冷軋中飛剪的控制原理

郝艷平

摘 要：飛剪是一種能快速切斷鐵板、鋼管、紙卷的加工設(shè)備，是冶金軋鋼行業(yè)、高速線材及螺紋鋼定尺剪斷機(jī)，是現(xiàn)代軋制棒材剪斷中的產(chǎn)品，具有耗電少、投資成本低的特點(diǎn)。主要用途：飛剪常用于軋鋼，造紙等生產(chǎn)線上。

關(guān)鍵詞：工作原理 控制原理 傳動(dòng) 機(jī)構(gòu)動(dòng)作

中圖分類號：TG333 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）06（c）-0065-02

飛剪安放在軋制線的后部，將軋件切成定尺或僅切頭切尾。在冷、熱帶鋼車間的橫剪機(jī)組、重剪機(jī)組、鍍鋅機(jī)組和鍍錫機(jī)組里都配置有各種不同類型的飛剪，將帶鋼剪成定尺或裁成規(guī)定重量的鋼卷。廣泛采用飛剪有利于使軋鋼生產(chǎn)迅速向高速化、連續(xù)化方向發(fā)展。

由飛剪的剪切力是由飛剪電動(dòng)機(jī)的功率，及其傳動(dòng)軸系在加速時(shí)的慣量合成的。當(dāng)剪刃達(dá)到剪切開始點(diǎn)時(shí)速度的水平分量要與帶鋼同步。所以，飛剪的傳動(dòng)控制目標(biāo)是準(zhǔn)確升速達(dá)到帶鋼的剪切速度；飛剪剪切后的回位的正確停車。

3 飛剪的運(yùn)動(dòng)過程

飛剪的運(yùn)動(dòng)過程可以分為三個(gè)階段，即啟動(dòng)加速段、剪切段、減速定位段。

3.1 啟動(dòng)加速段

在啟動(dòng)加速段，剪刃由零速啟動(dòng)到與軋件線速度相同步（切頭時(shí)乘以超前系數(shù)，切尾乘以滯后系數(shù)）。啟動(dòng)加速段的加速度可以采用定加速度方式，也可以采用變加速度方式，變加速度方式的優(yōu)點(diǎn)是在低于最大線速度的場合，可以減小電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流。

3.2 剪切段

剪切段分為剪切前段和剪切后段。

剪切前段指當(dāng)剪刃與軋件接觸到上下剪刃合口位這一過程。在這一階段中，軋件的線速度是水平方向，而剪刃的線速度是切線的方向，因此剪刃在水平方向的分速度為當(dāng)軋件直徑較大時(shí)，這一因素影響是不容忽視的，否則軋件的線速度和剪刃水平方向線速度不同，軋件和剪刃之間的作用力會損傷剪刃。

剪切后段的情況與剪切前段相似，只是過程相反。這時(shí)軋件已經(jīng)被切斷，但是還要保持剪刃的速度與軋件相同步，直至剪刃與軋件脫離進(jìn)入減速定位段。

3.3 減速定位段

在這個(gè)階段中，控制系統(tǒng)由速度-電流雙環(huán)控制切換為位置-速度-電流三環(huán)控制，是典型的位置閉環(huán)隨動(dòng)系統(tǒng)。位置閉環(huán)應(yīng)采用比例-積分調(diào)節(jié)方式，這將使得剪刃在停止位置沒有靜差，有利于剪切的準(zhǔn)確性。但是由于傳遞函數(shù)階數(shù)增加，影響穩(wěn)定性，在調(diào)節(jié)器參數(shù)配置上要精確計(jì)算。

4 飛剪傳動(dòng)

見圖2。

5 機(jī)構(gòu)動(dòng)作描敘

（1）根據(jù)鋼卷長度和鋼卷進(jìn)入軋機(jī)的長度機(jī)組自動(dòng)降速，在焊縫未焊縫檢測器前帶鋼速度應(yīng)小于等于過焊縫速度。

（2）由軋機(jī)入口焊縫探測器發(fā)出焊縫達(dá)到，機(jī)組開始精確計(jì)算軋機(jī)中鋼帶長度。

（3）機(jī)組計(jì)算動(dòng)態(tài)變規(guī)格斜鍥長度計(jì)算，確定動(dòng)態(tài)變規(guī)格點(diǎn)，或過焊縫輥縫輸出點(diǎn)。

