【摘 要】新型開(kāi)卷校平橫剪設(shè)備是橫剪生產(chǎn)線上至關(guān)重要的一種加工設(shè)備，無(wú)論是在造船工業(yè)、汽車(chē)制造還是在鋼材加工行業(yè)中，都有著廣泛的應(yīng)用。本篇文章首先對(duì)新型開(kāi)卷校平橫剪精整設(shè)備的構(gòu)成以及運(yùn)行原理進(jìn)行了全面詳細(xì)的闡述，進(jìn)而對(duì)新型開(kāi)卷校平橫剪精整設(shè)備在橫剪生產(chǎn)線上的應(yīng)用進(jìn)行了全面詳細(xì)的探討。

【關(guān)鍵詞】開(kāi)卷校平橫剪；PLC；精整

0.引言

開(kāi)卷校平橫剪裝備是針對(duì)金屬卷材執(zhí)行開(kāi)卷、校平、剪切、碼垛處理的精整加工生產(chǎn)設(shè)備，也是極為高效的一套生產(chǎn)線體系。伴隨著大量計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化、數(shù)字化技術(shù)持續(xù)發(fā)展，這類數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為了工業(yè)制造體系中極為核心的技術(shù)體系。現(xiàn)如今，數(shù)控化生產(chǎn)線已經(jīng)成為了現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的主要標(biāo)志，而數(shù)控技術(shù)發(fā)展也會(huì)對(duì)于整個(gè)國(guó)家的工業(yè)生產(chǎn)體系發(fā)展造成直接影響，而開(kāi)卷校平橫剪設(shè)備便是數(shù)控技術(shù)與生產(chǎn)線融合發(fā)展過(guò)程中，一種新型的設(shè)備代表，其不僅具備了良好的加工設(shè)備屬性，設(shè)備本身所呈現(xiàn)出的生產(chǎn)效率也有所提升。下文主要針對(duì)新型開(kāi)卷校平橫剪精整設(shè)備進(jìn)行了全面詳細(xì)的探討。

1.開(kāi)卷校平橫剪裝置介紹

1.1開(kāi)卷校平橫剪裝置的基本組成

開(kāi)卷校平橫剪裝置的基本結(jié)構(gòu)可以分為開(kāi)卷、校平、剪切三部分，開(kāi)卷主要包含上料小車(chē)、引料壓頭、開(kāi)卷機(jī)輔助支撐架、開(kāi)卷機(jī)四部分組成；校平包含托料架、輔助壓料棍、校平機(jī)三部分組成；剪切主要包含緩沖池、精整送料及糾偏裝置、橫剪剪板機(jī)、運(yùn)料帶、堆料小車(chē)五部分組成。

1.2開(kāi)卷校平橫剪裝置的工藝流程

開(kāi)卷校平橫剪設(shè)備實(shí)際上就是直接針對(duì)金屬卷料進(jìn)行加工處理，進(jìn)而使其能夠形成精確規(guī)格的加工尺寸，這對(duì)于后續(xù)的實(shí)際使用來(lái)說(shuō)，奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。但是要想更好的對(duì)于其中的控制系統(tǒng)加以應(yīng)用，就必須要知曉開(kāi)卷校平橫剪裝置的運(yùn)行原理、流程加以了解，進(jìn)而依據(jù)其運(yùn)行原理來(lái)進(jìn)行合理應(yīng)用。

從開(kāi)卷校平橫剪設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)，能夠明顯看出，在該新型精整設(shè)備運(yùn)行的過(guò)程中，首先上料小車(chē)要先將金屬卷料運(yùn)送到開(kāi)卷機(jī)部分的卷軸上進(jìn)行套裝，而開(kāi)卷機(jī)的輔助性支撐架在完成支撐工作之后，便可以撐好開(kāi)卷機(jī)機(jī)芯，將引料壓頭壓下去，同時(shí)將其中的托料架伸出，卷料在托料架的支撐之下，通過(guò)輔助性質(zhì)的壓料棍來(lái)壓入到校平機(jī)的內(nèi)部，通過(guò)校平處理后的金屬板材還需要利用精整送料、糾偏裝置處理。在這一過(guò)程中，校平機(jī)持續(xù)性的針對(duì)金屬卷料進(jìn)行校平處理，而其中的計(jì)量長(zhǎng)度也同樣重新開(kāi)始計(jì)算，之后，精整送料則完全停止，校平機(jī)依然持續(xù)送料。此時(shí)，校平的金屬板料經(jīng)過(guò)緩沖橋進(jìn)入到緩沖池中，當(dāng)達(dá)到一定深度，精整送進(jìn)開(kāi)始送料，剪板機(jī)按照預(yù)先設(shè)定好的長(zhǎng)度裁剪板料，裁剪好的板材經(jīng)過(guò)送料皮帶，滑落到堆料小車(chē)中。

