本发明提供一种铝合金中厚板剪切长度定尺设备及控制方法，属于有色技术加工技术领域。该设备包括液压升降装置和激光测距仪，激光测距仪安装于液压升降装置顶端的升降平台，液压升降装置可垂直升降。利用该设备进行铝中厚板剪切定尺的方法，主要原理为利用激光测距仪测量出铝板头部位置，然后计算出铝板头部距离定尺剪的距离，从而精确控制铝板剪切长度。本发明可以精确的控制铝板剪切长度，满足用户对无级定尺的要求，其长度控制精度在理想的公差范围内，设计结构简单，定尺精度稳定可靠，维护成本低。
1.一种铝合金中厚板剪切长度定尺设备，其特征在于：定尺设备安装于双锥形运输辊道（3）最末端位置，位于铝板卸料装置（4）后面，且定尺设备安装位置处于双锥形运输辊道（3）宽度方向的正中间位置，使定尺设备中心线及定尺剪（2）中心线重合；定尺设备包括液压升降装置（6）和激光测距仪（5），激光测距仪（5）安装在液压升降装置（6）顶端的升降平台上，液压升降装置（6）能够垂直升降；液压升降装置包括液压缸、位移传感器、伺服阀和升降平台，升降平台固定于液压缸顶端，伺服阀驱动液压缸动作，位移传感器检测液压缸位置；
所述升降平台角度能够调整，通过微调升降平台角度使激光测距仪（5）的激光束与双锥形辊道平行段平行；
S2：根据铝板（1）宽度、厚度及运输辊道锥度，计算定尺测量时液压升降装置（6）的高度设定值，计算公式为： ，式中，h为液压升降装置高度设定值，W为铝板宽度，LR为运输辊道总宽度、LC为双锥形运输辊道单侧锥度段宽度、C为运输辊道锥度、H为铝板厚度；
S3：液压升降装置以位置闭环方式摆位至高度设定值h；
S4：以速度v开始转动运输辊道，并计算运输辊道停止转动的距离Lstp，计算公式为：Lstp＝Ls-Ldec+ΔL，式中，Ls为铝板定尺长度，Ldec为运输辊道速度由v至零速的减速距离，ΔL为长度修正量；
S5：当激光测距仪实际测量的铝板头部距离Lact等于Lstp时，运输辊道开始减速至零速，待运输辊道停止以后，启动定尺剪进行剪切；
S6：待定尺剪剪切完成后，将铝板运送至铝板卸料装置下面，启动卸料装置将铝板吊离运输辊道；
所述液压缸位置控制精度为±0.1mm，当液压缸完全缩回时，激光测距仪（5）激光束的水平高度低于双锥形辊道平行段高度；
所述激光测距仪（5）测量精度为±1.0mm，激光测距仪量程大于定尺设备与定尺剪（2）的间距L0。
2.根据权利要求1所述的铝合金中厚板剪切长度定尺设备的控制方法，其特征在于：所述S1中将激光测距仪（5）的激光束与双锥形运输辊道（3）平行段处于同一水平面的位置定义为液压升降装置（6）高度的零位。
3.根据权利要求1所述的铝合金中厚板剪切长度定尺设备的控制方法，其特征在于：所述S2中，辊道锥度C的计算公式为：C=(D1-D0)/LC，式中，D1为辊道大端直径，D0为辊道小端直径。
4.根据权利要求1所述的铝合金中厚板剪切长度定尺设备的控制方法，其特征在于：所述S4中 ，式中，a为运输辊道减速度。
一种铝合金中厚板剪切长度定尺设备及控制方法
技术领域
[0001] 本发明涉及铝合金中厚板剪切长度定尺设备及控制方法技术领域，特别是指一种铝合金中厚板剪切长度定尺设备及控制方法。
背景技术
