冷轧生产线活套区域内焊缝的跟踪、修正方法及其系统的制作方法
冷轧生产线活套区域内焊缝的跟踪、修正方法及其系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及电气控制领域，具体设及一种冷社生产线活套区域内焊缝的跟踪、修 正方法及其系统。
【背景技术】
[0002] 目前，现代化高水平的冷社连续生产线一-酸洗社机联合机组、连续热锻锋机组、 连续退火机组、彩色涂层机组、连续电锻锡机组等，均设有活套区域，可W最大限度的满足 生产线的高速化、自动化和连续化要求，对实现带材张力的精确控制及速度的合理匹配、提 高产量及生产高等级的板带材等都是至关重要的。
[0003] 目前冷社生产线中活套区域主要有两种形式，即邸式活套区域和立式活套区域。 邸式活套区域主要用于酸洗机组和娃钢连退机组。通常带钢深加工的连续生产线对板面质 量要求非常严格，应优先采用立式活套区域。立式活套区域主要用于锻锋机组、碳钢连退机 组和彩色涂层机组等。
[0004] 邸式活套区域由活套区域车、活套区域口、卷扬驱动装置（由卷扬钢丝绳系统、减 速箱、电机、增量式码盘和绝对值编码器组成)及轨道等组成。活套区域车根据机组给出的 指令，存储或释放带钢。活套区域车运动是由卷扬钢丝绳系统拉动在轨道上往复行进而实 现的。
[0005] 立式活套区域主要由钢结构的活套区域塔、活套区域车、底漉、卷扬驱动装置（由 卷扬钢丝绳系统、减速箱、电机、增量式码盘和绝对值编码器组成)等组成。型钢结构的活套 区域塔内设有活套区域车，在卷扬钢丝绳系统的驱动下作垂直升降运动。底漉固定在地面 上，活套区域车的升降实现带钢的存储和释放。
[0006] 设有活套区域的冷社连续生产线一般都比较长，最长的像设置有3个立式活套区 域的碳钢连退机组、锻锋机组和彩色涂层机组等长度可达3000mW上，最短的像设置有两个 邸式活套区域的连续酸洗机组长度也达到lOOOmW上。原料钢卷的长度一般都在lOOOmW 下，所W在生产过程中，生产线上往往同时存在多条带钢。
[0007] 因为每条带钢原料规格不同，生产加工的目标规格也不尽相同，所W在经过生产 线时所需要的工艺处理也会不同。为了提高机组的自动化程度，满足高速连续生产的要求， 必须准确地跟踪每条带刚在生产线上的具体位置。
[000引目前冷社生产线中的带钢跟踪都是在焊缝跟踪的基础上实现的，在焊接完成后， 跟踪焊缝从焊机运行至出口分切剪或飞剪。其主要作法为：
[0009] 1.利用增量编码器实现焊缝区域内跟踪：
[0010] 焊缝跟踪CPU内部设有32位软件计数器，当焊缝进入当前区域时该计数器被启动， 去累加传动电机的编码器脉冲增量，该软件计数器的值乘W传动电机编码器的单位脉冲的 长度[毫米/脉冲]，从而得到从区域起点到焊缝的带钢的实际长度。
[00川实际长度= IXLi。
[0012]其中：1是从焊缝进入区域内开始内部32位的软件计数器累加的脉冲数。Li是单位 脉冲的长度[毫米/脉冲]。
[0013] 2.利用焊缝检测仪进行焊缝的精确定位：
[0014] 将生产线划分为多个区，利用区内编码器脉冲值计算焊缝位置，将每个编码器跟 踪范围缩小，运样可W提高焊缝的跟踪精度。但是由于带钢在传动漉面的打滑W及活套区 域内带钢长度的可变等因素，导致焊缝的跟踪误差仍会很大。
[0015] 每条带钢在焊接时均会在焊缝位置打孔，当该孔被焊缝检测仪检测到时，表明该 焊缝真实位置在焊缝检测仪处。运样，焊缝就被准确定位。焊缝检测仪一般安装在活套区域 的出口位置。
[0016] 利用传动的增量式编码器和焊缝检测仪可W实现基本的焊缝跟踪，但是由于活套 区域的存在，使其存在很多的不足：1、传动的增量式编码器可W跟踪生产线上长度恒定不 变位置的带钢，活套区域内部带钢长度是变化的，仅依靠增量式编码器无法准确计算该长 度值，所W也就无法实现活套区域内精确的焊缝跟踪;2、由于带钢上可能存在缺陷孔桐，W 及生产线上可能存在多个焊缝，所W必须对焊缝检测仪的孔桐检测进行限制，超出一定范 围则认为无效检测，而活套区域导致的焊缝位置误差可能远远超出该范围，最终导致焊缝 检测仪检测失败;3、焊缝检测仪一般在活套区域之后、某个需要焊缝精确定位的重要生产 设备之前，例如拉矫机、圆盘剪、加热炉、光整机、社机等，如果活套区域内焊缝位置跟踪误 差过大，完全依靠焊缝检测仪来校正，那么当焊缝检测仪故障或是光源被异物遮挡时就会 导致生产事故，带来较大的经济损失。
【发明内容】
[0017] 有鉴于此，有必要提供一种能够对焊缝的位置进行精确跟踪，并能够针对对焊缝 的跟踪误差进行修正的冷社生产线活套区域内焊缝的跟踪、修正方法及其系统。
[0018] 本发明提供一种冷社生产线活套区域内焊缝的跟踪方法，其包括W下步骤：
[0019] S1、通过与活套小车连接的钢丝绳卷扬机上设置的绝对值编码器计算活套区域内 的带钢理论长度，获得活套区域内的带钢理论长度曲线；
[0020] S2、通过入口张力漉上设置的增量式编码器计算焊缝进入活套区域内的带钢实际 长度，并获得焊缝进入活套区域内的带钢实际长度曲线；
[0021] S3、计算得到活套区域内的带钢理论长度曲线与焊缝进入活套区域内的带钢实际 长度曲线之间的比例系数K和偏移量OFFSET;
[0022] S4、通过比例系数K、偏移量OFFSET和绝对值编码器计算的活套区域内的带钢理论 长度计算得到活套区域内的带钢实际总长；
[0023] S5、将入口张力漉上设置的增量式编码器计算的焊缝进入活套区域内的带钢实际 长度与活套区域内的带钢实际总长进行比较，判断活套区域内焊缝的实际位置，实现活套 区域内焊缝的跟踪。
[0024] 优选的，所述步骤S1还包括W下分步骤：
[0025] S11、通过活套区域钢绳卷扬机上设置的绝对值编码器计算得到活套小车到空套 位置的距离值，即活套区域内单层带钢的长度值；
[0026] S12、所述活套区域内单层带钢的长度值与活套区域内带钢的层数的乘积即为活 套区域内的理论带钢总长。
[0027]优选的，通过活套小车到空套位置的距离值计算活套区域内带钢理论长度的公式 为：
[002引 d = IXLi+A
[0029] T = dXn
[0030] 式中：d为活套小车到空套位的距离值；I为活套区域钢绳卷扬机绝对值编码器的 读数;Li为钢绳卷扬机绝对值编码器单位脉冲的长度；Δ为偏移量;η为活套区域内带钢层 数;Τ为活套区域内带钢理论长度。
[0031] 优选的，所述步骤S1还包括W下分步骤：
[0032] S11、在活套小车空套位置与满套位置之间设置同步位置；
[0033] S12、在同步位置上设置用于检测活套小车经过的传感器；
[0034] S13、当检测到活套小车经过同步位置时，用空套位置与同步位置之间的距离反推 得到绝对值编码器的理论读数，并将所述理论读数直接赋给绝对值编码器，计算得到活套 区域内带钢理论长度。
[0035] 优选的，通过空套位置与同步位置之间的距离值计算活套区域内带钢 理论长度的 公式为：
