CN104460492A - 一种锤刀式铸坯去毛刺机控制系统及方法 - Google Patents

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李华
钟毅
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彭翾
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杨东明
杨枝超
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Abstract

本发明公开了一种锤刀式铸坯去毛刺机控制系统，包括液压缸、变频器、继电器、检测元件、PLC和液压比例阀。本发明还公开了一种锤刀式铸坯去毛刺机控制方法，步骤如下：步骤一、PLC接收检测信号，PLC通过继电器启动变频器；步骤二、PLC接收检测信号，PLC通过液压比例阀抬升液压缸，变频器控制去毛刺机辊电机达到工作转速；步骤三、PLC接收检测信号，PLC通过变频器驱动锤刀旋转；步骤四、PLC接收检测信号，PLC通过液压比例阀抬升液压缸，变频器控制去毛刺机辊电机达到工作转速；步骤五、铸坯去毛刺工作结束。本发明实现了铸坯不停留去除毛刺，保证了铸坯生产的连续性，提高了生产效率，可以广泛应用于冶金自动化领域。

Description

一种锤刀式铸坯去毛刺机控制系统及方法
技术领域
本发明涉及冶金自动化领域，特别是涉及一种锤刀式铸坯去毛刺机控制系统及方法。
背景技术
从连铸机连续铸造出来的连铸坯经过火焰切割之后，在切割部位粘连着许多切割后的金属残渣，基本为毛刺状，如果不及时去除掉这些毛刺，则会损伤轧钢机中的轧辊，影响成品表面质量。利用去毛刺装置将铸坯毛刺去除，是铸坯生产中必不可少的环节。
离心锤刀式去毛刺机在去毛刺工序中使用较多，其原理是利用高速旋转的一组尖角锤头把铸坯切口下边毛刺打掉，旋转锤头可以上下移动，不工作时，它停止在较低位置，并停止旋转。铸坯运行到工作位置后，锤头提升并旋转以去除毛刺。传统控制方式需要在钢坯停顿的情况下，去除残留在钢坯上的毛刺，影响生产的连续性、故障率高。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种锤刀式铸坯去毛刺机控制系统及方法，实现了铸坯不停留去除毛刺，保证了铸坯生产的连续性，提高了生产效率。
本发明提供的一种锤刀式铸坯去毛刺机控制系统，包括液压缸、变频器和继电器，还包括第一检测元件、第二检测元件、PLC和液压比例阀，所述第一检测元件和第二检测元件的信号输出端与PLC的信号输入端相连，所述继电器的信号输入端和信号输出端分别与PLC的信号输出端和变频器的信号输入端相连，所述液压比例阀的信号输入端和信号输出端分别与PLC的信号输出端和液压缸的信号输入端相连，其中，所述第一检测元件和第二检测元件用于检测铸坯的位置状态，感知铸坯头部和尾部的信号，并将检测信号传送给PLC；所述液压缸用于接收液压比例阀的控制信号，并根据控制信号控制去毛刺机辊的抬升和下降；所述液压比例阀用于接收PLC的模拟量控制信号，并根据模拟量控制信号控制液压缸的行程与位置；所述PLC用于接收第一检测元件和第二检测元件的检测信号，并针对检测信号进行模拟量和数字量的计算，分别将计算好的模拟量控制信号和数字量控制信号传送给液压比例阀和继电器，分别通过液压比例阀和继电器控制液压缸和变频器的运行；所述继电器用于接收PLC的数字量控制信号，并根据数字量控制信号控制变频器的运行；所述变频器用于接收继电器的控制信号，并根据控制信号控制去毛刺机辊电机的启动、制动与转速。
在上述技术方案中，所述PLC包括计算控制模块、模拟量模块和数字量模块，其中，所述数字量模块用于接收第一检测元件和第二检测元件的检测信号并将检测信号传送给计算控制模块，接收计算控制模块计算好的数字量信号，并将计算好的数字量控制信号传送给继电器；所述模拟量模块用于接收计算控制模块计算好的模拟量信号，并将计算好的模拟量控制信号传送给液压比例阀；所述计算控制模块用于接收数字量模块传送过来的检测信号进行模拟量和数字量的计算，并分别将计算好的模拟量控制信号和数字量控制信号传送给模拟量模块和数字量模块。
