技术领域
[0001] 本
发明涉及轧
钢钢材剪切技术领域，更具体地指一种热轧板镰刀弯修正设备及方法。
背景技术
[0002] 镰刀弯是指钢板和
钢带的侧边与连接测量部分两端点的直线之间的最大距离，即带钢一侧的边缘与直线的偏离，它在产品呈凹形的一边测量。镰刀弯是由于
轧制过程中钢板两侧在长度方向上的
变形不一致，即相同时间内变形快的延伸长、变形慢的延伸短，导致较长的一侧向较短的一侧弯曲，形成了宏观上的镰刀弯。
[0003] 在轧钢过程中，钢板经过纵切机组分条后会产生镰刀弯，单边的最大的镰刀弯会达到15mm左右；而最终用户要求镰刀弯≤3mm，使得成品的合格率不高，只能达到48.2％。对于镰刀弯超标的板材，客户不接受只能作为废钢处理，这样以来直接影响产品成材率。
发明内容
[0004] (一)解决的技术问题
[0005] 为了解决钢板纵切分条后再横切产生镰刀弯过大问题，本发明旨在提出一种热轧板镰刀弯修正设备及方法，采用三点矫正法，把有镰刀弯的区域送至矫正平台，让镰刀弯区域反向弯曲变形，通过拉伸补偿钢板的短边，以修正钢板侧边的直线度，通实验数据显示可以把15mm左右的镰刀弯板材，通过矫正后控制在3mm左右，从而把不合格品变为合格产品，合格率可以达到100％，既降低了设备的改造成本，也提高了钢板纵切机组成品的合格率。
[0006] (二)技术方案
[0007] 一种热轧板镰刀弯修正设备，包括上料小车、自动上料
吸盘、上料输送辊道及镰刀弯加测靠尺、镰刀弯修正平台、下料输送辊道、自动下料吸盘、下料小车；上料小车、自动上料吸盘、上料输送辊道及镰刀弯加测靠尺、镰刀弯修正平台、下料输送辊道、自动下料吸盘、下料小车集成安装构成一个整体；钢板通过上料小车、自动上料吸盘、上料输送辊道及镰刀弯加测靠尺送入镰刀弯修正平台；镰刀弯修正平台采用三点矫正法，把有镰刀弯的区域送至矫正平台，使镰刀弯区域反向弯曲变形，通过拉伸补偿钢板的短边，修正钢板侧边的直线度；镰刀弯修正平台内修正后的钢板通过下料输送辊道、自动下料吸盘、下料小车进行卸料。
[0008] 根据本发明的一
实施例，还包括电气控制系统，电气控制系统包括上下料吸盘
定位模
块、擦板/矫正模式切换模块、修正数值设定模块、修正量状态监视模块、微
控制器、
变频器、控制
电机、
编码器定位模块、液压和气压控
制模块；上下料吸盘定位模块、擦板/矫正模式切换模块、修正数值设定模块、修正量状态监视模块、编码器定位模块、液压和气压
控制模块作为
微控制器的外围
电路分别与微控制器相连；微控制器还通过变频器与控制电机相连。
[0009] 根据本发明的一实施例，所述电气控制系统还包括
无线通信模块和上位机，上位机通过无线通信模块与微控制器相连并对微控制器进行远程控制。
[0010] 根据本发明的一实施例，所述无线通信模块为GPRS通信模块、蓝牙模块或ZigBee通信模块。
[0011] 根据本发明的一实施例，所述微控制器可以为PLC，PLC可以是西
门子PLC S7-400。
[0012] 根据本发明的一实施例，所述电气控制系统还包括
人机界面。
[0013] 根据本发明的一实施例，所述人机界面包括显示下料夹送
位置、下料吸盘位置、上料夹送位置、上料吸盘位置、侧弯推料位置、位置确认、自动下料、自动矫直、自动上料、参数设定、系统监视、矫正模式。
[0014] 一种热轧板镰刀弯修正方法，包括以下步骤：
[0015] S1、设备开机后，系统启动；
[0016] S2、机械手移动到取料工位上方；
[0017] S3、等待设备发出
工件定位完成和允许吸取
信号；
[0018] S4、收到信号后，机械手下降，当吸盘与工件
接触后，吸盘架停止下降；
[0019] S5、吸盘架提升至设定高度并移动到放料工位上方；
