高速線材飛剪剪切長(zhǎng)度的計(jì)算方法淺析

【摘要】起停式飛剪是高速線材生產(chǎn)過程中重要基礎(chǔ)設(shè)備，用于收集軋件的頭尾（事故時(shí)用于切廢），保證軋件順利進(jìn)入下一機(jī)組。本文詳細(xì)闡述此飛剪的控制系統(tǒng)組成、相關(guān)常識(shí)、剪切長(zhǎng)度的精確控制中的重點(diǎn)，及剪切長(zhǎng)度的計(jì)算、及檢測(cè)方法。

【關(guān)鍵詞】飛剪 系統(tǒng)組成 脈沖當(dāng)量 檢測(cè)故障

一、緒論

（一）飛剪控制系統(tǒng)的基本組成及控制重點(diǎn)

起停式飛剪的核心硬件由PLC控制系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)及HMI操作系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)三部分組成。1.PLC控制系統(tǒng)：電源模板、CPU、高速計(jì)數(shù)模塊、軸定位模塊、32點(diǎn)輸入模塊、32點(diǎn)輸出模塊；2.現(xiàn)場(chǎng)及HMI操作系統(tǒng)：編碼器、熱金屬檢測(cè)器、HMI（人機(jī)界面）；3.傳動(dòng)系統(tǒng)：傳動(dòng)系統(tǒng)采用1臺(tái)西門子公司的1P6RA7093-4KV62-0整流器。

（二）飛剪的相關(guān)常識(shí)

1.脈沖當(dāng)量，系統(tǒng)如何獲取脈沖當(dāng)量。飛剪控制系統(tǒng)采用對(duì)出口機(jī)架電機(jī)軸端編碼器發(fā)出的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)的方式進(jìn)行軋件長(zhǎng)度的測(cè)量。實(shí)際上，出口機(jī)架脈沖數(shù)量所確切反映的是軋輥轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，它與軋件長(zhǎng)度之間的關(guān)系總體上說是成比例的，因此我們能夠用一個(gè)比例系數(shù)描述其對(duì)應(yīng)關(guān)系，這個(gè)比例系數(shù)就是我們所說的脈沖當(dāng)量。是控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵量。

2.獲取脈沖當(dāng)量的方式有兩種：（1）是通過所輸入的工作輥徑計(jì)算出脈沖當(dāng)量；（2）第二種是通過測(cè)量方式獲得，即記錄軋件頭部由HMD-1移動(dòng)到HMD-2過程中的脈沖數(shù)，除以HMD-1和HMD-2間的距離計(jì)算得出。所謂輥徑優(yōu)先、測(cè)量?jī)?yōu)先，就是指獲得脈沖當(dāng)量的上述兩種方式。

3.輥徑優(yōu)先測(cè)量?jī)?yōu)先的區(qū)別。輥徑優(yōu)先的特點(diǎn)是不易預(yù)先對(duì)軋鋼過程中軋輥輥徑磨損作出準(zhǔn)確的估計(jì)，但輥徑優(yōu)先方式下系統(tǒng)采用的脈沖當(dāng)量數(shù)值不會(huì)變化，這更符合實(shí)際脈沖當(dāng)量不會(huì)突變的事實(shí)，這就是所謂輥徑優(yōu)先的穩(wěn)定性。測(cè)量?jī)?yōu)先的特點(diǎn)是不必對(duì)脈沖當(dāng)量進(jìn)行預(yù)先估計(jì)，在較穩(wěn)定外部環(huán)境條件下具有較高的檢測(cè)精度。

二、飛剪剪切長(zhǎng)度及精度的調(diào)整方法及故障判斷處理

從原理上講，出口機(jī)架脈沖編碼器直接準(zhǔn)確反映的是軋輥的轉(zhuǎn)動(dòng)（角度），測(cè)量時(shí)我們認(rèn)定軋輥轉(zhuǎn)動(dòng)角度與軋件運(yùn)行長(zhǎng)度成正比（用脈沖當(dāng)量描述：即出口機(jī)架脈沖編碼器每一個(gè)脈沖代表的軋件行走長(zhǎng)度）。3＃飛剪的剪切長(zhǎng)度完全依賴脈沖當(dāng)量的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度，也就是說剪切長(zhǎng)度＝脈沖當(dāng)量×脈沖數(shù)，在出口機(jī)架速度不變的情況下，脈沖當(dāng)量的大小直接影響到剪切的精度。如何找到準(zhǔn)確的脈沖當(dāng)量和保持脈沖當(dāng)量的穩(wěn)定是至關(guān)重要的。

（一）飛剪系統(tǒng)提供了兩種獲得脈沖當(dāng)量的方法

1.輥徑優(yōu)先法。設(shè)置方法：在主畫面點(diǎn)擊測(cè)量系統(tǒng)，再點(diǎn)擊輥徑優(yōu)先按鈕。按工藝提供的工作輥徑×1.05％設(shè)置輥徑大小，設(shè)置完畢后，計(jì)算出的脈沖當(dāng)量（輥徑導(dǎo)出的脈沖當(dāng)量用于倍尺長(zhǎng)度計(jì)算）在輥徑下面顯示。

