一种轧件剪切控制方法、装置和设备与流程

1.本发明涉及轧制技术领域，尤其涉及一种轧件剪切控制方法、装置和设备。


背景技术：

2.在带钢生产流程中，会利用飞剪将轧件头尾处不规则的形状剪切掉，以确保轧件在精轧机组顺利穿带并轧制成最终的产品。
3.剪切轧件头尾的尺寸精度会影响后续的轧制工艺，如果剪切掉的头尾尺寸计算偏差较大，会直接导致最终的带钢产品长度尺寸偏差较大，进而出现至少如下几个问题，这些问题也是现有技术一直存在的：(1)轧线精轧区域的tvd(time-velocity-distance,时间-速度-距离)曲线计算紊乱；(2)卷取过程中的温度控制不准确；(3)卷曲后的产品卷径计算误差偏大；(4)轧件成材率的计算结果不准确。
4.例如，当前飞剪剪切掉轧件的头尾长度，是从头尾各自的最端部到飞剪剪切线之间的距离时，由于此时轧件的头尾长度并非是正常形状下头尾的长度，所以是一个无效的长度，根据此长度进行剪切会存在非常大的偏差。


技术实现要素：

5.本发明实施例通过提供一种轧件剪切控制方法、装置和设备，解决了相关技术中对轧件剪切时准确度不高的技术问题。
6.第一方面，本发明通过本发明的一实施例，提供了一种轧件剪切控制方法，包括：获取目标轧件的实际尺寸数据，以及所述目标轧件厚度方向的正投影轮廓数据；对所述正投影轮廓数据进行处理，得到所述目标轧件的轮廓曲线，并根据所述实际尺寸数据以及所述正投影轮廓数据，确定出所述轮廓曲线的比例；根据所述轮廓曲线确定出所述目标轧件待剪切区域的正投影面积，并利用所述实际尺寸数据和所述正投影面积，得到用于剪切所述目标轧件的实际剪切长度；根据所述实际剪切长度，控制所述目标轧件的剪切过程。
7.优选地，所述目标轧件处于飞剪机组的上游；所述实际尺寸数据，包括：实际宽度；所述正投影轮廓数据，包括：沿所述目标轧件运动方向的头部轮廓数据和尾部轮廓数据。
8.优选地，所述对所述正投影轮廓数据进行处理，得到所述目标轧件的轮廓曲线，包括：基于预设的采样率范围和参考坐标系，对所述正投影轮廓数据进行处理，得到所述轮廓曲线；其中，所述轮廓曲线，包括所述目标轧件的头部轮廓曲线以及尾部轮廓曲线。
9.优选地，所述正投影面积，包括正投影头部面积和正投影尾部面积；所述根据所述轮廓曲线确定出所述目标轧件待剪切区域的正投影面积，包括：计算所述头部轮廓曲线与所述参考坐标系所围成区域的面积，以确定出所述正投影面积中的正投影头部面积；和计算所述尾部轮廓曲线与所述参考坐标系所围成区域的面积，以确定出所述正投影面积中的正投影尾部面积。
10.优选地，所述实际剪切长度，包括实际头部剪切长度和实际尾部剪切长度；所述利用所述实际尺寸数据和所述正投影面积，得到用于剪切所述目标轧件的实际剪切长度，包
括：利用所述实际宽度、所述正投影头部面积以及所述比例，确定出所述实际剪切长度中的实际头部剪切长度；和利用所述实际宽度、所述正投影尾部面积以及所述比例，确定出所述实际剪切长度中的实际尾部剪切长度。
11.第二方面，本发明通过本发明的一实施例，提供了一种轧件剪切控制装置，包括：
12.数据获取单元，用于获取目标轧件的实际尺寸数据，以及所述目标轧件厚度方向的正投影轮廓数据；
13.数据处理单元，用于对所述正投影轮廓数据进行处理，得到所述目标轧件的轮廓曲线，并根据所述实际尺寸数据以及所述正投影轮廓数据，确定出所述轮廓曲线的比例；
14.剪切长度确定单元，用于根据所述轮廓曲线确定出所述目标轧件待剪切区域的正投影面积，并利用所述实际尺寸数据和所述正投影面积，得到用于剪切所述目标轧件的实际剪切长度；
15.剪切控制单元，用于根据所述实际剪切长度，控制所述目标轧件的剪切过程。
16.优选地，所述目标轧件处于飞剪机组的上游；所述实际尺寸数据，包括：实际宽度；所述正投影轮廓数据，包括：沿所述目标轧件运动方向的头部轮廓数据和尾部轮廓数据；
17.所述数据处理单元，具体用于：
18.基于预设的采样率范围和参考坐标系，对所述正投影轮廓数据进行处理，得到所述轮廓曲线；其中，所述轮廓曲线，包括所述目标轧件的头部轮廓曲线以及尾部轮廓曲线。
19.优选地，所述正投影面积，包括正投影头部面积和正投影尾部面积；
20.所述剪切长度确定单元，包括：
