CN112792135A - 一种高速棒材上冷床生产线的系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种高速棒材上冷床生产线的系统及控制方法。所述的系统包括依次排列的碎断剪前转辙器、碎断剪、剪前夹送辊、转辙器、高速倍尺圆盘剪、剪后夹送辊、夹尾制动器和双转毂装置。在本发明的工艺中，增加了剪后夹送辊，起剪切后的夹送作用。这样，不仅保证剪断后的剪断部分和未剪断部分的分离，而且使得棒材经过高速飞剪剪断后的定位精度和传动精度得以提高。在高速飞剪环节，在剪切即将开始和刚刚结束的较短时间内，飞剪剪刃的水平速度设置略高于和略低于棒材速度。提高了棒材的剪切质量，也有利于预防和减少生产事故。圆盘剪的多种调节方式设置，使得飞剪设定的定尺长度不受棒材位置的制约，从而扩大了本工艺的适用范围。

Description

一种高速棒材上冷床生产线的系统及控制方法
技术领域
本发明涉及一种高速棒材上冷床生产线的系统及控制方法。
背景技术
目前已有的高速棒材上冷床生产线的控制方案仅局限于高速倍尺剪、制动器和转毂等少数几台设备，针对最新的较为完整的高棒上冷床生产线全流程的动作节奏及控制方法目前还鲜有涉及。
发明内容
针对上述问题，本发明提出高速棒材上冷床生产线的系统及控制方法。
为达到上述目的，本发明的一种高速棒材上冷床生产线的系统，所述的系统包括依次排列的碎断剪前转辙器、碎断剪、剪前夹送辊、转辙器、高速倍尺圆盘剪、剪后夹送辊、夹尾制动器和双转毂装置。
其中，所述的碎断剪前转辙器1与碎断剪2位置夹角3°-6°；较佳的为4°。
为达到上述目的，本发明一种高速棒材上冷床生产线的系统的控制方法，所述的方法包括下述步骤：
1)检测到堆钢产生，则控制信号驱动气缸，驱动转辙器由OB转向OA，与此同时，碎断剪启动，则棒材经过碎断剪碎断后，进入落料仓中；
转辙器转动速度为
Figure BDA0002925031450000011
Δt1为设定的转辙器转辙时间；
2)剪前夹送辊3夹紧棒材，通过转辙器4(同转辙器1)送入高速倍尺圆盘剪5，开始剪切；
剪前夹送辊3前的热金属检测器检测到棒材头部，信号传递给控制系统，使得剪前夹送辊3夹紧，使得棒材以设定的速度平稳送入高速倍尺剪。同时当热金属检测器检测到棒材尾部，剪前夹送辊松开，以准备再加紧后续棒材；
(5)高速倍尺圆盘剪5的刀刃运动轨迹如图3所示圆环所示，其中O点为刀刃起始点和终止点；C点为剪切完成点；A点为刀刃与棒材同速开始点；B点为剪刃与棒材接触点(即剪切开始点)；D点为剪刃与棒材脱离点(即剪切结束点)；E点为剪刃与棒材同速终止点；
在BC区间内，飞剪剪刃的水平速度为棒材速度的1.03～1.1倍以避免阻钢，在CD区间内，飞剪剪刃的水平速度为棒材速度的0.98～0.99倍以避免拉钢；
设圆盘剪5匀速旋转一周，棒材运动距离为L1,而倍尺剪设定的剪切长度为 L2，控制系统发出剪切指令后，根据棒材不同的剪切长度，圆盘剪的调节方式有如下四种
(51)若L2＞＞L1，则飞剪剪刃在O点由静止启动，在A点，水平速度与棒材相同，BC区间为剪切区间，CD区间依旧与棒材速度相同，E点开始减速至O点静止，下次剪切则重复上述过程；
(52)若L2＞L1，则飞剪剪刃在O点由非零的最小速度启动，并开始加速至A点水平速度与棒材相同，BC区间为剪切区间，CD区间依旧与棒材速度相同，E点开始减速至O点速度降至最小(非零)，下次剪切则重复上述过程。
(53)若L2＝L1，则飞剪剪刃匀速转动，每转动一周剪切一次；
(54)若L2＜L1，则飞剪剪刃在O点由最大速度开始减速至A点水平速度与棒材相同，BC区间为剪切区间，CD区间依旧与棒材速度相同，E点开始加速至O点速度变为最大，下次剪切则重复上述过程。
进一步的，所述的方法还包括下述步骤：
(6)剪切后的棒材通过剪后夹送辊6，剪后夹送辊6速度应高于棒材速度，保证棒材剪断后与未剪断部分分离；
