專利名稱：熱軋軋機(jī)全自動(dòng)快速換輥的一種方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱軋薄板生產(chǎn)線全自動(dòng)快速更換精軋工作輥的方法。
背景技術(shù)：
熱軋是一種對(duì)熱寬板坯通過軋制后巻成鋼巻的生產(chǎn)工藝。在熱軋生
產(chǎn)過程中，通常軋制90根帶鋼左右需要更換精軋工作輥一次。因此更換 精軋工作輥是熱軋生產(chǎn)線生產(chǎn)過程中不可缺少的環(huán)節(jié)。隨著熱連軋自動(dòng)
化程度的不斷提高，軋制節(jié)奏逐漸加快，精軋工作輥更換周期更加的頻 繁， 一般每8個(gè)小時(shí)需要更換2次左右。由此可見，精軋更換工作輥的 速度直接決定熱軋線的產(chǎn)量和成本。因此，提高換輥?zhàn)詣?dòng)化程度，合理 優(yōu)化換輥步驟，縮短換輥時(shí)間是提高生產(chǎn)產(chǎn)量和降低生產(chǎn)成本的關(guān)鍵所 在。
以下分別列舉目前國內(nèi)外一些熱連軋精軋才幾工作輥換輥系統(tǒng)來說
明
手動(dòng)換輥熱軋的精軋工作輥換輥少數(shù)采用手動(dòng)換輥方式，如使用轉(zhuǎn) 盤式手動(dòng)換輥方式換輥時(shí)間長勞動(dòng)強(qiáng)度較大，而且較容易造成安全事故， 不是理想的換輥方法。
半自動(dòng)、自動(dòng)換輥目前現(xiàn)代化的熱軋廠普遍運(yùn)用先進(jìn)的控制系統(tǒng)實(shí) 現(xiàn)自動(dòng)順序控制，但由于檢測元件、機(jī)械設(shè)備等問題常常導(dǎo)致自動(dòng)換輥不 能在實(shí)際生產(chǎn)中實(shí)施，尤其是換輥過程中的工作輥推拉缸的定位問題，是 在自動(dòng)換輥過程中的難題。
例如，使用自動(dòng)換輥的某熱軋廠采用換輥小車自動(dòng)換輥方式。7個(gè)軋 機(jī)換輥時(shí)間在30分鐘左右，雖然較手動(dòng)換輥時(shí)間大大縮短，也節(jié)省了人 力，但是，目前的自動(dòng)換輥工藝不成熟，常常出現(xiàn)自動(dòng)不能完成而轉(zhuǎn)成 手動(dòng)方式換輥，更加增加了換輥時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)全液壓換輥系統(tǒng)控制中存在的不足，在改造換 輥設(shè)備檢測手段和優(yōu)化工作輥換輥流程的基礎(chǔ)上，提供一種以工作輥推 拉缸位置控制為主的工作輥快速換輥方法。
一種在熱軋生產(chǎn)中快速更換工作輥的方法，其特點(diǎn)是換輥方法由 預(yù)換輥、拉舊工作輥、更換階梯墊和移動(dòng)橫移平臺(tái)將新輥對(duì)準(zhǔn)軋機(jī)、裝 新工作輥四個(gè)步驟組成。
第一步預(yù)換輥過程中，在正常軋制過程中將操作模式切換到預(yù)換輥 模式按下自動(dòng)開始按鈕，預(yù)換輥開始。預(yù)換輥開始后將自動(dòng)翻起翻轉(zhuǎn)缸 并將工作輥推拉缸推至等待位置，在此過程中不影響正常的軋制。當(dāng)最
后一根帶鋼軋制結(jié)束后，也就是本機(jī)架軋制結(jié)束后，自動(dòng)將活套抬起到 換輥位置，同時(shí)將竄輥竄至預(yù)換輥位置。如果此時(shí)粗軋?jiān)诖碎_始軋制活 套和竄輥將自動(dòng)重新回到準(zhǔn)備軋制位置。如果全線不再進(jìn)行軋制，預(yù)換 輥程序完成。
第二步，在拉舊工作輥階段，輔助機(jī)構(gòu)中無機(jī)械連鎖的設(shè)備同時(shí)動(dòng) 作，隨后工作輥推拉缸到E9位置，所以，可大大提高拉輥速度。
第三步，在更換階梯墊和移動(dòng)橫移平臺(tái)階段，輔助機(jī)構(gòu)中無機(jī)械連 鎖的設(shè)備同時(shí)動(dòng)作，同時(shí)完成。
第四步，在裝新輥階段，輔助機(jī)構(gòu)中無機(jī)械連鎖的設(shè)備同時(shí)動(dòng)作， 同時(shí)完成。
進(jìn)一步，在進(jìn)入預(yù)換輥程序后，如不進(jìn)行換輥程序而繼續(xù)進(jìn)行軋制 程序，則翻轉(zhuǎn)缸，工作輥推拉缸保持在準(zhǔn)備換輥位置繼續(xù)等待。竄輥和 軋機(jī)活套均恢復(fù)原位繼續(xù)軋制。
