Kontrollprinsipp og anvendelse av sidetrimmeskiveskjær i beisingslinje som en del av spoleskivemaskin
May 21, 2026
Forord
Skivesaksen er et uunnværlig skjæreutstyr i plate- og båndproduksjonsverksteder. Denne skjæren har to skiveformede-blader, som brukes til langsgående trimming av kantene på stålplater og strimler, eller for å skjære dem i smale strimler, som ligner på en spoleskjæremaskin. Denne skjæren er mye brukt til langsgående skjæring av stålplater og tynne strimler med en tykkelse på mindre enn 20 til 30 mm. Fordi bladene er roterende skiver, kan de kontinuerlig skjære bevegelige stålplater eller bånd i lengderetningen. En kontinuerlig beisingslinje i et bestemt stålverk ble satt i produksjon i juni 2012, ved bruk av en passiv strekk-skjærskive. Denne artikkelen fokuserer på den grunnleggende strukturen, prosessen og kontrollprinsippene og egenskapene til skiveskjæren som referanse.
Struktur av skiveskjæring
Hoveddelen av rotasjonsskjæren inneholder ingen intern drivmekanisme; i stedet drives rotasjonen av bladene av selve den bevegelige stålstrimmelen, som er under spenning, og oppnår derved en "trekk-skjæring". For å sikre at hoveddelen av stålplaten forblir i vater når den kommer ut av den roterende skjæren-mens den avkuttede kanten får krølle seg gradvis-er diameteren på det øvre bladet utformet til å være litt mindre enn det nedre bladet.
Samtidig forhindrer denne utformingen at de avkuttede kantlistene krøller seg for mye. For å hindre at stålplaten deformeres når den kommer inn i rotasjonsskjæren, installeres trykkruller umiddelbart oppstrøms bladene. Videre, for å minimere friksjonen mellom stålplaten og skjærekantene til de roterende bladene, settes hvert par blader i en liten vinkel i forhold til senterlinjen til stålbåndet. De primære strukturelle komponentene til enheten inkluderer en fast støtteramme, en bladgapjusteringsmekanisme og en bladerstatningsanordning.
Nøkkelparametre og prosessflyt
Hovedytelsesparametre for rotasjonsskjæren
Materiale som skal skjæres: Standard kald-valset stålplate
Stålplatestyrke:
< 700 MPa
Stålplatetykkelse: 1,2–6 mm
Skjærhastighet:
30–350 m/min
Klippebredde:
5–30 mm
Den roterende skjæren er plassert nedstrøms for halvmåneskjæren; den bruker en ikke-drevet roterende struktur og brukes til å trimme kantene på stålbåndet til en spesifisert bredde. To sett med skjærehoder er montert på klipperammene på hver side av prosesslinjen. Disse klipperammene kan roteres 180 grader via en tannstang-og-drevmekanisme drevet av hydrauliske sylindre. Når en klipperamme har rotert på plass, aktiveres en låsemekanisme-aktivert av en hydraulisk sylinder-for å feste rammen på plass. Mens ett sett med kutterhoder aktivt utfører skjæreoperasjoner, forblir det andre settet tilgjengelig for vedlikehold, utskifting eller justering. Breddejustering av skjærerammene oppnås ved å drive en kuleskrue via en girmotor, som får rammene til å gli langs styreskinner montert på basen. Når ønsket breddeinnstilling er nådd, låses rammene i posisjon ved hjelp av gjengede hydrauliske sylindre.
Et par klemruller og støtteruller er plassert ved skjærehodeinntaket. Klemvalseenheten drives av hydrauliske sylindre og tjener til å forhindre stripefladder mens den støtter stripen, og sikrer dermed skjærkvalitet. Skrot som genereres av rotasjonsskjæret ledes via en renne inn i en skraphakker for kantkapping. Etter kutteprosessen føres skrotet via en renne inn i utløpsavfallstransportsystemet.
Oversikt over kontrollsystem
Det grunnleggende automatiseringssystemet for MaSteel-beisingslinjen består av komponenter som PLSer (Programmable Logic Controllers), et HMI-system, et industrielt Ethernet-nettverk, feltbusser, eksterne felt I/O-stasjoner (ET200) og programmeringsenheter, som illustrert i figur 2. For denne spesifikke enheten ble Siemens SIMATIC S7-400 valgt som kontrolleren. Hele enheten er utstyrt med tre PLS-er, som hver bruker en CPU416-2-modul. Systemets HMI-grensesnitt drives av Siemens WinCC-systemet, med PLS-ene koblet til WinCC-serveren via et industrielt Ethernet-nettverk. Kommunikasjonen mellom PLS-ene og feltenhetene utføres ved hjelp av PROFIBUS DP-protokollen; hver PLS har flere PROFIBUS DP-grensesnitt dedikert til å koble til eksterne I/O-moduler, drivsystemer, kodere, feltinstrumentering, samt CPC- og EPC-enheter. Det roterende skjærkontrollsystemet, som ligner på en spoleskjæremaskin, styres av en enkelt CPU416-2-modul-grensesnitt med to separate PROFIBUS DP-nettverk for å utføre funksjoner inkludert rammebreddejustering, overlappingsjustering og sideklaringsjustering.
Kontroll av rotasjonsskjæret
Beskrivelse av kontrollmoduser
Det roterende skjærsystemet omfatter rotasjon av skjærrammen, justering av rammebredden, justering av bladets overlapping og justering av bladets sideklaring. Kontroll er tilgjengelig i to moduser: manuell og automatisk.
