코일 슬리팅 머신의 일부인 산세 라인의 측면 트리밍 디스크 전단 제어 원리 및 적용

디스크 전단기는 판재 및 스트립 생산 작업장에서 없어서는 안 될 절단 장비입니다. 이 가위에는 두 개의 디스크- 모양의 블레이드가 있으며, 이는 강판 및 스트립의 가장자리를 세로로 다듬거나 코일 슬리팅 머신과 유사하게 좁은 스트립으로 슬리팅하는 데 사용됩니다. 이 전단기는 두께 20~30mm 미만의 강판 및 얇은 스트립의 종방향 전단에 널리 사용됩니다. 블레이드는 회전 디스크이기 때문에 움직이는 강철판이나 스트립을 세로 방향으로 연속적으로 절단할 수 있습니다. 특정 철강 공장의 연속 산세척 라인은 수동 인장 전단 디스크 전단 장치를 사용하여 2012년 6월에 생산에 들어갔습니다. 본 논문에서는 디스크 전단기의 기본 구조, 과정, 제어 원리 및 특성을 참고용으로 중점적으로 다룬다.

회전 전단기의 본체에는 내부 구동 장치가 없습니다. 대신, 블레이드의 회전은 장력을 받고 있는 움직이는 강철 스트립 자체에 의해 구동되어 "당겨-전단" 동작을 수행합니다. 강판 본체가 회전 전단 장치에서 나올 때 수평을 유지하면서-잘린 가장자리가 점차적으로 말려지도록 하기 위해-상부 블레이드의 직경은 하부 블레이드의 직경보다 약간 작게 설계되었습니다.

 

동시에 이 디자인은 절단된 가장자리 스트립이 과도하게 말리는 것을 방지합니다. 강판이 회전 전단 장치에 들어갈 때 휘어지는 것을 방지하기 위해 블레이드 바로 상류에 압력 롤러가 설치됩니다. 또한, 강철판과 회전 블레이드의 절단 모서리 사이의 마찰을 최소화하기 위해 각 블레이드 쌍은 강철 스트립의 중심선에 대해 약간의 각도로 설정됩니다. 장치의 주요 구조 구성 요소에는 고정 지지 프레임, 블레이드 간격 조정 메커니즘 및 블레이드 교체 장치가 포함됩니다.

회전 전단기의 주요 성능 매개변수

회전 전단은 초승달 전단의 하류에 위치합니다. 이는 비구동 회전 구조를 사용하며 강철 스트립의 가장자리를 지정된 너비로 다듬는 데 사용됩니다. 두 세트의 커터 헤드가 가공 라인의 양쪽에 위치한 전단 프레임에 장착됩니다. 이러한 전단 프레임은 유압 실린더로 구동되는 랙-및-피니언 메커니즘을 통해 180도 회전할 수 있습니다. 전단 프레임이 제자리로 회전하면 -유압 실린더에 의해 작동되는-잠금 메커니즘이 작동하여 프레임을 제자리에 고정합니다. 커터 헤드 중 한 세트가 전단 작업을 적극적으로 수행하는 동안 다른 세트는 유지 관리, 교체 또는 조정에 사용할 수 있습니다. 전단 프레임의 폭 조정은 기어 모터를 통해 볼 나사를 구동하여 프레임이 베이스에 장착된 가이드 레일을 따라 미끄러지도록 하여 이루어집니다. 원하는 너비 설정에 도달하면 나사형 유압 실린더를 사용하여 프레임이 제자리에 고정됩니다.

한 쌍의 핀치 롤러와 지지 롤러가 커터 헤드 입구에 위치합니다. 핀치 롤러 어셈블리는 유압 실린더에 의해 구동되며 스트립을 지지하는 동안 스트립 플러터를 방지하여 전단 품질을 보장하는 역할을 합니다. 회전 전단기에 의해 생성된 스크랩은 슈트를 통해 가장자리 절단을 위한 스크랩 초퍼로 보내집니다. 절단 공정 후 스크랩은 슈트를 통해 출구 스크랩 운송 시스템으로 운반됩니다.

