[發明專利]一種基于離切角計算解決飛剪切彎頭的方法

有效

• 申請號: 201310070971.9
• 申請日: 2013-03-06
• 公開（公告）號: CN103111679A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 王帆;顏海濤;謝允澄;趙明;樊恩東
• 申請（專利權）人: 濟鋼集團有限公司
• 主分類號: B23D25/02
• 分類號: B23D25/02
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 宋玉霞

技術領域

本發明涉及金屬切割技術領域，具體涉及一種基于離切角計算解決飛剪切彎頭的方法。?

背景技術

飛剪作為冶金行業棒（線）材廠的關鍵設備，實現對快速行進中的鋼材按需要進行剪切，每條棒材產線一般配備3臺該設備。飛剪在正常生產過程中突然出現切彎頭故障，這在以前的生產中未發生過。排除了各方面的原因后判斷切彎頭是因鋼材性能普遍提高后所致。隨著近年來各個廠家對鋼材性能要求的不斷提高，飛剪在剪切過程中的負載相應增大，飛剪在快速剪切的過程中都會出現不同程度的切彎頭現象，一旦發生，鋼材就會竄出跑槽，造成生產停止，同時人員和設備的安全也受到威脅。而提高鋼材性能又是國民建設所需，每個廠家都在努力研發和生產低成本、高性能的產品，隨著性能的不斷提高，切彎頭故障就會越發頻繁。單純提高剪切速度后，可能會解決切彎頭，但會影響飛剪定位的準確性，造成剪切精度下降，付出更大的經濟損失。為解決此問題，各廠家嘗試了很多方法，大都治標不治本。?

發明內容

本發明的目的就是針對上述存在的缺陷而提供一種基于離切角計算解決飛剪切彎頭的方法，本發明圍繞飛剪剪切的工藝原理，提出離切角的概念以及各種成品規格下飛剪所需的離切角角度的大小和剪體通過的時間，在控制程序中對飛剪撤速命令準確及時干預，解決了切彎頭的現象。可有效解決冶金棒（線）材生產線上的飛剪（倍尺飛剪及切頭剪）因速降導致的切彎頭故障，又保證了其剪切的精度，也可應用于其它行業類似設備的控制系統中。

本發明的一種基于離切角計算解決飛剪切彎頭的方法技術方案為，每次剪切，飛剪從原位開始啟動，加速達到設定的剪切速度后保持，然后到達上下剪刃閉合的位置，即零位；剪刃與鋼材脫離所需的角度，即離切角。當剪刃轉過這個角度后開始制動，才能保證鋼材已經脫離剪刃，避免撞擊剪刃造成彎頭；通過解三角形可以計算出離切角α=90^o-arcsin?(I-d)/I；式中，I是剪刃中心線距離，d是鋼料的規格直徑；由于飛剪在達到最高速后做勻速圓周運動，有了離切角，就可以算出鋼材完全脫離剪刃所需的高速保持時間t=απr/180v，其中r是回轉半徑，v是飛剪運行速度；而現有技術的設計中，未考慮離切角，當剪刃到達零位就開始減速，就造成了剪切時的彎頭。

生產時，將生產規格輸入到上位機后傳給PLC，在程序中計算出離切角的角度大小，再結合飛剪的運行速度計算出飛剪通過這個角度后所需的時間，當飛剪上下剪刃閉合后，零位接近開關得電，發信號給CPU，標定此時的飛剪位置為零位，保持最高速至t時間后開始撤離正向速度給定，同時反向開始制動，到達原位后飛剪停止，整個剪切過程完成，等待下一次的剪切命令。

??在程序中，對飛剪的零位進行了處理，將原位信號分成兩個信號，一個是原始信號，直接控制對飛剪的準確定位，以確保飛剪停止后原始位置的準確；另外一個由原始信號和離切角角度構成，實現對剪切速度的控制，解決了飛剪的切彎頭。

本發明的有益效果為：飛剪切彎頭，是因為各廠家在最初的設計中都未考慮負載帶來的影響，只有當鋼材完全脫離剪刃，才能開始減速和反向加速，否則就會造成鋼材與剪刃的碰撞(請見說明書附圖圖1)。本發明圍繞飛剪剪切的工藝原理，提出離切角對剪切斷面的影響的概念，給出了離切角的準確算法以及各種成品規格下飛剪所需的離切角角度的大小和剪體通過的時間，在控制程序中對飛剪撤速命令準確及時干預，解決了切彎頭的現象。可有效解決冶金棒（線）材生產線上的飛剪（倍尺飛剪及切頭剪）因速降導致的切彎頭故障，又保證了其剪切的精度，也可應用于其它行業類似設備的控制系統中。使原有的設計適應了市場的需求，無需投資就解決了普遍存在的問題。

附圖說明：

圖1所示為飛剪剪切的工藝原理圖；A點為飛剪的原位，每次剪切，飛剪從A點開始啟動，加速到B點后達到設定的剪切速度后保持，C點為上下剪刃閉合的位置，即零位，θ₄是指剪刃與鋼材的脫離所需的角度，即離切角；只有剪刃轉過θ₄角度，到達D點時開始制動，才能保證鋼材已經脫離剪刃，避免撞擊剪刃造成彎頭；

圖2所示為離切角角度的計算示意圖；通過解三角形可以計算出離切角α=90^o-arcsin?(I-d)/I，式中，I是剪刃中心線距離，d是鋼料的規格直徑；

圖3所示為飛剪控制程序流程圖。

具體實施方式：

為了更好地理解本發明，下面用具體實例來詳細說明本發明的技術方案，但是本發明并不局限于此。