一种适配圆盘剪自动进刀的焊缝月牙剪分级挖边控制工艺的制作方法

本发明涉及冷轧带钢连续生产线，具体涉及一种适配圆盘剪自动进刀的焊缝月牙剪分级挖边控制工艺。

背景技术：

1、冷轧带钢连续生产线通常将前后钢卷的带头和带尾焊接，使带材连续通过酸洗、连续退火、热镀锌或精整工位。焊缝区域存在局部形状变化，前后卷带宽不同时还形成宽窄过渡区域。该区域进入圆盘剪时，剪刃可能受到冲击，带材边部容易出现撕裂、翘曲或毛刺，带材边缘与剪刃、刀轴及箱体之间还可能发生空间干涉。

2、为给圆盘剪进刀预留空间，可以在其前道工位利用月牙剪加工月牙缺口。但是，仅依靠长期累计位移确定焊缝位置而缺少本条焊缝的基准标定，容易使既有位置误差延续至后续焊缝；仅凭经验选择缺口位置和尺寸，也难以兼顾前后卷带宽差、切边余量及设备避让空间。

3、此外，焊缝处开槽、前卷侧开槽和后卷侧开槽对应的焊缝与缺口到达顺序不同。若圆盘剪停机、调宽及重新进刀的时序未随开槽位置调整，就可能在不适宜的位置进刀，影响宽窄过渡区域的连续处理。因此，需要将焊缝标定、缺口尺寸校验、分级开槽和圆盘剪联动控制相互配合。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种适配圆盘剪自动进刀的焊缝月牙剪分级挖边控制工艺，使焊缝位置标定、月牙缺口尺寸和位置、圆盘剪停机调宽及进刀时序相互匹配，降低焊缝宽窄过渡区域发生剪切冲击和空间干涉的风险。

2、本发明的技术方案是：一种适配圆盘剪自动进刀的焊缝月牙剪分级挖边控制工艺，包括以下步骤：

3、步骤101：在焊缝中心设置标定冲孔，以其中心为位移零点，利用转向辊增量编码器追踪带材位移，由可编程逻辑控制器获取前、后卷带材的带宽差绝对值；

4、步骤102：以后卷带材边线为基准，将月牙缺口深度确定为圆盘剪最小进刀量、单边切边余量及安全余量之和，校验开槽宽度、箱体避让和月牙剪刀片加工范围；

5、步骤103：带宽差小于200mm且焊缝处开槽满足校验要求时，在焊缝处对称开槽；带宽差为200～300mm且相应偏移位置校验合格时，后卷较宽则在前卷侧距焊缝1000mm处开槽，后卷较窄则在后卷侧距焊缝1000mm处开槽；

6、步骤104：根据追踪位置联动控制圆盘剪和带材：焊缝处开槽时，缺口到位停机调宽并同步启动；前卷侧开槽时，缺口到位停机调宽，恢复同步运行且过焊缝不停机；后卷侧开槽时，焊缝到位停剪并打开剪刃，带材将缺口送至剪切工位后停止，调宽并二次进刀后同步启动；各模式均在缺口到位停机后完成调宽、刀间隙调整和自动进刀，再同步启动。

7、进一步地，在步骤101中，对焊缝表面进行打磨以清除表面夹渣和凸起，所述标定冲孔的直径为8～12mm；冲孔完成时锁存增量编码器的计数，将该计数作为本条焊缝的位移起算基准，利用后续计数与锁存计数的差值换算带材位移。

8、进一步地，所述标定冲孔的直径为10mm；在追踪前校准转向辊增量编码器，并设定圆盘剪剪切工位的固定坐标；月牙剪的剪刃间隙按照当前带材厚度进行调整。

9、进一步地，在步骤102中，所述月牙缺口的深度满足：

10、，并满足、和；

11、其中，为以后卷带材边线为基准的月牙缺口深度，为与最小开槽宽度相适配的圆盘剪最小进刀量，为单边切边余量，为机械及控制安全余量，为圆盘剪机械结构允许的最大缺口深度，为月牙剪刀片在尺寸基准下允许的最大缺口深度，为月牙缺口沿带材运行方向的宽度，为月牙剪刀片允许的最小开槽宽度。

12、进一步地，所述单边切边余量为10～30mm；

13、在的参数设置下，月牙缺口深度为130～150mm，其中单边切边余量为20mm时月牙缺口深度为140mm；所述月牙缺口宽度为600～650mm，并满足所述最小开槽宽度的要求。

