激光測速儀在八鋼中厚板定尺剪機組中的運用

孫迪峰

(寶鋼集團八鋼公司 中厚板分廠，新疆 烏魯木齊 830022)

寶鋼集團八鋼公司中厚板分廠精整線定尺剪機組在中厚板生產負責對軋制出來的鋼板長度進行定尺剪切，在剪切長度測量方面一般采用測長輥進行測長，但是測長輥測長存在測長精確度不高、維護量大、干擾因素較多并且難以排除干擾的問題，并且在國內由于定尺剪剪切長度誤差造成合同改規和合同糾紛是制約中厚板生產合同兌現率的一大障礙，如果軋制正常，當成品鋼板在最后一道定尺剪切工序出了差錯，就會造成前功盡棄，有可能有一些特殊鋼種必須從煉鋼環節重新做起。寶鋼集團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速儀器和測長輥兩種方式，一開一備的控制方式來控制定尺長度，經過不斷的摸索、數據采集和實踐驗證，激光測速儀器的成功使用在剪切過程中減少了定尺剪剪切偏差量，與采用編碼器測長方式相比其非接觸式的光電速度測量特性切實提高了成品收益率，降低了故障率。

1 定尺剪設備概況

剪切工序以及設備概況：寶鋼集團八鋼公司中厚板分廠的定尺剪剪切工序設計在雙邊剪后面，采用滾切式設計，鋼板的母板由輸入輥道被送到定尺剪夾送輥前，當鋼板被剪前冷金屬檢測器檢測到以后，自動實現鋼板抬升、靠邊工序，保證每一張鋼板來料的一邊是固定不變的。當設備完成靠邊工序后有操作工確認鋼板信息，以及鋼板狀態，確認正常后由操作工手動點擊點動送板按鍵，將鋼板緩慢送至剪刃處進行切頭、取樣工序，然后再次確認鋼板信息無誤后，點擊定尺剪切按鍵，系統將按照L2下發的剪切規程自動完成第一張子板的測長，當鋼板達到設定值后自動停止，由操作工確認鋼板長度進行第一張子板剪切，第一張子板剪切完成后被自動向定尺剪機后送走，當完成一次剪切動作后，激光測速儀接收到一個測長停止命令，當下一次鋼板進入測速點后，激光測速儀執行計數清零和重新計數的功能。而操作工在第一張子板剪切完成后，重復確認信息、啟動送板等工序繼續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。

寶鋼集團八鋼公司中厚板分廠的定尺剪剪切機設備中較為重要的激光測速設備就安裝在剪刃后面，其測量點距離剪刃326mm，激光頭被安裝在機架頂部，牢固的安裝方式保證了激光測速的穩定性，當測速設備將鋼板移動速度精確測量下來后由數據線傳輸至測速設備的電子單元進行換算，然后將換算后的長度數據經過與現場PLC主機的通訊連接傳輸至主機，由PLC主機完成對現場設備的全部指令。

2 激光測速儀工作原理

KELK公司的ACCUSPEED激光測速儀是一種非接觸式的光學傳感器，測量運動材料的速度。ACCUSPEED激光測速儀從激光頭發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量區域。

3 系統配置

本系統的結構如下圖1所示。

4 KELK激光測速儀的系統特點

(1)即使在對象反射率很低的情況下，系統仍能保持很高的測量精度，而且對象反射率的快速變化對其影響不大;(2)在測量對象低速運動、加速或減速運動的情況下，系統的性能不受影響;(3)激光頭設計緊湊合理，便于安裝;(4)一體化的保護裝置可以防止過熱，碰撞和震動的影響，保證系統在最為惡劣的軋機環境下的可靠運行;(5)用戶友好的人機界面可以使用戶方便地進入一體化的運行監視程序，在線自診斷功能，以及將ACCUSPEED集成到用戶自動控制系統的功能;(6)測量激光束為可見光，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測量對象很大的厚度變化范圍或者穿帶高度位置的變化。

5 KELK激光測速儀監控畫面以及影響檢測精度的因素

影響KELK激光測速儀檢測精度的主要因素有兩個方面，首先是鋼板表面質量，該因素可以通過提高軋制質量來解決。其次是鋼板的震動等引起的小速度干擾，該因素可以通過關閉Filter 3和調整零速度門檻值給以過濾，并通過長度的啟/停控制加以過濾，不再影響剪切過程中的長度測量。

6 激光測速儀在定尺剪設備中的應用

激光測速儀電子單元與定尺剪PLC主機之間通訊采用DP通訊。定尺剪主CPU控制激光測速儀計數和清零，經過觀察和記錄數據進行分析，在保證定尺剪剪切速度及定尺剪剪切過程激光測速儀不會由于設備運轉誤計數的前提下，合理計算激光測速儀清零時機，保證了定尺剪剪切速度和精度。利用激光測速儀允許誤差偏移量和程序設計誤差提前量進行長度修正，送板過程分為高速和低速控制，高速送板速度一般控制在1.2m/s，當送板長度與剪切設定長度相差500mm時，速度降為0.2m/s低速送板，保證鋼板在停止的時候不會有太大的慣性，造成定尺剪定尺精度降低。寶鋼集團八鋼公司中厚板分廠激光測速儀投用以來故障率較少，在維護中我們制定了相應的維護規程，首先針對激光測速儀存在激光衰減情況合理制定更換激光測速頭的周期，保證了測速設備精度。其次針對于各種不同型號、規格的鋼板進行實際復測，利用程序進行補償偏差量。第三由工藝現工對各生產班操作工進行培訓，讓每個定尺剪主操都保證采取規范的操作順序，從而保證定尺剪剪切作業率，合同兌現率完全滿足公司設定的指標。

7 結束語

寶鋼集團八鋼公司中厚板廠精整線定尺剪機組在使用激光測速儀器進行鋼板長度測量過程中通過采用不斷完善各種參數配置、優化程序等措施使激光測長方式在實際應用中得到很好的發揮，現在運行將近5年，實際效果良好，得到了客戶一致好評。