帶鋼折疊尾部自動剪切的功能應用

摘 要：熱卷箱中間卷尾部的展開是熱卷箱自動開卷過程中重要的一環。針對帶鋼折疊產生的原因及對開尾銷沒能正常插入帶鋼卷的情形進行了分析，提出了通過開卷卷徑跟蹤的處理、尾部折疊信號的采集實現自動剪切以及對異常剪切后的速度控制的方法，很好地解決了熱卷箱自動開卷帶鋼尾部折疊問題。

關鍵詞：帶鋼折疊;自動剪切;卷徑

0? ? 引言

熱卷箱對中間卷尾部的展開是熱卷箱自動開卷過程中重要的一環，尾部順利展開能避免在飛剪區飛剪自動模式下異常剪切重疊的帶鋼造成飛剪剪刃崩斷的設備事故發生，或避免在飛剪區沒能切斷異常折疊尾部，導致折疊的尾部進入F1精軋機時造成F1軋機掰輥或掰接軸發生嚴重設備事故。

在2017年基礎自動化系統改造后，因各種原因多次造成帶鋼尾部沒能正常展開，導致精軋機被迫急停，產生了大量的廢鋼。為避免惡性事故的發生，依照熱卷箱高度自動化控制的要求，需研究出一種能自動判斷中間坯尾部折疊并及時進行剪切的方法。

1? ? 中間卷尾部折疊產生的原因

熱卷箱在開卷過程中對卷徑的跟蹤是一個卷徑遞減的過程。當中間卷在1#托輥開卷時，跟蹤過程由1#托輥速度檢測來完成;當中間卷在2#托輥開卷時，跟蹤過程由夾送輥速度檢測來完成。

中間卷的尾部展開是由熱卷箱的開尾銷插入中間卷卷芯來完成的，當中間卷移送到2D輥上并倚靠在開尾輥且開卷卷徑小于950 mm時，發出開尾銷插入中間卷卷芯的指令。由此可見，造成中間卷尾部不能打開的原因可能有如下幾種：

（1）開卷卷徑跟蹤計算異常，導致卷徑跟蹤計算至大于950 mm;

（2）中間卷沒能正常移送到2D輥上并倚靠在開尾輥;

（3）電氣設備故障，繼電器沒能輸出正確的工作電壓;

（4）機械設備故障，開尾銷伸縮油缸沒能正常執行控制指令。

基于事故的PDA數據曲線分析及影像回放，開尾銷沒能正常插入有如下3種情況：

（1）程序控制沒發出開尾銷伸出指令，開尾銷沒動作，如圖1所示;

（2）程序控制發出開尾銷伸出指令，開尾銷端頭撞在中間卷端面，開尾銷沒能插入卷芯，如圖2所示;

（3）程序控制發出開尾銷伸出指令，開尾銷插到中間卷前面，沒能插入卷芯，如圖3所示。

2? ? 問題分析及控制功能完善

2.1? ? 開卷卷徑跟蹤的處理

在卷徑小于950 mm且HMD303檢得時，開尾銷發出插入命令。在分析過程中，發現卷徑跟蹤的異常中斷是造成開尾銷沒能插入的主要原因。卷徑跟蹤主要依靠單一的HMD檢測信號來判斷是否進行卷徑的計算，一旦HMD因外部原因提前檢失，勢必造成卷徑跟蹤計算結束。

采用同區域多信號的檢測來維持卷徑的跟蹤計算，即可滿足現場實際應用的需求。同時在操作上需要在手動移送過程中將中間卷在卷徑較大時及時移送到開尾輥處，依靠HMD303及時檢測來避免圖2、圖3所示情況的出現。

2.2? ? 尾部折疊信號的采集

針對卷徑跟蹤計算的控制，也可能發生因電氣元件、機械原因造成中間卷尾部不能打開的情況，就需要對這種異常情況做出自動處理。

在帶鋼尾部折疊時，會對熱卷箱出口夾送輥的位置產生一個上抬沖擊，表現為夾送輥的輥縫值突變（增大）。根據變化數據可對此變化量進行采集記錄，如輥縫實際值比其基準值大80 mm以上，則判定帶鋼尾部產生了折疊，如圖4所示。

因考慮在實際生產過程中在夾送輥完成自動定位后有手動上抬操作的需求，對手動產生的輥縫變化不予判斷。

2.3? ? 尾部折疊的自動剪切

折疊的尾部必須及時準確地切除，如剪切動作不及時飛剪極有可能在折疊處剪切帶鋼，折疊的帶鋼會造成飛剪剪切不斷帶鋼，剪刃崩斷的事故發生。

在判斷出尾部發生折疊，折疊尾部離開夾送輥時，即HMD304檢失時發出尾部折疊剪切命令，如圖5所示。

2.4? ? 異常剪切后的速度控制

在自動剪切了折疊尾部后，帶鋼整體在飛剪前輥道區域，其速度基準仍為開卷主令速度控制，此刻異常切除的帶鋼尾部仍將繼續往精軋機組方向前進，勢必導致帶鋼堆在飛剪區及除鱗箱前，造成后續帶鋼處理的困難，因此必須對異常剪切后的剪切輥道速度進行控制。

在異常剪切后，剪切輥道立刻減速停止并鎖定為零速，將折疊了的帶鋼保留在剪切輥道區域，如圖6所示。

后續通過操作OPU面板對鎖定為零速的剪切夾送輥的速度進行復位操作，滿足后續折疊尾部處理的需求。

3? ? 結語

熱卷箱開卷出來的尾部折疊問題，事后分析主要原因為開卷卷徑跟蹤異常及操作不規范，在有效解決開卷卷徑跟蹤問題的基礎上，考慮有可能存在的其他設備及操作因素，最終提出了自動剪切尾部折疊部分的控制要求并順利實現。

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收稿日期：2020-03-23

作者簡介：楊翠英（1972—），女，四川榮縣人，工程碩士，副教授，主要從事CAD/CAM及機械專業課教學工作。