進(jìn)一步，在進(jìn)入預(yù)換輥程序后，當(dāng)粗軋沒有帶鋼，精軋本軋機(jī)拋鋼 后自動(dòng)進(jìn)行活套和竄輥的換輥位擺位，最大限度的利用時(shí)間。
進(jìn)一步，在各個(gè)步驟的控制過程中加入確認(rèn)通過功能，即當(dāng)設(shè)備工 作正常但檢測信號(hào)不正常的情況下，通過現(xiàn)場檢查后可以通過確認(rèn)按鈕 繼續(xù)下一步驟；防止因設(shè)備故障導(dǎo)致自動(dòng)換輥不能繼續(xù)的情況的發(fā)生。
進(jìn)一步，使用拉線位置傳感器對(duì)工作輥推拉缸的位置進(jìn)行精確檢測 的同時(shí)，利用動(dòng)態(tài)參數(shù)的位置控制器對(duì)推拉缸位置進(jìn)行精確的位置控制， 避免因推拉缸位置丟失或定位不準(zhǔn)而不能繼續(xù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換輥。


圖1為本發(fā)明的程序功能框圖。
圖2為本發(fā)明換輥準(zhǔn)備順序控制程序流程框圖。 圖3為圖2中拉舊工作輥順序控制程序簡略框圖。 圖4為圖2中裝新工作輥順序控制程序簡略框圖。 圖5為本發(fā)明自動(dòng)換輥控制系統(tǒng)的自動(dòng)控制流程圖。 固6為本發(fā)明中換輥涉及到各特定位置示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明中所公開的快速換輥方法，其硬件由全液壓換輥設(shè)備、西門 子TDC控制器、本地操作面板和WinCC服務(wù)器構(gòu)成。其控制方法依次為 換輥準(zhǔn)備、抽舊工作輥、更換階梯墊和移動(dòng)橫移平臺(tái)將新輥對(duì)準(zhǔn)軋機(jī)、 裝新工作輥、軋鋼準(zhǔn)備。本發(fā)明對(duì)其中的幾個(gè)步驟進(jìn)行了改造，下面將 結(jié)合附圖詳細(xì)說明。
首先對(duì)工作輥推拉缸原有的位置檢測方式進(jìn)行改造，將原有的接近 開關(guān)改造為拉線編碼器。通過使用拉線編碼器返回的位置數(shù)據(jù)對(duì)工作輥 推拉缸實(shí)施高精度位置控制。
才艮據(jù)圖1至圖5所示使用西門子PCS7編程系統(tǒng)中的SFC編程方式， 根據(jù)圖1至圖5所示的流程框圖和功能框圖進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)具有 更好的容錯(cuò)性。通過在HMI畫面中加入確認(rèn)按鈕和確認(rèn)畫面使進(jìn)行確認(rèn) 操作時(shí)需要進(jìn)行確定與否的進(jìn)一步確認(rèn)，防止誤操作。將確認(rèn)按鈕與順 序控制的所有條件相連，但應(yīng)保證每次確認(rèn)只執(zhí)行一步。
根據(jù)圖1中所示的特殊預(yù)換輥功能的控制方式不再使用順序控制而 是使用邏輯判斷，當(dāng)所有的條件滿足時(shí)就激活預(yù)換輥功能。具體邏輯是 當(dāng)粗軋沒有鋼且精軋各個(gè)軋機(jī)軋制完最后 一塊帶鋼后各軋機(jī)將依次啟動(dòng) 特殊預(yù)換輥功能。預(yù)換輥功能是將竄輥竄至靠操作側(cè)的相應(yīng)位置，同時(shí) 將本軋機(jī)活套自動(dòng)抬起至換輥位置。
本發(fā)明中的快速換輥方法包括四個(gè)步驟，預(yù)換輥、拉舊工作輥、更 換階梯墊和移動(dòng)橫移平臺(tái)將新輥對(duì)準(zhǔn)軋機(jī)、裝新工作輥。
如圖1、圖2和圖5所示，在軋輥達(dá)到預(yù)定的-使用時(shí)間，需要換輥 時(shí)，軋制控制系統(tǒng)切換至預(yù)換輥程序，在預(yù)換輥程序的控制下，使用拉線編碼器對(duì)Fl-F7中各工作輥推拉剛的初始位置進(jìn)行檢測，并將數(shù)據(jù)返回控制系統(tǒng)。在預(yù)換輥模式下按下自動(dòng)開始按鈕后預(yù)換輥程序自動(dòng)控制翻轉(zhuǎn)缸翻出，并將工作輥推拉缸推至E8等^f寺位置。在鋼坯順序的通過Fl-F7軋機(jī)軋輥后，隨著鋼坯的依次通過各個(gè)軋機(jī)，將各個(gè)軋機(jī)的竄輥順序的竄至靠操作側(cè)位置；同時(shí)，各軋機(jī)活套自動(dòng)抬起。預(yù)換輥程序完成，也就是當(dāng)粗軋沒有帶鋼，精軋本軋機(jī)拋鋼后自動(dòng)進(jìn)行活套和竄輥的換輥位擺位，最大限度的利用時(shí)間。