總的來(lái)說(shuō)，開(kāi)卷校平橫剪裝置的動(dòng)作流程主要是依靠液壓系統(tǒng)以及電機(jī)的各種拖動(dòng)負(fù)載實(shí)現(xiàn)的。

2.開(kāi)卷校平橫剪精整控制的硬件組成

為了能夠使得板材在進(jìn)行橫剪生產(chǎn)的過(guò)程中，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于自動(dòng)精整的控制，該新型設(shè)備在矯直機(jī)的出口位置上，安裝了一個(gè)能夠放下、抬起的檢測(cè)裝置，并且在實(shí)際生產(chǎn)工作過(guò)程中，其帶有檢測(cè)功能的檢測(cè)輪直接壓在銅帶面之上，而銅帶的運(yùn)動(dòng)則有效的帶動(dòng)了檢測(cè)輪運(yùn)行，檢測(cè)輪在這一過(guò)程中利用連軸位置上的編碼器，來(lái)將識(shí)別到的編碼以脈沖形式進(jìn)行發(fā)送，達(dá)到帶材長(zhǎng)度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的目的。

該新型開(kāi)卷校平橫剪設(shè)備對(duì)于其踏剪環(huán)節(jié)進(jìn)行了一定改裝，進(jìn)而直接使用電磁鐵的形式來(lái)對(duì)一條可調(diào)節(jié)的伸縮連桿進(jìn)行拉動(dòng)，達(dá)到傳統(tǒng)操作的腳踏代替的效果，通過(guò)電信號(hào)的形式來(lái)對(duì)橫剪機(jī)剪切操作加以控制。

自動(dòng)精整控制系統(tǒng)由PLC、變頻器、三位撥碼開(kāi)關(guān)、光電編碼器、牽引電磁鐵、光電開(kāi)關(guān)等組成，和矯直機(jī)、橫煎機(jī)_構(gòu)成一個(gè)自動(dòng)神制系統(tǒng)。

系統(tǒng)工作原理：通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)來(lái)對(duì)于產(chǎn)品實(shí)際需要剪切的產(chǎn)品長(zhǎng)度加以設(shè)置，并且將該參數(shù)輸入到PLC中進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算處理，在完全啟動(dòng)系統(tǒng)之后，橫剪機(jī)還需要針對(duì)銅帶執(zhí)行一次完全初始化的剪切措施，同時(shí)矯直機(jī)也需要對(duì)帶材進(jìn)行初步的矯直處理。在這一過(guò)程中，精整監(jiān)測(cè)裝置的編碼元件，會(huì)將橫剪過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的相關(guān)數(shù)據(jù)通過(guò)電脈沖進(jìn)行傳輸，傳入PLC中進(jìn)行處理，而PLC完成計(jì)算工作后，則輸出對(duì)應(yīng)的繼電器信號(hào)，進(jìn)而輸出繼電器的信號(hào)，促使控制變頻器能夠依照精確的曲線保持運(yùn)行。當(dāng)達(dá)到了產(chǎn)品設(shè)置長(zhǎng)度后，便立即將橫切信號(hào)輸出，電磁鐵在這一過(guò)程中立即動(dòng)作，橫剪機(jī)完成產(chǎn)品剪切。光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)橫剪機(jī)完成剪切后，指示系統(tǒng)執(zhí)行下一循環(huán)操作。實(shí)現(xiàn)橫剪機(jī)組剪切的自動(dòng)精整的控制。

為了克服因矯直機(jī)運(yùn)行的慣性影響產(chǎn)品剪切的精度，變頻器根據(jù)PLC的控制信號(hào)，實(shí)行合理的多頻段自動(dòng)運(yùn)行，板材從初始點(diǎn)（0點(diǎn)）開(kāi)始啟動(dòng)運(yùn)行移動(dòng)，到A點(diǎn)減速，到B點(diǎn)再減速，移動(dòng)到C點(diǎn)（剪切點(diǎn)）完成一個(gè)工作循環(huán)。

3.控制系統(tǒng)程序運(yùn)行控制

系統(tǒng)設(shè)計(jì)為三種控制模式，手動(dòng)、單循環(huán)、自動(dòng)。手動(dòng)模式將上卷小車(chē)、夾送機(jī)、矯直機(jī)、橫剪機(jī)等編為點(diǎn)動(dòng)控制，單循環(huán)是自動(dòng)模式的一個(gè)循環(huán)，自動(dòng)模式的工作方式只要按下啟動(dòng)按鈕就能繼續(xù)循環(huán)工作，按下停止按鈕即可停止工作，同時(shí)PLC保持當(dāng)時(shí)設(shè)定的工作參數(shù)。

