冷连轧机飞剪控制的新方法
轧机飞剪的控制方法详解
冷连轧机出口飞剪的控制方法带钢经四机架冷连轧机轧制后,以匀速度从末机架出口,经过飞剪前夹送辊、飞剪、飞剪后转向辊,最后通过卷取机卷取成卷,当带钢的剪切点(通常在两卷带钢的焊缝处,所以该信号由焊缝跟踪给出) 在冷连轧机的末机架出口出现时,根据一定的控制算法飞剪加速启动,当带钢剪切点位于飞剪剪刃的下方时飞剪完成启动过程,在飞剪作匀速运动时实现剪切。
剪切结束后,飞剪开始减速,超过原位后开始反向运转以便能够回到原位。
在剪切过程中,带钢运行的速度、带钢承受的张力与正常轧制时不同,它们之间有着相应的数量关系,这需要在编制轧制工艺时,根据带钢的具体情况事先设置。
1 飞剪剪切控制算法带钢在进入冷连轧机前,须对两个钢卷的首尾进行焊接。
在飞剪剪切带钢时,总希望剪切发生在带钢的焊缝处(剪切点) ,这样可提高用户对带钢的利用率。
那么带钢以匀速运动,从冷连轧机末机架输出后,其剪切点到达什么位置时开始启动飞剪呢? 它应该满足以下条件。
1. 1 飞剪的剪切速度带钢以匀速度从末机架输出,发现带钢焊缝(剪切点) 后飞剪恒加速启动,当发生剪切时,飞剪剪刃的线速度要与带钢前进速度相等。
这样可以避免发生带钢撞击剪刃(带钢前进速度> 剪刃线速度) 或剪刃对带钢产生拉力(剪刃线速度> 带钢前进速度) ,以使带钢的剪切断面光滑。
若考虑到带钢的超速因子,则V 1 = kV 0 （1）式中, V 1 为发生剪切时飞剪剪刃的线速度;V 0为带钢匀速运动的速度, k 为带钢的超速因子,一般有k = 1.05～1.35我们设定为1.0751. 2 飞剪的启动时刻当带钢剪切点在末机架出现后,飞剪匀加速启动。
从启动到剪切这段时间内带钢走过的距离为S 0= V 0T (2)式中, T 为飞剪从启动到剪切所用的时间, 飞剪剪刃走过的距离S 1= Rθ(3)式中, R 为飞剪半径;θ为飞剪初始位与剪切位间的夹角。
又有(4)若不考虑超速因子k ,则V 1 = V 0 ,所以有S 0 = 2 S 1 (5)式(5) 说明,当带钢剪切点距飞剪剪切位的距离为飞剪原位与剪切位之间大弧长的2 倍时开始启动飞剪。
冷连轧机飞剪动作控制设计
冷连轧机飞剪动作控制设计作者：梁广阔来源：《中国科技博览》2013年第16期摘要：以首钢京唐公司1700一冷轧厂为例，介绍了飞剪的启动工作制，通过焊缝探测仪跟踪动作原理以及程序设计，论述了飞剪的控制程序及其实现方法。
关键词：飞剪启动工作制焊缝探测仪0 飞剪简介用于横向剪切运动着的轧件的剪切机称为飞剪。
首钢京唐联合钢铁公司1700一冷轧厂飞剪安装位置在NO.5机架出口，采用双滚筒式飞剪，即转鼓飞剪，在两个转向滚筒上，径向固定着两个刀片。
沿轧制线移动着的带钢，在通过两个滚筒中间时，即被相遇的两个刀片剪切。
它的特点是刀刃装在旋转滚筒上做圆周运动，具有良好的平衡性，因此剪切速度较高，但因剪切位置的不平行性，所以剪切断面质量降低和剪刃磨损较快，适合于薄带钢剪切。
根据带钢的厚度变化，剪刃间隙可自动调整。
为确保剪切过程中的剪刃间隙不变，装有同步齿轮机构来消除齿轮啮合侧隙。
剪刃调整装置包括一个AC齿轮电机、蜗轮蜗杆减速机和间隙指示器。
通过蜗轮蜗杆机构使转毂轴向移动来调整剪刃间隙。
1 飞剪剪切长度调整原理根据工艺要求，飞剪要将轧件剪成定尺长度，还要能剪切多重定尺长度。
因此，要求飞剪的剪切长度能够调整。
飞剪可以使用两种工作制。
1. 启动工作制启动工作制是指剪切一次后，剪刃停在某一位置，下次剪切时，飞剪重新启动。
这种工作制的飞剪主要用于轧件的切头、切尾或切长定尺且速度较小的轧件。
飞剪的启动可由人工操作，也可由机械开关或光电管控制。
此时被剪切轧件的长度按下式确定：L=+？（1）（1）式中：表示从检测装置到飞剪的距离，m；：轧件前进的速度，m/s；：飞剪由启动到剪切的时间，s。
在调节定尺长度时，通常不采用改变的方法，而用延时的方法来改变时间。
2. 连续工作制在轧制速度较高情况下，即当每剪切一次才启动一次电机已经来不及时，则采用连续工作制。
多用于双滚筒式飞剪，如果飞剪双滚筒的直径相等，被剪轧件以等速运动，那么剪切的长度由下列公式确定： L= T （2）式中：轧件前进的速度，m/s；：两次剪切的时间间隔，s.由公式可以看出，当轧件运行速度不变时，在飞剪上剪切的轧件长度只同相邻的两次剪切的间隔时间有关。
