摆剪故障检测系统及方法与流程

专利检索2022-05-10  31



1.本发明涉及钢板制备技术领域,尤其涉及一种摆剪故障检测系统及方法。


背景技术:

2.摆剪设备是csp(clip studio paint)生产线连铸与轧线实现连续生产的必要设备,其主要功能是将连铸钢坯按照设定的定尺长度实行分切,同时具备取样、碎断等功能。摆剪设备通常安装在连铸机出口处的拉坯矫直装置与均热炉之间的位置。在生产过程中一旦摆剪设备出现故障,钢坯将无法切断,这样钢坯无法进入摆剪设备,必须停机处理。由此可见对摆剪设备的状态监测和故障诊断显得尤为重要,但目前针对摆剪设备的故障检测/诊断还存在如下问题:缺乏对摆剪设备故障的自动诊断,导致一般都是故障出现后进行事后维修,严重影响钢坯生产的稳定性。
3.因此,亟需提出一种针对摆剪设备的摆剪故障诊断方案。


技术实现要素:

4.本技术实施例通过提供一种摆剪故障检测系统和方法,解决了现有技术中无法实现摆剪故障的自动检测进而严重影响生产的稳定性的技术问题,实现了摆剪故障的自动检测。
5.一方面,本技术通过本技术的一实施例提供一种摆剪故障检测系统,所述摆剪故障检测系统包括:动力源装置、减速装置、传动装置以及剪切装置,其中,
6.所述动力源装置,用于为所述摆剪故障系统提供动力源;
7.所述减速装置与所述传动装置相互协作,用于对输入所述摆剪故障检测系统的待摆剪钢板坯进行减速传动,且所述减速装置和所述传动装置上均部署有至少一个传感器,以利用所述传感器采集的传感数据对所述待摆剪钢板坯进行摆剪故障检测;
8.所述剪切装置,用于对传动过来的所述待摆剪钢板坯进行剪切。
9.可选地,所述减速装置包括:传动轴小齿轮、传动轴大齿轮和减速箱,所述传动轴小齿轮和所述传动轴大齿轮均部署在所述传动装置上,所述减速箱的一端部署有油位传感器和油温传感器,以对应测量所述减速箱内的油位数据和油温数据。
10.可选地,所述传送装置至少包括输入轴和输出轴,所述输入轴的一端部署有转速传感器,以测量所述输入轴的转速,所述剪切装置部署于所述输出轴上。
11.可选地,所述传送装置还包括第一中间轴和第二中间轴,所述传动轴小齿轮包括一轴小齿轮和二轴小齿轮,所述传动轴大齿轮包括一轴大齿轮和二轴大齿轮,所述一轴小齿轮和所述一轴大齿轮均部署在所述第一中间轴上,所述二轴小齿轮和所述二轴大齿轮均部署在所述第二中间轴上。
12.可选地,在所述传送装置中的每个传动轴的两端均部署有固封端盖,在所述固封端盖上部署有加速度传感器,以测量每个所述传动轴的振动幅值。
13.可选地,所述动力源装置上部署有扭力传感器,以测量所述动力源装置运行时的
输出扭矩。
14.可选地,所述动力源装置为电机,所述剪切装置为具备飞剪结构的剪切装置。
15.另一方面,本技术通过本技术的一实施例提供一种摆剪故障检测方法,应用于摆剪故障检测系统中,所述方法包括:
16.获取所述摆剪故障检测系统中各传感器对应的传感数据,所述传感数据包括以下中的至少一项:油位数据、油温数据、输入轴转速、传动轴振幅及动力输出扭矩;
17.若所述传感数据满足预设的故障检测条件,则确定所述摆剪故障检测系统对应的摆剪设备出现了摆剪故障,并进行对应的故障预警提示。
18.可选地,所述故障检测条件与所述传感数据对应,所述故障检测条件包括以下中的至少一项:所述油位数据所指示的减速箱油位高度小于或等于预设油位高度,所述油温数据所指示的减速箱油温大于或等于预设油温,所述输入轴转速与预设转速之间的偏差值大于预设偏差值,所述动力输出扭矩所指示的最大输出扭矩大于预设扭矩,所述传动轴振幅所指示的最大振幅值大于预设振幅。
19.可选地,所述方法还包括:
20.若所述传感数据不满足预设的故障检测条件,则确定所述摆剪故障检测系统对应的摆剪设备未出现摆剪故障,继续对输入所述剪摆故障检测系统的待摆剪钢板坯进行剪切。
21.本技术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:本技术提出一种摆剪故障检测系统,包括动力源装置、减速装置、传动装置以及剪切装置,其中,所述动力源装置用于为所述摆剪故障系统提供动力源;所述减速装置与所述传动装置相互协作,用于对输入所述摆剪故障检测系统的待摆剪钢板坯进行减速传动,且所述减速装置和所述传动装置上均部署有至少一个传感器,以利用所述传感器采集的传感数据对所述待摆剪钢板坯进行摆剪故障检测,这样能够基于系统中的传感数据实现摆剪故障的自动检测,进而对故障进行预警提示。如果未发生故障,则所述剪切装置用于对传动过来的所述待摆剪钢板坯进行剪切。这样既能解决现有技术中无法实现摆剪故障的自动检测及严重影响生产的稳定性等技术问题,又能实现摆剪故障检测的便捷性。
附图说明
22.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。
23.图1是本技术实施例提供的一种摆剪故障检测系统的结构示意图。
24.图2是本技术实施例提供的另一种摆剪故障检测系统的结构示意图。
25.图3是本技术实施例提供的一种数据传输的设备流经示意图。
26.图4是本技术实施例提供的一种摆剪故障检测方法的流程示意图。
27.图5是本技术实施例提供的一种终端设备的结构示意图。
28.附图标记说明:
29.动力源装置

