一种轧机辊系交叉度的测量方法及装置与流程

本发明涉及热轧术领域，尤其涉及一种轧机辊系交叉度的测量方法及装置。

背景技术：

对于轧机，尤其是cvc(continuouslyvariablecrown，连续可变凸度)轧机，轧辊之间的交叉是产生同板差、板带跑偏、浪形的主要原因，为此，每隔一段时间都要停机对轧辊之间的交叉度进行测量，并根据测量结果对轧辊的空间姿态进行调整。

但是，目前在测量轧辊之间的交叉度时，必须停机进行测量，且测量结果是静态数值，存在影响正常生产，且测量结果也不准确的技术问题。

技术实现要素：

本申请实施例通过提供一种轧机辊系交叉度的测量方法及装置，解决了现有技术中在测量轧辊之间的交叉度时，需要停机测量，且测量结果是静态数值的技术问题，实现了在不停机的情况下，动态测量轧辊之间的交叉度，避免影响正常生产，且测量结果更准确的技术效果。

第一方面，本申请通过本申请的一实施例提供如下技术方案：

一种轧机辊系交叉度的测量方法，应用在轧机运行过程中，包括：

获取上轧辊的传动侧第一轴承座两侧衬板的压力值，以及所述上轧辊的工作侧第二轴承座两侧衬板的压力值；

获取下轧辊的传动侧第三轴承座两侧衬板的压力值，以及所述下轧辊的工作侧第四轴承座两侧衬板的压力值；

基于所述第一轴承座两侧衬板的压力值，获得所述第一轴承座两侧衬板的变形量；以及，基于所述第二轴承座两侧衬板的压力值，获得所述第二轴承座两侧衬板的变形量；

基于所述第三轴承座两侧衬板的压力值，获得所述第三轴承座两侧衬板的变形量；以及，基于所述第四轴承座两侧衬板的压力值，获得所述第四轴承座两侧衬板的变形量；

基于所述第一轴承座两侧衬板的变形量和所述第二轴承座两侧衬板的变形量，获得所述上轧辊的偏移角；

基于所述第三轴承座两侧衬板的变形量和所述第四轴承座两侧衬板的变形量，获得所述下轧辊的偏移角；

基于所述上轧辊的偏移角和所述下轧辊的偏移角，获得所述上轧辊和所述下轧辊的交叉度。

优选地，在所述第一轴承座两侧分别设置有第一衬板和第二衬板，在所述第二轴承座两侧分别设置有第三衬板和第四衬板，在所述第一衬板与机架之前安装有第一压电感应片，在所述第二衬板与机架之前安装有第二压电感应片，在所述第三衬板与机架之前安装有第三压电感应片，在所述第四衬板与机架之前安装有第四压电感应片，所述第二压电感应片位于所述第一压电感应片的预设方向上，所述第四压电感应片位于所述第三压电感应片的预设方向上，所述预设方向为板带的运行方向；

