劉有章，張 節(jié)，張明輝

（華菱漣鋼2250熱軋板廠，湖南 婁底 417009）

氣動打標字體傾斜錯位模糊觀察與解決方案

劉有章，張 節(jié)，張明輝

（華菱漣鋼2250熱軋板廠，湖南 婁底 417009）

漣鋼2250熱軋板廠橫切線使用的多針氣動打標系統(tǒng)為美國進口Telesis品牌，主要用于船板標識，目前，該套氣動打標系統(tǒng)在使用過程中經(jīng)常性出現(xiàn)標識內(nèi)容錯位模糊，嚴重影響產(chǎn)品質(zhì)量，增加了生產(chǎn)成本。針對標識內(nèi)容錯位與模糊這一故障現(xiàn)象，進行了系統(tǒng)的分析，并采取一系列措施，最終使打標傾斜錯位模糊問題得以徹底解決。

氣動打標系統(tǒng)；打標控制器；打標頭；同步

氣動打標設(shè)備在生產(chǎn)船板中是不可或缺的設(shè)備，但在使用氣動打標系統(tǒng)打標過程中，會出現(xiàn)鋼板標識不清楚，字體傾斜，字體錯位模糊的情況，產(chǎn)生了一些不符合標識要求的鋼板，需要重新返工標識，這樣既影響了生產(chǎn)進程，也導(dǎo)致不必要的經(jīng)濟損失。針對該問題，本文對因打標設(shè)備出錯導(dǎo)致鋼板打標內(nèi)容錯誤的原因進行了分析并提出了解決措施。

1 氣動打標系統(tǒng)介紹

1.1 氣動打標系統(tǒng)設(shè)備組成部份

氣動打標系統(tǒng)包含機械和電氣兩個部分。機械部分采用龍門架行車結(jié)構(gòu)，龍門架之間安裝橫梁，橫梁下方再懸掛一個打標頭單元，電氣部分主要由西門子PLC S7-300分布式I/O系統(tǒng)，人機界面WICC，6SE70變頻調(diào)速裝置，低壓配電柜，現(xiàn)場總線及電氣檢測元件等構(gòu)成[1]。氣動打標機系統(tǒng)的核心部分采用美國進口Telesis品牌標示機，主要由TMC700打標控制器，TMM7200打標頭，上位機HMI以及系統(tǒng)軟件與打標應(yīng)用軟件等構(gòu)成，其系統(tǒng)結(jié)如圖1所示。

圖1 TMM7200系統(tǒng)塊圖

1.2 氣動打標系統(tǒng)自動打標工作過程

打標過程由PLC控制實現(xiàn)，主控PLC采用自動順序控制，當主控PLC工作條件就緒，打標頭在變頻調(diào)速電機驅(qū)動下，加速到鋼板同步狀態(tài)，打標頭與鋼板在運動中保持同步打標，打標控制器TMC700完成打標任務(wù)后，發(fā)主控PLC打標完成狀態(tài)信號，為下個周期打標做準備。打標控制器TMC700輸入輸出信號時序如圖2所示。

圖2 TMC700輸入輸出信號時序圖

2 氣動打標內(nèi)容傾斜錯位模糊觀察

在實際生產(chǎn)船板過程中，在打標輕度出錯時，在鋼板表面打標出來字符偶爾傾斜，字符頂部錯位，打標嚴重出錯時，打出來的字符模糊不清楚如亂碼，圖3為傾斜錯位的模糊“CCS-B”字符圖片，圖4打標正常時的“CCS-B”字符圖片。

圖3 傾斜錯位的模糊“CCS-B”字符

圖4 打標正常時的“CCS-B”字符

通過現(xiàn)場觀察船板打標實際效果，船板標識還是存在傾斜錯位模糊缺陷，針對導(dǎo)致船板標識缺陷的特點，分析了氣動打標設(shè)備系統(tǒng)導(dǎo)致打標內(nèi)容缺陷的各種原因。

現(xiàn)場觀察打標機，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致打標內(nèi)容出錯的主要原因在于打標頭與運動當中的鋼板未能相對靜止，導(dǎo)致打標頭與被打標鋼板不同步引起錯位，打標出錯的可能原因有：（1）打標頭在自動打標過程中動態(tài)跟隨鋼板速度不同步，變頻調(diào)速裝置電機速度與實際鋼板速度存在不匹配現(xiàn)象；（2）打標頭氣動平衡缸未能起到打標頭與鋼板速度差的補償功能作用；（3）打標控制器出錯，打標頭出錯；（4）打標頭針套與被打標材料鋼板之間距離太遠。所以得出結(jié)論，鋼板打標內(nèi)容模糊、錯位，傾斜的主要原因是因打標設(shè)備在打標過程中與鋼板存在不同步造成的。

