本發(fā)明涉及有色金屬加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種有色金屬的壓延裝置及其壓延方法。

背景技術(shù)：

在生產(chǎn)有色金屬薄片產(chǎn)品時(shí)，需要通過壓延工藝將有色金屬原料板進(jìn)行壓延，使之形成符合要求的薄片產(chǎn)品?，F(xiàn)有的壓延機(jī)（例如中國發(fā)明專利cn104690093b）是通過壓輥對(duì)原料板進(jìn)行壓延操作，并通過pid調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)對(duì)于壓延參數(shù)的控制。由于這種控制系統(tǒng)具有一定的反應(yīng)延時(shí)，所以無法對(duì)壓延過程中出現(xiàn)的瞬時(shí)干擾進(jìn)行及時(shí)處理，導(dǎo)致壓延產(chǎn)品的良品率無法進(jìn)一步提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種有色金屬的壓延裝置及其壓延方法，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提高了壓延過程的控制精度。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下。

一種有色金屬的壓延裝置，包括機(jī)架，

所述機(jī)架上分別設(shè)置有第一壓輥、第二壓輥、第三壓輥和第四壓輥，第一壓輥和第二壓輥相互接觸，第三壓輥和第四壓輥相互接觸，第一壓輥和第二壓輥的軸心連線與第三壓輥和第四壓輥的軸心連線的夾角為25°，第一壓輥上設(shè)置有凸起部，第二壓輥上設(shè)置有與凸起部相配合的凹陷部，第二壓輥與機(jī)架之間設(shè)置有第一液壓調(diào)節(jié)器，第四壓輥與機(jī)架之間設(shè)置有第二液壓調(diào)節(jié)器；

所述機(jī)架上還設(shè)置有，

控制器，用于對(duì)壓延狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整；

進(jìn)料側(cè)張緊力傳感器，用于檢測(cè)進(jìn)料側(cè)的金屬箔片張緊力；

出料側(cè)張緊力傳感器，用于檢測(cè)出料側(cè)的金屬箔片張緊力；

中間張緊力傳感器，用于檢測(cè)位于第一壓輥和第二壓輥與第三壓輥和第四壓輥之間的金屬箔片的張緊力；

進(jìn)料側(cè)厚度傳感器，用于檢測(cè)進(jìn)料側(cè)的金屬箔片厚度；

出料側(cè)厚度傳感器，用于檢測(cè)出料側(cè)的金屬箔片厚度；

中間厚度傳感器，用于檢測(cè)位于第一壓輥和第二壓輥與第三壓輥和第四壓輥之間的金屬箔片的厚度；

傳送速度傳感器，用于檢測(cè)金屬箔片的傳送速度。

作為優(yōu)選，所述第一液壓調(diào)節(jié)器包括第一液壓缸，第一液壓缸頂部通過兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置的第一彈簧體與第二壓輥外側(cè)的第一軸承連接，第一彈簧體與第一液壓缸的軸線夾角為17°，兩個(gè)第一彈簧體之間設(shè)置有緩沖筒，緩沖筒的兩端分別通過萬向節(jié)與第一軸承和第一液壓缸連接，第一彈簧體上套接有第一橡膠套，兩個(gè)第一橡膠套之間連接有第二彈簧體，第一彈簧體、緩沖筒和第二彈簧體位于同一平面內(nèi)，且此平面與第二壓輥相平行。

作為優(yōu)選，所述第一橡膠套內(nèi)設(shè)置有若干個(gè)第一氣囊，第一氣囊內(nèi)側(cè)設(shè)置有彈性支撐片，彈性支撐片插接在第一彈簧體的螺旋彈簧的縫隙中。

作為優(yōu)選，所述緩沖筒包括套接在一起的套筒，套筒內(nèi)設(shè)置有限流板，限流板上設(shè)置有若干個(gè)限流孔，限流孔上鉸接有擋片，擋片與限流板之間連接有第三彈簧體，第三彈簧體外側(cè)套接有橡膠阻尼套，橡膠阻尼套固定在擋片上，套筒的外側(cè)連通有緩沖腔，緩沖腔通過第四彈簧體連接有緩沖板，緩沖腔的外側(cè)設(shè)置有與第四彈簧體相連的調(diào)節(jié)螺桿。

