落料線梯形板料生產(chǎn)尺寸改進(jìn)方法

王占斌

（北京首鋼股份有限公司 落料作業(yè)區(qū)，北京 101304）

具有開卷、切頭、清洗、矯直、落料、剪切、堆垛工序的現(xiàn)代化開卷落料線主要由開卷送料系統(tǒng)、壓機(jī)和板料堆垛裝置等幾大部分組成，主要為汽車企業(yè)提供落料壓力成形及板材剪切服務(wù)。在冷軋鋼板落料剪切中，剪切是生產(chǎn)和質(zhì)量檢查的最后一道工序，是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。為了滿足顧客日益增長的需求，必須杜絕質(zhì)量缺陷的發(fā)生。在剪切工序生產(chǎn)的冷軋板中，梯形產(chǎn)品尺寸存在超差缺陷，不能滿足冷軋板用戶尤其是汽車板用戶的生產(chǎn)要求。為解決此問題，本文對梯形板料尺寸生產(chǎn)原理進(jìn)行分析，從工藝技術(shù)操作和設(shè)備功能精度方面開展相應(yīng)研究，提出改進(jìn)措施。

1 落料線簡介

落料生產(chǎn)線所用原料為熱軋酸洗卷、冷軋連退卷、電鍍和熱鍍鋅卷、高強(qiáng)度冷軋板和鍍鋅板等，產(chǎn)品為落料片和擺剪件（矩形、梯形、平行四邊形）等。

落料生產(chǎn)線主要由開卷機(jī)組、落料機(jī)組和堆垛機(jī)組三大部分組成。主要設(shè)備包括開卷機(jī)、上料小車、上下剝料器、料頭剪、清洗機(jī)、矯直機(jī)、活套設(shè)備、送料裝置、伸縮輥?zhàn)优_、壓力機(jī)、擺剪模、伸縮皮帶機(jī)、料片堆垛機(jī)、堆垛小車、翻卷設(shè)備、廢料運(yùn)輸線等。

擺剪件產(chǎn)品中包括矩形板和梯形板，其中梯形板產(chǎn)品對尺寸要求嚴(yán)格，生產(chǎn)時需要擺剪左右擺動，工藝控制難度較高。落料線梯形板料產(chǎn)量較少，現(xiàn)場生產(chǎn)產(chǎn)品尺寸不穩(wěn)定，產(chǎn)品尺寸合格率不高。如果產(chǎn)品尺寸超差，板料發(fā)往客戶，造成客戶對質(zhì)量有異議。因此在生產(chǎn)梯形板料時，需優(yōu)化生產(chǎn)工藝操作，提高設(shè)備功能精度。

2 梯形板料生產(chǎn)過程

2.1 生產(chǎn)流程

梯形板料生產(chǎn)流程，如圖1 所示。

圖1 梯形板料生產(chǎn)流程圖

2.2 尺寸超差

生產(chǎn)梯形板料時，堆垛使用3 號堆垛方式，即1號小車上堆垛A 板料，2 號小車上堆垛B 板料，板料在堆垛小車上的堆垛放置方向相反。對板料質(zhì)量進(jìn)行檢查時，發(fā)現(xiàn)梯形A 板料和B 料長邊和短邊尺寸不一致，并且出現(xiàn)超出標(biāo)準(zhǔn)公差現(xiàn)象。如圖2 所示。

