楊秀超

（江蘇江陰興澄特種鋼鐵有限公司 214400）

淺談機(jī)械式定尺機(jī)電氣功能及剪切精度控制

楊秀超

（江蘇江陰興澄特種鋼鐵有限公司 214400）

本文介紹了鋼板剪切線應(yīng)用的一種新型機(jī)械式定尺機(jī)，分析了定尺機(jī)的結(jié)構(gòu)原理、功能組成和自動(dòng)控制及精度控制方法。該機(jī)械式定尺機(jī)在使用過(guò)程中性能優(yōu)良，具有較好的穩(wěn)定性、可靠性和自動(dòng)控制功能，能夠有效提高企業(yè)生產(chǎn)效率。

定尺機(jī)；電氣功能；精度控制

1 引言

隨著我國(guó)科技的進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，以及橋梁、輪船、管道開發(fā)、工程機(jī)械等領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，我國(guó)對(duì)各種規(guī)格的鋼板需求量越來(lái)越大。當(dāng)前，各鋼鐵企業(yè)受限于中厚板生產(chǎn)線及板類裁剪設(shè)備的發(fā)展，而為適應(yīng)現(xiàn)代中厚板高質(zhì)量、高產(chǎn)量的要求，精細(xì)化生產(chǎn)和控制成本的要求隨之不斷提高，各大鋼廠對(duì)提高定尺京都和成才率的要求也越來(lái)越高，新增高性能定尺機(jī)及裁剪裝置已成為必然趨勢(shì)。因此，本文著重分析了一種新型機(jī)械式定尺機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理和控制過(guò)程。

2 機(jī)械式定尺機(jī)簡(jiǎn)介

2.1 定尺機(jī)概述

機(jī)械式定尺機(jī)的用途是通過(guò)定尺擋板、定尺小車和絕對(duì)值編碼器的定位，對(duì)鋼板長(zhǎng)度進(jìn)行精確測(cè)量，配合定尺剪實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼板定尺剪切的功能。該機(jī)械式定尺機(jī)的鋼板定尺設(shè)定范圍4～24m，鋼板的移送距離及速度控制由定尺剪機(jī)組電控系統(tǒng)通過(guò)操控測(cè)長(zhǎng)輥、夾送輥、剪前輸入輥道、擺動(dòng)輥道、輸出輥道等實(shí)現(xiàn)。

2.2 定尺機(jī)性能參數(shù)

主要性能參數(shù)如下：

（1）定尺移動(dòng)行程：20，000mm；

（2）定尺長(zhǎng)度范圍：4，000～24，000mm；

（3）移動(dòng)速度：0～1.5m/s；

（4）定尺精度：0～+5mm；

（5）擋板提升高度：0～155mm（距輥面）。

3 定尺機(jī)結(jié)構(gòu)組成及工作原理

定尺機(jī)與定尺剪前輸入輥道、夾送輥、定尺剪、擺動(dòng)輥道、剪后輸出輥道等設(shè)備相互都有聯(lián)鎖、同步控制的要求，并與區(qū)域的來(lái)料跟蹤控制有關(guān)；各輥道的控制分組與數(shù)量等應(yīng)按區(qū)域工藝要求，由定尺剪電控操作系統(tǒng)來(lái)統(tǒng)一考慮。該定尺機(jī)主要包含了定尺小車傳動(dòng)裝置和擋板升降裝置。

3.1 定尺小車的傳動(dòng)裝置

定尺小車的傳動(dòng)裝置由一臺(tái)交流變頻電機(jī)（CV01 MKL/T，電機(jī)自帶風(fēng)機(jī)冷卻，自帶測(cè)速編碼器CV02 BN/M）通過(guò)一臺(tái)錐齒輪箱帶動(dòng)兩側(cè)的蝸輪蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)蝸輪下方的傳動(dòng)齒輪與齒條嚙合傳動(dòng)，使定尺小車沿軋制線方向前后移動(dòng)，以更改定尺長(zhǎng)度。該傳動(dòng)裝置包含定尺長(zhǎng)度調(diào)整、小車停車定位、小車極限行程保護(hù)、視頻監(jiān)視、小車位置標(biāo)定等功能。

3.2 擋板升降裝置

擋板升降裝置由四個(gè)氣缸、連桿、升降擋板等組成。四個(gè)氣缸通過(guò)機(jī)械同步軸同步伸縮，以實(shí)現(xiàn)定尺擋板的升降功能。

鋼板低速靠緊擋板時(shí)，因氣缸的作用鋼板不會(huì)后退；若鋼板高速?zèng)_撞擋板時(shí)，撞擊力通過(guò)擋板支座傳遞至氣缸有桿腔，由于氣體具有可壓縮性，因此該擋板升降裝置具有緩沖、吸振的作用。在送板到位后，應(yīng)考慮延時(shí)，以便氣缸復(fù)位，保證定尺精確。擋板升降裝置分為三個(gè)工作狀態(tài)：抬起擋板狀態(tài)、降下?lián)醢鍫顟B(tài)、檢修狀態(tài)。