Manuell kontroll
Den manuelle modusen brukes først og fremst for operasjoner under feilsøking og feiltilstander; knapper plassert på kontrollkonsollen muliggjør uavhengig kontroll av rotasjonsskjærens ulike justeringsmekanismer, låsemekanismer og rotasjonsbevegelser for klippehodet. Driftsprosedyren for å rotere skjærehodet er som følger: når den roterende skjæren ikke er i bruk eller utgangsenheten har stoppet, vil et trykk på startknappen føre til at den roterende skjærerammen og skraphakkerrammen trekkes tilbake med en passende avstand. Denne tilbaketrekkingen hindrer stålstrimmelen i å forstyrre rotasjonsprosessen, samtidig som den sikrer at skraphakkeren ikke hindrer rotasjonen av rotasjonsskjæren. Deretter kobles rotasjonslåseenheten ut, og rammen-roterer 180 grader avhengig av den nåværende posisjonen- (enten med eller mot-urviseren); når rotasjonen er fullført og rammen når den angitte posisjonen, kobler rotasjonslåseenheten inn igjen- for å sikre den. Den operasjonelle prosedyren for å trekke tilbake den roterende skjæren fra produksjonslinjen er som følger: når den roterende skjæren ikke er i bruk eller utgangsenheten har stoppet, vil et trykk på startknappen få både den roterende skjærrammen og skraphakkerrammen til å trekke seg tilbake til deres respektive standby-posisjoner.
Automatisk kontroll
I automatisk modus utføres kontrollen av rotasjonsskjæren-en funksjon som også finnes i en spoleskjæremaskin- via en automatisert sekvens basert på statusinformasjon fra hovedkontrolleren og startsignalet. For to påfølgende stålspoler-en foregående spole og en påfølgende spole-kan driftsmodusen til den roterende skjæringen kategoriseres i fire scenarier: Not Used–Not Used (NU-NU), Used–Used (U-U), Used–Not Used}}–Us,{7 (NU-U).
NU-NU
Den roterende skjæren krever ingen justering.
U-U
Handlingsforløpet bestemmes av forskjellene i bredde og tykkelse mellom de foregående og etterfølgende stålbåndene. Hvis parametrene er identiske, krever rotasjonsskjæringen ingen justering; hvis de er forskjellige, startes de automatiserte sekvensene for justering av skjærbredden, overlappingsmengden og sideklaringen.
U-NU
Den automatiserte sekvensen for justering av skjærbredden påkalles for å utvide den roterende skjærrammen til dens standby-posisjon.
NU-U
Først påkalles den automatiserte sekvensen for å flytte den roterende skjæren til dens beredskapsposisjon; deretter-når sveisesømmen har stoppet ved den roterende skjærens plassering-startes de automatiske sekvensene for justering av skjærbredde, overlappingsmengde og sideklaring.
Optimalisering av den mekaniske clearance-elimineringsfunksjonen for rotasjonsskjæren
Rotasjonen av motoren driver ledeskruen, som samtidig driver koderen; denne bevegelsen konverteres til sideforskyvning av rotasjonsskjærholderen, og muliggjør dermed justering av rotasjonsskjærens sideklaring. På grunn av den iboende klaringen mellom mutteren og ledeskruen, når rotasjonsretningen skifter fra forover til revers, roterer ledeskruen og koderen sammen mens mutteren forblir stasjonær, noe som resulterer i manglende bevegelse i skjærholderen. Dette fenomenet-der posisjonssensoren oppdager en endring i posisjonen selv om den faktiske fysiske posisjonen ikke er endret-er forårsaket av det mekaniske tilbakeslaget i utstyret. Siden koderen ble kalibrert i "lukke"-retningen, utføres utstyrets endelige bevegelse konsekvent i lukkeretningen for å eliminere posisjonskontrollfeilene forårsaket av det nevnte mekaniske tilbakeslaget. For eksempel, for å flytte fra gjeldende posisjon (punkt A) til punkt C, åpnes mekanismen først til punkt B og lukkes deretter til punkt C.
For å oppnå høy kontrollpresisjon bruker justeringen av overlappingen og sideklaringen for rotasjonssaksen-så vel som klaringsjusteringen for skraphakkeren- følgende metode: når målverdien overskrider gjeldende verdi, justeres avstanden først til en verdi som er litt større enn målet, og lukkes deretter sakte tilbake til målverdien. Vi har innlemmet en programblokk for automatisk klaringsjustering i PLS-programvaren; ved å integrere dette med kontrolllogikken til den originale designen og bruke prinsippene for lukkede-sløyfekontrollsystemer-spesifikt gjennom sann-tidsovervåking via absolutte koder-har vi oppnådd ikke bare sanntids-tilbakemelding om den mekaniske klaringen til rotasjonssaksen, men også den nøyaktige, automatiske justeringen. Siden implementeringen av disse forbedringene har nøyaktigheten av klaringsjusteringen fullt ut oppfylt produksjonskravene, noe som øker produksjonseffektiviteten betydelig og sikrer både kvaliteten og jevnheten til skjæreprosessen.
Konklusjon
Produksjonsresultater på-stedet viser at kontrollsystemet for Ma Steel-beisingslinjens rotasjonsskjær er automatisert, pålitelig og enkelt å betjene, samtidig som det reduserer arbeidsintensiteten. Den har forbedret skjærekvalitet og produksjonseffektivitet, effektivt oppfyller produksjonskravene og genererer betydelige økonomiske fordeler.