[0036] D = IXLi+A
[0037] T = dXn
[0038] 式中：D为空套位置与同步位置之间的距离值；I为活套区域钢绳卷扬机绝对值编 码器的读数;Li为钢绳卷扬机绝对值编码器单位脉冲的长度；Δ为偏移量;η为活套区域内 带钢层数;Τ为活套区域内带钢理论长度。
[0039] 优选的，所述同步位置位于所述空套位置与满套位置总距离的35%至65%之间。
[0040] -种冷社生产线活套区域内焊缝的跟踪系统，其包括：
[0041] 设置在活套区域的入口张力漉上的增量式编码器，用于计算进入活套区域内的带 钢实际长度；
[0042] 设置在活套区域塔基座的钢丝绳卷扬上的绝对值编码器，用于计算活套区域内的 带钢理论长度；
[0043] 与活套区域出口相距一段固定距离设置的焊缝检测仪，用于当检测到焊缝时，向 后一级跟踪区域中的增量式编码器发出检测信息，从而得到焊缝经过所述固定距离的理论 长度。
[0044] -种冷社生产线活套区域内焊缝跟踪的修正方法，其包括W下步骤：
[0045] S1、设活套区域出口与焊缝检测仪之间的距离为定值1〇;
[0046] S2、当入口张力漉上设置的增量式编码器判断活套区域内焊缝的理论位置到达活 套区域出口时，后一级跟踪区域内的增量式编码器开始计算焊缝进入所述后一级跟踪区域 内的长度li;
[0047] S3、当焊缝检测仪检测到焊缝时，将h与1〇相比较，根据二者的比较结果对比例系 数K和/或偏移量OFFSET进行修正。
[004引优选的，在比较h与10时，将h与10的差作为焊缝跟踪误差值，若焊缝跟踪误差值 时正时负，且在容差范围内，则继续观察;若焊缝跟踪误差值一直为正或一直为负，则修正 偏移量offset ;若焊缝跟踪误差值在容差范围外，则重新计算比例系数K和偏移量OFFSET， 若重新计算后依然在容差范围外，则对活套区域机械设备进行调整后再重新计算比例系数 K和偏移量OFF沈T。
[0049] 优选的，在比例系数K和偏移量OFFSET标定后，如果焊缝跟踪误差值仍然一直为正 或一直为负，则对所述容差的范围值进行缩小，直至焊缝跟踪误差值时正时负。
[0050] 本发明提供一种冷社生产线活套区域内焊缝的跟踪、修正方法及其系统，通过入 口张力漉上设置的增量式编码器计算的焊缝进入活套区域内的带钢实际长度，并与活套区 域钢绳卷扬机上的绝对值编码器计算的活套区域内的理论带钢长度进行比较计算，得到两 组线性数据之间的比例系数K和偏移量OFFSET,并通过焊缝检测仪与后一级跟踪区域内的 增量式编码器的数据对比例系数K和偏移量OFFSET进行修正，从而实现活套区域内焊缝的 精确跟踪。
[0051] 同时，活套小车被钢绳牵引在轨道上作往复运动，由于钢绳与绳轮之间、轨道与小 车之间均存在滑动，所W随着生产时间的累积，绝对值编码器计算的理论套量偏差会不确 定地变化，为了消除运种不确定的误差变化，在空套位置与满套位置之间设置同步位置，活 套小车每经过一次同步位置，则对绝对值编码器重新标定一次，消除机械滑动带来的计算 误差，建立了焊缝跟踪误差值概念，能够针对对焊缝跟踪误差值的不同情况分别采取修正 措施。
[0052] 本发明利用较少的电气设备实现活套区域内带钢的准确跟踪，节约了成本投入， 提高了冷社生产线焊缝的跟踪精度，减少了焊缝跟踪错误导致的机组停车，满足了机组高 速、自动、连续和安全的生产要求，提高了劳动生产率，降低了人工维护成本。
【附图说明】
[0053] 图1是本发明所述冷社生产线活套区域内焊缝的跟踪方法的流程框图；
[0054] 图2是本发明所述冷社生产线活套区域内焊缝的跟踪系统的结构示意图；
[0055] 图3是图1中步骤S3的子流程框图；
[0056] 图4为本发明所述钢绳卷扬绝对值编码器计算理论套量示意图；
[0057] 图5是图1中步骤S3的另一种子流程框图；
[005引图6是本发明所述冷社生产线活套区域内焊缝跟踪的修正方法的流程框图。
【具体实施方式】
[0059] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，W下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用W解释本发明，并 不用于限定本发明。
[0060] 如图1所示，本发明提供一种冷社生产线活套区域内焊缝的跟踪方法，其包括W下 步骤：
[0061] S1、通过与活套小车10连接的钢丝绳卷扬机20上设置的绝对值编码器21计算活套 区域内的带钢理论长度，获得活套区域内的带钢理论长度曲线；
[0062] S2、通过入口张力漉30上设置的增量式编码器31计算焊缝进入活套区域内的带钢 实际长度，并获得焊缝进入活套区域内的带钢实际长度曲线；
[0063] S3、计算得到活套区域内的带钢理论长度曲线与焊缝进入活套区域内的带钢实际 长度曲线之间的比例系数Κ和偏移量OFFSET;
[0064] S4、通过比例系数K、偏移量OFFSET和绝对值编码器计算的活套区域内的带钢理论 长度计算得到活套区域内的带钢实际总长；
[0065] S5、将入口张力漉上设置的增量式编码器计算的焊缝进入活套区域内的带钢实际 长度与活套区域内的带钢实际总长进行比较，判断活套区域内焊缝的实际位置，实现活套 区域内焊缝的跟踪。
[0066] 同时，如图2所示，还提供一种冷社生产线活套区域内焊缝的跟踪系统，其包括：
[0067] 设置在活套区域的入口张力漉上的增量式编码器，用于计算进入活套区域内的带 钢实际长度；
[0068] 设置在活套区域内塔基座的钢丝绳卷扬上的绝对值编码器，用于计算活套区域内 的带钢理论长度；
[0069] 与活套区域出口相距一段固定距离设置的焊缝检测仪40，用于当检测到焊缝时， 向后一级跟踪区域中的增量式编码器发出检测信息，从而得到焊缝经过所述固定距离的理 论长度，所述活套区域出口设有出口转向漉50。
[0070] 其中，所述冷社生产线活套区域内焊缝的跟踪方法中，步骤S1还包括W下分步骤， 如图3所示：
[0071] S11、通过活套区域钢绳卷扬机上设置的绝对值编码器计算得到活套小车到空套 位置的距离值，即活套区域内单层带钢的长度值；
[0072] S12、所述活套区域内单层带钢的长度值与活套区域内带钢的层数的乘积即为活 套区域内的理论带钢总长。
[0073] 具体的，如图2所示，活套小车被活套区域钢绳卷扬所牵引，在空套位和满套位之 间运行。如果把空套位位置设置为0,满套位位置就为活套区域物理长度值L，活套小车的运 动位置就在0~L之间，如图4所示。
[0074] 通过活套区域钢绳卷扬机末端安装的绝对值编码器可W计算出活套小车到空套 位的距离值d，该距离值即为活套区域内单层带钢的长度值，乘W活套区域内带钢的层数η 就可W计算得到活套区域内的理论套量即活套区域内的理论带钢总长。通过活套区域钢绳 卷扬绝对值编码器计 算活套小车到空套位距离值的公式为:d= I X Li+Δ，式中：d为活套小 车到空套位的距离值;I为活套区域钢绳卷扬机绝对值编码器的读数;Li为钢绳卷扬机绝对 值编码器单位脉冲的长度[毫米/脉冲];A为偏移量。那么，活套区域内带钢理论长度=d X n，其中η为活套区域内带钢层数。可W看出，通过钢绳卷扬机绝对值编码器计算的活套区域 内带钢理论长度呈线性变化，但不能准确反映活套区域内实际带钢总长。
