一种板带横切机组中木台结构优化方法及系统

本发明涉及木台结构优化技术领域，特别是涉及一种板带横切机组中木台结构优化方法及系统。

背景技术：

随着钢铁行业市场竞争的日益激烈，在钢卷产量逐年上升的同时，迫切需要提高钢卷包装的效率与质量。包装工序把整好的板垛和带卷进行捆扎包装成最终交货产品，使板带产品在吊运、存储过程中的质量得以保证。包装方式主要有传统手工包装、半自动包装、全自动包装三种。目前各大钢铁企业采用较多的是手工包装，而采用手工包装存在包装效率低、包装质量差、包装成本高及包装工艺错综复杂等问题。随着钢卷自动包装机以及其自动控制系统技术的开发，导致现有适用于人工的包装的板包托架的生产要求及规格已经不适用于自动包装技术，需要对板包托架的结构进行相应优化。其中，钢板材包装用木台是包装生产中影响包装质量和包装效率的工艺因素之一，钢板材包装用木台是由数根垫木和面板钉制而成的简易装置，用于钢板材的堆放、运输等作业。结构合理、强度高、安全性好的木台结构能使吊运和堆放钢卷作业顺利进行并能保护其质量不易受损。因此，本领域亟需对木台结构进行优化，以适应自动化的包装机，提高钢铁产品包装生产的质量和效率、节省成本。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种板带横切机组中木台结构优化方法及系统，以实现板带横切机组包装的自动化，提高钢铁产品包装生产的质量和效率、节省成本。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种板带横切机组中木台结构优化方法，包括：

获取木台结构的面板尺寸；所述面板尺寸包括实际面板长度和实际面板宽度；

根据所述面板尺寸确定垫木数量；所述垫木为多个；

根据所述面板尺寸和所述垫木数量确定每个垫木的位置；

获取所述垫木的垫木尺寸；所述垫木尺寸包括实际垫木长度、实际垫木宽度和实际垫木高度；每个所述垫木的垫木尺寸相同；

根据所述垫木尺寸确定所述垫木的开槽方式；所述开槽方式为开槽个数；

根据所述每个垫木的位置以及所述开槽方式搭建木台。

可选的，所述根据所述面板尺寸确定垫木数量，具体包括：

获取预设面板宽度；

判断所述实际面板宽度是否小于所述预设面板宽度，得到第一判断结果；

若所述第一判断结果表示所述实际面板宽度小于所述预设面板宽度，根据所述实际面板宽度确定垫木数量；

若所述第一判断结果表示所述实际面板宽度大于或等于所述预设面板宽度，根据所述实际面板长度确定垫木数量。

可选的，所述根据所述面板尺寸和所述垫木数量确定垫木位置，具体包括：

获取预设长度；

若所述第一判断结果表示所述实际面板宽度小于所述预设面板宽度，各所述垫木平行且均匀设置在所述面板上，垫木长边方向与面板长边方向一致，与所述面板长边相邻的垫木距离所述面板长边为预设长度距离；

若所述第一判断结果表示所述实际面板宽度大于或等于所述预设面板宽度，各所述垫木平行且均匀设置在所述面板上，垫木长边方向与面板宽度方向一致，与所述面板宽边相邻的垫木距离所述面板宽边为预设长度距离。

可选的，所述根据所述垫木尺寸确定所述垫木的开槽方式，具体包括：

获取预设垫木长度；

判断所述实际垫木长度是否小于所述预设垫木长度，得到第二判断结果；

若所述第二判断结果表示所述实际垫木长度小于所述预设垫木长度，在每个所述垫木上开一个槽；

若所述第二判断结果表示所述实际垫木长度大于或等于所述预设垫木长度，在每个所述垫木上开三个槽。

可选的，所述若所述实际面板宽度小于所述预设面板宽度，根据所述实际面板宽度确定垫木数量，具体包括：

获取预设面板宽度范围集合；所述预设面板宽度范围集合中包括三个预设面板宽度范围，分别为第一预设面板宽度范围dm1、第二预设面板宽度范围dm2和第三预设面板宽度范围dm3；

