棒材倍尺飞剪剪切误差分析及改进措施摘 要：本文阐述了陕西钢铁集团龙门钢铁公司轧钢厂棒材生产线上倍尺飞剪系统配 置及控制方法，分析了棒材倍尺飞剪的剪切工作原理，针对影响剪切精度的倍尺测量及计算 误差、剪切执行误差进行了分析和论述，总结出减小剪切误差的方案，在实际应用中提高了 倍尺飞剪的精度，实现了倍尺飞剪稳定运行，达到了提高成材率的目的。关键词：倍尺飞剪；剪切误差；改进措施0 引言陕西钢铁集团龙门钢铁公司轧钢厂棒材生产线倍尺飞剪是一台曲柄回转联合式飞剪，飞剪的电气控制系统主要由西门子300系列PLC 315-2DP CPU、 DI模块、DO模块、高速计数器模块FM350-1与剪刃同轴的高速接近开关、飞剪 传动电机尾部编码器和西门子全数字直流调速系统6RA80装置及安装在3#飞剪前、 后的热金属检测器组成。高速计数器模块实时接收来自成品轧机编码器的脉冲信 号。倍尺飞剪是钢铁企业用来对金属坯料剪切加工的重要设备，与棒材生产工艺 结合非常紧密，其性能的优劣将直接影响轧制生产线的作业率和成材率，同时倍 尺飞剪的剪切精度对精整区员工的劳动强度、劳动生产率影响极大，因此保证倍 尺飞剪稳定运行至关重要。1 剪切工作原理1.1首支钢剪切步骤步骤1,测量前热剪到倍尺热剪距离，得到校对距离D；步骤2, PLC读出钢材至前热剪时，末架轧机脉冲数N1, PLC读出钢材至倍尺热剪时，末架轧机脉冲数N2；步骤3,计算当前比率，亠-二-丁；步骤4,计算理论比率，；步骤5,根据步骤3,步骤4选择实际比率。当卩门L 时，实际比率二当前比率，当时，实际比率二理论比率；步骤6,计算首支剪切脉冲数,首支剪切脉冲数二百支倍尺设运谊腹L，其中首支倍尺长度为画面设置，实际比率根据步骤5选择。步骤 7，在前热检上升沿信号来后，末架轧机脉冲数与首支剪切脉冲数相等时，飞剪执行剪切动作。1.2 非首支钢剪切步骤步骤 7，测量剪刃到倍尺热剪距离,得到校对距离 D1；步骤8, PLC读出钢材至剪刃时，末架轧机脉冲数Nl, PLC读出钢材至倍尺热剪时，末架轧机脉冲数 N2；Y - P步骤9,计算当前比率，、-；步骤10,计算非首支剪切脉冲数,非背支剪切脉冲数二卜背龙倍尺设丫徨麼实际比率其中非首支倍尺设定长度为画面设置，实际比率根据步骤4,步骤5,步骤9计算并选 择。步骤 11,在首支钢或非首支钢飞剪剪切动作后,末架轧机脉冲数清零并重新 累计,当累计数与非首支剪切脉冲数相等时,飞剪执行剪切动作。轧机方向图12 剪切误差分析及改进措施2.1 倍尺计算、测量误差及改进措施倍尺飞剪用于对成品钢材进行动态地定长剪切分段，倍尺长度计算准确是保 证飞剪剪切钢材定尺精确的关键举措。但在计算倍尺时往往忽略轧制过程中的前 滑值，误差约为 1-3%，且难以确定。可采用以下措施提高倍尺计算精度：1 结合现场实际优化热金属检测器安装位置以减少计算量，减少计算误差2 通过合理调整连轧速度匹配，减少活套调节量，降低轧线速度波动，减 少末架轧机前滑值；3 保持钢温恒定，减少末架轧机前滑值的突发变化；4 优化码盘计数器滤波算法，减少程序脉冲计算波动。除倍尺计算误差外，在编码器进行脉冲测量与传输时仍然存在误差，另外由 于热金属检测器在使用过程中检测信号反馈有一定的滞后，其存在检测误差 0- 1ms。以上问题可以采取如下措施提高倍尺测量精度：1 取消码盘分配器，采用直接连接 PLC 高速计数器；2 采用高分辨率的位置反馈编码器；3 定期对热金属检测器进行灵敏度校正；4 选用扫描式热检。2.2 剪切执行误差及改进措施在倍尺飞剪执行剪切动作的过程中影响剪切精度的因素有机械齿轮间隙误差 及电气传动误差。电气传动误差包括PLC柜CPU扫描周期误差约0-2ms、控制柜 正反组切换时误差约0-9.9ms,影响剪切长度15cm、飞剪剪刃停止位误差以及飞 剪控制柜收到剪切令后执行固定动作时不受控时间约0.4S。可采用以下措施提高 飞剪剪切精度：1 更换更高性能 CPU；2 优化 6RA80 参数；3 对剪刃实际停止位置进行前馈补偿；4 优化停止位,减少飞剪启动时间。3 实施效果通过实施上述改进措施,陕西钢铁集团龙门钢铁公司轧钢厂棒材线倍尺飞剪 精度显著提高，剪切精度100mm以内，稳定了生产，降低了工人劳动强度，提高 了成材率,取得了良好的经济效益,为其他生产线倍尺飞剪精度不准难题提供了 宝贵的借鉴经验。参考文献：1 郭启，万云，刘伟伟，卢宏棒材倍尺飞剪的控制与优化J.江西冶 金,2002(01):32-34.2 刘士杰.棒材倍尺飞剪剪切稳定性改进措施J.装备制造技术，2020(12):161-163.