所述获取上轧辊的传动侧第一轴承座两侧的压力值，以及所述上轧辊的工作侧第二轴承座两侧的压力值，包括：

获取所述第一压电感应片检测到的第一压力值；

获取所述第二压电感应片检测到的第二压力值；

获取所述第三压电感应片检测到的第三压力值；

获取所述第四压电感应片检测到的第四压力值。

优选地，所述基于所述第一轴承座两侧衬板的压力值，获得所述第一轴承座两侧衬板的变形量，包括：

基于所述第一压力值，计算所述第一衬板的变形量；

基于所述第二压力值，计算所述第二衬板的变形量。

优选地，基于如下等式计算每个衬板的变形量：

d＝f/es

其中，d为衬板的变形量，f为衬板的压力值，e为压电感应片的弹性模量，s为压电感应片的面积。

优选地，所述基于所述第一轴承座两侧衬板的变形量和所述第二轴承座两侧衬板的变形量，获得所述上轧辊的偏移角，包括：

若d1>d2，则基于等式sinα＝k(d1+d3)/l，计算所述上轧辊的偏移角；

若d1<d2，则基于等式sinα＝k(d2+d4)/l，计算所述上轧辊的偏移角；

其中，d1为所述第一衬板的变形量，d2为所述第二衬板的变形量，d3为所述第三衬板的变形量，d4为所述第四衬板的变形量，l为轧辊长度，k当量系数。

优选地，所述基于所述上轧辊的偏移角和所述下轧辊的偏移角，获得所述上轧辊和所述下轧辊的交叉度，包括：

若所述上轧辊的偏移角和所述下轧辊的偏移角的方向相同，则基于等式│αup-αdown│计算所述交叉度；

若所述上轧辊的偏移角和所述下轧辊的偏移角的方向相反，则基于等式│αup+αdown│计算所述交叉度。

优选地，在所述基于所述上轧辊的偏移角和所述下轧辊的偏移角，获得所述上轧辊和所述下轧辊的交叉度之后，还包括：

若所述交叉度小于等于2度，则将所述交叉度输入到轧机控制模型中，以使所述轧机控制模型基于所述交叉度对所述轧机进行在线调整；

若所述交叉度大于2度且小于5度，则对所述轧机进行停机，从而对所述轧机进行离线调整。

基于同一发明构思，第二方面，本申请通过本申请的一实施例，提供如下技术方案：

一种轧机辊系交叉度的测量装置，应用在轧机运行过程中，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时可以实现上述第一方面任一实施方式所述的方法步骤。

基于同一发明构思，第三方面，本申请通过本申请的一实施例，提供如下技术方案：

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时可以实现上述第一方面任一实施方式所述的方法步骤。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

在本申请实施例中，公开了一种轧机辊系交叉度的测量方法，应用在轧机运行过程中，包括：获取上轧辊的传动侧第一轴承座两侧衬板的压力值，以及所述上轧辊的工作侧第二轴承座两侧衬板的压力值；获取下轧辊的传动侧第三轴承座两侧衬板的压力值，以及所述下轧辊的工作侧第四轴承座两侧衬板的压力值；基于所述第一轴承座两侧衬板的压力值，获得所述第一轴承座两侧衬板的变形量；以及，基于所述第二轴承座两侧衬板的压力值，获得所述第二轴承座两侧衬板的变形量；基于所述第三轴承座两侧衬板的压力值，获得所述第三轴承座两侧衬板的变形量；以及，基于所述第四轴承座两侧衬板的压力值，获得所述第四轴承座两侧衬板的变形量；基于所述第一轴承座两侧衬板的变形量和所述第二轴承座两侧衬板的变形量，获得所述上轧辊的偏移角；基于所述第三轴承座两侧衬板的变形量和所述第四轴承座两侧衬板的变形量，获得所述下轧辊的偏移角；基于所述上轧辊的偏移角和所述下轧辊的偏移角，获得所述上轧辊和所述下轧辊的交叉度。如此，解决了现有技术中在测量轧辊之间的交叉度时，需要停机测量，且测量结果时静态数值的技术问题，实现了在不停机的情况下，动态测量轧辊之间的交叉度，避免影响正常生产，且测量结果更准确的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中一种轧机辊系交叉度的测量方法的流程图；

图2为本申请实施例中压电感应片安装位置的示意图；

图3为本申请实施例中轧辊传动侧向入口方向偏移的示意图；

图4为本申请实施例中轧辊传动侧向出口方向偏移的示意图；

图5为本申请实施例中一种轧机辊系交叉度的测量装置的示意图。

标记说明：10—上轧辊、20—机架、30—板带、40—放大器、50—计算机；11—传动侧的第一轴承座、12—工作侧的第二轴承座；2a—第一衬板、2b—第二衬板、2c—第三衬板、2d—第四衬板；3a—第一压电感应片、3b—第二压电感应片、3c—第三压电感应片、3d—第四压电感应片。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种轧机辊系交叉度的测量方法及装置，解决了现有技术中在测量轧辊之间的交叉度时，需要停机测量，且测量结果是静态数值的技术问题，实现了在不停机的情况下，动态测量轧辊之间的交叉度，避免影响正常生产，且测量结果更准确的技术效果。

