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苗建新：寶鋼分公司厚板廠
1 前言
寶鋼5m寬厚板軋機(jī)工程于2005年2月份投產(chǎn)，是寶鋼分公司調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)大口徑輸油氣管線、高強(qiáng)度船板、高強(qiáng)度建筑結(jié)構(gòu)板、壓力容器板等需求的重大舉措。作為我國(guó)第一套特寬幅現(xiàn)代化厚板軋機(jī)，它將帶動(dòng)我國(guó)厚板生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)提升我國(guó)厚板產(chǎn)品檔次，增強(qiáng)我國(guó)的綜合國(guó)力，將發(fā)揮積極作用。
2 切頭剪概況
切頭剪是剪切線的第一道工序，直接對(duì)產(chǎn)品成品負(fù)責(zé)，也是決定厚板廠產(chǎn)量的決定因素，因此切頭剪的生產(chǎn)效率直接關(guān)系到我們廠產(chǎn)量的提高，但存在的主要問(wèn)題包括：鋼板頭部板形不好，導(dǎo)致光柵無(wú)法精確定位，剪切出來(lái)的頭部廢料時(shí)常超長(zhǎng)，經(jīng)常卡在廢料系統(tǒng)內(nèi)，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)的順利進(jìn)行。
3 剪切工藝
鋼板經(jīng)過(guò)之前的軋制、矯直和冷卻之后，進(jìn)入切頭分段剪之前，首先根據(jù)在線UST入口處設(shè)置的板形檢測(cè)儀(PSG)的檢測(cè)結(jié)果，確定鋼板的剪切方式，PSG同時(shí)決定了每塊鋼板能否按計(jì)劃剪切。
若切頭長(zhǎng)度大于設(shè)備允許的最大廢料剪切長(zhǎng)度時(shí)，則需要兩次或更多次的剪切，這種情況下在寬度方向上要盡可能避免分切，如圖1所示。
鋼板經(jīng)過(guò)切頭剪后，切除頭部的“舌形”部分，并視板形情況進(jìn)行分段處理，當(dāng)鋼板出現(xiàn)“鐮刀彎”時(shí)可用此剪機(jī)在適當(dāng)位置進(jìn)行分段，以減少鋼板的切邊量。為后續(xù)的邊部剪切做好準(zhǔn)備，如圖2所示。
圖2 剪切模型
L：整個(gè)鋼板長(zhǎng)度，不論什么形狀；D：頭部切邊量
那么如果0
使用激光掃描器而不用光柵檢查，就是考慮到軋制出的板形因素，光柵是只能對(duì)一點(diǎn)的檢測(cè)，而激光掃描器是對(duì)一個(gè)面的掃描，可以可靠的檢測(cè)到鋼板頭部，而不論鋼板的形狀如何。
4 改進(jìn)措施
為了提高切頭剪的定位精確度，就要盡量控制鋼板位置到達(dá)設(shè)定位置的準(zhǔn)確性，如果實(shí)際頭部位置遠(yuǎn)大于設(shè)定位置，那么過(guò)大的廢料可能卡在廢料系統(tǒng)內(nèi)，這是不希望發(fā)生的。
從定位來(lái)講，控制系統(tǒng)以切頭剪下剪刃刃口為零點(diǎn)，入口是負(fù)值，出口是正值，把第一個(gè)激光掃描器安裝在－6940mm處（1#），第二個(gè)安裝在＋190mm處（2#）。考慮到實(shí)際情況，決定采用以下改進(jìn)方式：
當(dāng)D小于190mm時(shí)，使用1#定位，當(dāng)D大于190mm時(shí)，使用2#定位。他的好處在于：小于190mm時(shí)利用1#定位，定位速度快，尺寸小，即使誤差大些，也不會(huì)大到卡住的程度；而使用第二個(gè)缺點(diǎn)是時(shí)間較長(zhǎng)，優(yōu)點(diǎn)是定位精度更高，為了防止鋼板頭部出現(xiàn)較大的偏差，所以采用了這種選擇方式，這兩種控制方式都可靠的保證了頭部廢料小于卡鋼的尺寸。頭部尺寸有2級(jí)模型計(jì)算得出。
圖3 定位速度的改進(jìn)
如圖3所示，如果選擇了頭部剪切命令，即“選擇開(kāi)關(guān)”信號(hào)為“1”，那么鋼板的運(yùn)動(dòng)按照“頭部速度”進(jìn)行，值為0.06m/s，而“正常速度”是2.0m/s，目的是保證調(diào)整位置的精確性。
位置的計(jì)算是通過(guò)輥道的脈沖發(fā)生器獲得，位置越遠(yuǎn)，誤差越大。第一個(gè)激光掃描器具體剪切位置有6米多，誤差比第二個(gè)大，本體上的精度至少提高了20毫米。圖4就是利用本體激光掃描器進(jìn)行同步調(diào)節(jié)后的程序控制圖。不同的檢測(cè)元件執(zhí)行不同的同步位置操作。
圖4 同步調(diào)節(jié)
兩個(gè)激光掃描器之間的切換控制選擇如圖5所示，通過(guò)切換邏輯信號(hào)，可以選擇1#或2#脈沖發(fā)生器繼續(xù)位置計(jì)算，但同時(shí)只能有一個(gè)發(fā)揮作用。
圖5 切換控制
5 結(jié)語(yǔ)
改變了定位控制的方式后，定位的精度有了明顯的提高，且不需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行大的改造，主要是通過(guò)控制功能的優(yōu)化就較好了實(shí)現(xiàn)了定位的精確性。
實(shí)施后，由于定位精度的提高，切頭剪卡鋼的現(xiàn)象大大減少，有原來(lái)的平均5次/月減少到1.5次/月，大大減少了停機(jī)時(shí)間，對(duì)提高整條線的產(chǎn)量起到了一定的作用。
其他作者：劉飛（1984－），男，江西樂(lè)安人，助理工程師，學(xué)士，主要研究方向?yàn)闄C(jī)電一體化；方英（1982－），男，上海人，主要研究方向?yàn)楣I(yè)自動(dòng)化。
參考文獻(xiàn)
[1] Harald Kleines, Janos Sarkadi, Frank Suxdorf, and Klaus Zwoll,
北京市公安局海淀分局備案號(hào)：11010802023656號(hào)