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钢卷板开卷剪切自动生产线设计
文/于彩芹
【摘要】开卷剪切自动生产线是一种新型的节能、节材、高效卷材加工设备, 适用于钢桶制造厂及大量应用板材的其它工厂, 目前已经逐渐开始大量应用。
关键词: 开卷；落料；堆垛；剪切
开卷剪切自动生产线是现代钢桶工业大规模生产必需的大型成套设备。对于大型钢桶制造厂, 由于年生产能力的不断提高及钢桶质量的不断提高, 用半自动方式钢桶生产已不可能满足要求。
开卷剪切自动生产线将卷材展开、矫直、剪切成所需形状的板坯, 然后将板坯整齐地堆成垛, 供桶身成形和底盖冲压生产线使用。
开卷剪切自动生产线的主要优点是具有①高的生产效率; ②高的材料利用率; ③高的自动化程度及好的产品质量; ④较少的设备占用面积。
1 开卷剪切自动生产线的组成
开卷剪切自动生产线由开卷矫直、剪切、垛料三部份多台设备组成。
开卷矫直部包括: 托卷机构、开卷机、引人装置、切头剪、夹送辊、矫直机、活套;
剪切部份包括: 定尺送料辊、摆动剪切机;
垛料部分包括: 传送机构、受料机构。
2 自动生产线的功能
开卷剪切自动生产线主要功能有: 自动上卷、自动找正卷料高度、自动穿带、按设定值自动完成剪切板材形状及尺寸设定、自动分选、自动码垛、自动记数、自动送出等多种功能。
在电控系统上采用全线PLC控制, 传动系统采用数字式直流(或交流) 调速系统, 以便进行机组全线速度、张力控制。
另外对于机组的剪切部一般还选用一套工控计算机系统用于机组速度、张力控制、剪刃位置、摆角控制。
机组的操作控制采用人机接口形式, 对于机组运行参数、板坯形状尺寸、堆垛数等都通过人机接口输人到PLC或工业控制计算机内, 以便PLC及工控计算机系统完成机组全线自动控制生产过程。
开卷剪切自动生产线适用于加工优质冷轧低碳钢、深冲钢板、电热镀锌板。
标志开卷剪切自动生产线性能的主要参数是:
①生产线的线速度: 一般为60~90m/min , 最高可达120~200m/min ;
②剪切次数: 20~70次/min , 高速的可达120次/min ;
③送料精度: 一般在±0.5mm,最高±0.3mm ;
④堆垛精度: ±0.8mm 。
3 关键控制技术
开卷剪切自动生产线是一套大型成套设备, 技术比较复杂。
3.1 速度调节、张力控制
开卷剪切自动生产线开卷机、矫直机、定尺送料剪切机、传送机构的主电机各自为独立的调速系统, 各有一套可控硅供电系统。开卷机采用速度、张力控制系统,矫直机、传送机构采用速度闭环系统, 定尺送料辊、剪切机采用间歇运行, 因此这种生产线都设里带钢的储存调节环节——活套装置。
矫直机的运行速度, 按剪切机的平均速度设计。速度控制系统设置了速度补偿环节, 活套装里中用于检侧活套内带材存储量的光电信号控制矫直机的加减速。
生产线运行时, 开卷机的线速度与矫直机的线速度是一致的。送料长度与剪切机每分钟剪切次数的乘积是矫直机及开卷机的速度指令。
在开卷过程中钢卷的外径逐渐减小, 这时开卷机主电机的磁场也相应减弱。转速的变化、卷径的变化、速度的变化、机械惯量的变化都将引起开卷机吸收和释放能量的变化, 这些变化造成的影响在系统上是通过改变电枢电流的办法进行补偿, 以此保持带钢的恒张力。
3.2 喂料及剪切控制
喂料控制由定尺送料辊完成。定尺送料辊电机的启动及停止由剪切机凸轮开关控制。电机每次转过精确的转数、决定了定尺送料的精度, 它由剪切速度及送料长度决定。开卷剪切线喂料控制采用数字式系统, 并且选用速度、位里双闭环形式, 保证了喂料精度。
剪切机为摆角式剪切机, 由三台电机完成剪切控制,其中一台为升降电机驱动剪刃升到最高点, 另有两台旋转电机驱动剪刃摆成不同角度, 以剪切不同形状的钢板。升降机构内有一凸轮位置检测信号是剪切机组的主令信号。升降机构每升降一次凸轮开关工作一个周期, 在每一周期内的特定位置发出一次信号, 用于控制定尺送辊送料速度及传送机构的传输速度。
3.3 垛料控制
开卷剪切自动生产线的高效率还体现在高速度的垛料机组, 非自动垛料的板材表面易损坏, 不能用于已印涂的钢板, 而且杂乱的不堆垛的板材也无法为自动冲压线所使用。
垛料机组由传送机构及受料机构组成, 传送机构将剪切好的各种形状板材分选传送到每个垛板位置后落下, 由受料机构将堆垛好的板材运出。
传送机构主要由磁桥、磁力皮带组成、剪切板坯时,由磁桥吸起板坯一端达定尺长度后剪切机剪切。磁桥去磁, 由磁力皮带上的磁铁将板坯吸上, 经磁力皮带将其传送到指定的垛板处。磁力皮带的传翰由一台可调速电机驱动, 磁力皮带的传输速度比机组速度高20%左右。
剪切好的板材, 由机组PLC系统计数。受料机构根据需要可设置多个垛板。剪切后的板坯, 由PLC控制依次下落到不同的垛位, 垛位堆到一定高度后, 检测元件发讯，PLC控制受料机构将已垛满的板材远出。
4 结语
开卷剪切自动生产线自动化程度高、剪切成的板材质量好，必将成为大多数企业钢桶生产线的标准配置。
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