冷轧1550mm轧机飞剪控制策略
１ 前
言
２ 飞剪控制策略
２１ 飞 剪 电机 编码 器数 据处 理 ．
飞剪是冷连轧 的关键设备 之一 ，其工作稳 定性及 剪切精 度将直接影 响连轧机组的生产节 奏 ，并对 冷硬卷的质量以及 成材率产生很大 的
影 响。
使用增量编码器来映射飞剪旋转角度 ，角
度 是在 ０ ３０ 。 ６ 。内周期变化的 ，这就存在 给
疆 ／
冷轧 １５ｍｍ 轧机飞剪控制策略 ５０
程 文彬 （ 轧板带 厂） 冷 摘 要 ：介 绍 柳钢 １５０ｍ 冷 连 轧 飞剪控 制 系统 的控 制数 学模 型 ，包括 飞剪 剪切 角计 算模 型 、 ５ ｍ
飞剪剪切距 离计算模型和飞剪速度 目 标值计算和速度转矩调节模型等。采用该数学模型 实现飞剪 自 动剪切、定位和制动 ，将轧件的平均剪切误差控制在 １ ｍ以内。 ５ｃ 关键词 ：冷轧板带；飞剪控制 ；数 学模型；剪切误差
触 发 下 一 步 ，否则 ，无 法 继 续 后 面 的加 速 、剪 切 过 程 。［ ２ １ ２３ 剪切 控制 ．
图 １ 飞 剪剪切 旋转 角度 示 意图 ２４ 速 度 控制 ．
（ １ ）剪切角度的计算见式 １ 。
ｃｓ （ ＿ ＿ （ 一 ｏ １ １ ） （） １
Ｃｏ ｔｏ ｔａ ｅ ｙ ｆ ｒＦｌｉ ｇ Ｓ ｅ ｒｏ ５ ０ ｍ ｌ ｌｎ ｉ ｎ ｒ ｌＳ ｒ ｔ ｇ ｏ ｙｎ ｈ ａ ｆ１ ５ ｍ Ｃｏ ｄ Ｒｏｌ ｇ Ｍ ｌ ｉ ｌ
Ｃ ＨＥＮ Ｗ ｅ — ｉ ｎ ｂｎ
（ ｏｄＳｒ ｌ Ｃ ｌ ｔｐＭｉ） ｉ １
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｅｍａｈ ｍａｉａ ｏ ｔｏ ｄ Ｊｕ ｅ ｎ ｃ ｎｒ ｌ ｙ ｔｍ ｒｆ ｉｇｓ ｅ ｒｏ ５ ０ ｓｒ ｃ ： ｈ ｔｅ ｔ ｌｃ ｎｒ ｌ ｃ ｍｏ ｅ ｓ ｄｉ ｏ ｔ ｓｅ ｆ ｙｎ ｈ ａ ｆ１ ５ ｍｍ ｏ ｔ ｕ ｏｓ ｏ ｌ ｃ ｎｉ — ｎ
冷轧滚筒飞剪介绍及维护要点
冷轧滚筒飞剪介绍及维护要点摘要：随着现代钢铁生产产量和品种的不断增加以及激烈的市场竞争，要求轧钢生产向高速连续生产方式发展，对剪机的需求也越来越大。
对于滚筒式飞剪，上下滚筒由电机驱动同步齿轮传动，当滚筒轴与同步齿轮轴向运动时，上下滚筒有规律地向上运动，总是受到上下滚筒向上运动的约束，由于受少量螺旋角的影响，滚筒向上运动时，滚筒的螺旋角较小。
上下滚轮之间的关系位移小，以便调整叶片间隙。
在滚筒螺旋切削刃飞剪,前沿的间隙调整装置与上辊使整个滚轮轴轴向方向移动,和运动是一样的丝杆,从而实现调整前沿的差距。
间隙的调整将极大地影响工件的剪切质量和滚筒飞剪的使用寿命。
关键词：冷轧；滚筒飞剪；维护；要点1.滚筒式飞剪产品介绍：横剪作业中轧制件的剪切机称为飞剪，是一种能快速切割铁板、钢管、纸卷的加工设备。
是一种用于冶金钢轧制、高速线材、钢筋等行业的定长剪切机。
它是现代轧钢剪切的产物，具有耗电少、投资成本低的特点。
将旋转飞剪应用于连续带钢冷轧机出口，实现动态卷取。
在剪切过程中，飞剪的上下滚筒作圆周运动，安装在滚筒上的剪刃随着滚筒的转动而运动，对带钢进行剪切。
飞剪可通过调节装置自动调节或手动调节，以适应不同规格带钢的剪切需求。
二、滚筒式飞剪适用范围：本型滚筒式飞剪适用于酸洗组合轧机和全连续冷轧机，用于带钢的动态分切，也用于带钢的头尾剪切，按设定卷复卷，按设定长度剪切和意外剪切。
三、旋转飞剪设备的结构和组成:滚筒式飞剪主要由飞剪体、传动装置、剪刃间隙调整装置、润滑系统等组成。
飞剪体的主要结构是由机架和装配上、下带剪刃的滚轮组成。
机架为钢结构工件，滚子通过圆柱滚子轴承安装在机架内。
上下滚子两端啮合一对斜齿轮，即传动侧和操作侧，齿轮均为同步齿轮，以保证上下滚子的速度严格一致。
刃口安装在滚筒内，经特殊热处理工艺制成，综合力学性能高。
滚筒操作侧装有止推轴承，轴向固定滚筒，承受轴向载荷。