[0075] 活套小车被钢绳牵引在轨道上作往复运动，由于钢绳与绳轮之间、轨道与小车之 间均存在滑动，所W随着生产时间的累积，绝对值编码器计算的理论套量偏差会不确定地 变化。为了消除运种不确定的误差变化，需要及时的对钢绳卷扬机绝对值编码器进行重新 标定。
[0076] 由于机械设备的限制，活套小车一般不能运行至活套区域的空套位和满套位，加 上生产过程中小车达到空套位和满套位的几率也比较低。因此，本发明还提供另一种计算 活套区域内带钢理论长度的方法，如图5所示，具体包括W下分步骤：
[0077] S11、在活套小车空套位置与满套位置之间设置同步位置；
[0078] S12、在同步位置上设置用于检测活套小车经过的传感器；
[0079] S13、当检测到活套小车经过同步位置时，用空套位置与同步位置之间的距离反推 得到绝对值编码器的理论读数，并将所述理论读数直接赋给绝对值编码器，计算得到活套 区域内带钢理论长度。
[0080] 具体的，如图4所示，在空套位和满套位之间设置一个活套小车的同步位置，所述 同步位置距空套位的距离值D可W人工测量得到，由式D=IlXLi+A可W反推出活套小车 经过该位置时绝对值编码器的理论读数I 1，将I 1作为标定值强行写入绝对值编码器，再 计算得到活套区域内带钢理论长度。
[0081] 运样，活套小车在生产过程中频繁经过同步位置，每经过一次，则对绝对值编码器 重新标定一次，消除机械滑动带来的计算误差。其中，所述同步位置必须是活套小车必经的 一个位置，因此优选于所述空套位置与满套位置总距离的35%至65%之间，即靠近总距离 的中间位置。
[0082] 冷社生产线带钢跟踪是一个连续的跟踪过程，为了提高跟踪精度，通常将生产线 划分成首尾相连的多个跟踪区域。由于带钢长度可变，所W活套区域一般作为一个单独的 跟踪区域。将活套区域出入口处的固定设备作为活套区域跟踪区域的起始和结束位置，如 图2中将活套区域入口张力漉和出口转向漉作为活套区域跟踪区域的起始和结束位置。
[0083] 设定的起始/结束位置不同，活套区域跟踪区域内容纳的带钢长度就不同，通过活 套区域钢绳卷扬绝对值编码器计算的理论套量不能直接作为活套区域跟踪区域内的带钢 总长。
[0084] 焊缝跟踪中，利用增量式编码器计算进入活套区域内的带钢实际长度，该长度值 呈线性变化。通过钢绳卷扬绝对值编码器计算的活套区域内的带钢理论长度也呈线性变 化，那么只要计算出运两条线性变化的数值之间的比例系数和偏移量，就可W通过活套区 域内带钢理论长度直接计算出活套区域内的带钢实际总长。具体标定操作步骤如下：
[0085] (1)将活套区域内的带钢放空，使活套小车尽量靠近空套位；
[0086] (2)将位于活套区域起始位置的带钢标记为'焊缝'，将跟踪该'焊缝'的32位软件 计数器清零，使能入口张力漉上设置的增量式编码器计算带钢距离功能；
[0087] (3)活套区域入/出口带钢同速启动运行，'焊缝'到达活套区域跟踪区域结束位置 时停止(此时通过入口张力漉上设置的增量式编码器计算的带钢长度值即为活套区域跟踪 区域内实际带钢总长），记录下通过绝对值编码器和增量式编码器计算的当前带钢长度值；
[0088] (4)保持活套区域出口不动，入口向内充套。每充到一定套量就记录下通过绝对值 编码器和增量式编码器计算的当前带钢长度值，记录10~15组数据，如表1所示；
[0089] 表1:记录的标定数据
[0090]
[0091]
[0092] (5)将记录的10~15组由增量式编码器计算的实际带钢总长和绝对值编码器计算 的理论带钢总长进行对比，计算出两条直线的比例系数K和偏移量OFFSET。
[0093] 在进行此操作之前，钢丝绳卷扬机绝对值编码器必须已经标定完成；在进行操作 过程中，活套区域内的带钢必须建立张力。为了使计算更为准确，记录的10~15组数据最好 能覆盖空套位到满套位之间的区域。
[0094] 通过钢丝绳卷扬机绝对值编码器计算的活套区域内带钢理论长度X比例系数K+ 偏移量offset,计算得到活套区域跟踪区域内当前带钢实际总长度。当真实焊缝进入活套 区域跟踪区域时，触发入口张力漉上设置的增量式编码器计算焊缝进入的距离值。如果该 距离值大于等于活套区域跟踪区域内的当前带钢实际总长度，那么就认为焊缝离开活套区 域跟踪区域。
[00M]由于，所述带钢在传送的过程中，还有可能与各传送部件之间发生相对滑动位移， 因此，需要对焊缝在活套区域内的产生的相对滑动误差进行修正，所述冷社生产线活套区 域内焊缝的跟踪系统中，在活套区域出口设置焊缝检测仪的作用就是校正活套区域内焊缝 跟踪误差，为活套区域出口的关键生产设备提供精确的焊缝定位。
[0096] 同时，本发明还提供一种冷社生产线活套区域内焊缝跟踪的修正方法，如图6所 示，其包括W下步骤：
[0097] S1、设活套区域出口与焊缝检测仪之间的距离为定值1〇，
[0098] S2、当入口张力漉上设置的增量式编码器判断活套区域内焊缝的理论位置到达活 套区域出口时，后一级跟踪区域内的增量式编码器开始计算焊缝进入所述后一级跟踪区域 内的长度h;
[0099] S3、当焊缝检测仪检测到焊缝时，将h与1〇相比较，h与1〇的差即为焊缝跟踪误差 值，根据焊缝跟踪误差值对比例系数K和/或偏移量OFFSET进行修正。
[0100] 如果焊缝跟踪误差值时正时负，且在容差范围内，说明比例系数K和活套区域偏移 量OFFSm'比较准确，误差多由偶尔的机械滑动引起；
[0101] 如果焊缝跟踪误差值一直为正或一直为负，且数值变化不大，那么说明活套区域 偏移量offset计算有误，对其进行修正，将(焊缝跟踪误差+偏移量OFFSET)作为新的偏移量 0FKET;
[0102] 如果焊缝跟踪误差值变化较大，那么要通过入口张力漉上设置的增量式编码器对 活套区域跟踪区域进行标定，重新计算比例系数K和活套区域偏移量OFFSET。如果多次重新 标定仍然不能解决问题，就要对活套区域机械设备进行调整(例如紧固钢绳、对轨道和钢卷 小车滚轮进行保养、检查绝对值编码器接手等）。
[0103] 在比例系数K和偏移量OFFSET标定后，如果焊缝跟踪误差值仍然一直为正或一直 为负，则对所述容差的范围值进行缩小，直至焊缝跟踪误差值时正时负。
[0104] 本发明提供一种冷社生产线活套区域内焊缝的跟踪、修正方法及其系统，通过入 口张力漉上设置的增量式编码器计算的焊缝进入活套区域内的带钢实际长度，并与活套区 域钢绳卷扬机上的绝对值编 码器计算的活套区域内的理论带钢长度进行比较计算，得到两 组线性数据之间的比例系数Κ和偏移量OFFSET,并通过焊缝检测仪与后一级跟踪区域内的 增量式编码器的数据对比例系数K和偏移量OFFSET进行修正，从而实现活套区域内焊缝的 精确跟踪。