作為優(yōu)選，所述第二液壓調(diào)節(jié)器包括第二液壓缸，第二液壓缸頂部通過第五彈簧體連接至第四壓輥外側(cè)的第二軸承，第二液壓缸和第二軸承的表面均設(shè)置有滑槽，滑槽內(nèi)通過第六彈簧體設(shè)置有滑塊，第五彈簧體連接在滑塊上，第二軸承上固定設(shè)置有緩沖柱。

作為優(yōu)選，所述緩沖柱包括空心柱體，空心柱體內(nèi)滑動(dòng)插接有柱芯，柱芯的底部設(shè)置有橡膠墊，橡膠墊內(nèi)設(shè)置有第二氣囊，柱芯頂部設(shè)置有第三氣囊，第二氣囊和第三氣囊之間通過氣管連通，空心柱體頂部設(shè)置有與第三氣囊選擇性接觸的第七彈簧體，柱芯外側(cè)設(shè)置有與空心柱體滑動(dòng)接觸的摩擦部。

作為優(yōu)選，所述第一壓輥和第二壓輥內(nèi)各設(shè)置有一組電加熱絲。

一種上述的有色金屬的壓延裝置的壓延方法，包括以下步驟：

a、將進(jìn)料側(cè)張緊力傳感器、出料側(cè)張緊力傳感器和中間張緊力傳感器的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到張力擬合函數(shù)g；將進(jìn)料側(cè)厚度傳感器、出料側(cè)厚度傳感器和中間厚度傳感器的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到厚度擬合函數(shù)h；將傳送速度傳感器的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到速度擬合函數(shù)v；

b、將張力擬合函數(shù)g、厚度擬合函數(shù)h和速度擬合函數(shù)v作為輸入函數(shù)，得到輸出函數(shù)f，

；

c、對(duì)速度擬合函數(shù)v進(jìn)行迭代修正，修正系數(shù)為，

對(duì)厚度擬合函數(shù)h進(jìn)行迭代修正，修正系數(shù)為，

,

對(duì)張力擬合函數(shù)g進(jìn)行迭代修正，修正系數(shù)為，

其中，α為速度擬合函數(shù)v與擬合點(diǎn)的偏差值，β為厚度擬合函數(shù)h與擬合點(diǎn)的偏差值，γ為張力擬合函數(shù)g與擬合點(diǎn)的偏差值；

