本发明涉及定尺剪，具体涉及一种定尺剪智能剪切系统及方法。
背景技术：
1、定尺剪是中厚板厂剪切生产线上重要的钢板定尺剪切设备。以往的操作剪切工艺为人工全手动操作，即人工操作在定尺剪前辊道接收到钢板，手动控制辊道将钢板运输至定尺剪。定尺剪后辊道边有标尺，通过操作台上的视频查看到现场钢板在剪后标尺的位置进行长度定尺，包括钢板剪切头部的圆弧、尾部圆弧均为人工手动剪切操作。由于所有的定尺剪操作均为手动操作，效率较低，影响生产节奏；且人工肉眼查看剪后标尺进行钢板定尺，导致钢板定尺后余量还较大，成材率低。
技术实现思路
1、本发明的目的在于针对现有技术中不足与缺陷，提供一种定尺剪智能剪切系统及方法，本定尺剪智能剪切系统及方法不仅提高定尺剪区域设备的自动化和智能化水平，且能够在最大化利用原定尺剪plc硬件基础上，通过增加冷检、光幕检测等仪器仪表，完成对定尺剪前后辊道上的所有钢板的位置跟踪，并根据已经安装的测速测长仪数据，完成母板的自动剪切，控制辊道自动完成长度闭环控制，实现了剪切剪的智能剪切功能，减少人工操作的工作量，从而提升定尺剪的剪切效率。
2、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案是：一种定尺剪智能剪切系统及方法，它包括以下仪表配置：激光测速测长仪：用以实时测量钢板长度，作为自动剪切闭环控制的主要数据依据；冷金属检测器：为了更好的保证测长精度及稳定性，在剪前40-50米处安装一个冷金属检测器，用于对进入定尺剪区域的钢板进行初始位置跟踪，剪后辊道处8米、10米处安装2个冷金属检测器，用以对测量数据进行自动校验，提高检测系统的稳定性和抗干扰性；光幕检测：为了完成头部剪切工艺，在剪前1米内安装光幕检测，用于检测规则或不规则的头部，从而完成头部自动剪切；尾部成像系统：在定尺剪前3-5米处安装一套尾部检测系统，通过测速仪及前后光电开关的信号数据，确定系统探测时机以及被测物速度，通过测检器测得的钢板边沿，拟合出钢板尾部的板型轮廓，从而为自动化系统提供应该切除的尾部长度依据。
3、进一步的，它包括以下具体工作步骤：从定尺剪前40-50米处，利用旧现场的传感器信号，完成所有板坯的位置跟踪，并根据剪切区域的钢板跟踪信息，辅助控制辊道运行状态，从而有效提高剪切节奏；与激光测速测长仪的系统建立通信，接收来料pdi数据及剪切信息；根据母板剪切要求，自动生成剪切列表；根据母板pdi信息及取样工艺，自动计算取样长度及取样位置；根据剪切列表及取样位置，确定定尺剪剪切步序；根据尾部检测系统确定尾部剪切规程；完成带体、尾部的自动剪切；根据采用位置闭环控制完成板坯定尺功能；自动定位完成后，向操作人员发送定位完成指示，自动或半自动完成剪切动作。
4、一种定尺剪智能剪切系统，它包括智能剪切控制功能与自动剪切系统功能：智能剪切控制功能包括切头剪已分段的钢板与切头剪未分段的钢板；所述切头剪已分段的钢板包括以下：ⅰ段为单张子板时，子钢板直接通过定尺剪不剪切，但需采集测长系统测出的钢板长度值供钢板定位；ⅰ段为多定尺的母板时，系统读取计划“定尺/参考通尺长度”；ⅱ段为单张子板时，系统读取计划“定尺/参考通尺长度”；ⅱ段为多张子板时，系统读取计划“定尺/参考通尺长度”。
5、进一步的，所述ⅰ段为多定尺的母板时的具体剪切方式如下：根据测长仪长度数据，当钢板长度为“定尺/参考通尺长度”+10～15mm时，自动剪切；重复该动作直至ⅰ段最后一张子板，最后一张子板为定尺板时，长度余量<30mm，不剪切，长度余量>30mm时，进行补刀，避免长度超标，其中，最后一张子板为通尺板时，子钢板直接通过定尺剪不剪切。
6、进一步的，所述ⅱ段为单张子板时的具体剪切方式如下：定尺板：根据激光测速测长仪的长度数据，当钢板长度为定尺长度+10～15mm时，自动剪切，其中，但要优先确保两侧圆弧或人工标识的缺陷均能切净；通尺板：将钢板开至尾部两侧圆弧或人工标识的缺陷均能切净的位置时，读取测长仪长度数据，并自动剪切。
7、进一步的，所述ⅱ段为多张子板时的具体剪切方式如下：根据测长仪长度数据，当钢板长度为“定尺/参考通尺长度”+10～15mm时，自动剪切；重复该动作直至ⅱ段最后一张子板，最后一张子板为定尺板时，根据测长仪长度数据，当钢板长度为“定尺长度”+10～15mm时，自动剪切，最后一张子板为通尺板时，将钢板开至尾部两侧圆弧或人工标识的缺陷均能切净的位置时，读取测长仪长度数据，并自动剪切。
8、进一步的，所述自动剪切系统功能具有以下功能：板坯跟踪；剪切规程建立；钢板位置apc闭环控制。