圖6中El為工作輥推拉缸完全縮回到翻轉(zhuǎn)蓋內(nèi)的位置；E2工作輥推拉缸拉舊工作輥時(shí)停止位；E3工作輥推拉缸拉舊工作輥時(shí)的摘鉤位置；E4-E5使用高速移動(dòng)也就是高低速切換位置；E6工作輥推拉缸拉舊工作輥時(shí)上工作輥落入下工作輥的定位銷位置；E7工作輥推拉缸推新工作輥時(shí)將上工作輥裝到位后抬起上工作輥位置；E8工作輥推拉缸準(zhǔn)備換輥時(shí)的等待位置；E9拉舊工作輥和裝新下工作輥時(shí)的掛鉤和摘鉤位置。
如圖3所示，在拉舊工作輥階段，輔助機(jī)構(gòu)中無機(jī)械連鎖的設(shè)備同時(shí)動(dòng)作合并入口側(cè)導(dǎo)板、出口側(cè)導(dǎo)板，入口出口刮水板、HGC快速打開，和下工作輥鎖緊打開等步驟同時(shí)動(dòng)作，隨后，工作輥推拉缸到達(dá)E9位置，所以，節(jié)約了各步驟之間的間隙時(shí)間，大大提高拉輥速度。
如圖4所示，在裝新輥階段，可將入口側(cè)導(dǎo)板、出口側(cè)導(dǎo)板、入口出口刮水板動(dòng)作控制進(jìn)行合并，使其在不破壞機(jī)械聯(lián)鎖的情況下，同時(shí)完成，可大大提高換輥速度。
在本發(fā)明中，軋機(jī)控制系統(tǒng)切換至預(yù)換輥程序后，并且?guī)т撊寇堉平Y(jié)束后，一般情況下，竄輥和軋機(jī)活套抬起兩步驟已經(jīng)到位，此時(shí)可以從軋機(jī)機(jī)組F1-F7機(jī)架開始自動(dòng)換輥。如果不操作自動(dòng)換輥，例如，此時(shí)加熱爐繼續(xù)出鋼。則上述設(shè)備將自動(dòng)擺位回到正常工作位置，并不妨礙正常的軋制，此時(shí)擺位的時(shí)間充足。同時(shí)在順序控制過程中加入確i人通過功能，即當(dāng)設(shè)備工作正常但檢測信號(hào)不正常的情況下，通過現(xiàn)場抬r查后可以通過確認(rèn)按鈕繼續(xù)下一步驟。防止因?yàn)樾〉脑O(shè)備故障導(dǎo)致自動(dòng)換輥不能繼續(xù)。本發(fā)明還對(duì)預(yù)換輥功能中對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中工作輥推拉缸的初始位置的檢測方式進(jìn)行改造，將原有的接近開關(guān)檢測方式改造為拉線編碼器檢測方式，使用拉線編碼器對(duì)推拉缸進(jìn)行位置檢測。具體為，通過使用拉線編碼器返回的位置數(shù)據(jù)對(duì)工作輥推拉缸實(shí)施高精度位置控制，避免因工作輥推拉缸位置定位過程中因位置丟失而使自動(dòng)換輥位置控制無法繼續(xù)的情況發(fā)生。
本發(fā)明的技術(shù)方案，對(duì)全部換過過程的控制步序進(jìn)行優(yōu)化，在不破壞機(jī)械聯(lián)鎖的情況下，增加同時(shí)動(dòng)作的設(shè)備數(shù)量，以達(dá)到加快自動(dòng)換輥速度的目的，并取消了以往不必要的檢測步驟，比如,對(duì)換輥影響不大的步驟，如在預(yù)換輥步驟中的關(guān)軋機(jī)冷卻水步驟，在本發(fā)明中取消了檢查冷卻水開關(guān)是否關(guān)閉的檢查步驟，使其可以與其他步驟一同進(jìn)行，防止因等待不必要的信號(hào)，而對(duì)自動(dòng)換輥的工作過程進(jìn)行造成的影響。
本發(fā)明的有益效果是，減少員工勞動(dòng)強(qiáng)度，減少換輥時(shí)間，提高設(shè)備作業(yè)率，降低生產(chǎn)成本。
權(quán)利要求