[0105] 同时，活套小车被钢绳牵引在轨道上作往复运动，由于钢绳与绳轮之间、轨道与小 车之间均存在滑动，所W随着生产时间的累积，绝对值编码器计算的理论套量偏差会不确 定地变化，为了消除运种不确定的误差变化，在空套位置与满套位置之间设置同步位置，活 套小车每经过一次同步位置，则对绝对值编码器重新标定一次，消除机械滑动带来的计算 误差，建立了焊缝跟踪误差值概念，能够针对对焊缝跟踪误差值的不同情况分别采取修正 措施。
[0106] 本发明利用较少的电气设备实现活套区域内带钢的准确跟踪，节约了成本投入， 提高了冷社生产线焊缝的跟踪精度，减少了焊缝跟踪错误导致的机组停车，满足了机组高 速、自动、连续和安全的生产要求，提高了劳动生产率，降低了人工维护成本。
[0107] 上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体 实施方式，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员 在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多 形式，运些均属于本发明的保护之内。
【主权项】
1. 一种冷乳生产线活套区域内焊缝的跟踪方法，其特征在于:包括以下步骤： 51、 通过与活套小车连接的钢丝绳卷扬机上设置的绝对值编码器计算活套区域内的带 钢理论长度，获得活套区域内的带钢理论长度曲线； 52、 通过入口张力辊上设置的增量式编码器计算焊缝进入活套区域内的带钢实际长 度，并获得焊缝进入活套区域内的带钢实际长度曲线； 53、 计算得到活套区域内的带钢理论长度曲线与焊缝进入活套区域内的带钢实际长度 曲线之间的比例系数K和偏移量OFFSET; 54、 通过比例系数K、偏移量OFFSET和绝对值编码器计算的活套区域内的带钢理论长度 计算得到活套区域内的带钢实际总长； 55、 将入口张力辊上设置的增量式编码器计算的焊缝进入活套区域内的带钢实际长度 与活套区域内的带钢实际总长进行比较，判断活套区域内焊缝的实际位置，实现活套区域 内焊缝的跟踪。2. 根据权利要求1所述的冷乳生产线活套区域内焊缝的跟踪方法，其特征在于:所述步 骤S1还包括以下分步骤： 511、 通过活套区域钢绳卷扬机上设置的绝对值编码器计算得到活套小车到空套位置 的距离值，即活套区域内单层带钢的长度值； 512、 所述活套区域内单层带钢的长度值与活套区域内带钢的层数的乘积即为活套区 域内的理论带钢总长。3. 根据权利要求2所述的冷乳生产线活套区域内焊缝的跟踪方法，其特征在于:通过活 套小车到空套位置的距离值计算活套区域内带钢理论长度的公式为： d=IXLi+Δ T=dXn 式中：d为活套小车到空套位的距离值；I为活套区域钢绳卷扬机绝对值编码器的读数；Li为钢绳卷扬机绝对值编码器单位脉冲的长度；△为偏移量;η为活套区域内带钢层数;T为 活套区域内带钢理论长度。4. 根据权利要求1所述的冷乳生产线活套区域内焊缝的跟踪方法，其特征在于:所述步 骤S1还包括以下分步骤： 511、 在活套小车空套位置与满套位置之间设置同步位置； 512、 在同步位置上设置用于检测活套小车经过的传感器； 513、 当检测到活套小车经过同步位置时，用空套位置与同步位置之间的距离反推得到 绝对值编码器的理论读数，并将所述理论读数直接赋给绝对值编码器，计算得到活套区域 内带钢理论长度。5. 根据权利要求4所述的冷乳生产线活套区域内焊缝的跟踪方法，其特征在于:通过空 套位置与同步位置之间的距离值计算活套区域内带钢理论长度的公式为： D=IXLi+A T=dXn 式中：D为空套位置与同步位置之间的距离值；I为活套区域钢绳卷扬机绝对值编码器 的读数;Li为钢绳卷扬机绝对值编码器单位脉冲的长度；△为偏移量;η为活套区域内带钢 层数;Τ为活套区域内带钢理论长度。6. 根据权利要求5所述的冷乳生产线活套区域内焊缝的跟踪方法，其特征在于:所述同 步位置位于所述空套位置与满套位置总距离的35 %至65 %之间。7. -种冷乳生产线活套区域内焊缝的跟踪系统，其特征在于，包括： 设置在活套区域的入口张力辊上的增量式编码器，用于计算进入活套区域内的带钢实 际长度； 设置在活套区域塔基座的钢丝绳卷扬上的绝对值编码器，用于计算活套区域内的带钢 理论长度； 与活套区域出口相距一段固定距离设置的焊缝检测仪，用于当检测到焊缝时，向后一 级跟踪区域中的增量式编码器发出检测信息，从而得到焊缝经过所述固定距离的理论长 度。8. -种冷乳生产线活套区域内焊缝跟踪的修正方法，其特征在于，包括以下步骤： 51、 设活套区域出口与焊缝检测仪之间的距离为定值1〇; 52、 当入口张力辊上设置的增量式编码器判断活套区域内焊缝的理论位置到达活套区 域出口时，后一级跟踪区域内的增量式编码器开始计算焊缝进入所述后一级跟踪区域内的 长度li; 53、 当焊缝检测仪检测到焊缝时，将l^lo相比较，根据二者的比较结果对比例系数K 和/或偏移量OFFSET进行修正。9. 根据权利要求8所述的冷乳生产线活套区域内焊缝跟踪的修正方法，其特征在于： 在比较^与"时，将^与"的差作为焊缝跟踪误差值，若焊缝跟踪误差值时正时负，且在 容差范围内，则继续观察;若焊缝跟踪误差值一直为正或一直为负，则修正偏移量OFFSET; 若焊缝跟踪误差值在容差范围外，则重新计算比例系数K和偏移量OFFSET，若重新计算后依 然在容差范围外，则对活套区域机械设备进行调整后再重新计算比例系数K和偏移量 OFFSET〇10. 根据权利要求9所述的冷乳生产线活套区域内焊缝跟踪的修正方法，其特征在于： 在比例系数K和偏移量OFFSET标定后，如果焊缝跟踪误差值仍然一直为正或一直为负， 则对所述容差的范围值进行缩小，直至焊缝跟踪误差值时正时负。
【专利摘要】本发明公开一种冷轧生产线活套区域内焊缝的跟踪、修正方法及其系统，其通过活套区域内的带钢理论长度和理论长度曲线、焊缝进入活套区域内的带钢实际长度及实际长度曲线计算得到理论长度曲线与实际长度曲线之间的比例系数K和偏移量OFFSET；并通过比例系数K、偏移量OFFSET和带钢理论长度计算得到活套区域内的带钢实际总长；将带钢实际长度与活套区域内的带钢实际总长进行比较，判断活套区域内焊缝的实际位置，实现活套区域内焊缝的精确跟踪。同时在空套位置与满套位置之间设置同步位置，活套小车每经过一次同步位置，则对绝对值编码器重新标定一次，消除机械滑动带来的计算误差，建立焊缝跟踪误差值概念，能够针对对焊缝跟踪误差值的不同情况分别采取修正措施。
【IPC分类】G06F17/50, B23K37/00
【公开号】CN105488275
【申请号】CN201510856446
【发明人】宋军, 杨子芳, 王胜勇, 卢家斌
【申请人】中冶南方（武汉）自动化有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年11月30日
