CN101912997A - 一种集成了伺服控制系统的圆盘剪设备 - Google Patents

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Abstract

一种集成了伺服控制系统的圆盘剪设备，用于切边圆盘剪设备。传动侧、操作侧间隙量、重叠量与开口度调整电机均使用带绝对值编码器伺服电机，由控制系统控制。控制系统预留整线通讯板、触摸屏、中央控制器与伺服控制板连接，伺服控制板经伺服驱动器与各调整电机相连，伺服电源模块与各伺服驱动器串联。绝对值编码器反馈各电机转速实际值，输入到中央控制器，经其与标准值对比、运算后，将各调整值经伺服控制板输入调整电机，精确调整间隙量、重叠量及开口度。本发明自动化水平高，圆盘剪各工艺调整量均可由操作员输入目标值一次精确定位，预留与整线系统连接的通讯板，可自动根据整线系统输入的板带材料种类、板厚、板宽自动预设定工艺调整量。

Description

一种集成了伺服控制系统的圆盘剪设备
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，特别是伺服电机控制的板带后处理用切边圆盘剪设备。
背景技术
圆盘剪作为金属带材的精确连续纵向剪切设备，在钢铁及有色金属行业得到广泛应用。冶金行业中常用的切边圆盘剪用于剪掉板带边缘多余的宽度，去除边部缺陷，使边部整齐，以满足下道工艺的宽度要求。对圆盘剪的机械控制应考虑传动侧间隙量、重叠量、操作侧间隙量、重叠量、开口度的精确调整。使用人工手动调整，需反复修正、测量，浪费大量时间；使用普通电机驱动，由于可调整的范围很小，其精度不能得到保证，甚至误差很大。
以往的切边圆盘剪包括机械控制和自动化控制两大部分，圆盘剪的各调整量电机、主轴电机、辅助电机与辅助液压动作均由安装在电气室的控制柜控制，圆盘剪需要配备单独的操作台，这样导致设备占用空间大，安装配线多，信号线易受干扰，控制实现较繁琐。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的发明目的在于提供一种集成了伺服控制系统的圆盘剪设备，以解决常用圆盘剪存在的调整精度低、使用不方便，工艺参数不能直接显示，安装配线过长导致易受干扰，调试浪费人力及时间，后期维护不方便的缺陷。
本发明的技术方案在于：刀箱一的上部装有由传动侧间隙量调整电机、传动侧重叠量调整电机分别控制的传动侧间隙量调整装置、传动侧重叠量调整装置，刀箱一的侧面设有刀盘一、刀盘二及传动侧主轴电机，刀箱一内装有主轴润滑电机一；刀箱二的上部装有由操作侧间隙量调整电机、操作侧重叠量调整电机分别控制的操作侧间隙量调整装置、操作侧重叠量调整装置，刀箱二的侧面设有刀盘三、刀盘四及操作侧主轴电机，刀箱二内装有主轴润滑电机二；工作台上装有开口度调整电机控制的开口度调整装置，其特征在于：传动侧间隙量调整电机、操作侧间隙量调整电机、传动侧重叠量调整电机、操作侧重叠量调整电机及开口度调整电机均使用带绝对值编码器的伺服电机，由集成在机架上的控制系统控制。
控制系统的预留整线通讯板、触摸屏、中央控制器经总线与伺服控制板连接，伺服控制板分别经伺服驱动器与传动侧间隙量调整电机、操作侧间隙量调整电机、传动侧重叠量调整电机、操作侧重叠量调整电机、开口度调整电机相连，伺服电源模块与伺服驱动器串联。
本发明的传动侧、操作侧的间隙量、重叠量调整电机与开口度调整电机的绝对值编码器用以反馈各电机转动角度实际值，输入到中央控制器中，经中央控制器与标准值对比、运算后，将各调整值经伺服控制板输入间隙量、重叠量及开口度调整电机，精确调整传动侧、操作侧的间隙量、重叠量及开口度。所需的定位、标定、报警、清除等操作均在触摸屏上完成。圆盘剪传动侧、操作侧的主轴电机、主轴润滑电机在本系统中不作控制，将由整线协调控制与整线速度匹配、同步。这样保证了本控制系统的独立性，紧凑性。
本发明考虑不同用户需求，预留与整线系统的通讯接口，也可由远程主控操作台进行工艺参数调整。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、控制系统集成在设备本体上，且控制系统上自带触摸屏及按钮开关，省去操作台，减少配线，安装、使用、维护极为方便。
2、使用了伺服电机，可在触摸屏上输入目标工艺参数，一次自动定位，定位精确。
3、本发明对主轴电机及主轴润滑电机不作控制，保证本发明的独立性，免现场调试。