3.3 控制邏輯

（1）定尺機(jī)電控程序按設(shè)定的定尺范圍，將定尺小車平穩(wěn)、精確移動(dòng)到位，放下升降擋板；

（2）定尺剪電控系統(tǒng)同步控制剪前輸送輥道、夾送輥、剪后擺動(dòng)輥道、輸出輥道等，使鋼板準(zhǔn)確、平穩(wěn)地緊貼在升降擋板前端面（需操作工視頻再次確認(rèn)）；由定尺剪壓緊缸壓緊鋼板，啟動(dòng)定尺剪完成一次定尺剪切動(dòng)作，執(zhí)行剪切動(dòng)作的同時(shí)，定尺機(jī)的升降擋板抬起；

（3）定尺剪電控系統(tǒng)控制剪后擺動(dòng)輥道、輸出輥道送走鋼板；完成一次剪切過(guò)程；

（4）剪切子板送出剪切區(qū)后定尺機(jī)再次降下定尺擋板；

（5）定尺剪電控系統(tǒng)再次送板進(jìn)行下一次剪切動(dòng)作；

（6）重復(fù)以上定尺步驟，直到整塊母板完成定尺剪切。

4 定尺機(jī)自動(dòng)控制及精度控制

4.1 定尺機(jī)自動(dòng)控制過(guò)程

在車間3級(jí)系統(tǒng)根據(jù)計(jì)劃和工藝要求下發(fā)定尺參數(shù)、定尺剪2級(jí)電控系統(tǒng)根據(jù)3級(jí)下發(fā)的參數(shù)和物料跟蹤信息設(shè)定剪切參數(shù)并下發(fā)給一級(jí)，由一級(jí)完成自動(dòng)剪切控制功能。通訊、聯(lián)鎖正常的條件下，定尺機(jī)的控制系統(tǒng)，能夠配合定尺剪的2級(jí)電控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)剪切過(guò)程的自動(dòng)控制。

定尺機(jī)的自動(dòng)控制程序，僅僅是針對(duì)定尺小車定位而言；在設(shè)定的定尺長(zhǎng)度條件下，能夠控制定尺小車自動(dòng)定位到設(shè)定位置（詳見圖1流程圖）。

4.2 定尺機(jī)精度控制

自動(dòng)剪切控制實(shí)際上完全是定尺剪電控系統(tǒng)的功能，定尺機(jī)的電控模塊并入定尺剪電控系統(tǒng)，不影響定尺的精度。定尺機(jī)精度控制過(guò)程如下。

（1）定尺小車移動(dòng)前（電機(jī)CV01 MKL/T通電前），升降擋板必須抬起到上限位（檢查接近開關(guān)CV09 SBE01信號(hào)）；5臺(tái)制動(dòng)器均打開到位；

（2）小車停車后（電機(jī)CV01MKL/T斷電后），5臺(tái)制動(dòng)器同時(shí)關(guān)閉；

（3）降下升降擋板前，5臺(tái)制動(dòng)器同時(shí)關(guān)閉；

（4）按小車定位、輥道送板的距離與速度比較耗時(shí)長(zhǎng)短，預(yù)計(jì)算能滿足定尺小車提前到位并降下定尺擋板的條件，才允許原定尺剪電控系統(tǒng)控制夾送輥、剪切區(qū)各輥道同步送板（外部輸出：允許送板信號(hào)）；

（5）由原定尺剪電控系統(tǒng)控制送板開始，直到壓緊缸壓緊鋼板期間，禁止移動(dòng)定尺小車（電機(jī)CV01 MKL/T斷電，5臺(tái)制動(dòng)器同時(shí)關(guān)閉）（外部輸入：送板信號(hào)、壓緊信號(hào)）；

圖1 定尺機(jī)自動(dòng)控制精度流程圖

（6）定尺剪啟動(dòng)主電機(jī)剪板前，應(yīng)抬起定尺擋板（發(fā)出氣缸伸出指令，不用檢查接近開關(guān)狀態(tài)）（外部輸入：定尺剪主電機(jī)通電信號(hào)）；

（7）定尺剪啟動(dòng)主電機(jī)剪板完成，抬起定尺擋板到位后（檢查接近開關(guān)CV09 SBE01狀態(tài)），才允許剪后擺動(dòng)輥道、輸出輥道送板。

5 結(jié)論

定尺機(jī)作為中厚板鋼材裁剪中的重要工具，其性能直接影響著板材的精度和生產(chǎn)效率。本文介紹了厚板生產(chǎn)新增的一種機(jī)械式定尺機(jī)，通過(guò)對(duì)定尺機(jī)工作原理、控制特點(diǎn)的研究，為以后深入研究和二次開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

[1]宋正和，曹秀洪.機(jī)械定尺飛鋸的設(shè)計(jì)[J].焊管，2005（01）.

[2]鄭世紅，周志術(shù).軋鋼廠定尺剪定尺機(jī)構(gòu)的改造設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].寬厚板，2010（03）.

[3]段凌宇.小直徑焊管自動(dòng)精確定尺系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].焊管，2008（01）.

TG333.2+1

A

1004-7344（2016）26-0228-02

2016-8-28