在上述技术方案中，还包括磁位移传感器，所述磁位移传感器的信号输入端和信号输出端分别与液压缸的信号输出端和PLC的信号输入端相连，所述磁位移传感器用于接收液压缸的行程与位置信号，并将行程与位置信号传送给PLC的模拟量模块，所述模拟量模块将行程与位置信号传送给计算控制模块，所述计算控制模块计算液压缸的行程与位置与设定的行程与位置参数是否匹配，并将匹配参数由模拟量模块传送给液压比例阀，以便对液压缸的行程与位置作出调整。
在上述技术方案中，所述第一检测元件和第二检测元件为光电检测元件，所述液压缸为油缸。
本发明提供的一种锤刀式铸坯去毛刺机控制方法，包括如下步骤：步骤一、铸坯头部经过第一检测元件时，第一检测元件将检测到的铸坯检测信号送至PLC，PLC接收到检测信号后计算并输出数字量控制信号给继电器，继电器控制变频器驱动去毛刺机辊电机经过起动时间后启动，所述去毛刺机辊电机带动锤刀沿铸坯输送方向旋转；步骤二、铸坯头部经过第二检测元件时，第二检测元件将检测到的铸坯检测信号送至PLC，PLC接收到检测信号后经过设定好的延时时间计算并输出模拟量控制信号给液压比例阀，液压比例阀控制液压缸将去毛刺机辊以设定好的行程与位置参数向上抬升，同时PLC控制变频器使去毛刺机辊电机达到工作转速，所述去毛刺机辊的锤刀敲击铸坯头部下边缘去除毛刺，铸坯头部毛刺去除后，PLC计算并输出模拟量控制信号给液压比例阀，液压比例阀控制液压缸回到原位；步骤三、铸坯尾部经过第一检测元件时，第一检测元件将检测到的铸坯检测信号送至PLC，PLC接收到检测信号后计算并输出数字量控制信号给继电器，继电器控制变频器驱动去毛刺机辊电机带动锤刀与铸坯输送方向相反的方向旋转；步骤四、铸坯尾部经过第二检测元件时，第二检测元件将检测到的铸坯检测信号送至PLC，PLC接收到检测信号后经过设定好的延时时间计算并输出模拟量控制信号给液压比例阀，液压比例阀控制液压缸将去毛刺机辊以设定好的行程与位置参数向上抬升，同时PLC控制变频器使去毛刺机辊电机达到工作转速，所述去毛刺机辊的锤刀敲击铸坯尾部下边缘去除毛刺，铸坯尾部毛刺去除后，PLC计算并输出模拟量控制信号给液压比例阀，液压比例阀控制液压缸回到原位，同时PLC控制变频器使去毛刺机辊电机转速减为0，铸坯尾部毛刺去除；步骤五、整个铸坯去毛刺工作结束，系统等待新的铸坯产出，自动进入下一个去毛刺工作。
在上述技术方案中，所述PLC包括计算控制模块、模拟量模块和数字量模块，其中，所述数字量模块用于接收第一检测元件和第二检测元件的检测信号并将检测信号传送给计算控制模块，接收计算控制模块计算好的数字量信号，并将计算好的数字量控制信号传送给继电器；所述模拟量模块用于接收计算控制模块计算好的模拟量信号，并将计算好的模拟量控制信号传送给液压比例阀；所述计算控制模块用于接收数字量模块传送过来的检测信号进行模拟量和数字量的计算，并分别将计算好的模拟量控制信号和数字量控制信号传送给模拟量模块和数字量模块。
在上述技术方案中，所述步骤二和步骤四中，去毛刺机辊向上抬升时，液压缸将去毛刺机辊的行程与位置信号传送给磁位移传感器，磁位移传感器将行程与位置信号传送给PLC的模拟量模块，所述模拟量模块将行程与位置信号传送给计算控制模块，所述计算控制模块计算液压缸的行程与位置与设定的行程与位置参数是否匹配，并将匹配参数由模拟量模块传送给液压比例阀，液压比例阀对液压缸的行程与位置作出调整。
在上述技术方案中，所述步骤二中，去毛刺机辊抬升的时间与铸坯头部到达去毛刺机辊正上方的时间同步；所述步骤四中，去毛刺机辊抬升的时间与铸坯尾部到达去毛刺机辊正上方的时间同步。
在上述技术方案中，所述步骤一中，所述起动时间为1～2秒；所述步骤二和步骤四中，所述延时时间为1～2秒。
本发明锤刀式铸坯去毛刺机控制系统及方法，具有以下有益效果：本发明通过第一检测元件和第二检测元件检测铸坯位置状态，PLC对铸坯去毛刺过程进行全程监控，铸坯在去毛刺过程中没有停留，实现了铸坯生产的连续性。本发明方法具有简单方便、控制精确等优点，不仅实现了离心式锤刀去毛刺机的自动控制，又提高了连铸生产的效率和质量，具有明显的经济效益。
