CN103034199A - 一种双边剪精确快速剪切控制系统及控制方法 - Google Patents

一种双边剪精确快速剪切控制系统及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双边剪精确快速剪切控制系统及控制方法，包括：MES子系统：负责生产订单的跟踪，获取待剪切钢板的规格信息，同时统计在用剪刃的寿命与剪切量；其特征是：还包括：双边剪精确快速剪切子系统：用于计算当前剪切钢板的剪切间隙最佳值与主剪速度、步长最佳值；PLC控制子系统：通过实时接收剪切间隙最佳值与主剪速度步长最佳值执行现场动作，从而使现场双边剪主体设备运行在理想状态。本发明大幅提升了双边剪自动剪切精度，大幅提升了钢板自动剪切速度，使得钢板成品收集精整效率有了很大提高。

Description

一种双边剪精确快速剪切控制系统及控制方法
技术领域
本发明涉及双边剪剪切控制领域，具体地讲，涉及一种双边剪精确快速剪切控制系统及控制方法。
背景技术
质量和效率是企业的生命，钢铁企业厚板生产精整工序负责钢板成品的收集与修剪工作。双边剪作为钢板切边工序的关键设备，其控制精度与剪切速度对成品尺寸精度与生产速度都有很大影响。目前国内双边剪系统多存在剪刃间隙不合理，调节精度不高导致钢板切边存在二次断面现象，同时由于钢剪切步长固定不能实时自动调节等制约着双边剪自动剪切的快速性。此为现有技术的不足之处。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种双边剪精确快速剪切控制系统及控制方法。
本发明采用如下技术手段实现发明目的：
一种双边剪精确快速剪切控制系统，包括：
MES子系统：负责生产订单的跟踪，获取待剪切钢板的规格信息，同时统计在用剪刃的寿命与剪切量；其特征是：还包括：
双边剪精确快速剪切子系统：用于计算当前剪切钢板的剪切间隙最佳值与主剪速度、步长最佳值；
PLC控制子系统：通过实时接收剪切间隙最佳值与主剪速度步长最佳值执行现场动作，从而使现场双边剪主体设备运行在理想状态。
作为对本技术方案的进一步限定，所述双边剪精确快速剪切子系统包括：
信息采集模块：从MES子系统获取产品规格信息，提取板厚、宽度、长度信息，根据PLC控制子系统跟踪当前钢板位置，计算目前的剪切量、剪刃周期，将获取的信息作为相应的计算作准备;
主剪步长速度计算模块：根据当前产品信息，选择最佳剪切步长和主剪速度，达到 速度最佳的目标；
剪刃调整模块：根据获取的产品信息，计算出当前钢板和当前剪切量情况下的剪刃间隙最佳值；
信息发送模块：将计算出的剪刃间隙最佳值与最佳主剪速度、步长值转换成PLC控制子系统能够接受的数据，并发送给PLC控制子系统。
一种双边剪精确快速剪切控制方法，其特征是：包括以下步骤：
（1）从MES子系统获取产品规格信息，提取板厚、宽度、长度信息，根据PLC控制子系统跟踪当前钢板位置，计算目前的剪切量、剪刃周期，将获取的信息传送给双边剪精确快速剪切子系统
（2）双边剪精确快速剪切子系统计算当前剪切钢板的剪切间隙最佳值与主剪速度、步长最佳值；
（3）PLC控制子系统通过实时接收剪切间隙最佳值与主剪速度步长最佳值执行现场动作，从而使现场双边剪主体设备运行在理想状态。
作为对本技术方案的进一步限定，所述步骤（2）包括以下步骤：
（2.1）主剪步长速度计算模块根据当前产品信息，选择最佳剪切步长和主剪速度，达到速度最佳的目标；
（2.2）剪刃调整模块根据获取的产品信息，计算出当前钢板和当前剪切量情况下的剪刃间隙最佳值。
作为对本技术方案的进一步限定，所述剪刃间隙最佳值的计算公式为：
Δ= (Mmax – M)/ Mmax·Δ0
