中厚板长度高精度自动定尺机

1、问题提出

目前，全国70余家中（厚）板生产线上，定尺长度一般由人工来控制，尚无长度定尺优化剪切自动控制装置。当钢板定尺剪切后，经过冷床冷却其长度随着温度的降低而缩短，由于每块钢板的温度、材质和厚度不同，缩长量也不同，时常达不到用户要求的定尺长度偏差尺寸，甚至产生质量纠纷现象。为了解决这一问题，达到用户及国标的要求，许多厂家不得不将长度进行放尺剪切，即在剪切时留有一定的长度裕量，经常出现超长的现象，由于中厚板销售是按照理论重量交货的，多切的长度部分影响了中（厚）板企业的经济效益。许多中厚板厂自投产以来，由于钢板常温定尺长度精度较差，经常造成短尺和超长的现象，多家用户提出质量异议，并要求退货和索赔，影响了企业的外部形象。究其原因，一是长度定尺机的挡板位置（定尺位置）是由电动机经过减速、齿轮齿条啮合完成定尺机定位的，其控制采用接触器或变频器完成，因此，定尺机挡板定位时，需要频繁起制动调整较好的位置，不仅造成机械和电气的故障增加，而且定位精度差，节奏较慢；二是由于剪切温度较高时，造成钢板冷却后出现缩长现象。因此，实施钢板长度定尺剪切优化控制系统具有非常重要的实用意义。

2、原理简介

为了实现钢板长度定尺剪切优化控制系统功能，实施方案如下：

首先由操作台上的操作工设定好长度定尺长度，当钢板进入剪切区时，两个红外测温传感器将钢板的两条纵向温度测量出来，将钢板的温度与定尺长度设定值同时送入工控机，依据缩长量模型，计算出定尺机挡板的位置。即通过计算机控制模型计算出钢板在此温度、定尺长度要求和已知钢板材质的条件下，钢板定尺长度的补偿量，再将考虑了温度补偿量的目标位置通过串口传送到PLC。安装在传动轴头的绝对值编码器通过SSI接口把位置信息送给位移数显仪，位移数显仪把定尺机的位置转换成毫米单位显示，同时以数字量方式传送给PLC，PLC根据接收的目标位置和当前实际位置，实行对电动机的闭环反馈控制，通过机械传动来最终控制定尺机挡板最佳位置。当钢板头部顶住挡板时，定尺剪切机开始剪切。剪切后的钢板冷却到常温后，能够达到国标的长度要求公差范围之内。经过大量的现场统计数据后，将钢板长度精度控制在理想的公差范围内。

图1 中厚板长度高精度自动定尺机控制原理框图

图2 中厚板长度定尺剪切优化控制系统照片

3、应用领域

中厚板剪切精整线上。

4、成功案例

该装置已在济钢中厚板厂和首钢中厚板厂应用。