宽厚板线双边剪剪切问题分析及解决措施

乔汇龙 王洁

摘 要： 本文通过介绍邯钢3500mm宽厚板线双边剪在剪切过程中出现的产品质量和设备稳定等问题。通过逐个从设备基本功能到自动化控制原理深入分析，实施了有效的解决措施。为双边剪设备的稳定运行提供了宝贵的参考经验。

关键词： 双边剪；产品质量；设备稳定；问题； 分析解决

1 前言

邯钢中板厂宽厚板线双边剪是邯钢现有唯一套三轴三偏心滚切式双边剪设备。滚切式双边剪的机械精度要求高，剪切机构及动作复杂，但在提高中厚板的剪切质量、剪切品种、厚度范围和宽度、以及减少切边量提高成材率方面有着其它类剪机无法代替的优势。目前，随着市场对产品的外观质量要求越来越高，为保证剪切断面平直、光滑、无变形、几何精度高、剪切速度快、剪切效率高等优点，我厂大力推行标准化作业与精细化管理，保证设备达到规定的功能精度以满足生产需要，在解决剪切过程中设备问题的基础上，不断改善产品的外观质量，以赢得顾客的青睐。

2剪切过程中存在的关键问题

我厂自2014年10月7号双边剪成功剪切第一块板后，在使用及维护过程中双边剪存在以下问题影响其能力及经济效益的最大发挥。存在问题主要有：

a. 剪切12mm厚度以下钢板时薄规格钢板时，边部浪湾严重，剪切25mm厚度以上钢板时，钢板表面夹送辊压痕严重。

b. 完善双边剪废边导向设备联锁保护功能。

c. 完善双边剪两侧主传动系统联锁保护功能。

d. 第一刀步长不确定，导致碎边剪卡钢事故频繁。

e. 切边剪每秒180度剪切速度下卡钢事故频繁。

3问题的分析及改进措施

a. 产生钢板表面浪湾和压痕的关键点就是夹送辊的压力控制。双边剪每套夹送辊液压缸由两个比例阀进行控制，一个比例阀检测液压缸压力，通过比例阀调节，程序中设定为固定比例线性控制，随钢板厚度（18mm以下）增加，相应增加压力。但是按照原设定的程序进行剪切后，实际情况是剪切完成的钢板浪湾较严重。所以，我们通过深入分析控制程序和进行大量剪切试验后。重新设计了压力给定曲线。

设计方案为钢板厚度6mm-18mm对应设定压力25bar—120bar，根据此压力反馈值，设定比例阀开口度15%—70%。改进后通过检验剪切后的钢板，达到了质量要求。有效解决了边浪、跑偏、卡钢等影响产品正品率的关键问题，有效提高了双边剪的剪切质量和设备稳定性。

b.完善双边剪废边导向设备联锁保护功能，双边剪废边导向原控制方式为当钢板尾部离开剪体入口第1个光栅时，废边导向开始打开。此控制方式下双边剪碎边时经常发生因卡钢导致导向板安装螺栓断裂、导轨梁弯曲的事故，为避免此种事故的重复发生。机械电气专业人员经过长时间摸索规律发现应将打开时间优化为剪切时，钢板通过后夹送辊且夹送辊已经压紧后碎边导向即刻打开。分析出解决方法后，在程序中引入钢板剪切信号与双边剪后夹送辊下压到位信号，2个信号做“与”逻辑，代替原程序中钢板离开剪体入口第1个光栅信号。程序优化后，至今無卡钢导致导向板安装螺栓断裂、导轨梁弯曲的事故，节约了大量故障时间、备件费用，降低了工人劳动强度。

c. 完善两侧主传动系统联锁保护功能，双边剪在自动剪切过程中，单侧主传动报故障停车后，另一侧仍在运行状态，两侧传动系统之间没有保护联锁功能，是设备安全的一大隐患。实现方法：首先研究程序发现两台电机运行条件是互相独立的，然后认真思考得出通过增加2个选择块及1个与块，以“自动模式选择”为触发条件，两侧主传动运行条件同时满足作为两侧主传动单独运转的前提条件，这样当一侧条件出现问题时，两侧主传动将同时停止，保护两侧主传动系统设备安全。

d. 剪切第一刀步长不确定，导致碎边剪卡钢事故频繁。双边剪剪切第一刀的步长不能确定，使用1300mm和1100mm步长时由于第一刀剪切长度不定，极易造成卡钢，同时处理卡钢事故严重影响生产时间。所以，需要实现第一刀剪切步长可调，准确把握第一刀的剪切尺寸，避免堵钢。通过深入分析，已经通过修改程序中钢板头部跟踪的定位数据，实现剪切时第一刀步长的定长剪切。通过钢板头部跟踪定位，实现了剪切步长即为第一刀步长。影响第一刀的设备关键定位点如下图：

e. 分析解决切边剪每秒180度剪切速度下卡钢事故频繁问题，首先，各专业人员蹲守现场，确定机械设备中的卡钢位置，通过不懈努力，跟踪到一块卡钢时的S型板条，确定出卡钢位置是夹送辊送钢时板边顶在主剪上剪刃上。然后，需找出板边顶在主剪上剪刃的原因。通过查阅机械设计手册和PDA现场数据后，发现问题出在剪切时在上、下剪刃重叠后刚打开的197°极限位置时，夹送辊道已开始送板。主剪刃在SB-SE极限送钢位置角度为77°—197°；在VE-VB安全剪切位置为67°—207°。角度图如下：

分析完成后，在控制程序中延迟夹送辊送钢的角度，使其大于197°极限位置。将程序中送钢角度由197°修改为200°。保证有3°的余量。

4 结束语

经过上述技术改造和改进措施的实施，在完善了联锁保护功能，减少了设备损坏，大大提高双边剪剪效率的同时，还解决了双边剪钢板剪切质量的疑难问题，改善了双边剪钢板切边质量。产品满足了高端市场的高标准要求。