1、滚筒类飞剪机螺旋剪刃的调节方法,包括如下步骤：（1）打开滚筒类飞剪机的气动阀门并松开制动装置，旋转滚筒直到剪切位置后停止；（2）解除螺旋剪刃零位限位档，将间隙调整到零位；（3）关闭气动阀门，检查螺旋剪刃的接触情况，若螺旋剪刃间隙已经调整到零位，但螺旋剪刃间隙的最小剪刃侧隙并不是0.6mm，那么螺旋剪刃的侧隙的零位设置有错误，重新进行设定，若一切都正常，即百分表为0.3，则进行步骤（4）；（4）用3张a4纸，并将其重叠在一起，将其放在滚筒类飞剪机的操作侧，传动侧以及螺旋剪刃中段之间；（5）打开气动阀门，用手旋转滚筒类飞剪机的制动装置，如果旋转过程中，滚筒类飞剪机的螺旋剪刃处不能剪断纸片，则必须重新安装螺旋剪刃，螺旋剪刃的重叠量也必须重新设置；（6）若增加螺旋剪刃的重叠量依然不能够剪断纸张，要在螺旋剪刃的剪切面来增加垫片进行调节；（7）试剪时，螺旋剪刃能够切断整张纸，且完全剪切，说明螺旋剪刃的侧隙的调节状况正常，此时螺旋剪刃的间隙的均匀性良好，能够使钢板剪切顺利；（8）在螺旋剪刃的侧隙的调整中，螺旋剪刃间隙的调整必须是单向调节，每次必须进行调整侧隙时，先将间隙调整到零位，再由零位来继续向理想值调节。
冷连轧斜剪刃飞剪结构分析及优化
现代机械与科技2019年第2期中国机械MACHINE CHINA0引言冷连轧机组滚筒式飞剪位于出口区，转盘卷取机之前，承担机组分卷的重要任务。
根据机组指令，将连续轧制出的无头带钢，在不停机的状态下，按照卷重或者卷径进行在线高速分切，以满足生产线下道工序或用户对钢卷的分切要求。
目前，常见的冷连轧滚筒飞剪有三种结构形式，按照剪刃形式分为：直剪刃滚筒飞剪、螺旋剪刃滚筒飞剪及斜剪刃滚筒飞剪。
斜剪刃飞剪由于更加轻便，加工制造成本低，已成为主流机型。
1 斜剪刃滚筒飞剪结构介绍斜剪刃滚筒飞剪主要由电机、减速机、斜齿轮、机架、上下转毂、剪刃间隙调整装置等机构组成(见图1)。
上下转毂两端支撑在机架孔内的轴承上，下转毂通过联轴器与减速机输出端相连，上转毂通过传动侧齿轮与下转毂同步动作。
齿轮为斜齿，配合剪刃间隙调整装置来实现剪刃侧隙的调整。
1.电机2.传动减速机；3.传动斜齿轮；4.机架；5.转毂；6.剪刃间隙调整装置图1斜剪刃滚筒式飞剪结构示意图下文从主副齿结构、剪刃间隙调整、防打刀装置、结构间隙消除等几个方面对该飞剪结构特点进行详细介绍：1.1 主副齿结构目前常用的斜剪刃滚筒飞剪主副齿结构有两种：单斜齿轮副结构和组合斜齿轮副结构。
下面分别进行介绍：1.1.1单斜齿W 轮副结构单斜齿轮副结构包括上转毂、下转毂及布置在转毂两侧的两对单斜齿轮副(见图2)。
装配时，先将下斜齿轮定位，调整上转毂两侧的斜齿轮，加大两齿轮间距，使传动侧上齿轮左端面与下齿轮齿面贴紧、操作侧上齿轮右端面与下齿轮齿面贴紧，齿轮副间隙则被完全消除，此时操作侧斜齿轮为主齿，传动侧斜齿轮为副齿。
另有一种方法是加大两齿轮间距，使传动侧上齿轮右端面与下齿轮齿面贴紧、操作侧上齿轮左端面与下齿轮齿面贴紧，齿轮副间隙被完全消除，此时传动侧斜齿轮为主齿，操作侧斜齿轮为副齿。
两种调整方法具有相同的效果，均能使齿轮副间隙完全消除。
图2 单斜齿轮副结构示意图1.1.2组合斜齿轮副结构组合斜齿轮副结构包括上转毂、下转毂及布置在转毂两侧的两对组合斜齿轮副，每对组合斜齿轮副中，由两个上斜齿轮与一个下斜齿轮啮合组成，两个上斜齿轮之间设置有可调整厚度的垫片。
冷连轧机出口飞剪的控制方法
第 12 期 葛延津等 : 冷连轧机出口飞剪的控制方法
1143
若不考虑超速因子 k ,则 V 1 = V 0 ,所以有
S0 = 2S1 ·
(5)
式 (5) 说明 ,当带钢剪切点距飞剪剪切位的距 离为飞剪原位与剪切位之间大弧长的 2 倍时开始 启动飞剪·
带钢剪切点从末机架出来 , 运行到飞剪剪切 位的这段距离是由安装在飞剪前下夹送辊上的光
带钢在进入冷连轧机前 ,须对两个钢卷的首 尾进行焊接·在飞剪剪切带钢时 ,总希望剪切发生 在带钢的焊缝处 (剪切点) ,这样可提高用户对带
钢的利用率·那么带钢以匀速运动 ,从冷连轧机末 机架输出后 ,其剪切点到达什么位置时开始启动 飞剪呢 ? 它应该满足以下条件· 1. 1 飞剪的剪切速度
带钢以匀速度从末机架输出 ,发现带钢焊缝
图 4 带钢承受的张力 Fig. 4 The tension on the strip
4 结 论
本文阐述了冷连轧机出口飞剪的剪切控制方
法 ,给出了飞剪剪切的控制算法
KSV 算法 ,
应用该算法剪切的带钢剪切点位置准确·在整个 剪切周期不同阶段中 ,飞剪速度按速度设定值运