21.面积确定子单元，用于计算所述头部轮廓曲线与所述参考坐标系所围成区域的面积，以确定出所述正投影面积中的正投影头部面积；和
22.计算所述尾部轮廓曲线与所述参考坐标系所围成区域的面积，以确定出所述正投影面积中的正投影尾部面积。
23.优选地，所述实际剪切长度，包括实际头部剪切长度和实际尾部剪切长度；
24.所述剪切长度确定单元，还包括：
25.剪切长度确定子单元，用于利用所述实际宽度、所述正投影头部面积以及所述比例，确定出所述实际剪切长度中的实际头部剪切长度；和
26.利用所述实际宽度、所述正投影尾部面积以及所述比例，确定出所述实际剪切长度中的实际尾部剪切长度。
27.第三方面，本发明通过本发明的一实施例，提供了一种轧件剪切控制设备，应用于轧制产线中的飞剪机组，所述轧件剪切控制设备包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的代码，所述处理器在执行所述代码时实现第一方面中任一实施方式。
28.本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
29.相较于现有技术中，将轧件端部到飞剪剪切线之间的部分进行剪切，而剪切后的轧件并非具备正常形状的轧件，造成轧件被剪切得过多或过少，导致现有的剪切过程精度不高。本发明实施例首先获取目标轧件的实际尺寸数据，以及目标轧件厚度方向的正投影轮廓数据，接着对正投影轮廓数据进行处理，得到目标轧件的轮廓曲线，并根据实际尺寸数据以及正投影轮廓数据，确定出轮廓曲线的比例。进而能够根据轮廓曲线确定出目标轧件
待剪切区域的正投影面积，并利用实际尺寸数据和正投影面积，得到用于剪切目标轧件的实际剪切长度，并最终根据实际剪切长度，控制目标轧件的剪切过程，能够减轻轧件被剪切过多或过少的情况，有效提高了剪切轧件时的准确度。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1为本发明实施例中轧件剪切控制方法的流程图；
32.图2a为本发明实施例中正投影轮廓数据在一种实施方式下的示意图；
33.图2b为本发明实施例中正投影轮廓数据在另一种实施方式下的示意图；
34.图3a为本发明实施例中轮廓曲线在一种实施方式下的示意图；
35.图3b为本发明实施例中轮廓曲线在另一种实施方式下的示意图；
36.图4为本发明实施例中轧件剪切控制装置结构的示意图；
37.图5为本发明实施例中轧件剪切控制设备结构的示意图。
具体实施方式
38.本发明实施例通过提供一种轧件剪切控制方法、装置和设备，解决了相关技术中对轧件剪切时准确度不高的技术问题。
39.本发明实施例提供的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
40.首先获取目标轧件的实际尺寸数据，以及目标轧件厚度方向的正投影轮廓数据，接着对正投影轮廓数据进行处理，得到目标轧件的轮廓曲线，并根据实际尺寸数据以及正投影轮廓数据，确定出轮廓曲线的比例。
41.然后根据轮廓曲线确定出目标轧件待剪切区域的正投影面积，并利用实际尺寸数据和正投影面积，得到用于剪切目标轧件的实际剪切长度，并最终根据实际剪切长度，控制目标轧件的剪切过程。
42.相较于现有技术直接将轧件端部到飞剪剪切线之间的部分进行剪切，导致剪切过程精度不高，本发明实施例基于轧件的轮廓曲线确定得到的剪切长度，能够减轻轧件被剪切过多或过少的情况，从而有效提高剪切轧件时的准确度。
43.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
44.首先说明，本文中出现的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
45.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例，能够按照除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
