一種棒材倍尺飛剪控制裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種棒材倍尺飛剪控制裝置，包括成品機架（1）、倍尺飛剪（2）、編碼器（3）、控制裝置（4），所述成品機架（1）設置有與其主軸電機電連接的變頻器（11），所述編碼器（3）與成品機架（1）主軸電機同軸連接旋轉，所述控制裝置（4）與變頻器（11）、倍尺飛剪（2）及編碼器（3）信號連接，所述倍尺飛剪（2）的后端還設置有與棒材路徑對應的光幕傳感器（5），所述光幕傳感器（5）與控制裝置（4）信號連接。本實用新型通過控制裝置與變頻器、編碼器和光幕傳感器通訊，用電流值判斷棒材狀態代替傳統熱檢信號；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不佳引起的不剪、漏剪和倍尺長度有誤的問題。
【專利說明】一種棒材倍尺飛剪控制裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于冶金自動化【技術領域】，具體涉及一種結構簡單、工作穩定可靠、維護成本低、能耗少的棒材倍尺飛剪控制裝置。
【背景技術】
[0002]倍尺飛剪用于軋鋼棒材產品的倍尺分斷，是棒材生產線的咽喉，與棒材生產工藝結合非常緊密，其性能是否優良，運行是否可靠對整個生產線的作業率和產品收得率有著至關重要的影響。目前，熱軋棒材工藝采用穿水軋制新技術，使得倍尺飛剪處于冶金生產線粉塵、水汽較大的惡劣環境中，因此故障率較高，主要原因有以下幾種:一是無檢測信號，飛剪不剪；二是檢測信號提前或延遲到來，倍尺長度有誤；三是檢測信號在過鋼過程中有閃斷，飛剪漏剪。一旦出現上述情況，棒材就不能上冷床，造成廢品和鋼沖冷床的安全事故，不僅影響生產順行還帶來了極大的安全隱患。目前，國內相關行業用于倍尺飛剪信號檢測的主要方法是:在成品機架出口和倍尺飛剪前各安裝一個熱金屬檢測元件，來判斷有棒材出現、并配合軋機主軸設置的速度編碼器實現棒材測速功能。由于生產線環境惡劣，粉塵大導致熱金屬檢測器觀察窗污染堵塞，特別是穿水冷卻工藝的推廣應用后，中夜班成品機架至倍尺飛剪區域水霧彌漫，冷卻段磨損嚴重時甚至出現冷卻水倒灌，出現熱金屬檢測器常亮的情況，由此檢測信號不佳而造成不剪、漏剪和錯剪問題，難以滿足工況惡劣的棒材生產線的高可靠性要求，直接影響到人身、設備的安全和生產的順利進行。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的在于提供一種結構簡單、工作穩定可靠、維護成本低、能耗少的棒材倍尺飛剪控制裝置。
[0004]本實用新型的目的是這樣實現的，包括成品機架、倍尺飛剪、編碼器、控制裝置，所述成品機架設置有與其主軸電機電連接的變頻器，所述編碼器與成品機架主軸電機同軸連接旋轉，所述控制裝置與變頻器、倍尺飛剪及編碼器信號連接，所述倍尺飛剪的后端還設置有與棒材路徑對應的光幕傳感器，所述光幕傳感器與控制裝置信號連接。
[0005]本實用新型通在倍尺飛剪控制裝置的輸入端與成品機架主軸電機對應變頻器的信號輸出端間信號連接，將對應成品機架電機之電流值讀出，在控制裝置內對電流變化判斷出成品機架“含鋼”或“拋鋼”，以代替傳統熱傳感器檢測，從而相比減少一個檢測裝置，隨之減少對應檢測裝置的備件和維護成本，提高了控制方法的可靠性；將現有技術中倍尺飛剪前易污損而失效的熱金屬檢測器改為光幕檢測器，特別是移至工況相對好的倍尺飛剪后端，徹底解決飛剪檢測信號不佳引起的不剪、漏剪和倍尺長度有誤的問題，并且節省了現有技術中用于避免粉塵水霧干擾而使用的軸流風機或壓縮空氣，降低了能源消耗。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0006]圖1為現有技術控制裝置結構示意圖；