行 ,通过凸轮开关实现了飞剪剪刃的位置控制 ,使
图 3 飞剪速度设定 Fig. 3 The sp eed reference of flying shears
© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
1144
东北大学学报 (自然科学版) 第 25 卷
般有
k = 1. 05 ～ 1. 35[4] ·
1. 2 飞剪的启动时刻 当带钢剪切点在末机架出现后 ,飞剪匀加速
轧钢高线飞剪剪刃精准控制方法及优化分析
轧钢高线飞剪剪刃精准控制方法及优化分析发布时间：2023-04-23T08:08:51.706Z 来源：《科技新时代》2023年3期作者：王昊宇，张涛，江玮，宋凯[导读] 轧钢高线生产处于钢铁生产过程的中间阶段以及尾端位置，直接产出如线材、管材等产品，因此，飞剪剪刃精准度影响着企业产品质量与生产效率。
陕钢集团汉中钢铁有限责任公司，724200摘要：轧钢高线生产是一个连续的、高速运转的自动化生产过程，飞剪是该生产过程的关键环节，控制着轧钢高线生产最复杂、精度要求最高的内容，因此，提高轧钢高线飞剪剪刃精准度具有重要意义。
本文结合飞剪剪刃精准控制方法特点，提出提高飞剪剪切速度设定合理等方式优化飞剪剪刃精准度，希望具有参考价值。
关键词：飞剪；轧钢高线；剪刃精准度；剪刃偏差控制引言：轧钢高线生产处于钢铁生产过程的中间阶段以及尾端位置，直接产出如线材、管材等产品，因此，飞剪剪刃精准度影响着企业产品质量与生产效率。
此外，我国钢铁加工逐渐朝着大型化、先进自动化等现代化方向前进，飞剪剪刃精准度影响着我国钢铁行业的进一步发展，影响着钢铁企业的经济效益与可持续发展。
1轧钢高线飞剪剪刃精准控制方法飞剪的控制主要是剪刃定位控制和速度控制完成。
将剪刃分为几个区域，分别为加速、剪切、减速、回零及定位，飞剪启动时，电动机器由静止开始加速，直到速度大于轧件速度，之后保持飞剪的匀速进入剪切区域，完成剪切任务，此时，将电动机结束制动，执行回零命令，进入定位区，这一流程是飞剪完成一次剪切任务。
在这一过程中，确保飞剪在经历了加速、匀速、减速回到原位这一个过程中的速度稳定，确保飞剪回到原来位置的精确度，这样可以保障飞剪剪刃的剪切精度以及轧件的剪切周期稳定。
例如在飞剪减速期间，减少该阶段时长，保障停车位置准确，提高对飞剪系统启动与制动速度的要求，利用电机过载情况，飞剪以最快的速度进行加速度，减少中间制动环节的剪切误差，保障飞剪剪刃精准度[1]。
棒材3#飞剪剪切控制及改进措施
棒材3#飞剪剪切控制及改进措施【摘要】棒材生产轧制过中，因信号闪烁，引起3#飞剪误动或不动，不能满足生产设备的控制要求。
基于此对3#飞剪的剪切控制原理进行介绍，并分析影响飞剪剪切精度及稳定性的原因以及总结改进方法。
经过实际应用和不断改进，现在3#飞剪已经达到工作稳定、剪切精度高、便于维护、能获得较大的产品收得率。
【关键词】3#飞剪；热金属检测器；T400前言我厂棒材生产线由18台轧机和3套飞剪组成。
1#飞剪位于6#轧机后，用于粗轧坯的切头和事故碎断；2#飞剪位于12#轧机后，用于中轧切头和切尾；3#飞剪是倍尺飞剪，用于棒材产品的倍尺分断。
3#飞剪运行是否可靠对产线作业率和成材率至关重要。
我厂3#飞剪的控制信号主要是7#活套（loop7）的开关量信号、18#轧机后的热金属检测器（HMD24）信号及3#剪前热检（HMD25）信号、3#飞剪的速度编码器等。
Loop7负责提供3#剪的连续剪切信号，HMD24负责倍尺计长，HMD25判断lastbar。
速度编码器负责速度脉冲及倍尺长度脉冲信号的采集。
棒线投产后为了保护活套和轧辊，操作人员在相应位置安装了水管进行降温，多次造成Loo7、HMD24信号闪断，造成3#飞剪信号采集出错3#飞剪误动或不动。
基于上述原因对其做出相应的改进和完善，保证了正常剪切并且提高了剪切精度，达到了预期目的。
二、3#飞剪控制系统1、硬件配置电机：直流他励电动机，型号为ZFQZ-355-42，额定功率为361KW，额定电枢电压为550V，额定电枢电流为713A，额定转速为500/1000r/min，励磁电压为220V，励磁电流为23.6A。