本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

在本申请实施例中，公开了一种轧机辊系交叉度的测量方法，应用在轧机运行过程中，包括：获取上轧辊的传动侧第一轴承座两侧衬板的压力值，以及所述上轧辊的工作侧第二轴承座两侧衬板的压力值；获取下轧辊的传动侧第三轴承座两侧衬板的压力值，以及所述下轧辊的工作侧第四轴承座两侧衬板的压力值；基于所述第一轴承座两侧衬板的压力值，获得所述第一轴承座两侧衬板的变形量；以及，基于所述第二轴承座两侧衬板的压力值，获得所述第二轴承座两侧衬板的变形量；基于所述第三轴承座两侧衬板的压力值，获得所述第三轴承座两侧衬板的变形量；以及，基于所述第四轴承座两侧衬板的压力值，获得所述第四轴承座两侧衬板的变形量；基于所述第一轴承座两侧衬板的变形量和所述第二轴承座两侧衬板的变形量，获得所述上轧辊的偏移角；基于所述第三轴承座两侧衬板的变形量和所述第四轴承座两侧衬板的变形量，获得所述下轧辊的偏移角；基于所述上轧辊的偏移角和所述下轧辊的偏移角，获得所述上轧辊和所述下轧辊的交叉度。如此，解决了现有技术中在测量轧辊之间的交叉度时，需要停机测量，且测量结果时静态数值的技术问题，实现了在不停机的情况下，动态测量轧辊之间的交叉度，避免影响正常生产，且测量结果更准确的技术效果。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

实施例一

如图1所示，本实施例提供了一种轧机辊系交叉度的测量方法，应用在轧机运行过程中，包括：

步骤s101：获取上轧辊的传动侧第一轴承座两侧衬板的压力值，以及上轧辊的工作侧第二轴承座两侧衬板的压力值。

在具体实施过程中，本实施例中所涉及的轧机可以为cvc轧机，该轧机包括一组或多组轧辊，每组轧辊由上轧辊和下轧辊组成。本实施例主要是对每组轧辊中的上轧辊和下轧辊之间的交叉度进行测量。

本实施例采用压力压电感应原理，测量轧机轧辊轴承座对衬板(即：轧机牌坊衬板)的压力，同时对现有设备改动较少。

在具体实施过程中，如图2所示，在上轧辊10两端分别设置有第一轴承座11和第二轴承座12，其中，第一轴承座11为传动侧轴承座，第二轴承座12为工作侧轴承座。在第一轴承座11两侧垂直方向分别设置有第一衬板2a和第二衬板2b，在第二轴承座12两侧垂直方向分别设置有第三衬板2c和第四衬板2d，在第一衬板2a与机架20之前安装有第一压电感应片3a，在第二衬板2a与机架20之前安装有第二压电感应片3b，在第三衬板2c与机架20之前安装有第三压电感应片3c，在第四衬板2d与机架20之前安装有第四压电感应片3d，第二压电感应片3b位于第一压电感应片3a的预设方向上，第四压电感应片3d位于第三压电感应片3c的预设方向上，预设方向为板带30的运行方向a。

在具体实施过程中，针对上轧辊而言，在每个衬板和机架机架之间设置有一垫片，在垫片上开设有一个缺口，在该缺口内安装有与垫片厚度相等的压电感应片。在上轧机的操作侧和传动侧共4个垫片上各安装一个压电感应片，共安装4个压电感应片，分别为：第一压电感应片3a、第二压电感应片3b、第三压电感应片3c和第四压电感应片3d。

在具体实施过程中，步骤s101，包括：

获取第一压电感应片检测到的第一压力值；获取第二压电感应片检测到的第二压力值；获取第三压电感应片检测到的第三压力值；获取第四压电感应片检测到的第四压力值。

在具体实施过程中，第一压电感应片3a、第二压电感应片3b、第三压电感应片3c和第四压电感应片3d均通过信号线与放大器40连接，放大器40经过信号线与计算机50(即：工业控制计算机)连接。

在具体实施过程中，在轧机运行过程中，每个压电感应片用于实时采集对应衬板的压力信号(即：压力值)，该压力信号经过放大器40的放大后，传输给计算机50。具体地，第一压电感应片3a用于采集第一衬板2a的压力值，第二压电感应片3b用于采集第二衬板2b的压力值，第三压电感应片3c用于采集第三衬板2c的压力值，第四压电感应片3d用于采集第四衬板2d的压力值。

步骤s102：获取下轧辊的传动侧第三轴承座两侧衬板的压力值，以及下轧辊的工作侧第四轴承座两侧衬板的压力值。

在具体实施过程中，下轧辊的情况和上轧辊类似，针对下轧辊而言，在下轧辊两端分别设置有第三轴承座和第四轴承座，其中，第三轴承座为传动侧轴承座，第四轴承座为工作侧轴承座。在第三轴承座两侧垂直方向分别设置有第五衬板和第六衬板，在第四轴承座两侧垂直方向分别设置有第七衬板和第八衬板，在第五衬板与机架之前安装有第五压电感应片，在第六衬板与机架之前安装有第六压电感应片，在第七衬板与机架之前安装有第七压电感应片，在第八衬板与机架之前安装有第八压电感应片，第六压电感应片位于第五压电感应片的预设方向上，第八压电感应片位于第七压电感应片的预设方向上，预设方向为板带的运行方向。

