新型精整設備在橫剪生產線上的應用

【摘 要】新型開卷校平橫剪設備是橫剪生產線上至關重要的一種加工設備，無論是在造船工業、汽車制造還是在鋼材加工行業中，都有著廣泛的應用。本篇文章首先對新型開卷校平橫剪精整設備的構成以及運行原理進行了全面詳細的闡述，進而對新型開卷校平橫剪精整設備在橫剪生產線上的應用進行了全面詳細的探討。

【關鍵詞】開卷校平橫剪；PLC；精整

0.引言

開卷校平橫剪裝備是針對金屬卷材執行開卷、校平、剪切、碼垛處理的精整加工生產設備，也是極為高效的一套生產線體系。伴隨著大量計算機技術、自動化、數字化技術持續發展，這類數控技術已經成為了工業制造體系中極為核心的技術體系。現如今，數控化生產線已經成為了現代化工業生產的主要標志，而數控技術發展也會對于整個國家的工業生產體系發展造成直接影響，而開卷校平橫剪設備便是數控技術與生產線融合發展過程中，一種新型的設備代表，其不僅具備了良好的加工設備屬性，設備本身所呈現出的生產效率也有所提升。下文主要針對新型開卷校平橫剪精整設備進行了全面詳細的探討。

1.開卷校平橫剪裝置介紹

1.1開卷校平橫剪裝置的基本組成

開卷校平橫剪裝置的基本結構可以分為開卷、校平、剪切三部分，開卷主要包含上料小車、引料壓頭、開卷機輔助支撐架、開卷機四部分組成；校平包含托料架、輔助壓料棍、校平機三部分組成；剪切主要包含緩沖池、精整送料及糾偏裝置、橫剪剪板機、運料帶、堆料小車五部分組成。

1.2開卷校平橫剪裝置的工藝流程

開卷校平橫剪設備實際上就是直接針對金屬卷料進行加工處理，進而使其能夠形成精確規格的加工尺寸，這對于后續的實際使用來說，奠定了堅實的基礎。但是要想更好的對于其中的控制系統加以應用，就必須要知曉開卷校平橫剪裝置的運行原理、流程加以了解，進而依據其運行原理來進行合理應用。

從開卷校平橫剪設備的基本結構，能夠明顯看出，在該新型精整設備運行的過程中，首先上料小車要先將金屬卷料運送到開卷機部分的卷軸上進行套裝，而開卷機的輔助性支撐架在完成支撐工作之后，便可以撐好開卷機機芯，將引料壓頭壓下去，同時將其中的托料架伸出，卷料在托料架的支撐之下，通過輔助性質的壓料棍來壓入到校平機的內部，通過校平處理后的金屬板材還需要利用精整送料、糾偏裝置處理。在這一過程中，校平機持續性的針對金屬卷料進行校平處理，而其中的計量長度也同樣重新開始計算，之后，精整送料則完全停止，校平機依然持續送料。此時，校平的金屬板料經過緩沖橋進入到緩沖池中，當達到一定深度，精整送進開始送料，剪板機按照預先設定好的長度裁剪板料，裁剪好的板材經過送料皮帶，滑落到堆料小車中。

總的來說，開卷校平橫剪裝置的動作流程主要是依靠液壓系統以及電機的各種拖動負載實現的。

2.開卷校平橫剪精整控制的硬件組成

為了能夠使得板材在進行橫剪生產的過程中，能夠實現對于自動精整的控制，該新型設備在矯直機的出口位置上，安裝了一個能夠放下、抬起的檢測裝置，并且在實際生產工作過程中，其帶有檢測功能的檢測輪直接壓在銅帶面之上，而銅帶的運動則有效的帶動了檢測輪運行，檢測輪在這一過程中利用連軸位置上的編碼器，來將識別到的編碼以脈沖形式進行發送，達到帶材長度實時監測的目的。

該新型開卷校平橫剪設備對于其踏剪環節進行了一定改裝，進而直接使用電磁鐵的形式來對一條可調節的伸縮連桿進行拉動，達到傳統操作的腳踏代替的效果，通過電信號的形式來對橫剪機剪切操作加以控制。

