一種棒材倍尺飛剪控制裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種棒材倍尺飛剪控制裝置，包括成品機(jī)架（1）、倍尺飛剪（2）、編碼器（3）、控制裝置（4），所述成品機(jī)架（1）設(shè)置有與其主軸電機(jī)電連接的變頻器（11），所述編碼器（3）與成品機(jī)架（1）主軸電機(jī)同軸連接旋轉(zhuǎn)，所述控制裝置（4）與變頻器（11）、倍尺飛剪（2）及編碼器（3）信號(hào)連接，所述倍尺飛剪（2）的后端還設(shè)置有與棒材路徑對(duì)應(yīng)的光幕傳感器（5），所述光幕傳感器（5）與控制裝置（4）信號(hào)連接。本實(shí)用新型通過(guò)控制裝置與變頻器、編碼器和光幕傳感器通訊，用電流值判斷棒材狀態(tài)代替?zhèn)鹘y(tǒng)熱檢信號(hào)；將倍尺飛剪前熱檢器改為光幕傳感器，解決了倍尺飛剪信號(hào)不佳引起的不剪、漏剪和倍尺長(zhǎng)度有誤的問(wèn)題。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種棒材倍尺飛剪控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于冶金自動(dòng)化【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定可靠、維護(hù)成本低、能耗少的棒材倍尺飛剪控制裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]倍尺飛剪用于軋鋼棒材產(chǎn)品的倍尺分?jǐn)?，是棒材生產(chǎn)線(xiàn)的咽喉，與棒材生產(chǎn)工藝結(jié)合非常緊密，其性能是否優(yōu)良，運(yùn)行是否可靠對(duì)整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)的作業(yè)率和產(chǎn)品收得率有著至關(guān)重要的影響。目前，熱軋棒材工藝采用穿水軋制新技術(shù)，使得倍尺飛剪處于冶金生產(chǎn)線(xiàn)粉塵、水汽較大的惡劣環(huán)境中，因此故障率較高，主要原因有以下幾種:一是無(wú)檢測(cè)信號(hào)，飛剪不剪；二是檢測(cè)信號(hào)提前或延遲到來(lái)，倍尺長(zhǎng)度有誤；三是檢測(cè)信號(hào)在過(guò)鋼過(guò)程中有閃斷，飛剪漏剪。一旦出現(xiàn)上述情況，棒材就不能上冷床，造成廢品和鋼沖冷床的安全事故，不僅影響生產(chǎn)順行還帶來(lái)了極大的安全隱患。目前，國(guó)內(nèi)相關(guān)行業(yè)用于倍尺飛剪信號(hào)檢測(cè)的主要方法是:在成品機(jī)架出口和倍尺飛剪前各安裝一個(gè)熱金屬檢測(cè)元件，來(lái)判斷有棒材出現(xiàn)、并配合軋機(jī)主軸設(shè)置的速度編碼器實(shí)現(xiàn)棒材測(cè)速功能。由于生產(chǎn)線(xiàn)環(huán)境惡劣，粉塵大導(dǎo)致熱金屬檢測(cè)器觀(guān)察窗污染堵塞，特別是穿水冷卻工藝的推廣應(yīng)用后，中夜班成品機(jī)架至倍尺飛剪區(qū)域水霧彌漫，冷卻段磨損嚴(yán)重時(shí)甚至出現(xiàn)冷卻水倒灌，出現(xiàn)熱金屬檢測(cè)器常亮的情況，由此檢測(cè)信號(hào)不佳而造成不剪、漏剪和錯(cuò)剪問(wèn)題，難以滿(mǎn)足工況惡劣的棒材生產(chǎn)線(xiàn)的高可靠性要求，直接影響到人身、設(shè)備的安全和生產(chǎn)的順利進(jìn)行。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定可靠、維護(hù)成本低、能耗少的棒材倍尺飛剪控制裝置。
[0004]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，包括成品機(jī)架、倍尺飛剪、編碼器、控制裝置，所述成品機(jī)架設(shè)置有與其主軸電機(jī)電連接的變頻器，所述編碼器與成品機(jī)架主軸電機(jī)同軸連接旋轉(zhuǎn)，所述控制裝置與變頻器、倍尺飛剪及編碼器信號(hào)連接，所述倍尺飛剪的后端還設(shè)置有與棒材路徑對(duì)應(yīng)的光幕傳感器，所述光幕傳感器與控制裝置信號(hào)連接。