在具体实施过程中，针对下轧辊而言，在每个衬板和机架机架之间设置有一垫片，在垫片上有开设一个缺口，在该缺口内安装有与垫片厚度相等的压电感应片。在下轧机的操作侧和传动侧共4个垫片上各安装一个压电感应片，共安装4个压电感应片，分别为：第五压电感应片、第六压电感应片、第七压电感应片和第八压电感应片。

在具体实施过程中，步骤s102，包括：

获取第五压电感应片检测到的第五压力值；获取第六压电感应片检测到的第六压力值；获取第七压电感应片检测到的第七压力值；获取第八压电感应片检测到的第八压力值。

在具体实施过程中，第五压电感应片、第六压电感应片、第七压电感应片和第八压电感应片也是通过信号线与放大器40连接，放大器经过信号线与计算机50连接。

在具体实施过程中，在轧机运行过程中，每个压电感应片用于实时采集对应衬板的压力信号(即：压力值)，该信号经过放大器40的放大后，传输给计算机50。具体地，第五压电感应片用于采集第五衬板的压力值，第六压电感应片用于采集第六衬板的压力值，第七压电感应片用于采集第七衬板的压力值，第八压电感应片用于采集第八衬板的压力值。

步骤s103：基于第一轴承座两侧衬板的压力值，获得第一轴承座两侧衬板的变形量；以及，基于第二轴承座两侧衬板的压力值，获得第二轴承座两侧衬板的变形量。

在具体实施过程中，针对上轧辊而言，可以基于第一压力值计算第一衬板2a的变形量d1，基于第二压力值计算第二衬板2b的变形量d2，基于第三压力值计算第三衬板3c的变形量d3，基于第四压力值计算第四衬板3d的变形量d4。

在具体实施过程中，可以基于如下等式(1)计算每个衬板的变形量：

d＝f/es…………(1)

其中，d为衬板的变形量，f为衬板的压力值，e为压电感应片的弹性模量，s为压电感应片的面积。

由于采用相同规格的压电感应片，所以，在计算不同衬板的变形量时，压电感应片的弹性模量e和压电感应片的面积s均相同。

在具体实施过程中，可以基于等式(1)计算第一衬板2a变形量d1、第二衬板2b的变形量d2、第三衬板2c的变形量d3和第四衬板2d的变形量d4。

步骤s104：基于第三轴承座两侧衬板的压力值，获得第三轴承座两侧衬板的变形量；以及，基于第四轴承座两侧衬板的压力值，获得第四轴承座两侧衬板的变形量。

在具体实施过程中，针对下轧辊而言，可以基于第五压力值计算第五衬板的变形量d5，基于第六压力值计算第六衬板的变形量d6，基于第七压力值计算第七衬板的变形量d7，基于第八压力值计算第八衬板的变形量d8。

在具体实施过程中，可以基于等式(1)计算第五衬板的变形量d5、第六衬板的变形量d6和第七衬板的变形量d7和第八衬板的变形量d8。

步骤s105：基于第一轴承座两侧衬板的变形量和第二轴承座两侧衬板的变形量，获得上轧辊的偏移角。

在具体实施过程中，步骤s105，包括：

若d1>d2，则基于等式sinα＝k(d1+d3)/l，计算上轧辊的偏移角αup；

若d1<d2，则基于等式sinα＝k(d2+d4)/l，计算上轧辊的偏移角αup；

其中，d1为第一衬板的变形量，d2为第二衬板的变形量，d3为第三衬板的变形量，d4为第四衬板的变形量，l为轧辊长度(即：上轧辊或下轧辊的长度)，k当量系数。

其中，k＝f(β1、β2)＝λ|β1-β2|，λ为转换系数(取值范围为0.45～0.5)，β1为上轧辊传动侧第一轴承座11和下轧辊传动侧第三轴承座的间隙，β2为为上轧辊工作侧第二轴承座12和下轧辊工作侧第四轴承座的间隙。