若所述实际面板宽度在所述第一预设面板宽度范围dm1内，则垫木数量为n1；

若所述实际面板宽度在所述第二预设面板宽度范围dm2内，则垫木数量为n2；

若所述实际面板宽度在所述第三预设面板宽度范围dm3内，则垫木数量为n3。

可选的，所述若所述实际面板宽度大于或等于所述预设面板宽度，根据所述实际面板长度确定垫木数量，具体包括：

获取预设面板长度范围集合；所述预设面板长度范围集合中包括两个预设面板长度范围，分别为第一预设面板长度范围lm1和第二预设面板长度范围lm2；

若所述实际面板长度在所述第一预设面板长度范围lm1内，则垫木数量为n4；

若所述实际面板宽度在所述第二预设面板长度范围lm2内，则垫木数量为n5。

可选的，所述第一预设面板宽度范围为dm1≤750mm，所述第二预设面板宽度范围750mm＜dm2≤950mm，所述第三预设面板宽度范围950mm＜dm3≤990mm，n1＝2，n2＝3，n3＝4。

可选的，所述第一预设面板长度范围为990mm≤lm1＜1150mm，所述第二预设面板长度范围为lm2≥1150mm，n4＝4，n5＝5。

一种板带横切机组中木台结构优化系统，包括：

面板尺寸获取模块，用于获取木台结构的面板尺寸；所述面板尺寸包括实际面板长度和实际面板宽度；

垫木数量确定模块，用于根据所述面板尺寸确定垫木数量；所述垫木为多个；

垫木位置确定模块，用于根据所述面板尺寸和所述垫木数量确定每个垫木的位置；

垫木尺寸获取模块，用于获取所述垫木的垫木尺寸；所述垫木尺寸包括实际垫木长度、实际垫木宽度和实际垫木高度；每个所述垫木的垫木尺寸相同；

垫木开槽方式确定模块，用于根据所述垫木尺寸确定所述垫木的开槽方式；所述开槽方式为开槽个数；

木台搭建模块，用于根据所述每个垫木的位置以及所述开槽方式搭建木台。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供了一种板带横切机组中木台结构优化方法及系统，综合考虑现有木台垫木生产要求，结合自动包装机输送链结构的限制，在钢铁企业生产实际需求下，建立一套适合于板带横切机组钢板自动包装的木台结构优化方法及系统，通过上述方法制作的新型木台能满足板带横切机组自动包装技术的开发，且满足力学性能要求和叉车插取。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一所提供的一种板带横切机组中木台结构优化方法的流程图；

图2为本发明实施例二所提供的典型规格木台示意图；

图3为本发明实施例三所提供的典型规格木台示意图；

图4为本发明实施例三所提供的垫木布置示意图；

图5为本发明实施例三所提供的开槽示意图；

图6为本发明实施例三所提供的钢板静置时垫木受力示意图；

图7为本发明实施例三所提供的钢板包装时垫木受力示意图；

图8为本发明实施例四所提供的板带横切机组中木台结构优化系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种板带横切机组中木台结构优化方法及系统，以实现板带横切机组包装的自动化，提高钢铁产品包装生产的质量和效率、节省成本。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