100;传动装置

200;减速装置

300;剪切装置

400;电机

1;输入轴

2;转速传感器

3;加速度传感器

4;减速箱

5;输入轴小齿轮

6;油位传感器

7;油温传感器

8;一轴小齿轮

9;第一中间轴

10;固封端盖

11;第二中间轴

12;二轴大齿轮

13;飞剪

14;输出轴

15;输出轴齿轮

16;二轴小齿轮

17;一轴大齿轮

18;扭力传感器

19。
具体实施方式
30.本技术实施例通过提供一种摆剪故障检测系统及方法,解决了现有技术中无法实现摆剪故障的自动检测进而严重影响生产的稳定性的技术问题。
31.本技术实施例的技术方案为解决上述技术问题,总体思路如下:本技术提出一种摆剪故障检测系统包括:动力源装置、减速装置、传动装置以及剪切装置,其中,所述动力源装置用于为所述摆剪故障系统提供动力源;所述减速装置与所述传动装置相互协作,用于对输入所述摆剪故障检测系统的待摆剪钢板坯进行减速传动,且所述减速装置和所述传动装置上均部署有至少一个传感器,以利用所述传感器采集的传感数据对所述待摆剪钢板坯进行摆剪故障检测;所述剪切装置,用于对传动过来的所述待摆剪钢板坯进行剪切。
32.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。
33.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。
34.请参见图1,是本技术实施例提供的一种摆剪故障检测系统的结构示意图。如图1所示的摆剪故障检测系统10中包括依次连接的动力源装置100、传动装置200、减速装置300以及剪切装置400,其中:
35.所述动力源装置100,用于为所述摆剪故障检测系统10提供动力源。所述动力源装置为用于提供动力源的装置,例如电机等,本技术下文将以电机为例进行相关实施例的阐述。
36.所述传动装置200和所述减速装置300相互协作,用于对输入所述摆剪故障检测系统10的待摆剪钢板坯进行减速传动,且所述传动装置200和所述减速装置300上均部署有至少一个传感器,以便所述摆剪故障检测系统10利用所述传感器采集的传感数据对所述待摆剪钢板坯进行摆剪故障检测。
37.所述剪切装置400,用于对传动过来的所述待摆剪钢板坯进行剪切。
38.在可选实施例中,请一并参见图2是本技术实施例提供的另一种摆剪故障检测系统10的结构示意图。如图2中,所述动力源装置100可为电机1,主要为整个摆剪故障检测系统提供动力源。在电机1上安装或部署有扭力传感器19,用来测量电机1运行过程中的实时输出扭矩。电机1与传动装置200相连,传动装置200中至少包括输入轴2和输出轴15,可选地还可包括至少一个中间传动轴,例如图示中的第一中间轴10(也可称为二轴)和第二中间轴12(也可称为三轴)。电机1还与减速装置300相连,减速装置300中包括有减速箱5、传动轴大齿轮和传动轴小齿轮,具体例如图示中输入轴小齿轮6、一轴小齿轮9、二轴大齿轮13、输出轴齿轮16、二轴小齿轮17和一轴大齿轮18。
39.可选地,在输入轴2的一侧安装有转速传感器3,主要用来对输入轴的转速进行实时测量和采集。在每个传动轴(例如输入轴、输出轴、第一中间轴或第二中间轴等)的两端分