主传动：西门子直流调速装置6RA7085-型，带T400工艺卡检测元件：热金属检测器（HMD24、HMD25）、活套扫描器Loo7、3#飞剪速度编码器PLC系统：CPU、高速计数器模块（HSC）、数字输入输出模块（DI/DO）以及电源模块等。
2、剪刃位置控制飞剪控制系统中，剪刃的位置是用角度表示的剪刃的位置是随传动电机按一个方向旋转，旋转一周为360°，剪刃的运动轨迹见图2。
飞剪的应用与自动控制原理方法
飞剪的应⽤与⾃动控制原理⽅法飞剪的⼯作原理吕建东2014年3⽉18号飞剪的逻辑控制过程由PLc系统实现，在上位机系统可设定定尺剪的控制参数(其中包括定尺的长度Ll、定尺数量N、剪切因⼦等)、启动，停⽌，测试定尺剪，在⽣产过程中，由18#机架后⾯的热⾦属探测器检测到钢材头部的时间Tn，同时开始计时，根据时问和成品机架的线速度S、热⾦属探测器到定尺剪交叉位之间的距离LO 可以计算出定尺剪启动剪切的时间点Tn+1。
其中：Tn+1=Tn+(LO+L1‘N)／SPLC系统根据不同的速度、品种规格计算和优化出最佳的剪切曲线㈣，通过DP总线把速度的给定值传送到定尺剪的直流传动系统，完成每⼀个剪切周期。
1硬件构成及功能棒材⽣产线⼀般配置三台剪⼦，本⽣产线根据实际的需要增加了⼀台飞剪，因此本系统⼜四台飞剪，分别为1#、2#、3#、3B#剪，l#、2#飞剪⽤于⽣产过程的切头、切尾、碎断，3#、3B#剪根据上位机系统的设定完成不同规格品种的定尺剪切，把轧件跟据预先设定的长度按不同的倍数进⾏剪切，分段送到冷床，确保定尺的精度，以提⾼定尺率，优化产品的技术经济指标。
飞剪动作执⾏过程包括剪切及定位。
飞剪在正常剪切过程下有三个可能运⾏状态(运⾏速度)：⾃动速度、碎断速度、测试速度。
在⽣产过程中使⽤最多的之中状态是⾃动状态。
碎断速度的使⽤是轧件在⽣产过程如果出现不正常现象，需要对轧件进⾏碎断处理时⽤到。
测试速度主要是作为准备⽣产前对设备时候正常状态的测试。
飞剪系统由两部分组成：⼀是直流传动装置，⼆是逻辑控制单元(属于基础⾃动化级)。
飞剪的⾃动速度匹配信号是基础⾃动化级给定的。
飞剪在剪⼑位置安装由位置检测编码器和定位接近开关，在剪机前有热会属探测器。
它的基本原理是：当有轧件来时，热⾦属检测器HMD检测到轧件信号后，飞剪电机经过启动延时，以超前于前⼀架轧机线速度⼀定量的速度启动，达到⾃动剪切速度值，先加速后匀速，运⾏⾄剪切点时，剪刃闭合，对轧件进⾏剪切。
冷连轧机组滚筒式飞剪装配关键问题及工作状态之分析
冷连轧机组滚筒式飞剪装配关键问题及工作状态之分析摘要：在机械工业生产领域，大型产品的装配是十分重要的一环，直接关系到产品的整机出厂。
因此，研究并解决产品装配过程中的关键性技术问题，追求良好的工作状态，对于确保产品质量，提高生产交往率意义非常重大。
本文试结合生产工作实践，运用长期积累的经验，对冷连轧机组滚筒式飞剪装配的关键问题及工作状态进行分析。
关键词：飞剪，安装，剪切一、对飞剪装配关键问题的分析1、滚筒式飞剪主要由电机、减速机、斜齿轮、机架、上、下刀轴，剪刃间隙调整装置等机构组成，上下刀轴两端支撑在机架孔内的轴承上，下刀轴通过联轴器与减速机输出端相连，上刀轴通过传动侧齿轮与下刀轴同步动作。
为了保证传动精度，上刀轴采用组和齿轮，通过上刀轴内置的弹性转轴使副齿相对主齿方向，反向转动一个角度，以消除齿轮副间隙。
主齿轮用于剪切传动，副齿轮用于转轴反向空载转动。
在上下刀轴上各装有一个剪刃。
剪刃间隙调整电机通过蜗轮蜗杆机构带动上刀轴，沿轴向移动，实现了剪刃侧隙的调整。
2、部装底座⑴在安装飞剪之前，先选择起重设备和场地相配套的工作场地。
（高度、起重能力）在地表安下平台槽、水泥、混凝土灌浆、养生等前期准备工作要就绪。
安装后整体发往用户，需要场地有一定的承载能力。
⑵在装配场地布置好条型垫铁，方箱、高度不低于700mm，底下应留有液压缸与下部架体连接的装配空间。
⑶安装液压缸时将衬套用液态氮冷装到轴承座配合孔中，端面齐平。
轴承座与液压缸装好，配合面转动灵活，同时装好球铰耳环。
吊装液压缸，通过轴承与基座把装好。
吊液压缸组件于已布置好的基础之上。
基座与前后底座试把装，检查把合孔位置尺寸正确。
⑷吊装前后底座于已布置好的基础上调整好位置垫平稳，同时将横梁（两件）与两底座把装好暂不把牢。
