史 強(qiáng)

(山東鋼鐵股份有限公司，山東271104)

寬厚板垛板機(jī)主要用于鋼板吊運(yùn)。隨著萊鋼寬厚板產(chǎn)量提升以及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整，8 mm～14 mm薄規(guī)格鋼種的訂單數(shù)量和比例明顯增加。鋼板寬度范圍從1500 mm到3200 mm，長(zhǎng)度范圍從6000 mm到12000 mm，導(dǎo)致鋼板單重范圍變化大。垛板機(jī)的電磁鐵磁力按20%遞增，只有五個(gè)檔位。

因垛板機(jī)電磁鐵磁力變化幅度過(guò)大，導(dǎo)致在鋼板上料時(shí)無(wú)法根據(jù)鋼板重量準(zhǔn)確調(diào)整磁力大小，如果電磁鐵使用較大電流提高電磁鐵磁力吊裝，容易將多層薄規(guī)格鋼板同時(shí)吊起；如果使用小磁力吊運(yùn)，容易導(dǎo)致鋼板掉落砸壞設(shè)備或?qū)е氯松韨Α?/p>

為進(jìn)一步提高垛板機(jī)生產(chǎn)效率，保證信息與實(shí)物對(duì)應(yīng)準(zhǔn)確率，要求垛板機(jī)實(shí)現(xiàn)智能化改造，實(shí)時(shí)感知判斷吸取吊運(yùn)鋼板狀態(tài)，并進(jìn)行自主調(diào)整。

1 現(xiàn)有設(shè)備及工藝條件

1.1 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備條件

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備條件見(jiàn)表1。

1.2 現(xiàn)場(chǎng)工藝條件

熱處理生產(chǎn)過(guò)程中，鋼板號(hào)、鋼種、鋼板尺寸、重量等信息由三級(jí)MES系統(tǒng)傳輸給垛板機(jī)二級(jí)控制系統(tǒng)，垛板機(jī)二級(jí)控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)垛位位置、垛位高度和上料位置、磁塊數(shù)量的自動(dòng)定位選擇。

鋼板實(shí)際位置、垛位高度和上料位置等信息由MES系統(tǒng)理論計(jì)算給出，不是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所得，一旦MES信息與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物不符，極易造成電磁掛梁時(shí)降落過(guò)低，鋼絲繩出槽，電磁鐵吸取鋼板不居中偏斜等問(wèn)題。

操作工需要根據(jù)鋼板厚度和重量，在操作畫(huà)面中進(jìn)行20%，40%，60%，80%，100%等磁力的人工選擇，操作較為繁瑣，需要頻繁進(jìn)行人工干預(yù)。

2 具體改造內(nèi)容

2.1 電磁智能調(diào)磁控制系統(tǒng)升級(jí)改造

在垛板機(jī)上使用的電磁系統(tǒng)效果不佳，磁力調(diào)整只有五個(gè)檔位，在實(shí)際使用過(guò)程中，電磁鐵磁力調(diào)整變化幅度過(guò)大、準(zhǔn)確度較差，需人工介入，延長(zhǎng)了垛板機(jī)的工作周期，降低了垛板機(jī)的生產(chǎn)效率。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要對(duì)電磁系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，通過(guò)我公司軟件開(kāi)發(fā)、計(jì)算、支持在智能防搖系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行過(guò)程中，結(jié)合MES系統(tǒng)信息可精確實(shí)施無(wú)級(jí)控磁。

根據(jù)垛板機(jī)系統(tǒng)給出的命令，由調(diào)磁控制模塊根據(jù)MES信息自動(dòng)控制調(diào)磁器調(diào)節(jié)電磁吸盤(pán)的勵(lì)磁電流及所需要的吸盤(pán)數(shù)量，調(diào)磁精度更加的準(zhǔn)確，同時(shí)防止磁力不足或過(guò)分冗余，提高作業(yè)效率。改造的電磁智能調(diào)磁控制系統(tǒng)見(jiàn)圖1。

表1 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備條件

圖1 改造的電磁智能調(diào)磁控制系統(tǒng)

2.2 鋼板位置智能識(shí)別系統(tǒng)

垛板機(jī)在鋼板的吊裝過(guò)程中，由于現(xiàn)有設(shè)備的局限性，不能準(zhǔn)確的鎖定鋼板在寬度方面的中心，致使垛板機(jī)在吊運(yùn)時(shí)不能準(zhǔn)確吸取鋼板的中心，導(dǎo)致鋼板吸取存在重量上的偏移，在一定程度上影響生產(chǎn)。

在垛板機(jī)上增加鋼板位置識(shí)別系統(tǒng)，使用激光輪廓掃描傳感器LMS511-20100(響應(yīng)時(shí)間10 ms～40 ms，測(cè)量精度±12 mm)安裝在垛板機(jī)主梁上，由垛板機(jī)沿其大車方向行走，帶動(dòng)傳感器掃描出整個(gè)場(chǎng)地，結(jié)合垛板機(jī)在行走過(guò)程中實(shí)時(shí)位置反饋，以及傳感器掃描出來(lái)的2D輪廓信息，可以獲得場(chǎng)地的3D數(shù)據(jù)模型，經(jīng)過(guò)后期軟件的數(shù)據(jù)處理與分析，計(jì)算出每個(gè)板材堆的中線位置，將鋼板的長(zhǎng)、寬尺寸、坐標(biāo)位置等數(shù)據(jù)傳送給智能管理系統(tǒng)，由智能管理系統(tǒng)結(jié)合MES信息來(lái)給定垛板機(jī)的位移信號(hào)，垛板機(jī)移動(dòng)到給定的位置進(jìn)行吊裝，使垛板機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)鋼板的自動(dòng)識(shí)別，并完成自動(dòng)對(duì)中功能。

2.3 鋼板重量自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)

在定滑輪一側(cè)的鋼絲繩上安裝稱重傳感器對(duì)鋼板的重量進(jìn)行精確檢測(cè)，并與MES給的重量信息進(jìn)行對(duì)接，保證鋼板重量的準(zhǔn)確性。

分析傳感器精度需求，提供傳感器精度、響應(yīng)速度等參數(shù)。稱重傳感器LKVE安裝在鋼絲繩定繩末端，可輸出4 mA～20 mA的電流信號(hào)。該傳感器重復(fù)精度高，可在嚴(yán)酷的工業(yè)環(huán)境下使用，且完全滿足IP67的防護(hù)等級(jí)。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)垛板機(jī)的智能化改造，實(shí)現(xiàn)鋼板的自動(dòng)識(shí)別，并完成自動(dòng)對(duì)中功能。生產(chǎn)二級(jí)控制系統(tǒng)和MES系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了的無(wú)縫對(duì)接，實(shí)現(xiàn)MES下發(fā)計(jì)劃后，垛板機(jī)自主執(zhí)行上料或倒垛等任務(wù)。鋼板號(hào)及重量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并與MES系統(tǒng)的任務(wù)信息進(jìn)行比對(duì)，確保所吊鋼板與MES系統(tǒng)內(nèi)鋼板信息一致。設(shè)備改造后智能化程度更高，系統(tǒng)故障率更低，運(yùn)行更加穩(wěn)定。