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自动切割机图解(数控切割机怎么使用)

发布人:亚搏手机app 发布时间:2022-01-29

由于某炼钢厂切割机的老化以及前期的设计缺陷,切割机在使用过程中经常出现两个切割枪第一次相遇后自动返回、主夹打开故障。该炼钢厂的切割机出现两枪相遇自动返回故障时,轻则造成降速事故切割,重则浇铸中断,造成严重经济损失。作者详细分析了亚搏手机app下载切割机两枪控制系统的原理和故障成因,并对故障原因进行了理论分析,从多方面避免该类故障的发生,为类似设备的故障处理提供参考。

自动切割机图解

火焰切割机主要作用是将铸坯按产销计划长度切割成板坯块。由于某炼钢厂切割机的老化以及前期的设计缺陷,切割机在使用过程中经常出现两个切割枪第一次相遇后自动返回、主夹打开故障。近年来由于熟练操作工陆续退休,新来的操作人员技能水平不高等原因常常无法重新对缝进行二次切割,切割机出现两个切割枪第一次相遇后自动返回故障,轻则造成降速事故切割,重则浇铸中断,造成严重经济损失。

控制原理

该炼钢厂的火焰切割机采用的双切割枪进行切割。正常的切割时,切割机的切割流程如下:

1)切割机在主夹打开信号到来后,切割机主夹打开,切割机开始随铸坯一起移动,切割机1#、2#切割枪快速接近铸坯,到达铸坯边缘位置时(由程序计数得出),切割枪暂停,预热燃点燃。

2)预热6s后,切割氧启动,1#、2#切割枪以始切速度向铸坯移动。

3)始切9s后,切割距离约5-20mm,切割机正常速度进行切割。

4)1#、2#切割枪第一次相遇后(割枪固定小车中间撞尺极限闭合),2#枪停止切割并返回100mm,1#枪继续切割。

5)当两枪第二次相遇后,此时铸坯余10mm未切,2#切割枪返回原位,1#切割枪继续前进30mm,同时切下辊道启动。

6)1#枪切割完毕后,关闭预热燃、切割氧,1#枪快速返回,切割机主夹松开。

自动切割机图解

图1 切割机切割过程示意图

自动切割机图解

图2 切割机切割控制流程图

故障分析

从切割机控制原理及切割控制流程图可以看出,切割机两枪第一次相遇时板坯仍有将近100mm的宽度未切割,如果两枪自动返回并且松开主夹,操作人员需重新进行对缝切割。由于操作人员的技能水平以及责任心问题,几乎每次出现切割机两枪第一次相遇返回的情况时,都造成无法对缝或者板坯切割不断造成浇铸降速或者浇铸中断的情况。

造成两枪第一次相应自动返回的原因主要有以下两种:

(1)两枪第一次相遇后极限撞尺未返回原位。

切割机两枪相遇极限安装在1#枪切割小车上,采用机械撞尺极限,当1#枪切割小车与2#枪切割小车相遇时,撞尺旋转,极限信号闭合,程序根据信号做出下一步控制指令。

但由于切割环境温度较高,一般情况下在80°C以上,机械撞尺极限由于需要润滑,高温环境容易造成润滑油干燥凝固造成撞尺卡死,这种情况在继续上机使用一段时间后发生的几率非常高。

当撞尺未还原时,程序检测两枪第一次相应信号到来后,2#枪返回,1#枪继续切割;但随机检测第二次相遇信号也到来了,1#枪切割10mm就切割结束,主夹松开。此时铸坯仍由90mm宽度未切。

(2)切割机相遇极限受切割机上其它设备影响。

切割区域设备比较复杂,附近布列比较多的冷却水管、切割机走线履带、煤气管、氧气管、电缆等设备,检修以及临时故障处理经常造成切割枪小车移动时其它设备绊动切割机相遇极限造成相遇信号提前到来或者出现误信号;切割机上冷却水管容易出现漏水情况,若相遇极限进水容易造成极限开关掉电或者整个操作台掉电,影响相对严重。