4、预留与整线系统连接的通讯板，可自动根据整线系统输入的板带材料种类、板厚、板宽自动预设定工艺调整量，自动化水平高。
附图说明
图1是本发明结构简图；
图2是图1中传动侧间隙量调整电机1控制的传动侧间隙量调整装置简图；
图3是图1中传动侧重叠量调整电机3控制的传动侧重叠量调整装置简图；
图4是本发明控制系统连接关系框图。
具体实施方式
如图1所示，刀箱一14的上部装有由传动侧间隙量调整电机1、传动侧重叠量调整电机3分别控制的传动侧间隙量调整装置、传动侧重叠量调整装置，刀箱一14的侧面设有刀盘一8、刀盘二9及传动侧主轴电机6，刀箱一14内装有主轴润滑电机一48；刀箱二15的上部装有由操作侧间隙量调整电机2、操作侧重叠量调整电机4分别控制的操作侧间隙量调整装置、操作侧重叠量调整装置，刀箱二15的侧面设有刀盘三10、刀盘四11及操作侧主轴电机7，刀箱二15内装有主轴润滑电机二49；工作台20上装有开口度调整电机5控制的开口度调整装置，传动侧间隙量调整电机1、操作侧间隙量调整电机2、传动侧重叠量调整电机3、操作侧重叠量调整电机4及开口度调整电机5均使用带绝对值编码器的伺服电机，由集成在机架13上的控制系统12控制。
本发明间隙量的调整：
如图2所示，传动侧间隙量调整电机1通过减速箱23使滚珠丝杠26转动，滚珠丝杠座24固定，则滚珠丝杠26向下顶斜铁27，斜铁27的作用是使圆盘剪上刀轴28带动刀盘一8横向移动，横向移动变化即间隙量的变化，弹簧25保持上刀轴28与刀箱一14紧密结合，使间隙量与传动侧间隙量调整电机1的转动的角度呈线性关系。操作侧间隙量的调整与传动侧相同。
重叠量的调整：
如图3所示，传动侧重叠量调整电机3通过减速箱29使蜗杆30转动，带动蜗杆动齿轮31、动齿轮32转动，由于动齿轮31、动齿轮32与刀盘一8、刀盘二9分别为偏心机构，动齿轮31、动齿轮32的转动导致刀盘一8、刀盘二9之间的重叠量变化，图中序号14为刀箱一。这个变化不是线性关系，但可由偏心量及齿轮直径、减速比推导计算。操作侧重叠量的调整与传动侧相同。
开口度的调整：
如图1所示，开口度调整电机5通过减速箱16经联轴器17使滚珠丝杠18转动，滚珠丝杠18横向推动丝杠座19，这里丝杠座19与刀箱一14连为一体，操作侧的开口度调整装置与传动侧的开口度调整装置为同样机构，但是滚丝杠21的转动方向与丝杠18相反，滚珠丝杠21横向推动丝杠座22，这样，通过开口度调整电机5的转动使刀箱一14、刀箱二15同时向相向或相反方向运动，即完成开口度的调整。开口度与开口度调整电机5转动的角度呈线性关系。
如图4所示，控制系统的预留整线通讯板33、触摸屏34、中央控制器35经总线与伺服控制板36连接，伺服控制板36分别经伺服驱动器38、伺服驱动器39、伺服驱动器40、伺服驱动器41、伺服驱动器42与传动侧间隙量调整电机1、操作侧间隙量调整电机2、传动侧重叠量调整电机3、操作侧重叠量调整电机4、开口度调整电机5相连，伺服电源模块37与伺服驱动器38、伺服驱动器39、伺服驱动器40、伺服驱动器41、伺服驱动器42串联。绝对值编码器43、44、45、46、47采集的信号分别给伺服驱动器38、39、40、41、42。这些信号也用来计算当前的各工艺调整量实际值。
传动侧间隙量调整电机1、操作侧间隙量调整电机2、传动侧重叠量调整电机3、操作侧重叠量调整电机4、开口度调整电机5的绝对值编码器反馈各电机转速实际值，输入到中央控制器35，经中央控制器35与标准值对比、运算后，将各调整值经伺服控制板36协调控制伺服驱动器38、伺服驱动器39、伺服驱动器40、伺服驱动器41、伺服驱动器42，进而控制传动侧间隙量调整电机1、操作侧间隙量调整电机2、传动侧重叠量调整电机3、操作侧重叠量调整电机4、开口度调整电机5的转动，精确调整传动侧、操作侧的间隙量、重叠量及开口度。各伺服驱动器的电源由伺服电源模块37提供。本系统还可根据需要经预留整线通讯板33以连接整线系统。
主轴润滑电机48、主轴润滑电机49、传动侧主轴电机6、操作侧主轴电机7均不在本发明的控制系统12中控制，原因是主轴电机在工作中要与整线速度匹配，主轴润滑电机48、主轴润滑电机49、传动侧主轴电机6、操作侧主轴电机7由整线控制系统控制更合理，使本使用新型具有独立性，调试方便高效。另外，由于不带主轴润滑电机48、主轴润滑电机49、传动侧主轴电机6、操作侧主轴电机7的变频器，控制系统12可以做到很紧凑，节省空间。

