劉有章，張 節(jié)，張明輝

（華菱漣鋼2250熱軋板廠，湖南 婁底 417009）

氣動(dòng)打標(biāo)字體傾斜錯(cuò)位模糊觀察與解決方案

劉有章，張 節(jié)，張明輝

（華菱漣鋼2250熱軋板廠，湖南 婁底 417009）

漣鋼2250熱軋板廠橫切線使用的多針氣動(dòng)打標(biāo)系統(tǒng)為美國(guó)進(jìn)口Telesis品牌，主要用于船板標(biāo)識(shí)，目前，該套氣動(dòng)打標(biāo)系統(tǒng)在使用過(guò)程中經(jīng)常性出現(xiàn)標(biāo)識(shí)內(nèi)容錯(cuò)位模糊，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量，增加了生產(chǎn)成本。針對(duì)標(biāo)識(shí)內(nèi)容錯(cuò)位與模糊這一故障現(xiàn)象，進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，并采取一系列措施，最終使打標(biāo)傾斜錯(cuò)位模糊問(wèn)題得以徹底解決。

氣動(dòng)打標(biāo)系統(tǒng)；打標(biāo)控制器；打標(biāo)頭；同步

氣動(dòng)打標(biāo)設(shè)備在生產(chǎn)船板中是不可或缺的設(shè)備，但在使用氣動(dòng)打標(biāo)系統(tǒng)打標(biāo)過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)鋼板標(biāo)識(shí)不清楚，字體傾斜，字體錯(cuò)位模糊的情況，產(chǎn)生了一些不符合標(biāo)識(shí)要求的鋼板，需要重新返工標(biāo)識(shí)，這樣既影響了生產(chǎn)進(jìn)程，也導(dǎo)致不必要的經(jīng)濟(jì)損失。針對(duì)該問(wèn)題，本文對(duì)因打標(biāo)設(shè)備出錯(cuò)導(dǎo)致鋼板打標(biāo)內(nèi)容錯(cuò)誤的原因進(jìn)行了分析并提出了解決措施。

1 氣動(dòng)打標(biāo)系統(tǒng)介紹

1.1 氣動(dòng)打標(biāo)系統(tǒng)設(shè)備組成部份

氣動(dòng)打標(biāo)系統(tǒng)包含機(jī)械和電氣兩個(gè)部分。機(jī)械部分采用龍門(mén)架行車(chē)結(jié)構(gòu)，龍門(mén)架之間安裝橫梁，橫梁下方再懸掛一個(gè)打標(biāo)頭單元，電氣部分主要由西門(mén)子PLC S7-300分布式I/O系統(tǒng)，人機(jī)界面WICC，6SE70變頻調(diào)速裝置，低壓配電柜，現(xiàn)場(chǎng)總線及電氣檢測(cè)元件等構(gòu)成[1]。氣動(dòng)打標(biāo)機(jī)系統(tǒng)的核心部分采用美國(guó)進(jìn)口Telesis品牌標(biāo)示機(jī)，主要由TMC700打標(biāo)控制器，TMM7200打標(biāo)頭，上位機(jī)HMI以及系統(tǒng)軟件與打標(biāo)應(yīng)用軟件等構(gòu)成，其系統(tǒng)結(jié)如圖1所示。

圖1 TMM7200系統(tǒng)塊圖

1.2 氣動(dòng)打標(biāo)系統(tǒng)自動(dòng)打標(biāo)工作過(guò)程

打標(biāo)過(guò)程由PLC控制實(shí)現(xiàn)，主控PLC采用自動(dòng)順序控制，當(dāng)主控PLC工作條件就緒，打標(biāo)頭在變頻調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)下，加速到鋼板同步狀態(tài)，打標(biāo)頭與鋼板在運(yùn)動(dòng)中保持同步打標(biāo)，打標(biāo)控制器TMC700完成打標(biāo)任務(wù)后，發(fā)主控PLC打標(biāo)完成狀態(tài)信號(hào)，為下個(gè)周期打標(biāo)做準(zhǔn)備。打標(biāo)控制器TMC700輸入輸出信號(hào)時(shí)序如圖2所示。