d、當(dāng)時(shí)，停止迭代，使用此時(shí)的擬合函數(shù)進(jìn)行pid反饋控制。

采用上述技術(shù)方案所帶來的有益效果在于：本發(fā)明通過將兩組壓輥進(jìn)行相對(duì)傾斜設(shè)置，減少金屬箔片在傳輸過程中產(chǎn)生的下墜彎曲幅度。第一壓輥和第二壓輥利用凸起部和凹陷部的相互壓合，實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬箔片的橫向壓延，第三壓輥和第四壓輥實(shí)現(xiàn)對(duì)于金屬箔片的縱向壓延。第一液壓調(diào)節(jié)器利用第一彈簧體可以有效減少橫向壓延過程中產(chǎn)生的壓力階躍變化，同時(shí)可以對(duì)第一液壓缸的調(diào)節(jié)過程進(jìn)行緩沖，減少調(diào)節(jié)過程對(duì)與金屬箔片表面的沖擊損傷。緩沖筒用于減小第一液壓調(diào)節(jié)器調(diào)整結(jié)束后的波動(dòng)，而且其緩沖筒進(jìn)行緩沖過程中，由于設(shè)置有可調(diào)緩沖比例的緩沖腔，不會(huì)對(duì)第一液壓調(diào)節(jié)器的正常調(diào)節(jié)產(chǎn)生額外干擾。而且緩沖筒還可以對(duì)第二液壓調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)過程通過金屬箔片傳遞來的振動(dòng)干擾進(jìn)行吸收，進(jìn)一步降低外界干擾對(duì)于橫向壓延的影響。第二液壓調(diào)節(jié)器通過設(shè)置角度可變的第五彈簧體，可以實(shí)現(xiàn)振動(dòng)的非線性吸收，壓力變化的初段吸收效果較強(qiáng)，壓力變化的末端吸收效果較弱，從而有針對(duì)性的改善第二液壓調(diào)節(jié)器在調(diào)整初段的瞬時(shí)沖擊，而且還可以避免對(duì)于第二液壓調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)設(shè)定值的影響。緩沖柱用來對(duì)第二液壓調(diào)節(jié)器的超調(diào)調(diào)節(jié)部位進(jìn)行抑制。通過在橫向壓延過程中加入電加熱，可以提高壓延精度。本發(fā)明針對(duì)上文公開的干擾抑制裝置，對(duì)現(xiàn)有的pid調(diào)節(jié)方法進(jìn)行了據(jù)歐針對(duì)性的改進(jìn)，通過對(duì)pid調(diào)節(jié)的目標(biāo)參數(shù)進(jìn)行預(yù)處理，減少了由于設(shè)置調(diào)節(jié)器緩沖裝置所帶來的pid系統(tǒng)的反饋輸入干擾。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施方式的硬件結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施方式的調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)原理圖。

圖3是本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施方式中第一液壓調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)圖。

圖4是本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施方式中第一橡膠套的結(jié)構(gòu)圖。

圖5是本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施方式中緩沖筒的結(jié)構(gòu)圖。

圖6是本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施方式中第二液壓調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)圖。

圖7是本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施方式中緩沖柱的結(jié)構(gòu)圖。

圖8是本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施方式中第一壓輥和第二壓輥的結(jié)構(gòu)圖。

圖中：1、機(jī)架；2、第一壓輥；3、第二壓輥；4、第三壓輥；5、第四壓輥；6、凸起部；7、凹陷部；8、第一液壓調(diào)節(jié)器；9、第二液壓調(diào)節(jié)器；10、控制器；11、進(jìn)料側(cè)張緊力傳感器；12、出料側(cè)張緊力傳感器；13、中間張緊力傳感器；14、進(jìn)料側(cè)厚度傳感器；15、出料側(cè)厚度傳感器；16、中間厚度傳感器；17、傳送速度傳感器；18、第一液壓缸；19、第一彈簧體；20、第一軸承；21、緩沖筒；22、萬向節(jié)；23、第一橡膠套；24、第二彈簧體；25、第一氣囊；26、彈性支撐片；27、套筒；28、限流板；29、限流孔；30、擋片；31、第三彈簧體；32、橡膠阻尼套；33、緩沖腔；34、滑套；35、第四彈簧體；36、緩沖板；37、調(diào)節(jié)螺桿；38、第二液壓缸；39、第五彈簧體；40、第二軸承；41、滑槽；42、第六彈簧體；43、滑塊；44、緩沖柱；45、空心柱體；46、柱芯；47、橡膠墊；48、第二氣囊；49、第三氣囊；50、氣管；51、第七彈簧體；52、摩擦部；53、電加熱絲；54、底座；55、限位銷；56、彈性墊塊；57、金屬箔片；58、第八彈簧體。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明中使用到的標(biāo)準(zhǔn)零件均可以從市場(chǎng)上購買，異形件根據(jù)說明書的和附圖的記載均可以進(jìn)行訂制，各個(gè)零件的具體連接方式均采用現(xiàn)有技術(shù)中成熟的螺栓、鉚釘、焊接、粘貼等常規(guī)手段，在此不再詳述。

