結(jié)構(gòu)件精準(zhǔn)化拋丸研究與應(yīng)用

趙麗瓊

本文主要通過(guò)對(duì)拋丸機(jī)電氣系統(tǒng)程序優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)工件尺寸與拋丸程序精準(zhǔn)化匹配，有效降低了拋丸過(guò)程能源消耗和涂裝輔料消耗，節(jié)約了涂裝成本，減少了粉塵等污染物的排放。

1.目前國(guó)內(nèi)外同類(lèi)先進(jìn)技術(shù)概況

目前行業(yè)內(nèi)卡特、神鋼等標(biāo)桿企業(yè)均采用單一模式進(jìn)行拋丸，即不論結(jié)構(gòu)件長(zhǎng)短，統(tǒng)一采用同一程序進(jìn)行拋丸，此種拋丸方式存在兩個(gè)不足：

（1）結(jié)構(gòu)件進(jìn)出拋丸機(jī)前后封閉室的過(guò)程中，拋頭進(jìn)料口已關(guān)閉，拋丸電機(jī)一直處于運(yùn)行狀態(tài)，造成電能浪費(fèi)。

（2）拋丸程序根據(jù)最長(zhǎng)工件設(shè)定，短工件拋丸時(shí)，工件未進(jìn)入拋丸區(qū)時(shí)，拋頭和電機(jī)均處于空拋狀態(tài)，造成電能、丸粒浪費(fèi)與設(shè)備磨損。

2.精準(zhǔn)化拋丸的措施

精準(zhǔn)化拋丸即通過(guò)精準(zhǔn)匹配工件尺寸與拋丸程序，避免空拋，減少能源、丸粒浪費(fèi)與設(shè)備損耗。

結(jié)構(gòu)件精準(zhǔn)化拋丸項(xiàng)目主要通過(guò)對(duì)不同長(zhǎng)度結(jié)構(gòu)件拋丸程序進(jìn)行優(yōu)化，減少拋丸前后等待時(shí)間內(nèi)拋頭電機(jī)的空轉(zhuǎn)，降低能源和輔料消耗。該項(xiàng)目主要從拋丸結(jié)構(gòu)件長(zhǎng)度等級(jí)劃分、拋丸程序優(yōu)化、拋丸系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)改造、拋丸電氣控制標(biāo)準(zhǔn)化四個(gè)方面實(shí)施。

2.1結(jié)構(gòu)件拋丸長(zhǎng)度等級(jí)劃分

為實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)件精準(zhǔn)化拋丸，現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)件長(zhǎng)度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并按長(zhǎng)度進(jìn)行等級(jí)劃分設(shè)計(jì)拋丸程序。

通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)分析可看出，結(jié)構(gòu)件長(zhǎng)度尺寸范圍為3.14m-6.64m，其3-4m長(zhǎng)度段內(nèi)工件類(lèi)型共8種，4-5m長(zhǎng)度段內(nèi)工件類(lèi)型共11種，5-6m長(zhǎng)度段內(nèi)工件類(lèi)型共1種，6-7m 長(zhǎng)度段內(nèi)工件類(lèi)型共4種，故將結(jié)構(gòu)件尺寸劃分為3m、5m、7m 三個(gè)長(zhǎng)度級(jí)別。

2.2拋丸程序優(yōu)化

拋丸電機(jī)的啟停均通過(guò)PLC程序進(jìn)行控制，因此需在 PLC 內(nèi)添加相應(yīng)程序，使工件在觸發(fā)拋丸機(jī)行程開(kāi)關(guān)后能實(shí)現(xiàn)拋丸電機(jī)的啟停；同時(shí)通過(guò)在自行小車(chē)行進(jìn)軌道上方增加三組行程開(kāi)關(guān)，分別對(duì)應(yīng)7m、5m、3m長(zhǎng)度等級(jí)，通過(guò)行程開(kāi)關(guān)來(lái)控制拋丸電機(jī)的啟停。

2.2.1拋丸電機(jī)啟停程序優(yōu)化

原拋丸程序邏輯：點(diǎn)擊拋丸機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)按鈕，分離器、提升機(jī)、橫向螺旋、縱向螺旋、收丸螺旋、皮帶輸送機(jī)、拋丸電機(jī)依次啟動(dòng)。

優(yōu)化后拋丸程序邏輯：

（1）點(diǎn)擊拋丸機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)按鈕，分離器、提升機(jī)、橫向螺旋、縱向螺旋、收丸螺旋、皮帶輸送機(jī)依次啟動(dòng)；

（2）拋丸機(jī)PLC檢測(cè)前封閉室大門(mén)關(guān)閉信號(hào)后（輸送線控制柜傳遞至拋丸機(jī)PLC），依次啟動(dòng)拋丸電機(jī)；

（3）拋丸機(jī)PLC檢測(cè)后封閉室行程開(kāi)關(guān)關(guān)閉信號(hào)后（輸送線控制柜傳遞至拋丸機(jī)PLC），依次停止拋丸電機(jī)。

