基于轨道制造的智能轧制系统技术方案

本发明专利技术涉及轨道轧制技术领域，尤其涉及一种基于轨道制造的智能轧制系统，包括预热单元、第一裁切单元、轧制单元、第二裁切单元、存储单元、测试单元、第三裁切单元和中控单元。本发明专利技术通过使用中控单元实时检测传送带上待轧制钢坯在输送过程中的波动情况对待轧制钢坯是否存在脱离传送带的风险进行初步评估，能够有效降低高温的待轧制钢坯脱离生产线的概率，在有效避免脱离传送带的待轧制钢轨对生产线设备及工作人员造成损害的同时，有效提高了本发明专利技术所述系统的安全性，同时，本发明专利技术通过针对精轧辊组的转速进行微调，能够在保证系统轧制效率的同时，有效降低系统输送待轧制钢轨的速度，从而进一步提高了本发明专利技术所述系统的安全性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
基于轨道制造的智能轧制系统


[0001]本专利技术涉及轨道轧制
，尤其涉及一种基于轨道制造的智能轧制系统。

技术介绍

[0002]钢轨常用碳素钢或中锰钢制造，其断面为工字形，用以承受机车车辆的车轮荷载，并将承受的荷载传给轨枕；同时为车轮的滚动提供连续、平顺的表面和引导车轮运行。在电气化铁路和自动闭塞信号线路上，钢轨还可兼作电路导体。钢轨的种类通常以每米钢轨的重量表示，中国铁路的钢轨有每米75Kg、60Kg、50Kg、45Kg、43Kg等种类。不同种类的钢轨适用于不同的铁路线路，主要是依据线路上运行的机车车辆的轴重、行车速度、线路运输量等因素选用，如轻型铁路可采用每米重量较小的钢轨，而重型铁路可采用每米重量较大的钢轨。
[0003]目前国内轨道产品主要通过轨道轧制生产线生产，然而，在轧制过程中，由于钢坯的输送速度过快或钢坯在输送过程中不稳定，很容易出现高温钢坯脱离生产线并对设备及人员造成损害的情况发生，从而导致现有的轨道轧制生产线安全性降低。
[0004]中国专利公告号CN110180889B公开了一种轨道轧制生产线和应用其的轨道轧制工艺。该轨道轧制生产线包括粗轧机组，粗轧机组包括脱头布置的第一开坯机和第二开坯机，布置在第二开坯机后的精轧机组，精轧机组包括依次布置的至少四架精轧机，以及可选择地布置在第二开坯机与精轧机组之间的切头热锯机。其中，第一开坯机和第二开坯机均设置成能够各自往复轧制，至少四架精轧机中的至少两架精轧机设置成能够连轧轧制。由此可见，上述技术方案中存在以下问题：在针对钢坯进行轧制的过程中,无法对粗轧机组和精轧机组的运行速度进行针对性调节，导致该生产线在运行过程中存在钢坯脱离产线的风险，安全性低。

技术实现思路

[0005]为此，本专利技术提供一种基于轨道制造的智能轧制系统，用以克服现有技术中待轧制钢坯易脱离生产线导致的安全性低的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供一种基于轨道制造的智能轧制系统，包括：预热单元，用以对钢坯进行预热；第一裁切单元，其设置在所述预热单元输出端并与预热单元相连，用以将预热单元输出的预热完成的钢坯裁切至若干预设长度的待轧制钢坯；所述第一裁切单元对匀速移动的待轧制钢坯进行周期性裁切；轧制单元，其设置在所述第一裁切单元的输出端并与第一裁切单元相连，用以对第一裁切单元输出的待轧制钢坯进行轧制以制备轨道，轧制单元包括用以对待轧制钢坯进行粗轧的粗轧辊组和设置在粗轧辊组输出端以对粗轧完成的待轧制钢坯进行精轧的精轧辊组，粗轧辊组和精轧辊组之间设有视觉检测器，用以采集粗轧辊组输出的待轧制钢坯的图像信息；
