浅谈机械式定尺机电气功能及剪切精度控制

杨秀超

（江苏江阴兴澄特种钢铁有限公司 214400）

浅谈机械式定尺机电气功能及剪切精度控制

杨秀超

（江苏江阴兴澄特种钢铁有限公司 214400）

本文介绍了钢板剪切线应用的一种新型机械式定尺机，分析了定尺机的结构原理、功能组成和自动控制及精度控制方法。该机械式定尺机在使用过程中性能优良，具有较好的稳定性、可靠性和自动控制功能，能够有效提高企业生产效率。

定尺机；电气功能；精度控制

1 引言

随着我国科技的进步、经济社会的发展，以及桥梁、轮船、管道开发、工程机械等领域的迅猛发展，我国对各种规格的钢板需求量越来越大。当前，各钢铁企业受限于中厚板生产线及板类裁剪设备的发展，而为适应现代中厚板高质量、高产量的要求，精细化生产和控制成本的要求随之不断提高，各大钢厂对提高定尺京都和成才率的要求也越来越高，新增高性能定尺机及裁剪装置已成为必然趋势。因此，本文着重分析了一种新型机械式定尺机的结构、工作原理和控制过程。

2 机械式定尺机简介

2.1 定尺机概述

机械式定尺机的用途是通过定尺挡板、定尺小车和绝对值编码器的定位，对钢板长度进行精确测量，配合定尺剪实现对钢板定尺剪切的功能。该机械式定尺机的钢板定尺设定范围4～24m，钢板的移送距离及速度控制由定尺剪机组电控系统通过操控测长辊、夹送辊、剪前输入辊道、摆动辊道、输出辊道等实现。

2.2 定尺机性能参数

主要性能参数如下：

（1）定尺移动行程：20，000mm；

（2）定尺长度范围：4，000～24，000mm；

（3）移动速度：0～1.5m/s；

（4）定尺精度：0～+5mm；

（5）挡板提升高度：0～155mm（距辊面）。

3 定尺机结构组成及工作原理

定尺机与定尺剪前输入辊道、夹送辊、定尺剪、摆动辊道、剪后输出辊道等设备相互都有联锁、同步控制的要求，并与区域的来料跟踪控制有关；各辊道的控制分组与数量等应按区域工艺要求，由定尺剪电控操作系统来统一考虑。该定尺机主要包含了定尺小车传动装置和挡板升降装置。

3.1 定尺小车的传动装置

定尺小车的传动装置由一台交流变频电机（CV01 MKL/T，电机自带风机冷却，自带测速编码器CV02 BN/M）通过一台锥齿轮箱带动两侧的蜗轮蜗杆转动，进而带动蜗轮下方的传动齿轮与齿条啮合传动，使定尺小车沿轧制线方向前后移动，以更改定尺长度。该传动装置包含定尺长度调整、小车停车定位、小车极限行程保护、视频监视、小车位置标定等功能。

3.2 挡板升降装置

挡板升降装置由四个气缸、连杆、升降挡板等组成。四个气缸通过机械同步轴同步伸缩，以实现定尺挡板的升降功能。

钢板低速靠紧挡板时，因气缸的作用钢板不会后退；若钢板高速冲撞挡板时，撞击力通过挡板支座传递至气缸有杆腔，由于气体具有可压缩性，因此该挡板升降装置具有缓冲、吸振的作用。在送板到位后，应考虑延时，以便气缸复位，保证定尺精确。挡板升降装置分为三个工作状态：抬起挡板状态、降下挡板状态、检修状态。

3.3 控制逻辑

（1）定尺机电控程序按设定的定尺范围，将定尺小车平稳、精确移动到位，放下升降挡板；

（2）定尺剪电控系统同步控制剪前输送辊道、夹送辊、剪后摆动辊道、输出辊道等，使钢板准确、平稳地紧贴在升降挡板前端面（需操作工视频再次确认）；由定尺剪压紧缸压紧钢板，启动定尺剪完成一次定尺剪切动作，执行剪切动作的同时，定尺机的升降挡板抬起；

（3）定尺剪电控系统控制剪后摆动辊道、输出辊道送走钢板；完成一次剪切过程；

（4）剪切子板送出剪切区后定尺机再次降下定尺挡板；

（5）定尺剪电控系统再次送板进行下一次剪切动作；

（6）重复以上定尺步骤，直到整块母板完成定尺剪切。

4 定尺机自动控制及精度控制

4.1 定尺机自动控制过程

在车间3级系统根据计划和工艺要求下发定尺参数、定尺剪2级电控系统根据3级下发的参数和物料跟踪信息设定剪切参数并下发给一级，由一级完成自动剪切控制功能。通讯、联锁正常的条件下，定尺机的控制系统，能够配合定尺剪的2级电控系统实现剪切过程的自动控制。

定尺机的自动控制程序，仅仅是针对定尺小车定位而言；在设定的定尺长度条件下，能够控制定尺小车自动定位到设定位置（详见图1流程图）。

4.2 定尺机精度控制

自动剪切控制实际上完全是定尺剪电控系统的功能，定尺机的电控模块并入定尺剪电控系统，不影响定尺的精度。定尺机精度控制过程如下。

（1）定尺小车移动前（电机CV01 MKL/T通电前），升降挡板必须抬起到上限位（检查接近开关CV09 SBE01信号）；5台制动器均打开到位；

（2）小车停车后（电机CV01MKL/T断电后），5台制动器同时关闭；

（3）降下升降挡板前，5台制动器同时关闭；

（4）按小车定位、辊道送板的距离与速度比较耗时长短，预计算能满足定尺小车提前到位并降下定尺挡板的条件，才允许原定尺剪电控系统控制夹送辊、剪切区各辊道同步送板（外部输出：允许送板信号）；

（5）由原定尺剪电控系统控制送板开始，直到压紧缸压紧钢板期间，禁止移动定尺小车（电机CV01 MKL/T断电，5台制动器同时关闭）（外部输入：送板信号、压紧信号）；

图1 定尺机自动控制精度流程图

（6）定尺剪启动主电机剪板前，应抬起定尺挡板（发出气缸伸出指令，不用检查接近开关状态）（外部输入：定尺剪主电机通电信号）；

（7）定尺剪启动主电机剪板完成，抬起定尺挡板到位后（检查接近开关CV09 SBE01状态），才允许剪后摆动辊道、输出辊道送板。

5 结论

定尺机作为中厚板钢材裁剪中的重要工具，其性能直接影响着板材的精度和生产效率。本文介绍了厚板生产新增的一种机械式定尺机，通过对定尺机工作原理、控制特点的研究，为以后深入研究和二次开发奠定了基础。

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TG333.2+1

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2016-8-28