錢尼建

摘 要：裁斷機作為在輪胎等皮革裁剪過程中廣泛采用的機械設備，對此機械設備運行情況的實時監(jiān)控與故障診斷顯得尤為重要。通過對裁斷機進行實時監(jiān)控與故障診斷可以提高設備的實用性以及可靠性，為記錄設備的生產狀態(tài)提供方便。本文將就裁斷機的工作原理進行解析，并就如何對裁斷機進行實時監(jiān)控與故障診斷提一些意見和建議。

關鍵詞：裁斷機;實時監(jiān)控與故障診斷;實踐分析

1 引言

當前信息技術的發(fā)展為裁斷機的廣泛應用提供了多種方式。而裁斷機作為傳統(tǒng)的皮革裁剪設備，對皮革裁剪精度以及輪胎生產效率的提高有著重要作用，因此，對裁斷機的實時監(jiān)控與故障診斷將在一定程度上確保設備的正常運行。接下來將深入研究裁斷機的工作原理，并就如何進行裁斷機的實時監(jiān)控與故障診斷介紹幾種方式或方法，為促進裁斷機的安全運行盡綿薄之力。

2 裁斷機的工作原理

如圖1所示，其為裁斷機馬達與液壓泵原理示意圖。裁斷機主要通過液壓傳動與液壓控制的方式進行工作，以液壓油作為工作介質，通過液壓泵產生巨大的壓力，將動力元件所產生的機械能轉化為液壓油所具有的壓力能，再通過通斷式或邏輯式液壓控制元件對裁斷的角度與精度進行控制，最后借助油缸或者馬達將液壓油的壓力能再次轉化為機械能，從而帶動負載上的刀片進行直線或回轉運動，以完成輪胎等皮革裁斷工作。

裁斷機液壓控制系統(tǒng)是保證皮革裁斷的精度與效率的核心部件，包括動力元件、控制元件以及執(zhí)行元件等部件。此系統(tǒng)工作原理與液壓傳動原理基本相同，但其特別之處在于具有反饋裝置，可以在液壓泵以及馬達工作過程中的運行情況及時地反饋給計算機設備，主要是執(zhí)行元件的輸出量、如輪胎或皮革的位移、速度以及承受壓力等參數(shù)，將此類參數(shù)與輪胎裁斷前的輸入量進行比較，按照有關部門的要求保證輸入量與輸出量之間的偏差保持恒定，以滿足皮革裁斷的精度。

對液壓傳動系統(tǒng)來說，通常采用通斷式或邏輯式控制元件。此系統(tǒng)可以通過控制刀片的進給量以及變換方向來提高皮革裁斷的精度以及方向。由于液壓控制系統(tǒng)是由電氣線路進行控制。因此其具有較高的操作精度與響應速度，但執(zhí)行元件的輸出量，如元件所承受的壓力與進給量在不停地變化，這也對裁斷機的控制過程提出了更高的要求。一般裁斷機采用比例控制的方式，將通斷式以及邏輯式控制元件的優(yōu)點進行整合，既可以提高效率，也可以保護生產環(huán)境[1]。

3 如何更好地進行裁斷機的實時監(jiān)控與故障診斷

裁斷機可以通過對輪胎等皮革進行處理為后續(xù)的輪胎深層加工提供重要的原材料。其處理主要包括對輪胎的簾布進行導開、裁切以及修邊等環(huán)節(jié)。但由于裁斷機內部既有傳感檢測以及氣動控制等控制系統(tǒng)，還有伺服系統(tǒng)以及變頻系統(tǒng)等調度系統(tǒng)。因此裁斷機的運行是一個較為復雜的過程，對裁斷機的運行過程進行實時監(jiān)控可以及時地了解輪胎簾布的進給量以及刀片裁切的精度等數(shù)據(jù)，記錄裁斷機單位時間內的工作量，對裁斷機的工作狀態(tài)進行實時的反映，對裁斷機進行實時監(jiān)控可以提高機械設備的實用性與安全性。而在裁斷機的工作過程中，由于此機械設備所涉及的環(huán)節(jié)較多，容易因為人為失誤或者線路老化等原因導致裁斷機出現(xiàn)故障，不僅會影響裁斷機的工作效率，甚至會由于刀片斷裂飛出而影響操作人員的生命安全。因此，對裁斷機進行及時的故障診斷對其能否正常運行以及保護操作人員的人身安全有著重要的作用。檢修人員需要對裁斷機的各個部位進行定時的檢修，對運行時的工件進給量以及輸出量進行詳細的檢查，若在檢修過程中發(fā)現(xiàn)設備運行不夠正常，則需要根據(jù)運行數(shù)據(jù)對其所產生的故障進行診斷。接下來將分別從裁斷機的實時監(jiān)控以及故障診斷兩個方面進行分析。

