淺談機械式定尺機電氣功能及剪切精度控制

楊秀超

（江蘇江陰興澄特種鋼鐵有限公司 214400）

淺談機械式定尺機電氣功能及剪切精度控制

楊秀超

（江蘇江陰興澄特種鋼鐵有限公司 214400）

本文介紹了鋼板剪切線應用的一種新型機械式定尺機，分析了定尺機的結構原理、功能組成和自動控制及精度控制方法。該機械式定尺機在使用過程中性能優良，具有較好的穩定性、可靠性和自動控制功能，能夠有效提高企業生產效率。

定尺機；電氣功能；精度控制

1 引言

隨著我國科技的進步、經濟社會的發展，以及橋梁、輪船、管道開發、工程機械等領域的迅猛發展，我國對各種規格的鋼板需求量越來越大。當前，各鋼鐵企業受限于中厚板生產線及板類裁剪設備的發展，而為適應現代中厚板高質量、高產量的要求，精細化生產和控制成本的要求隨之不斷提高，各大鋼廠對提高定尺京都和成才率的要求也越來越高，新增高性能定尺機及裁剪裝置已成為必然趨勢。因此，本文著重分析了一種新型機械式定尺機的結構、工作原理和控制過程。

2 機械式定尺機簡介

2.1 定尺機概述

機械式定尺機的用途是通過定尺擋板、定尺小車和絕對值編碼器的定位，對鋼板長度進行精確測量，配合定尺剪實現對鋼板定尺剪切的功能。該機械式定尺機的鋼板定尺設定范圍4～24m，鋼板的移送距離及速度控制由定尺剪機組電控系統通過操控測長輥、夾送輥、剪前輸入輥道、擺動輥道、輸出輥道等實現。

2.2 定尺機性能參數

主要性能參數如下：

（1）定尺移動行程：20，000mm；

（2）定尺長度范圍：4，000～24，000mm；

（3）移動速度：0～1.5m/s；

（4）定尺精度：0～+5mm；

（5）擋板提升高度：0～155mm（距輥面）。

3 定尺機結構組成及工作原理

定尺機與定尺剪前輸入輥道、夾送輥、定尺剪、擺動輥道、剪后輸出輥道等設備相互都有聯鎖、同步控制的要求，并與區域的來料跟蹤控制有關；各輥道的控制分組與數量等應按區域工藝要求，由定尺剪電控操作系統來統一考慮。該定尺機主要包含了定尺小車傳動裝置和擋板升降裝置。

3.1 定尺小車的傳動裝置

定尺小車的傳動裝置由一臺交流變頻電機（CV01 MKL/T，電機自帶風機冷卻，自帶測速編碼器CV02 BN/M）通過一臺錐齒輪箱帶動兩側的蝸輪蝸桿轉動，進而帶動蝸輪下方的傳動齒輪與齒條嚙合傳動，使定尺小車沿軋制線方向前后移動，以更改定尺長度。該傳動裝置包含定尺長度調整、小車停車定位、小車極限行程保護、視頻監視、小車位置標定等功能。

3.2 擋板升降裝置

擋板升降裝置由四個氣缸、連桿、升降擋板等組成。四個氣缸通過機械同步軸同步伸縮，以實現定尺擋板的升降功能。

鋼板低速靠緊擋板時，因氣缸的作用鋼板不會后退；若鋼板高速沖撞擋板時，撞擊力通過擋板支座傳遞至氣缸有桿腔，由于氣體具有可壓縮性，因此該擋板升降裝置具有緩沖、吸振的作用。在送板到位后，應考慮延時，以便氣缸復位，保證定尺精確。擋板升降裝置分為三個工作狀態：抬起擋板狀態、降下擋板狀態、檢修狀態。

3.3 控制邏輯

（1）定尺機電控程序按設定的定尺范圍，將定尺小車平穩、精確移動到位，放下升降擋板；

（2）定尺剪電控系統同步控制剪前輸送輥道、夾送輥、剪后擺動輥道、輸出輥道等，使鋼板準確、平穩地緊貼在升降擋板前端面（需操作工視頻再次確認）；由定尺剪壓緊缸壓緊鋼板，啟動定尺剪完成一次定尺剪切動作，執行剪切動作的同時，定尺機的升降擋板抬起；

（3）定尺剪電控系統控制剪后擺動輥道、輸出輥道送走鋼板；完成一次剪切過程；

（4）剪切子板送出剪切區后定尺機再次降下定尺擋板；

（5）定尺剪電控系統再次送板進行下一次剪切動作；

（6）重復以上定尺步驟，直到整塊母板完成定尺剪切。

4 定尺機自動控制及精度控制

4.1 定尺機自動控制過程

在車間3級系統根據計劃和工藝要求下發定尺參數、定尺剪2級電控系統根據3級下發的參數和物料跟蹤信息設定剪切參數并下發給一級，由一級完成自動剪切控制功能。通訊、聯鎖正常的條件下，定尺機的控制系統，能夠配合定尺剪的2級電控系統實現剪切過程的自動控制。

定尺機的自動控制程序，僅僅是針對定尺小車定位而言；在設定的定尺長度條件下，能夠控制定尺小車自動定位到設定位置（詳見圖1流程圖）。

4.2 定尺機精度控制

自動剪切控制實際上完全是定尺剪電控系統的功能，定尺機的電控模塊并入定尺剪電控系統，不影響定尺的精度。定尺機精度控制過程如下。

（1）定尺小車移動前（電機CV01 MKL/T通電前），升降擋板必須抬起到上限位（檢查接近開關CV09 SBE01信號）；5臺制動器均打開到位；

（2）小車停車后（電機CV01MKL/T斷電后），5臺制動器同時關閉；

（3）降下升降擋板前，5臺制動器同時關閉；

（4）按小車定位、輥道送板的距離與速度比較耗時長短，預計算能滿足定尺小車提前到位并降下定尺擋板的條件，才允許原定尺剪電控系統控制夾送輥、剪切區各輥道同步送板（外部輸出：允許送板信號）；

（5）由原定尺剪電控系統控制送板開始，直到壓緊缸壓緊鋼板期間，禁止移動定尺小車（電機CV01 MKL/T斷電，5臺制動器同時關閉）（外部輸入：送板信號、壓緊信號）；

圖1 定尺機自動控制精度流程圖

（6）定尺剪啟動主電機剪板前，應抬起定尺擋板（發出氣缸伸出指令，不用檢查接近開關狀態）（外部輸入：定尺剪主電機通電信號）；

（7）定尺剪啟動主電機剪板完成，抬起定尺擋板到位后（檢查接近開關CV09 SBE01狀態），才允許剪后擺動輥道、輸出輥道送板。

5 結論

定尺機作為中厚板鋼材裁剪中的重要工具，其性能直接影響著板材的精度和生產效率。本文介紹了厚板生產新增的一種機械式定尺機，通過對定尺機工作原理、控制特點的研究，為以后深入研究和二次開發奠定了基礎。

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TG333.2+1

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1004-7344（2016）26-0228-02

2016-8-28