一種鑄坯火焰切割自動控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鑄坯火焰切割自動控制系統(tǒng)，包括控制器、燃氣供給單元、氧氣供給單元、對控制器發(fā)送脈沖信號以便其計算出鑄坯實際切割厚度的脈沖發(fā)生器、與控制器相接的電源、與控制器相接且向所述控制器發(fā)送定尺信號的定尺測量系統(tǒng)、對鑄坯進行切割的火焰切割裝置、分別由割車變頻器和割槍變頻器驅動并帶動所述火焰切割裝置工作的電機一和電機二、分別與控制器相接的燃氣電磁閥、氧氣電磁閥、夾坯電磁閥以及脈沖點火器和火焰檢測器。本發(fā)明采用無接觸式圖像定尺檢測系統(tǒng)和自動點火裝置，它克服了以往測量系統(tǒng)誤差大、故障頻繁、不易維護等缺點，提高了鑄坯合格率，同時節(jié)省了能源。
【專利說明】一種鑄坯火焰切割自動控制系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種自動控制系統(tǒng)，尤其是涉及一種鑄坯火焰切割自動控制系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]在連鑄機生產過程中，火焰切割機將鋼坯切割成一定長度，以滿足軋鋼機軋鋼要求。由于火焰切割機是在高溫下長時間持續(xù)運行，所以要求其具有極高的可靠性和良好的可維修性。在目前的連鑄火焰定尺切割系統(tǒng)中，切割機與鑄坯同步工作的各位置，切割氧氣，能源介質的開閉等，一般都依賴行程開關、接近開關等檢測元件發(fā)出信號的準確無誤才能正常工作，而連鑄機鑄坯切割現場環(huán)境惡劣，高溫、水淋、粉塵、撞擊等現象都會影響檢測元件的壽命，是經常造成檢測元件、線路損壞的原因。同時，現有的鑄坯火焰切割系統(tǒng)存在自動化程度低，鑄坯長度測量系統(tǒng)安裝復雜，調整困難，定位誤差大等缺點。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種鑄坯火焰切割自動控制系統(tǒng)，其結構簡單且使用操作方便，實現了全面自動化控制，且能安全、穩(wěn)定、聞效運行。
[0004]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是:一種鑄坯火焰切割自動控制系統(tǒng)，其特征在于:包括控制器、燃氣供給單元、氧氣供給單元、對控制器發(fā)送脈沖信號以便其計算出鑄坯實際切割厚度的脈沖發(fā)生器、與控制器相接的電源、與控制器相接且向所述控制器發(fā)送定尺信號的定尺測量系統(tǒng)、對鑄坯進行切割的火焰切割裝置、分別由割車變頻器和割槍變頻器驅動并帶動所述火焰切割裝置工作的電機一和電機二、與控制器相接且對所述燃氣供給單元進行開閉控制的燃氣電磁閥、與控制器相接且對所述氧氣供給單元進行開閉控制的氧氣電磁閥、與控制器相接且對所述鑄坯進行夾放控制的夾坯電磁閥以及分別與控制器相接的脈沖點火器和火焰檢測器；所述火焰切割裝置包括切割小車、安裝在切割小車上的鑄坯夾具機構和安裝在鑄坯夾具機構上的切割槍，所述切割槍上設置有割嘴，脈沖點火器和火焰檢測器均安裝在所述割嘴一側；所述定尺測量系統(tǒng)包括攝取鑄坯運動圖像的攝像機、與攝像機相接且對所述圖像進行數字化的圖像采集卡、將圖像采集卡傳送來的數字圖像進行預處理以檢測所述鑄坯長度信號的圖像處理單元以及與控制器相接的切割槍定位檢測單元，所述圖像采集卡分別與攝像機和圖像處理單元相接，所述圖像處理單元與控制器相接；所述割車變頻器分別與電機一和控制器相接，所述割槍變頻器分別與電機二和控制器相接，所述電機一與切割小車相接，所述電機二與切割槍相接，所述脈沖發(fā)生器分別與控制器和電源相接，所述燃氣供給單元與切割槍之間通過供氣管道一連接，所述氧氣供給單元與切割槍之間通過供氣管道二連接，所述切割槍上設置有供所述供氣管道一和供氣管道二與其相接的連接口，所述燃氣電磁閥安裝在所述供氣管道一上，所述氧氣電磁閥安裝在所述供氣管道二上，所述夾坯電磁閥安裝在鑄坯夾具機構上。
