梭車效率的提高與改進措施

劉海濱

（日照鋼鐵有限公司，山東日照 276806）

0 前言

梭車安裝在卷取運輸區，位于打捆機后，步進梁前，用于對3臺卷取機卸出的鋼卷快速運輸、下線。小車自帶鋼卷轉向功能，鋼卷運送到小車上之后旋轉90°，快速運卷到步進梁。小車行走由液壓馬達驅動，編碼器安裝于馬達減速機后，進行位置檢測。小車行程22 m，1#，2#和3#卷取機定位位置分別為0 m，9 m和18 m，運送到步進梁位置定位為22 m。

1 改造前設備現狀

低速、定位慢、定位不準和故障率高，梭車無法滿足高效、快速運卷的要求，嚴重影響了鋼卷的及時下線。小車提速，待卷優化，快速定位、降低故障率刻不容緩。單純提高小車最高運行速度會導致小車運行過程中拖鏈晃動大，損傷拖鏈電纜和油管。晃動過大時會沖撞小車軌道地坑蓋板造成拖鏈折斷。待卷邏輯混亂，在軋制小卷過程中，小車不往鋼卷多的卷取機位置去取卷，浪費定位時間，運輸不及時造成堵卷。

2 改造方案制定

2.1 要因分析

（1）小車運行時間長，生產節奏快的情況下不能滿足快速運卷要求，邏輯混亂，且偶爾不往急需運卷接卷位置取卷，需由操作人員手動操作，浪費時間。

（2）絕對值編碼器與液壓馬達“硬”連接、不同軸、易打齒，同時由于減速機問題，經常出現編碼器接軸脫齒，影響位置檢測。

（3）運行斜坡不合理、定位時間過長、定位不準。

2.2 目標設定

（1）降低小車單周期運行時間，減少10 s以上、提高運輸節奏。

（2）位置檢測雙備用，在原編碼器位置檢測的基礎上，增加激光測距儀進行檢測。

（3）快速精準定位，誤差保證在2 mm以內。

3 改造方案實施

3.1 縮短運行周期

小車在不提高最高運行速度的前提下優化運行斜坡，減少運行單周期時間。通過不斷測試，優化程序中設定參數，將低速運行速度系數25%修改到30%，同時小車前進運卷比例系數K由 1.36×10－4修改到 1.45×10－4，通過 PDA 曲線比較，小車運行時間明顯縮短。梭車運行單周期時間：①C1→WB，優化前44.6 s，優化后30.6 s；②C2→WB，優化前35.1 s，優化后23.2 s；③C3→WB，優化前 33.9 s，優化后 24.5 s。

3.2 位置檢測雙備用

小車軌道最北側蓋板下防撞鋼結構上安裝VDM50激光測距傳感器（圖1），通過查閱資料，結合現場經驗，采用SSI數據通信方式的激光測距傳感器，相比4～20 mA等其他模擬量傳輸方式，SSI信號抗干擾性強，精度高，更穩定。信號經過電纜傳輸直接進入TDC控制系統，程序中定義好通道地址后，添加程序塊“AENC”，其參數設置方式與磁尺參數設定類似。Type mode選4。通過編碼器的檢測位置與激光測距的檢測位置的差值設定其OFFSET值。調整激光測距傳感器發射端傾斜角度，通過傳感器LED的數值顯示以及反光板上的紅色光點位置來調整水平。

圖1 梭車安裝激光測距傳感器

3.3 精準定位

程序中小車控制方式為，位置偏差越大，給定速度越大，位置偏差越小，給定速度越小。由于比例閥存在死區，在很小的給定速度時，無法驅動小車進行位置調整，而小車定位控制在2 mm以內，隨著比例閥的老化，死區不斷增大，這就造成了小車長時間定位不到2 mm以內，增加了運卷時間。根據現場實際情況，進行程序優化，增加定位偏差邏輯矯正功能，當運行速度低于8%時，啟動偏差矯正功能，通過計算實際位置與設定位置之間的偏差值，輸出恒定的間斷性略大于死區的給定信號，偏差值控制在2 mm窗口范圍以內，停止輸出信號。

啟動偏差矯正速度：8%（死區3%）；偏差矯正前進輸出：0.075（最大輸出為1）；點動輸出脈沖寬度：200 ms。

4 改造效果確認

（1）小車運行時間有了明顯的縮短，單次循環平均時間與之前比較減少10 s。

（2）激光測距檢測值與絕對值編碼器檢測值曲線很好重合（圖2），偏差在允許范圍內，同時程序中增加了一鍵切換傳感器功能，若小車馬達一側的編碼器出現脫齒等檢測不準現象，現場人員確認無問題后可直接切換投用激光測距傳感器，降低了故障率。

圖2 編碼器與新安裝激光測距傳感器檢測曲線

（3）因死區等問題造成的定位不準問題，經程序優化，小車目前定位精度高，速度快，減少了定位時間，完全滿足快速運卷、快速的定位要求。

5 效益

通過梭車效率的提高與改進，不僅降低了設備故障率，減少了小車的備件消耗和人工成本，還減少了運卷時間，避免了因小車堵卷產生的廢鋼事故，降低了生產成本，提高了生產效率。

6 結束語

通過此次設備提高與改進，解決了限制生產的設備技術問題。降速提節奏的速度斜坡優化，提高了梭車的運卷效率；位置雙備用檢測方式降低了小車故障率，縮短了故障處理時間，快速精準定位，提高了小車運行的穩定性。同時參與人員的技能及素質均得到相應的提高，穩定了生產。

［1］孫炳達.自動控制原理［M］.北京:機械工業出版社，2005.