靳峰峰 王學(xué)

摘 要：一煉鋼廠(chǎng)國(guó)產(chǎn)修磨機(jī)，承載著公司鋼坯的修磨任務(wù)。修磨機(jī)主要由磨頭、臺(tái)車(chē)和上下料臺(tái)架構(gòu)成。臺(tái)車(chē)作為一個(gè)過(guò)渡和承載單元，它的精準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)直接影響到鋼坯的修磨效果。國(guó)產(chǎn)修磨臺(tái)車(chē)是由液壓滾筒來(lái)驅(qū)動(dòng)的。臺(tái)車(chē)速度控制依據(jù)不同的操作模式和不同的控制要求來(lái)設(shè)計(jì)，根據(jù)修磨的功率和修磨深度，把給定速度轉(zhuǎn)換為卷筒換向閥的輸出，來(lái)精確控制臺(tái)車(chē)往返。

關(guān)鍵詞：修磨;編碼器;給定;臺(tái)車(chē)

中圖分類(lèi)號(hào)：TG580.2 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.03.017

Absrtact：The domestic grinding machine of a steel making plant carried the grinding task of the company's billets. The grinding machine was mainly composed of a grinding head a trolley and a loading and unloading platform. The trolley as a transition and load-bearing unit， whose precise movement directly affected the grinding effect of the billet. The domestic grinding trolley was driven by a hydraulic roller. The speed control of the trolley was designed according to different operating modes and different control requirements. According to the grinding power and grinding depth， the speed output was converted to the reel proportional reversing valve given to accurately control the vehicle back and forth.

Key words： dressing; encoder; given; trolley

0 引言

修磨機(jī)主要用于磨削加工連鑄坯料表面，去除坯料表面氧化皮和局部缺陷，最終保證產(chǎn)品的質(zhì)量。修磨機(jī)主要由磨頭、臺(tái)車(chē)和上下料臺(tái)架構(gòu)成。修磨機(jī)臺(tái)車(chē)主要由車(chē)體、車(chē)輪、減震墊塊、翻料、夾緊裝置、臺(tái)車(chē)液壓站、減速電機(jī)等組成。修磨時(shí)候，坯料放在臺(tái)車(chē)上與臺(tái)車(chē)一起運(yùn)動(dòng)。臺(tái)車(chē)最大載重量10 t。修磨機(jī)臺(tái)車(chē)的精準(zhǔn)控制通過(guò)影響整個(gè)修磨機(jī)的修磨質(zhì)量，從而間接影響工件的最終修磨質(zhì)量，因此修磨機(jī)臺(tái)車(chē)速度的精準(zhǔn)控制顯得尤其重要。

1 臺(tái)車(chē)傳動(dòng)原理

臺(tái)車(chē)傳動(dòng)部分由進(jìn)口力士樂(lè)液壓馬達(dá)、減速機(jī)、張緊油缸、緩沖器組成。修磨機(jī)臺(tái)車(chē)速度必須按修磨工藝要求。在修磨過(guò)程中液壓馬達(dá)可以在操作臺(tái)上隨時(shí)調(diào)整臺(tái)車(chē)速度（0～60 m·min-1內(nèi)無(wú)極調(diào)速）和位置，整體結(jié)構(gòu)耐用，易于檢修。臺(tái)車(chē)工作時(shí)，控制要求快速起停、正反向運(yùn)動(dòng)，并且要求啟動(dòng)、制動(dòng)過(guò)程平穩(wěn)無(wú)沖擊。

臺(tái)車(chē)傳動(dòng)裝置采用的液壓馬達(dá)為力士樂(lè)內(nèi)置式液壓卷?yè)P(yáng)減速機(jī)，通過(guò)液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)動(dòng)力帶動(dòng)卷筒鋼絲繩拉動(dòng)臺(tái)車(chē)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在導(dǎo)輪處的鋼絲繩配有張緊裝置，通過(guò)張緊液壓缸來(lái)控制鋼絲繩的張緊力，從而補(bǔ)償修磨過(guò)程中的鋼絲繩的變化量。

2 臺(tái)車(chē)運(yùn)動(dòng)控制

2.1 修磨臺(tái)車(chē)運(yùn)動(dòng)