9、进一步的，所述板坯跟踪具体为：在整个定尺剪区域建立位置坐标轴，以剪刃位置为“0”位，前50米至后40米为整体跟踪区域，在圆盘剪后运输辊道与定尺剪前辊道衔接位置，设立跟踪触发点(冷检或光电开关)，当钢板经过触发点后，通过速度积分方法开始对头尾位置进行跟踪，并在经过线上相应传感器时进行位置修正，速度积分数据以各辊道运行速度为主，在定尺剪前后的钢板则以测速测长仪反馈的长度为准，以提高需定尺的板坯位置跟踪精度；当母板在定尺剪被分断后，分断后的钢板可以形成新的板坯数目并开始被跟踪；该跟踪系统最多同时可以跟踪10块钢板位置，并在hmi画面上使用不同颜色予以区分显示，该跟踪数据用于对操作人员提示及系统内其他功能使用。
10、进一步的，所述剪切规程建立包括以下具体为：由于原系统中，测速测长系统已经与mes系统建立通讯，在定尺机前冷检检测到钢板信息后，自动获取钢板pdi信息，并确认剪切规程，故新增的优化剪切控制系统会建立和测速测长系统的tcp/ip通讯，并同样获取该信息，建立剪切规程，在hmi画面中，设有放尺量输入窗口，该数据会自动与原剪切规程进行运算，形成最终的剪切规程，该规程可以手动输入、修正、存储、调用等，用于无钢板pdi信息或来料与信息不一致时，临时手动输入剪切规程时使用。
11、进一步的，所述钢板位置apc闭环控制具体为：自动方式下，在plc控制辊道的速度值，接收来测速测长仪检测的钢板长度反馈信号，形成位置闭环控制，以提供钢板长度方向上的准确定位；apc控制是定尺剪自动剪切的控制基础，定位精度，定位速度直接关系到产品质量及生产速度；apc定位的基准是每块子板剪切规程的长度目标值；系统根据测长仪反馈的实际长度，计算长度偏差δs(目标值-实际值)，对应辊道速度v与辊缝偏差δs的关系为：根据δs的正负确定速度v的极性，k的大小也可根据δs的大小分段调整，并且使用极限特性和死区特性。当大于减速点时，＝vmax，当小于死区值时，v＝0。由于辊道运送钢板的特殊性，过快的升降速可能会造成钢板与辊道间的相对滑动，影响实际定位精度，为了保证辊道定位的准确性和高速性，需要在不同偏差范围内，规定不同的最高速度vmax和斜率k，以保证在最终定位时不出现相对滑动，同时尽可能的保证大范围的高速区以提高剪切节奏。同时传动装置需要优化参数，以保证低速区间的辊道速度跟随性响应。由于辊道传动多为开环控制，必要时需增加增量编码器改为闭环控制或以侧长仪反馈数据作为优化依据。
12、采用上述技术方案后，本发明有益效果为：本定尺剪智能剪切系统及方法不仅提高定尺剪区域设备的自动化和智能化水平，且能够在最大化利用原定尺剪plc硬件基础上，通过增加冷检、光幕检测等仪器仪表，完成对定尺剪前后辊道上的所有钢板的位置跟踪，并根据已经安装的测速测长仪数据，完成母板的自动剪切，控制辊道自动完成长度闭环控制，实现了剪切剪的智能剪切功能，减少人工操作的工作量，从而提升定尺剪的剪切效率。
1.一种定尺剪智能剪切系统及方法，其特征在于：它包括以下仪表配置：
2.根据权利要求1所述的一种定尺剪智能剪切系统及方法，其特征在于：它包括以下具体工作步骤：
3.一种定尺剪智能剪切系统，它包括智能剪切控制功能与自动剪切系统功能：
4.根据权利要求3所述的一种定尺剪智能剪切系统及方法，其特征在于：所述2)的具体剪切方式如下：
5.根据权利要求3所述的一种定尺剪智能剪切系统及方法，其特征在于：所述3)的具体剪切方式如下：
6.根据权利要求3所述的一种定尺剪智能剪切系统及方法，其特征在于：所述4)的具体剪切方式如下：
7.根据权利要求3所述的一种定尺剪智能剪切系统及方法，其特征在于：所述自动剪切系统功能具有以下功能：
8.根据权利要求7所述的一种定尺剪智能剪切系统及方法，其特征在于：所述a具体为：
9.根据权利要求7所述的一种定尺剪智能剪切系统及方法，其特征在于：所述b包括以下具体为：由于原系统中，测速测长系统已经与mes系统建立通讯，在定尺机前冷检检测到钢板信息后，自动获取钢板pdi信息，并确认剪切规程，故新增的优化剪切控制系统会建立和测速测长系统的tcp/ip通讯，并同样获取该信息，建立剪切规程，在hmi画面中，设有放尺量输入窗口，该数据会自动与原剪切规程进行运算，形成最终的剪切规程，该规程可以手动输入、修正、存储、调用等，用于无钢板pdi信息或来料与信息不一致时，临时手动输入剪切规程时使用。
10.根据权利要求7所述的一种定尺剪智能剪切系统及方法，其特征在于：所述c具体为：