【技术领域】
[0001] 本发明设及电气控制领域，具体设及一种冷社生产线活套区域内焊缝的跟踪、修 正方法及其系统。
【背景技术】
[0002] 目前，现代化高水平的冷社连续生产线一-酸洗社机联合机组、连续热锻锋机组、 连续退火机组、彩色涂层机组、连续电锻锡机组等，均设有活套区域，可W最大限度的满足 生产线的高速化、自动化和连续化要求，对实现带材张力的精确控制及速度的合理匹配、提 高产量及生产高等级的板带材等都是至关重要的。
[0003] 目前冷社生产线中活套区域主要有两种形式，即邸式活套区域和立式活套区域。 邸式活套区域主要用于酸洗机组和娃钢连退机组。通常带钢深加工的连续生产线对板面质 量要求非常严格，应优先采用立式活套区域。立式活套区域主要用于锻锋机组、碳钢连退机 组和彩色涂层机组等。
[0004] 邸式活套区域由活套区域车、活套区域口、卷扬驱动装置（由卷扬钢丝绳系统、减 速箱、电机、增量式码盘和绝对值编码器组成)及轨道等组成。活套区域车根据机组给出的 指令，存储或释放带钢。活套区域车运动是由卷扬钢丝绳系统拉动在轨道上往复行进而实 现的。
[0005] 立式活套区域主要由钢结构的活套区域塔、活套区域车、底漉、卷扬驱动装置（由 卷扬钢丝绳系统、减速箱、电机、增量式码盘和绝对值编码器组成)等组成。型钢结构的活套 区域塔内设有活套区域车，在卷扬钢丝绳系统的驱动下作垂直升降运动。底漉固定在地面 上，活套区域车的升降实现带钢的存储和释放。
[0006] 设有活套区域的冷社连续生产线一般都比较长，最长的像设置有3个立式活套区 域的碳钢连退机组、锻锋机组和彩色涂层机组等长度可达3000mW上，最短的像设置有两个 邸式活套区域的连续酸洗机组长度也达到lOOOmW上。原料钢卷的长度一般都在lOOOmW 下，所W在生产过程中，生产线上往往同时存在多条带钢。
[0007] 因为每条带钢原料规格不同，生产加工的目标规格也不尽相同，所W在经过生产 线时所需要的工艺处理也会不同。为了提高机组的自动化程度，满足高速连续生产的要求， 必须准确地跟踪每条带刚在生产线上的具体位置。
[000引目前冷社生产线中的带钢跟踪都是在焊缝跟踪的基础上实现的，在焊接完成后， 跟踪焊缝从焊机运行至出口分切剪或飞剪。其主要作法为：
[0009] 1.利用增量编码器实现焊缝区域内跟踪：
[0010] 焊缝跟踪CPU内部设有32位软件计数器，当焊缝进入当前区域时该计数器被启动， 去累加传动电机的编码器脉冲增量，该软件计数器的值乘W传动电机编码器的单位脉冲的 长度[毫米/脉冲]，从而得到从区域起点到焊缝的带钢的实际长度。
[00川实际长度= IXLi。
[0012]其中：1是从焊缝进入区域内开始内部32位的软件计数器累加的脉冲数。Li是单位 脉冲的长度[毫米/脉冲]。
[0013] 2.利用焊缝检测仪进行焊缝的精确定位：
[0014] 将生产线划分为多个区，利用区内编码器脉冲值计算焊缝位置，将每个编码器跟 踪范围缩小，运样可W提高焊缝的跟踪精度。但是由于带钢在传动漉面的打滑W及活套区 域内带钢长度的可变等因素，导致焊缝的跟踪误差仍会很大。
[0015] 每条带钢在焊接时均会在焊缝位置打孔，当该孔被焊缝检测仪检测到时，表明该 焊缝真实位置在焊缝检测仪处。运样，焊缝就被准确定位。焊缝检测仪一般安装在活套区域 的出口位置。
[0016] 利用传动的增量式编码器和焊缝检测仪可W实现基本的焊缝跟踪，但是由于活套 区域的存在，使其存在很多的不足：1、传动的增量式编码器可W跟踪生产线上长度恒定不 变位置的带钢，活套区域内部带钢长度是变化的，仅依靠增量式编码器无法准确计算该长 度值，所W也就无法实现活套区域内精确的焊缝跟踪;2、由于带钢上可能存在缺陷孔桐，W 及生产线上可能存在多个焊缝，所W必须对焊缝检测仪的孔桐检测进行限制，超出一定范 围则认为无效检测，而活套区域导致的焊缝位置误差可能远远超出该范围，最终导致焊缝 检测仪检测失败;3、焊缝检测仪一般在活套区域之后、某个需要焊缝精确定位的重要生产 设备之前，例如拉矫机、圆盘剪、加热炉、光整机、社机等，如果活套区域内焊缝位置跟踪误 差过大，完全依靠焊缝检测仪来校正，那么当焊缝检测仪故障或是光源被异物遮挡时就会 导致生产事故，带来较大的经济损失。
【发明内容】
[0017] 有鉴于此，有必要提供一种能够对焊缝的位置进行精确跟踪，并能够针对对焊缝 的跟踪误差进行修正的冷社生产线活套区域内焊缝的跟踪、修正方法及其系统。
[0018] 本发明提供一种冷社生产线活套区域内焊缝的跟踪方法，其包括W下步骤：
[0019] S1、通过与活套小车连接的钢丝绳卷扬机上设置的绝对值编码器计算活套区域内 的带钢理论长度，获得活套区域内的带钢理论长度曲线；
[0020] S2、通过入口张力漉上设置的增量式编码器计算焊缝进入活套区域内的带钢实际 长度，并获得焊缝进入活套区域内的带钢实际长度曲线；
[0021] S3、计算得到活套区域内的带钢理论长度曲线与焊缝进入活套区域内的带钢实际 长度曲线之间的比例系数K和偏移量OFFSET;
[0022] S4、通过比例系数K、偏移量OFFSET和绝对值编码器计算的活套区域内的带钢理论 长度计算得到活套区域内的带钢实际总长；
[0023] S5、将入口张力漉上设置的增量式编码器计算的焊缝进入活套区域内的带钢实际 长度与活套区域内的带钢实际总长进行比较，判断活套区域内焊缝的实际位置，实现活套 区域内焊缝的跟踪。
[0024] 优选的，所述步骤S1还包括W下分步骤：
[0025] S11、通过活套区域钢绳卷扬机上设置的绝对值编码器计算得到活套小车到空套 位置的距离值，即活套区域内单层带钢的长度值；
[0026] S12、所述活套区域内单层带钢的长度值与活套区域内带钢的层数的乘积即为活 套区域内的理论带钢总长。
[0027]优选的，通过活套小车到空套位置的距离值计算活套区域内带钢理论长度的公式 为：
[002引 d = IXLi+A
[0029] T = dXn
[0030] 式中：d为活套小车到空套位的距离值；I为活套区域钢绳卷扬机绝对值编码器的 读数;Li为钢绳卷扬机绝对值编码器单位脉冲的长度；Δ为偏移量;η为活套区域内带钢层 数;Τ为活套区域内带钢理论长度。
[0031] 优选的，所述步骤S1还包括W下分步骤：
[0032] S11、在活套小车空套位置与满套位置之间设置同步位置；
[0033] S12、在同步位置上设置用于检测活套小车经过的传感器；
[0034] S13、当检测到活套小车经过同步位置时，用空套位置与同步位置之间的距离反推 得到绝对值编码器的理论读数，并将所述理论读数直接赋给绝对值编码器，计算得到活套 区域内带钢理论长度。
[0035] 优选的，通过空套位置与同步位置之间的距离值计算活套区域内带钢 理论长度的 公式为：
[0036] D = IXLi+A
[0037] T = dXn
