高线集卷站立式辊床输送机构的自动化控制原理

2019-08-13张波

中国金属通报 2019年7期

张波

（河钢唐钢信息自动化部不锈钢站，河北唐山 063000）

立式辊床输送机构作为新型的集卷方式，正广泛的应用到各大钢厂的高线生产线上，该机构主要由举升机构、旋转机构、翻转机构和输送机构和四部分组成，形成一个封闭的输送系统，卷芯架从集卷筒接完线卷，输送给运卷小车，空卷芯架移走后等待再次进入集卷筒下进行接卷。立式辊床输送机构上可以放置多个卷芯架，依次循环使用。

图1 高线立式辊床输送机构流程图

1 举升机构

（1）基本功能。举升机构的功能是把固定在输送辊床上的卷芯架托举上升，达到上限位后正好顶住集卷筒内的鼻锥，当线卷从散冷辊道输送到集卷筒处，通过鼻锥落在闭合的托盘上，托盘逐渐下降将线卷放于卷芯架上，等到线卷接收完成后，举升装置下降到下限位，抱爪也随之打开，卷芯架下的输送辊床将接满线卷的卷芯架输送到下一辊床。

（2）基本机构。①举升机构由两条液压缸驱动，并由一个三位双电磁阀控制上升和下降，上升和下降极限位置分别由一个接近开关控制。举升机构到达极限位一秒钟以后，举升或下降电磁阀失电，三位阀回中位，液压缸被锁住，举升机构停止。②举升机构上有一个由变频器控制的电机驱动的三轴输送辊床，可双向运行。卷芯架经过辊床运输时有两个速度，一个正常运行速度，一个是减速位信号检测到时的低速，当低速运行到停止位时，速度置为零，辊床停止运行。③举升机构上有一组由两个汽缸驱动的抱爪，抱爪的锁紧与张开由一个三位双电磁阀驱动，当锁紧或张开限位信号检测到后，相应的电磁阀失电，抱爪停止动作。④举升机构上的抱爪正常情况下为打开位置，当输送辊床上检测到有卷芯架时（卷芯架上无线卷）抱爪锁紧。

（3）设备联锁。①只有举升机构上有卷芯架时抱紧机构才可以抱紧。②只有举升机构上有卷芯架（卷芯架上无线卷）才能举升。③举升过程中及到位后不允许打开抱爪，抱爪锁紧时不允许启动辊床。④当下一个输送辊床上有卷心架时，举升机构上的输送辊床不允许启动。⑤托盘不在打开位时不允许举升机构下降。

2 旋转机构

（1）基本功能。旋转机构位于整条输送线的各个直角，由旋转辊床和输送辊床两部分组成。旋转机构可以正向和反向旋转90°。当旋转机构旋转到接卷芯架位置（正向旋转90°）时，运行方向前的卷芯架所在辊床与旋转机构上的输送辊床同时启动，把卷芯架输送到旋转机构上。当卷芯架停稳后反向旋转90°，与下段输送辊床对接，运行方向后的卷芯架输送辊床与旋转机构上的输送辊床同时启动，把卷芯架输送到下段输送辊床上。这样反复运动，完成输送功能。

（2）基本结构。①旋转机构的旋转辊床由一台变频器控制的可正反运转的电机驱动，分别有一个减速位和一个停止位，信号由接近开关提供。②旋转机构上的输送辊床同样由一台变频器控制的可正反运转的电机驱动。③卷芯架经过输送辊床运输时有两个速度，一个正常运行速度，一个是减速位信号检测到时的低速，当低速运行到停止位时，速度置为0，辊床停止运行。④旋转机构旋转正常处于接卷芯架位置。

