張宏亮

重慶鋼鐵股份有限公司中厚板廠 重慶 401220

雙邊剪機架開口度的定位精度決定了剪切后鋼板寬度方向的誤差。在生產(chǎn)中操作工通過安裝于固移兩側(cè)機架之間的可伸縮標尺調(diào)整開口度實現(xiàn)定寬控制。因標尺易變形、精度低及操作經(jīng)驗等因素致剪切后的鋼板出現(xiàn)非計劃品，為此寬度余量放至+20mm。通過多次實驗發(fā)現(xiàn)機架開口度測量的精準度是鋼板正公差減少的重要制約因素，為此設(shè)計了以高精度激光測距儀為核心的機架開口度測量系統(tǒng)。

1 設(shè)計原理

機架開口度安裝示意如圖1，激光測距儀（9）安裝在雙邊剪移動側(cè)，距離移動側(cè)機架一定距離的獨立支架上。測量數(shù)據(jù)由PLC（11）處理后，根據(jù)來料鋼板的剪切寬度要求，控制機架向打開或者縮小的方向運行。激光測距儀與固定側(cè)機架之間的距離減去激光測距儀與移動側(cè)機架上感應(yīng)板之間的距離即可得出機架開口的的值。

圖1 激光測距儀安裝示意圖

2 數(shù)據(jù)通訊的實現(xiàn)

測距儀采用RS485通訊協(xié)議，將ASCII編碼化后的實時測量數(shù)據(jù)，以數(shù)據(jù)幀的形式發(fā)送給可編程控制器，轉(zhuǎn)化為十進制數(shù)據(jù)后輸出。表1列出了ASCII的二進制，十六進制及相應(yīng)字符。

圖2 RS485通訊配置圖

如圖2雙擊硬件組態(tài)、雙擊藍色Protocol,可設(shè)置通訊速率為9600bps,數(shù)據(jù)幀的格式設(shè)置為8個數(shù)據(jù)位1個停止位，延時時間為20ms，通訊方式設(shè)置為RS485半雙工通訊方式。

調(diào)用FB2庫函數(shù)所示：

表1 字符0-9的ASCII表

圖3 RS485通訊接收塊

始地址與CP板卡的硬件地址相對應(yīng)設(shè)置為576，接收數(shù)據(jù)存放于編號為21的數(shù)據(jù)塊中，背景數(shù)據(jù)存放于編號為40的數(shù)據(jù)塊中，為了定時清除緩沖區(qū)數(shù)據(jù)，設(shè)置一個20S：40S的PWM波形信號。臨時數(shù)據(jù)塊的編號為22，23和24。數(shù)據(jù)處理的過程如下：

（1）將 DB21.DBB0-DB21.DBB5存放 至 DB22.DBB1，DB22.DBB3，DB22.DBB5，DB22.DBB7，DB22.DBB9，DB22.DBB11。（2） 讀DB22.DBW1、DB22.DBW3、DB22.DBW5、DB22.DBW7、DB22.DBW9、DB22.DBW11。并將其一一轉(zhuǎn)換為整形數(shù)據(jù)減去30，所得結(jié)果以實形數(shù)據(jù)存儲在編號為23的數(shù)據(jù)塊中。（3）讀DB23.DBD0、DB23.DBD4、DB23.DBD8、DB23.DBD12、DB23.DBD16、DB23.DBD20。（4）所得結(jié)果分別乘以 10000、1000、100、10、1、0.1。（5）所得值相加即為十進制表現(xiàn)形式的測量數(shù)據(jù)。

圖4 激光測距儀數(shù)據(jù)處理過程示意圖

3 激光測距儀的校準原理

校準方法如圖5，第一步激光測距儀瞄準感應(yīng)板、第二步使用校準尺測量兩次移動側(cè)機架下刀臺至固定側(cè)機架下刀臺的距離，測量值通過WINCC畫面輸入?？删幊炭刂破鞔鎯Φ谝淮涡手礨1及當(dāng)時刻測量值h1，存儲第二次校準值X2當(dāng)時刻測量值h2，計算（X1-X2）/（h2-h1）=cosa得實際激光偏離離線激光的余弦值，用固定側(cè)下刀臺至激光測距儀的距離值X減去實際測量值與余弦值之積就得到了開口度值Xn。

圖5 激光測距儀校準

由表2中的測量數(shù)據(jù)對比值可看出測量系統(tǒng)的誤差在0—+2mm。

表2 測量數(shù)據(jù)

4 結(jié)語

本文介紹了基于高精度激光測距儀的雙邊剪機架開口度測量系統(tǒng)的設(shè)計原理及實現(xiàn)方法，激光測距儀與PLC的數(shù)據(jù)通訊及其校準方法。由測量對比值可看出該項目實施后機架開口度的在線測量精度達到設(shè)計目標值。