（4）軋機(jī)速度控制系統(tǒng)進(jìn)入前置控制模式，厚度控制系統(tǒng)關(guān)閉。

（5）各機(jī)架輸出最佳板形輥縫。

（6）當(dāng)焊縫通過N+1機(jī)架后，機(jī)組向N機(jī)架輸出穩(wěn)態(tài)輥縫，輸出新竄輥值、彎輥值。

（7）當(dāng)帶鋼焊縫進(jìn)入倒數(shù)第二個(gè)機(jī)架時(shí)，飛剪夾送輥啟動(dòng)后，飛剪夾送輥夾緊、1#卷取機(jī)夾送輥啟動(dòng)后，1#卷取機(jī)夾送輥夾緊，（2#卷取機(jī)夾送輥啟動(dòng)，2#卷取機(jī)夾送輥夾緊；磁性皮帶啟動(dòng)）。

（8）機(jī)組根據(jù)人工選擇飛剪剪切點(diǎn)的要求計(jì)算剪切時(shí)間。

（9）飛剪剪刃在未接觸鋼帶前，飛剪應(yīng)按一定加速度達(dá)到等于帶鋼速度。

（10）飛剪轉(zhuǎn)鼓軸上裝有編碼器，在飛剪剪切完畢后，準(zhǔn)確確定飛剪剪刃停機(jī)位置。

參考文獻(xiàn)

[1] 張亮，張期.冷軋中飛剪的控制原理[J].電氣開關(guān)，2003（2）.

[2] 宋蕾.冷軋過程控制模型優(yōu)化設(shè)定研究[D].遼寧科技大學(xué)，2008.

[3] 丁修.軋制過程自動(dòng)化|M|.北京：冶金工業(yè)出版社，2000.endprint

摘 要：飛剪是一種能快速切斷鐵板、鋼管、紙卷的加工設(shè)備，是冶金軋鋼行業(yè)、高速線材及螺紋鋼定尺剪斷機(jī)，是現(xiàn)代軋制棒材剪斷中的產(chǎn)品，具有耗電少、投資成本低的特點(diǎn)。主要用途：飛剪常用于軋鋼，造紙等生產(chǎn)線上。

關(guān)鍵詞：工作原理 控制原理 傳動(dòng) 機(jī)構(gòu)動(dòng)作

中圖分類號：TG333 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）06（c）-0065-02

飛剪安放在軋制線的后部，將軋件切成定尺或僅切頭切尾。在冷、熱帶鋼車間的橫剪機(jī)組、重剪機(jī)組、鍍鋅機(jī)組和鍍錫機(jī)組里都配置有各種不同類型的飛剪，將帶鋼剪成定尺或裁成規(guī)定重量的鋼卷。廣泛采用飛剪有利于使軋鋼生產(chǎn)迅速向高速化、連續(xù)化方向發(fā)展。

由飛剪的剪切力是由飛剪電動(dòng)機(jī)的功率，及其傳動(dòng)軸系在加速時(shí)的慣量合成的。當(dāng)剪刃達(dá)到剪切開始點(diǎn)時(shí)速度的水平分量要與帶鋼同步。所以，飛剪的傳動(dòng)控制目標(biāo)是準(zhǔn)確升速達(dá)到帶鋼的剪切速度；飛剪剪切后的回位的正確停車。

3 飛剪的運(yùn)動(dòng)過程

飛剪的運(yùn)動(dòng)過程可以分為三個(gè)階段，即啟動(dòng)加速段、剪切段、減速定位段。

3.1 啟動(dòng)加速段

在啟動(dòng)加速段，剪刃由零速啟動(dòng)到與軋件線速度相同步（切頭時(shí)乘以超前系數(shù)，切尾乘以滯后系數(shù)）。啟動(dòng)加速段的加速度可以采用定加速度方式，也可以采用變加速度方式，變加速度方式的優(yōu)點(diǎn)是在低于最大線速度的場合，可以減小電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流。

3.2 剪切段

剪切段分為剪切前段和剪切后段。

剪切前段指當(dāng)剪刃與軋件接觸到上下剪刃合口位這一過程。在這一階段中，軋件的線速度是水平方向，而剪刃的線速度是切線的方向，因此剪刃在水平方向的分速度為當(dāng)軋件直徑較大時(shí)，這一因素影響是不容忽視的，否則軋件的線速度和剪刃水平方向線速度不同，軋件和剪刃之間的作用力會損傷剪刃。

剪切后段的情況與剪切前段相似，只是過程相反。這時(shí)軋件已經(jīng)被切斷，但是還要保持剪刃的速度與軋件相同步，直至剪刃與軋件脫離進(jìn)入減速定位段。