[0038] 式中：D为空套位置与同步位置之间的距离值；I为活套区域钢绳卷扬机绝对值编 码器的读数;Li为钢绳卷扬机绝对值编码器单位脉冲的长度；Δ为偏移量;η为活套区域内 带钢层数;Τ为活套区域内带钢理论长度。
[0039] 优选的，所述同步位置位于所述空套位置与满套位置总距离的35%至65%之间。
[0040] -种冷社生产线活套区域内焊缝的跟踪系统，其包括：
[0041] 设置在活套区域的入口张力漉上的增量式编码器，用于计算进入活套区域内的带 钢实际长度；
[0042] 设置在活套区域塔基座的钢丝绳卷扬上的绝对值编码器，用于计算活套区域内的 带钢理论长度；
[0043] 与活套区域出口相距一段固定距离设置的焊缝检测仪，用于当检测到焊缝时，向 后一级跟踪区域中的增量式编码器发出检测信息，从而得到焊缝经过所述固定距离的理论 长度。
[0044] -种冷社生产线活套区域内焊缝跟踪的修正方法，其包括W下步骤：
[0045] S1、设活套区域出口与焊缝检测仪之间的距离为定值1〇;
[0046] S2、当入口张力漉上设置的增量式编码器判断活套区域内焊缝的理论位置到达活 套区域出口时，后一级跟踪区域内的增量式编码器开始计算焊缝进入所述后一级跟踪区域 内的长度li;
[0047] S3、当焊缝检测仪检测到焊缝时，将h与1〇相比较，根据二者的比较结果对比例系 数K和/或偏移量OFFSET进行修正。
[004引优选的，在比较h与10时，将h与10的差作为焊缝跟踪误差值，若焊缝跟踪误差值 时正时负，且在容差范围内，则继续观察;若焊缝跟踪误差值一直为正或一直为负，则修正 偏移量offset ;若焊缝跟踪误差值在容差范围外，则重新计算比例系数K和偏移量OFFSET， 若重新计算后依然在容差范围外，则对活套区域机械设备进行调整后再重新计算比例系数 K和偏移量OFF沈T。
[0049] 优选的，在比例系数K和偏移量OFFSET标定后，如果焊缝跟踪误差值仍然一直为正 或一直为负，则对所述容差的范围值进行缩小，直至焊缝跟踪误差值时正时负。
[0050] 本发明提供一种冷社生产线活套区域内焊缝的跟踪、修正方法及其系统，通过入 口张力漉上设置的增量式编码器计算的焊缝进入活套区域内的带钢实际长度，并与活套区 域钢绳卷扬机上的绝对值编码器计算的活套区域内的理论带钢长度进行比较计算，得到两 组线性数据之间的比例系数K和偏移量OFFSET,并通过焊缝检测仪与后一级跟踪区域内的 增量式编码器的数据对比例系数K和偏移量OFFSET进行修正，从而实现活套区域内焊缝的 精确跟踪。
[0051] 同时，活套小车被钢绳牵引在轨道上作往复运动，由于钢绳与绳轮之间、轨道与小 车之间均存在滑动，所W随着生产时间的累积，绝对值编码器计算的理论套量偏差会不确 定地变化，为了消除运种不确定的误差变化，在空套位置与满套位置之间设置同步位置，活 套小车每经过一次同步位置，则对绝对值编码器重新标定一次，消除机械滑动带来的计算 误差，建立了焊缝跟踪误差值概念，能够针对对焊缝跟踪误差值的不同情况分别采取修正 措施。
[0052] 本发明利用较少的电气设备实现活套区域内带钢的准确跟踪，节约了成本投入， 提高了冷社生产线焊缝的跟踪精度，减少了焊缝跟踪错误导致的机组停车，满足了机组高 速、自动、连续和安全的生产要求，提高了劳动生产率，降低了人工维护成本。
【附图说明】
[0053] 图1是本发明所述冷社生产线活套区域内焊缝的跟踪方法的流程框图；
[0054] 图2是本发明所述冷社生产线活套区域内焊缝的跟踪系统的结构示意图；
[0055] 图3是图1中步骤S3的子流程框图；
[0056] 图4为本发明所述钢绳卷扬绝对值编码器计算理论套量示意图；
[0057] 图5是图1中步骤S3的另一种子流程框图；
[005引图6是本发明所述冷社生产线活套区域内焊缝跟踪的修正方法的流程框图。
【具体实施方式】
[0059] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，W下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用W解释本发明，并 不用于限定本发明。
[0060] 如图1所示，本发明提供一种冷社生产线活套区域内焊缝的跟踪方法，其包括W下 步骤：
[0061] S1、通过与活套小车10连接的钢丝绳卷扬机20上设置的绝对值编码器21计算活套 区域内的带钢理论长度，获得活套区域内的带钢理论长度曲线；
[0062] S2、通过入口张力漉30上设置的增量式编码器31计算焊缝进入活套区域内的带钢 实际长度，并获得焊缝进入活套区域内的带钢实际长度曲线；
[0063] S3、计算得到活套区域内的带钢理论长度曲线与焊缝进入活套区域内的带钢实际 长度曲线之间的比例系数Κ和偏移量OFFSET;
[0064] S4、通过比例系数K、偏移量OFFSET和绝对值编码器计算的活套区域内的带钢理论 长度计算得到活套区域内的带钢实际总长；
[0065] S5、将入口张力漉上设置的增量式编码器计算的焊缝进入活套区域内的带钢实际 长度与活套区域内的带钢实际总长进行比较，判断活套区域内焊缝的实际位置，实现活套 区域内焊缝的跟踪。
[0066] 同时，如图2所示，还提供一种冷社生产线活套区域内焊缝的跟踪系统，其包括：
[0067] 设置在活套区域的入口张力漉上的增量式编码器，用于计算进入活套区域内的带 钢实际长度；
[0068] 设置在活套区域内塔基座的钢丝绳卷扬上的绝对值编码器，用于计算活套区域内 的带钢理论长度；
[0069] 与活套区域出口相距一段固定距离设置的焊缝检测仪40，用于当检测到焊缝时， 向后一级跟踪区域中的增量式编码器发出检测信息，从而得到焊缝经过所述固定距离的理 论长度，所述活套区域出口设有出口转向漉50。
[0070] 其中，所述冷社生产线活套区域内焊缝的跟踪方法中，步骤S1还包括W下分步骤， 如图3所示：
[0071] S11、通过活套区域钢绳卷扬机上设置的绝对值编码器计算得到活套小车到空套 位置的距离值，即活套区域内单层带钢的长度值；
[0072] S12、所述活套区域内单层带钢的长度值与活套区域内带钢的层数的乘积即为活 套区域内的理论带钢总长。
[0073] 具体的，如图2所示，活套小车被活套区域钢绳卷扬所牵引，在空套位和满套位之 间运行。如果把空套位位置设置为0,满套位位置就为活套区域物理长度值L，活套小车的运 动位置就在0~L之间，如图4所示。
[0074] 通过活套区域钢绳卷扬机末端安装的绝对值编码器可W计算出活套小车到空套 位的距离值d，该距离值即为活套区域内单层带钢的长度值，乘W活套区域内带钢的层数η 就可W计算得到活套区域内的理论套量即活套区域内的理论带钢总长。通过活套区域钢绳 卷扬绝对值编码器计 算活套小车到空套位距离值的公式为:d= I X Li+Δ，式中：d为活套小 车到空套位的距离值;I为活套区域钢绳卷扬机绝对值编码器的读数;Li为钢绳卷扬机绝对 值编码器单位脉冲的长度[毫米/脉冲];A为偏移量。那么，活套区域内带钢理论长度=d X n，其中η为活套区域内带钢层数。可W看出，通过钢绳卷扬机绝对值编码器计算的活套区域 内带钢理论长度呈线性变化，但不能准确反映活套区域内实际带钢总长。