附图说明
图1为本发明锤刀式铸坯去毛刺机控制系统的结构示意图；
图2为本发明锤刀式铸坯去毛刺机控制方法的流程示意图；
图3为本发明锤刀式铸坯去毛刺机控制方法的运行环境的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，但该实施例不应理解为对本发明的限制。
参见图1，本发明锤刀式铸坯去毛刺机控制系统，包括液压缸、变频器和继电器，还包括第一检测元件、第二检测元件、PLC和液压比例阀，所述第一检测元件和第二检测元件的信号输出端与PLC的信号输入端相连，所述继电器的信号输入端和信号输出端分别与PLC的信号输出端和变频器的信号输入端相连，所述液压比例阀的信号输入端和信号输出端分别与PLC的信号输出端和液压缸的信号输入端相连，所述第一检测元件和第二检测元件为光电检测元件，所述液压缸为油缸。
其中，所述第一检测元件和第二检测元件用于检测铸坯的位置状态，感知铸坯头部和尾部的信号，并将检测信号传送给PLC。
所述液压缸用于接收液压比例阀的控制信号，并根据控制信号控制去毛刺机辊的抬升和下降。
所述液压比例阀用于接收PLC的模拟量控制信号，并根据模拟量控制信号控制液压缸的行程与位置。
所述PLC用于接收第一检测元件和第二检测元件的检测信号，并针对检测信号进行模拟量和数字量的计算，分别将计算好的模拟量控制信号和数字量控制信号传送给液压比例阀和继电器，分别通过液压比例阀和继电器控制液压缸和变频器的运行。
所述继电器用于接收PLC的数字量控制信号，并根据数字量控制信号控制变频器的运行。
所述变频器用于接收继电器的控制信号，并根据控制信号控制去毛刺机辊电机的启动、制动与转速。
所述PLC包括计算控制模块、模拟量模块和数字量模块，其中，所述数字量模块用于接收第一检测元件和第二检测元件的检测信号并将检测信号传送给计算控制模块，接收计算控制模块计算好的数字量信号，并将计算好的数字量控制信号传送给继电器；所述模拟量模块用于接收计算控制模块计算好的模拟量信号，并将计算好的模拟量控制信号传送给液压比例阀；所述计算控制模块用于接收数字量模块传送过来的检测信号进行模拟量和数字量的计算，并分别将计算好的模拟量控制信号和数字量控制信号传送给模拟量模块和数字量模块。
本发明锤刀式铸坯去毛刺机控制系统还包括磁位移传感器，所述磁位移传感器的信号输入端和信号输出端分别与液压缸的信号输出端和PLC的信号输入端相连，所述磁位移传感器用于接收液压缸的行程与位置信号，并将行程与位置信号传送给PLC的模拟量模块，所述模拟量模块将行程与位置信号传送给计算控制模块，所述计算控制模块计算液压缸的行程与位置与设定的行程与位置参数是否匹配，并将匹配参数由模拟量模块传送给液压比例阀，以便对液压缸的行程与位置作出调整。
参见图2至图3，本发明锤刀式铸坯去毛刺机控制方法，包括如下步骤：
步骤一、铸坯头部经过第一检测元件时，第一检测元件将检测到的铸坯检测信号送至PLC，PLC接收到检测信号后计算并输出数字量控制信号给继电器，继电器控制变频器驱动去毛刺机辊电机经过1～2秒的起动时间后启动，所述去毛刺机辊电机带动锤刀沿铸坯输送方向旋转；
步骤二、铸坯头部经过第二检测元件时，第二检测元件将检测到的铸坯检测信号送至PLC，PLC接收到检测信号后经过设定好的1～2秒延时时间计算并输出模拟量控制信号给液压比例阀，液压比例阀控制液压缸将去毛刺机辊以设定好的行程与位置参数向上抬升，液压缸同时将去毛刺机辊的行程与位置信号传送给磁位移传感器，磁位移传感器将行程与位置信号传送给PLC的模拟量模块，所述模拟量模块将行程与位置信号传送给计算控制模块，所述计算控制模块计算液压缸的行程与位置与设定的行程与位置参数是否匹配，并将匹配参数由模拟量模块传送给液压比例阀，液压比例阀对液压缸的行程与位置作出调整，去毛刺机辊抬升的时间与铸坯头部到达去毛刺机辊正上方的时间同步以使它们充分接触以便将毛刺去除干净；同时PLC控制变频器使去毛刺机辊电机达到工作转速，所述去毛刺机辊的锤刀敲击铸坯头部下边缘去除毛刺，铸坯头部毛刺去除后，PLC计算并输出模拟量控制信号给液压比例阀，液压比例阀控制液压缸回到原位；