[0020] S6、等待设备发出允许释放信号；
[0021] S7、收到信号后，吸盘架开始下降，到达设定高度后，释放工件；
[0022] S8、回到取料工位上方；
[0023] S9、重复执行搬运过程。
[0024] (三)有益效果
[0025] 采用了本发明的技术方案，一种热轧板镰刀弯修正设备及方法，采用三点矫正法，把有镰刀弯的区域送至矫正平台，让镰刀弯区域反向弯曲变形，通过拉伸补偿钢板的短边，以修正钢板侧边的直线度；本发明可以把15mm左右的镰刀弯板材，通过矫正后控制在3mm左右，从而把不合格品变为合格产品，合格率可以达到100％，既降低了设备的改造成本，也提高了BMD纵切机组成品的合格率。
附图说明
[0026] 在本发明中，相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：
[0028] 图2是电气控制系统原理框图。
[0029] 图3是人机界面布置图。
[0030] 图4为三相电源供电原理图。
[0031] 图5为电磁吸盘和液压站主回路图。
[0033] 附图标记说明：
[0034] 1、上料小车，2、自动上料吸盘，3、上料输送辊道及镰刀弯加测靠尺4、镰刀弯修正平台5、下料输送辊道6、自动下料吸盘7、下料小车。
具体实施方式
[0035] 下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。
[0036] 结合图1，一种热轧板镰刀弯修正设备，包括上料小车1、自动上料吸盘2、上料输送辊道及镰刀弯加测靠尺3、镰刀弯修正平台4、下料输送辊道5、自动下料吸盘6、下料小车7；上料小车1、自动上料吸盘2、上料输送辊道及镰刀弯加测靠尺3、镰刀弯修正平台4、下料输送辊道5、自动下料吸盘6、下料小车7集成安装构成一个整体；钢板通过上料小车1、自动上料吸盘2、上料输送辊道及镰刀弯加测靠尺3送入镰刀弯修正平台4；镰刀弯修正平台4采用三点矫正法，把有镰刀弯的区域送至矫正平台，使镰刀弯区域反向弯曲变形，通过拉伸补偿钢板的短边，修正钢板侧边的直线度；镰刀弯修正平台4内修正后的钢板通过下料输送辊道
5、自动下料吸盘6、下料小车7进行卸料。
[0037] 结合图2，热轧板镰刀弯修正设备还包括电气控制系统，电气控制系统包括上下料吸盘定位模块、擦板/矫正模式切换模块、修正数值设定模块、修正量状态监视模块、微控制器、变频器、控制电机、编码器定位模块、液压和气压控制模块、人机界面、无线通信模块、上位机；上下料吸盘定位模块、擦板/矫正模式切换模块、修正数值设定模块、修正量状态监视模块、编码器定位模块、液压和气压控制模块、人机界面作为微控制器的外围电路分别与微控制器相连；上位机通过无线通信模块与微控制器相连并对微控制器进行远程控制；微控制器还通过变频器与控制电机相连。无线通信模块为GPRS通信模块、蓝牙模块或ZigBee通信模块。微控制器可以为PLC，PLC可以是西门子PLC S7-400。
[0038] 结合图3，人机界面包括显示下料夹送位置、下料吸盘位置、上料夹送位置、上料吸盘位置、侧弯推料位置、位置确认、自动下料、自动矫直、自动上料、参数设定、系统监视、矫正模式。
[0039] 本设备工作模式有两种：一种是擦板模式主要用于板材毛刺和
板面油污的处理，一种是矫正模式主要用于镰刀弯的修正，操作人员可以根据实际的工作情况来选择工作模式。
[0040] 电磁上料装置
[0041] 电磁上料装置主要将需要镰刀弯矫直的板料通过电磁吸盘吊运至输送辊道上。主要由电磁吸盘、垂直升降部分、
水平移送部分组成。工作时水平移送部分通过电机移动至矫直板料上方，垂直升降部分落下电磁吸盘将板料
吸附后升至设定位置，由水平移送部分送至输送辊道上方，完成钢板水平移送，将板料垂直落下放置在输送辊道。
