青島華鑄環(huán)?？萍加邢薰緦I(yè)生產(chǎn)鋼結(jié)構(gòu)拋丸機(jī)，結(jié)構(gòu)件通過式拋丸機(jī)，通過式拋丸除銹機(jī)。本文主要通過對(duì)拋丸機(jī)電氣系統(tǒng)程序優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)工件尺寸與拋丸程序精準(zhǔn)化匹配，有效降低了拋丸過程能源消耗和涂裝輔料消耗，節(jié)約了涂裝成本，減少了粉塵等污染物的排放。

    1.目前國(guó)內(nèi)外同類先進(jìn)技術(shù)概況。

    目前行業(yè)內(nèi)卡特、神鋼等標(biāo)桿企業(yè)均采用單一模式進(jìn)行拋丸，即不論結(jié)構(gòu)件長(zhǎng)短，統(tǒng)一采用同一程序進(jìn)行拋丸，此種拋丸方式存在兩個(gè)不足：

    （1）結(jié)構(gòu)件進(jìn)出拋丸機(jī)前后封閉室的過程中，拋頭進(jìn)料口已關(guān)閉，拋丸電機(jī)一直處于運(yùn)行狀態(tài)，造成電能浪費(fèi)。

    （2）拋丸程序根據(jù)最長(zhǎng)工件設(shè)定，短工件拋丸時(shí)，工件未進(jìn)入拋丸區(qū)時(shí)，拋頭和電機(jī)均處于空拋狀態(tài)，造成電能、丸粒浪費(fèi)與設(shè)備磨損。

    2.精準(zhǔn)化拋丸的措施。

    精準(zhǔn)化拋丸即通過精準(zhǔn)匹配工件尺寸與拋丸程序，避免空拋，減少能源、丸粒浪費(fèi)與設(shè)備損耗。

    結(jié)構(gòu)件精準(zhǔn)化拋丸項(xiàng)目主要通過對(duì)不同長(zhǎng)度結(jié)構(gòu)件拋丸程序進(jìn)行優(yōu)化，減少拋丸前后等待時(shí)間內(nèi)拋頭電機(jī)的空轉(zhuǎn)，降低能源和輔料消耗。該項(xiàng)目主要從拋丸結(jié)構(gòu)件長(zhǎng)度等級(jí)劃分、拋丸程序優(yōu)化、拋丸系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)改造、拋丸電氣控制標(biāo)準(zhǔn)化四個(gè)方面實(shí)施。

    2.1、結(jié)構(gòu)件拋丸長(zhǎng)度等級(jí)劃分。

    為實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)件精準(zhǔn)化拋丸，現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)件長(zhǎng)度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并按長(zhǎng)度進(jìn)行等級(jí)劃分設(shè)計(jì)拋丸程序。

    通過對(duì)數(shù)據(jù)分析可看出，結(jié)構(gòu)件長(zhǎng)度尺寸范圍為3.14m-6.64m，其3-4m長(zhǎng)度段內(nèi)工件類型共8種，4-5m長(zhǎng)度段內(nèi)工件類型共11種，5-6m長(zhǎng)度段內(nèi)工件類型共1種，6-7m 長(zhǎng)度段內(nèi)工件類型共4種，故將結(jié)構(gòu)件尺寸劃分為3m、5m、7m三個(gè)長(zhǎng)度級(jí)別。

    2.2、拋丸程序優(yōu)化。

    原拋丸程序邏輯：點(diǎn)擊拋丸機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)按鈕，分離器、提升機(jī)、橫向螺旋、縱向螺旋、收丸螺旋、皮帶輸送機(jī)、拋丸電機(jī)依次啟動(dòng)。

    優(yōu)化后拋丸程序邏輯：

    （1）點(diǎn)擊拋丸機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)按鈕，分離器、提升機(jī)、橫向螺旋、縱向螺旋、收丸螺旋、皮帶輸送機(jī)依次啟動(dòng)；