(7)经过剪后夹送辊6的棒材被热金属检测器检测到棒材头部后，夹尾制动器7动作，夹尾制动器初始速度v1略高于棒材速度，待夹紧棒材后在设定时间t内减速至v2，使棒材缓慢、平稳地进入双转毂8；
(8)检测器检测到转毂A接收到棒材后，经历1.2s旋转90°，将棒材放入步进式冷床，与此同时转穀B接收棒材，再经历1.2s旋转90°，将棒材放入步进式冷床。
本发明与现有技术相比，具有如下的优越性：
(1)在本发明的工艺中，增加了剪后夹送辊，起剪切后的夹送作用。这样，不仅保证剪断后的剪断部分和未剪断部分的分离，而且使得棒材经过高速飞剪剪断后的定位精度和传动精度得以提高。
(2)在高速飞剪环节，在剪切即将开始和刚刚结束的较短时间内，飞剪剪刃的水平速度设置略高于和略低于棒材速度。如此避免了阻钢和拉钢，减小了上钢过程中棒材的应力和应变，提高了棒材的剪切质量，也有利于预防和减少生产事故。
(3)圆盘剪的多种调节方式设置，使得飞剪设定的定尺长度不受棒材位置的制约，从而扩大了本工艺的适用范围。
附图说明
图1完整的高速上冷床生产线。
图2碎断剪及转辙器。
图3飞剪刀刃运行轨迹。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明
实施例1
本发明提出的高速上冷床动作节奏及控制方法针对包括碎断剪前转辙器、碎断剪、剪前夹送辊、转辙器、高速倍尺圆盘剪、剪后夹送辊、夹尾制动器和双转毂装置在内的完整生产线；
(1)本发明的控制方案针对如图1所示的高速棒材上冷床生产线，主要包括碎断剪前转辙器1、碎断剪2、剪前夹送辊3、转辙器4、高速倍尺圆盘剪5、剪后夹送辊6、夹尾制动器7和双转毂装置8。
(2)高速棒材从该生产线上游的精轧机出口高速流出，在正常工况下，碎断剪前转辙器1与碎断剪2位置夹角4°，如图2所示，A位置为碎断位置，B 为正常工作位置。在正常工作状态下，高速棒材沿着OB方向直接进入剪前夹送辊3,同时转辙器1和碎断剪2处于静止状态。
(3)在正常工作时，若检测器检测到堆钢产生，则控制信号驱动气缸，驱动转辙器由OB转向OA，与此同时，碎断剪启动，则棒材经过碎断剪碎断后，进入落料仓中。
转辙器转动速度为
Figure BDA0002925031450000041
Δt1为设定的转辙器转辙时间。
(4)在正常工作状态下，剪前夹送辊3夹紧棒材，通过转辙器4(同转辙器1)送入高速倍尺圆盘剪5，开始剪切。
剪前夹送辊3前的热金属检测器检测到棒材头部，信号传递给控制系统，使得剪前夹送辊3夹紧，使得棒材以设定的速度平稳送入高速倍尺剪。同时当热金属检测器检测到棒材尾部，剪前夹送辊松开，以准备再加紧后续棒材。
(5)高速倍尺圆盘剪5的刀刃运动轨迹如图3所示圆环所示，其中O点为刀刃起始点和终止点；C点为剪切完成点；A点为刀刃与棒材同速开始点；B点为剪刃与棒材接触点(即剪切开始点)；D点为剪刃与棒材脱离点(即剪切结束点)；E点为剪刃与棒材同速终止点。
在BC区间内，飞剪剪刃的水平速度为棒材速度的1.03～1.1倍以避免阻钢，在CD区间内，飞剪剪刃的水平速度为棒材速度的0.98～0.99倍以避免拉钢。
设圆盘剪5匀速旋转一周，棒材运动距离为L1,而倍尺剪设定的剪切长度为 L2，控制系统发出剪切指令后，根据棒材不同的剪切长度，圆盘剪的调节方式有如下四种
(51)若L2＞＞L1，则飞剪剪刃在O点由静止启动，在A点，水平速度与棒材相同，BC区间为剪切区间，CD区间依旧与棒材速度相同，E点开始减速至O点静止，下次剪切则重复上述过程。
(52)若L2＞L1，则飞剪剪刃在O点由非零的最小速度启动，并开始加速至A点水平速度与棒材相同，BC区间为剪切区间，CD区间依旧与棒材速度相同，E点开始减速至O点速度降至最小(非零)，下次剪切则重复上述过程。
(53)若L2＝L1，则飞剪剪刃匀速转动，每转动一周剪切一次。