[0042] 入口输送辊道
[0043] 由辊道式输送部分和夹送辊部分组成，把钢板输送至镰刀弯矫正装置。工作时，由电磁上料装置把钢板放置在辊道上方，镰刀弯的弓背要在操作侧；压下夹送辊，启动入口输送辊道，将条料钢板向液压矫正机送进。夹送辊上辊被动，带位置检测编码器。
[0044] 液压修正机
[0045] 用于镰刀弯的推送矫正。主要由工作平台部分、托辊部分、液压推动矫正部分、固定挡块部分、升降盖板部分等组成。工作时，由入口输送辊道将条料钢板向液压矫正机送进，至合适位置时辊道停止并抬起夹送辊；落下矫正机平台上的托辊，使条料钢板下落在矫正机的平台上(平台表面覆工程塑料板)；启动矫正机的矫正
液压缸，将条料钢板推向平台一侧的固定挡块，在条料钢板将要与固定挡块接触时停止，启动盖板升降液压缸，将盖板落下并与条料钢板保持一定的间隙；再次驱动矫正液压缸，将条料钢板推到固定挡块后继续施加推
力，将条料钢板一定长度内的镰刀弯矫正。退回矫正液压缸，升起盖板和平台上的托辊，压下夹送辊，同时启动入口、出口输送辊道，将条料钢板继续送进至合适位置，重复镰刀弯矫正操作过程，直至将条料钢板的镰刀弯矫正。
[0046] 出口输送辊道
[0047] 由辊道式输送部分和夹送辊部分组成，把需矫正的条料钢板前后移动，或把已矫正后的条料钢板输送至电磁卸料装置，并完成镰刀弯的检测。夹送辊上辊被动，带位置检测编码器。工作时，当矫正完毕的条料钢板全部进入出口输送辊道后，将辊道停止，输送辊之间的托料滚轮将条料钢板托起并与输送辊脱离，将条料钢板移到设置在出口输送辊道一侧的靠尺，采用灯光照射方法，通过条料钢板与靠尺之间的间隙判定矫正后的条料钢板是否达到
质量要求。
[0048] 如矫正后的条料钢板达不到质量要求，将条料钢板退回到判定质量前的位置，托料滚轮落下，启动出口、入口输送辊道，将条料钢板退回到入口输送辊道上，再次进行镰刀弯矫正，直至将镰刀弯矫正达到质量要求。
[0049] 如矫正后的条料钢板达到质量要求，将托料滚轮落下，通过电磁卸料装置将条料吊起，启动横移机构将条料钢板移送至卸料位置。
[0050] 电磁卸料装置
[0051] 电磁卸料装置用于将经过镰刀弯矫直后的条料钢板通过电磁吸盘吊运至卸料位置。主要由电磁吸盘、垂直升降部分、水平移送部分组成。工作时水平移送部分通过电机移动至出口输送辊道矫直后板料钢板上方，垂直升降部分落下电磁吸盘将板料吸附后升至设定位置，由水平移送部分送至卸料位置上方，完成钢板水平移送，将板料垂直落下放置在卸料台位置。
[0052] 液压系统
[0053] 液压系统有液压站及相应的管路和油缸构成，采用定量
叶片泵及优质元件，最高工作压力12Mpa。液压站为矫正机组提供液压动力。
[0055]
气动系统由气源处理三大元件、电磁换向
阀、PU管路及相应的
气缸产品。
[0056] 电气控制系统
[0057] 电气控制系统采用分布式控制系统。整个系统自动化程度高，响应迅速，控制手段先进。可进行手动和自动切换。控制核心为PLC可编程控制器。控制柜密封良好，有
风扇
通风。柜内元器件布置合理，便于维修。
[0058] 热轧板镰刀弯修正设备操作步骤：
[0059] (1)开机前准备：检查液压站的液位和压缩空气的压力是否正常，操作按钮是否破损，启动液压站运行按钮同时检查液压站的系统压力是否正常，清理上下料小车轨道上的杂物。
[0060] (2)打开电源
开关后，
触摸屏开始启动。开机首页画面如下；上面有参数设定、工作模式选择、系统监视按钮，这三个按钮可点击进入相对应的页面。
[0061] <工作界面>：有上下料夹送的位置显示、上下料吸盘的位置确认按钮、矫正推头的位置显示和确认按钮、上下料吸盘上电按钮、以及各执行机构限位开关的当前状态显示。