[0005]本實(shí)用新型通在倍尺飛剪控制裝置的輸入端與成品機(jī)架主軸電機(jī)對(duì)應(yīng)變頻器的信號(hào)輸出端間信號(hào)連接，將對(duì)應(yīng)成品機(jī)架電機(jī)之電流值讀出，在控制裝置內(nèi)對(duì)電流變化判斷出成品機(jī)架“含鋼”或“拋鋼”，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)熱傳感器檢測(cè)，從而相比減少一個(gè)檢測(cè)裝置，隨之減少對(duì)應(yīng)檢測(cè)裝置的備件和維護(hù)成本，提高了控制方法的可靠性；將現(xiàn)有技術(shù)中倍尺飛剪前易污損而失效的熱金屬檢測(cè)器改為光幕檢測(cè)器，特別是移至工況相對(duì)好的倍尺飛剪后端，徹底解決飛剪檢測(cè)信號(hào)不佳引起的不剪、漏剪和倍尺長(zhǎng)度有誤的問(wèn)題，并且節(jié)省了現(xiàn)有技術(shù)中用于避免粉塵水霧干擾而使用的軸流風(fēng)機(jī)或壓縮空氣，降低了能源消耗。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1為現(xiàn)有技術(shù)控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0007]圖2為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖之一；
[0008]圖中:1-成品機(jī)架，11-變頻器，2-倍尺飛剪，4-控制裝置，41-輸入裝置，5_光幕傳感器，6-棒材,7-穿水冷卻段,8-信號(hào)線(xiàn),9-熱金屬檢測(cè)器。

【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明，但不得以任何方式對(duì)本實(shí)用新型加以限制，基于本實(shí)用新型教導(dǎo)所作的任何變更或改進(jìn)，均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0010]如附圖2所示，本實(shí)用新型包括成品機(jī)架1、倍尺飛剪2、編碼器3、控制裝置4，所述成品機(jī)架I設(shè)置有與其主軸電機(jī)電連接的變頻器11，所述編碼器3與成品機(jī)架I主軸電機(jī)同軸連接旋轉(zhuǎn)，所述控制裝置4與變頻器11、倍尺飛剪2及編碼器3信號(hào)連接，所述倍尺飛剪2的后端還設(shè)置有與棒材路徑對(duì)應(yīng)的光幕傳感器5，所述光幕傳感器5與控制裝置4信號(hào)連接。
[0011]所述控制裝置4信號(hào)輸入端與變頻器11電流值輸出端信號(hào)連接。
[0012]所述變頻器11通過(guò)PR0FIBUS總線(xiàn)與控制裝置4通訊。
[0013]所述控制裝置4與一個(gè)或多個(gè)成品機(jī)架I的主軸電機(jī)對(duì)應(yīng)變頻器11及編碼器3信號(hào)連接。
[0014]所述控制裝置4設(shè)置有與其通信連接的輸入裝置41。
[0015]所述控制裝置4為主軋線(xiàn)PLC和/或飛剪PLC。
[0016]所述輸入裝置41為觸摸式控制屏。
[0017]所述光幕傳感器5為對(duì)射式光幕傳感器。
[0018]本實(shí)用新型工作原理及工作過(guò)程:
[0019]本實(shí)用新型的控制裝置通過(guò)讀取成品機(jī)架的主軸電機(jī)對(duì)應(yīng)變頻器電流信號(hào)判斷檢測(cè)到軋件頭部出現(xiàn)，或通過(guò)讀取光幕傳感器信號(hào)判定檢測(cè)到軋件中部出現(xiàn)時(shí)，開(kāi)始計(jì)算脈沖數(shù)，脈沖由成品機(jī)架軋機(jī)主電機(jī)軸上速度編碼器發(fā)出，每轉(zhuǎn)N個(gè)脈沖，通過(guò)控制裝置計(jì)算出倍尺對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)，當(dāng)達(dá)到此值時(shí)，飛剪電機(jī)啟動(dòng)，開(kāi)始剪切。飛剪制動(dòng)由接近開(kāi)關(guān)和飛剪編碼器標(biāo)定的原位控制。