高線集卷站立式輥床輸送機構(gòu)的自動化控制原理

張 波

（河鋼唐鋼信息自動化部不銹鋼站，河北 唐山 063000）

立式輥床輸送機構(gòu)作為新型的集卷方式，正廣泛的應(yīng)用到各大鋼廠的高線生產(chǎn)線上，該機構(gòu)主要由舉升機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、翻轉(zhuǎn)機構(gòu)和輸送機構(gòu)和四部分組成，形成一個封閉的輸送系統(tǒng)，卷芯架從集卷筒接完線卷，輸送給運卷小車，空卷芯架移走后等待再次進入集卷筒下進行接卷。立式輥床輸送機構(gòu)上可以放置多個卷芯架，依次循環(huán)使用。

圖1 高線立式輥床輸送機構(gòu)流程圖

1 舉升機構(gòu)

（1）基本功能。舉升機構(gòu)的功能是把固定在輸送輥床上的卷芯架托舉上升，達(dá)到上限位后正好頂住集卷筒內(nèi)的鼻錐，當(dāng)線卷從散冷輥道輸送到集卷筒處，通過鼻錐落在閉合的托盤上，托盤逐漸下降將線卷放于卷芯架上，等到線卷接收完成后，舉升裝置下降到下限位，抱爪也隨之打開，卷芯架下的輸送輥床將接滿線卷的卷芯架輸送到下一輥床。

（2）基本機構(gòu)。①舉升機構(gòu)由兩條液壓缸驅(qū)動，并由一個三位雙電磁閥控制上升和下降，上升和下降極限位置分別由一個接近開關(guān)控制。舉升機構(gòu)到達(dá)極限位一秒鐘以后，舉升或下降電磁閥失電，三位閥回中位，液壓缸被鎖住，舉升機構(gòu)停止。②舉升機構(gòu)上有一個由變頻器控制的電機驅(qū)動的三軸輸送輥床，可雙向運行。卷芯架經(jīng)過輥床運輸時有兩個速度，一個正常運行速度，一個是減速位信號檢測到時的低速，當(dāng)?shù)退龠\行到停止位時，速度置為零，輥床停止運行。③舉升機構(gòu)上有一組由兩個汽缸驅(qū)動的抱爪，抱爪的鎖緊與張開由一個三位雙電磁閥驅(qū)動，當(dāng)鎖緊或張開限位信號檢測到后，相應(yīng)的電磁閥失電，抱爪停止動作。④舉升機構(gòu)上的抱爪正常情況下為打開位置，當(dāng)輸送輥床上檢測到有卷芯架時（卷芯架上無線卷）抱爪鎖緊。

（3）設(shè)備聯(lián)鎖。①只有舉升機構(gòu)上有卷芯架時抱緊機構(gòu)才可以抱緊。②只有舉升機構(gòu)上有卷芯架（卷芯架上無線卷）才能舉升。③舉升過程中及到位后不允許打開抱爪，抱爪鎖緊時不允許啟動輥床。④當(dāng)下一個輸送輥床上有卷心架時，舉升機構(gòu)上的輸送輥床不允許啟動。⑤托盤不在打開位時不允許舉升機構(gòu)下降。

2 旋轉(zhuǎn)機構(gòu)

（1）基本功能。旋轉(zhuǎn)機構(gòu)位于整條輸送線的各個直角，由旋轉(zhuǎn)輥床和輸送輥床兩部分組成。旋轉(zhuǎn)機構(gòu)可以正向和反向旋轉(zhuǎn)90°。當(dāng)旋轉(zhuǎn)機構(gòu)旋轉(zhuǎn)到接卷芯架位置（正向旋轉(zhuǎn)90°）時，運行方向前的卷芯架所在輥床與旋轉(zhuǎn)機構(gòu)上的輸送輥床同時啟動，把卷芯架輸送到旋轉(zhuǎn)機構(gòu)上。當(dāng)卷芯架停穩(wěn)后反向旋轉(zhuǎn)90°，與下段輸送輥床對接，運行方向后的卷芯架輸送輥床與旋轉(zhuǎn)機構(gòu)上的輸送輥床同時啟動，把卷芯架輸送到下段輸送輥床上。這樣反復(fù)運動，完成輸送功能。

（2）基本結(jié)構(gòu)。①旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)輥床由一臺變頻器控制的可正反運轉(zhuǎn)的電機驅(qū)動，分別有一個減速位和一個停止位，信號由接近開關(guān)提供。②旋轉(zhuǎn)機構(gòu)上的輸送輥床同樣由一臺變頻器控制的可正反運轉(zhuǎn)的電機驅(qū)動。③卷芯架經(jīng)過輸送輥床運輸時有兩個速度，一個正常運行速度，一個是減速位信號檢測到時的低速，當(dāng)?shù)退龠\行到停止位時，速度置為0，輥床停止運行。④旋轉(zhuǎn)機構(gòu)旋轉(zhuǎn)正常處于接卷芯架位置。

（3）設(shè)備聯(lián)鎖。①旋轉(zhuǎn)機構(gòu)正向旋轉(zhuǎn)到位后，并且接卷方向輸送輥床有卷芯架時旋轉(zhuǎn)機構(gòu)上的輸送輥床才可以運行。②旋轉(zhuǎn)機構(gòu)上的輸送輥床檢測到有卷芯架后延時3s（可調(diào)整）后旋轉(zhuǎn)機構(gòu)才可以反向旋轉(zhuǎn)（自動方式）。③旋轉(zhuǎn)機構(gòu)當(dāng)檢測到旋轉(zhuǎn)減速位開關(guān)后必須切換到慢速。④旋轉(zhuǎn)機構(gòu)上的輸送輥床卷芯架檢測到減速開關(guān)時必須切換到慢速。⑤旋轉(zhuǎn)機構(gòu)反向旋轉(zhuǎn)后，當(dāng)檢測到出卷方向輸送輥床上沒有卷芯架時，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)上的輸送輥床才可以啟動。⑥旋轉(zhuǎn)機構(gòu)旋轉(zhuǎn)到位沒檢測到時，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)上的輸送輥床不可以運行。

