本发明涉及钢铁生产，更具体地说，它涉及一种基于增量型编码器的飞剪剪刃标定系统。
背景技术：
1、启停式飞剪是安装在轧机后面用于对轧件进行分段剪切的重要设备。在切头、切尾以及倍尺剪切中，轧件匀速通过飞剪，当轧件测量长度达到设定长度且飞剪剪刃转动到轧件上时开始剪切，实现在运行中对轧件进行剪切。上述过程是由飞剪剪切控制系统来实现的，其中飞剪剪刃的位置控制又是飞剪剪切控制的关键。
2、现有技术中，如图1所示，启停式飞剪由电机a、飞剪减速机b、上下两个剪刃c构成，剪刃位置检测传感器采用与剪刃同轴安装的绝对值编码器，即绝对值编码器安装在与剪刃直接连接的减速机输出轴d上。在生产中容易受设备运转过程产生的振动影响而出现绝对值编码器的连接器松动的情况，连接器松动后会导致剪刃位置发生偏移(剪刃位置是通过绝对值编码器的反馈位置确定的)，进而影响飞剪正常剪切，甚至引发堆钢事故。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，本发明的目的是提供一种基于增量型编码器的飞剪剪刃标定系统。
2、本发明的技术方案是：一种基于增量型编码器的飞剪剪刃标定系统，包括控制器，还包括增量型编码器、接近开关、感应挡铁，所述增量型编码器安装在飞剪电机的电机轴，所述接近开关安装在飞剪减速机的侧壁，所述感应挡铁安装在飞剪减速机的上剪刃连接轴或下剪刃连接轴，所述接近开关与剪刃点在同一个垂直平面，上剪刃旋转至最低点时，所述接近开关能有效感应到所述感应挡铁，所述控制器电性连接所述增量型编码器、接近开关、飞剪电机；
3、所述控制器设有参考坐标系设定模块、检测及计算模块、标定控制模块，
4、所述参考坐标系设定模块用于根据工艺剪切要求，设定飞剪的目标位置、速度和加速度，按照最快响应时间的原则生成位置、速度的给定控制路径和波形曲线，进而确定飞剪剪刃的参考坐标系；
5、所述检测及计算模块用于根据所述增量型编码器、接近开关获取飞剪剪刃的实时位置；
6、所述标定控制模块用于对剪刃位置建立基准参考点，并对飞剪剪刃位置进行高精度地标定控制。
7、作为进一步地改进，所述参考坐标系中包括：
8、原位，在未进行剪切时，剪刃静止在原位；
9、剪切位，剪切时飞剪从原位开始加速；当剪刃接触到轧件时，即对轧件开始进行剪切，此位置为剪切位；
10、剪切完位，飞剪继续转动，在脱离轧件并将轧件推出时，剪切完成，此位置为剪切完位。
11、进一步地，所述飞剪的运动过程为：飞剪在原位从0速开始加速启动，直到飞剪运动到剪切位，飞剪以最大速度匀速运动到剪切完位完成剪切动作，然后飞剪进行正爬减速运动直到停止，最后飞剪进行反爬运动并准确地停在原位。
12、进一步地，所述参考坐标系设定模块将参考坐标系的原位、剪切位、剪切完位信息转换计算成控制器可识别的常量数据并初始化到控制器的初始值数据库中，供后续的算法程序调用。
13、进一步地，在所述检测及计算模块建立“剪刃-减速机-电机”的旋转角度关系式为：
14、
15、其中，
16、进一步地，所述感应挡铁通过可以360°调节的安装环安装在所述上剪刃连接轴或下剪刃连接轴，所述安装环通过顶紧螺栓锁紧。
17、进一步地，在所述检测及计算模块中，剪刃的位置用角度来表示，并且随飞剪电机按一个方向旋转，旋转一周为360°；
18、将所述上剪刃与下剪刃完全交错的位置，即上剪刃的最低点标为飞剪的剪切点，剪切点定义为飞剪剪刃角度的0°；
19、飞剪剪刃工作时沿轧件运动的方向旋转，以0°为参考点，当旋转到角度e时，标为剪刃的原位；
20、剪刃角度位置与编码器的脉冲数值对应关系为：
21、剪刃闭合时脉冲数值为0，角度为0°；剪刃在原位时脉冲数值为m×i×a÷360°，角度为e；剪刃旋转一周脉冲数值为m×i，角度为360°；m为增量型编码器旋转一周发出的脉冲数。
22、进一步地，角度e为90°，增量型编码器旋转一周发出的脉冲数为1024。
23、进一步地，所述控制器为plc，在标定控制模块对剪刃位置建立基准参考点的过程称为对剪刃的原位标定；
24、标定操作的过程如下：
25、第一步：将plc的“原位激活”开关打到撤销位置后，操作“正爬”或“反爬”开关，控制指令通过plc发给标定控制模块，标定控制模块输出控制信号给驱动器，再通过驱动器控制飞剪电机带动将剪刃旋转到剪切位，确认剪刃闭合位置正确后，再按下“飞剪剪刃标定”按钮，“标定”指令传送到标定控制模块，检测及计算模块在预先建立的参考坐标系中将此点作为基准参考点并设置为0°，检测及计算模块内部的编码器脉冲计算值初始化为0，同步地在基准参考点沿轧件运动方向旋转90°的位置标为剪刃的原位，数据完成转换计算后，标定控制模块反馈信号给plc，plc控制“0位标定状态指示灯”由亮变灭，即完成0位标定；