步骤三、铸坯尾部经过第一检测元件时，第一检测元件将检测到的铸坯检测信号送至PLC，PLC接收到检测信号后计算并输出数字量控制信号给继电器，继电器控制变频器驱动去毛刺机辊电机带动锤刀与铸坯输送方向相反的方向旋转；
步骤四、铸坯尾部经过第二检测元件时，第二检测元件将检测到的铸坯检测信号送至PLC，PLC接收到检测信号后经过设定好的1～2秒延时时间计算并输出模拟量控制信号给液压比例阀，液压比例阀控制液压缸将去毛刺机辊以设定好的行程与位置参数向上抬升，液压缸同时将去毛刺机辊的行程与位置信号传送给磁位移传感器，磁位移传感器将行程与位置信号传送给PLC的模拟量模块，所述模拟量模块将行程与位置信号传送给计算控制模块，所述计算控制模块计算液压缸的行程与位置与设定的行程与位置参数是否匹配，并将匹配参数由模拟量模块传送给液压比例阀，液压比例阀对液压缸的行程与位置作出调整，去毛刺机辊抬升的时间与铸坯尾部到达去毛刺机辊正上方的时间同步以使它们充分接触以便将毛刺去除干净；同时PLC控制变频器使去毛刺机辊电机达到工作转速，所述去毛刺机辊的锤刀敲击铸坯尾部下边缘去除毛刺，铸坯尾部毛刺去除后，PLC计算并输出模拟量控制信号给液压比例阀，液压比例阀控制液压缸回到原位，同时PLC控制变频器使去毛刺机辊电机转速减为0，铸坯尾部毛刺去除；
步骤五、整个铸坯去毛刺工作结束，系统等待新的铸坯产出，自动进入下一个去毛刺工作。
本发明实施后切掉的毛刺顺着滑槽(图中未示出)进入毛刺接收料斗(图中未示出)中。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (9)

1.一种锤刀式铸坯去毛刺机控制系统，包括液压缸、变频器和继电器，其特征在于：还包括第一检测元件、第二检测元件、PLC和液压比例阀，所述第一检测元件和第二检测元件的信号输出端与PLC的信号输入端相连，所述继电器的信号输入端和信号输出端分别与PLC的信号输出端和变频器的信号输入端相连，所述液压比例阀的信号输入端和信号输出端分别与PLC的信号输出端和液压缸的信号输入端相连，
其中，所述第一检测元件和第二检测元件用于检测铸坯的位置状态，感知铸坯头部和尾部的信号，并将检测信号传送给PLC；
所述液压缸用于接收液压比例阀的控制信号，并根据控制信号控制去毛刺机辊的抬升和下降；
所述液压比例阀用于接收PLC的模拟量控制信号，并根据模拟量控制信号控制液压缸的行程与位置；
所述PLC用于接收第一检测元件和第二检测元件的检测信号，并针对检测信号进行模拟量和数字量的计算，分别将计算好的模拟量控制信号和数字量控制信号传送给液压比例阀和继电器，分别通过液压比例阀和继电器控制液压缸和变频器的运行；
所述继电器用于接收PLC的数字量控制信号，并根据数字量控制信号控制变频器的运行；
所述变频器用于接收继电器的控制信号，并根据控制信号控制去毛刺机辊电机的启动、制动与转速。
2.根据权利要求1所述的锤刀式铸坯去毛刺机控制系统，其特征在于：所述PLC包括计算控制模块、模拟量模块和数字量模块，其中，所述数字量模块用于接收第一检测元件和第二检测元件的检测信号并将检测信号传送给计算控制模块，接收计算控制模块计算好的数字量信号，并将计算好的数字量控制信号传送给继电器；所述模拟量模块用于接收计算控制模块计算好的模拟量信号，并将计算好的模拟量控制信号传送给液压比例阀；所述计算控制模块用于接收数字量模块传送过来的检测信号进行模拟量和数字量的计算，并分别将计算好的模拟量控制信号和数字量控制信号传送给模拟量模块和数字量模块。