[0075] 活套小车被钢绳牵引在轨道上作往复运动，由于钢绳与绳轮之间、轨道与小车之 间均存在滑动，所W随着生产时间的累积，绝对值编码器计算的理论套量偏差会不确定地 变化。为了消除运种不确定的误差变化，需要及时的对钢绳卷扬机绝对值编码器进行重新 标定。
[0076] 由于机械设备的限制，活套小车一般不能运行至活套区域的空套位和满套位，加 上生产过程中小车达到空套位和满套位的几率也比较低。因此，本发明还提供另一种计算 活套区域内带钢理论长度的方法，如图5所示，具体包括W下分步骤：
[0077] S11、在活套小车空套位置与满套位置之间设置同步位置；
[0078] S12、在同步位置上设置用于检测活套小车经过的传感器；
[0079] S13、当检测到活套小车经过同步位置时，用空套位置与同步位置之间的距离反推 得到绝对值编码器的理论读数，并将所述理论读数直接赋给绝对值编码器，计算得到活套 区域内带钢理论长度。
[0080] 具体的，如图4所示，在空套位和满套位之间设置一个活套小车的同步位置，所述 同步位置距空套位的距离值D可W人工测量得到，由式D=IlXLi+A可W反推出活套小车 经过该位置时绝对值编码器的理论读数I 1，将I 1作为标定值强行写入绝对值编码器，再 计算得到活套区域内带钢理论长度。
[0081] 运样，活套小车在生产过程中频繁经过同步位置，每经过一次，则对绝对值编码器 重新标定一次，消除机械滑动带来的计算误差。其中，所述同步位置必须是活套小车必经的 一个位置，因此优选于所述空套位置与满套位置总距离的35%至65%之间，即靠近总距离 的中间位置。
[0082] 冷社生产线带钢跟踪是一个连续的跟踪过程，为了提高跟踪精度，通常将生产线 划分成首尾相连的多个跟踪区域。由于带钢长度可变，所W活套区域一般作为一个单独的 跟踪区域。将活套区域出入口处的固定设备作为活套区域跟踪区域的起始和结束位置，如 图2中将活套区域入口张力漉和出口转向漉作为活套区域跟踪区域的起始和结束位置。
[0083] 设定的起始/结束位置不同，活套区域跟踪区域内容纳的带钢长度就不同，通过活 套区域钢绳卷扬绝对值编码器计算的理论套量不能直接作为活套区域跟踪区域内的带钢 总长。
[0084] 焊缝跟踪中，利用增量式编码器计算进入活套区域内的带钢实际长度，该长度值 呈线性变化。通过钢绳卷扬绝对值编码器计算的活套区域内的带钢理论长度也呈线性变 化，那么只要计算出运两条线性变化的数值之间的比例系数和偏移量，就可W通过活套区 域内带钢理论长度直接计算出活套区域内的带钢实际总长。具体标定操作步骤如下：
[0085] (1)将活套区域内的带钢放空，使活套小车尽量靠近空套位；
[0086] (2)将位于活套区域起始位置的带钢标记为'焊缝'，将跟踪该'焊缝'的32位软件 计数器清零，使能入口张力漉上设置的增量式编码器计算带钢距离功能；
[0087] (3)活套区域入/出口带钢同速启动运行，'焊缝'到达活套区域跟踪区域结束位置 时停止(此时通过入口张力漉上设置的增量式编码器计算的带钢长度值即为活套区域跟踪 区域内实际带钢总长），记录下通过绝对值编码器和增量式编码器计算的当前带钢长度值；
[0088] (4)保持活套区域出口不动，入口向内充套。每充到一定套量就记录下通过绝对值 编码器和增量式编码器计算的当前带钢长度值，记录10~15组数据，如表1所示；
[0089] 表1:记录的标定数据
[0090]
[0091]
[0092] (5)将记录的10~15组由增量式编码器计算的实际带钢总长和绝对值编码器计算 的理论带钢总长进行对比，计算出两条直线的比例系数K和偏移量OFFSET。
[0093] 在进行此操作之前，钢丝绳卷扬机绝对值编码器必须已经标定完成；在进行操作 过程中，活套区域内的带钢必须建立张力。为了使计算更为准确，记录的10~15组数据最好 能覆盖空套位到满套位之间的区域。
[0094] 通过钢丝绳卷扬机绝对值编码器计算的活套区域内带钢理论长度X比例系数K+ 偏移量offset,计算得到活套区域跟踪区域内当前带钢实际总长度。当真实焊缝进入活套 区域跟踪区域时，触发入口张力漉上设置的增量式编码器计算焊缝进入的距离值。如果该 距离值大于等于活套区域跟踪区域内的当前带钢实际总长度，那么就认为焊缝离开活套区 域跟踪区域。
[00M]由于，所述带钢在传送的过程中，还有可能与各传送部件之间发生相对滑动位移， 因此，需要对焊缝在活套区域内的产生的相对滑动误差进行修正，所述冷社生产线活套区 域内焊缝的跟踪系统中，在活套区域出口设置焊缝检测仪的作用就是校正活套区域内焊缝 跟踪误差，为活套区域出口的关键生产设备提供精确的焊缝定位。
[0096] 同时，本发明还提供一种冷社生产线活套区域内焊缝跟踪的修正方法，如图6所 示，其包括W下步骤：
[0097] S1、设活套区域出口与焊缝检测仪之间的距离为定值1〇，
[0098] S2、当入口张力漉上设置的增量式编码器判断活套区域内焊缝的理论位置到达活 套区域出口时，后一级跟踪区域内的增量式编码器开始计算焊缝进入所述后一级跟踪区域 内的长度h;
[0099] S3、当焊缝检测仪检测到焊缝时，将h与1〇相比较，h与1〇的差即为焊缝跟踪误差 值，根据焊缝跟踪误差值对比例系数K和/或偏移量OFFSET进行修正。
[0100] 如果焊缝跟踪误差值时正时负，且在容差范围内，说明比例系数K和活套区域偏移 量OFFSm'比较准确，误差多由偶尔的机械滑动引起；
[0101] 如果焊缝跟踪误差值一直为正或一直为负，且数值变化不大，那么说明活套区域 偏移量offset计算有误，对其进行修正，将(焊缝跟踪误差+偏移量OFFSET)作为新的偏移量 0FKET;
[0102] 如果焊缝跟踪误差值变化较大，那么要通过入口张力漉上设置的增量式编码器对 活套区域跟踪区域进行标定，重新计算比例系数K和活套区域偏移量OFFSET。如果多次重新 标定仍然不能解决问题，就要对活套区域机械设备进行调整(例如紧固钢绳、对轨道和钢卷 小车滚轮进行保养、检查绝对值编码器接手等）。
[0103] 在比例系数K和偏移量OFFSET标定后，如果焊缝跟踪误差值仍然一直为正或一直 为负，则对所述容差的范围值进行缩小，直至焊缝跟踪误差值时正时负。
[0104] 本发明提供一种冷社生产线活套区域内焊缝的跟踪、修正方法及其系统，通过入 口张力漉上设置的增量式编码器计算的焊缝进入活套区域内的带钢实际长度，并与活套区 域钢绳卷扬机上的绝对值编 码器计算的活套区域内的理论带钢长度进行比较计算，得到两 组线性数据之间的比例系数Κ和偏移量OFFSET,并通过焊缝检测仪与后一级跟踪区域内的 增量式编码器的数据对比例系数K和偏移量OFFSET进行修正，从而实现活套区域内焊缝的 精确跟踪。
