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數控切割機的應用對厚闆生産有好處嗎?

2019/6/3 18:38:44      點擊:

數控切割機的應用範圍有多麼的廣泛相信不用小編過多的介紹大家已经十分的清楚了,经常可以感受到數控切割機帶来的好處。關于數控切割機在厚闆生産中所起到的作用可能還有一些用户不是那麼清楚,接下来就为大家深入講解一下。

1.火焰切割厚闆的優點

在厚闆生産領域,由于受到投资和技術等多方面的約束,到目前为止,一般大于50mm厚度(或者屈服強度高)的毛邊鋼闆仍不能采用機械剪切的方式進行切邊、切頭尾以及定尺、試樣等剪切。因此,厚闆生産中,對于生産線上無法用機械設備進行剪切的鋼闆,以及在鋼闆機械剪切生産線能力不足等情況下,生産企业往往需要采用其他切割方式進行成品切割,如采用火焰切割、等離子切割、激光切割等。其中,火焰切割方式由于具有切割效率高、切割成本低、投资少、維護簡便等優點,使得这種切割方式在中厚闆生産領域中得到比較廣泛的應用。

在國外,由于受到人工成本、勞动安全和環保要求等條件的制約,中厚闆生産企业早已廣泛采用了自动火焰切割機進行成品的切割,如德國的Dillingen廠、日本的川崎制鐵水島厚闆廠以及韓國的浦項厚闆廠等。在國内,特别是上世紀建設的中厚闆廠一般采用的是人工火焰切割和半自动火焰切割方式。雖然上述兩種切割方式設備簡單、投资少,但存在切割效率低、勞动強度大、人工成本高、工作環境惡劣、勞动安全沒有保障等缺點。

進入二十一世紀,随着我國经濟的發展和企业经濟實力的提高,對勞动安全以及環境保護意识也随之增強,因此自动火焰切割機在國内厚闆生産領域開始得到了重視和應用。

2.自动火焰切割厚闆的工藝要求在厚闆生産廠,若對成品前的厚闆進行自动火焰切割,則有其特定的生産工藝要求,这與造船业和機械制造等行业的數控火焰切割機有很大的不同。其切割生産工藝要求主要是:

所有鋼闆切割工作一般均在主車間廠房内進行;切割前,鋼闆将由廠房吊車吊至特定的火焰切割台架上,要求自动火焰切割機能夠自动定位和切割;由于切割前的厚闆頭尾和邊部形狀不規則,因而切割前必須要首先自动測得鋼闆的外部輪廓形狀,才能根據成品鋼闆尺寸要求進行套裁;自动火焰切割機要根據鋼闆的不規則外形進行自动定位切割,包括頭尾切割和邊部切割。

要在一塊母闆上根據工藝要求進行多塊子闆的自动套裁,或在鋼闆的規定位置上進行鋼闆試樣的切割;为提高切割效率,要求自动火焰切割機多把割炬同時進行切割作业,而不會産生相互之間的幹擾;數控火焰切割機要能夠同時進行單工位或多工位的切割作业;由于厚闆上料時往往具有一定的溫度,因此自动火焰切割機對被切割的鋼闆溫度要進行實時檢測,并且要對産品鋼闆的尺寸進行溫度補償,以保證熱态鋼闆切割後的冷态尺寸精度。

由于厚闆切割後廢邊重量大、寬度小,廠房吊車無法對其進行安全吊運,因此要求數控火焰切割機要具備同時橫向分斷廢邊的功能;厚闆廠的年火焰切割鋼闆量非常大,所産生的廢料量和熔渣量也很多,这就要求火焰切割場地的廢料和熔渣易于清理,火焰切割台架要結實、簡便、耐用;數控火焰切割機要能夠根據上一級工廠計算機系統的要求,對已切割後的鋼闆進行自动标記;數控火焰切割機的中心計算機需要具備和厚闆廠計算機系統進行數據通訊的功能。

3.寶鋼寬厚闆廠厚闆自动火焰切割機

2002年,寶山鋼鐵股份有限公司(以下簡稱寶鋼)为建設一座現代化的寬厚闆廠,決定采用離線數控火焰切割機進行厚闆的成品切割。

現代切割以门式數控切割機为主,因为隻有这種數控切割方式,才能有效地保證切割過程中的工序完全自动化。我國數控切割技術發展比較晚,但其發展速度非常快,可是當時國内切割行业主要是面向造船业和機械制造行业用户,而對于鋼鐵厚闆生産廠的工作環境、特定工藝需求等知之甚少,其生産的自动火焰切割機的設備結構和電氣控制功能都無法滿足厚闆生産的工藝要求。

经過長時間的技術交流和接下来大量的技術研究工作,最終促成了國内厚闆生産企业中第一個厚闆數控火焰切割機的建設和應用。

为滿足寶鋼寬厚闆廠厚闆生産工藝特定的厚闆切割需求,厚闆自动火焰切割機采用了以下的技術解決方案:

1)采用計算機數字程序控制的全自动化切割方式(簡稱CNC切割),從而實現了切割作业全過程的自动化控制;