46.第一方面，本发明通过本发明的一实施例，提供了一种轧件剪切控制方法，可以应用于热轧带钢的生产流程中，旨在将中间轧件的不规则形状进行剪切，以确保轧件能够顺利地在精轧机组穿带并轧制成最终的产品。
47.请参见图1所示，该轧件剪切控制方法包括如下步骤：
48.步骤s101：获取目标轧件的实际尺寸数据，以及目标轧件厚度方向的正投影轮廓数据。
49.具体的，目标轧件可以处于飞剪机组的上游，在具体实施过程中，目标轧件可以是中间轧件，中间轧件是板坯经过轧机轧制后得到的。
50.具体的，实际尺寸数据可以包括：目标轧件的实际宽度和实际厚度。在具体实施过程中，可以利用测量尺寸的仪表，例如卷尺、卡尺等，测量得到目标轧件的实际宽度和实际厚度。
51.具体的，正投影轮廓数据可以包括：沿目标轧件运动方向的头部轮廓数据和尾部轮廓数据。在具体实施过程中，可以通过获取目标轧件的头部以及尾部的图像数据来得到头部轮廓数据和尾部轮廓数据。举例来讲，可以利用摄像头对目标轧件的头部以及尾部进行拍照，然后仅保留目标轧件的图像，便能够得到头部轮廓数据和尾部轮廓数据。
52.步骤s102：对正投影轮廓数据进行处理，得到目标轧件的轮廓曲线，并根据实际尺寸数据以及正投影轮廓数据，确定出轮廓曲线的比例。
53.具体的，对正投影轮廓数据进行处理，得到目标轧件的轮廓曲线，可以基于预设的采样率范围和参考坐标系，对正投影轮廓数据进行处理，得到轮廓曲线；其中，轮廓曲线可以包括目标轧件的头部轮廓曲线以及尾部轮廓曲线。
54.在具体实施过程中，可以将正投影轮廓数据中表征目标轧件外轮廓的数据确定为轮廓曲线，基于预设的采样率范围和参考坐标系，确定出轮廓曲线所对应的坐标。
55.举例来讲，正投影轮廓数据可以如图2a和图2b所示，轮廓曲线可以如图3a和图3b所示；采样率范围可以是600～2500，即可以将轮廓曲线所对应的横坐标数量设置为600～2500中的任意一个。
56.需要说明的是，采样率越高，轮廓曲线所对应的坐标点数量越多，虽然计算量越高，但是计算的结果也会越准确。
57.在具体实施过程中，可以根据实际尺寸数据与正投影轮廓数据的比值，确定出轮廓曲线的比例。
58.步骤s103：根据轮廓曲线确定出目标轧件待剪切区域的正投影面积，并利用实际尺寸数据和正投影面积，得到用于剪切目标轧件的实际剪切长度。
59.具体的，可以利用实际尺寸数据、轮廓曲线的比例以及正投影面积，得到用于剪切目标轧件的实际剪切长度，正投影面积可以包括正投影头部面积和正投影尾部面积。
60.可以通过计算头部轮廓曲线与参考坐标系所围成区域的面积，确定出正投影面积中的正投影头部面积；和计算尾部轮廓曲线与参考坐标系所围成区域的面积，确定出正投影面积中的正投影尾部面积。
61.在具体实施过程中，可以利用头部轮廓曲线上的所有坐标计算得到正投影头部面积，再基于轮廓曲线的比例，对正投影头部面积进行比例缩放，从而得到实际头部面积；同理利用尾部轮廓曲线上的所有坐标以及上述比例，也能够计算得到实际尾部面积。
62.举例来讲，假如头部轮廓曲线所对应的x方向的坐标集为xi，头部轮廓曲线所对应的的y方向的坐标集为y
hi
；则可以利用如下公式(1)计算得到正投影头部面积：
[0063][0064]
在式(1)中，s
′h为正投影头部面积，xi为头部轮廓曲线上第i个坐标点的x向值，y
hi
为头部轮廓曲线上第i个坐标点的y向值。
[0065]
若xi＝{0，5，10，15，20，25，30，35，40，45，50，55，60，65，70，75，80，85，90，95，100，105，110，120}；且y
hi
＝{0，2.98，6.696，9.894，12.595，14.823，16.61，17.949，18.891，19.45，19.648，19.507，19.051，18.301，17.280，16.010，14.515，12.816，10.936，8.897，6.723，4.434，2.055，1.510，0}，则利用上述公式(1)能够计算得到正投影头部面积为1457.809。
[0066]
同理，假如尾部轮廓曲线所对应的x方向的坐标集为xi，尾部轮廓曲线所对应的的y方向的坐标集为y
hi
；则可以利用如下公式(2)计算得到正投影尾部面积：
[0067][0068]