3.根据权利要求2所述的锤刀式铸坯去毛刺机控制系统，其特征在于：还包括磁位移传感器，所述磁位移传感器的信号输入端和信号输出端分别与液压缸的信号输出端和PLC的信号输入端相连，所述磁位移传感器用于接收液压缸的行程与位置信号，并将行程与位置信号传送给PLC的模拟量模块，所述模拟量模块将行程与位置信号传送给计算控制模块，所述计算控制模块计算液压缸的行程与位置与设定的行程与位置参数是否匹配，并将匹配参数由模拟量模块传送给液压比例阀，以便对液压缸的行程与位置作出调整。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的锤刀式铸坯去毛刺机控制系统，其特征在于：所述第一检测元件和第二检测元件为光电检测元件，所述液压缸为油缸。
5.一种锤刀式铸坯去毛刺机控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一、铸坯头部经过第一检测元件时，第一检测元件将检测到的铸坯检测信号送至PLC，PLC接收到检测信号后计算并输出数字量控制信号给继电器，继电器控制变频器驱动去毛刺机辊电机经过起动时间后启动，所述去毛刺机辊电机带动锤刀沿铸坯输送方向旋转；
步骤二、铸坯头部经过第二检测元件时，第二检测元件将检测到的铸坯检测信号送至PLC，PLC接收到检测信号后经过设定好的延时时间计算并输出模拟量控制信号给液压比例阀，液压比例阀控制液压缸将去毛刺机辊以设定好的行程与位置参数向上抬升，同时PLC控制变频器使去毛刺机辊电机达到工作转速，所述去毛刺机辊的锤刀敲击铸坯头部下边缘去除毛刺，铸坯头部毛刺去除后，PLC计算并输出模拟量控制信号给液压比例阀，液压比例阀控制液压缸回到原位；
步骤三、铸坯尾部经过第一检测元件时，第一检测元件将检测到的铸坯检测信号送至PLC，PLC接收到检测信号后计算并输出数字量控制信号给继电器，继电器控制变频器驱动去毛刺机辊电机带动锤刀与铸坯输送方向相反的方向旋转；
步骤四、铸坯尾部经过第二检测元件时，第二检测元件将检测到的铸坯检测信号送至PLC，PLC接收到检测信号后经过设定好的延时时间计算并输出模拟量控制信号给液压比例阀，液压比例阀控制液压缸将去毛刺机辊以设定好的行程与位置参数向上抬升，同时PLC控制变频器使去毛刺机辊电机达到工作转速，所述去毛刺机辊的锤刀敲击铸坯尾部下边缘去除毛刺，铸坯尾部毛刺去除后，PLC计算并输出模拟量控制信号给液压比例阀，液压比例阀控制液压缸回到原位，同时PLC控制变频器使去毛刺机辊电机转速减为0，铸坯尾部毛刺去除；
步骤五、整个铸坯去毛刺工作结束，系统等待新的铸坯产出，自动进入下一个去毛刺工作。
6.根据权利要求5所述的锤刀式铸坯去毛刺机控制方法，其特征在于：所述PLC包括计算控制模块、模拟量模块和数字量模块，其中，所述数字量模块用于接收第一检测元件和第二检测元件的检测信号并将检测信号传送给计算控制模块，接收计算控制模块计算好的数字量信号，并将计算好的数字量控制信号传送给继电器；所述模拟量模块用于接收计算控制模块计算好的模拟量信号，并将计算好的模拟量控制信号传送给液压比例阀；所述计算控制模块用于接收数字量模块传送过来的检测信号进行模拟量和数字量的计算，并分别将计算好的模拟量控制信号和数字量控制信号传送给模拟量模块和数字量模块。
7.根据权利要求6所述的锤刀式铸坯去毛刺机控制方法，其特征在于：所述步骤二和步骤四中，去毛刺机辊向上抬升时，液压缸将去毛刺机辊的行程与位置信号传送给磁位移传感器，磁位移传感器将行程与位置信号传送给PLC的模拟量模块，所述模拟量模块将行程与位置信号传送给计算控制模块，所述计算控制模块计算液压缸的行程与位置与设定的行程与位置参数是否匹配，并将匹配参数由模拟量模块传送给液压比例阀，液压比例阀对液压缸的行程与位置作出调整。
8.根据权利要求7所述的锤刀式铸坯去毛刺机控制方法，其特征在于：所述步骤二中，去毛刺机辊抬升的时间与铸坯头部到达去毛刺机辊正上方的时间同步；所述步骤四中，去毛刺机辊抬升的时间与铸坯尾部到达去毛刺机辊正上方的时间同步。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的锤刀式铸坯去毛刺机控制方法，其特征在于：所述步骤一中，所述起动时间为1～2秒；所述步骤二和步骤四中，所述延时时间为1～2秒。
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