姜漾

摘 要：文章主要分析了圓盤剪的自動(dòng)化控制以及工作原理，對(duì)其機(jī)械的控制流程予以詳細(xì)闡述，其中詳細(xì)介紹了圓盤剪的聯(lián)鎖條件以及控制過程，希望以此提高圓盤剪的工作效率，提高其在冶金軋材中的加工有效性。

關(guān)鍵詞：冶金軋材；圓盤剪；自動(dòng)控制；工作原理

前言

在冶金行業(yè)中圓盤剪是極其重要的設(shè)備，主要針對(duì)帶鋼的邊部采用一定剪切工藝進(jìn)行剪切，用以消除軋制過程中由于工藝缺陷而造成的邊部缺陷。即圓盤剪的主要功能是對(duì)帶鋼邊部的不規(guī)則毛邊進(jìn)行剪切，從而使得帶鋼達(dá)到一定的寬度，并在外型上滿足產(chǎn)品的需求，從而使得產(chǎn)品質(zhì)量可以達(dá)到最高，保證后續(xù)工作中原料的質(zhì)量，并且圓盤剪的剪切質(zhì)量將會(huì)直接對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成影響。文章以下就針對(duì)圓盤剪的自動(dòng)化控制以及結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了探討分析。

1 工作原理及特點(diǎn)

1.1 結(jié)構(gòu)

圓盤剪是無動(dòng)力拉剪的一種，不需要控制速度也無需傳動(dòng)，主要依賴于張力輥進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，張力輥通過帶動(dòng)帶鋼使得圓盤剪進(jìn)行剪切運(yùn)動(dòng)。其設(shè)備組成為拖鏈、底座以及驅(qū)動(dòng)、倒頭、剪機(jī)架和擺動(dòng)壓輥、緊鎖裝置、切邊溜槽。其系統(tǒng)有兩個(gè)相同部分構(gòu)成，分別為傳動(dòng)側(cè)以及操作側(cè)，傳動(dòng)側(cè)和操作側(cè)之間通過軸桿銜接，并且軸桿可以移動(dòng)，剪邊帶鋼可以通過移動(dòng)軸桿對(duì)其寬度進(jìn)行調(diào)節(jié)。在圓盤剪的傳動(dòng)側(cè)以及操作側(cè)，分別在旋轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)置了兩套調(diào)節(jié)系統(tǒng)、碎邊剪，這種結(jié)構(gòu)設(shè)置可以保證在一套調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)可以使用另一套系統(tǒng)對(duì)圓盤剪進(jìn)行控制，從而使得生產(chǎn)過程更加穩(wěn)定，保證生產(chǎn)不會(huì)發(fā)生中斷。

1.2 工作原理

圓盤剪組成主要為兩個(gè)圓形刀片，刀片之間上下錯(cuò)位且相互垂直，其對(duì)帶鋼的剪切主要通過對(duì)刀片之間的間隙以及重疊量進(jìn)行調(diào)節(jié)。圓盤剪對(duì)通過刀片間的帶鋼施加一定的剪切力，將帶鋼同刀片接觸的區(qū)域進(jìn)行剪切，開始接觸時(shí)帶鋼僅僅產(chǎn)生變形，但隨著咬入深度不斷增加，這種形變也隨之增加，當(dāng)達(dá)到一定形變量后，受力部位就會(huì)產(chǎn)生斷裂，從而從預(yù)案板上脫落。下刀片作為支撐刀片被安裝在內(nèi)測(cè)，剪切主要由上刀片進(jìn)行，因此上刀片被安裝在外側(cè)。剪切線同帶鋼之間需要外切角，用以方便帶鋼的分離。

1.3 動(dòng)作機(jī)理

調(diào)整圓盤剪主要是調(diào)整刀頭的寬度，調(diào)節(jié)刀片的重疊量以及調(diào)整刀片的側(cè)間隙。當(dāng)對(duì)刀片刀頭進(jìn)行更換或者對(duì)電機(jī)以及編碼器繼續(xù)擰更換時(shí)，這些都需要進(jìn)行調(diào)整。并且調(diào)整后的實(shí)際值必須經(jīng)過人工測(cè)量，并同控制程序相結(jié)合，對(duì)編碼器數(shù)值以及電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)系數(shù)進(jìn)行校正。