3.1 對裁斷機的實時監(jiān)控

對裁斷機的實時監(jiān)控應當在機器工作開始時一同進行，對現(xiàn)階段的裁斷機來說，其一般采用Fischer帶束裁斷的方式，此類裁斷方式可以最大限度地保證輪胎簾布裁斷的質量，且抓地力好、束層刺破率低，而用于Fischer帶束裁斷以及纖維簾布直裁的儀器是GC-MSMS ，即安捷倫7000C+7890B，超高液相是waters。實時監(jiān)控系統(tǒng)由智能APP、控制服務器、智能云端、中心處理系統(tǒng)、圖像傳感器、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)采集以及PC管理端等部分組成，其中，中心處理系統(tǒng)是實時監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分，主要由IPC+PLC組成，負責協(xié)調數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲以及數(shù)據(jù)通信等各個模塊的運行情況，IPC即工控機，主要負責裁斷機各個部分運行情況的檢測及生產數(shù)據(jù)的記錄與存儲，PLC則負責數(shù)據(jù)采集以及數(shù)據(jù)通信等模塊的控制工作，保證數(shù)據(jù)采集及通信過程的精準程度，在裁斷機的伺服系統(tǒng)與變頻系統(tǒng)上安裝圖像傳感器，將二者的運行情況通過圖像生動形象地表示出來，而對裁斷機的數(shù)據(jù)分析主要依賴PID控制算法，其主要模式為比例+積分+微分控制：

對于大型的裁斷機來說，機械設備內部電氣線路布局較為復雜，運行環(huán)節(jié)繁多，因此需要實時監(jiān)控系統(tǒng)有較高的數(shù)據(jù)傳輸效率。所以，需要將PLC處理器與數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲以及數(shù)據(jù)通信放置在一個數(shù)據(jù)處理平臺。這樣一來，可以使裁斷機各部分的運行數(shù)據(jù)及時地傳遞給中心處理系統(tǒng)，再通過中心處理系統(tǒng)的協(xié)調處理，將動力裝置的輸出電壓、控制模塊中工件進給量以及刀片裁切的精度等數(shù)據(jù)快速準確地傳遞給智能云端或智能APP，以供操作人員對裁斷機運行情況進行了解與研究，并對裁斷機可能出現(xiàn)的問題進行預估，以便對裁斷機的整體工作性能做出準確的評估，便于下一步的生產安排[2]。

3.2 對裁斷機的故障診斷

除了對裁斷機的實時監(jiān)控之外，對裁斷機的故障診斷也是此機械設備運行過程中的重要組成部分。此過程需要在裁斷機運行不正常的情況下進行。通過故障診斷，一方面可以進一步確定故障的性質、程度、類別、部位、原因以及發(fā)展趨勢等，為下一步的預報、控制、調整以及維護提供精確的參考標準。另一方面則可以為今后裁斷機的故障診斷積累經驗，針對不同的故障類型及程度選擇合適的解決辦法。裁斷機故障一般分為電氣故障、機械故障以及油路故障三種。一般來說，電路故障主要有力矩電機故障所導致的接頭露絲以及簾布翹頭等現(xiàn)象，使得輪胎簾布修邊不符合標準，機械故障則有對中傳感器松動以及接頭機接頭輪位置不正等現(xiàn)象，使得輪胎簾布接頭劈縫或者拼接錯邊。而油路故障則多體現(xiàn)在動力裝置供給不足以及刀片切割深度與速率不符合要求等方面，對不同的故障類型來說，需要采用不同的方法。以裁斷機產生噪聲過高為例，此現(xiàn)象產生的原因主要有液壓油不足或粘度較高、方向閥失靈以及機械部分故障等。檢修人員在進行故障診斷時，首先應當檢查油箱內的油量以及油的粘度，若油量不足則需要輸入液壓油，并做好過濾器的清洗等工作，以防油箱內吸入空氣。若液壓油粘度過高，則需要及時更換液壓油。其次，檢修人員需要對方向閥的磨損情況進行檢查，若其磨損較為嚴重，則需要對電磁閥的閥芯進行清洗或對方向閥損壞的部位進行更換。最后，檢修人員需要對機械設施連接處進行檢查，特別是對二者之間的潤滑程度，要根據(jù)輪胎簾布裁切的要求對其進行檢測，若潤滑程度不夠，則需要向其涂抹適量的潤滑油，以保證降低噪聲。

通過對裁斷機各個部位的故障檢查與診斷，可以有效地降低裁斷機出現(xiàn)故障的幾率，并為后續(xù)裁斷機的維修提供方便[3]。

4 總結

對裁斷機的實時監(jiān)控與故障診斷是其得以安全運行的重要保障。裁斷機作為輪胎簾布裁切過程中所使用的重要機械設備，對輪胎簾布的裁切精度以及工作效率有著重要的作用。檢修人員應當充分貫徹企業(yè)對于裁斷機運行情況的各類規(guī)定，利用網(wǎng)絡技術建立實時監(jiān)控系統(tǒng)，并定時對裁斷機進行故障診斷，通過實時監(jiān)控與故障診斷積累自身經驗，從而在裁斷機的后續(xù)發(fā)展中發(fā)揮應有的作用。

參考文獻：

[1]楊世鳳，章對磊，楊燁，et al.裁斷機實時監(jiān)控與故障診斷專家系統(tǒng)[J].自動化與儀表，2014，29（11）：8-11.

[2]范世強，吳詩清.90°鋼絲簾布裁斷機拼接改造實例分析[J].橡塑技術與裝備，2015（13）：59-61.

[3]李立苗，歐哲學，余樂.鋼絲簾布裁斷機減速機外置過濾吸附裝置：CN104481976A[P]. 2015.