[0002] 铝合金中厚板主要应用领域有交通运输业、工模具制造业和机械制造业等，其中交通运输业主要用于航空航天工业、船舶制造及汽车制造等。随着市场激烈的竞争，用户对产品表面质量、产品尺寸精度要求越来越高，铝合金生产企业也面临着降低成本和提成产品质量的压力，对铝合金中厚板定尺长度精度的要求也越来越高。目前，铝合金中厚板生产线定尺方式主要分为手动方式和自动方式，手动方式通过生产人员通过尺子实测铝板长度然后进行剪切，该种方式比较费时费力，且精度较差。自动方式通过测量仪表实测铝板长度然后进行剪切，该种方式生产效率高，且精度较高。自动定尺铝板长度测量方式一般为间接测量方式，即利用测速仪测量铝板实时速度，然后利用实测铝板速度乘于时间计算出铝板长度，该种铝板定尺方式的定尺精度依赖于铝板速度测量精度和长度计算初始位置精度，如果测速精度较差或者长度计算初始位置错误，会直接影响到铝板长度定尺精度。用于铝板速度测量的方式主要有两种，一种是直接测速方式，即利用激光测速仪直接测量铝板速度，另外一种是在辊道操作侧安装旋转编码器间接测量铝板速度方式。由于铝合金表面光亮反光、铝板在辊道上运输速度慢等因素对激光测速仪测量精度有一定的影响，并且激光测速仪前期的采购成本和后期的维护成本都比较高。在辊道操作侧安装旋转编码器的测速方式，通过辊道速度间接测量铝板速度，其速度测量精度与辊道辊径大小和铝板宽度和铝板与辊道是否打滑有关系，该种测速方式主要优点为前期投资小，后期维护简单，缺点为测量精度较差。
发明内容
[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种铝合金中厚板剪切长度定尺设备及控制方法，可以实现操作简单、维护成本低、定尺精度高、满足用户对无级定尺的要求。
[0004] 该定尺设备安装于双锥形运输辊道最末端位置，位于铝板卸料装置后面，且定尺设备安装位置处于双锥形运输辊道宽度方向的正中间位置，使定尺设备中心线及定尺剪中心线重合；定尺设备包括液压升降装置和激光测距仪，激光测距仪安装在液压升降装置顶端的升降平台上，液压升降装置能够垂直升降，用于调整激光测距仪激光束水平高度，激光测距仪用于测量铝板头部实际位置；液压升降装置包括液压缸、位移传感器、伺服阀和升降平台，升降平台固定于液压缸顶端，伺服阀驱动液压缸动作，位移传感器检测液压缸位置。
[0005] 其中，升降平台角度能够调整，通过微调升降平台角度使激光测距仪的激光束与双锥形辊道平行段平行。
[0006] 液压缸位置控制精度为±0.1mm，当液压缸完全缩回时，激光测距仪激光束的水平高度低于双锥形辊道平行段高度。
[0007] 激光测距仪测量精度为±1.0mm，激光测距仪量程大于定尺设备与定尺剪的间距L0。
[0008] 该定尺设备的控制方法，包括步骤如下：
[0009] S1：对液压升降装置高度进行零位标定；
[0010] S2：根据铝板宽度、厚度及运输辊道锥度，计算定尺测量时液压升降装置的高度设定值，计算公式为： ，
[0011] 式中，h为液压升降装置高度设定值，W为铝板宽度，LR为运输辊道总宽度、LC为双锥形运输辊道单侧锥度段宽度、C为运输辊道锥度、H为铝板厚度；
[0012] S3：液压升降装置以位置闭环方式摆位至高度设定值h；
[0013] S4：以速度v开始转动运输辊道，并计算运输辊道停止转动的距离Lstp，计算公式为：
[0014] Lstp＝Ls-Ldec+ΔL，
[0015] 式中，Ls为铝板定尺长度，Ldec为运输辊道速度由v至零速的减速距离，ΔL为长度修正量；
[0016] S5：当激光测距仪实际测量的铝板头部距离Lact等于Lstp时，运输辊道开始减速至零速，待运输辊道停止以后，启动定尺剪进行剪切；
[0017] S6：待定尺剪剪切完成后，将铝板运送至铝板卸料装置下面，启动卸料装置将铝板吊离运输辊道。
[0018] 其中，S1中将激光测距仪的激光束与双锥形运输辊道平行段处于同一水平面的位置定义为液压升降装置高度的零位。
[0019] S2中，辊道锥度C的计算公式为：C=(D1-D0)/LC，
[0020] 式中，D1为辊道大端直径，D0为辊道小端直径。
[0021] S4中 ，