當(dāng)剪切完瞬間接近開(kāi)關(guān)/編碼器原位發(fā)出停車(chē)命令，電機(jī)控制裝置給出制動(dòng)反爬電流(此電流值可調(diào)節(jié)，便于剪刃不會(huì)走過(guò)頭造成二次剪切或連續(xù)剪切)，調(diào)試時(shí)確定好剪刃制動(dòng)位置，反爬從制動(dòng)位置開(kāi)始，反爬極限位置即剪刃設(shè)定的原始位置通過(guò)飛剪主電機(jī)后軸端光電編碼器計(jì)數(shù)確定，從反爬開(kāi)始到設(shè)定的脈沖數(shù)時(shí)，編碼器發(fā)信號(hào)讓電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，飛剪完成一個(gè)剪切動(dòng)作程序，等待下一次剪切。備尺長(zhǎng)度可以換算成成品機(jī)架軋機(jī)主電機(jī)軸上旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)出的脈沖數(shù)(扣除機(jī)械滯后和電氣滯后時(shí)間，第一個(gè)倍尺還應(yīng)扣除成品架到飛剪中心距離)，脈沖數(shù)與長(zhǎng)度之間的關(guān)系:以成品機(jī)架最大輥徑時(shí)的工作輥徑Dk為基準(zhǔn)，軋輥旋轉(zhuǎn)I圈，周長(zhǎng)為π Dk,對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)為kXN=kN(k為成品架傳動(dòng)速比，N為編碼器轉(zhuǎn)I圈發(fā)出的脈沖數(shù))。Imm軋件長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)應(yīng)為kN/( Ji Dk)，控制裝置自動(dòng)計(jì)算出相應(yīng)的脈沖數(shù)。
[0020]首先通過(guò)輸入裝置向PLC系統(tǒng)等控制裝置中設(shè)置棒料剪切長(zhǎng)度L、“空過(guò)”機(jī)架號(hào)、對(duì)應(yīng)成品機(jī)架號(hào)至光幕距離Ln、對(duì)應(yīng)成品機(jī)架驅(qū)動(dòng)電機(jī)軋制性電流系數(shù)β、對(duì)應(yīng)成品機(jī)架工作輥徑Dk和驅(qū)動(dòng)電機(jī)編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)N。然后，PLC系統(tǒng)對(duì)成品機(jī)架進(jìn)行判斷，以18架軋機(jī)配置，僅有14架、16架和18架可以作為成品機(jī)架的棒材線(xiàn)為例:如果16架、18架被選擇為“空過(guò)”機(jī)架，則判斷14架為成品機(jī)架；如果18架被選擇為“空過(guò)”機(jī)架，則判斷16架為成品機(jī)架；如果18架沒(méi)被選擇為“空過(guò)”機(jī)架，則18架為成品機(jī)架。其次，通過(guò)PLC系統(tǒng)與成品機(jī)架主軸電機(jī)對(duì)應(yīng)變頻器和編碼器間的通訊報(bào)文，將選擇好的成品機(jī)架電流值Ifitt和脈沖數(shù)Ns讀出。同時(shí)，PLC系統(tǒng)與設(shè)置于倍尺飛剪后端的光幕間的信號(hào)連接，獲取光幕信號(hào)。最后，PLC系統(tǒng)根據(jù)獲取信號(hào)進(jìn)行判斷，當(dāng)15%Ie時(shí)(對(duì)應(yīng)成品機(jī)架驅(qū)動(dòng)電機(jī)軋制性電流系數(shù)β可根據(jù)各軋線(xiàn)電機(jī)軋制性能做調(diào)整，本實(shí)施例選擇15%)，判斷成品架“咬鋼”；當(dāng)I反饋< 15%Ie時(shí)，判斷成品架“拋鋼”。