步骤s106：基于第三轴承座两侧衬板的变形量和第四轴承座两侧衬板的变形量，获得下轧辊的偏移角。

在具体实施过程中，步骤s106，包括：

若d5>d6，则基于等式sinα＝k(d6+d7)/l，计算下轧辊的偏移角αdown；

若d5<d6，则基于等式sinα＝k(d6+d8)/l，计算下轧辊的偏移角αdown；

其中，d5为第五衬板的变形量，d6为第六衬板的变形量，d7为第七衬板的变形量，d8为第四衬板的变形量，l为轧辊长度，k当量系数。

在具体实施过程中，轧辊(即：上轧辊和下轧辊)的偏移有两种状态：

(1)轧辊传动侧向入口方向偏移，如图3所示；

(2)轧辊传动侧向出口方向偏移，如图4所示；这两种状态下，轧辊的偏移角方向相反(即：上轧辊的偏移角αup和下轧辊的偏移角αdown，一正一负)。

步骤s107：基于上轧辊的偏移角和下轧辊的偏移角，获得上轧辊和下轧辊的交叉度。

在具体实施过程中，步骤s107，包括：

若上轧辊的偏移角和下轧辊的偏移角的方向相同，则基于等式│αup-αdown│计算交叉度；

若上轧辊的偏移角和下轧辊的偏移角的方向相反，则基于等式│αup+αdown│计算交叉度。

进一步，在s107之后，还包括：

若交叉度小于等于2度，则可以将交叉度输入到轧机控制模型中，以使轧机控制模型基于交叉度对轧机进行在线调整；

若交叉度大于2度且小于5度，则需要对轧机进行停机，从而对轧机进行离线调整。

在具体实施过程中，具体调整项目包括：调整上轧辊和下轧辊的刚度，从而减小上轧辊和下轧辊的交叉度。

本发明基于压电感应原理，通过测量轧机轧辊轴承座对衬板(即：轧机牌坊衬板)的压力，根据压力的大小间接计算轧辊在轧机牌坊内的偏移度，再根据偏移度获得上轧辊和下轧辊的交叉度。如此，对现有设备改动较小，实现了在不停机的情况下，动态测量轧辊之间的交叉度，不影响正常生产，且测量结果更准确。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

在本申请实施例中，公开了一种轧机辊系交叉度的测量方法，应用在轧机运行过程中，包括：获取上轧辊的传动侧第一轴承座两侧衬板的压力值，以及所述上轧辊的工作侧第二轴承座两侧衬板的压力值；获取下轧辊的传动侧第三轴承座两侧衬板的压力值，以及所述下轧辊的工作侧第四轴承座两侧衬板的压力值；基于所述第一轴承座两侧衬板的压力值，获得所述第一轴承座两侧衬板的变形量；以及，基于所述第二轴承座两侧衬板的压力值，获得所述第二轴承座两侧衬板的变形量；基于所述第三轴承座两侧衬板的压力值，获得所述第三轴承座两侧衬板的变形量；以及，基于所述第四轴承座两侧衬板的压力值，获得所述第四轴承座两侧衬板的变形量；基于所述第一轴承座两侧衬板的变形量和所述第二轴承座两侧衬板的变形量，获得所述上轧辊的偏移角；基于所述第三轴承座两侧衬板的变形量和所述第四轴承座两侧衬板的变形量，获得所述下轧辊的偏移角；基于所述上轧辊的偏移角和所述下轧辊的偏移角，获得所述上轧辊和所述下轧辊的交叉度。本发明通过测量轧机轧辊轴承座对轧机牌坊衬板的压力，根据压力的大小间接计算轧辊在轧机牌坊内偏移的角度，如此，解决了现有技术中在测量轧辊之间的交叉度时，需要停机测量，且测量结果时静态数值的技术问题，实现了在不停机的情况下，动态测量轧辊之间的交叉度，避免影响正常生产，且测量结果更准确的技术效果。

实施例二

基于同一发明构思，如图5所示，本实施例提供了一种轧机辊系交叉度的测量装置300，应用在轧机运行过程中，包括存储器310、处理器320及存储在存储器310上并可在处理器320上运行的计算机程序311，处理器320执行程序311时可以实现上述实施例一种的任一方法步骤。

在具体实施过程中，所述轧机辊系交叉度的测量装置300具体可以为图2中的计算机(即：工业控制计算机)。

实施例三

基于同一发明构思，本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时可以实现上述实施例一种的任一方法步骤。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。