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钢板裁剪工艺简介与传统裁剪控制存在的问题

2019-01-13

板材厂生产的幅宽成卷钢板一般需要经过校平和分剪,才能成为较终产品提供给客户使用,因此钢板校平剪板机是钢板厂和板材仓库重要的生产设备。由于传统的剪板机在使用方面存在诸多问题,针对传统钢板校平剪板机存在的生产效率和剪切定位精度低的问题,研制了基于台达工控产品的460mm幅宽成卷钢板校平剪板机自动控制系统,该系统已投人生产使用,运行稳定可靠,控制精度高,维护使用方便,受到用户好评。本文从工艺技术角度对研制过程中的某些关键技术和工程实现相关问题作些讨论。

1、裁剪工艺流程简介

裁剪工艺流程裁剪系统由送料、校平、切板、皮带传送和堆放成品等5个子系统组成。原材料卷板(约3一5mm后的钢板)经送料机和压平机后,经过4m长的缓冲地坑后传送至校平子系统作校平定位,按照给定切长要求定位后,切板机将钢板裁切成成品,经皮带送出堆放包装。系统运行中,位于地坑中的光电开关用于根据钢板下垂程度以启动或停止送料机送料,以便保持送料速度与校平机运行速度相匹配,操作人员可通过触摸屏人机界面输入每刀剪切的长度与裁切的刀数,设定完成后启动系统自动投人运行。裁切工艺的具体技术指标要求是:校平剪板机要求在裁切长度2m时,其速度能达到每分钟裁切8次,钢板长度相对误差在5mm之内。

2、工艺数据要求

根据裁剪工艺需要及物理计算,满足工艺技术指标的相关技术数据配置为:送料机功率为7.5kW。校频机减速电机功率为3.7kW,减速比为15:1;切板机电机功率为4kW;皮带传送电机功率为3.7kW;校频机滚轴直径为108mm.编码器分辨率为500ppr;送料机较高速度为25m/min;切板机速度,60次/min;原料钢板厚度为3一5mm,宽度小于460mm.缓冲地坑:4m长,3m深。

大发棋牌游戏3、传统裁剪控制系统存在的问题

按上述工艺数据要求对这类控制系统进行设计并不困难,但由于传统解决方案存在的缺陷,往往留下诸多遗憾。如对低端设备而言,传统实现方法一般采用直流调速系统,实施方案的缺点是:系统笨重、耗电量大、调试复杂、维护成本高。在定位控制方式方面,一般采用读取行程开关信号后通过预减速配合气压制动的定位方式,剪切效率很低,误差较大。而对高端设备,一般采用直流伺服技术,虽然精度和效率得以保证,但价格非常昂贵,产品性能价格比难以令人满意。

大发棋牌游戏随着计算机技术、自动控制技术和矢量变频调速技术的技术进步,如何采用先进的控制技术构造性能价格比优异的剪切控制系统,是人们关注的焦点,为此提供了基于台达工控产品的整体配套控制方案,比较好地解决了存在的问题。

安全可靠性设计

(1)系统各个部分设置有电机操作按钮、急停按钮,手动、自动选择等。所有变频器集中安装在控制柜内,PLC和人机界面放在现场设备上,这种配置可缩短PLC和人机界面的通讯距离,减小变频器对弱电系统尤其是编码器的干扰,在提高通讯可靠性和控制精度的同时也提高了操作的便利性。变频器和变、配电设备与信号设备远离,防止强电对小信号干扰,提高精度。

(2)电器配电柜设计

配电系统对各回路均单独控制,设计有循环风冷、备用电源、备用按钮和指示,易于检修改造。现场电源、联锁电源以及低压供电系统均设计有空气开关,可防止电源短路的互相影响;五线三相供电,配电柜中性线和地线分开,有利于抗干扰和操作人身安全。

大发棋牌游戏系统所选用的主要控制元、器件如附表。影响精度的因素众多,如编码器的干扰、电机与连轴器间的间隙、连轴器的背隙、编码器与连轴器的间隙、原料与滚轮间在运动和停止时存在打滑等等,为此,除了设计时采用高精度编码器、矢量型变频器、快速响应的电磁抱闸外,在安装调试时必须尽量减小连轴器的背隙,增加板材与滚轴间的摩擦力。为了使送料机与校平机的速度相适应,可在送料机与校平机之间采用挖地坑的方法实现缓冲,如送料机以16m/s的速度送料,校平机以2m为一块板切割,则要求留足2m的余量。若挖3m长,2m深的地坑,刚好可以满足2m的余量满足速度匹配。但实际钢板是不可能拉到水平的,也不能接触到地坑底部,因此在地坑底部适当位置加装一对光电开关,检测越限信号,只要超限就启动送料机,为了方便挖一个4m长,3m深的地坑就可以满足工艺要求。

在外径测量过程中,可能有的钢卷外圈松弛,会引起钢卷外径测量不准,从而导致以次为初始值计算的实际动态卷径不准确。在测量过程中,当实测值与二级设定值偏差超过5mm,上位监控画面有呈现警报,提示操作工重新操作测量,或输人手动实测值,以减少这种误差。

但是为了消除导向辊处材料打滑引起的计算误差,则需要在建张以前,依据带钢的实际平均厚度与开卷(卷曲)机卷曲数的积分进行计算。建张以后,在大张力作用下,导材料打滑的可能性很小,可选用速度计算模式。

在轧机生产线上,装有三个光栅检测设备,分别位于开卷机与1#卷曲机之间,1#轧机入口及2#轧机与2#卷曲机之间,当带头(尾)经过时,光栅检测仪发送信号给控制系统,告知带头(尾)的实际位置,从而对当前的带钢长度和卷径计算进行校对,为下一道次的轧制提供准确的初始卷径。


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