修磨臺(tái)車(chē)配備SICK激光測(cè)距儀、卷筒配備編碼器等設(shè)備配合控制臺(tái)車(chē)位置。臺(tái)車(chē)速度控制采用高響應(yīng)的比例閥和恒壓變量泵組成負(fù)載敏感速度伺服系統(tǒng)， 通過(guò)反饋控制可使臺(tái)車(chē)的行駛速度按工藝要求實(shí)現(xiàn)10～60 m·min-1連續(xù)控制， 同時(shí)實(shí)現(xiàn)臺(tái)車(chē)運(yùn)動(dòng)的緩啟動(dòng)和緩制動(dòng)。

臺(tái)車(chē)比例換向閥的給定是依靠速度的給定值和設(shè)定的速度區(qū)間進(jìn)行比較來(lái)實(shí)現(xiàn)的。利用速度差反饋它的控制分為三種狀態(tài)，分別是非深度模式下依靠旋鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)臺(tái)車(chē)速度的3擋位控制，依次為慢、中、快。調(diào)整方法：在PLC控制柜內(nèi)設(shè)三個(gè)電位器，分別為三種速度用：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ擋三種速度。

深度模式下的臺(tái)車(chē)速度設(shè)定為8個(gè)修磨速度狀態(tài)和靠近兩端時(shí)的低速狀態(tài)，在換向過(guò)程中還需要考慮換向時(shí)間從而減小換向沖擊。

2.2 修磨臺(tái)車(chē)速度控制程序

修磨臺(tái)車(chē)正反向行駛時(shí)，將速度給定值轉(zhuǎn)換為臺(tái)車(chē)卷筒換向閥的輸出。在深度模式、左右極限低速模式和擋位控制三種模式下，再通過(guò)6個(gè)區(qū)間的速度差調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)臺(tái)車(chē)速度的輸出控制，從而控制比例換向閥的給定來(lái)控制卷筒，驅(qū)動(dòng)臺(tái)車(chē)左右往返運(yùn)動(dòng)。

臺(tái)車(chē)行走通過(guò)卷筒鋼絲繩來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。通過(guò)鋼絲繩的張緊開(kāi)關(guān)來(lái)觸發(fā)臺(tái)車(chē)是允許的，并不是直接進(jìn)行修磨。先檢測(cè)臺(tái)車(chē)上鋼坯的始端和末端位置，計(jì)算出鋼坯的長(zhǎng)度，設(shè)置此次修磨臺(tái)車(chē)的初始狀態(tài)。通過(guò)激光測(cè)距儀實(shí)時(shí)檢測(cè)臺(tái)車(chē)位置和左右換向的位置進(jìn)行對(duì)比實(shí)現(xiàn)換向操作。

3 臺(tái)車(chē)速度優(yōu)化控制

通過(guò)速度給定值和速度設(shè)定區(qū)間的閉環(huán)控制能夠控制臺(tái)車(chē)比例換向閥的給定值。實(shí)際臺(tái)車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中考慮到鋼絲繩和慣性的影響，鋼絲繩的牽引本身屬于柔性，再加上修磨過(guò)程中臺(tái)車(chē)的慣性，僅僅依靠速度給定是不夠的。尤其在臺(tái)車(chē)制動(dòng)、啟動(dòng)和換向過(guò)程中，速度的控制還是滯后。為了優(yōu)化這些問(wèn)題，采用臺(tái)車(chē)位移來(lái)實(shí)現(xiàn)臺(tái)車(chē)雙閉環(huán)控制。臺(tái)車(chē)實(shí)際行走速度依靠現(xiàn)場(chǎng)激光測(cè)距儀反饋的實(shí)際臺(tái)車(chē)位移來(lái)計(jì)算。根據(jù)激光測(cè)距儀來(lái)定位臺(tái)車(chē)的位置，臺(tái)車(chē)實(shí)際位置和5個(gè)定位距離進(jìn)行比較，左側(cè)和右側(cè)總共10個(gè)數(shù)值。

4 結(jié)論

國(guó)產(chǎn)修磨機(jī)臺(tái)車(chē)速度的精確控制才能夠修磨出表面合格的鋼坯，臺(tái)車(chē)速度控制依據(jù)不同的操作模式和不同的控制要求來(lái)設(shè)計(jì)，臺(tái)車(chē)速度的計(jì)算除了要根據(jù)要求外，還應(yīng)注意修磨的功率和修磨深度、修磨進(jìn)給的步長(zhǎng)等因素，這些變量決定了臺(tái)車(chē)的速度。

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