图1为本发明实施例所提供的一种板带横切机组中木台结构优化方法的流程图，如图1所示，本发明一种板带横切机组中木台结构优化方法，包括：

s101，获取木台结构的面板尺寸；所述面板尺寸包括实际面板长度lm和实际面板宽度dm。

s102，根据所述面板尺寸确定垫木数量；所述垫木为多个。

s103，根据所述面板尺寸和所述垫木数量确定每个垫木的位置。

s104，获取所述垫木的垫木尺寸；所述垫木尺寸包括实际垫木长度、实际垫木宽度和实际垫木高度；每个所述垫木的垫木尺寸相同。

s105，根据所述垫木尺寸确定所述垫木的开槽方式；所述开槽方式为开槽个数。

s106，根据所述每个垫木的位置以及所述开槽方式搭建木台。

参考现有的木台规格参数结合自动包装机输送链结构的限制，由木台的规格尺寸即面板的长度与宽度，选取垫木的根数，面板尺寸规格为lm×dm，s102具体包括：

步骤201，获取预设面板宽度d。

步骤202，判断所述实际面板宽度是否小于所述预设面板宽度，得到第一判断结果。

步骤203，若所述第一判断结果表示所述实际面板宽度小于所述预设面板宽度，根据所述实际面板宽度确定垫木数量。具体的，获取预设面板宽度范围集合；所述预设面板宽度范围集合中包括三个预设面板宽度范围，分别为第一预设面板宽度范围dm1、第二预设面板宽度范围dm2和第三预设面板宽度范围dm3；若所述实际面板宽度在所述第一预设面板宽度范围dm1内，则垫木数量为n1；若所述实际面板宽度在所述第二预设面板宽度范围dm2内，则垫木数量为n2；若所述实际面板宽度在所述第三预设面板宽度范围dm3内，则垫木数量为n3。即当实际面板宽度尺寸为dm1、dm2、dm3范围时，分别对应垫木根数为n1、n2、n3。

步骤204，若所述第一判断结果表示所述实际面板宽度大于或等于所述预设面板宽度，根据所述实际面板长度确定垫木数量。具体的，获取预设面板长度范围集合；所述预设面板长度范围集合中包括两个预设面板长度范围，分别为第一预设面板长度范围lm1和第二预设面板长度范围lm2；若所述实际面板长度在所述第一预设面板长度范围lm1内，则垫木数量为n4；若所述实际面板宽度在所述第二预设面板长度范围lm2内，则垫木数量为n5。即实际面板长度尺寸为lm1、lm2范围时，分别对应垫木根数为n4、n5。

通过s102得到垫木的根数，结合面板的长度lm与宽度dm，明确垫木的排列及间距，s103具体包括：

步骤301，获取预设长度a。

步骤302，若所述第一判断结果表示所述实际面板宽度小于所述预设面板宽度，各所述垫木平行且均匀设置在所述面板上，垫木长边方向与面板长边方向一致，与所述面板长边相邻的垫木距离所述面板长边为预设长度距离。具体的，使垫木均匀放置，垫木距木台翼部距离为a，垫木之间保持平行且两端不得凸出于垫板边缘，垫板须安放平整。

步骤303，若所述第一判断结果表示所述实际面板宽度大于或等于所述预设面板宽度，各所述垫木平行且均匀设置在所述面板上，垫木长边方向与面板宽度方向一致，与所述面板宽边相邻的垫木距离所述面板宽边为预设长度距离。具体的，使垫木均匀放置，垫木距木台翼部距离为a，垫木之间保持平行且两端不得凸出于垫板边缘，垫板须安放平整。

在现有的生产技术标准下，取消位于木台垫木左右两侧的槽部结构，确定垫木的开槽方式，s105具体包括：

步骤501，获取预设垫木长度lm。

步骤502，判断所述实际垫木长度ld是否小于所述预设垫木长度lm，得到第二判断结果。

步骤503，若所述第二判断结果表示所述实际垫木长度ld小于所述预设垫木长度lm，在每个所述垫木上开一个槽，即在垫木中间开一个槽。

步骤504，若所述第二判断结果表示所述实际垫木长度ld大于或等于所述预设垫木长度lm，在每个所述垫木上开三个槽。

本发明实施例中所述第一预设面板宽度范围为dm1≤750mm，所述第二预设面板宽度范围750mm＜dm2≤950mm，所述第三预设面板宽度范围950mm＜dm3≤990mm，n1＝2，n2＝3，n3＝4。