[0022] 式中，a为运输辊道减速度。
[0023] 本发明的上述技术方案的有益效果如下：
[0024] 上述方案中，与现有定尺设备相比，投资成本和维护成本低，操作简单，定尺精度高，可满足用户对无级定尺的要求。根据铝板宽度、厚度及辊道锥度值计算激光测距仪升降高度，使激光束照射于铝板端面的中间位置，保证测量值的有效性，通过高精度的激光测距仪精确测量铝板位置，计算出铝板定尺长度，控制过程简单，测量稳定。该方法实现简单，在较小投资的情况下即可以实现铝板高精度定尺功能，且定尺精度高。
附图说明
[0025] 图1为本发明的铝合金中厚板剪切长度定尺设备布置剖面图；
[0026] 图2为本发明的铝合金中厚板剪切长度定尺设备升降装置高度位置计算示意图；
[0027] 图3为本发明的铝合金中厚板剪切长度定尺设备的布置俯视图。
[0028] 其中：1-铝板；2-定尺剪；3-双锥形运输辊道；4-铝板卸料装置；5-激光测距仪；6-液压升降装置。
具体实施方式
[0029] 为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0030] 本发明提供一种铝合金中厚板剪切长度定尺设备及控制方法。
[0031] 如图1和图3所示，该定尺设备安装于双锥形运输辊道3最末端位置，位于铝板卸料装置4后面，且定尺设备安装位置处于双锥形运输辊道3宽度方向的正中间位置，使定尺设备中心线及定尺剪2中心线重合；定尺设备包括液压升降装置6和激光测距仪5，激光测距仪5安装在液压升降装置6顶端的升降平台上，液压升降装置6能够垂直升降；液压升降装置包括液压缸、位移传感器、伺服阀和升降平台，升降平台固定于液压缸顶端，伺服阀驱动液压缸动作，位移传感器检测液压缸位置。
[0032] 该设备中升降平台角度能够调整，通过微调升降平台角度使激光测距仪5的激光束与双锥形辊道平行段平行。液压缸位置控制精度为±0.1mm，当液压缸完全缩回时，激光测距仪5的激光束水平高度低于双锥形辊道平行段高度。激光测距仪5测量精度为±1.0mm，激光测距仪量程大于定尺设备与定尺剪2的间距L0。
[0033] 如图2所示，该设备在实际应用中的过程如下：
[0034] S1：对升降装置高度进行零位标定，激光测距仪的激光束与双锥形辊道平行段处于同一水平面的位置定义为升降装置高度的零位。
[0035] S2：根据铝板宽度、厚度及辊道锥度，计算定尺测量时升降装置的高度设定值，计算公式为： ，
[0036] 式中，h为升降装置高度设定值，W为铝板宽度，LR为辊道总宽度、LC为双锥形辊道单侧锥度段宽度、C为辊道锥度、H为铝板厚度。
[0037] 其中，辊道锥度C的计算公式为：C=(D1-D0)/LC，
[0038] 式中，D1为辊道大端直径，D0为辊道小端直径。
[0039] S3：升降装置以位置闭环方式摆位至高度设定值h；
[0040] S4：以速度v开始转动运输辊道，并计算运输辊道停止转动的距离Lstp，计算公式为：
[0041] Lstp＝Ls-Ldec+ΔL，
[0042] 式中，Ls为铝板定尺长度，Ldec为运输辊道速度由v至零速的减速距离，ΔL为长度修正量，
[0043] 其中， ，
[0044] 式中，a为运输辊道减速度。
[0045] S5：当激光测距仪实际测量的铝板头部距离Lact等于Lstp时，运输辊道开始减速至零速，待辊道停止以后，启动定尺剪进行剪切。
[0046] S6：待定尺剪剪切完成以后，将铝板运送至铝板卸料装置下面，启动卸料装置将铝板吊离辊道。
[0047] 以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