1.3.1 寬度值

圓盤剪兩側(cè)刀頭之間的寬度值即圓盤剪的寬度，在運(yùn)行時(shí)圓盤剪的寬度由二級(jí)機(jī)進(jìn)行設(shè)定，并且是依據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)需要進(jìn)行確定，另外，寬度調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)還需要雙速電機(jī)予以支持，并且使用絕對(duì)值編碼器對(duì)寬度測(cè)量進(jìn)行檢驗(yàn)，編碼器為旋轉(zhuǎn)型編碼器，其最大位置的監(jiān)控則是通過感應(yīng)極限進(jìn)行，并且還會(huì)對(duì)旋轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行限位，并且針對(duì)寬度還有最小限位。

1.3.2 旋轉(zhuǎn)臺(tái)

旋轉(zhuǎn)臺(tái)的作用是用來對(duì)圓盤剪的位置進(jìn)行調(diào)整的，當(dāng)圓盤剪的工作刀頭出現(xiàn)問題時(shí)，及時(shí)的將備用面旋轉(zhuǎn)至工作面。旋轉(zhuǎn)臺(tái)主要由傳動(dòng)側(cè)以及操作側(cè)組成。在進(jìn)行自動(dòng)操作時(shí)，兩側(cè)會(huì)同步進(jìn)行，而在手動(dòng)操作時(shí)，其兩側(cè)分別進(jìn)行。其驅(qū)動(dòng)通過雙速電機(jī)進(jìn)行，其位置檢測(cè)則通過顯微開關(guān)進(jìn)行。首先由高速電動(dòng)機(jī)進(jìn)行帶動(dòng)，低速電動(dòng)機(jī)則是在到達(dá)限位開關(guān)后開始轉(zhuǎn)動(dòng)，而當(dāng)停止限位開關(guān)到達(dá)時(shí)，電機(jī)會(huì)隨即停止，旋轉(zhuǎn)臺(tái)也會(huì)隨之停止。此時(shí)液壓鎖銷會(huì)在圓盤到位后講旋轉(zhuǎn)臺(tái)固定住，感應(yīng)開關(guān)是對(duì)鎖銷到位信號(hào)的檢測(cè)結(jié)構(gòu)。

1.3.3 間隙以及重疊量

對(duì)水平間隙值以及垂直間隙的重疊兩進(jìn)行確定主要是以帶鋼的材質(zhì)差異、寬厚差異等作為基礎(chǔ)，并將此類數(shù)據(jù)通過二級(jí)通信傳輸?shù)匠绦蛑?。在水平方向上由單速電?dòng)機(jī)對(duì)側(cè)間隙進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，其檢測(cè)則需要一臺(tái)絕對(duì)值編碼器，并且編碼器應(yīng)當(dāng)采用旋轉(zhuǎn)型設(shè)備，另外對(duì)間隙的極限值即最小值和最大值，需要根據(jù)極限限位開關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)，并在調(diào)整完成后使用液壓鎖銷進(jìn)行固定。在對(duì)重疊量進(jìn)行調(diào)整前必須先對(duì)水平側(cè)間隙值進(jìn)行調(diào)整，保證間隙值符合標(biāo)準(zhǔn)要求，當(dāng)重疊量大于0時(shí)，則為工作位，若重疊量小于0則仍舊需要繼續(xù)調(diào)整，驅(qū)動(dòng)由雙速電動(dòng)機(jī)進(jìn)行，而絕對(duì)值編碼器也是用來繼續(xù)擰重疊量測(cè)量的主要設(shè)備，并且需要對(duì)重疊量的極限值，即最小值和最大值進(jìn)行限定，限定結(jié)構(gòu)為感應(yīng)開關(guān)，并通過液壓鎖銷對(duì)進(jìn)行固定。