3、装机架预紧装置⑴由拉杆，以及预紧螺母、圆螺母组成按1/2牙厚去除拉杆上的虚牙后，拉杆与预紧螺母圆螺母全行程试装应转动灵活无卡阻，别劲现象。
冷轧中飞剪的控制原理
图１飞剪 机构工作原理 简
飞 剪 切 速 度 主 令 速 度 曲 图２
①作者 简 介： 郝 艳平 （ １ ９ ８ ２ 一） ， 女， 山西人 ， 助 理工 程 师 ， 主 要从 事 冷轧 自 动 化 控制 系统 的研 究 、 设计 和 现 场 实 施工 作。
科技创新导报 Ｓｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｉ ｎ ｎ ｏ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｈ ｅ ｒ ａ ｌ ｄ
启动 加 速 段 、 剪切 段、 减速 定 位 段。
剪 刃。
剪切 后 段的 情况 与 剪切 前 段 相似 ， 只是 但 是 还 要 在启动加 速段 ， 剪 刃 由 零 速 启 动 到 与 过 程 相 反 。这 时 轧件 已经 被 切 断 ， 切 头 时 乘 以超 前 系数 ， 保 持 剪 刃的 速 度与 轧件 相 同步 ， 直 至剪 刃与 的 带钢 进 行 剪切 。 飞 剪 的传 动 机 构 和 传 动 电 轧件 线 速度 相 同步 （ 动 机 的 选择 ， 是 根 据剪 切 带 钢 的 断 面 、 材质 切 尾 乘 以 滞后 系数 ） 。 启 动加 速段 的加 速 度 轧 件脱 离进 入减 速 定位 段 。 ． ３ 减 速 定位 段 和剪切的最大 速度 （ 带 钢 在 剪 切 时 的 运 行 可 以 采 用 定 加 速 度 方 式 ， 也可 以 采 用 变 加 ３
郝艳平 （ 北京建龙重工集团有限公司钢铁事业部 自控处 北京 １ ０ ０ ０ ７ ０ ）
摘 要： 飞剪是一种 匏快速切断铁板 ． 钢 管． 纸卷 的加工设备， 是 冶金 轧钢行业， 高速 线材及螺纹钢定尺剪断机 ， 是现 代轧制棒材剪断 中的产 品， 具有耗 电少． 投资成本低 的特点。 主要 用途 ： 飞剪常用于轧钢 ， 追 纸等生产线上。 关键词 ： 工作原理 控制原理 传动 机 构动作 文献标识码 ： Ａ 文章编 号： １ ６ ７ ４ － ０ ９ ８ Ｘ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ６ （ ｃ ） － ０ ０ ６ ５ － ０ ２ 中图分类号 ： Ｔ Ｇ ３ ３ ３
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
冷连轧机飞剪控制的新方法安连祥,崔丽敬,刘永刚,宴俊秋(河北工业大学电气学院,天津300130) 摘要:飞剪是轧机线的重要组成部分,控制性能直接影响着飞剪的剪切精度与功能投入率。
讨论了经冷连轧机轧制出的带钢,当其剪切点在冷连轧机的末机架入口出现后,轧机出口飞剪对带钢进行剪切的控制算法,在飞剪进行剪切过程中,加入惯性补偿环节,采用所述控制方法进行剪切,飞剪响应快速灵敏,带钢剪切断面光滑。
关键词:飞剪;剪切控制;惯性转矩中图分类号:TP29 文献标识码:BN ew Method of Controlling Flying Shear of T andem Cold MillAN Lian Οxiang ,CU I Li Οjing ,L IU Y ong Οgang ,YAN J un Οqiu (Electrical School ,Hebei University of T echnology ,Tianjin 300130,China )Abstract :The flying shear is an important part of the tandem mill line.The control performance affects cutting accuracy and f unction devotion ratio directly.The control process and relevant algorithm for cutting strip s by flying shears were discussed and developed under conditions that the cut