本发明实施例中所述第一预设面板长度范围为990mm≤lm1＜1150mm，所述第二预设面板长度范围为lm2≥1150mm，n4＝4，n5＝5。

本发明实施例中a＝100mm±2mm，lm＝800mm。

对木台垫木在作业过程中进行受力分析，将钢板重量gt1，面板重量gt2，垫木重量gt3，垫木长度lt，垫木宽度bt1，垫木根数n，输送链宽度bt2，垫木高度ht等参数带入，核算垫木的承载情况，验证本发明设置的木台结构的可靠性，包括以下具体步骤：

d1)在钢板静置堆放的过程中，木台垫木的上表面受力木台垫木上表面所受均布载荷及所受应力为

d2)在钢板进行包装和自动打捆的过程中，钢板包装和自动打捆时垫木上表面受力与钢板静置时受力相同，均为ft1。垫木下表面受力为垫木下表面均布载荷为

d3)垫木的弯矩及剪应力可分为以下三个阶段，设距离垫木左端端面的距离为x，第一阶段x∈(0，s)：垫木的弯矩为剪应力为第二阶段x∈(s,s+bt2)：垫木的弯矩为剪应力为第三阶段垫木的弯矩为剪应力为对应的正应力为

d4)第一阶段最大正应力在x＝s处，其值为最大剪应力在x＝s处，其值为第二阶段最大正应力在x＝s+bt2处，其值为最大剪应力在x＝s+bt2处，其值为第三阶段最大正应力在处，其值为最大剪应力在x＝s+bt2处，其值为

经过定量计算可知，在钢板包装和自动打捆的过程中，垫木中段所受弯矩最大，输送链靠内边缘处的剪应力最大，这两处最容易出现破环，而其结果远远小于木材本身的最大许用应力。因此，本发明设计的木台结构稳定性好。

实施例二

取典型规格木台，木台面板尺寸为1230mm×1230mm，垫木长宽高尺寸为1070mm×60mm×90mm，如图2所示。板带横切机组中木台结构优化方法具体包括以下步骤：

步骤a，实际面板宽度为dm＝1230mm大于预设面板宽度d＝990mm，垫木的根数取决于实际面板长度，实际面板长度尺寸为lm1＝990-1150mm、lm2≥1150mm时，分别对应垫木根数为n4＝4、n5＝5根；实际面板长度尺寸lm＝1230mm位于lm2≥1150mm范围内，则对应垫木根数为n5＝5根。

步骤b，通过步骤a得到垫木的根数n，结合面板的长度lm＝1230mm与宽度dm＝1230mm，使垫木均匀放置，垫木距木台翼部距离a＝100mm±2mm，垫木之间保持平行且两端不得凸出于垫板边缘，垫板须安放平整。

步骤c，面板长度为lm＝1230mm，即垫木长度尺寸ld＝1070mm超过lm＝800mm，因此垫木采用三槽结构。

步骤d，根据步骤a-步骤c搭建木台，并对搭建的木台进行验证。

d1)钢板静置堆放时，按木台所承受的最大受力进行计算校核，木台最多堆积七摞钢板，其中一摞钢板的重量为2.2t，七摞的总重量为gt1＝15.4t，面板重量gt2＝5.88kg，垫木数量n＝5根，垫木长度lt＝1070mm，垫木宽度bt1＝60mm：

d2)一根垫木所受的力为：一根垫木所受的应力为：

d3)在钢板包装和自动打捆时，按木台所承受的最大受力进行计算校核，其中钢板的重量为gt1＝2.2t，垫板重量gt2＝11.07kg，垫木重量gt3＝3kg，垫木数量n＝5根，输送链宽度bt2＝80mm，s＝80mm，木台垫木上表面受力为木台垫木上表面所受均布载荷垫木下表面受力为垫木下表面均布载荷为

d4)垫木各阶段的极限应力，σt1max＝0.16mpa，τt1max＝0.06mpa；σt2max＝-0.43mpa，τt2max＝-0.28mpa；σt3max＝-3.99mpa，τt3max＝-0.28mpa。

经过定量计算可知，在钢板包装和自动打捆的过程中，垫木中段所受弯矩最大，输送链靠内边缘处的剪应力最大，这两处最容易出现破环，而其结果远远小于木材本身的最大许用应力。