[0005]上述一種鑄坯火焰切割自動控制系統(tǒng)，其特征是:還包括在鑄坯火焰切割過程中對所述割嘴上的掛渣進行清理的自動清渣單元，所述自動清渣單元與控制器相接。
[0006]上述一種鑄坯火焰切割自動控制系統(tǒng)，其特征是:所述控制器為PLC。
[0007]上述一種鑄坯火焰切割自動控制系統(tǒng)，其特征是:所述圖像處理單元為工控機。
[0008]上述一種鑄坯火焰切割自動控制系統(tǒng)，其特征是:所述切割槍定位檢測單元為安裝在切割槍上的位置傳感器。
[0009]上述一種鑄坯火焰切割自動控制系統(tǒng)，其特征是:所述燃氣供給單元包括通過供氣管道依次相接的燃氣分離制取系統(tǒng)、脫水干燥系統(tǒng)和調壓系統(tǒng)，且所述燃氣為經焦爐煤氣分離制取得到的氫氣。
[0010]上述一種鑄坯火焰切割自動控制系統(tǒng)，其特征是:所述割嘴上設置有燃氣出氣口和氧氣出氣口。
[0011]上述一種鑄坯火焰切割自動控制系統(tǒng)，其特征是:所述電源為24V直流穩(wěn)壓電源。
[0012]本發(fā)明與現有技術相比具有以下優(yōu)點:
[0013]1、結構簡單，安裝布設方便，投入成本低，智能化程度高。
[0014]2、定尺控制系統(tǒng)采用切割槍定位檢測與無接觸式圖像檢測系統(tǒng)相結合的技術，它克服了以往通過安裝測量輥來測量鑄坯長度時所帶來的誤差大、故障頻繁、不易維護等缺點，提聞了鑄還定尺合格率。
[0015]3、系統(tǒng)工作可靠，切割機與鑄坯同步運行平穩(wěn)、可靠、無滯后現象，快速返回原點定位誤差小。
[0016]4、采用自動點火裝置，解決了在連續(xù)生產過程中，兩次切割之間為留住火種而白白浪費燃氣和氧氣的不合理現象。
[0017]下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的原理示意圖。
[0019]附圖標記說明:
[0020]I一控制器；2—定尺測量系統(tǒng)；2_1—攝像機；
[0021]2-2一圖像米集卡；2-3—圖像處理單兀； 2-4—切割槍定位檢測單兀；
[0022]3—火焰切割裝置；3-1—切割小車；3-2—鑄坯夾具機構；
[0023]3-3—切割槍；4一割車變頻器；5—割槍變頻器；
[0024]6—電機一 ；7—電機二 ；8—脈沖發(fā)生器；
[0025]9—電源；10—燃氣電磁閥；11一氧氣電磁閥；
[0026]12—夾坯電磁閥 13—脈沖點火器；14 一火焰檢測器；
[0027]15—自動清渣單元。
【具體實施方式】
[0028]如圖1所示，本發(fā)明包括控制器1、燃氣供給單元、氧氣供給單元、對控制器I發(fā)送脈沖信號以便其計算出鑄坯實際切割厚度的脈沖發(fā)生器8、與控制器I相接的電源9、與控制器I相接且向所述控制器發(fā)送定尺信號的定尺測量系統(tǒng)2、對鑄坯進行切割的火焰切割裝置3、分別由割車變頻器4和割槍變頻器5驅動并帶動所述火焰切割裝置工作的電機一6和電機二 7、與控制器I相接且對所述燃氣供給單元進行開閉控制的燃氣電磁閥10、與控制器I相接且對所述氧氣供給單元進行開閉控制的氧氣電磁閥11、與控制器I相接且對所述鑄坯進行夾放控制的夾坯電磁閥12以及分別與控制器I相接的脈沖點火器13和火焰檢測器14 ;所述火焰切割裝置3包括切割小車3-1、安裝在切割小車3-1上的鑄坯夾具機構3-2和安裝在鑄坯夾具機構3-2上的切割槍3-3，所述切割槍上設置有割嘴，脈沖點火器13和火焰檢測器14均安裝在所述割嘴一側；所述定尺測量系統(tǒng)2包括攝取鑄坯運動圖像的攝像機2-1、與攝像機2-1相接且對所述圖像進行數字化的圖像采集卡2-2、將圖像采集卡2-2傳送來的數字圖像進行預處理以檢測所述鑄坯長度信號的圖像處理單元2-3以及與控制器I相接的切割槍定位檢測單元2-4，所述圖像采集卡2-2分別與攝像機2-1和圖像處理單元2-3相接，所述圖像處理單元2-3與控制器I相接；所述割車變頻器4分別與電機一 6和控制器I相接，所述割槍變頻器5分別與電機二 7和控制器I相接，所述電機一 6與切割小車3-1相接，所述電機二 7與切割槍3-3相接，所述脈沖發(fā)生器8分別與控制器I和電源9相接，所述燃氣供給單元與切割槍3-3之間通過供氣管道一連接，所述氧氣供給單元與切割槍3-3之間通過供氣管道二連接，所述切割槍3-3上設置有供所述供氣管道一和供氣管道二與其相接的連接口，所述燃氣電磁閥10安裝在所述供氣管道一上，所述氧氣電磁閥11安裝在所述供氣管道二上，所述夾坯電磁閥12安裝在鑄坯夾具機構3-2上。
[0029]本實施例中，還包括在鑄坯火焰切割過程中對所述割嘴上的掛渣進行清理的自動清渣單元15，所述自動清渣單元與控制器I相接。
[0030]本實施例中，所述控制器I為PLC。
[0031]本實施例中，所述圖像處理單元2-3為工控機。
[0032]本實施例中，所述切割槍定位檢測單元2-4為安裝在切割槍3-3上的位置傳感器。
[0033]本實施例中，所述燃氣供給單元包括通過供氣管道依次相接的燃氣分離制取系統(tǒng)、脫水干燥系統(tǒng)和調壓系統(tǒng)，且所述燃氣為經焦爐煤氣分離制取得到的氫氣。
[0034]本實施例中，所述割嘴上設置有燃氣出氣口和氧氣出氣口。
[0035]本實施例中，所述電源9為24V直流穩(wěn)壓電源。
[0036]本發(fā)明的工作過程為:系統(tǒng)上電后，首先設定定尺數值，啟動“紅外定尺測量”，由攝像機2-1攝取鑄坯運動圖像，圖像經圖像采集卡2-2數字化后送到圖像處理單元2-3，圖像處理單元2-3對所述鑄坯的數字圖像進行預處理，檢測所述鑄坯的邊緣，得到圖像定尺測量值，與此同時，切割槍定位檢測單元2-4檢測切割槍3-3的實時位置，得到切割槍定位修正值，而所述圖像定尺測量值和所述切割槍定位修正值之差即為定尺切割信號；控制器I得到所述定尺切割信號后，夾坯電磁閥12控制鑄坯夾具機構3-2動作，使切割小車3-1與所述鑄坯在電機一 6驅動下同步向前行駛，同時控制器I將燃氣電磁閥10、氧氣電磁閥11以及脈沖點火器13打開,脈沖點火器13向切割槍3-3的割嘴發(fā)射電火花點燃燃氣與氧氣的混合氣體并形成火焰，火焰檢測器14檢測到火焰后發(fā)出信號關閉脈沖點火器13，電機二7在控制器I的控制下驅動切割槍3-3開始切割；在切割過程中，由于切割厚度不斷變化，依靠控制器I和割槍變頻器5的協同工作來實現切割槍3-3的變速運動:切割開始時，控制器I便獲取脈沖發(fā)生器8所發(fā)出的脈沖，并計算出實際的切割厚度，利用實際切割厚度和設定切割厚度，得到變速點到達的信息，當變速點到達時，控制器I就控制割槍變頻器5來驅動電機二 7做平滑變速，從而實現鑄坯厚度與切割速度的匹配；切割完畢后，由控制器I控制燃氣電磁閥10和氧氣電磁閥11斷電，關閉切割槍3-3，然后夾坯電磁閥12動作，火焰切割裝置3脫離鑄坯。此外，在切割過程中，自動清渣單元15在控制器I的作用下將切割槍3-3割嘴上的掛渣實時清理。