26、第二步：0位标定完成后，将“原位激活”开关打到投入位置，再点击“飞剪复位”按钮，标定控制模块接收到plc的剪刃复位指令，调用检测及计算模块执行内部编写好的程序控制飞剪剪刃以5％的额定速度沿轧件运动方向转动；检测及计算模块实时计算增量型编码器反馈的脉冲数据，当感应挡铁挡住接近开关时，接近开关的信号由0变为1，触发标定控制模块执行记忆程序，记忆程序记录下接近开关信号变化瞬间的编码器脉冲数据p0，p0值是飞剪电机从0位沿轧件运动方向旋转运动到接近开关位置检测到的脉冲累加值，标定控制模块继续控制剪刃以5％的额定速度沿轧件运动方向转动，控制剪刃回到原位并停止；再将“原位激活”开关切换到撤销位置，至此，飞剪原位标定动作全部完成；
27、标定控制模块将成功标定的结果存储在内部的程序中，实现了一次标定，长期有效。
28、进一步地，当驱动器分闸并重新合闸后，操作人员需要执行剪刃复位程序进行复位，飞剪以5％的额定速度沿轧件运动方向转动，当检测到接近开关的信号由0变为1，标定控制模块自动将飞剪当前的位置设置为0位标定时的记忆值p0，然后将剪刃定位在90°位置。
29、有益效果
30、本发明与现有技术相比，具有的优点为：
31、1.本发明相比原技术方案不仅可以减少一个绝对值编码器，而且使得检测剪刃位置的增量型编码器远离飞剪减速机，有效避免了机械振动的影响，达到优化系统，节约成本，减少故障点，降低事故发生率的效果。
32、2.本发明除非系统因特殊原因需要执行重新初始化或者剪刃原位停止位置不正确才需要进行重新标定。接近开关信号仅仅是离线标定时才会用到，正常剪切时该接近开关不起作用。因而有效避免了飞剪正常使用过程中由于接近开关误信号导致的标定故障，也降低了飞剪正常运行对接近开关的依赖，提高了飞剪的可靠性。
1.一种基于增量型编码器的飞剪剪刃标定系统，包括控制器，其特征在于，还包括增量型编码器(1)、接近开关(2)、感应挡铁(3)，所述增量型编码器(1)安装在飞剪电机(4)的电机轴(5)，所述接近开关(2)安装在飞剪减速机(6)的侧壁，所述感应挡铁(3)安装在飞剪减速机(6)的上剪刃连接轴(7)或下剪刃连接轴(8)，所述接近开关(2)与剪刃点(9)在同一个垂直平面，上剪刃(10)旋转至最低点时，所述接近开关(2)能有效感应到所述感应挡铁(3)，所述控制器电性连接所述增量型编码器(1)、接近开关(2)、飞剪电机(4)；
2.根据权利要求1所述的一种基于增量型编码器的飞剪剪刃标定系统，其特征在于，所述参考坐标系中包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于增量型编码器的飞剪剪刃标定系统，其特征在于，所述飞剪的运动过程为：飞剪在原位(hp)从0速开始加速启动，直到飞剪运动到剪切位(cp)，飞剪以最大速度匀速运动到剪切完位(crp)完成剪切动作，然后飞剪进行正爬减速运动直到停止，最后飞剪进行反爬运动并准确地停在原位(hp)。
4.根据权利要求2所述的一种基于增量型编码器的飞剪剪刃标定系统，其特征在于，所述参考坐标系设定模块将参考坐标系的原位(hp)、剪切位(cp)、剪切完位(crp)信息转换计算成控制器可识别的常量数据并初始化到控制器的初始值数据库中，供后续的算法程序调用。
5.根据权利要求1所述的一种基于增量型编码器的飞剪剪刃标定系统，其特征在于，在所述检测及计算模块建立“剪刃-减速机-电机”的旋转角度关系式为：
6.根据权利要求5所述的一种基于增量型编码器的飞剪剪刃标定系统，其特征在于，所述感应挡铁(3)通过可以360°调节的安装环(12)安装在所述上剪刃连接轴(7)或下剪刃连接轴(8)，所述安装环(12)通过顶紧螺栓(13)锁紧。
7.根据权利要求5所述的一种基于增量型编码器的飞剪剪刃标定系统，其特征在于，在所述检测及计算模块中，剪刃的位置用角度来表示，并且随飞剪电机(4)按一个方向旋转，旋转一周为360°；
8.根据权利要求7所述的一种基于增量型编码器的飞剪剪刃标定系统，其特征在于，角度e为90°，增量型编码器(1)旋转一周发出的脉冲数为1024。
9.根据权利要求8所述的一种基于增量型编码器的飞剪剪刃标定系统，其特征在于，所述控制器为plc，在标定控制模块对剪刃位置建立基准参考点的过程称为对剪刃的原位标定；
10.根据权利要求9所述的一种基于增量型编码器的飞剪剪刃标定系统，其特征在于，当驱动器分闸并重新合闸后，操作人员需要执行剪刃复位程序进行复位，飞剪以5％的额定速度沿轧件运动方向转动，当检测到接近开关(2)的信号由0变为1，标定控制模块自动将飞剪当前的位置设置为0位标定时的记忆值p0，然后将剪刃定位在90°位置。