实施例三

取典型规格木台，木台面板规格尺寸为990mm×700mm，垫木长宽高尺寸为830mm×60mm×90mm，如图3所示。板带横切机组中木台结构优化方法具体包括以下步骤：

步骤a，面板长度lm＝990mm且宽度dm＝700mm小于d＝990mm，垫木的根数取决于面板的宽度，面板宽度尺寸为dm1≤750mm、dm2＝750-950mm、dm3＝950-990mm范围时，分别对应垫木根数为n1＝2、n2＝3、n3＝4根；面板宽度尺寸为dm＝700mm位于dm1≤750mm范围，则对应垫木根数为n1＝2根。

步骤b，通过步骤a得到垫木的根数n，结合面板的长度lm＝990mm与宽度dm＝700mm，使垫木均匀放置，垫木距木台翼部距离a＝100mm±2mm，垫木之间保持平行且两端不得凸出于垫板边缘，垫板须安放平整，如图4所示。

步骤c，面板长度为lm＝990mm，即垫木长度尺寸ld＝830mm超过lm＝800mm，因此垫木采用三槽结构，如图5所示。

步骤d，根据步骤a-步骤c搭建木台，并对搭建的木台进行验证。

d1)钢板静置堆放时，按木台所承受的最大受力进行计算校核，木台最多堆积七摞钢板，其中一摞钢板的重量为2.2t，七摞的总重量为gt1＝15.4t，面板重量gt2＝5.88kg，垫木数量n＝2根，垫木长度lt＝830mm，垫木宽度bt1＝60mm。

d2)一根垫木所受的力为：一根垫木所受的应力为：

d3)在钢板包装和自动打捆时，按木台所承受的最大受力进行计算校核，其中钢板的重量为gt1＝2.2t，垫板重量gt2＝11.07kg，垫木重量gt3＝3kg，垫木数量n＝2根，输送链宽度bt2＝80mm，s＝80mm，木台垫木上表面受力为木台垫木上表面所受均布载荷垫木下表面受力为垫木下表面均布载荷为垫木受力情况如图6和图7所示。

d4)垫木各阶段的极限应力，σt1max＝0.40mpa，τt1max＝0.15mpa；σt2max＝-1.08mpa，τt2max＝-0.71mpa；σt3max＝-9.93mpa，τt3max＝-0.71mpa。

经过定量计算可知，在钢板包装和自动打捆的过程中，垫木中段所受弯矩最大，输送链靠内边缘处的剪应力最大，这两处最容易出现破环，而其结果远远小于木材本身的最大许用应力。

实施例四

本发明还提供了一种板带横切机组中木台结构优化系统，如图8所示，系统包括：

面板尺寸获取模块1，用于获取木台结构的面板尺寸；所述面板尺寸包括实际面板长度和实际面板宽度。

垫木数量确定模块2，用于根据所述面板尺寸确定垫木数量；所述垫木为多个。

垫木位置确定模块3，用于根据所述面板尺寸和所述垫木数量确定每个垫木的位置。

垫木尺寸获取模块4，用于获取所述垫木的垫木尺寸；所述垫木尺寸包括实际垫木长度、实际垫木宽度和实际垫木高度；每个所述垫木的垫木尺寸相同。

垫木开槽方式确定模块5，用于根据所述垫木尺寸确定所述垫木的开槽方式；所述开槽方式为开槽个数。

木台搭建模块6，用于根据所述每个垫木的位置以及所述开槽方式搭建木台。

通过本优化方法的应用，在生产实践中能够实现板带横切机组钢板材自动包装技术的开发，解决了通过传统手工包装引起的钢铁产品包装生产的质量差、包装效率低、生产总成本高等问题，并且为了保障钢板及木台在运输、吊运、堆放存储作业过程中的安全性及稳定性，核算木台垫木在钢板静置堆放过程中所受的压及木台垫木在钢板包装打捆时所受的压力两种现场情况，校核该新型木台的稳定性，从而提高了企业经济的效益。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例四公开的系统而言，由于其与实施例一公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。