[0021]本實(shí)用新型用控制裝置采集的“含鋼”(即咬鋼)信號(hào)代替現(xiàn)有技術(shù)中的精軋出口熱檢信號(hào)；將倍尺飛剪前的熱金屬檢測(cè)器移至倍尺飛剪后端，并用對(duì)射式光幕檢測(cè)器替代，有效抵御水汽、霧氣對(duì)該熱金屬檢測(cè)器的影響。當(dāng)成品機(jī)架“含鋼”信號(hào)上升沿到來(lái)時(shí)，PLC系統(tǒng)判斷棒材“頭部出現(xiàn)”，開(kāi)始計(jì)算通過(guò)倍尺飛剪的棒材長(zhǎng)度；隨后倍尺飛剪后光幕上升沿到來(lái)，判斷棒材“中部出現(xiàn)”，同時(shí)復(fù)位“頭部出現(xiàn)”信號(hào)；接著成品機(jī)架“含鋼”信號(hào)下降沿到來(lái)，判斷棒材“尾部出現(xiàn)”，同時(shí)復(fù)位“中部出現(xiàn)”信號(hào)；在PLC系統(tǒng)輸入裝置的觸摸屏中設(shè)置成品機(jī)架選擇功能，通過(guò)Profibus與PLC通訊，將剪后光幕到成品機(jī)架和倍尺飛剪剪刃的距離，送至PLC控制程序中的指定地址參與計(jì)算，棒材的軋制速度就等于成品機(jī)架到剪后光暮的距離除以棒材“頭部出現(xiàn)”的時(shí)間；最后，用設(shè)定的倍尺的長(zhǎng)度除以每一脈沖單位對(duì)應(yīng)的棒材長(zhǎng)度，就可以換算出倍尺飛剪數(shù)到多少個(gè)脈沖時(shí)觸發(fā)剪切一刀。
[0022]本實(shí)用新型通過(guò)在控制裝置與成品機(jī)架主軸電機(jī)變頻器間連接實(shí)現(xiàn)通訊，用成品機(jī)架的“含鋼”信號(hào)代替現(xiàn)有技術(shù)中精軋入口的熱檢信號(hào)，從而減少一個(gè)檢測(cè)裝置，隨之減少對(duì)應(yīng)檢測(cè)裝置的備件和維護(hù)成本，整個(gè)檢測(cè)裝置更加穩(wěn)定可靠；進(jìn)一步在倍尺飛剪的控制裝置設(shè)置輸入裝置，根據(jù)選擇的不同成品機(jī)架所對(duì)應(yīng)的成品機(jī)架到剪后端熱檢的距離，送至控制裝置中的指定地址，進(jìn)而參與棒材位置、速度判斷；將現(xiàn)有技術(shù)中倍尺飛剪前易污損而失效的熱金屬檢測(cè)器改為光幕檢測(cè)器，并移至工況相對(duì)好的倍尺飛剪后端，徹底解決飛剪檢測(cè)信號(hào)不佳引起的不剪、漏剪和倍尺長(zhǎng)度有誤的問(wèn)題，并且節(jié)省了現(xiàn)有技術(shù)中用于避免粉塵水霧干擾而使用的軸流風(fēng)機(jī)或壓縮空氣，減少能源消耗。
【權(quán)利要求】
1.一種棒材倍尺飛剪控制裝置，包括成品機(jī)架(I)、倍尺飛剪(2)、編碼器(3)、控制裝置(4)，其特征在于所述成品機(jī)架(I)設(shè)置有與其主軸電機(jī)電連接的變頻器(11)，所述編碼器(3)與成品機(jī)架(I)主軸電機(jī)同軸連接旋轉(zhuǎn)，所述控制裝置(4)與變頻器(11)、倍尺飛剪(2 )及編碼器(3 )信號(hào)連接，所述倍尺飛剪(2 )的后端還設(shè)置有與棒材路徑對(duì)應(yīng)的光幕傳感器(5)，所述光幕傳感器(5)與控制裝置(4)信號(hào)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述控制裝置(4)信號(hào)輸入端與變頻器(11)電流值輸出端信號(hào)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于所述變頻器(11)通過(guò)PROFIBUS總線(xiàn)與控制裝置(4)通訊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于所述控制裝置(4)與一個(gè)或多個(gè)成品機(jī)架(I)的主軸電機(jī)對(duì)應(yīng)變頻器(11)及編碼器(3 )信號(hào)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述控制裝置(4)設(shè)置有與其通信連接的輸入裝置(41)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述控制裝置(4)為主軋線(xiàn)PLC和/或飛剪 PLC0
【文檔編號(hào)】B23D36/00GK204135453SQ201420398469
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月18日
【發(fā)明者】段桂萍, 李躍武, 楊仲康, 姚喻鳴, 陸瓊花, 皇甫蕓芬, 張征, 孫惠敏 申請(qǐng)人:武鋼集團(tuán)昆明鋼鐵股份有限公司