2.2.2拋丸程序優(yōu)化

2.2.2.1拋丸區(qū)間優(yōu)化

針對(duì)拋丸室內(nèi)前后等待區(qū)位置進(jìn)行優(yōu)化，原7米級(jí)前后等待區(qū)間不變，5米級(jí)、3米級(jí)前后等待區(qū)間分別向拋丸區(qū)間方向移1米及2米，從而達(dá)到消除空拋區(qū)間的目的。

2.2.2.2拋丸區(qū)間程序優(yōu)化

前封閉室大門(mén)關(guān)閉信號(hào)替代：

（1）由前封閉室上方新增加的三組行程開(kāi)關(guān)信號(hào)來(lái)代替前封閉室大門(mén)關(guān)閉信號(hào)；由后封閉室上方新增加的三組行程開(kāi)關(guān)信號(hào)來(lái)代替原行程開(kāi)關(guān)信號(hào)；

（2）由控制箱內(nèi) PLC 輸出信號(hào)激活相應(yīng)新增加的六組行程開(kāi)關(guān)；

（3）依據(jù)操作人員選擇，拋丸機(jī)PLC檢測(cè)不同行程開(kāi)關(guān)進(jìn)行判斷輸出。

拋丸程序優(yōu)化后，在上件工位增加選擇控制箱來(lái)選擇控制信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)不同長(zhǎng)度工件的選擇性拋丸作業(yè)。

2.3拋丸系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)改造及效果確認(rèn)

2.3.1控制箱改進(jìn)

由于原有控制箱僅具備單一程序選擇功能，故需要在上件工位增加一個(gè)長(zhǎng)度選擇控制箱，實(shí)現(xiàn)7m、5m、3m三個(gè)級(jí)別拋丸程序的選擇。

改進(jìn)前，工件拋丸時(shí)需同時(shí)按下上升和放車(chē)兩個(gè)按鈕；改進(jìn)后，操作人員根據(jù)工件長(zhǎng)度選擇3m、5m、7m按鈕，控制箱內(nèi)PLC輸出相應(yīng)信號(hào)接通原控制箱內(nèi)上升、放車(chē)按鈕，工件放行進(jìn)入拋丸室。

2.3.2行程開(kāi)關(guān)布線改進(jìn)

通過(guò)在拋丸室頂端自行小車(chē)行進(jìn)軌道上增加兩組行程開(kāi)關(guān)，配合原有一組行程，將拋丸區(qū)間分為7m、5m、3m三個(gè)長(zhǎng)度等級(jí)。

通過(guò)測(cè)量拋丸室體內(nèi)中心拋丸區(qū)與懸掛工件的距離，確定 3 個(gè)長(zhǎng)度等級(jí)拋丸區(qū)間位置，進(jìn)而確定行程開(kāi)關(guān)固定位置。行程開(kāi)關(guān)安裝時(shí)，使用行程開(kāi)關(guān)安裝支架固定至自行小車(chē)軌道上沿，使用2根3芯電纜線分別串聯(lián)前后6只行程開(kāi)關(guān)，原前后行程開(kāi)關(guān)接線連接至上件拋丸控制箱。

2.3.3拋丸效果確認(rèn)

在拋丸系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)改制完成后，通過(guò)對(duì)不同長(zhǎng)度級(jí)別的結(jié)構(gòu)件進(jìn)行拋丸試驗(yàn)，確定長(zhǎng)度等級(jí)劃分和拋丸程序優(yōu)化后能夠滿足質(zhì)量要求。

2.4拋丸控制箱標(biāo)準(zhǔn)化

針對(duì)拋丸控制箱制定使用規(guī)范，根據(jù)工件長(zhǎng)度等級(jí)選擇長(zhǎng)度選擇按鈕，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)件精準(zhǔn)化拋丸。

3.總結(jié)

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)電量消耗及產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)計(jì)算，改進(jìn)前后平均單掛拋丸電能分別為43度、34.4度，單掛節(jié)約電能8.6度，改進(jìn)前后單掛平均丸料消耗分別為14kg、8.9kg，單掛節(jié)約丸料5.1kg。單掛節(jié)約電能25%，節(jié)約丸粒消耗36%，使得拋丸機(jī)能源利用率達(dá)到行業(yè)先進(jìn)水平。

以半年生產(chǎn)量為 1982 掛計(jì)算，每半年產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益為：經(jīng)濟(jì)效益=節(jié)約能耗費(fèi)用+節(jié)約丸料成本= 生產(chǎn)總掛數(shù)×單掛節(jié)約費(fèi)用=1982掛×8.6度/掛×0.96元/度+生產(chǎn)總掛數(shù)×單掛節(jié)約費(fèi)用=1982掛×5.1kg/掛×5.02元/kg=6.71萬(wàn)元。

通過(guò)結(jié)構(gòu)件精準(zhǔn)化拋丸的實(shí)施，有效降低了生產(chǎn)線的能源消耗和丸粒消耗，減少了拋丸粉塵的排放。

（作者單位：徐州工程機(jī)械技師學(xué)院）