式中：Δ为选择的剪刃间隙最佳值，Mmax为剪切钢板的总量， M为累积剪切量，Δ0 为新剪刃状态下的最佳剪刃间隙。
作为对本技术方案的进一步限定，所述最佳剪刃间隙Δ0的计算公式为：
Δ0=a*h                             
式中：a为系数，h为钢板厚度。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明大幅提升了双边剪自动剪切精度，大幅提升了钢板自动剪切速度，使得钢板成品收集精整效率有了很大提高。
附图说明
图1为本发明的原理方框图。
图2为本发明优选实施例的控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图和优选实施例对本发明作更进一步的详细描述。
参见图1和图2，一种双边剪精确快速剪切控制系统，包括：
MES子系统：负责生产订单的跟踪，获取待剪切钢板的规格信息，同时统计在用剪刃的寿命与剪切量；还包括：
双边剪精确快速剪切子系统：用于计算当前剪切钢板的剪切间隙最佳值与主剪速度、步长最佳值；
PLC控制子系统：通过实时接收剪切间隙最佳值与主剪速度步长最佳值执行现场动作，从而使现场双边剪主体设备运行在理想状态。
所述双边剪精确快速剪切子系统包括：
信息采集模块：从MES子系统获取产品规格信息，提取板厚、宽度、长度信息，根据PLC控制子系统跟踪当前钢板位置，计算目前的剪切量、剪刃周期，将获取的信息作为相应的计算作准备;
主剪步长速度计算模块：根据当前产品信息，选择最佳剪切步长和主剪速度，达到速度最佳的目标；
剪刃调整模块：根据获取的产品信息，计算出当前钢板和当前剪切量情况下的剪刃间隙最佳值；
信息发送模块：将计算出的剪刃间隙最佳值与最佳主剪速度、步长值转换成PLC控制子系统能够接受的数据，并发送给PLC控制子系统。
一种双边剪精确快速剪切控制方法，包括以下步骤：
（1）从MES子系统获取产品规格信息，提取板厚、宽度、长度信息，根据PLC控制子系统跟踪当前钢板位置，计算目前的剪切量、剪刃周期，将获取的信息传送给双边剪精确快速剪切子系统;
（2）双边剪精确快速剪切子系统计算当前剪切钢板的剪切间隙最佳值与主剪速度、步长最佳值；
（3）PLC控制子系统通过实时接收剪切间隙最佳值与主剪速度步长最佳值执行现场动作，从而使现场双边剪主体设备运行在理想状态。
所述步骤（2）包括以下步骤：
（2.1）主剪步长速度计算模块根据当前产品信息，选择最佳剪切步长和主剪速度，达到 速度最佳的目标；
（2.2）剪刃调整模块根据获取的产品信息，计算出当前钢板和当前剪切量情况下的剪刃间隙最佳值。
所述剪刃间隙最佳值的计算公式为：
Δ= (Mmax – M)/ Mmax·Δ0
式中：Δ为选择的剪刃间隙最佳值，Mmax为剪切钢板的总量， M为累积剪切量，Δ0 为新剪刃状态下的最佳剪刃间隙。
所述最佳剪刃间隙Δ0的计算公式为：
Δ0=a*h                             
式中：a为系数，h为钢板厚度。
1）由于双边剪主剪速度与步长为分散固定值，所以很容易总结出在不同板厚状态下的最佳主剪速度与步长值，如表1所示，在模型中进行程序化实现即可。
 
表1不同规格产品最佳剪切速度步长关系表
Figure 2012105309559100002DEST_PATH_IMAGE001
2）首先总结最佳剪刃间隙调整值，即在该厚度钢板的最佳剪刃间隙剪切时，剪切质量最好，剪切边部无压痕、无毛刺及剪刃的使用周期最长。经总结，最佳剪刃间隙因钢板厚度和坚韧寿命有直接关系。参见表2，
表2双边剪精确快速剪切模型的关键公式数据
Figure 259060DEST_PATH_IMAGE002
首先由表2可看出，一般剪切量下，最佳剪刃间隙 Δ0与钢板厚度 h 间的关系基本上呈线性关系，因此在剪刃为新剪刃状态下，其关系可
