基于小棒成品對齊后挑頭系統的改造實踐

可明輝 周印昊

摘要：寶武集團鄂城鋼鐵軋材廠棒二車間主要生產Ф20-Ф40mm螺紋鋼，成品在上冷床前，通過倍尺剪切得到多個倍尺鋼材，其最后一根倍尺鋼材（即尾倍尺鋼材）的尾部尺寸以及直線度等往往不符合產品質量要求，通過人工挑頭，然后將挑選出的尾倍尺鋼材的尾部不合格部分剪切掉，該方案勞動強度大，效率低。如不進行挑頭處理，直接在定尺剪切之前，將一批倍尺鋼材的尾部全部剪切掉，則直接將正常倍尺鋼材的合格部分也剪切掉，造成了材料浪費。通過增加鋼材挑頭裝置解決了挑頭的問題。

關鍵詞：倍尺剪切;定尺剪切;對齊;挑頭系統

一、前言

該廠棒二主要生產Ф20-Ф40mm螺紋鋼，鋼坯在軋制過程中，一般需要對一條鋼坯按生產規格進行倍尺剪切，然后再將得到的倍尺鋼材卸載到冷床冷卻并對齊，最后再將各倍尺鋼材卸載到冷剪處進行定尺剪切，得到適合交付客戶的定尺鋼材。其中，鋼坯通過倍尺剪切得到多個倍尺鋼材，其最后一根倍尺鋼材（即尾倍尺鋼材）的尾部尺寸以及直線度等往往不符合產品質量要求，因此在進行定尺剪切之前需要將尾倍尺鋼材挑選出來（這一挑選過程可以稱為挑頭），然后將其尾部不合格的一段剪切掉。

二、存在問題

目前，一種方案是通過人工挑頭，然后將挑選出的尾倍尺鋼材的尾部不合格部分剪切掉，該方案勞動強度大，效率低;另一種方案是不進行挑頭處理，直接在定尺剪切之前，將一批倍尺鋼材的尾部全部剪切掉，則將正常倍尺鋼材的合格部分也剪切掉，造成了材料浪費。

三、解決措施及分析過程

在冷床對齊輥端部開發研究制作氣動自動挑頭系統（見下圖1圖2），并實現成品最后一條長倍尺尾部自動挑選出來，并比其它倍尺端部長出一定的長度，并可無極調節，在冷剪處單獨剪切掉尾材尾部，減少工人勞動強度，節約鋼耗。挑頭裝置包括活動擋板和活動擋板驅動機構，其中，活動擋板的第一端面與活動擋板驅動機構連接，活動擋板中與第一端面正對的第二端面正對冷床對齊輥最后一個卡槽的端面設置，第二端面作為對齊輥最后一個卡槽的對齊位置;控制單元分別與倍尺鋼材圖像采集單元、活動擋板驅動機構以及冷床步進齒條的驅動機構通信連接，用于根據步進齒條的驅動機構的反饋信號確定尾倍尺鋼材的位置，根據倍尺鋼材圖像采集單元采集的倍尺鋼材的圖像確定尾倍尺鋼材的規格，進而根據尾倍尺鋼材的規格確定尾倍尺鋼材的對齊位置，并在確定尾倍尺鋼材從對齊輥的倒數第二個卡槽到最后一個卡槽時，控制活動擋板驅動機構帶動從正常倍尺鋼材的對齊位置向尾倍尺鋼材的對齊位置運動，并在確定尾倍尺鋼材離開對齊輥的最后一個卡槽時，控制活動擋板驅動機構帶動活動擋板從尾倍尺鋼材的對齊位置向正常倍尺的對齊位置運動。活動擋板驅動機構包括供氣機構、有桿氣缸、氣缸支座和線性位移傳感器，供氣機構通過氣管分別與有桿氣缸的有桿腔和無桿腔連接，線性位移傳感器與控制單元通信連接，有桿氣缸通過氣缸支座安裝在冷床的機架上，有桿氣缸的活塞桿通過銷軸與活動擋板的第一端面連接，有桿氣缸的活塞桿通過連接桿與線性位移傳感器連接，且線性位移傳感器的信號發射端面與第二端面平行設置，供氣機構給有桿腔送氣時，活塞桿帶動活動擋板遠離正常倍尺的對齊位置，并在線性位移傳感器確定第二端面到達尾倍尺鋼材的對齊位置時停止運動，線性傳感器的方向與有桿氣缸的活塞桿的方向平行設置，供氣機構給無桿腔送送氣時，活塞桿帶動活動擋板靠近正常倍尺的對齊位置，并在第二端面到達正常倍尺鋼材的對齊位置時停止運動。供氣機構包括依次連接的球閥、氣動三聯件、電磁氣閥和兩根氣管，電磁氣閥通過兩根氣管分別與有桿氣缸的有桿腔和無桿腔連接。電磁氣閥與控制單元通信連接，電磁氣閥得電時，供氣機構通過電磁氣閥向有桿腔送氣，電磁氣閥失電時，供氣機構通過電磁氣閥向無桿腔送氣。活動擋板驅動機構還包括活動擋板導向機構，活動擋板導向機構包括底板、第一側板和第二側板，底板、第一側板和第二側板連接構成凹型槽，第一側板上設置有導向槽，活動擋板通過其側面導向桿和螺帽套接在導向槽中，活塞桿帶動活動擋板運動時，活動擋板始終位于凹型槽中。對于每一段鋼坯對應的一批倍尺鋼材，通過控制單元跟蹤尾倍尺鋼材位置，并根據倍尺鋼材圖像采集單元采集的倍尺鋼材的圖像確定尾倍尺鋼材的規格，進而根據尾倍尺鋼材的規格確定尾倍尺鋼材的對齊位置;當確定尾倍尺鋼材從對齊輥的倒數第二個卡槽到最后一個卡槽時，通過控制單元向活動擋板驅動機構發送第一控制指令，以使活動擋板驅動機構響應于第一控制指令帶動活動擋板運動至尾倍尺鋼材的對齊位置，并在尾倍尺鋼材到達對齊輥的最后一個卡槽后，通過對齊輥帶動尾倍尺鋼材尾部運動至尾倍尺鋼材的對齊位置;當確定尾倍尺鋼材離開對齊輥的最后一個卡槽時，通過控制單元向活動擋板驅動機構發送第二控制指令，以使活動擋板驅動機構響應于第二控制指令帶動活動運動至正常倍尺鋼材的對齊位置。

四、小結

通過增加挑頭系統后，鄂鋼棒二生產螺紋鋼時，針對不同規格產品通過線性位移傳感器控制挑頭尺寸（65～80mm），成品剪切可節約鋼耗0.1Kg/t，達到改造效果。

作者簡介：可明輝（1970.08.12-），男，在職研究生，高級工程師;周印昊，（1983.09.26-），男，本科，工程師。