一種線材精軋機輥縫自動調節裝置的製作方法

2023-10-23 16:16:57 2

本實用新型涉及一種自動定位裝置，特別涉及一種線材精軋機輥縫自動調節裝置。

背景技術：

線材精軋機輥縫調節主要依賴現場手工調整，輥縫調節的速度、精度、穩定性等方面都難以保證。由於不能自動調整軋機輥縫，也沒有二級模型計算輥縫設定值，只能人工根據現場實際軋制情況按照經驗調節輥縫。因此針對不同產品、不同軋輥磨損程度，調整不及時、不準確，不同人員調節的效果可能會有很大差別，影響產品質量的穩定控制。

技術實現要素：

為了解決上述的問題，本實用新型提供了一種線材精軋機輥縫自動調節裝置，本裝置採用體積小、結構緊湊的電磁製動減速電機配以PLC和變頻器，不但實現了輥縫的自動調整，而且為現場採集輥縫數據、建模、自動調整、自動補償提供可靠、精確的設備平臺。最終實現精軋機輥縫的自動控制，為智能工廠建立提供技術平臺和支持。

為了達到上述目的，本實用新型採用以下技術方案實現：

一種線材精軋機輥縫自動調節裝置，包括電機、電磁製動器、減速機、手動調節機構、法蘭、編碼器、電控裝置；電機輸出軸一端套接電磁製動器，另一端連接減速機，減速機為直角、兩端輸出軸結構，一端輸出軸中間部位套接編碼器，末端為方頭形狀，方頭部分為手動調節機構，連接可拆卸的手動扳手，另一端輸出軸以鍵插接方式與原軋機上的輥縫調節絲槓相連接，法蘭通過螺栓與軋機輥縫調節機構上的法蘭相連接。法蘭通過螺栓與軋機輥縫調節機構上的法蘭相連接；由電控裝置向電機發出電信號，使電機通過減速機帶動軋機上的輥縫調節絲槓旋轉進行輥縫調節，同時編碼器將測得的輥縫位置信息反饋給電控裝置。

所述電控裝置包括PLC控制系統、變頻器、觸控螢幕，PLC控制系統包括西門子S7400PLC主站和西門子ET200S從站，觸控螢幕、變頻器均直接與ET200S相連接，編碼器和電機直接與變頻器相連接。PLC控制系統通過變頻器控制電機的運行，同時PLC控制系統還通過變頻器讀取編碼器信息。

所述PLC控制系統的ET200S從站與S7400主站連接方式為PROFIBUS-DP總線連接方式。

所述變頻器型號為西門子G120，G120與ET200S為PROFIBUS-DP總線連接方式。

所述觸控螢幕型號為西門子KTP1000，KTP1000與ET200S為乙太網通訊連接方式。

所述PLC控制系統的S7400主站還連接有工程師站，連接方式為PROFIBUS-DP總線方式。

所述編碼器為絕對值型位置編碼器。

所述電控裝置還設有就地操作箱，ET200S從站，觸控螢幕和變頻器安裝在就地操作箱內。

所述就地操作箱還設有操作按鈕和指示燈。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

線材精軋機輥縫自動調節裝置可以實現輥縫的自動控制，減輕了操作者的勞動強度，同時與計算機控制系統配合實現軋機輥縫的自動檢測和自動調節，提高了生產線的自動化控制水平，為線材廠構建智慧工廠提供設備基礎。

附圖說明

圖1為本實用新型提供的線材精軋機輥縫自動調節裝置結構主視圖；

圖2為本實用新型提供的線材精軋機輥縫自動調節裝置立體結構圖；

圖3為本實用新型提供的線材精軋機輥縫自動調節裝置電控裝置結構圖；

圖中：1-手動調節機構 2-編碼器 3-編碼器接線口 4-減速機 5-法蘭 6-減速機輸出軸 7-鍵槽 8-電磁製動器 9-電機 10-電機接線盒

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型提供的具體實施方式進行詳細說明。

如圖1、2所示，一種線材精軋機輥縫自動調節裝置，包括電機9、電磁製動器8、減速機4、手動調節機構1、法蘭5、編碼器2、電控裝置；電機9輸出軸一端套接電磁製動器8，另一端連接減速機4，減速機4為直角、兩端輸出軸結構，一端輸出軸中間部位套接編碼器2，末端為方頭形狀，方頭部分為手動調節機構1，連接可拆卸的手動扳手，另一端輸出軸6以鍵插接方式與軋機上的輥縫調節絲槓相連接，法蘭5通過螺栓與軋機輥縫調節機構上的法蘭相連接。法蘭通過螺栓與原軋機輥縫調節機構上的法蘭相連接；由電控裝置向電機9發出電信號，使電機9通過減速機4帶動軋機上的輥縫調節絲槓旋轉進行輥縫調節，同時編碼器2將測得的輥縫位置信息反饋給電控裝置。