point of strip is positioned at the entry of the last stand of tandem cold mill (TCM ).At the process of cutting ,we add the inertia compensa 2tion tache.The flying shear controlled by such a procedure and relevant algorithm respondes fast and astutely and the strip sections cutted off are proved greatly slick.K ey w ords :flying shear ;cutting control ;inertia torque 作者简介:安连祥(1946-),男,教授,硕士生导师,Email :185596463@ 本条冷连轧机电气控制系统由北整公司设计与调试,轧机出口采用转鼓式飞剪(简称飞剪),其作用是不停机用于分卷剪切,使带钢平稳地过渡到另一台卷取机进行卷取,飞剪主电机传动装置状态、转速、故障报警均由HMI 人机界面监视,主传动采用SIEM ENS 公司的6RA70系列全数字直流调速装置。
1 飞剪的工艺原理飞剪主要由刀刃、刀夹、滚筒和固定架等组成,控制系统采用晶闸管反并联逻辑无环流速度控制以及带钢跟踪,刀刃跟踪控制系统,其原理图如图1所示。
该系统剪切控制精度高,定位控制准确,飞剪剪切的技术数据如下:剪切厚度0.25～2.00mm ;剪切宽度800～1250mm ;最高剪切速度180m/min 。
为了提高系统控制的可靠性,速度给定和转矩补偿通过硬线信号直接送入传动装置。
根据工艺要求,飞剪安装在距离5机架6.00mm 的位置,在这短距离之内,为确保切割精度,通过对焊缝的准确跟踪和刀刃的跟踪,从而完成对飞剪的剪切控制。
正常运行顺序为:启动→加速→剪切→减速→返回到初始位置→停车;若剪切失败则为:启动→加速→剪切(失败)→紧急停车[1]。
图1 飞剪传动控制的结构图Fig.1 The block diagram of t he flying shear drives control飞剪的剪刃控制是由飞剪刀轴上安装的增量型编码器提供位置测量值,通过PL C (可编程控15EL ECTRIC DRIV E 2010 Vol.40 No.4电气传动 2010年 第40卷 第4期制器)实现的,设垂直向下方向为0°,按逆时针方向增加,如图2所示。
90°为初始位置;55°为启动位置;从55°～350°为加速阶段;从350°～10°为定速剪切阶段;从10°～325°为制动减速阶段;从325°～90°为返回至初始位置阶段。
图2 飞剪虚拟轨迹图Fig.2 Virtual track drawing of flying shear5机架在连续轧制时,通常以500m/min 以上的速度进行高速轧制,带钢经5机架冷连轧机轧制后,经过剪前夹送辊、飞剪、卷前夹送辊,最后到达卷取机卷取成卷,如图3所示,当卷取机要分卷进行剪切时,计算机接收到焊缝跟踪系统发来的“焊缝到达焊缝检测”信号后控制轧制线要减速到设定剪切速度运行,当焊缝跟踪发出“焊缝到达5#机架”信号后,飞剪功能将计数器值初始化以计算从5机架到达飞剪启动位置的长度。
当剪切点到达飞剪启动位置产生剪切预投入信号时,抱闸打开,飞剪通过一个比例调节器被定位在55°起始位置,在位置控制时,直到有启动命令,否则飞剪将一直保持在此位置。
当带钢剪切点位于飞剪剪刃的下方时飞剪完成启动过程,在飞剪作匀速运动时实现剪切。
剪切结束后,系统由剪切时的驱动状态,过渡到逆变制动状态,飞剪开始减速。
当飞剪经过加速,剪切,减速阶段要停下来时,位置控制使能,飞剪回到初始位置,飞剪抱闸关闭且电机速度控制不再使能。
图3 飞剪在连轧线上Fig.3 The flying shear on t he TCM pass line2 飞剪的控制算法2.1 飞剪的位置控制带钢在进入冷连轧机前,须对两个钢卷的首尾进行焊接。
在飞剪剪切带钢时,总希望剪切发生在带钢的剪切点,这样可提高用户对带钢的利用率[2]。
那么带钢以匀速运动,从冷连轧机末机架输出后,其剪切点到达什么位置时开始启动飞剪呢?它应该满足以下条件。