Claims (2)

1.一种集成了伺服控制系统的圆盘剪设备，刀箱一(14)的上部装有由传动侧间隙量调整电机(1)、传动侧重叠量调整电机(3)分别控制的传动侧间隙量调整装置、传动侧重叠量调整装置，刀箱一(14)的侧面设有刀盘一(8)、刀盘二(9)及传动侧主轴电机(6)，刀箱一(14)内装有主轴润滑电机一(48)；刀箱二(15)的上部装有由操作侧间隙量调整电机(2)、操作侧重叠量调整电机(4)分别控制的操作侧间隙量调整装置、操作侧重叠量调整装置，刀箱二(15)的侧面设有刀盘三(10)、刀盘四(11)及操作侧主轴电机(7)，刀箱二(15)内装有主轴润滑电机二(49)；工作台(20)上装有由开口度调整电机(5)控制的开口度调整装置，其特征在于：传动侧间隙量调整电机(1)、操作侧间隙量调整电机(2)、传动侧重叠量调整电机(3)、操作侧重叠量调整电机(4)及开口度调整电机(5)均使用带绝对值编码器的伺服电机，由集成在机架(13)上的控制系统(12)控制。
2.根据权利要求1所述的一种集成了伺服控制系统的圆盘剪设备，其特征在于：控制系统(12)的预留整线通讯板(33)、触摸屏(34)、中央控制器(35)经总线与伺服控制板(36)连接，伺服控制板(36)分别经伺服驱动器(38)、伺服驱动器(39)、伺服驱动器(40)、伺服驱动器(41)、伺服驱动器(42)与传动侧间隙量调整电机(1)、操作侧间隙量调整电机(2)、传动侧重叠量调整电机(3)、操作侧重叠量调整电机(4)、开口度调整电机(5)相连，伺服电源模块(37)与伺服驱动器(38)、伺服驱动器(39)、伺服驱动器(40)、伺服驱动器(41)、伺服驱动器(42)串联。
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