14、进一步地，在焊缝处开槽对应的控制模式中，圆盘剪对前卷带材切边至月牙缺口位置后，带材与圆盘剪停止运行；圆盘剪在带材停止期间按照后卷带材的切边要求调整宽度、进行刀间隙调整并完成自动进刀，随后圆盘剪与带材同步启动，进行后卷带材切边。

15、进一步地，在前卷侧开槽对应的控制模式中，月牙缺口先于焊缝到达圆盘剪剪切工位，带材与圆盘剪在月牙缺口位置停止运行；圆盘剪调宽、进行刀间隙调整和自动进刀后，带材恢复运行且圆盘剪同步启动，使圆盘剪剪切速度与带材运行速度一致；焊缝通过剪切区域时，圆盘剪及机组不停机，转入后卷带材切边。

16、进一步地，在后卷侧开槽对应的控制模式中，圆盘剪对前卷带材切边至焊缝位置后停止运行并打开剪刃，带材继续运行，直至位于后卷侧的月牙缺口到达圆盘剪剪切工位后停止；圆盘剪按照后卷带材的切边要求调宽、进行刀间隙调整，并二次进刀至月牙缺口对应位置，随后带材与圆盘剪同步启动。

17、进一步地，月牙剪开槽时带材运行速度为0m/min，机组穿带速度不超过50m/min；在圆盘剪剪切前检测月牙缺口深度、宽度、中心位置偏差及边缘质量，缺口深度为130～150mm、宽度为600～650mm且中心位置偏差绝对值不大于50mm，且边缘质量符合预设切边工艺要求时放行进行后续切边；检测不合格时保持联锁，仅对可修正且修正后仍满足缺口尺寸及刀片加工范围要求的缺口进行二次挖槽或修磨，复检合格后方可放行；对于过切形成的过大缺口或带材撕裂，保持联锁，不以二次挖槽或修磨替代合格判定。

18、进一步地，在带宽差大于0且小于200mm的情况下，焊缝处开槽不能同时满足所述深度、宽度和刀片加工范围要求时，可编程逻辑控制器按照后卷带材相对前卷带材的宽窄关系改用偏移开槽：后卷较宽时切换至前卷侧距焊缝1000mm处开槽及其对应控制模式，后卷较窄时切换至后卷侧距焊缝1000mm处开槽及其对应控制模式；偏移后重新校验缺口尺寸和刀片加工范围，满足要求后执行开槽；仍不合格时保持联锁，不执行开槽及自动进刀。

19、本发明的有益效果是：

20、1.通过焊缝中心标定冲孔与增量编码器起算计数相配合，为每条焊缝建立独立的位移追踪基准，避免把此前焊缝的累计计数直接作为本条焊缝的位置起点；结合编码器校准，有利于减小基准不明确引起的定位偏差。该措施不等同于消除转向辊打滑或比例校准不当造成的全部误差。

21、2.通过带宽差分级和前后卷宽窄关系选择焊缝处、前卷侧或后卷侧开槽，将较大带宽差情况下的进刀缺口与焊缝分开，使圆盘剪能够按照缺口与焊缝的先后到达关系进行调宽和进刀，降低直接在不适宜的宽窄突变位置切入的风险。

22、3.通过缺口深度的加和计算及最小宽度、机械避让深度和刀片加工范围的共同校验，使切边余量变化能够反映到缺口深度中，同时排除超出设备允许范围的缺口方案，为剪刃进入目标切边位置提供空间依据。

23、4.通过三种控制模式分别限定停剪位置、带材是否继续输送以及重新进刀顺序，使焊缝处开槽采用停机调整后同步启动，前卷侧开槽采用恢复同步运行后过焊缝不停机，后卷侧开槽采用停剪让行后在缺口处二次进刀，从而减少位置判定与设备动作不匹配的情况。

24、5.通过在带材临时停机时完成月牙剪开槽，并在圆盘剪剪切前在线复核缺口尺寸、位置及边缘质量，将可修正缺口的再次加工、复检和不合格联锁相配合，避免不合格缺口进入后续切边而导致剪切受阻或异常停机。通过在既有可编程逻辑控制器中配置分级判定、尺寸计算和速度联动程序，在设备原有加工能力满足要求的条件下，可以减少对月牙剪和圆盘剪主体硬件的更换需求。