2 圓盤剪操作中的自動(dòng)化控制

2.1 主要聯(lián)鎖

2.1.1 調(diào)節(jié)寬度

機(jī)架在寬度上的調(diào)整包括保證帶鋼的速度應(yīng)當(dāng)為零，且對(duì)月牙槽以及焊縫進(jìn)行定位，調(diào)整松開設(shè)備傳動(dòng)側(cè)的機(jī)架寬度，并調(diào)整設(shè)備操作側(cè)的機(jī)架逐漸松開，此外使得機(jī)架在回轉(zhuǎn)過程中不能對(duì)寬度進(jìn)行調(diào)整，因此機(jī)架事先便應(yīng)當(dāng)保證既不處于最小限位，也不處于最大限位。

2.1.2 調(diào)節(jié)重疊量

在工作位置調(diào)整聯(lián)鎖有：對(duì)應(yīng)側(cè)剪刃對(duì)松開、對(duì)應(yīng)側(cè)極限開關(guān)沒有動(dòng)作、帶鋼速度為0、剪刃對(duì)定位于帶鋼月牙槽區(qū)域、計(jì)算機(jī)設(shè)定剪刃對(duì)定位目標(biāo)值、用于計(jì)算的位置控制準(zhǔn)備好（剪刃直徑預(yù)設(shè)定值）。

在等待位置調(diào)整聯(lián)鎖有：對(duì)應(yīng)側(cè)剪刃對(duì)松開、對(duì)應(yīng)側(cè)極限開關(guān)沒有動(dòng)作、計(jì)算機(jī)設(shè)定剪刃對(duì)定位目標(biāo)值、用于計(jì)算的位置控制準(zhǔn)備好（剪刃直徑預(yù)設(shè)定值）。

2.1.3 機(jī)架回轉(zhuǎn)聯(lián)鎖有：傳動(dòng)側(cè)和操作側(cè)機(jī)架位于回轉(zhuǎn)位、傳動(dòng)側(cè)機(jī)架松開、操作側(cè)機(jī)架松開、對(duì)應(yīng)側(cè)極限開關(guān)沒有動(dòng)作、更換刀片方式、碎邊剪與圓盤剪回轉(zhuǎn)位等寬。

2.2 自動(dòng)控制

圓盤剪工藝復(fù)雜，對(duì)自動(dòng)化控制的要求比較高，基于工藝要求高、聯(lián)鎖復(fù)雜，自動(dòng)化程序控制根據(jù)工藝流程采用SFC（順序功能圖）編程。圓盤剪工作有以下關(guān)鍵內(nèi)容：

首先在帶鋼的生產(chǎn)中，帶鋼的寬度是保證生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵，若帶鋼的寬度發(fā)生明顯的變化，將會(huì)給生產(chǎn)帶來問題，因此需要及時(shí)的對(duì)寬度進(jìn)行控制；其次需要圓盤剪的操作具有自動(dòng)型，能夠自動(dòng)的停止以及啟動(dòng)；水平側(cè)間隙以及垂直重疊量可以通過兩種方式進(jìn)行調(diào)整，即手動(dòng)方式和自動(dòng)方式；圓盤剪的刀頭始終保持旋轉(zhuǎn)并依賴于液壓鎖緊裝置進(jìn)行鎖緊。

而其工作的流程同上述關(guān)鍵內(nèi)容相呼應(yīng)，首先是對(duì)帶鋼寬度的保證，其次對(duì)發(fā)生變化的帶鋼進(jìn)行調(diào)整控制，接著為圓盤剪的啟停，并通過兩種方式對(duì)間隙值進(jìn)行調(diào)整，圓盤剪不斷旋轉(zhuǎn)，最終由鎖緊結(jié)構(gòu)進(jìn)行固定。

3 結(jié)束語

新鋼1550mm酸軋線段圓盤剪為新型設(shè)備，工藝流程先進(jìn)、自動(dòng)化控制完善。從投產(chǎn)時(shí)至今，圓盤剪工作正常，生產(chǎn)順利。

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