在式(2)中，s
′
t
为正投影尾部面积，xj为尾部轮廓曲线上第j个坐标点的x向值，y
hj
为尾部轮廓曲线上第j个坐标点的y向值，k为采样率。
[0069]
若xj＝{0，5，10，15，20，25，30，35，40，45，50，55，60，65，70，75，80，85，90，95，100，105，110，120}；且y
hj
＝{3.511，5.723，7.605，9.521，11.24，12.631，13.21，13.052，11.241，9.36，6.901，6.432，6.812，7.534，8.772，10.521，12.363，13.711，14.001，13.121，11.643，9.801，7.231，0}，则利用上述公式(2)能够计算得到正投影尾部面积为1129.68。
[0070]
具体的，实际剪切长度可以包括实际头部剪切长度和实际尾部剪切长度。
[0071]
可以利用实际宽度、正投影头部面积以及比例，确定出实际剪切长度中的实际头部剪切长度；和利用实际宽度、正投影尾部面积以及比例，确定出实际剪切长度中的实际尾部剪切长度。
[0072]
举例来讲，假如实际尺寸数据与正投影轮廓数据的比值为10，则目标轧件的实际头部面积为正投影头部面积的100倍，目标轧件的实际尾部面积为正投影尾部面积的100倍。
[0073]
根据实际头部面积与实际宽度的比值，便能够计算得到实际头部剪切长度，根据实际尾部面积与实际宽度的比值，便能够计算得到实际尾部剪切长度。
[0074]
需要说明的是，还可以基于比例，预先对轮廓曲线进行比例缩放，来得到目标轧件的实际轮廓曲线，进而基于实际轮廓曲线得到的正投影面积即为实际面积，其中，实际轮廓曲线与轮廓曲线的比值等于上述比例。
[0075]
步骤s104：根据实际剪切长度，控制目标轧件的剪切过程。
[0076]
具体的，可以利用飞剪机组，基于实际头部剪切长度，将目标轧件的头部进行剪切，以及基于实际尾部剪切长度，将目标轧件的尾部进行剪切，以便相邻两个目标轧件进行后续的焊接工艺。
[0077]
以上述头部轮廓数据和尾部轮廓数据为例，假如目标轧件的实际宽度为1201.4mm，则基于现有技术计算得到的实际头部剪切长度为196.48mm，实际尾部剪切长度为132.1mm；而本发明实施例计算得到是实际头部剪切长度为121.34mm，实际尾部剪切长度为94.03mm。
[0078]
可见，本发明实施例相较于现有技术而言，通过计算目标轧件头部和尾部的实际面积，进而计算得到实际剪切长度，对目标轧件的实际剪切量更准确，因而轧线精轧区域的tvd曲线计算、卷取温度控制指标、产品卷径计算、成材率的计算也就更加准确。
[0079]
第二方面，本发明通过本发明的一实施例，提供了一种轧件剪切控制装置，请参见图4所示，该轧件剪切控制装置可以包括：
[0080]
数据获取单元，用于获取目标轧件的实际尺寸数据，以及目标轧件厚度方向的正投影轮廓数据；
[0081]
数据处理单元401，用于对正投影轮廓数据进行处理，得到目标轧件的轮廓曲线，并根据实际尺寸数据以及正投影轮廓数据，确定出轮廓曲线的比例；
[0082]
剪切长度确定单元402，用于根据轮廓曲线确定出目标轧件待剪切区域的正投影面积，并利用实际尺寸数据和正投影面积，得到用于剪切目标轧件的实际剪切长度；
[0083]
剪切控制单元403，用于根据实际剪切长度，控制目标轧件的剪切过程。
[0084]
作为一种可选的实施方式，目标轧件可以处于飞剪机组的上游；实际尺寸数据可以包括：实际宽度；正投影轮廓数据可以包括：沿目标轧件运动方向的头部轮廓数据和尾部轮廓数据。
[0085]
作为一种可选的实施方式，数据处理单元401，具体用于：
[0086]
基于预设的采样率范围和参考坐标系，对正投影轮廓数据进行处理，得到轮廓曲线；其中，轮廓曲线，包括目标轧件的头部轮廓曲线以及尾部轮廓曲线。
[0087]
作为一种可选的实施方式，正投影面积可以包括正投影头部面积和正投影尾部面积；剪切长度确定单元402，包括：
[0088]
面积确定子单元，用于计算头部轮廓曲线与参考坐标系所围成区域的面积，以确定出正投影面积中的正投影头部面积；和计算尾部轮廓曲线与参考坐标系所围成区域的面积，以确定出正投影面积中的正投影尾部面积。