​故障处理及论证

(1)针对切割机两枪第一次相遇自动返回故障,首先需要对相遇极限进行改性,机械撞尺极限在高温环境下容易出现润滑干燥拐臂卡死,根据现场实际情况选择图尔克感应极限。

图尔克感应极限感应距离10mm,环境温度-20°C—100°C,输入为10VDC-30VDC,输出为200mA电流信号,所以图尔克感应极限满足生产的需要,同时能有效避免撞尺卡死的情况发生。

(2)感应极限需要三根电缆,电源正、电源负及信号线,所以由机械极限改造感应极限时需要重新铺设电缆一根,这对切割机这种备用电缆比较多的设备,改造不会造成任何问题。

但是感应极限并不能完全解决其它设备造成的干扰信号,主要因为切割区域的信号传输只能通过切割枪履带,再由切割大车履带传输至PLC,这个过程中避免不了与动力电缆距离很近,甚至并排。切割机的动力电源为强电,对感应极限产生的200mA弱电流影响比较大,所有在切割机移动过程中(尤其切割机或者切割枪小车初始移动时),干扰信号特别明显。

自动切割机图解

图3 感应极限原理图

为了解决这个问题,采取干扰信号屏蔽措施。1)两枪相遇极限信号采用带屏蔽层的电缆;2)对极限等弱点与动力电缆分开传钢管屏蔽;3)在信号进入PLC前,采用中间继电器进行信号处理。使用中间继电器进行信号处理示意图如下:

自动切割机图解

图4 使用中间继电器对两枪相遇信号处理

(3)通过程序控制为两枪相遇增加时间锁定。

正常切割情况下,从两枪第一次相遇到两枪第二次相遇时间基本是固定的,如果小于该时间内到来的信号可以判断为干扰信号或者误信号,切割枪不进行下一步动作,避免引起错误信号引起的板坯切割故障。

根据现场多次检测,两枪第一次相遇至第二次相遇间隔16s-18s,因此确认在15s内到来的信号全部为干扰信号或者误信号,需要对该时间段内到来的第二次相遇信号进行程序屏蔽。修改后的控制程序如下所示:

自动切割机图解

图5 两枪第1次相遇时间后15s锁定

自动切割机图解

图6 改造前的两枪第1次相遇程序控制

​(4)延时主夹松开时间,并增设切割完成蜂鸣器。

当切割完成时,延时7s切割枪返回,同时蜂鸣器报警。一般情况下两枪第一次相遇自动返回故障时,正常情况下不会造成生产影响,最年来多次此类故障造成浇铸中断或者事故切割的主要原因是工艺由于老师傅退休,新来职工技能水平较差,无法使用切割机进行二次对缝。

切割机两切割枪延时7s对正常切割板坯不会造成任何影响,切割完成后,通过蜂鸣器提醒操作工切割结束,操作工只需要抬头确认板坯是否切断,如果正常不需要任何操作;如果板坯未切断,需要手动操作对未切断处重新切割。因切割枪未返回、主夹未松开,只需要点击切割就能实现切割,避免了因主夹松开后对缝不准造成切割位置与原切缝不一致板坯无法切断的事故发生。

自动切割机图解

图7 新增切割结束后延时7s松开

结语​

该炼钢厂火焰切割机两枪第一次相遇自动返回故障经过更换极限的类型、干扰信号屏蔽、PLC程序功能的完善以及语言报警等技术措施,从多种角度避免切割机两枪相遇干扰信号及误信号,保证两枪相遇信号的正常。该故障从原来的每月3-4次到现在全年零故障,保证了生产的正常秩序。该故障的处理方法以及信号干扰的屏蔽措施,对处理类似故障的设备有很大参考价值。

本文编自《电气技术》,论文标题为“关于火焰切割机两枪相遇自动返回的故障分析”,作者为宋欣锋、钟敏。

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