第二裁切单元，其设置在所述轧制单元的输出端，用以对轨道进行周期性裁切以切除轨道两端预设长度的端部；存储单元，其与所述第二裁切单元的输出端相连，用以接收和冷却所述第二裁切单元输出的裁切完成的轨道；测试单元，其与所述存储单元相连，用以对存储单元中冷却完成的轨道进行测试，包括用以在竖直方向上拉直轨道的垂直拉直辊组、设置在垂直拉直辊组输出端以在水平方向上拉直轨道的水平拉直辊组和设置在水平拉直辊组输出端以检测轨道表面缺陷的缺陷检测装置；第三裁切单元，其设置在所述测试单元的输出端并与测试单元相连，用以将测试完成的轨道裁切至预设长度，第三裁切单元对轨道进行周期性裁切以将轨道裁切成若干预设长度的轨道；中控单元，其分别与所述第一裁切单元、所述粗轧辊组、所述精轧辊组、所述视觉检测器和所述第二裁切单元相连，用以根据轧制单元中待轧制钢坯的图像信息判定待轧制钢坯的移动情况并根据判定的移动情况将对应的辊组的转速调节至对应值以避免待轧制钢坯脱离所述轧制单元。
[0007]进一步地，所述粗轧辊组和所述精轧辊组之间设置有传送带，所述视觉检测器设置在传送带上方，用以采集传送带上对应区域的图像信息，所述中控单元中设置有预设波动范围D0和预设波动频率f0，中控单元在所述轧制单元运行时控制所述视觉检测器采集传送带上对应区域中待轧制钢坯的图像信息、检测和统计该区域中待轧制钢坯与传送带一侧的距离并周期性统计待轧制钢坯与传送带一侧距离的变化量，对于单个周期，中控单元记录待轧制钢坯与传送带一侧距离的最大值和最小值以求得该周期中待轧制钢坯与传送带一侧的距离的波动范围D，中控单元根据波动范围D判定该周期内待轧制钢坯是否存在脱离传送带的风险，若D≤0.7
×
D0，所述中控单元判定该周期内待轧制钢坯与传送带一侧的距离的波动范围符合预设标准，待轧制钢坯不存在脱离传送带的风险；若0.7
×
D0＜D≤D0，所述中控单元统计待轧制钢坯在该周期内与传送带一侧的距离的波动频率f并根据f对该周期内待轧制钢坯是否存在脱离传送带的风险进行进一步判定，若f≤f0，所述中控单元判定该待轧制钢坯不存在脱离传送带的风险，若f＞f0，中控单元判定该待轧制钢坯存在脱离传送带的风险、计算f与f0的差值
△
f并根据
△
f将所述精轧辊组的转速Vb降低至对应值，设定
△
f=f
‑
f0；若D＞D0，所述中控单元判定该待轧制钢坯存在脱离传送带的风险、计算D与D0的差值
△
D并根据
△
D将所述粗轧辊组的转速Va降低至对应值，设定
△
D=D
‑
D0。
[0008]进一步地，所述中控单元中还设有第一预设规格需求A1、第二预设规格需求A2、第三预设规格需求A3、第四预设规格需求A4、第一预设波动范围调节系数α1、第二预设波动范围调节系数α2以及第三预设波动范围调节系数α3，其中，A1＜A2＜A3＜A4，0.8＜α1＜α2＜1＜α3＜1.3，所述中控单元在系统运行前根据待轧制的轨道的规格需求判定是否对所述预设波动范围进行调节，若该批次待轧制的轨道的规格需求为A1，所述中控单元使用α3调节所述预设波动范围D0；
若该批次待轧制的轨道的规格需求为A2，所述中控单元不对所述预设波动范围D0进行调节；若该批次待轧制的轨道的规格需求为A3，所述中控单元使用α2调节所述预设波动范围D0；若该批次待轧制的轨道的规格需求为A4，所述中控单元使用α1调节所述预设波动范围D0；当所述中控单元使用αi调节所述预设波动范围D0时，设定i=1，2，3，调节后的预设波动范围记为D0