參照?qǐng)D1-8，本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施方式包括機(jī)架1，

所述機(jī)架1上分別設(shè)置有第一壓輥2、第二壓輥3、第三壓輥4和第四壓輥5，第一壓輥2和第二壓輥3相互接觸，第三壓輥4和第四壓輥5相互接觸，第一壓輥2和第二壓輥3的軸心連線與第三壓輥4和第四壓輥5的軸心連線的夾角為25°，第一壓輥2上設(shè)置有凸起部6，第二壓輥3上設(shè)置有與凸起部6相配合的凹陷部7，第二壓輥3與機(jī)架1之間設(shè)置有第一液壓調(diào)節(jié)器8，第四壓輥5與機(jī)架1之間設(shè)置有第二液壓調(diào)節(jié)器9；

所述機(jī)架1上還設(shè)置有，

控制器10，用于對(duì)壓延狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整；

進(jìn)料側(cè)張緊力傳感器11，用于檢測(cè)進(jìn)料側(cè)的金屬箔片張緊力；

出料側(cè)張緊力傳感器12，用于檢測(cè)出料側(cè)的金屬箔片張緊力；

中間張緊力傳感器13，用于檢測(cè)位于第一壓輥2和第二壓輥3與第三壓輥4和第四壓輥5之間的金屬箔片的張緊力；

進(jìn)料側(cè)厚度傳感器14，用于檢測(cè)進(jìn)料側(cè)的金屬箔片厚度；

出料側(cè)厚度傳感器15，用于檢測(cè)出料側(cè)的金屬箔片厚度；

中間厚度傳感器16，用于檢測(cè)位于第一壓輥2和第二壓輥3與第三壓輥4和第四壓輥5之間的金屬箔片的厚度；

傳送速度傳感器17，用于檢測(cè)金屬箔片的傳送速度。

第一液壓調(diào)節(jié)器8包括第一液壓缸18，第一液壓缸18頂部通過兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置的第一彈簧體19與第二壓輥3外側(cè)的第一軸承20連接，第一彈簧體19與第一液壓缸18的軸線夾角為17°，兩個(gè)第一彈簧體19之間設(shè)置有緩沖筒21，緩沖筒21的兩端分別通過萬向節(jié)22與第一軸承20和第一液壓缸18連接，第一彈簧體19上套接有第一橡膠套23，兩個(gè)第一橡膠套23之間連接有第二彈簧體24，第一彈簧體19、緩沖筒21和第二彈簧體24位于同一平面內(nèi)，且此平面與第二壓輥3相平行。

第一橡膠套23內(nèi)設(shè)置有若干個(gè)第一氣囊25，第一氣囊25內(nèi)側(cè)設(shè)置有彈性支撐片26，彈性支撐片26插接在第一彈簧體19的螺旋彈簧的縫隙中。

緩沖筒21包括套接在一起的套筒27，套筒27內(nèi)設(shè)置有限流板28，限流板28上設(shè)置有若干個(gè)限流孔29，限流孔29上鉸接有擋片30，擋片30與限流板28之間連接有第三彈簧體31，第三彈簧體31外側(cè)套接有橡膠阻尼套32，橡膠阻尼套32固定在擋片30上，套筒27的外側(cè)連通有緩沖腔33，緩沖腔33通過第四彈簧體35連接有緩沖板36，緩沖腔33的外側(cè)設(shè)置有與第四彈簧體35相連的調(diào)節(jié)螺桿37。

第二液壓調(diào)節(jié)器9包括第二液壓缸38，第二液壓缸38頂部通過第五彈簧體39連接至第四壓輥5外側(cè)的第二軸承40，第二液壓缸38和第二軸承40的表面均設(shè)置有滑槽41，滑槽41內(nèi)通過第六彈簧體42設(shè)置有滑塊43，第五彈簧體39連接在滑塊43上，第二軸承40上固定設(shè)置有緩沖柱44。

緩沖柱44包括空心柱體45，空心柱體45內(nèi)滑動(dòng)插接有柱芯46，柱芯46的底部設(shè)置有橡膠墊47，橡膠墊47內(nèi)設(shè)置有第二氣囊48，柱芯46頂部設(shè)置有第三氣囊49，第二氣囊48和第三氣囊49之間通過氣管50連通，空心柱體45頂部設(shè)置有與第三氣囊49選擇性接觸的第七彈簧體51，柱芯46外側(cè)設(shè)置有與空心柱體45滑動(dòng)接觸的摩擦部52。