[0105] 同时，活套小车被钢绳牵引在轨道上作往复运动，由于钢绳与绳轮之间、轨道与小 车之间均存在滑动，所W随着生产时间的累积，绝对值编码器计算的理论套量偏差会不确 定地变化，为了消除运种不确定的误差变化，在空套位置与满套位置之间设置同步位置，活 套小车每经过一次同步位置，则对绝对值编码器重新标定一次，消除机械滑动带来的计算 误差，建立了焊缝跟踪误差值概念，能够针对对焊缝跟踪误差值的不同情况分别采取修正 措施。
[0106] 本发明利用较少的电气设备实现活套区域内带钢的准确跟踪，节约了成本投入， 提高了冷社生产线焊缝的跟踪精度，减少了焊缝跟踪错误导致的机组停车，满足了机组高 速、自动、连续和安全的生产要求，提高了劳动生产率，降低了人工维护成本。
[0107] 上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体 实施方式，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员 在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多 形式，运些均属于本发明的保护之内。
【主权项】
1. 一种冷乳生产线活套区域内焊缝的跟踪方法，其特征在于:包括以下步骤： 51、 通过与活套小车连接的钢丝绳卷扬机上设置的绝对值编码器计算活套区域内的带 钢理论长度，获得活套区域内的带钢理论长度曲线； 52、 通过入口张力辊上设置的增量式编码器计算焊缝进入活套区域内的带钢实际长 度，并获得焊缝进入活套区域内的带钢实际长度曲线； 53、 计算得到活套区域内的带钢理论长度曲线与焊缝进入活套区域内的带钢实际长度 曲线之间的比例系数K和偏移量OFFSET; 54、 通过比例系数K、偏移量OFFSET和绝对值编码器计算的活套区域内的带钢理论长度 计算得到活套区域内的带钢实际总长； 55、 将入口张力辊上设置的增量式编码器计算的焊缝进入活套区域内的带钢实际长度 与活套区域内的带钢实际总长进行比较，判断活套区域内焊缝的实际位置，实现活套区域 内焊缝的跟踪。2. 根据权利要求1所述的冷乳生产线活套区域内焊缝的跟踪方法，其特征在于:所述步 骤S1还包括以下分步骤： 511、 通过活套区域钢绳卷扬机上设置的绝对值编码器计算得到活套小车到空套位置 的距离值，即活套区域内单层带钢的长度值； 512、 所述活套区域内单层带钢的长度值与活套区域内带钢的层数的乘积即为活套区 域内的理论带钢总长。3. 根据权利要求2所述的冷乳生产线活套区域内焊缝的跟踪方法，其特征在于:通过活 套小车到空套位置的距离值计算活套区域内带钢理论长度的公式为： d=IXLi+Δ T=dXn 式中：d为活套小车到空套位的距离值；I为活套区域钢绳卷扬机绝对值编码器的读数；Li为钢绳卷扬机绝对值编码器单位脉冲的长度；△为偏移量;η为活套区域内带钢层数;T为 活套区域内带钢理论长度。4. 根据权利要求1所述的冷乳生产线活套区域内焊缝的跟踪方法，其特征在于:所述步 骤S1还包括以下分步骤： 511、 在活套小车空套位置与满套位置之间设置同步位置； 512、 在同步位置上设置用于检测活套小车经过的传感器； 513、 当检测到活套小车经过同步位置时，用空套位置与同步位置之间的距离反推得到 绝对值编码器的理论读数，并将所述理论读数直接赋给绝对值编码器，计算得到活套区域 内带钢理论长度。5. 根据权利要求4所述的冷乳生产线活套区域内焊缝的跟踪方法，其特征在于:通过空 套位置与同步位置之间的距离值计算活套区域内带钢理论长度的公式为： D=IXLi+A T=dXn 式中：D为空套位置与同步位置之间的距离值；I为活套区域钢绳卷扬机绝对值编码器 的读数;Li为钢绳卷扬机绝对值编码器单位脉冲的长度；△为偏移量;η为活套区域内带钢 层数;Τ为活套区域内带钢理论长度。6. 根据权利要求5所述的冷乳生产线活套区域内焊缝的跟踪方法，其特征在于:所述同 步位置位于所述空套位置与满套位置总距离的35 %至65 %之间。7. -种冷乳生产线活套区域内焊缝的跟踪系统，其特征在于，包括： 设置在活套区域的入口张力辊上的增量式编码器，用于计算进入活套区域内的带钢实 际长度； 设置在活套区域塔基座的钢丝绳卷扬上的绝对值编码器，用于计算活套区域内的带钢 理论长度； 与活套区域出口相距一段固定距离设置的焊缝检测仪，用于当检测到焊缝时，向后一 级跟踪区域中的增量式编码器发出检测信息，从而得到焊缝经过所述固定距离的理论长 度。8. -种冷乳生产线活套区域内焊缝跟踪的修正方法，其特征在于，包括以下步骤： 51、 设活套区域出口与焊缝检测仪之间的距离为定值1〇; 52、 当入口张力辊上设置的增量式编码器判断活套区域内焊缝的理论位置到达活套区 域出口时，后一级跟踪区域内的增量式编码器开始计算焊缝进入所述后一级跟踪区域内的 长度li; 53、 当焊缝检测仪检测到焊缝时，将l^lo相比较，根据二者的比较结果对比例系数K 和/或偏移量OFFSET进行修正。9. 根据权利要求8所述的冷乳生产线活套区域内焊缝跟踪的修正方法，其特征在于： 在比较^与"时，将^与"的差作为焊缝跟踪误差值，若焊缝跟踪误差值时正时负，且在 容差范围内，则继续观察;若焊缝跟踪误差值一直为正或一直为负，则修正偏移量OFFSET; 若焊缝跟踪误差值在容差范围外，则重新计算比例系数K和偏移量OFFSET，若重新计算后依 然在容差范围外，则对活套区域机械设备进行调整后再重新计算比例系数K和偏移量 OFFSET〇10. 根据权利要求9所述的冷乳生产线活套区域内焊缝跟踪的修正方法，其特征在于： 在比例系数K和偏移量OFFSET标定后，如果焊缝跟踪误差值仍然一直为正或一直为负， 则对所述容差的范围值进行缩小，直至焊缝跟踪误差值时正时负。
【专利摘要】本发明公开一种冷轧生产线活套区域内焊缝的跟踪、修正方法及其系统，其通过活套区域内的带钢理论长度和理论长度曲线、焊缝进入活套区域内的带钢实际长度及实际长度曲线计算得到理论长度曲线与实际长度曲线之间的比例系数K和偏移量OFFSET；并通过比例系数K、偏移量OFFSET和带钢理论长度计算得到活套区域内的带钢实际总长；将带钢实际长度与活套区域内的带钢实际总长进行比较，判断活套区域内焊缝的实际位置，实现活套区域内焊缝的精确跟踪。同时在空套位置与满套位置之间设置同步位置，活套小车每经过一次同步位置，则对绝对值编码器重新标定一次，消除机械滑动带来的计算误差，建立焊缝跟踪误差值概念，能够针对对焊缝跟踪误差值的不同情况分别采取修正措施。
【IPC分类】G06F17/50, B23K37/00
【公开号】CN105488275
【申请号】CN201510856446
【发明人】宋军, 杨子芳, 王胜勇, 卢家斌
【申请人】中冶南方（武汉）自动化有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年11月30日
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