3.3 減速定位段

在這個(gè)階段中，控制系統(tǒng)由速度-電流雙環(huán)控制切換為位置-速度-電流三環(huán)控制，是典型的位置閉環(huán)隨動(dòng)系統(tǒng)。位置閉環(huán)應(yīng)采用比例-積分調(diào)節(jié)方式，這將使得剪刃在停止位置沒有靜差，有利于剪切的準(zhǔn)確性。但是由于傳遞函數(shù)階數(shù)增加，影響穩(wěn)定性，在調(diào)節(jié)器參數(shù)配置上要精確計(jì)算。

4 飛剪傳動(dòng)

見圖2。

5 機(jī)構(gòu)動(dòng)作描敘

（1）根據(jù)鋼卷長度和鋼卷進(jìn)入軋機(jī)的長度機(jī)組自動(dòng)降速，在焊縫未焊縫檢測器前帶鋼速度應(yīng)小于等于過焊縫速度。

（2）由軋機(jī)入口焊縫探測器發(fā)出焊縫達(dá)到，機(jī)組開始精確計(jì)算軋機(jī)中鋼帶長度。

（3）機(jī)組計(jì)算動(dòng)態(tài)變規(guī)格斜鍥長度計(jì)算，確定動(dòng)態(tài)變規(guī)格點(diǎn)，或過焊縫輥縫輸出點(diǎn)。

（4）軋機(jī)速度控制系統(tǒng)進(jìn)入前置控制模式，厚度控制系統(tǒng)關(guān)閉。

（5）各機(jī)架輸出最佳板形輥縫。

（6）當(dāng)焊縫通過N+1機(jī)架后，機(jī)組向N機(jī)架輸出穩(wěn)態(tài)輥縫，輸出新竄輥值、彎輥值。

（7）當(dāng)帶鋼焊縫進(jìn)入倒數(shù)第二個(gè)機(jī)架時(shí)，飛剪夾送輥啟動(dòng)后，飛剪夾送輥夾緊、1#卷取機(jī)夾送輥啟動(dòng)后，1#卷取機(jī)夾送輥夾緊，（2#卷取機(jī)夾送輥啟動(dòng)，2#卷取機(jī)夾送輥夾緊；磁性皮帶啟動(dòng)）。

（8）機(jī)組根據(jù)人工選擇飛剪剪切點(diǎn)的要求計(jì)算剪切時(shí)間。

（9）飛剪剪刃在未接觸鋼帶前，飛剪應(yīng)按一定加速度達(dá)到等于帶鋼速度。

（10）飛剪轉(zhuǎn)鼓軸上裝有編碼器，在飛剪剪切完畢后，準(zhǔn)確確定飛剪剪刃停機(jī)位置。

參考文獻(xiàn)

[1] 張亮，張期.冷軋中飛剪的控制原理[J].電氣開關(guān)，2003（2）.

[2] 宋蕾.冷軋過程控制模型優(yōu)化設(shè)定研究[D].遼寧科技大學(xué)，2008.

[3] 丁修.軋制過程自動(dòng)化|M|.北京：冶金工業(yè)出版社，2000.endprint

摘 要：飛剪是一種能快速切斷鐵板、鋼管、紙卷的加工設(shè)備，是冶金軋鋼行業(yè)、高速線材及螺紋鋼定尺剪斷機(jī)，是現(xiàn)代軋制棒材剪斷中的產(chǎn)品，具有耗電少、投資成本低的特點(diǎn)。主要用途：飛剪常用于軋鋼，造紙等生產(chǎn)線上。

關(guān)鍵詞：工作原理 控制原理 傳動(dòng) 機(jī)構(gòu)動(dòng)作

中圖分類號：TG333 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）06（c）-0065-02

飛剪安放在軋制線的后部，將軋件切成定尺或僅切頭切尾。在冷、熱帶鋼車間的橫剪機(jī)組、重剪機(jī)組、鍍鋅機(jī)組和鍍錫機(jī)組里都配置有各種不同類型的飛剪，將帶鋼剪成定尺或裁成規(guī)定重量的鋼卷。廣泛采用飛剪有利于使軋鋼生產(chǎn)迅速向高速化、連續(xù)化方向發(fā)展。

由飛剪的剪切力是由飛剪電動(dòng)機(jī)的功率，及其傳動(dòng)軸系在加速時(shí)的慣量合成的。當(dāng)剪刃達(dá)到剪切開始點(diǎn)時(shí)速度的水平分量要與帶鋼同步。所以，飛剪的傳動(dòng)控制目標(biāo)是準(zhǔn)確升速達(dá)到帶鋼的剪切速度；飛剪剪切后的回位的正確停車。