’
，设定D0
’
=D0
×
αi。
[0009]进一步地，所述中控单元中设有第一预设波动频率差值
△
f1、第二预设波动频率差值
△
f2、第一预设精轧辊组转速调节系数β1、第二预设精轧辊组转速调节系数β2和第三预设精轧辊组转速调节系数β3，其中
△
f1＜
△
f2，0.85＜β3＜β2＜β1＜1，所述中控单元在判定待轧制钢坯在该周期内与所述传送带一侧的距离的波动频率f＞f0时将f与f0的差值
△
f与各所述预设波动频率差值进行比对并根据比对结果将所述精轧辊组的转速Vb降低至对应值，若...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于轨道制造的智能轧制系统，其特征在于，包括：预热单元，用以对钢坯进行预热；第一裁切单元，其设置在所述预热单元输出端并与预热单元相连，用以将预热单元输出的预热完成的钢坯裁切至若干预设长度的待轧制钢坯；所述第一裁切单元对匀速移动的待轧制钢坯进行周期性裁切；轧制单元，其设置在所述第一裁切单元的输出端并与第一裁切单元相连，用以对第一裁切单元输出的待轧制钢坯进行轧制以制备轨道，轧制单元包括用以对待轧制钢坯进行粗轧的粗轧辊组和设置在粗轧辊组输出端以对粗轧完成的待轧制钢坯进行精轧的精轧辊组，粗轧辊组和精轧辊组之间设有视觉检测器，用以采集粗轧辊组输出的待轧制钢坯的图像信息；第二裁切单元，其设置在所述轧制单元的输出端，用以对轨道进行周期性裁切以切除轨道两端预设长度的端部；存储单元，其与所述第二裁切单元的输出端相连，用以接收和冷却所述第二裁切单元输出的裁切完成的轨道；测试单元，其与所述存储单元相连，用以对存储单元中冷却完成的轨道进行测试，包括用以在竖直方向上拉直轨道的垂直拉直辊组、设置在垂直拉直辊组输出端以在水平方向上拉直轨道的水平拉直辊组和设置在水平拉直辊组输出端以检测轨道表面缺陷的缺陷检测装置；第三裁切单元，其设置在所述测试单元的输出端并与测试单元相连，用以将测试完成的轨道裁切至预设长度，第三裁切单元对轨道进行周期性裁切以将轨道裁切成若干预设长度的轨道；中控单元，其分别与所述第一裁切单元、所述粗轧辊组、所述精轧辊组、所述视觉检测器和所述第二裁切单元相连，用以根据轧制单元中待轧制钢坯的图像信息判定待轧制钢坯的移动情况并根据判定的移动情况将对应的辊组的转速调节至对应值以避免待轧制钢坯脱离所述轧制单元。2.根据权利要求1所述的基于轨道制造的智能轧制系统，其特征在于，所述粗轧辊组和所述精轧辊组之间设置有传送带，所述视觉检测器设置在传送带上方，用以采集传送带上对应区域的图像信息，所述中控单元中设置有预设波动范围D0和预设波动频率f0，中控单元在所述轧制单元运行时控制所述视觉检测器采集传送带上对应区域中待轧制钢坯的图像信息、检测和统计该区域中待轧制钢坯与传送带一侧的距离并周期性统计待轧制钢坯与传送带一侧距离的变化量，对于单个周期，中控单元记录待轧制钢坯与传送带一侧距离的最大值和最小值以求得该周期中待轧制钢坯与传送带一侧的距离的波动范围D，中控单元根据波动范围D判定该周期内待轧制钢坯是否存在脱离传送带的风险，若D≤0.7
×
D0，所述中控单元判定该周期内待轧制钢坯与传送带一侧的距离的波动范围符合预设标准，待轧制钢坯不存在脱离传送带的风险；若0.7
×