圖2 TMC700輸入輸出信號(hào)時(shí)序圖

2 氣動(dòng)打標(biāo)內(nèi)容傾斜錯(cuò)位模糊觀察

在實(shí)際生產(chǎn)船板過(guò)程中，在打標(biāo)輕度出錯(cuò)時(shí)，在鋼板表面打標(biāo)出來(lái)字符偶爾傾斜，字符頂部錯(cuò)位，打標(biāo)嚴(yán)重出錯(cuò)時(shí)，打出來(lái)的字符模糊不清楚如亂碼，圖3為傾斜錯(cuò)位的模糊“CCS-B”字符圖片，圖4打標(biāo)正常時(shí)的“CCS-B”字符圖片。

圖3 傾斜錯(cuò)位的模糊“CCS-B”字符

圖4 打標(biāo)正常時(shí)的“CCS-B”字符

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀察船板打標(biāo)實(shí)際效果，船板標(biāo)識(shí)還是存在傾斜錯(cuò)位模糊缺陷，針對(duì)導(dǎo)致船板標(biāo)識(shí)缺陷的特點(diǎn)，分析了氣動(dòng)打標(biāo)設(shè)備系統(tǒng)導(dǎo)致打標(biāo)內(nèi)容缺陷的各種原因。

現(xiàn)場(chǎng)觀察打標(biāo)機(jī)，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致打標(biāo)內(nèi)容出錯(cuò)的主要原因在于打標(biāo)頭與運(yùn)動(dòng)當(dāng)中的鋼板未能相對(duì)靜止，導(dǎo)致打標(biāo)頭與被打標(biāo)鋼板不同步引起錯(cuò)位，打標(biāo)出錯(cuò)的可能原因有：（1）打標(biāo)頭在自動(dòng)打標(biāo)過(guò)程中動(dòng)態(tài)跟隨鋼板速度不同步，變頻調(diào)速裝置電機(jī)速度與實(shí)際鋼板速度存在不匹配現(xiàn)象；（2）打標(biāo)頭氣動(dòng)平衡缸未能起到打標(biāo)頭與鋼板速度差的補(bǔ)償功能作用；（3）打標(biāo)控制器出錯(cuò)，打標(biāo)頭出錯(cuò)；（4）打標(biāo)頭針套與被打標(biāo)材料鋼板之間距離太遠(yuǎn)。所以得出結(jié)論，鋼板打標(biāo)內(nèi)容模糊、錯(cuò)位，傾斜的主要原因是因打標(biāo)設(shè)備在打標(biāo)過(guò)程中與鋼板存在不同步造成的。

3 氣動(dòng)打標(biāo)內(nèi)容傾斜錯(cuò)位模糊解決辦法

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀察船板打標(biāo)實(shí)際效果，船板標(biāo)識(shí)還是存在傾斜錯(cuò)位模糊缺陷，針對(duì)導(dǎo)致船板標(biāo)識(shí)缺陷的特點(diǎn)，采取了以下改進(jìn)措施：

（1）解決自動(dòng)打標(biāo)過(guò)程中，打標(biāo)頭與鋼板輥道存在速度差的因素，由于鋼板輥道長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，該輥道為實(shí)心膠輥易磨損，輥徑實(shí)際有所變小，那么推斷輥道實(shí)際線速度變小，根據(jù)公式v=[（d×Pi）/i]×n（n為電機(jī)轉(zhuǎn)速；v為線速度；d為輥徑；i為減速比），電機(jī)轉(zhuǎn)速與線速度之間轉(zhuǎn)換PLC STL語(yǔ)句表程序如圖5，通過(guò)程序線速度因子”K”可微調(diào)整變頻電機(jī)給定轉(zhuǎn)數(shù)，最終確保打標(biāo)頭在自動(dòng)打標(biāo)過(guò)程，打標(biāo)頭電機(jī)跟隨輥道上的鋼板盡可能的保持同步運(yùn)動(dòng)。

圖5 電機(jī)轉(zhuǎn)速與線速度之間轉(zhuǎn)換PLC STL語(yǔ)句

通過(guò)以上公式及程序?qū)摪遢伒赖膶?shí)際線速度轉(zhuǎn)換為小車(chē)變頻調(diào)速電機(jī)所需的實(shí)際電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)，輥道線速度乘以線速度K系數(shù)，達(dá)到可微調(diào)整變頻電機(jī)給定轉(zhuǎn)數(shù)，最終確保打標(biāo)頭在自動(dòng)打標(biāo)過(guò)程，打標(biāo)頭電機(jī)跟隨輥道上的鋼板盡可能的保持同步運(yùn)動(dòng)。