MaSteel 산세 라인의 기본 자동화 시스템은 그림 2에 표시된 대로 PLC(프로그래머블 로직 컨트롤러), HMI 시스템, 산업용 이더넷 네트워크, 필드버스, 원격 필드 I/O 스테이션(ET200) 및 프로그래밍 장치와 같은 구성 요소로 구성됩니다. 이 특정 장치의 경우 Siemens SIMATIC S7-400이 컨트롤러 역할을 하도록 선택되었습니다. 전체 장치에는 각각 CPU416{10}}2 모듈을 활용하는 3개의 PLC가 장착되어 있습니다. 시스템의 HMI 인터페이스는 Siemens WinCC 시스템에 의해 구동되며 PLC는 산업용 이더넷 네트워크를 통해 WinCC 서버에 연결됩니다. PLC와 필드 장치 간의 통신은 PROFIBUS DP 프로토콜을 사용하여 수행됩니다. 각 PLC에는 원격 I/O 모듈, 드라이브 시스템, 인코더, 현장 계측기, CPC 및 EPC 장치를 연결하는 데 사용되는 여러 PROFIBUS DP 인터페이스가 있습니다. 코일 슬리팅 머신과 유사한 회전 전단 제어 시스템은 두 개의 개별 PROFIBUS DP 네트워크와 인터페이스하는 단일 CPU416-2 모듈로 관리되어 프레임 폭 조정, 오버랩 조정, 측면 간격 조정을 포함한 기능을 실행합니다.

회전 전단기의 기계적 틈새 제거 기능 최적화

모터의 회전은 리드 스크류를 구동하고 동시에 엔코더를 구동합니다. 이 동작은 회전 전단 홀더의 측면 변위로 변환되어 회전 전단의 측면 간격을 조정할 수 있습니다. 너트와 리드 스크류 사이의 고유한 간격으로 인해 회전 방향이 정방향에서 역방향으로 전환되면 너트가 고정된 상태에서 리드 스크류와 엔코더가 처음에 함께 회전하여 전단 홀더의 움직임이 부족해집니다. 실제 물리적 위치는 변하지 않았음에도 위치 센서가 위치 변화를 감지하는-현상-은 장비 내부의 기계적 백래시로 인해 발생합니다. 엔코더가 "닫힘" 방향으로 교정되었으므로 장비의 최종 이동이 닫힘 방향으로 일관되게 실행되므로 앞서 언급한 기계적 백래시로 인한 위치 제어 오류가 제거됩니다. 예를 들어 현재 위치(A 지점)에서 C 지점으로 이동하려면 먼저 B 지점에서 메커니즘을 열고 C 지점에서 닫습니다.

높은 제어 정밀도를 달성하기 위해 회전 전단기의 오버랩 및 측면 간격 조정-과 스크랩 절단기의 간격 조정-에서는 다음 방법을 사용합니다. 목표 값이 현재 값을 초과할 때마다 먼저 거리를 목표 값보다 약간 큰 값으로 조정한 다음 천천히 목표 값으로 닫힙니다. 우리는 PLC 소프트웨어에 자동 클리어런스 조정을 위한 프로그램 블록을 통합했습니다. 이를 원래 설계의 제어 논리와 통합하고 폐쇄-루프 제어 시스템의 원리를 적용하여-특히 절대 인코더를 통한 실시간-모니터링을 통해-회전 전단기의 기계적 간격에 대한 실시간-피드백뿐만 아니라 해당 간격의 정밀한 자동 조정도 성공적으로 달성했습니다. 이러한 개선 사항을 구현한 이후 간격 조정의 정확성이 생산 요구 사항을 완전히 충족하여 생산 효율성을 크게 높이고 전단 공정의 품질과 부드러움을 모두 보장했습니다.

현장{0}}생산 결과에 따르면 Ma Steel 산세 라인의 회전 전단기 제어 시스템은 자동화되고 안정적이며 작동하기 쉽고 노동 강도도 감소하는 것으로 나타났습니다. 전단 품질과 생산 효율성이 향상되어 생산 요구 사항을 효과적으로 충족하고 상당한 경제적 이익을 창출했습니다.