[0089]
作为一种可选的实施方式，实际剪切长度可以包括实际头部剪切长度和实际尾部剪切长度；剪切长度确定单元402，还包括：
[0090]
剪切长度确定子单元，用于利用实际宽度、正投影头部面积以及比例，确定出实际剪切长度中的实际头部剪切长度；和利用实际宽度、正投影尾部面积以及比例，确定出实际剪切长度中的实际尾部剪切长度。
[0091]
由于本实施例所介绍的轧件剪切控制方法，为实施本发明实施例中轧件剪切控制装置所采用的方法，故而基于本发明实施例中所介绍的轧件剪切控制方法，本领域所属技术人员能够了解本实施例的方法的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于该方法如何实现本发明实施例中的方法不再详细介绍。只要本领域所属技术人员实施本发明实施例中轧件剪切控制装置所采用的方法，都属于本发明所欲保护的范围。
[0092]
第三方面，基于同一发明构思，本发明实施例提供了一种轧件剪切控制设备，可以应用于轧制产线中的飞剪机组。
[0093]
参考图5所示，本发明实施例提供的轧件剪切控制设备，包括：存储器501、处理器502及存储在存储器上并可在处理器502上运行的代码，处理器502在执行代码时实现前文轧件剪切控制方法中任一实施方式。
[0094]
其中，在图5中，总线架构(用总线500来代表)，总线500可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线500将包括由处理器502代表的一个或多个处理器和存储器501代表的存储器的各种电路链接在一起。总线500还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口505在总线500和接收器503和发送器504之间提供接口。接收器503和发送器504可以是同一个元件，即收发机，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。处理器502负责管理总线500和通常的处理，而存储器501可以被用于存储处理器502在执行操作时所使用的数据。
[0095]
上述本发明实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：
[0096]
相较于现有技术中，将轧件端部到飞剪剪切线之间的部分进行剪切，而剪切后的轧件并非具备正常形状的轧件，造成轧件被剪切得过多或过少，导致现有的剪切过程精度不高。本发明实施例首先获取目标轧件的实际尺寸数据，以及目标轧件厚度方向的正投影轮廓数据，接着对正投影轮廓数据进行处理，得到目标轧件的轮廓曲线，并根据实际尺寸数据以及正投影轮廓数据，确定出轮廓曲线的比例。进而能够根据轮廓曲线确定出目标轧件待剪切区域的正投影面积，并利用实际尺寸数据和正投影面积，得到用于剪切目标轧件的实际剪切长度，并最终根据实际剪切长度，控制目标轧件的剪切过程，能够减轻轧件被剪切过多或过少的情况，有效提高了剪切轧件时的准确度。
[0097]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机产品的形式。
[0098]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0099]
这些计算机指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0100]
这些计算机指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0101]
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造
性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0102]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。