3 飛剪的運(yùn)動(dòng)過程

飛剪的運(yùn)動(dòng)過程可以分為三個(gè)階段，即啟動(dòng)加速段、剪切段、減速定位段。

3.1 啟動(dòng)加速段

在啟動(dòng)加速段，剪刃由零速啟動(dòng)到與軋件線速度相同步（切頭時(shí)乘以超前系數(shù)，切尾乘以滯后系數(shù)）。啟動(dòng)加速段的加速度可以采用定加速度方式，也可以采用變加速度方式，變加速度方式的優(yōu)點(diǎn)是在低于最大線速度的場合，可以減小電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流。

3.2 剪切段

剪切段分為剪切前段和剪切后段。

剪切前段指當(dāng)剪刃與軋件接觸到上下剪刃合口位這一過程。在這一階段中，軋件的線速度是水平方向，而剪刃的線速度是切線的方向，因此剪刃在水平方向的分速度為當(dāng)軋件直徑較大時(shí)，這一因素影響是不容忽視的，否則軋件的線速度和剪刃水平方向線速度不同，軋件和剪刃之間的作用力會損傷剪刃。

剪切后段的情況與剪切前段相似，只是過程相反。這時(shí)軋件已經(jīng)被切斷，但是還要保持剪刃的速度與軋件相同步，直至剪刃與軋件脫離進(jìn)入減速定位段。

3.3 減速定位段

在這個(gè)階段中，控制系統(tǒng)由速度-電流雙環(huán)控制切換為位置-速度-電流三環(huán)控制，是典型的位置閉環(huán)隨動(dòng)系統(tǒng)。位置閉環(huán)應(yīng)采用比例-積分調(diào)節(jié)方式，這將使得剪刃在停止位置沒有靜差，有利于剪切的準(zhǔn)確性。但是由于傳遞函數(shù)階數(shù)增加，影響穩(wěn)定性，在調(diào)節(jié)器參數(shù)配置上要精確計(jì)算。

4 飛剪傳動(dòng)

見圖2。

5 機(jī)構(gòu)動(dòng)作描敘

（1）根據(jù)鋼卷長度和鋼卷進(jìn)入軋機(jī)的長度機(jī)組自動(dòng)降速，在焊縫未焊縫檢測器前帶鋼速度應(yīng)小于等于過焊縫速度。

（2）由軋機(jī)入口焊縫探測器發(fā)出焊縫達(dá)到，機(jī)組開始精確計(jì)算軋機(jī)中鋼帶長度。

（3）機(jī)組計(jì)算動(dòng)態(tài)變規(guī)格斜鍥長度計(jì)算，確定動(dòng)態(tài)變規(guī)格點(diǎn)，或過焊縫輥縫輸出點(diǎn)。

（4）軋機(jī)速度控制系統(tǒng)進(jìn)入前置控制模式，厚度控制系統(tǒng)關(guān)閉。

（5）各機(jī)架輸出最佳板形輥縫。

（6）當(dāng)焊縫通過N+1機(jī)架后，機(jī)組向N機(jī)架輸出穩(wěn)態(tài)輥縫，輸出新竄輥值、彎輥值。

（7）當(dāng)帶鋼焊縫進(jìn)入倒數(shù)第二個(gè)機(jī)架時(shí)，飛剪夾送輥啟動(dòng)后，飛剪夾送輥夾緊、1#卷取機(jī)夾送輥啟動(dòng)后，1#卷取機(jī)夾送輥夾緊，（2#卷取機(jī)夾送輥啟動(dòng)，2#卷取機(jī)夾送輥夾緊；磁性皮帶啟動(dòng)）。

（8）機(jī)組根據(jù)人工選擇飛剪剪切點(diǎn)的要求計(jì)算剪切時(shí)間。

（9）飛剪剪刃在未接觸鋼帶前，飛剪應(yīng)按一定加速度達(dá)到等于帶鋼速度。

（10）飛剪轉(zhuǎn)鼓軸上裝有編碼器，在飛剪剪切完畢后，準(zhǔn)確確定飛剪剪刃停機(jī)位置。

參考文獻(xiàn)

[1] 張亮，張期.冷軋中飛剪的控制原理[J].電氣開關(guān)，2003（2）.

[2] 宋蕾.冷軋過程控制模型優(yōu)化設(shè)定研究[D].遼寧科技大學(xué)，2008.

[3] 丁修.軋制過程自動(dòng)化|M|.北京：冶金工業(yè)出版社，2000.endprint