2)采用安裝在切割小車上的激光掃描傳感器對上料後的鋼闆進行全闆面輪廓掃描,計算機系統對掃描采集的數據進行處理後拟合出被切割厚闆的輪廓;

3)火焰切割機組的計算機控制系統能根據切割工藝要求,合理的對切割鋼闆進行套料。即根據生産任務以及掃描得出的被切割鋼闆尺寸,在鋼闆上自动套排要切割的各種成品鋼闆尺寸以及試樣闆尺寸。同時,優化選定切割路徑,減小切割熱變形,提高切割精度;

4)火焰切割機采用單梁箱形龍门式結構,其上布置有10把割炬和7個升降機頭(布置如附圖所示)。其中橫梁前面設置6個升降機頭,後面設置1個升降機頭,前6個升降機頭上裝有10把割炬,其中4個升降機頭各裝有2把割炬,同時用于縱向切割、橫向切割及廢邊切斷。後1個升降機頭則安裝有一個測溫儀、一個沖打标記裝置及一個掃描頭。

5)采用與主割炬在同一升降機頭的廢邊切割割炬,利用主割炬的餘熱,同時實現自动廢邊橫向切斷,廢邊橫向切斷時不影響主割炬縱向切邊操作;

6)每個割炬上設有電容式調高儀,自动檢測割嘴與鋼闆間距離和控制割炬升降,保證割嘴與鋼闆之間的安全距離;

7)每個割炬采用獨立的橫向驅动機構,因此每個割炬均具有“自动泊位”功能,能根據切割尺寸和鋼闆套料結果自动到达切割位置;

8)每個割炬既能随切割小車進行縱向切割,也能在小車橫梁上橫向移动,可以滿足厚闆的頭尾、定尺、側邊、剖分以及試樣切割、廢邊切割等工作;

9)每個割炬都配備有自动點火裝置,具備割炬自动點火功能;

10)切割機的驅动采用全數字式交流伺服驅动器和交流伺服電機,保證了切割小車和每個割炬的精确定位;11)切割機能夠根據升降機頭上所安裝的測溫儀實時對被切割鋼闆的溫度進行檢測,并根據溫度補償模型計算出溫度補償量,實時控制切割機割炬的運动軌迹,實現切割時鋼闆尺寸的溫度補償值;

12)为适合大厚度鋼闆的切割和較高的環境溫度,滿足火焰切割工藝要求,在切割氣路系統中采用了電氣比例電磁閥自动無級調整切割氣體(切割氧、預熱氧和燃氣)的流量和壓力;

13)切割小車的重要部位設有防護措施和隔熱冷卻裝置;14)自动火焰切割機的計算機系統能夠與寶鋼厚闆廠的L3計算機系統進行通信。根據L3計算機系統的指令,激活切割小車的鋼闆輪廓掃描功能,根據測溫結果補償運动軌迹,控制切割小車的各種運行參數,完成鋼闆的實際數據上報、存儲等功能。

4.厚闆數控火焰切割機運行效果

寶鋼厚闆數控火焰切割機2005年4月正式投入使用,经過一段時間的調試和改進,其應用情況表明,該火焰切割機組滿足了厚闆生産工藝的基本要求,操作維修簡便、使用可靠,达到了前期設計效果。但在實際使用過程中也發現了如下問題:

--切割時易産生大量熔渣,熔渣清理勞动強度大且不易清除;--火焰切割常産生鋼闆切割面的割傷,同時由于鋼闆割傷後要進行二次切割,易造成鋼闆的改尺處理,延長了鋼闆生産周期并增加了生産成本,造成産能和能源的浪费;--自动火焰切割機的切割台架采用格栅型式,其在生産過程中易被切割破壞,且易降低切割小車的穩定性;--對于闆形不佳的特厚闆(特别是側面雙鼓形),其折疊部分不易一次切割完成。

在寶鋼寬厚闆項目投産後,随着國内经濟形勢的好轉,新的寬厚闆項目如雨後春筍般不斷湧現,更多的自动火焰切割機得以在不同的中闆廠和寬厚闆廠投入使用。各個項目在吸取寶鋼自动火焰切割機使用经验的基礎之上,對自动火焰切割機進行了革新和完善,特别是舞陽鋼鐵公司新建的4100mm寬厚闆工程中,不僅改善了自动火焰切割機的性能,采用了噴粉畫線的輔助裝置,而且還開發了适用于數控火焰切割機切割時使用的新型火焰切割台架,解決了火焰切割台架易被切損的難題,使得自动火焰切割機的使用效率大大提高。

5.結語

考慮到國内最近幾年厚闆廠的建設形勢,可以預測未来厚闆市場的競争會日趨激烈,这樣就會對自动火焰切割機提出更高的技術性能要求,如何提高自动火焰切割機的切割質量和切割效率、減少熔渣的産生、降低能源介質的消耗、滿足厚闆廠更高的切割工藝要求,这将是從事厚闆生産研究的技術人員和火焰切割機制造商未来共同努力的目标。

这些都是數控切割機在厚闆生産中起到的作用,以及它为厚闆生産行业所作出的具體貢獻,不知道大家是否還有疑問。