别安装有固封端盖11,主要用来对传动轴进行固定和密封。在固封端盖11上安装有加速度传感器4,主要用来测量每根传动轴的振动情况,例如振动幅值(简称为振幅)。减速箱5的一端安装有油位传感器7和油温传感器8,主要对应用来检验减速箱5内的油位和油温情况,即用来采集减速箱5内的油位数据和油温数据。减速装置300出口的输出轴15上安装有剪切装置400(本例具体可为飞剪14),主要用来对输入的待摆剪钢板坯进行剪切。
40.请一并参见图3,是本技术实施例提供的一种基于摆剪故障检测系统对应的数据传输流程示意图。如图3所示数据传输流程中涉及以下设备:摆剪故障检测系统中的各传感器301、嵌入式数据采集站302、路由器和/或光纤转换器303、监测系统服务器304及客户端305。其中:
41.在钢板坯剪切现场中设计有嵌入式数据采集站302,能对摆剪故障检测系统中各传感器301采集的传感数据(例如油位、油温、扭矩、振幅及转速等)进行实时收集;然后通过路由器和/或光纤转换器303将传感数据传输到监测系统服务器304。监测系统服务器304用于对传感数据进行分析,具体可根据故障检测规则对摆剪运行情况进行判定,以判定系统当前是否出现了摆剪故障,从而获得判定结果信息,例如出现了相应摆剪故障或未出现摆剪故障等。然后通过网络internet将判定结果信息和/或传感数据(设备信息)推送至客户端305,以在出现相应摆剪故障时通知相关维修人员进行及时维修。
42.请参见图4,是本技术实施例提供的一种剪摆故障检测方法的流程示意图。如图4所示的方法应用于图1或图2所示的剪摆故障检测系统中,所述方法包括如下实施步骤:
43.s401、获取摆剪故障检测系统中各传感器对应的传感数据,所述传感数据包括以下中的至少一项:油位数据、油温数据、输入轴转速、传动轴振幅及动力输出扭矩。
44.本技术在接收到系统产生的摆剪剪切信号时,可启动摆剪故障检测系统,进而采集系统中各传感器的传感数据。所述油位数据为摆剪故障检测系统中油位传感器7检测采集的减速箱5内的油位高度。所述油位数据为系统中油温传感器8检测采集的减速箱5内的油温高度。所述输入轴转速为系统中转速传感器3采集的输入轴的转速。所述传动轴振幅为系统中加速传感器4采集的对应传动轴的振幅值。所述动力输出扭矩为系统中扭力传感器19实时测量的发动机输出扭矩。
45.s402、判断所述传感数据是否满足预设的故障检测条件(也可称为故障检测标准)。
46.本技术所述故障检测条件为系统自定义设置的,其可包括但不限于以下中的任一项或多项的组合:所述油位数据所指示的减速箱油位高度小于或等于预设油位高度。所述预设油位高度可为系统自定义设置的,例如所述减速箱的邮箱高度为h,所述预设油位高度为1/3h。当所述油位数据所指示的油位高度小于或等于1/3h时,表明油位不足;反之当所述油位数据所指示的油位高度大于1/3h时,表明油位正常,可进行下一步。
47.所述油温数据所指示的减速箱油温大于或等于预设油温。所述预设油温也可为系统自定义设置的,例如60℃等。当所述油温数据所指示的油温超过60℃时,表明油温过高、不正常;反之,当所述油温数据所指示的油温小于60℃时,表明油温正常,可进行下一步。
48.所述输入轴转速与预设转速之间的偏差值大于预设偏差值。所述预设偏差值为系统自定义设置的,例如相差1%等。当所述输入轴转速与预设转速之间的偏差值大于1%时,表明设备连接不牢靠,摆剪故障检测系统不允许进行剪切操作,流程结束。反之,当它们之
间的偏差值小于或等于1%时,表明可进行下一步。