当焊缝跟踪发出“焊缝到达5#机架”信号时,启用卷取机前的卷前夹送辊下辊上的编码器对剪切点进行路径跟踪计算,剪切点行程等于下式时飞剪开始加速启动:S =S 1+S 2-S 3(1)其中S 3=1000v i T 0(2)T 0=T 1+T 2(3)T 1=(2α1R )/v j(4)T 2=(α2R )/v j(5)式中:S 为剪切点行程,mm ;S 1为5机架到飞剪的距离,mm ;S 2为(剪切完之后)焊缝到带尾的距离,mm ;S 3为从加速启动到剪切这段时间内带钢走过的距离,mm ;v i 为5机架出口带钢前进速度,m/s ;T 0为剪切时间,s ;T 1为飞剪加速时间,s ;T 2为剪切前以剪切速度转动的时间,s ;v j 为剪切速度,m/s ;α1为飞剪加速阶段转动的弧度,rad ;R 为飞剪半径,m ;α2为剪切前飞剪恒速转动的弧度,rad 。
结合本系统的实际控制模式,飞剪剪刃从55°～350°为加速阶段,占295°,即α1=295π/180=5.1487 飞剪剪刃从350°～10°为定速剪切阶段,占20°,即α2=20π/180=0.3491 将α1,α2的运算结果代入式(4)、式(5),并对上述公式进行整理可得:S =S 1+S 2-1.065×104v i R/v j(6) 综上所述,将系统实际技术参数值输入计算机,使其按照此算法完成剪切点行程的计算,实现飞剪的加速启动控制。
2.2 飞剪的惯性补偿2.2.1 惯性转矩的应用原理传动机构在大的冲击负荷作用下,负载的变形阻力惯性使得传动机构受到很大的制动力,在电机电磁转矩来不及变化、负载转矩急剧增加的情况下,电机转速变慢,形成了动态速降,此时,速度甚至低于带钢的速度,必然导致带钢撞击剪25电气传动 2010年 第40卷 第4期安连祥,等:冷连轧机飞剪控制的新方法刃,堆钢且头部下坠。
同时电机反电势降低,电枢电流迅速上升,以形成较大的电磁力矩克服冲击负荷的制动力矩,力图迅速使转速回升到设定值。
而电机转速上升迫使晶闸管触发角后移,晶闸管变流装置的输出电压反而下降,又阻止了电枢电流的上升。
根据飞剪的转矩特性,以及飞剪采用最小电流控制原理可知:要使飞剪能准确响应控制系统的速度曲线,必须对飞剪的启动惯量与剪切动量进行比较准确的补偿,来抑制飞剪控制系统的电流迟滞作用,保证飞剪与带钢同步。
2.2.2 惯性转矩的计算由于飞剪启动后是速度控制系统,为了使飞剪具有更加快速平滑的响应,我们在飞剪的传动中加入惯性补偿。
同时为了保证惯性补偿的高效性,计算出的惯性转矩将直接写入速度调节器的输出端一并送入转矩调节器的输入端,这一附加转矩的获得主要是基于所设定的剪切速度函数的加速步长。
在自动控制装置里,惯性补偿是作为一个功能模块,由于使用了这个惯性补偿功能,系统不论是怎么突加给定,电机的转速变化都会很平滑,没有强烈的机械或电冲击。
惯性转矩的计算通过下式:T=(J・a)/(R・i)(7)式中:T为等效到电机轴上的惯性转矩,N・m;J 为电机、减速箱、飞剪等效到飞剪轴上的转动惯量,kg・m2;a为飞剪的线加速度,m/s2;R为飞剪半径,m;i为减速比。
根据系统动能守恒原理,将传动机构的转动惯量折算到飞剪轴上,通过下式:J=J1・i2+J2+J3(8)式中:J1为电机的转动惯量,kg・m2;J2为减速箱的转动惯量,kg・m2;J3为飞剪本身的转动惯量, kg・m2。
将式(8)代入式(7),则飞剪惯性补偿转矩的计算可变形为T=[(J1・i2+J2+J3)・a]/(R・i)(9) 2.2.3 实现方法本项目系统采用西门子SIMA TIC S72400作为基础控制器件,专门利用上述原理编写了程序功能块来计算飞剪的惯性转矩,此功能块设有自己的输入输出参数,使其按公式计算出当前的惯性转矩。
程序块如图4所示。
由于目前广泛采用了全数字传动技术,我们图4 飞剪惯性转矩计算程序功能块Fig.4 The flying shear inertia torque measure function block可以精确地把握补偿时机,使其在加速阶段起到加速效果,匀速阶段起到稳速效果,减速阶段起到制动效果。
因此只需把上述参数一一对应的连接到功能块的输入端口,功能块会自动的根据式(9)实时准确地计算出飞剪的惯性补偿转矩。