（3）设备联锁。①旋转机构正向旋转到位后，并且接卷方向输送辊床有卷芯架时旋转机构上的输送辊床才可以运行。②旋转机构上的输送辊床检测到有卷芯架后延时3s（可调整）后旋转机构才可以反向旋转（自动方式）。③旋转机构当检测到旋转减速位开关后必须切换到慢速。④旋转机构上的输送辊床卷芯架检测到减速开关时必须切换到慢速。⑤旋转机构反向旋转后，当检测到出卷方向输送辊床上没有卷芯架时，旋转机构上的输送辊床才可以启动。⑥旋转机构旋转到位没检测到时，旋转机构上的输送辊床不可以运行。

3 翻转机构

（1）基本功能。翻转机构正对着运卷车，由抱爪、翻转装置和输送辊床三部分组成，当带有线卷的卷芯架到达翻转机构时，抱爪将卷芯架锁紧，液压缸推动的翻转装置带着卷芯架倾翻90°，使卷芯架与运卷车水平，运卷车向前移动，将托臂插入线卷后上升，把线卷托起后退回停止位后下降，将线卷放于PF链的C型钩上。此时翻转机构回翻到位，抱爪张开，卷芯架继续向前运行，等待再一次接卷。

（2）基本结构。①翻转装置由两组三位双电磁阀控制的两个液压缸驱动。其中一组控制翻转液压缸快速伸出和缩回，另一组控制翻转液压缸慢速伸出和缩回。②翻转装置开始翻转时先通过电磁阀控制快速翻转液压缸以快速翻转或回翻，当翻转或回翻过程中检测到减速位（接近开关控制）时，快速翻转液压缸的电磁阀失电，而慢速翻转液压缸的电磁阀得电。③翻转装置有两组接近开关，翻转和回翻各有一个是减速位，一个是停止位，当翻转或回翻到位后，相应电磁阀失电，翻转机构停止运行。④翻转装置上有一台由变频器控制的电机驱动的三轴输送辊床，卷芯架经过输送辊床运输时有两个速度，一个正常运行速度，一个是减速位信号检测到时的低速，当低速运行到停止位时，速度置为0，辊床停止运行。⑤抱爪装置由两条液压缸驱动，两条液压缸由一个三位双电控电磁阀控制。当收到打开或关闭到位信号一秒钟之后，两个电磁阀失电。

（3）设备联锁。①抱爪未锁紧到位时，翻转装置不允许翻转和回翻。②卷芯架未处于翻转装置上时，抱爪不允许锁紧。翻转装置动作时，抱爪不允许张开。③抱爪锁紧后，翻转机构上的输送辊床不允许运行。翻转装置动作时，其上的输送辊床不允许运行。④运卷车没有退回等待位，翻转装置不允许动作。

4 输送机构

（1）基本功能。输送机构是整个系统的主运输段，其功能是通过辊床上的驱动电机带动辊床上的同步带轮运行，运送卷芯架前往到下一个辊床。所有输送辊床与举升机构、旋转机构和翻转机构上的辊床组成一个输送环，周而复始的运送卷芯架。

（2）基本结构。①单个辊床由一台变频器控制的电机驱动，可以根据需要安装三轴辊床和四轴辊床。②单个辊床上均安装一个接近开关，卷芯架移动过来时作为停止位，到位后接近开关一直保持信号，作为有车信号。③由于辊床空间有限，单个辊床上只允许停放一个卷芯架。④为了节约电能，当辊床上没有卷芯架时，驱动电机将自动停止运行，当前一个辊床有卷芯架时，下一个空辊床自动启动。

（3）设备联锁。①举升装置动作中或上升到位时，其上的辊床不允许运行，且前一个辊床上如果卷芯架，则该辊床也不允许运行。②当前辊床上有卷芯架时，其后相邻的辊床不允许启动。③当旋转辊床没有转到接卷芯架位置时，其上的输送辊床不允许启动，其后相邻的辊床也不允许将卷芯架输送到旋转机构中。④翻转装置动作过程中及抱爪锁紧时，不允许前一个辊床将卷芯架输送到翻转机构中。