49.所述动力输出扭矩所指示的最大输出扭矩大于预设扭矩。所述预设扭矩为系统自定义设置的,也可称其为系统设定最大值。由于动力输出扭矩为扭力传感器19实时测量获得的,其数值可以是多个。在具体判定时,本技术可获取所述动力输出扭矩所指示的最大输出扭矩,当最大输出扭矩大于系统设定的预设扭矩,则表明设备存在缺陷,摆剪故障检测系统不允许进行剪切操作,结束流程。反之,当最大输出扭矩小于或等于预设扭矩,则可进行下一步。
50.所述传动轴振幅所指示的最大振幅值大于预设振幅。所述预设振幅为系统自定义设置的,例如30um等。同理,由于传动轴振幅加速传感器4实时采集的不同传动轴的振动情况,由于系统中传动轴的数量超过1个,本技术这里可获取所述传动轴振幅所指示的最大振幅值来进行判定,具体地例如当最大振幅值大于30um(预设振幅),则表明设备存在缺陷,摆剪故障检测系统不允许进行剪切操作,结束流程。反之,当最大振幅值小于或等于预设振幅,则可进行下一步。
51.s403、在所述传感数据满足预设的故障检测条件时,确定所述摆剪故障检测系统对应的摆剪设备出现了摆剪故障。
52.可选地在判断到摆剪故障检测系统对应的摆剪设备出现了摆剪故障时,可进行对应的摆剪故障预警提示。例如在判断到油位不正常时,可进行油位报警;在判断到油温不正常时,可进行油温报警;在判断到转速、扭矩或振幅不正常时,可进行对应的异常报警。
53.s404、在所述传感数据不满足预设的故障检测条件时,确定所述摆剪故障检测系统对应的摆剪设备未出现摆剪故障。
54.可选地在判断到摆剪故障检测系统对应的摆剪设备未出现摆剪故障时,本技术可继续在系统中进行相应待摆剪钢板坯的剪切操作。
55.可选地,本技术在接收到系统产生的剪切结束信号时,可结束流程;若未接收到剪切结束信号,本技术可重新跳转至步骤s401重复进行摆剪故障检测。
56.通过实施本技术,具备如下几个优点:1、整个摆剪故障检测系统结构简单、控制可靠,全程无需人为干预;2、通过油温、油位、扭矩、转速和振动等信号的实时监测,实现了设备状态实时监测,并开发了相应地故障判断标准,实现了摆剪故障的自定检测或诊断;3、利用嵌入式数据采集站,实现了高频多参数数据的快速采集,解决了常规检测方法中数据丢失的问题;4、采用无线网或internet技术,实现了故障信息和设备信息的远程推送,提高了设备人员对摆剪运行情况了解的实时性。
57.请参见图5,是本技术实施例提供的一种终端设备的结构示意图。如图5所示的终端设备(具体可为摆剪设备)包括:至少一个处理器501、通信接口502、用户接口503和存储器504,处理器501、通信接口502、用户接口503和存储器504可通过总线或者其它方式连接,本发明实施例以通过总线505连接为例。其中,
58.处理器501可以是通用处理器,例如中央处理器(central processing unit,cpu)。
59.通信接口502可以为有线接口(例如以太网接口)或无线接口(例如蜂窝网络接口或使用无线局域网接口),用于与其他终端或网站进行通信。本发明实施例中,通信接口502具体用于获取传感器的传感数据等。
60.用户接口503具体可为触控面板,包括触摸屏和触控屏,用于检测触控面板上的操作指令,用户接口503也可以是物理按键或者鼠标。用户接口503还可以为显示屏,用于输出、显示图像或数据。
61.存储器504可以包括易失性存储器(volatile memory),例如随机存取存储器(random access memory,ram);存储器也可以包括非易失性存储器(non