自動精整控制系統由PLC、變頻器、三位撥碼開關、光電編碼器、牽引電磁鐵、光電開關等組成，和矯直機、橫煎機_構成一個自動神制系統。

系統工作原理：通過撥碼開關來對于產品實際需要剪切的產品長度加以設置，并且將該參數輸入到PLC中進行數學運算處理，在完全啟動系統之后，橫剪機還需要針對銅帶執行一次完全初始化的剪切措施，同時矯直機也需要對帶材進行初步的矯直處理。在這一過程中，精整監測裝置的編碼元件，會將橫剪過程中實時監測到的相關數據通過電脈沖進行傳輸，傳入PLC中進行處理，而PLC完成計算工作后，則輸出對應的繼電器信號，進而輸出繼電器的信號，促使控制變頻器能夠依照精確的曲線保持運行。當達到了產品設置長度后，便立即將橫切信號輸出，電磁鐵在這一過程中立即動作，橫剪機完成產品剪切。光電開關檢測橫剪機完成剪切后，指示系統執行下一循環操作。實現橫剪機組剪切的自動精整的控制。

為了克服因矯直機運行的慣性影響產品剪切的精度，變頻器根據PLC的控制信號，實行合理的多頻段自動運行，板材從初始點（0點）開始啟動運行移動，到A點減速，到B點再減速，移動到C點（剪切點）完成一個工作循環。

3.控制系統程序運行控制

系統設計為三種控制模式，手動、單循環、自動。手動模式將上卷小車、夾送機、矯直機、橫剪機等編為點動控制，單循環是自動模式的一個循環，自動模式的工作方式只要按下啟動按鈕就能繼續循環工作，按下停止按鈕即可停止工作，同時PLC保持當時設定的工作參數。

為了減少改造費用，本系統采用了一臺閑置舊型號F1-6（1VIR的PLC但受到其性能的限制，采用了三位BCD碼的撥碼開關輸入產品規格長度，單位定為〔鞏和編碼器檢測反饋回來的脈沖數進行數字比較，其量化計算：

檢測輪直徑D=7.8cm

檢測輪周長L=24492cm

編碼器類型100PPR

每厘米脈沖數P=408

在長度轉換成脈沖數的運算中，由于F1-6（1VIR數字運算不能處理余數和小數，將其放大一百倍運算：即408xlOQ設定長度的脈沖數=設定長度（C）x408/l0Q減小了誤差。為了簡化檢測裝置機械結構，故未對其進行機械速比處理，目前所采用的光電編碼器檢測分辨率能夠滿足工況要求。如果要求更高的精度，可以使用1000PPR或更高的光電編碼器來提高分辨率。

將PLC中的高速計數器C660，C661設置為減計數器，設定長度轉化為脈沖值（C值）裝入計數器，對光電編碼器實時檢測的脈沖數作累減運算。經過運行調試，合理選擇了變頻器運行減速點A，B至C點距離的值，以求矯直機運行至穩，滿足工況要求。

將兩個減速點的值執行區間比較指令，比較結果驅動狀態元件進行順序控制。計數器的當前值（累減值倒達A點值、B點值、及為零（到達C點）時，分別輸出相應順序的繼電器信號控制變頻器，驅動矯直機按設定曲線運行。

為保證系統按程序設計順序正常運行，設了一個判別程序，設定長度值必須大于A的值，否則系統的自動、單循環控制模式不能投入運行，同時也規定了該系統最小產品設置長度，并滿足實時板材裁剪長度的工況要求。

在撥碼開關設置產品長度，將控制系統工況設為自動或單循環控制模式，按下啟動按鈕，系統啟動運行，變頻器以一頻速度運行；當計數器的當前值小于A值而大于B值時，變頻器以二頻速度運行；當計數器當前值小于B值時，變頻器以三頻速度運行；當計數器的當前值等于0時，變頻器待機工作，PLC發出指令執行牽引電磁鐵動作，帶動連桿拉動脫扣，橫剪機剪切銅板材，光電開關檢測到橫剪機剪切動作信號，計數器復位，指示系統按所選的工作模式循環運行。

4.結語

綜上所述，開卷校平橫剪切產品長度誤差控制在1.5mm以下；減少了銅帶的戳傷和輥痕；產品質量及剪切效率得到明顯提高，滿足了客戶的要求。并且該新型精整設備可由一人操作，提高了工作效率。

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