用以下函数式表示： Δ0=a* h                             
式中：a为系数，a取值为 0.06～0.10；h为钢板厚度。
随累积剪切量增加, 剪切同厚度钢板时, 需逐渐减小剪刃间隙以保证剪切质量。假设一套刀片可剪切钢板的总量为Mmax , 作为待消耗数;累积剪切量为M , 为已消耗数, ( Mmax - M) /Mmax看作剩余剪切能力系数。由此得出一定累积剪切量下的最佳间隙值Δ与累积剪切量M 之间的关系式:
Δ= ( Mmax - M) / Mmax·Δ0 
式中, Δ0 为新剪刃状态下的最佳间隙值,套用公式后得出经验公式：
Δ=(Mmax – M)/Mmax·Δ0 =（100000 – M）/100000 ·a·h 
式中, Δ为选择的最佳剪刃间隙 ; M 为累积剪切量 ; a 为系数,参考表2中的经验数据， h 为所剪钢板厚度, h = 8～40mm。
   当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种双边剪精确快速剪切控制系统，包括：
MES子系统：负责生产订单的跟踪，获取待剪切钢板的规格信息，同时统计在用剪刃的寿命与剪切量；其特征是：还包括：
双边剪精确快速剪切子系统：用于计算当前剪切钢板的剪切间隙最佳值与主剪速度、步长最佳值；
PLC控制子系统：通过实时接收剪切间隙最佳值与主剪速度步长最佳值执行现场动作，从而使现场双边剪主体设备运行在理想状态。
2.根据权利要求1所述的双边剪精确快速剪切控制系统，其特征是：所述双边剪精确快速剪切子系统包括：
信息采集模块：从MES子系统获取产品规格信息，提取板厚、宽度、长度信息，根据PLC控制子系统跟踪当前钢板位置，计算目前的剪切量、剪刃周期，将获取的信息作为相应的计算作准备;
主剪步长速度计算模块：根据当前产品信息，选择最佳剪切步长和主剪速度，达到速度最佳的目标；
剪刃调整模块：根据获取的产品信息，计算出当前钢板和当前剪切量情况下的剪刃间隙最佳值；
信息发送模块：将计算出的剪刃间隙最佳值与最佳主剪速度、步长值转换成PLC控制子系统能够接受的数据，并发送给PLC控制子系统。
3.一种双边剪精确快速剪切控制方法，其特征是：包括以下步骤：
（1）从MES子系统获取产品规格信息，提取板厚、宽度、长度信息，根据PLC控制子系统跟踪当前钢板位置，计算目前的剪切量、剪刃周期，将获取的信息传送给双边剪精确快速剪切子系统；
（2）双边剪精确快速剪切子系统计算当前剪切钢板的剪切间隙最佳值与主剪速度、步长最佳值；
（3）PLC控制子系统通过实时接收剪切间隙最佳值与主剪速度步长最佳值执行现场动作，从而使现场双边剪主体设备运行在理想状态。
4.根据权利要求3所述的双边剪精确快速剪切控制方法，其特征是：所述步骤（2）包括以下步骤：
（2.1）主剪步长速度计算模块根据当前产品信息，选择最佳剪切步长和主剪速度，达到速度最佳的目标；
（2.2）剪刃调整模块根据获取的产品信息，计算出当前钢板和当前剪切量情况下的剪刃间隙最佳值。
5.根据权利要求3或4所述的双边剪精确快速剪切控制方法，其特征是：所述剪刃间隙最佳值的计算公式为：
Δ= （Mmax – M）/ Mmax·Δ0
式中：Δ为选择的剪刃间隙最佳值，Mmax为剪切钢板的总量， M为累积剪切量，Δ0 为新剪刃状态下的最佳剪刃间隙。
6.根据权利要求5所述的双边剪精确快速剪切控制方法，其特征是：所述最佳剪刃间隙Δ0的计算公式为：
Δ0=a*h                             
式中：a为系数，h为钢板厚度。
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