[0037]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據本發(fā)明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬于本發(fā)明技術方案的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種鑄坯火焰切割自動控制系統(tǒng)，其特征在于:包括控制器(I)、燃氣供給單元、氧氣供給單元、對控制器(I)發(fā)送脈沖信號以便其計算出鑄坯實際切割厚度的脈沖發(fā)生器(8)、與控制器(I)相接的電源(9)、與控制器(I)相接且向所述控制器發(fā)送定尺信號的定尺測量系統(tǒng)(2)、對鑄坯進行切割的火焰切割裝置(3)、分別由割車變頻器(4)和割槍變頻器(5)驅動并帶動所述火焰切割裝置工作的電機一(6)和電機二(7)、與控制器(I)相接且對所述燃氣供給單元進行開閉控制的燃氣電磁閥(10)、與控制器(I)相接且對所述氧氣供給單元進行開閉控制的氧氣電磁閥(11)、與控制器(I)相接且對所述鑄坯進行夾放控制的夾坯電磁閥(12)以及分別與控制器(I)相接的脈沖點火器(13)和火焰檢測器(14);所述火焰切割裝置(3)包括切割小車(3-1)、安裝在切割小車(3-1)上的鑄坯夾具機構(3-2)和安裝在鑄坯夾具機構(3-2)上的切割槍(3-3)，所述切割槍上設置有割嘴，脈沖點火器(13)和火焰檢測器(14)均安裝在所述割嘴一側；所述定尺測量系統(tǒng)(2)包括攝取鑄坯運動圖像的攝像機(2-1)、與攝像機(2-1)相接且對所述圖像進行數字化的圖像采集卡(2-2)、將圖像采集卡(2-2)傳送來的數字圖像進行預處理以檢測所述鑄坯長度信號的圖像處理單元(2-3)以及與控制器(I)相接的切割槍定位檢測單元(2-4)，所述圖像采集卡(2-2)分別與攝像機(2-1)和圖像處理單元(2-3)相接，所述圖像處理單元(2-3)與控制器(I)相接；所述割車變頻器(4)分別與電機一(6)和控制器(I)相接，所述割槍變頻器(5)分別與電機二(7)和控制器(I)相接，所述電機一(6)與切割小車(3-1)相接，所述電機二(7)與切割槍(3-3)相接，所述脈沖發(fā)生器(8)分別與控制器(I)和電源(9)相接，所述燃氣供給單元與切割槍(3-3)之間通過供氣管道一連接，所述氧氣供給單元與切割槍(3-3)之間通過供氣管道二連接，所述切割槍(3-3 )上設置有供所述供氣管道一和供氣管道二與其相接的連接口，所述燃氣電磁閥(10 )安裝在所述供氣管道一上，所述氧氣電磁閥(11)安裝在所述供氣管道二上，所述夾坯電磁閥(12)安裝在鑄坯夾具機構(3-2)上。
2.按照權利要求1所述的一種鑄坯火焰切割自動控制系統(tǒng)，其特征在于:還包括在鑄坯火焰切割過程中對所述割嘴上的掛渣進行清理的自動清渣單元(15)，所述自動清渣單元與控制器(I)相接。
3.按照權利要求1或2所述的一種鑄坯火焰切割自動控制系統(tǒng)，其特征在于:所述控制器(I)為PLC0
4.按照權利要求1或2所述的一種鑄坯火焰切割自動控制系統(tǒng)，其特征在于:所述圖像處理單元(2-3)為工控機。
5.按照權利要求1或2所述的一種鑄坯火焰切割自動控制系統(tǒng)，其特征在于:所述切割槍定位檢測單元(2-4)為安裝在切割槍(3-3)上的位置檢測編碼器。
6.按照權利要求1或2所述的一種鑄坯火焰切割自動控制系統(tǒng)，其特征在于:所述燃氣供給單元包括通過供氣管道依次相接的燃氣分離制取系統(tǒng)、脫水干燥系統(tǒng)和調壓系統(tǒng)，且所述燃氣為經焦爐煤氣分離制取得到的氫氣。
7.按照權利要求1或2所述的一種鑄坯火焰切割自動控制系統(tǒng)，其特征在于:所述割嘴上設置有燃氣出氣口和氧氣出氣口。
8.按照權利要求1或2所述的一種鑄坯火焰切割自動控制系統(tǒng)，其特征在于:所述電源(9)為24V直流穩(wěn)壓電源。
【文檔編號】G05B19/05GK103567597SQ201210264477
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年7月29日 優(yōu)先權日:2012年7月29日
【發(fā)明者】侯鵬 申請人:西安眾智惠澤光電科技有限公司