為了減少改造費(fèi)用，本系統(tǒng)采用了一臺(tái)閑置舊型號(hào)F1-6（1VIR的PLC但受到其性能的限制，采用了三位BCD碼的撥碼開(kāi)關(guān)輸入產(chǎn)品規(guī)格長(zhǎng)度，單位定為〔鞏和編碼器檢測(cè)反饋回來(lái)的脈沖數(shù)進(jìn)行數(shù)字比較，其量化計(jì)算：

檢測(cè)輪直徑D=7.8cm

檢測(cè)輪周長(zhǎng)L=24492cm

編碼器類型100PPR

每厘米脈沖數(shù)P=408

在長(zhǎng)度轉(zhuǎn)換成脈沖數(shù)的運(yùn)算中，由于F1-6（1VIR數(shù)字運(yùn)算不能處理余數(shù)和小數(shù)，將其放大一百倍運(yùn)算：即408xlOQ設(shè)定長(zhǎng)度的脈沖數(shù)=設(shè)定長(zhǎng)度（C）x408/l0Q減小了誤差。為了簡(jiǎn)化檢測(cè)裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)，故未對(duì)其進(jìn)行機(jī)械速比處理，目前所采用的光電編碼器檢測(cè)分辨率能夠滿足工況要求。如果要求更高的精度，可以使用1000PPR或更高的光電編碼器來(lái)提高分辨率。

將PLC中的高速計(jì)數(shù)器C660，C661設(shè)置為減計(jì)數(shù)器，設(shè)定長(zhǎng)度轉(zhuǎn)化為脈沖值（C值）裝入計(jì)數(shù)器，對(duì)光電編碼器實(shí)時(shí)檢測(cè)的脈沖數(shù)作累減運(yùn)算。經(jīng)過(guò)運(yùn)行調(diào)試，合理選擇了變頻器運(yùn)行減速點(diǎn)A，B至C點(diǎn)距離的值，以求矯直機(jī)運(yùn)行至穩(wěn)，滿足工況要求。

將兩個(gè)減速點(diǎn)的值執(zhí)行區(qū)間比較指令，比較結(jié)果驅(qū)動(dòng)狀態(tài)元件進(jìn)行順序控制。計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值（累減值倒達(dá)A點(diǎn)值、B點(diǎn)值、及為零（到達(dá)C點(diǎn)）時(shí)，分別輸出相應(yīng)順序的繼電器信號(hào)控制變頻器，驅(qū)動(dòng)矯直機(jī)按設(shè)定曲線運(yùn)行。

為保證系統(tǒng)按程序設(shè)計(jì)順序正常運(yùn)行，設(shè)了一個(gè)判別程序，設(shè)定長(zhǎng)度值必須大于A的值，否則系統(tǒng)的自動(dòng)、單循環(huán)控制模式不能投入運(yùn)行，同時(shí)也規(guī)定了該系統(tǒng)最小產(chǎn)品設(shè)置長(zhǎng)度，并滿足實(shí)時(shí)板材裁剪長(zhǎng)度的工況要求。

在撥碼開(kāi)關(guān)設(shè)置產(chǎn)品長(zhǎng)度，將控制系統(tǒng)工況設(shè)為自動(dòng)或單循環(huán)控制模式，按下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行，變頻器以一頻速度運(yùn)行；當(dāng)計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值小于A值而大于B值時(shí)，變頻器以二頻速度運(yùn)行；當(dāng)計(jì)數(shù)器當(dāng)前值小于B值時(shí)，變頻器以三頻速度運(yùn)行；當(dāng)計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值等于0時(shí)，變頻器待機(jī)工作，PLC發(fā)出指令執(zhí)行牽引電磁鐵動(dòng)作，帶動(dòng)連桿拉動(dòng)脫扣，橫剪機(jī)剪切銅板材，光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)到橫剪機(jī)剪切動(dòng)作信號(hào)，計(jì)數(shù)器復(fù)位，指示系統(tǒng)按所選的工作模式循環(huán)運(yùn)行。

4.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，開(kāi)卷校平橫剪切產(chǎn)品長(zhǎng)度誤差控制在1.5mm以下；減少了銅帶的戳傷和輥痕；產(chǎn)品質(zhì)量及剪切效率得到明顯提高，滿足了客戶的要求。并且該新型精整設(shè)備可由一人操作，提高了工作效率。

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