1、一種在熱軋生產(chǎn)中快速更換工作輥的方法，其特點(diǎn)是換輥方法由預(yù)換輥、更換階梯墊和移動(dòng)橫移平臺(tái)將新輥對(duì)準(zhǔn)軋機(jī)、拉舊工作輥、裝新工作輥四步驟組成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速更換工作輥的方法，其特征為預(yù)換輥過程中，使用拉線編碼器對(duì)軋機(jī)機(jī)組的各個(gè)工作輥推拉缸的初始位置進(jìn)行檢測，并將數(shù)據(jù)返回控制系統(tǒng)。選擇預(yù)換輥模式后按下自動(dòng)開始按鈕，控制程序自動(dòng)將翻轉(zhuǎn)缸翻出，并將工作輥推拉缸推至等待位置。在完成預(yù)換輥模式選擇后，當(dāng)粗軋不再進(jìn)行軋制而精軋軋機(jī)依次拋鋼后，軋機(jī)的竄輥順序的竄至靠操作側(cè)的位置；同時(shí)，各軋機(jī)活套自動(dòng)抬起。如果此時(shí)粗軋又開始了新的軋制，上述設(shè)備即各個(gè)機(jī)架的竄輥、活套將自動(dòng)進(jìn)行軋制擺位。如果粗軋精軋均不再進(jìn)行軋制，預(yù)換輥程序完成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速更換工作輥的方法，其特征為在拉舊工作輥階段，輔助機(jī)構(gòu)中無機(jī)械連鎖的設(shè)備同時(shí)動(dòng)作，隨后工作輥推拉缸到E9位置，所以，可大大提高拉輥速度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的快速更換工作輥的方法，其特征為在裝新輥階段，輔助機(jī)構(gòu)中無機(jī)械連鎖的設(shè)備同時(shí)動(dòng)作，同時(shí)完成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的快速更換工作輥的方法，其特征為在進(jìn)入預(yù)換輥程序后，如不進(jìn)行換輥程序而繼續(xù)進(jìn)行軋制程序，則竄輥和軋機(jī)活套均恢復(fù)原位繼續(xù)軋制。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速更換工作輥的方法，其特征為在進(jìn)入預(yù)換輥程序后，當(dāng)粗軋沒有帶鋼，精軋本軋4幾拋鋼后自動(dòng)進(jìn)行活套和竄輥的換輥位擺位，最大限度的利用時(shí)間。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速更換工作輥的方法，其特征是在各個(gè)步驟的控制過程中加入確認(rèn)通過功能，即當(dāng)設(shè)備工作正常但檢測信號(hào)不正常的情況下，通過現(xiàn)場檢查后可以通過確認(rèn)按鈕繼續(xù)下一步驟；防止因i殳備故障導(dǎo)致自動(dòng)換輥不能繼續(xù)的情況的發(fā)生。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的快速更換工作輥的方法，其特征是使用拉線位置傳感器對(duì)工作輥推拉缸的位置進(jìn)行精確檢測的同時(shí)，利用動(dòng)態(tài)參數(shù)的位置控制器對(duì)推拉缸位置進(jìn)行精確的位置控制，避免因推拉缸位置丟失或定位不準(zhǔn)而不能繼續(xù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換輥。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熱軋薄板生產(chǎn)線全自動(dòng)快速更換精軋工作輥的方法，其硬件由全液壓換輥設(shè)備、西門子TDC控制器、本地操作面板和WinCC服務(wù)器構(gòu)成。其控制方法依次為換輥準(zhǔn)備、抽舊工作輥、更換階梯墊和移動(dòng)橫移平臺(tái)將新輥對(duì)準(zhǔn)軋機(jī)、裝新工作輥、軋鋼準(zhǔn)備；其中工作輥推拉缸的位置控制方式采用以拉線編碼器做為位置反饋的比例控制，保證以最快的速度和高準(zhǔn)確度進(jìn)行工作輥的更換。同時(shí)采用更為合理的控制順序，安全高效的進(jìn)行全自動(dòng)化換輥。
文檔編號(hào)B21B31/08GK101670369SQ20091009349
公開日2010年3月17日 申請日期2009年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月24日
發(fā)明者楊會(huì)東, 林 王, 軍 雷 申請人:唐山國豐鋼鐵有限公司