作如下首先，設(shè)定本實用新型的剪切控制模型的開發(fā)平臺的剪切長度，固定平臺1上設(shè)置的棒材運行模擬裝置A的帶線速度調(diào)節(jié)功能的電動機Al啟動，通過主動同步帶傳動輪 A2被動同步帶傳動輪A3和同步傳送帶A4帶動定尺檢測輪組件A5轉(zhuǎn)動，具體為，棒材運行模擬裝置的同步傳送帶的路徑上設(shè)置的定尺檢測輪組件的定尺檢測輪A51獲得了同步傳送帶的運行數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)通過編碼器A52發(fā)出的長度脈沖信號與運載小車組件B交互，根據(jù)長度脈沖信號計算出長度值，當(dāng)長度值達(dá)到設(shè)定的長度時，運載小車組件的運載小車本體 B5通過運載小車伺服電動機Bl帶動小車傳送帶組件B2產(chǎn)生同步扭矩再帶動了小車支架 B3內(nèi)的螺桿B4的轉(zhuǎn)動，運載小車本體由原點零速起動并在棒材模擬運行裝置的同步傳送帶的同方向作加速前進(jìn)，即從左至右或從右往左運動，當(dāng)運載小車本體的線速度與棒材運行模擬裝置的同步傳送帶的線速度達(dá)到同步運動時，在運載小車本體上的剪刃模擬裝置B6 中的剪刃模擬裝置支架B61上安裝的電磁吸鐵B62和剪刃位置銜鐵B63快速動作進(jìn)行模擬剪切(此時，剪刃前位置傳感器B64和剪刃后位置傳感器B65用于模擬剪切位置的檢測和判定)，而鏈?zhǔn)骄€槽B7的一端與運載小車連接，另一端則與小車支架連接，且整個鏈?zhǔn)骄€槽呈平行式的設(shè)置于小車支架的一側(cè)，將整個運載小車限位，而小車定位裝置B8則設(shè)置于鏈?zhǔn)骄€槽上，用于檢測小車的前進(jìn)或后退的極限位置和用來定位小車的原點位置。模擬剪切后，運載小車本體仍沿同步傳送帶行進(jìn)方向同步前進(jìn)一段行程后，目的是等待剪刃返回，防止同步傳送帶擦動剪刃模擬裝置，然后運載小車減速停止，快速返回原點，等待下一周期的剪切過程。本實用新型的剪切控制模型的開發(fā)平臺，不受生產(chǎn)線限制而具有更強大的控制模型的測試功能，能夠進(jìn)行全部的模型測試，降低了模型失效的風(fēng)險，而且開發(fā)周期短，去了大量實驗材料、能源等資源、且不需要設(shè)備維護(hù)，降低了維護(hù)成本低，入成本低，占地面積小，與在線實驗相比，大大降低了研發(fā)費用的投入，適用于高精度定尺剪切技術(shù)的開發(fā)平臺領(lǐng)域。
權(quán)利要求1.一種剪切控制模型的開發(fā)平臺，包括一固定平臺(1)，其特征在于所述的固定平臺(1)設(shè)置有一棒材運行模擬裝置(A)；所述的固定平臺(1)設(shè)置有一運載小車組件(B)；所述的棒材運行模擬裝置(A)與運載小車組件(B)工作時同步運行。
2.如權(quán)利要求1所述的一種剪切控制模型的開發(fā)平臺，其特征在于，所述的棒材運行模擬裝置(A)包括帶線速度調(diào)節(jié)功能的電動機(Al)、主動同步帶傳動輪(A》、被動同步帶傳動輪(Α； )、同步傳送帶(A4)和定尺檢測輪組件(AO，其具體為，帶線速度調(diào)節(jié)功能的電動機設(shè)置于固定平臺(1)的下方的一側(cè)并與設(shè)置于固定平臺臺面的一側(cè)的主動同步帶傳動輪電路連接，并控制了該主動同步帶傳動輪，而被動同步帶傳動輪則設(shè)置于固定平臺臺面的另一側(cè)，主動同步帶傳動輪與被動同步帶傳動輪之間通過同步傳送帶連接，而定尺檢測輪組件則設(shè)置于同步傳送帶的傳送路徑上，并與傳送帶連接。