[0007]圖2為本實用新型結構示意圖之一；
[0008]圖中:1-成品機架，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-信號線,9-熱金屬檢測器。
【具體實施方式】
[0009]下面結合附圖對本實用新型作進一步的說明，但不得以任何方式對本實用新型加以限制，基于本實用新型教導所作的任何變更或改進，均屬于本實用新型的保護范圍。
[0010]如附圖2所示，本實用新型包括成品機架1、倍尺飛剪2、編碼器3、控制裝置4，所述成品機架I設置有與其主軸電機電連接的變頻器11，所述編碼器3與成品機架I主軸電機同軸連接旋轉，所述控制裝置4與變頻器11、倍尺飛剪2及編碼器3信號連接，所述倍尺飛剪2的后端還設置有與棒材路徑對應的光幕傳感器5，所述光幕傳感器5與控制裝置4信號連接。
[0011]所述控制裝置4信號輸入端與變頻器11電流值輸出端信號連接。
[0012]所述變頻器11通過PR0FIBUS總線與控制裝置4通訊。
[0013]所述控制裝置4與一個或多個成品機架I的主軸電機對應變頻器11及編碼器3信號連接。
[0014]所述控制裝置4設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為對射式光幕傳感器。
[0018]本實用新型工作原理及工作過程:
[0019]本實用新型的控制裝置通過讀取成品機架的主軸電機對應變頻器電流信號判斷檢測到軋件頭部出現，或通過讀取光幕傳感器信號判定檢測到軋件中部出現時，開始計算脈沖數，脈沖由成品機架軋機主電機軸上速度編碼器發出，每轉N個脈沖，通過控制裝置計算出倍尺對應的脈沖數，當達到此值時，飛剪電機啟動，開始剪切。飛剪制動由接近開關和飛剪編碼器標定的原位控制。當剪切完瞬間接近開關/編碼器原位發出停車命令，電機控制裝置給出制動反爬電流(此電流值可調節，便于剪刃不會走過頭造成二次剪切或連續剪切)，調試時確定好剪刃制動位置，反爬從制動位置開始，反爬極限位置即剪刃設定的原始位置通過飛剪主電機后軸端光電編碼器計數確定，從反爬開始到設定的脈沖數時，編碼器發信號讓電機停止轉動，飛剪完成一個剪切動作程序，等待下一次剪切。備尺長度可以換算成成品機架軋機主電機軸上旋轉編碼器發出的脈沖數(扣除機械滯后和電氣滯后時間，第一個倍尺還應扣除成品架到飛剪中心距離)，脈沖數與長度之間的關系:以成品機架最大輥徑時的工作輥徑Dk為基準，軋輥旋轉I圈，周長為π Dk,對應的脈沖數為kXN=kN(k為成品架傳動速比，N為編碼器轉I圈發出的脈沖數)。Imm軋件長度對應的脈沖數應為kN/( Ji Dk)，控制裝置自動計算出相應的脈沖數。
[0020]首先通過輸入裝置向PLC系統等控制裝置中設置棒料剪切長度L、“空過”機架號、對應成品機架號至光幕距離Ln、對應成品機架驅動電機軋制性電流系數β、對應成品機架工作輥徑Dk和驅動電機編碼器每轉脈沖數N。然后，PLC系統對成品機架進行判斷，以18架軋機配置，僅有14架、16架和18架可以作為成品機架的棒材線為例:如果16架、18架被選擇為“空過”機架，則判斷14架為成品機架；如果18架被選擇為“空過”機架，則判斷16架為成品機架；如果18架沒被選擇為“空過”機架，則18架為成品機架。其次，通過PLC系統與成品機架主軸電機對應變頻器和編碼器間的通訊報文，將選擇好的成品機架電流值Ifitt和脈沖數Ns讀出。同時，PLC系統與設置于倍尺飛剪后端的光幕間的信號連接，獲取光幕信號。最后，PLC系統根據獲取信號進行判斷，當15%Ie時(對應成品機架驅動電機軋制性電流系數β可根據各軋線電機軋制性能做調整，本實施例選擇15%)，判斷成品架“咬鋼”；當I反饋< 15%Ie時，判斷成品架“拋鋼”。