3 翻轉(zhuǎn)機構(gòu)

（1）基本功能。翻轉(zhuǎn)機構(gòu)正對著運卷車，由抱爪、翻轉(zhuǎn)裝置和輸送輥床三部分組成，當(dāng)帶有線卷的卷芯架到達(dá)翻轉(zhuǎn)機構(gòu)時，抱爪將卷芯架鎖緊，液壓缸推動的翻轉(zhuǎn)裝置帶著卷芯架傾翻90°，使卷芯架與運卷車水平，運卷車向前移動，將托臂插入線卷后上升，把線卷托起后退回停止位后下降，將線卷放于PF鏈的C型鉤上。此時翻轉(zhuǎn)機構(gòu)回翻到位，抱爪張開，卷芯架繼續(xù)向前運行，等待再一次接卷。

（2）基本結(jié)構(gòu)。①翻轉(zhuǎn)裝置由兩組三位雙電磁閥控制的兩個液壓缸驅(qū)動。其中一組控制翻轉(zhuǎn)液壓缸快速伸出和縮回，另一組控制翻轉(zhuǎn)液壓缸慢速伸出和縮回。②翻轉(zhuǎn)裝置開始翻轉(zhuǎn)時先通過電磁閥控制快速翻轉(zhuǎn)液壓缸以快速翻轉(zhuǎn)或回翻，當(dāng)翻轉(zhuǎn)或回翻過程中檢測到減速位（接近開關(guān)控制）時，快速翻轉(zhuǎn)液壓缸的電磁閥失電，而慢速翻轉(zhuǎn)液壓缸的電磁閥得電。③翻轉(zhuǎn)裝置有兩組接近開關(guān)，翻轉(zhuǎn)和回翻各有一個是減速位，一個是停止位，當(dāng)翻轉(zhuǎn)或回翻到位后，相應(yīng)電磁閥失電，翻轉(zhuǎn)機構(gòu)停止運行。④翻轉(zhuǎn)裝置上有一臺由變頻器控制的電機驅(qū)動的三軸輸送輥床，卷芯架經(jīng)過輸送輥床運輸時有兩個速度，一個正常運行速度，一個是減速位信號檢測到時的低速，當(dāng)?shù)退龠\行到停止位時，速度置為0，輥床停止運行。⑤抱爪裝置由兩條液壓缸驅(qū)動，兩條液壓缸由一個三位雙電控電磁閥控制。當(dāng)收到打開或關(guān)閉到位信號一秒鐘之后，兩個電磁閥失電。

（3）設(shè)備聯(lián)鎖。①抱爪未鎖緊到位時，翻轉(zhuǎn)裝置不允許翻轉(zhuǎn)和回翻。②卷芯架未處于翻轉(zhuǎn)裝置上時，抱爪不允許鎖緊。翻轉(zhuǎn)裝置動作時，抱爪不允許張開。③抱爪鎖緊后，翻轉(zhuǎn)機構(gòu)上的輸送輥床不允許運行。翻轉(zhuǎn)裝置動作時，其上的輸送輥床不允許運行。④運卷車沒有退回等待位，翻轉(zhuǎn)裝置不允許動作。

4 輸送機構(gòu)

（1）基本功能。輸送機構(gòu)是整個系統(tǒng)的主運輸段，其功能是通過輥床上的驅(qū)動電機帶動輥床上的同步帶輪運行，運送卷芯架前往到下一個輥床。所有輸送輥床與舉升機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)和翻轉(zhuǎn)機構(gòu)上的輥床組成一個輸送環(huán)，周而復(fù)始的運送卷芯架。

（2）基本結(jié)構(gòu)。①單個輥床由一臺變頻器控制的電機驅(qū)動，可以根據(jù)需要安裝三軸輥床和四軸輥床。②單個輥床上均安裝一個接近開關(guān)，卷芯架移動過來時作為停止位，到位后接近開關(guān)一直保持信號，作為有車信號。③由于輥床空間有限，單個輥床上只允許停放一個卷芯架。④為了節(jié)約電能，當(dāng)輥床上沒有卷芯架時，驅(qū)動電機將自動停止運行，當(dāng)前一個輥床有卷芯架時，下一個空輥床自動啟動。

（3）設(shè)備聯(lián)鎖。①舉升裝置動作中或上升到位時，其上的輥床不允許運行，且前一個輥床上如果卷芯架，則該輥床也不允許運行。②當(dāng)前輥床上有卷芯架時，其后相鄰的輥床不允許啟動。③當(dāng)旋轉(zhuǎn)輥床沒有轉(zhuǎn)到接卷芯架位置時，其上的輸送輥床不允許啟動，其后相鄰的輥床也不允許將卷芯架輸送到旋轉(zhuǎn)機構(gòu)中。④翻轉(zhuǎn)裝置動作過程中及抱爪鎖緊時，不允許前一個輥床將卷芯架輸送到翻轉(zhuǎn)機構(gòu)中。

5 結(jié)語

立式輥床輸送機構(gòu)已經(jīng)在唐鋼、青鋼、張鋼、九江等很多鋼廠投入使用，出色的完成了集卷、運卷、卸卷的任務(wù)，作為一種有著優(yōu)異表現(xiàn)的集卷方式，相信以后會在更多的高速線材生產(chǎn)線得以應(yīng)用。