(54)若L2＜L1，则飞剪剪刃在O点由最大速度开始减速至A点水平速度与棒材相同，BC区间为剪切区间，CD区间依旧与棒材速度相同，E点开始加速至O点速度变为最大，下次剪切则重复上述过程。
实施例2
在实施例1基础上，还包括下述步骤：
(6)剪切后的棒材通过剪后夹送辊6，剪后夹送辊6速度应高于棒材速度，保证棒材剪断后与未剪断部分分离。
(7)经过剪后夹送辊6的棒材被热金属检测器检测到棒材头部后，夹尾制动器7动作，夹尾制动器初始速度v1略高于棒材速度，待夹紧棒材后在设定时间t内减速至v2，使棒材缓慢、平稳地进入双转毂8。
(8)检测器检测到转毂A接收到棒材后，经历1.2s旋转90°，将棒材放入步进式冷床，与此同时转穀B接收棒材，再经历1.2s旋转90°，将棒材放入步进式冷床。

Claims (4)

1.一种高速棒材上冷床生产线的系统，其特征在于，所述的系统包括依次排列的碎断剪前转辙器、碎断剪、剪前夹送辊、转辙器、高速倍尺圆盘剪、剪后夹送辊、夹尾制动器和双转毂装置。
2.如权利要求1的高速棒材上冷床生产线的系统，其特征在于，所述的碎断剪前转辙器1与碎断剪2位置夹角3°-6°；较佳的为4°。
3.如权利要求1所述的系统的控制方法，其特征在于，所述的方法包括下述步骤：
1)检测到堆钢产生，则控制信号驱动气缸，驱动转辙器由OB转向OA，与此同时，碎断剪启动，则棒材经过碎断剪碎断后，进入落料仓中；
转辙器转动速度为
Figure FDA0002925031440000011
Δt1为设定的转辙器转辙时间；
2)剪前夹送辊3夹紧棒材，通过转辙器4(同转辙器1)送入高速倍尺圆盘剪5，开始剪切；
剪前夹送辊3前的热金属检测器检测到棒材头部，信号传递给控制系统，使得剪前夹送辊3夹紧，使得棒材以设定的速度平稳送入高速倍尺剪。同时当热金属检测器检测到棒材尾部，剪前夹送辊松开，以准备再加紧后续棒材；
(5)高速倍尺圆盘剪5的刀刃运动轨迹如图3所示圆环所示，其中O点为刀刃起始点和终止点；C点为剪切完成点；A点为刀刃与棒材同速开始点；B点为剪刃与棒材接触点(即剪切开始点)；D点为剪刃与棒材脱离点(即剪切结束点)；E点为剪刃与棒材同速终止点；
在BC区间内，飞剪剪刃的水平速度为棒材速度的1.03～1.1倍以避免阻钢，在CD区间内，飞剪剪刃的水平速度为棒材速度的0.98～0.99倍以避免拉钢；
设圆盘剪5匀速旋转一周，棒材运动距离为L1,而倍尺剪设定的剪切长度为L2，控制系统发出剪切指令后，根据棒材不同的剪切长度，圆盘剪的调节方式有如下四种
(51)若L2＞＞L1，则飞剪剪刃在O点由静止启动，在A点，水平速度与棒材相同，BC区间为剪切区间，CD区间依旧与棒材速度相同，E点开始减速至O点静止，下次剪切则重复上述过程；
(52)若L2＞L1，则飞剪剪刃在O点由非零的最小速度启动，并开始加速至A点水平速度与棒材相同，BC区间为剪切区间，CD区间依旧与棒材速度相同，E点开始减速至O点速度降至最小(非零)，下次剪切则重复上述过程。
(53)若L2＝L1，则飞剪剪刃匀速转动，每转动一周剪切一次；
(54)若L2＜L1，则飞剪剪刃在O点由最大速度开始减速至A点水平速度与棒材相同，BC区间为剪切区间，CD区间依旧与棒材速度相同，E点开始加速至O点速度变为最大，下次剪切则重复上述过程。
4.如权利要求3所述的系统的控制方法，其特征在于，所述的方法还包括下述步骤：
(6)剪切后的棒材通过剪后夹送辊6，剪后夹送辊6速度应高于棒材速度，保证棒材剪断后与未剪断部分分离；
(7)经过剪后夹送辊6的棒材被热金属检测器检测到棒材头部后，夹尾制动器7动作，夹尾制动器初始速度v1略高于棒材速度，待夹紧棒材后在设定时间t内减速至v2，使棒材缓慢、平稳地进入双转毂8；
(8)检测器检测到转毂A接收到棒材后，经历1.2s旋转90°，将棒材放入步进式冷床，与此同时转穀B接收棒材，再经历1.2s旋转90°，将棒材放入步进式冷床。
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