D0＜D≤D0，所述中控单元统计待轧制钢坯在该周期内与传送带一侧的距离的波动频率f并根据f对该周期内待轧制钢坯是否存在脱离传送带的风险进行进一步判定，若f≤f0，所述中控单元判定该待轧制钢坯不存在脱离传送带的风险，若f＞f0，中控单元判定该待轧制钢坯存在脱离传送带的风险、计算f与f0的差值
△
f并根据
△
f将所述精轧辊组的
转速Vb降低至对应值，设定
△
f=f
‑
f0；若D＞D0，所述中控单元判定该待轧制钢坯存在脱离传送带的风险、计算D与D0的差值
△
D并根据
△
D将所述粗轧辊组的转速Va降低至对应值，设定
△
D=D
‑
D0。3.根据权利要求2所述的基于轨道制造的智能轧制系统，其特征在于，所述中控单元中还设有第一预设规格需求A1、第二预设规格需求A2、第三预设规格需求A3、第四预设规格需求A4、第一预设波动范围调节系数α1、第二预设波动范围调节系数α2以及第三预设波动范围调节系数α3，其中，A1＜A2＜A3＜A4，0.8＜α1＜α2＜1＜α3＜1.3，所述中控单元在系统运行前根据待轧制的轨道的规格需求判定是否对所述预设波动范围进行调节，若该批次待轧制的轨道的规格需求为A1，所述中控单元使用α3调节所述预设波动范围D0；若该批次待轧制的轨道的规格需求为A2，所述中控单元不对所述预设波动范围D0进行调节；若该批次待轧制的轨道的规格需求为A3，所述中控单元使用α2调节所述预设波动范围D0；若该批次待轧制的轨道的规格需求为A4，所述中控单元使用α1调节所述预设波动范围D0；当所述中控单元使用αi调节所述预设波动范围D0时，设定i=1，2，3，调节后的预设波动范围记为D0
’
，设定D0
’
=D0
×
αi。4.根据权利要求2所述的基于轨道制造的智能轧制系统，其特征在于，所述中控单元中设有第一预设波动频率差值
△
f1、第二预设波动频率差值
△
f2、第一预设精轧辊组转速调节系数β1、第二预设精轧辊组转速调节系数β2和第三预设精轧辊组转速调节系数β3，其中
△
f1＜
△
f2，0.85＜β3＜β2＜β1＜1，所述中控单元在判定待轧制钢坯在该周期内与所述传送带一侧的距离的波动频率f＞f0时将f与f0的差值
△
f与各所述预设波动频率差值进行比对并根据比对结果将所述精轧辊组的转速Vb降低至对应值，若
△
f≤
△
f1，所述中控单元使用β1调节所述精轧辊组的转速；若
△
f1＜
△
f≤
△
f2，所述中控单元使用β2调节所述精轧辊组的转速；若
△
f＞
△
f2，所述中控单元使用β3调节所述精轧辊组的转速；当所述中控单元使用第j预设精轧辊组转速调节系数βj对所述精轧辊组的转速进行调节时，设定j=1，2，3，调节后的精轧辊组的转速记为Vb
’
，设定Vb
’
=Vb
×
（2
‑
βj）/2；所述中控单元在完成对所述精轧辊组转速的调节时检测下一周期中所述传送带对应区域中待轧制钢坯与传送带一侧距离的波动频率f
’
以判定该周期中待轧制钢坯是否存在脱离传送带的风险；若f
’
≤f0，所述中控单元判定该待轧制钢坯不存在脱离传送带的风险，若f
’
＞f0，中控单元判定该待轧制钢坯存在脱离传送带的风险、计算f
’
与f0的差值
△
f
’
并根据
△
f
’
对所述精轧辊组的转速Vb
’
进行进一...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建利，秦孝峰，程英英，史莉萍，王海航，李博，
申请(专利权)人：西安市轨道交通集团有限公司，
类型：发明
国别省市：