圖2 梯形板料在堆垛小車上放置圖

3 尺寸超差分析

3.1 梯形生產(chǎn)計(jì)算原理

生產(chǎn)梯形板料時采用擺剪模具，其計(jì)算的基本方法如下。梯形板料尺寸示意圖如圖3 所示。

圖3 梯形板料尺寸圖

（1）送料長度FL：如果帶料中心線與擺剪中心線相交且梯形板料有一個對稱線，應(yīng)使用下列公式計(jì)算送料長度：FL=（E+D）/2。

（2）擺剪角度A 和B：若為等腰梯形tanA=tanB=0.5*（E-D）/SW，因此角度A=B=arctan（0.5*（E-D）/SW）。

（3）通過上述分析要保證梯形板料尺寸，必須滿足下列三個條件：①正確設(shè)置擺剪角度A 和B；②帶料的中心線必須與擺剪中心線相交；③輸入正確的送料長度。

3.2 尺寸不穩(wěn)定原因分析

（1）由于擺剪角度A 和B 按照帶鋼理論寬度計(jì)算，而實(shí)際帶鋼寬度比理論寬度大，造成板料長短邊尺寸偏大。

（2）擺剪側(cè)夾持料帶有偏差，造成帶鋼中心線與擺剪中心線不一致，從而使送料長度輸入不準(zhǔn)確。

（3）上卷時鋼卷中心線與生產(chǎn)線中心線有偏差，造成帶鋼偏離中心線。

4 解決方法

（1）精確設(shè)定擺剪角度。利用編程軟件設(shè)計(jì)計(jì)算方法，如圖4 所示。根據(jù)已知帶鋼的實(shí)際寬度、梯形短邊長、長邊長參數(shù)以及梯形的類別（等腰梯形和直角梯形），直接計(jì)算出擺剪角度A 和B 以及送料長度，然后進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。

圖4 擺剪角度計(jì)算公式

（2）校正擺剪側(cè)導(dǎo)。檢查側(cè)導(dǎo)固定螺栓和檢測光柵，保證側(cè)導(dǎo)準(zhǔn)確夾持帶鋼，不讓帶鋼在運(yùn)行時左右晃動，使帶鋼在擺剪剪切時平穩(wěn)運(yùn)行。如圖5 所示。

圖5 擺剪側(cè)導(dǎo)對中校準(zhǔn)

（3）上卷對中校正。在開卷機(jī)芯軸上方安裝一個光柵，用于檢測產(chǎn)線的中心位置，如圖6 所示。當(dāng)上卷完成時，光柵的光點(diǎn)會打到卷料上，操作工可以提前檢測卷料中心是否和光柵的光點(diǎn)重合，保證了卷料的對中的精確度。這樣在上卷時可以人工校正鋼卷在芯軸的位置，出現(xiàn)偏差后立即處理，確保鋼卷中心位于生產(chǎn)線中心。

圖6 開卷機(jī)卷料對中光柵改進(jìn)

（4）工藝參數(shù)微調(diào)。產(chǎn)品質(zhì)檢后根據(jù)板料實(shí)際尺寸微調(diào)送料長度參數(shù)，保證送料長度尺寸和擺剪角度精確設(shè)定。如圖7 所示。

圖7 送料長度、擺剪角度參數(shù)調(diào)整界面

5 結(jié)論

（1）提高梯形板料尺寸合格率。根據(jù)梯形尺寸生產(chǎn)原理，從工藝操作和設(shè)備優(yōu)化兩方面改進(jìn)，自主編制計(jì)算公式，準(zhǔn)確進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。校正擺剪側(cè)導(dǎo)，檢查側(cè)導(dǎo)固定螺栓和檢測光柵，保證側(cè)導(dǎo)準(zhǔn)確夾持帶鋼。上卷時在人工校正鋼卷在芯軸的位置，出現(xiàn)偏差后立即處理，確保鋼卷中心位于生產(chǎn)線中心。通過以上三項(xiàng)優(yōu)化改進(jìn)技術(shù)，提高梯形產(chǎn)品尺寸合格率。穩(wěn)定了梯形生產(chǎn)尺寸，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，提高了梯形板料的生產(chǎn)合格率。

（2）延伸首鋼冷軋產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈，服務(wù)首鋼大局。落料線作為鋼卷深加工產(chǎn)線，通過一系列工藝、技術(shù)優(yōu)化改進(jìn)提升了產(chǎn)品質(zhì)量。服務(wù)上游冷軋鋼卷生產(chǎn)企業(yè)，延伸冷軋品的產(chǎn)業(yè)鏈，提升產(chǎn)線直接服務(wù)、面對客戶的能力，讓冷軋優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品呈現(xiàn)在客戶面前。產(chǎn)品質(zhì)量技術(shù)提升的成功應(yīng)用可以為同行業(yè)其他企業(yè)提供借鑒。