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摘要：随着冶金企业智慧制造的推进，冷轧工序表面质量检查自动化、智能化成为行业发展的主要方向。由人工打磨发展到自动打磨，其难点在于打磨机的打磨带钢宽度能否完全覆盖、打磨痕迹是否均匀、打磨后形成的灰尘能否自动擦灰等。文章主要结合湛江钢铁冷轧工艺特点，针对如何选型、设计、优化打磨功能应用等问题展开探讨，以期通过研究，满足现场质量检查自动化、智能化的需求。
关键词：智能；冷轧；打磨机；精整；擦灰
1机组简介
冷轧精整机组主要功能为冷轧工序质量检查、缺陷返修机组，如图1所示，主要生产钢材覆盖轧硬卷、普冷卷、镀锌卷，机组的核心功能——质量检查，是通过质检操作人员在质检台进行外观质量检查与油石打磨检查，打磨检查的原因是由于部分钢板缺陷打磨后肉眼可见，例如，辊因缺陷等，而且打磨要全覆盖带钢宽度方向整板面。
2存在问题
打磨检查是冷轧汽车板生产过程中质量检测的重要环节，操作室内设有人工在线检查打磨工位，通过人工检查耗时耗力，且宽度1000mm以上宽料，打磨范围非常大，操作人员易疲劳，打磨效果大打折扣，导致缺陷流出，如图2所示。如果能通过自动化设备代替人工打磨，不仅提高打磨效率，同时能够避免因为人员疲劳打磨力度不够导致的缺陷漏检出。表1为精整机组需要人工打磨的外板规格统计，生产料规宽度1000mm以上料规占比90%，操作人员打磨疲劳问题相对突出[1]。
3改进的方案
在线智能打磨机由在线打磨机、擦灰系统和缺陷采集系统组成，打磨机安装在出口检查平台靠近3#夹送转向辊一侧，摆臂朝向转向辊，框架采用龙门式结构，横跨在带钢上部，打磨机压缩空气气源取自机组top点，在线智能打磨机主要参数，如表2所示。
在线自动打磨机的整个作业周期均为全自动运行，根据机组产品大纲和检查台的实际尺寸，打磨的方式为：打磨装置与机组实现的联动，在机组打磨机控制界面设定首次打磨长度，再次打磨长度，并将打磨机状态设置为投用状态，打磨机工作状态选择自动，每个成品卷的4吨、8吨、16吨位置由系统L1发送指令，打磨机自动实现打磨功能，每卷打磨不超过3个打磨痕迹，打磨带钢区域：长度5.2m+1m，带钢宽度全覆盖。打磨痕迹均匀，可将肉眼不可见缺陷打磨出来，打磨无漏点。（操作盘箱设置有手动打磨，再次打磨，打磨结束按钮信号提供给L1），具体自动流程如下：
首先，系统L1判断带钢吨位，打磨条件满足时，机组降速并发送打磨信号，同时将L1带钢信号发给PLC，打磨机器人摆臂从HOME位向带钢方向移动，检测带钢宽度，检测完成，摆臂进入准备位，边部打磨臂进入边部位置，准备打磨完成；
其次，当机组速度降至10m/min，高速干接点信号闭合，打磨机接收到打磨信号（打磨信号闭合），气缸压下自动打磨，当打磨长度达到观测指定长度，打磨信号断开，摆臂暂停运行，第一次打磨周期完成。辊印检查人员可以进入观察区域观察[2]。
再次，当检察人员离开观察区域，再次发出打磨信号，摆臂继续打磨，再次达到指定长度，打磨信号断开，摆臂暂停运行，第二次打磨周期完成。辊印检查人员可以进入观察区域观察。当接收到高速信号（高速信号断开），打磨摆臂气缸和边部气缸收回，摆臂和边部机构回到HOME位，本次打磨结束。PLC发送设备打磨结果信息给L1[3]。
最后，在线自动打磨装置可自动、半自动控制，具备近控及远控功能，近控按钮安装在机组就近操作台上，可单机锁定，也可与机组其他设备同时锁定，用于设备的操作面板设置在机旁。在线自动打磨装置配备安全踏垫，人员进入检查围栏区域，实现全线自动安全联锁。
在线智能打磨机总体方案，如图3所示。
打磨机设备安装所需主要材料见表3、表4，分机械材料、电气材料两部分。
4安装、调试过程中的问题及解决方案