（2）解決氣動(dòng)平衡缸不在原位的問(wèn)題，氣動(dòng)平衡缸的主要作用也是彌補(bǔ)打標(biāo)頭在自動(dòng)打標(biāo)過(guò)程中，打標(biāo)頭與鋼板不同步時(shí)實(shí)現(xiàn)同步。優(yōu)化PLC氣動(dòng)平衡缸動(dòng)作控制，確保打標(biāo)開(kāi)始?xì)鈩?dòng)平衡缸在原位，達(dá)到預(yù)期平衡功能，彌補(bǔ)鋼板與打標(biāo)頭速度差。

（3）解決打標(biāo)控制器及打標(biāo)頭的問(wèn)題，解體打標(biāo)控制器、打標(biāo)頭，檢查內(nèi)部電源、步進(jìn)電機(jī)及絲桿間隙、高頻氣動(dòng)閥組、針套、各驅(qū)動(dòng)板卡有無(wú)缺陷松動(dòng)，并采取備用機(jī)板卡替代法，重新組裝打標(biāo)控制器與打標(biāo)頭聯(lián)機(jī)測(cè)試打標(biāo)效果，另外定期清洗加油潤(rùn)滑打標(biāo)頭內(nèi)部機(jī)械部件。

（4）通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明調(diào)整打標(biāo)頭針套與被打標(biāo)材料鋼板之間的行程距離（有效可調(diào)行程為3 mm～12 mm），可有效減輕打標(biāo)頭局部振動(dòng)及噪聲，也可避免自動(dòng)打標(biāo)過(guò)程中打標(biāo)內(nèi)容傾斜錯(cuò)位模糊。

通過(guò)實(shí)施以上改進(jìn)措施，導(dǎo)致氣動(dòng)打標(biāo)內(nèi)容傾斜錯(cuò)位模糊的各種原因一一得到了解決，最終使傾斜錯(cuò)位模糊問(wèn)題得到徹底解決，氣動(dòng)打標(biāo)系統(tǒng)恢復(fù)了正常工作。鋼板打標(biāo)內(nèi)容整齊清晰，客戶(hù)對(duì)船板質(zhì)量滿(mǎn)意。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)介紹氣動(dòng)打標(biāo)系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及自動(dòng)打標(biāo)過(guò)程控制原理，并對(duì)氣動(dòng)打標(biāo)系統(tǒng)在自動(dòng)打標(biāo)過(guò)程中異常的現(xiàn)象進(jìn)行觀察和分析，找出船板標(biāo)識(shí)出現(xiàn)異常的各種原因，實(shí)施了改進(jìn)措施，梳理維護(hù)診斷方法，重點(diǎn)在打標(biāo)頭與鋼板同步問(wèn)題上進(jìn)行了詳細(xì)闡述，實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)打標(biāo)機(jī)系統(tǒng)正常工作，從而提高了氣動(dòng)打標(biāo)設(shè)備系統(tǒng)的工作效率，確保船板產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。

[1]廖常初 .S7-300/400PLC應(yīng)用技術(shù)[M].北京：工業(yè)機(jī)械出版社，2005.

Fuzzy Observation and Solution for Tilt and Dislocation of Pneumatic Marking Fonts

LIU You-zhang，ZHANG Jie，ZHANG Ming-hui
（2250 Hot Strip Mil of Lianyuan Steel Company，Loudi Hunan 417009，China）

Multi needle gas lianyuan steel 2250 hot strip mill using horizontal tangent dynamic marking system for the united states imports telesis brand，mainly used for ship identification，at present，the pneumatic marking system used in the process of identifying the content often appear dislocation fuzzy，seriously affect the quality of products，increase the cost of production.A systematic analysis is carried out on the fault of misplacement and blurring of identification contents，and a series of measures are taken to finally solve the problem of tilting，dislocation and blurring of marking.

pneumatic marking system；marking controller；hit headers；synchronization

TG233.1

B

1672-545X（2017）08-0177-02

2017-05-05

劉有章（1980-），男，湖南益陽(yáng)桃江人，大專(zhuān)，助理工程師，從事自動(dòng)化與傳動(dòng)控制技術(shù)研究。