摘 要: 南鋼中厚板卷廠
拋丸機作為機電一體化產品由德國迪砂公司(sī)引進,為該廠正火-回火熱處理生產線的重要配(pèi)套(tào)設備。本文結合工藝流程介紹了拋丸機(jī)具體設備,並對係統軟硬件結構進行了詳細描述,針對現場實際問題(tí)給出了具體解決方案。
關鍵詞: 拋丸機(jī); 拋丸流程; 星-三角(jiǎo); 安全聯鎖; 測厚儀; 傳輸係統(tǒng)
中圖分類(lèi)號: TP273 文獻(xiàn)標識碼(mǎ): A 文章編號: 1009-8631(2012)09-0048-02
引言
利用拋丸技術清理零件表麵氧化皮及(jí)鏽蝕是一種較為先進的表麵清理方法(fǎ),它具有一(yī)次性投資少, 成(chéng)本低, 無汙染, 效率高和(hé)質(zhì)量可靠等特點(diǎn)[1]。我廠的拋丸機主要用來對鋼板進行入熱處理爐(lú)前的表麵處理和檢查,以防(fáng)氧化鐵皮帶入爐內造成爐(lú)底輥(gǔn)結瘤,劃傷鋼板表麵。
1工藝總體簡介
1.1設備描述(shù)
拋丸機組主要包括拋丸機輥道及(jí)本體焊接結(jié)構、丸料篩選裝置、若(ruò)幹(gàn)個丸料分配與輸送裝置、8台上下布置與水平線成45°的(de)拋丸器、可升/降的(de)丸料收集刮板和清掃毛刷、鬥式(shì)提(tí)升機、氣(qì)動給料閥門控製機構,以及丸料的淨化及除塵設備等。拋丸機設備如圖1所示。
1.2工藝流程
總體來說,拋丸機的工藝流程主要(yào)分為3大部分:
啟動—>拋丸—>停機
在開機前需確認以下幾點:
1.拋頭蓋關上;2.料鬥(dòu)內(nèi)丸料充足;3.急停按(àn)鈕關閉;4.維修門關閉(bì)並鎖上;5.壓縮空氣連(lián)接良好。
啟(qǐ)動(dòng)設備可自/手動,順序如下:
先(xiān)啟動除塵設備,而後是鬥提機(jī)及篩選裝置(zhì),接著由下至上依次啟(qǐ)動各個螺旋輸送器,較後是吹掃風機。完成後丸料循環(huán)係統開始運行,可以進鋼板了。停機時順序(xù)與之相反。
拋丸時在手動模式(shì)下,輥道傳送(sòng)與拋頭開閉,及提升裝置的(de)位置需人工設定。其餘同自動模式(shì)。工(gōng)藝流程(chéng)如圖2所示。
在自動(dòng)生產模式下,鋼板(bǎn)沿圖中方向以設定好的速度穿過整個拋丸機組(zǔ);在入口處裝有測厚儀記錄鋼板實時厚度,在鋼板到(dào)達拋頭區域時,程序控製給料氣動閥打開,丸料即由拋(pāo)丸器的葉片帶動以極高(gāo)的速度打向鋼板,給其表麵進行拋光。鋼板經過(guò)拋丸區後繼續前進,刮板和清掃裝置根據先前記(jì)錄的實時厚度,提升到(dào)相應位置對鋼板進行清掃,較後將其(qí)送出(chū)拋丸機。
拋丸後的丸料及雜(zá)物,靠自重落入下部的丸糟中(zhōng),通過螺旋輸送(sòng)器(qì)送到丸料提(tí)升機的地坑裏,丸料經提升機皮帶上的刮鬥提升到機組上方,再輸送(sòng)到篩選裝(zhuāng)置將大的氧化(huà)鐵(tiě)皮及(jí)其雜物篩選出來(lái),丸料及粉塵從篩子上落下,此處由(yóu)於抽風機的作用(yòng),將丸料中的碎丸粒(lì)子粉塵隨風帶(dài)走,正常丸(wán)料又回到丸料分配倉內繼續循環使用。
2 控製係統設計與具體解決方案
2.1硬件組態
拋丸機(jī)的電氣控製係統由1套S7-300PLC及遠程I/O、MP277操作麵板、PC上(shàng)位機,1台西門(mén)子變頻器及相應的強電控製(zhì)回路組成(chéng)。PLC采用STEP7 V5.3軟件進行編程, 上位機和操作麵板分別采(cǎi)用Wincc6.2和(hé)Winccflexible2004進行(háng)人機(jī)界麵編程。PLC控製櫃在操作室旁(páng),操作麵板、變頻(pín)器及遠程I/O則在現場。係統組態如圖3所示:
PLC采用CPU314作為中央處理單元,電源模(mó)塊采用PS3075A電源(yuán), I/O模塊為3塊SM321-1BL數字輸入模塊和1塊SM322-1BL數字輸出模塊,CPU除處理器外附加(jiā)1塊24位數字輸入/12位輸出模塊和1塊模擬量(liàng)5路輸入(rù)/2路(lù)輸出模塊。
2.2拋丸機(jī)電機控製設計
拋丸器電機為8台AC37kW電機,采用繼電器控製(zhì)回(huí)路,啟動(dòng)方式為星-三角,啟動信號由(yóu)程序給出。拋頭在工作(zuò)時長期開啟,保證砂料供應。其它如提升(shēng)機電機、分離器電機、螺旋輸送器電機的控製為直接啟動控製,由於(yú)這些電機停止都會造成砂料堵塞,所以在電機轉軸上都設立(lì)一個接近開關檢測電機是否(fǒu)正常運(yùn)轉,一(yī)旦檢測到停轉(zhuǎn)則將(jiāng)整個(gè)拋丸機(jī)係統停止,保護設備不受損壞(huài)[2]。
2.3係統安全聯鎖設計
在PLC控製(zhì)櫃(guì)中,有2個專用於急停控製的繼電器用來保護人身和設備的安全。安全(quán)控製回路所有信(xìn)號都由硬線串聯,回路中主要接入了現場和(hé)操作台(tái)的急停按鈕和安全門信號。安全門分為檢修安全門和控製防護門,檢修安全門位於拋丸室本體兩側,檢修安全門上側限位開關在工(gōng)作中必須關閉到(dào)位(wèi);控製防護門為拋頭電機端蓋,在此處(chù)同樣裝有限(xiàn)位開(kāi)關以檢測是否關閉防止鐵沙礫飛濺傷人。一旦這些信號消失,安全回路將立即切(qiē)斷PLC控製電壓,並發出報警。
2.4測(cè)厚裝置與鋼板傳輸係統設計
在鋼板(bǎn)入口處(chù)裝有對射式(shì)掃描測厚裝置,原理如(rú)下圖:
如圖,該裝置其實是一種特殊的光電傳感儀(yí)器,發送端發射數道平行光線至接收端,鋼(gāng)板在經過光柵時,會擋住一部分光線,信號經(jīng)處理器光電轉換後送(sòng)入(rù)PLC作為開關量(liàng)輸入;若厚度不同,則輸入也不同,程序(xù)對輸入狀態字(zì)編碼後即為實際厚度。
本項目的鋼板傳輸係統非常有特色,係統將(jiāng)工作區域平行分為一個個間隔(gé)(從圖2可見),在拋丸機輥道上安裝有編碼計數器;每轉1/5周計數器就會發出一個脈衝信號,畫麵跟蹤前移一格(gé),因此根據輥徑計算(suàn)得出每個間隔距離為138mm。在程序中設有兩個寄存器,分別為高(gāo)度寄存器和位(wèi)移寄(jì)存器,每當跟蹤前移一格,程序就向高度寄存器和位移寄存器中同時寫(xiě)入數據,工作流程如下圖(tú):
由上圖可見,通過輥道(dào)計數器,跟蹤模型有(yǒu)機地將鋼板的厚度和位移結合起(qǐ)來,將一(yī)塊完整的鋼板看(kàn)作(zuò)為一塊塊厚度不同的局部組合(hé),較(jiào)大程度地模擬了真實工況,提(tí)高了(le)操作精度(跟蹤隻在(zài)向前轉時有效)。此(cǐ)外在拋丸後用刮(guā)板和清掃裝置清除鋼板表麵丸料時,還可根據厚度的變化來動態調整裝置高度,不但可以獲得更好的拋丸質量,而且也起(qǐ)到了保護設備的作用。
3 結語
拋丸機自投入運行以來,該(gāi)係統電氣係(xì)統(tǒng)設計合理,PLC係統運行穩定,安全可靠,故障率低;減輕了工人勞動強度,提(tí)高了生產效率,保障了熱處(chù)理線的連續生產,具有(yǒu)廣闊的推廣應用前景。
參考(kǎo)文獻:
[1] 盧(lú)永平(píng).拋丸工藝及其管理. 汽車工藝與材料,2008,8(9);25-28.
[2] 徐雙文,魏世川.自動控製技術在拋丸機中的應用.一重技術,2006,5(2);49-50.
[3] 陸偉斐,王全先.西門子S7300PLC在火車輪拋丸機(jī)控製係統中的應用[J].機電工程,2008,25(8);102-104.