第一壓輥2和第二壓輥3內(nèi)各設(shè)置有一組電加熱絲53。

另外，空心柱體45通過滑套34滑動(dòng)套接在底座54上，滑套34與底座54的接觸面為球面，底座54固定在第二軸承40上，滑套34與底座54之間設(shè)置有限位銷55，限位銷55與底座54之間設(shè)置有彈性墊塊56?？招闹w45這種活動(dòng)連接方式可以對(duì)第一液壓調(diào)節(jié)器8通過金屬箔片57傳遞過來的超調(diào)振動(dòng)進(jìn)行準(zhǔn)確的緩沖。

第一橡膠套23與第一軸承20之間鉸接有第八彈簧體58。第八彈簧體58可以通過第一橡膠套23對(duì)第一彈簧體19施加一個(gè)額外的拉拽力，從而提高第一液壓調(diào)節(jié)器8整體的振動(dòng)回調(diào)速度，降低第一液壓調(diào)節(jié)器8對(duì)整個(gè)壓延系統(tǒng)的干擾。

一種上述的有色金屬的壓延裝置的壓延方法，包括以下步驟：

a、將進(jìn)料側(cè)張緊力傳感器11、出料側(cè)張緊力傳感器12和中間張緊力傳感器13的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到張力擬合函數(shù)g；將進(jìn)料側(cè)厚度傳感器14、出料側(cè)厚度傳感器15和中間厚度傳感器16的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到厚度擬合函數(shù)h；將傳送速度傳感器17的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到速度擬合函數(shù)v；

b、將張力擬合函數(shù)g、厚度擬合函數(shù)h和速度擬合函數(shù)v作為輸入函數(shù)，得到輸出函數(shù)f，

；

c、對(duì)速度擬合函數(shù)v進(jìn)行迭代修正，修正系數(shù)為，

對(duì)厚度擬合函數(shù)h進(jìn)行迭代修正，修正系數(shù)為，

,

對(duì)張力擬合函數(shù)g進(jìn)行迭代修正，修正系數(shù)為，

其中，α為速度擬合函數(shù)v與擬合點(diǎn)的偏差值，β為厚度擬合函數(shù)h與擬合點(diǎn)的偏差值，γ為張力擬合函數(shù)g與擬合點(diǎn)的偏差值；

d、當(dāng)時(shí)，停止迭代，使用此時(shí)的擬合函數(shù)進(jìn)行pid反饋控制。

在對(duì)兩組壓輥進(jìn)行pid調(diào)節(jié)時(shí)，當(dāng)任意一組壓輥的下壓力產(chǎn)生主動(dòng)變化時(shí)，另一組壓輥的調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行同步調(diào)整：采用主動(dòng)變化一側(cè)的調(diào)整量作為另一組調(diào)節(jié)裝置的反饋分量，對(duì)主動(dòng)變化一側(cè)的調(diào)整量進(jìn)行超前處理后與其自身的反饋量進(jìn)行加權(quán)求和，實(shí)現(xiàn)另一組調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)過程的同步變化。

當(dāng)?shù)诙簤赫{(diào)節(jié)器9進(jìn)行主動(dòng)變化調(diào)整時(shí)，在第一液壓調(diào)節(jié)器8進(jìn)行同步調(diào)整的同時(shí)，電加熱絲53的加熱溫度也進(jìn)行調(diào)整：電加熱絲53的溫度變化率與第二液壓調(diào)節(jié)器9進(jìn)行主動(dòng)變化調(diào)整的壓力變化率的平方成正比，電加熱絲53的溫度變化方向與第二液壓調(diào)節(jié)器9進(jìn)行主動(dòng)變化調(diào)整的壓力變化方向相反。

本發(fā)明通過改進(jìn)壓延裝置的結(jié)構(gòu)，然后有針對(duì)性的對(duì)壓延裝置的控制方法進(jìn)行了改進(jìn)，提高了橫向壓延和縱向壓延的聯(lián)合控制精度。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。