3 氣動打標內(nèi)容傾斜錯位模糊解決辦法

通過現(xiàn)場觀察船板打標實際效果，船板標識還是存在傾斜錯位模糊缺陷，針對導(dǎo)致船板標識缺陷的特點，采取了以下改進措施：

（1）解決自動打標過程中，打標頭與鋼板輥道存在速度差的因素，由于鋼板輥道長時間運行，該輥道為實心膠輥易磨損，輥徑實際有所變小，那么推斷輥道實際線速度變小，根據(jù)公式v=[（d×Pi）/i]×n（n為電機轉(zhuǎn)速；v為線速度；d為輥徑；i為減速比），電機轉(zhuǎn)速與線速度之間轉(zhuǎn)換PLC STL語句表程序如圖5，通過程序線速度因子”K”可微調(diào)整變頻電機給定轉(zhuǎn)數(shù)，最終確保打標頭在自動打標過程，打標頭電機跟隨輥道上的鋼板盡可能的保持同步運動。

圖5 電機轉(zhuǎn)速與線速度之間轉(zhuǎn)換PLC STL語句

通過以上公式及程序?qū)摪遢伒赖膶嶋H線速度轉(zhuǎn)換為小車變頻調(diào)速電機所需的實際電機轉(zhuǎn)數(shù)，輥道線速度乘以線速度K系數(shù)，達到可微調(diào)整變頻電機給定轉(zhuǎn)數(shù)，最終確保打標頭在自動打標過程，打標頭電機跟隨輥道上的鋼板盡可能的保持同步運動。

（2）解決氣動平衡缸不在原位的問題，氣動平衡缸的主要作用也是彌補打標頭在自動打標過程中，打標頭與鋼板不同步時實現(xiàn)同步。優(yōu)化PLC氣動平衡缸動作控制，確保打標開始氣動平衡缸在原位，達到預(yù)期平衡功能，彌補鋼板與打標頭速度差。

（3）解決打標控制器及打標頭的問題，解體打標控制器、打標頭，檢查內(nèi)部電源、步進電機及絲桿間隙、高頻氣動閥組、針套、各驅(qū)動板卡有無缺陷松動，并采取備用機板卡替代法，重新組裝打標控制器與打標頭聯(lián)機測試打標效果，另外定期清洗加油潤滑打標頭內(nèi)部機械部件。

（4）通過實驗證明調(diào)整打標頭針套與被打標材料鋼板之間的行程距離（有效可調(diào)行程為3 mm～12 mm），可有效減輕打標頭局部振動及噪聲，也可避免自動打標過程中打標內(nèi)容傾斜錯位模糊。

通過實施以上改進措施，導(dǎo)致氣動打標內(nèi)容傾斜錯位模糊的各種原因一一得到了解決，最終使傾斜錯位模糊問題得到徹底解決，氣動打標系統(tǒng)恢復(fù)了正常工作。鋼板打標內(nèi)容整齊清晰，客戶對船板質(zhì)量滿意。

4 結(jié)束語

本文通過介紹氣動打標系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及自動打標過程控制原理，并對氣動打標系統(tǒng)在自動打標過程中異常的現(xiàn)象進行觀察和分析，找出船板標識出現(xiàn)異常的各種原因，實施了改進措施，梳理維護診斷方法，重點在打標頭與鋼板同步問題上進行了詳細闡述，實現(xiàn)氣動打標機系統(tǒng)正常工作，從而提高了氣動打標設(shè)備系統(tǒng)的工作效率，確保船板產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。

[1]廖常初 .S7-300/400PLC應(yīng)用技術(shù)[M].北京：工業(yè)機械出版社，2005.

Fuzzy Observation and Solution for Tilt and Dislocation of Pneumatic Marking Fonts

LIU You-zhang，ZHANG Jie，ZHANG Ming-hui
（2250 Hot Strip Mil of Lianyuan Steel Company，Loudi Hunan 417009，China）

Multi needle gas lianyuan steel 2250 hot strip mill using horizontal tangent dynamic marking system for the united states imports telesis brand，mainly used for ship identification，at present，the pneumatic marking system used in the process of identifying the content often appear dislocation fuzzy，seriously affect the quality of products，increase the cost of production.A systematic analysis is carried out on the fault of misplacement and blurring of identification contents，and a series of measures are taken to finally solve the problem of tilting，dislocation and blurring of marking.

pneumatic marking system；marking controller；hit headers；synchronization

TG233.1

B

1672-545X（2017）08-0177-02

2017-05-05

劉有章（1980-），男，湖南益陽桃江人，大專，助理工程師，從事自動化與傳動控制技術(shù)研究。