如圖3所示，所述電控裝置包括PLC控制系統、變頻器、觸控螢幕，PLC控制系統包括西門子S7400PLC主站和西門子ET200S從站，觸控螢幕、變頻器均直接與ET200S相連接，編碼器和電機直接與變頻器相連接。PLC控制系統通過變頻器控制電機9的運行，同時PLC控制系統還通過變頻器讀取編碼器2信息。

所述PLC控制系統的ET200S從站與S7400主站連接方式為PROFIBUS-DP總線連接方式。

所述變頻器型號為西門子G120，G120與ET200S為PROFIBUS-DP總線連接方式。

所述觸控螢幕型號為西門子KTP1000，KTP1000與ET200S為乙太網通訊連接方式。

所述PLC控制系統的S7400主站還連接有工程師站，連接方式為PROFIBUS-DP總線方式。

所述編碼器2為絕對值型位置編碼器。

所述電控裝置還設有就地操作箱，ET200S從站，觸控螢幕和變頻器安裝在就地操作箱內。

所述就地操作箱還設有操作按鈕和指示燈。

安裝時，將原手動調整機構拆除，將本實用新型裝置的法蘭5與原軋機上的法蘭對接，使本裝置減速機4的輸出軸6一端插入到原調節絲槓上，將裝置上的電機9、電磁製動器8、編碼器2進行電氣接線。

所述電磁製動器8與電機9為一體連接定製產品，為失電制動型電磁製動器，失電時制動器抱死，得電時制動器打開，定製時將電磁製動器電源線引出電機殼外，方便於將電磁製動器單獨控制，電磁製動器8有兩個作用：一是用於輥縫自動調整，調整結束後電機停止時將電機鎖住防止輥縫竄動。二是用於手動調整，在手動調解前鬆開制動器使電機處於浮動狀態，便於人工手動調節，調整結束後制動器依然將電機鎖緊。

所述手動調節機構1能夠在電動輥縫調整裝置發生故障時用扳手旋轉調整杆帶動輥縫調整螺杆軸轉動實現手動調整輥縫。

電機選型參數為：

最大力矩：152Nm

電機功率：1.5kW

電機額定轉速：1400r/min

輸出轉速：93.3r/min

編碼器選型參數為：

外徑:φ108mm軸徑:φ36mm

位數：12-19bit(單圈)

精度：±7.5秒

輸出碼制：二進位碼、格雷碼

所述PLC控制系統主站選型為：西門子S7-400PLC櫃，內配416-2DP CPU、CP443-1乙太網模塊、CP443-5DP網模塊。

所述就地操作箱上安裝有觸控螢幕和轉換開關、按鈕，內置ET200S從站，實現輥縫顯示、輥縫自動標定、輥縫自動定位、輥縫手動調節功能。就地操作箱內配置24V電源對ET200S和編碼器供電。

所述PLC控制系統的ET200S從站與S7400主站以PROFIBUS-DP總線方式連接，使現場的編碼器位置信息即輥縫數值和裝置的工作狀態能夠上傳到主站，不但能實現裝置的遠程控制，而且能為現場採集輥縫數據、建模、自動調整、自動補償提供可靠、精確的設備平臺。最終實現精軋機輥縫的自動控制，為智能工廠建立提供技術平臺和支持。

所述的變頻器採用西門子G120新一代的驅動控制系統，它是集V/F、矢量和伺服控制於一體的驅動系統，其性能遠遠超過同類系統，能夠完成本裝置的精確定位控制。

輥縫的標定是輥縫初始值的標定，可以實現手動標定和自動標定，手動標定為：操作工通過手動方式測量出實際輥縫值，將該輥縫值輸入觸控螢幕，系統會將輥縫值標定為該測量值。自動標定為：將一根已知直徑的線材放入軋機內，軋機輥縫自動調整裝置自動壓靠到線材上，當變頻器檢測到電機9轉矩達到設定轉矩時停止壓靠，將此時編碼器所測得的值標定為輥縫值。

PLC控制系統可以接受就地操作箱中觸控螢幕輸入的輥縫設定值，也可以接受工程師站下發的輥縫設定值，兩種設定值在觸控螢幕上有按鈕進行切換。PLC接收到設定值之後可以在觸控螢幕或就地操作箱按鈕觸發定位啟動命令，收到定位命令後PLC以該設定值為參考值，實際輥縫位置為反饋值進行位置閉環控制。

以上實施例在以本實用新型技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護範圍不限於上述的實施例。上述實施例中所用方法如無特別說明均為常規方法。