[0062] <参数设定>：用来输入上下料吸盘的位置系数，辊道的速度，擦板的张数设定，侧弯矫位置的初始值。
[0063] <系统监视画面>：用于操作和维修人员查看变频器状态以及变频器的当前
电流值，以及对当前有故障的变频器进行故障复位。
[0064] 设备技术参数
[0065] 入口材料参数包括钢种：热轧
酸洗钢板；钢板厚度5～11mm；钢板宽度：200～500mm；钢板重量：≤520Kg；
抗拉强度：板厚8mm时，最大1,000Mpa；板厚11mm时，最大550Mpa；
屈服强度：板厚8mm时，最大800Mpa；板厚11mm时，最大400Mpa；钢板厚度：5～11mm；钢板长度：3,000～12,000mm；钢板宽度：200～500mm；送料速度：约:6m/min。
[0066] 电气控制系统主要技术参数如表1所示，图4为三相电源供电原理图。
[0067] 表1：电气控制系统主要技术参数
[0068]
[0069] 电气控制系统组成
[0070] 1)进线电源开关柜：1台；面板上设有电动分、合闸操作按钮，具有电流、
电压、电度指示。
[0071] 2)主控制操作台及辅助控制台：1台
[0072] 3)电气控制柜：1台；
控制信号来自于PLC柜，驱动生产线电机。柜内应有通风、自动
散热装置。可编程控制系统由可编程控制器(PLC)、触摸屏、输出隔离继电器板等部分组成。PLC为本系统的核心部分，控制着整个生产线的运行，其中包括对各个
节点的位置信号的
数据采集，编码器数据输入，模拟量数据采集，对各执行单元的控制输出。机组充分考虑人机安全，采取可靠防护措施防止误动作，一旦出现紧急情况，可以最快的速度切断电源。各
操纵台上都设置急停按钮。
[0073] 4)接线箱：2台
[0074] 电气控制系统采用了分布式结构设计，可编程控制系统、触摸屏显示单元合理布局，结构形式简化，具有较高的抗干扰能力。充分考虑到了电源质量、环境、人员等因素的影响。在
硬件、
软件设计时采取以下措施：1)弱电控制部分采用了相互间独立的
开关电源供电；2)采用分布式接地系统；3)可编程控制软件的容错设计；4)系统选用了触摸屏技术，配合功能强大的软件设计，
可视化操作和故障状态显示等功能，方便了用户的操作和维护，提高了系统整体的技术水平。图5为电磁吸盘和液压站主回路图。
[0075] 热轧板镰刀弯修正流程如下：台车来料→电磁上料→入口辊道输送→液压矫正→出口辊道输送(横移检测)→电磁卸料。
[0076] 结合图6，一种热轧板镰刀弯修正方法，包括以下步骤：
[0077] S1、设备开机后，系统启动；
[0078] S2、机械手移动到取料工位上方；
[0079] S3、等待设备发出工件定位完成和允许吸取信号；
[0080] S4、收到信号后，机械手下降，当吸盘与工件接触后，吸盘架停止下降；
[0081] S5、吸盘架提升至设定高度并移动到放料工位上方；
[0082] S6、等待设备发出允许释放信号；
[0083] S7、收到信号后，吸盘架开始下降，到达设定高度后，释放工件；
[0084] S8、回到取料工位上方；
[0085] S9、重复执行搬运过程。
[0086] 镰刀弯的修正能力可以把5.0mm的热轧板条料最大为14mm的单边镰刀弯，经过矫正以后把镰刀弯控制在4mm以内。
[0087] 综上所述，采用了本发明的技术方案，热轧板镰刀弯修正设备及方法，采用三点矫正法，把有镰刀弯的区域送至矫正平台，让镰刀弯区域反向弯曲变形，通过拉伸补偿钢板的短边，以修正钢板侧边的直线度；本发明可以把15mm左右的镰刀弯板材，通过矫正后控制在3mm左右，从而把不合格品变为合格产品，合格率可以达到100％，既降低了设备的改造成本，也提高了BMD纵切机组成品的合格率。
