帶鋼折疊尾部自動(dòng)剪切的功能應(yīng)用

摘 要：熱卷箱中間卷尾部的展開是熱卷箱自動(dòng)開卷過程中重要的一環(huán)。針對(duì)帶鋼折疊產(chǎn)生的原因及對(duì)開尾銷沒能正常插入帶鋼卷的情形進(jìn)行了分析，提出了通過開卷卷徑跟蹤的處理、尾部折疊信號(hào)的采集實(shí)現(xiàn)自動(dòng)剪切以及對(duì)異常剪切后的速度控制的方法，很好地解決了熱卷箱自動(dòng)開卷帶鋼尾部折疊問題。

關(guān)鍵詞：帶鋼折疊;自動(dòng)剪切;卷徑

0? ? 引言

熱卷箱對(duì)中間卷尾部的展開是熱卷箱自動(dòng)開卷過程中重要的一環(huán)，尾部順利展開能避免在飛剪區(qū)飛剪自動(dòng)模式下異常剪切重疊的帶鋼造成飛剪剪刃崩斷的設(shè)備事故發(fā)生，或避免在飛剪區(qū)沒能切斷異常折疊尾部，導(dǎo)致折疊的尾部進(jìn)入F1精軋機(jī)時(shí)造成F1軋機(jī)掰輥或掰接軸發(fā)生嚴(yán)重設(shè)備事故。

在2017年基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)改造后，因各種原因多次造成帶鋼尾部沒能正常展開，導(dǎo)致精軋機(jī)被迫急停，產(chǎn)生了大量的廢鋼。為避免惡性事故的發(fā)生，依照熱卷箱高度自動(dòng)化控制的要求，需研究出一種能自動(dòng)判斷中間坯尾部折疊并及時(shí)進(jìn)行剪切的方法。

1? ? 中間卷尾部折疊產(chǎn)生的原因

熱卷箱在開卷過程中對(duì)卷徑的跟蹤是一個(gè)卷徑遞減的過程。當(dāng)中間卷在1#托輥開卷時(shí)，跟蹤過程由1#托輥速度檢測來完成;當(dāng)中間卷在2#托輥開卷時(shí)，跟蹤過程由夾送輥速度檢測來完成。

中間卷的尾部展開是由熱卷箱的開尾銷插入中間卷卷芯來完成的，當(dāng)中間卷移送到2D輥上并倚靠在開尾輥且開卷卷徑小于950 mm時(shí)，發(fā)出開尾銷插入中間卷卷芯的指令。由此可見，造成中間卷尾部不能打開的原因可能有如下幾種：

（1）開卷卷徑跟蹤計(jì)算異常，導(dǎo)致卷徑跟蹤計(jì)算至大于950 mm;

（2）中間卷沒能正常移送到2D輥上并倚靠在開尾輥;

（3）電氣設(shè)備故障，繼電器沒能輸出正確的工作電壓;

（4）機(jī)械設(shè)備故障，開尾銷伸縮油缸沒能正常執(zhí)行控制指令。

基于事故的PDA數(shù)據(jù)曲線分析及影像回放，開尾銷沒能正常插入有如下3種情況：

（1）程序控制沒發(fā)出開尾銷伸出指令，開尾銷沒動(dòng)作，如圖1所示;

（2）程序控制發(fā)出開尾銷伸出指令，開尾銷端頭撞在中間卷端面，開尾銷沒能插入卷芯，如圖2所示;

（3）程序控制發(fā)出開尾銷伸出指令，開尾銷插到中間卷前面，沒能插入卷芯，如圖3所示。

2? ? 問題分析及控制功能完善

2.1? ? 開卷卷徑跟蹤的處理

在卷徑小于950 mm且HMD303檢得時(shí)，開尾銷發(fā)出插入命令。在分析過程中，發(fā)現(xiàn)卷徑跟蹤的異常中斷是造成開尾銷沒能插入的主要原因。卷徑跟蹤主要依靠單一的HMD檢測信號(hào)來判斷是否進(jìn)行卷徑的計(jì)算，一旦HMD因外部原因提前檢失，勢必造成卷徑跟蹤計(jì)算結(jié)束。

采用同區(qū)域多信號(hào)的檢測來維持卷徑的跟蹤計(jì)算，即可滿足現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用的需求。同時(shí)在操作上需要在手動(dòng)移送過程中將中間卷在卷徑較大時(shí)及時(shí)移送到開尾輥處，依靠HMD303及時(shí)檢測來避免圖2、圖3所示情況的出現(xiàn)。

2.2? ? 尾部折疊信號(hào)的采集

針對(duì)卷徑跟蹤計(jì)算的控制，也可能發(fā)生因電氣元件、機(jī)械原因造成中間卷尾部不能打開的情況，就需要對(duì)這種異常情況做出自動(dòng)處理。

在帶鋼尾部折疊時(shí)，會(huì)對(duì)熱卷箱出口夾送輥的位置產(chǎn)生一個(gè)上抬沖擊，表現(xiàn)為夾送輥的輥縫值突變（增大）。根據(jù)變化數(shù)據(jù)可對(duì)此變化量進(jìn)行采集記錄，如輥縫實(shí)際值比其基準(zhǔn)值大80 mm以上，則判定帶鋼尾部產(chǎn)生了折疊，如圖4所示。

因考慮在實(shí)際生產(chǎn)過程中在夾送輥完成自動(dòng)定位后有手動(dòng)上抬操作的需求，對(duì)手動(dòng)產(chǎn)生的輥縫變化不予判斷。

2.3? ? 尾部折疊的自動(dòng)剪切

折疊的尾部必須及時(shí)準(zhǔn)確地切除，如剪切動(dòng)作不及時(shí)飛剪極有可能在折疊處剪切帶鋼，折疊的帶鋼會(huì)造成飛剪剪切不斷帶鋼，剪刃崩斷的事故發(fā)生。

在判斷出尾部發(fā)生折疊，折疊尾部離開夾送輥時(shí)，即HMD304檢失時(shí)發(fā)出尾部折疊剪切命令，如圖5所示。

2.4? ? 異常剪切后的速度控制

在自動(dòng)剪切了折疊尾部后，帶鋼整體在飛剪前輥道區(qū)域，其速度基準(zhǔn)仍為開卷主令速度控制，此刻異常切除的帶鋼尾部仍將繼續(xù)往精軋機(jī)組方向前進(jìn)，勢必導(dǎo)致帶鋼堆在飛剪區(qū)及除鱗箱前，造成后續(xù)帶鋼處理的困難，因此必須對(duì)異常剪切后的剪切輥道速度進(jìn)行控制。

在異常剪切后，剪切輥道立刻減速停止并鎖定為零速，將折疊了的帶鋼保留在剪切輥道區(qū)域，如圖6所示。

后續(xù)通過操作OPU面板對(duì)鎖定為零速的剪切夾送輥的速度進(jìn)行復(fù)位操作，滿足后續(xù)折疊尾部處理的需求。

3? ? 結(jié)語

熱卷箱開卷出來的尾部折疊問題，事后分析主要原因?yàn)殚_卷卷徑跟蹤異常及操作不規(guī)范，在有效解決開卷卷徑跟蹤問題的基礎(chǔ)上，考慮有可能存在的其他設(shè)備及操作因素，最終提出了自動(dòng)剪切尾部折疊部分的控制要求并順利實(shí)現(xiàn)。

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收稿日期：2020-03-23

作者簡介：楊翠英（1972—），女，四川榮縣人，工程碩士，副教授，主要從事CAD/CAM及機(jī)械專業(yè)課教學(xué)工作。