3.如權(quán)利要求2所述的一種剪切控制模型的開發(fā)平臺，其特征在于，所述的定尺檢測輪組件(AO包括定尺檢測輪(A51)、編碼器(A5》和支架(A53)，其具體為，定尺檢測輪與同步傳送帶(A4)連接，編碼器則連接設(shè)置于定尺檢測輪的下方，而支架則與編碼器連接， 并將整個定尺檢測輪組件固定于固定平臺(1)的臺面邊緣。
4.如權(quán)利要求1所述的一種剪切控制模型的開發(fā)平臺，其特征在于，所述的運載小車組件(B)包括運載小車伺服電動機(Bi)、小車傳送帶組件(B2)、小車支架(Β； )、螺桿(B4)、 運載小車本體(BO、剪刃模擬裝置(B6)、鏈?zhǔn)骄€槽(B7)和小車定位裝置(B8)，其具體為，運載小車伺服電動機設(shè)置于固定平臺(1)的下方的另一側(cè)并連接控制了設(shè)置于固定平臺側(cè)部的小車傳送帶組件，該小車傳送帶組件與設(shè)置于固定平臺臺面上的小車支架內(nèi)的螺桿連接并控制其轉(zhuǎn)動，而運載小車本體則設(shè)置于小車支架上并受螺桿的轉(zhuǎn)動而左右移動，剪刃模擬裝置設(shè)置于運載小車本體上，鏈?zhǔn)骄€槽的一端與運載小車連接，另一端則與小車支架連接，且整個鏈?zhǔn)骄€槽呈平行式的設(shè)置于小車支架的一側(cè)，而小車定位裝置則設(shè)置于鏈?zhǔn)骄€槽上。
5.如權(quán)利要求4或權(quán)利要求2所述的一種剪切控制模型的開發(fā)平臺，其特征在于，所述的剪刃模擬裝置(B6)包括剪刃模擬裝置支架(B61)、電磁吸鐵￠6 、剪刃位置銜鐵(B63)、 剪刃前位置傳感器(B64)和剪刃后位置傳感器(B65)，其具體為，剪刃模擬裝置支架固定設(shè)置于運載小車組件(B)的運載小車本體(B5)上，電磁吸鐵則設(shè)置于剪刃模擬裝置支架上， 而剪刃位置銜鐵連接在電磁吸鐵上，且剪刃位置銜鐵的一端正對了棒材運行模擬裝置(A) 的同步傳送帶(A4)，剪刃位置銜鐵的另一端的兩側(cè)則分別設(shè)置有剪刃前位置傳感器和剪刃后位置傳感器。
專利摘要一種剪切控制模型的開發(fā)平臺，在一固定平臺設(shè)置有一棒材運行模擬裝置和運載小車組件，棒材運行模擬裝置的同步傳送帶的路徑上設(shè)置的定尺檢測輪組件通過編碼器發(fā)出的長度脈沖信號與運載小車組件交互，根據(jù)長度脈沖信號計算出長度值，當(dāng)長度值達(dá)到設(shè)定的長度時，運載小車組件的運載小車由原點零速起動并在棒材模擬運行裝置的同步傳送帶的同方向作加速前進(jìn)，即從左至右或從右往左運動，當(dāng)運載小車本體的線速度與棒材運行模擬裝置的同步傳送帶的線速度達(dá)到同步運動時，在運載小車本體上的剪刃模擬裝置中的電磁吸鐵和剪刃位置銜鐵快速動作進(jìn)行模擬剪切。本實用新型能對模型進(jìn)行全部測試，開發(fā)進(jìn)行周期短，消耗小而且維護(hù)成本低。
文檔編號G05B17/02GK202205042SQ20112031930
公開日2012年4月25日 申請日期2011年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月29日
發(fā)明者單益全, 張偉鋼, 王青, 陳冬生 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司