[0021]本實用新型用控制裝置采集的“含鋼”(即咬鋼)信號代替現有技術中的精軋出口熱檢信號；將倍尺飛剪前的熱金屬檢測器移至倍尺飛剪后端，并用對射式光幕檢測器替代，有效抵御水汽、霧氣對該熱金屬檢測器的影響。當成品機架“含鋼”信號上升沿到來時，PLC系統判斷棒材“頭部出現”，開始計算通過倍尺飛剪的棒材長度；隨后倍尺飛剪后光幕上升沿到來，判斷棒材“中部出現”，同時復位“頭部出現”信號；接著成品機架“含鋼”信號下降沿到來，判斷棒材“尾部出現”，同時復位“中部出現”信號；在PLC系統輸入裝置的觸摸屏中設置成品機架選擇功能，通過Profibus與PLC通訊，將剪后光幕到成品機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算，棒材的軋制速度就等于成品機架到剪后光暮的距離除以棒材“頭部出現”的時間；最后，用設定的倍尺的長度除以每一脈沖單位對應的棒材長度，就可以換算出倍尺飛剪數到多少個脈沖時觸發剪切一刀。
[0022]本實用新型通過在控制裝置與成品機架主軸電機變頻器間連接實現通訊，用成品機架的“含鋼”信號代替現有技術中精軋入口的熱檢信號，從而減少一個檢測裝置，隨之減少對應檢測裝置的備件和維護成本，整個檢測裝置更加穩定可靠；進一步在倍尺飛剪的控制裝置設置輸入裝置，根據選擇的不同成品機架所對應的成品機架到剪后端熱檢的距離，送至控制裝置中的指定地址，進而參與棒材位置、速度判斷；將現有技術中倍尺飛剪前易污損而失效的熱金屬檢測器改為光幕檢測器，并移至工況相對好的倍尺飛剪后端，徹底解決飛剪檢測信號不佳引起的不剪、漏剪和倍尺長度有誤的問題，并且節省了現有技術中用于避免粉塵水霧干擾而使用的軸流風機或壓縮空氣，減少能源消耗。
【權利要求】
1.一種棒材倍尺飛剪控制裝置，包括成品機架(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架(I)設置有與其主軸電機電連接的變頻器(11)，所述編碼器(3)與成品機架(I)主軸電機同軸連接旋轉，所述控制裝置(4)與變頻器(11)、倍尺飛剪(2 )及編碼器(3 )信號連接，所述倍尺飛剪(2 )的后端還設置有與棒材路徑對應的光幕傳感器(5)，所述光幕傳感器(5)與控制裝置(4)信號連接。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于所述控制裝置(4)信號輸入端與變頻器(11)電流值輸出端信號連接。
3.根據權利要求1或2所述的裝置，其特征在于所述變頻器(11)通過PROFIBUS總線與控制裝置(4)通訊。
4.根據權利要求1或2所述的裝置，其特征在于所述控制裝置(4)與一個或多個成品機架(I)的主軸電機對應變頻器(11)及編碼器(3 )信號連接。
5.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于所述控制裝置(4)設置有與其通信連接的輸入裝置(41)。
6.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于所述控制裝置(4)為主軋線PLC和/或飛剪 PLC0
【文檔編號】B23D36/00GK204135453SQ201420398469
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年7月18日 優先權日:2014年7月18日
【發明者】段桂萍, 李躍武, 楊仲康, 姚喻鳴, 陸瓊花, 皇甫蕓芬, 張征, 孫惠敏 申請人:武鋼集團昆明鋼鐵股份有限公司