優(yōu)點(diǎn)：脈沖當(dāng)量值穩(wěn)定不變，即脈沖當(dāng)量的穩(wěn)定度非常好

缺點(diǎn)：輥徑估計(jì)不準(zhǔn)。工藝上有兩個(gè)輥徑，即工作輥徑和輥環(huán)直徑。軋線上設(shè)置的出口線速度是按照工作輥徑計(jì)算出來的，而軋件實(shí)際行走的線速度是比設(shè)置的出口線速度快的，因?yàn)檐埣诮?jīng)過軋輥的擠壓有一定的前滑量，前滑值一般在3％～5％之間，因此，在飛剪設(shè)置工作輥徑時(shí)可以按工藝工作輥徑×1.05進(jìn)行設(shè)置。輥環(huán)直徑是所安裝的軋輥的最大輥徑，因此在輥徑估計(jì)不準(zhǔn)時(shí)，也可以先按輥環(huán)直徑進(jìn)行設(shè)置。

彌補(bǔ)方法：在軋鋼的初期，即更換品種后的第一次軋鋼、或更換軋輥后的第一次軋鋼，在輥徑估計(jì)不準(zhǔn)時(shí)，可以先按輥環(huán)直徑進(jìn)行設(shè)置；或按工藝工作輥徑×1.05進(jìn)行設(shè)置。在穩(wěn)定軋制幾根鋼以后，即在軋輥壓下量調(diào)整完畢、軋件尺寸合格后，經(jīng)過幾根鋼的軋制后，在3＃飛剪HMI診斷畫面中的測(cè)長(zhǎng)記錄畫面中，觀察測(cè)量出的十個(gè)脈沖當(dāng)量是否一致，若十個(gè)脈沖當(dāng)量的測(cè)量值偏差均在2‰以內(nèi)，則可以點(diǎn)擊改寫輥徑按鈕，則輥徑隨即按十個(gè)脈沖當(dāng)量的測(cè)量值的平均值反算出的輥徑進(jìn)行修改。此時(shí)的輥徑即是準(zhǔn)確的工作輥徑，由此算出的脈沖當(dāng)量即是準(zhǔn)確的脈沖當(dāng)量

另外，當(dāng)脈沖當(dāng)量變化以后，可以調(diào)整軋輥壓下量，使脈沖當(dāng)量恢復(fù)到原來的數(shù)值上，則可以不用改寫輥徑了。

2.測(cè)量?jī)?yōu)先法。設(shè)置方法：在主畫面點(diǎn)擊測(cè)量系統(tǒng)，再點(diǎn)擊測(cè)量?jī)?yōu)先按鈕。設(shè)置完畢后，測(cè)量出的脈沖當(dāng)量在輥徑下面顯示。

優(yōu)點(diǎn)：脈沖當(dāng)量值準(zhǔn)確度高，能自動(dòng)適應(yīng)輥徑變化。

缺點(diǎn)：易產(chǎn)生隨機(jī)誤差。測(cè)量?jī)?yōu)先的脈沖當(dāng)量值完全依賴于軋件頭部瞬間經(jīng)過1＃和2＃熱金屬檢測(cè)器時(shí)，能否被準(zhǔn)確檢測(cè)到。當(dāng)有下類情況發(fā)生時(shí)將可能造成測(cè)量值突變和不準(zhǔn)確：軋件頭部溫度過低致使頭部發(fā)黑、有水冷時(shí)霧氣太大或軋件發(fā)黑、檢測(cè)導(dǎo)管內(nèi)氧化鐵屑堆積、鋼在跳動(dòng)時(shí)隱時(shí)現(xiàn)；也有可能是HMD檢測(cè)狀況不好，如光路不正、鏡頭臟等，造成靈敏度降低，不能準(zhǔn)確在鋼頭部到來瞬間發(fā)生檢測(cè)。

彌補(bǔ)方法：有水冷時(shí)，增加風(fēng)機(jī)順著熱檢往軋件方向吹風(fēng)以驅(qū)散霧氣和水氣。

及時(shí)檢查是否有氧化鐵屑堆積，并及時(shí)清除。

在工藝許可的情況下，提高水冷溫度，使軋件表面光線不要太暗。請(qǐng)仔細(xì)檢查HMD的環(huán)境狀況，嘗試調(diào)整熱檢角度及靈敏度等，保證其處于最佳工作狀態(tài)。其他原因都試過時(shí)也可考慮更換為低溫HMD。在軋鋼過程中，要注意觀察測(cè)長(zhǎng)記錄。隨著時(shí)間的推移，操作人員會(huì)發(fā)現(xiàn)測(cè)量出的脈沖當(dāng)量會(huì)越來越小， 脈沖當(dāng)量會(huì)越來越小說明輥徑越來越小，可能是輥徑磨損造成的，此時(shí)應(yīng)該調(diào)整軋輥壓下量了。在軋輥壓下量調(diào)整完畢、軋件尺寸合格后，經(jīng)過幾根鋼的軋制，系統(tǒng)自動(dòng)適應(yīng)輥徑的變化。

三、結(jié)束語

啟停式飛剪在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較為廣泛，尤其是棒線材的生產(chǎn)工藝中起到至關(guān)重要的作用，發(fā)揮好飛剪的優(yōu)勢(shì)，保持飛剪對(duì)軋件多余部分的剪切，對(duì)成材率、作業(yè)率的提高都是十分有利的；熟練掌握飛剪的控制系統(tǒng)特性，控制好剪切軋件的尺寸，將有助于我們穩(wěn)定生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]北京京誠(chéng)瑞達(dá)飛剪控制原理

作者簡(jiǎn)介：毛偉（1976-11-19）男，滿，遼寧省本溪市人，本溪市北營(yíng)軋鋼廠二高線維修，助理工程師，?？茖W(xué)歷，電氣自動(dòng)化專業(yè)