在打磨机安装后调试使用过程中遇到两方面突出问题，一方面是擦灰效果不佳，自动功能不能满足现场质量检查需求及机组清洁要求，另一方面是打磨功能单一，不能满足现场工艺需求，针对以上问题，通过软件优化进行解决，具体如下。
4.1擦灰效果不佳
自动打磨机擦灰布动作在打磨自动步第36步结束后开始启动，而第36步已包含首次打磨、再次打磨以及往后的所有再次打磨结束，机组停止便于人员检查打磨质量，若每次打磨设定长度为4.2m，则擦灰布在固定位置持续使用8.4m甚至更长，此时容易造成油污、粉尘等异物遗留在擦灰布接触面，影响擦灰效果[4]。根据现场擦灰布清洁效果，对擦灰布收布动作进行优化，缩短同一位置擦灰布使用时间，提高清洁能力，对擦灰布收布动作进行优化后，每次打磨结束，则在第24步自动步结束后，进行擦灰布收布3s动作，能有效将使用过的脏污擦灰布卷起，避免再次污染带钢，如图4所示。
4.2打磨功能单一
自动打磨机的自动模式下默认是按重量4T、8T、16T三个挡位来打磨，已经在程序内做好设定，无法根据现场实际情况进行调整，不便于现场自由操控，在遇到以米数记录的缺陷时，需要人工去跟踪米数长度来停机，再进行打磨。
针对打磨机自动模式下，优化为两种方式供操作人员进行选择，分为重量模式、长度模式，再按照两种模式分别设置三段打磨位置。当操作人员选择打磨机自动模式后，下方会出现重量模式和长度模式，选择重量模式后，可以在输入框输入三段打磨吨数；同理选择了长度模式后，可以在输入框输入三段打磨米数。选择完成后，打磨机会按照以上设定的挡位来进行自动打磨，提高了自动化打磨效率[5]。
5打磨机应用效果
（1）打磨机设备安全可靠，通过在机器两侧操作人员进出位置设计配备安全踏垫，人员进入打磨机区域便直接踩到踏垫上，触发设备锁定功能，避免人员进入打磨机区域设备误动作伤人的风险。
（2）打磨机功能完善，具备根据操作人员需求，设定按照带钢位置、重量等各类打磨要求，同时具备擦灰功能，解决自动打磨后灰尘遗留在带钢的问题。
（3）打磨效率提升明显，原人工打磨，打磨机安装后通过在外板集中生产期间跟踪，每班打磨总时间降低了1h以上，每卷打磨时间降低了5~8min，打磨效率提升明显。
（4）缺陷有效检出，通过在外板集中生产期间进行了100卷跟踪试验，每卷通过在线人工打磨和自动打磨机打磨进行效果对比，人工打磨发现的缺陷自动打磨机缺陷全部打磨检出，自动打磨机具备了替代人工打磨的能力。
6结束语
文章对冷轧精整机组自动打磨机应用情况进行了简要讲述，实际目前自动打磨机针对打磨效果上仍在持续改进，目前，冶金企业装备智能化是大势所趋，冷轧工序质量检查作业是目前人工作业频率较高的作业内容，此项作业如能够逐步通过智能化设备替代，将对国内冶金企业冷轧厂作业效率提供较大提升。
参考文献
［1］马征征，刘伟鑫，田仁勇.自动打磨技术在转向架焊接构架制造中的研究与应用［J］.焊接技术，2024，53（4）：83-86.
［2］吴锡球.便携式多功能打磨机的研制［J］.价值工程，2022，41（31）：77-79.
［3］孙友，王彦鹏，袁海.基于焊缝特征的铝合金车体自动打磨研究及应用［J］.今日制造与升级，2021（12）：36-38.
［4］尹志远，张朋年，候江涛.钢管内壁自动打磨清扫装置的应用［J］.焊管，2019，42（4）：50-53.
［5］王伏银，吴来发，尹化保.机器人在铸件自动打磨工艺中的应用［J］.中国铸造装备与技术，2018，53（3）：93-96.后台-系统设置-扩展变量-手机广告位-内容正文底部 -
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冷轧精整机组自动打磨机的应用论文
人参与 2024-12-04 10:37:08 分类 : 理学 点这评论 作者：团论文网 来源：https://www.tuanlunwen.com/
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