趙麗瓊

本文主要通過對拋丸機電氣系統(tǒng)程序優(yōu)化，實現(xiàn)工件尺寸與拋丸程序精準化匹配，有效降低了拋丸過程能源消耗和涂裝輔料消耗，節(jié)約了涂裝成本，減少了粉塵等污染物的排放。

1.目前國內(nèi)外同類先進技術概況

目前行業(yè)內(nèi)卡特、神鋼等標桿企業(yè)均采用單一模式進行拋丸，即不論結(jié)構件長短，統(tǒng)一采用同一程序進行拋丸，此種拋丸方式存在兩個不足：

（1）結(jié)構件進出拋丸機前后封閉室的過程中，拋頭進料口已關閉，拋丸電機一直處于運行狀態(tài)，造成電能浪費。

（2）拋丸程序根據(jù)最長工件設定，短工件拋丸時，工件未進入拋丸區(qū)時，拋頭和電機均處于空拋狀態(tài)，造成電能、丸粒浪費與設備磨損。

2.精準化拋丸的措施

精準化拋丸即通過精準匹配工件尺寸與拋丸程序，避免空拋，減少能源、丸粒浪費與設備損耗。

結(jié)構件精準化拋丸項目主要通過對不同長度結(jié)構件拋丸程序進行優(yōu)化，減少拋丸前后等待時間內(nèi)拋頭電機的空轉(zhuǎn)，降低能源和輔料消耗。該項目主要從拋丸結(jié)構件長度等級劃分、拋丸程序優(yōu)化、拋丸系統(tǒng)現(xiàn)場改造、拋丸電氣控制標準化四個方面實施。

2.1結(jié)構件拋丸長度等級劃分

為實現(xiàn)結(jié)構件精準化拋丸，現(xiàn)對結(jié)構件長度進行統(tǒng)計，并按長度進行等級劃分設計拋丸程序。

通過對數(shù)據(jù)分析可看出，結(jié)構件長度尺寸范圍為3.14m-6.64m，其3-4m長度段內(nèi)工件類型共8種，4-5m長度段內(nèi)工件類型共11種，5-6m長度段內(nèi)工件類型共1種，6-7m 長度段內(nèi)工件類型共4種，故將結(jié)構件尺寸劃分為3m、5m、7m 三個長度級別。

2.2拋丸程序優(yōu)化

拋丸電機的啟停均通過PLC程序進行控制，因此需在 PLC 內(nèi)添加相應程序，使工件在觸發(fā)拋丸機行程開關后能實現(xiàn)拋丸電機的啟停；同時通過在自行小車行進軌道上方增加三組行程開關，分別對應7m、5m、3m長度等級，通過行程開關來控制拋丸電機的啟停。

2.2.1拋丸電機啟停程序優(yōu)化

原拋丸程序邏輯：點擊拋丸機自動啟動按鈕，分離器、提升機、橫向螺旋、縱向螺旋、收丸螺旋、皮帶輸送機、拋丸電機依次啟動。

優(yōu)化后拋丸程序邏輯：

（1）點擊拋丸機自動啟動按鈕，分離器、提升機、橫向螺旋、縱向螺旋、收丸螺旋、皮帶輸送機依次啟動；

（2）拋丸機PLC檢測前封閉室大門關閉信號后（輸送線控制柜傳遞至拋丸機PLC），依次啟動拋丸電機；

（3）拋丸機PLC檢測后封閉室行程開關關閉信號后（輸送線控制柜傳遞至拋丸機PLC），依次停止拋丸電機。

2.2.2拋丸程序優(yōu)化

2.2.2.1拋丸區(qū)間優(yōu)化

針對拋丸室內(nèi)前后等待區(qū)位置進行優(yōu)化，原7米級前后等待區(qū)間不變，5米級、3米級前后等待區(qū)間分別向拋丸區(qū)間方向移1米及2米，從而達到消除空拋區(qū)間的目的。

2.2.2.2拋丸區(qū)間程序優(yōu)化

前封閉室大門關閉信號替代：

（1）由前封閉室上方新增加的三組行程開關信號來代替前封閉室大門關閉信號；由后封閉室上方新增加的三組行程開關信號來代替原行程開關信號；

（2）由控制箱內(nèi) PLC 輸出信號激活相應新增加的六組行程開關；

（3）依據(jù)操作人員選擇，拋丸機PLC檢測不同行程開關進行判斷輸出。

拋丸程序優(yōu)化后，在上件工位增加選擇控制箱來選擇控制信號，從而實現(xiàn)不同長度工件的選擇性拋丸作業(yè)。

2.3拋丸系統(tǒng)現(xiàn)場改造及效果確認

2.3.1控制箱改進

由于原有控制箱僅具備單一程序選擇功能，故需要在上件工位增加一個長度選擇控制箱，實現(xiàn)7m、5m、3m三個級別拋丸程序的選擇。

改進前，工件拋丸時需同時按下上升和放車兩個按鈕；改進后，操作人員根據(jù)工件長度選擇3m、5m、7m按鈕，控制箱內(nèi)PLC輸出相應信號接通原控制箱內(nèi)上升、放車按鈕，工件放行進入拋丸室。

2.3.2行程開關布線改進

通過在拋丸室頂端自行小車行進軌道上增加兩組行程開關，配合原有一組行程，將拋丸區(qū)間分為7m、5m、3m三個長度等級。

通過測量拋丸室體內(nèi)中心拋丸區(qū)與懸掛工件的距離，確定 3 個長度等級拋丸區(qū)間位置，進而確定行程開關固定位置。行程開關安裝時，使用行程開關安裝支架固定至自行小車軌道上沿，使用2根3芯電纜線分別串聯(lián)前后6只行程開關，原前后行程開關接線連接至上件拋丸控制箱。

2.3.3拋丸效果確認

在拋丸系統(tǒng)現(xiàn)場改制完成后，通過對不同長度級別的結(jié)構件進行拋丸試驗，確定長度等級劃分和拋丸程序優(yōu)化后能夠滿足質(zhì)量要求。

2.4拋丸控制箱標準化

針對拋丸控制箱制定使用規(guī)范，根據(jù)工件長度等級選擇長度選擇按鈕，實現(xiàn)結(jié)構件精準化拋丸。

3.總結(jié)

經(jīng)過現(xiàn)場電量消耗及產(chǎn)量統(tǒng)計計算，改進前后平均單掛拋丸電能分別為43度、34.4度，單掛節(jié)約電能8.6度，改進前后單掛平均丸料消耗分別為14kg、8.9kg，單掛節(jié)約丸料5.1kg。單掛節(jié)約電能25%，節(jié)約丸粒消耗36%，使得拋丸機能源利用率達到行業(yè)先進水平。

以半年生產(chǎn)量為 1982 掛計算，每半年產(chǎn)生經(jīng)濟效益為：經(jīng)濟效益=節(jié)約能耗費用+節(jié)約丸料成本= 生產(chǎn)總掛數(shù)×單掛節(jié)約費用=1982掛×8.6度/掛×0.96元/度+生產(chǎn)總掛數(shù)×單掛節(jié)約費用=1982掛×5.1kg/掛×5.02元/kg=6.71萬元。

通過結(jié)構件精準化拋丸的實施，有效降低了生產(chǎn)線的能源消耗和丸粒消耗，減少了拋丸粉塵的排放。

（作者單位：徐州工程機械技師學院）