volatile memory),例如只读存储器(read

only memory,rom)、快闪存储器(flash memory)、硬盘(hard disk drive,hdd)或固态硬盘(solid

state drive,ssd);存储器504还可以包括上述种类的存储器的组合。存储器504用于存储一组程序代码,处理器501用于调用存储器504中存储的程序代码,执行如下操作:
62.获取所述摆剪故障检测系统中各传感器对应的传感数据,所述传感数据包括以下中的至少一项:油位数据、油温数据、输入轴转速、传动轴振幅及动力输出扭矩;
63.若所述传感数据满足预设的故障检测条件,则确定所述摆剪故障检测系统对应的摆剪设备出现了摆剪故障,并进行对应的故障预警提示。
64.可选地,所述故障检测条件包括以下中的至少一项:所述油位数据所指示的减速箱油位高度小于或等于预设油位高度,所述油温数据所指示的减速箱油温大于或等于预设油温,所述输入轴转速与预设转速之间的偏差值大于预设偏差值,所述动力输出扭矩所指示的最大输出扭矩大于预设扭矩,所述传动轴振幅所指示的最大振幅值大于预设振幅。
65.可选地,所述处理器501还用于若所述传感数据不满足预设的故障检测条件,则确定所述摆剪故障检测系统对应的摆剪设备未出现摆剪故障,继续对输入所述剪摆故障检测系统的待摆剪钢板坯进行剪切。
66.由于本实施例所介绍的终端设备为实施本技术实施例中摆剪故障检测方法所采用的终端设备,故而基于本技术实施例中所介绍的摆剪故障检测方法,本领域所属技术人员能够了解本实施例的终端设备的具体实施方式以及其各种变化形式,所以在此对于该终端设备如何实现本技术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技术实施例中摆剪故障检测的方法所采用的终端设备,都属于本技术所欲保护的范围。
67.本技术通过获取所述摆剪故障检测系统中各传感器对应的传感数据,所述传感数据包括以下中的至少一项:油位数据、油温数据、输入轴转速、传动轴振幅及动力输出扭矩;若所述传感数据满足预设的故障检测条件,则确定所述摆剪故障检测系统对应的摆剪设备出现了摆剪故障,并进行对应的故障预警提示。这样能够基于系统中的传感数据实现摆剪故障的自动检测,进而对故障进行预警提示。如果未发生故障,则可直接对传动过来的所述待摆剪钢板坯进行剪切。这样既能解决现有技术中无法实现摆剪故障的自动检测及严重影响生产的稳定性等技术问题,又能实现摆剪故障检测的便捷性。
68.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、或计算机程序产品。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程序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)上实施的计算机程序产品的形式。
69.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/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。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、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。
70.这些计算机程序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。
71.这些计算机程序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。
72.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。
73.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。
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