    （2）拋丸機(jī) PLC 檢測(cè)前封閉室大門關(guān)閉信號(hào)后（輸送線控制柜傳遞至拋丸機(jī) PLC），依次啟動(dòng)拋丸電機(jī)；

    （3）拋丸機(jī) PLC 檢測(cè)后封閉室行程開關(guān)關(guān)閉信號(hào)后（輸送線控制柜傳遞至拋丸機(jī) PLC），依次停止拋丸電機(jī)。

    2.2.2、拋丸程序優(yōu)化。

    2.2.2.1、拋丸區(qū)間優(yōu)化。

    針對(duì)拋丸室內(nèi)前后等待區(qū)位置進(jìn)行優(yōu)化，原 7 米級(jí)前后等待區(qū)間不變，5 米級(jí)、3 米級(jí)前后等待區(qū)間分別向拋丸區(qū)間方向移 1 米及 2 米，從而達(dá)到消除空拋區(qū)間的目的。

    2.2.2.2、拋丸區(qū)間程序優(yōu)化。

    前封閉室大門關(guān)閉信號(hào)替代：

    （1）由前封閉室上方新增加的三組行程開關(guān)信號(hào)來代替前封閉室大門關(guān)閉信號(hào)；由后封閉室上方新增加的三組行程開關(guān)信號(hào)來代替原行程開關(guān)信號(hào)；

    （2）由控制箱內(nèi) PLC 輸出信號(hào)激活相應(yīng)新增加的六組行程開關(guān)；

    （3）依據(jù)操作人員選擇，拋丸機(jī) PLC 檢測(cè)不同行程開關(guān)進(jìn)行判斷輸出。

    拋丸程序優(yōu)化后，在上件工位增加選擇控制箱來選擇控制信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)不同長(zhǎng)度工件的選擇性拋丸作業(yè)。

    2.3 拋丸系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)改造及效果確認(rèn)。

    2.3.1、控制箱改進(jìn)

    由于原有控制箱僅具備單一程序選擇功能，故需要在上件工位增加一個(gè)長(zhǎng)度選擇控制箱，實(shí)現(xiàn) 7m、5m、3m三個(gè)級(jí)別拋丸程序的選擇。

    改進(jìn)前，工件拋丸時(shí)需同時(shí)按下上升和放車兩個(gè)按鈕；改進(jìn)后，操作人員根據(jù)工件長(zhǎng)度選擇 3m、5m、7m 按鈕，控制箱內(nèi) PLC 輸出相應(yīng)信號(hào)接通原控制箱內(nèi)上升、放車按鈕，工件放行進(jìn)入拋丸室。

    2.3.2、行程開關(guān)布線改進(jìn)。

    通過在拋丸室頂端自行小車行進(jìn)軌道上增加兩組行程開關(guān)，配合原有一組行程，將拋丸區(qū)間分為 7m、5m、3m三個(gè)長(zhǎng)度等級(jí)。

    通過測(cè)量拋丸室體內(nèi)中心拋丸區(qū)與懸掛工件的距離，確定3個(gè)長(zhǎng)度等級(jí)拋丸區(qū)間位置，進(jìn)而確定行程開關(guān)固定位置。行程開關(guān)安裝時(shí)，使用行程開關(guān)安裝支架固定至自行小車軌道上沿，使用 2根3芯電纜線分別串聯(lián)前后 6 只行程開關(guān)，原前后行程開關(guān)接線連接至上件拋丸控制箱。

    2.3.3 拋丸效果確認(rèn)。

    在拋丸系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)改制完成后，通過對(duì)不同長(zhǎng)度級(jí)別的結(jié)構(gòu)件進(jìn)行拋丸試驗(yàn)，確定長(zhǎng)度等級(jí)劃分和拋丸程序優(yōu)化后能夠滿足質(zhì)量要求。

    2.4、拋丸控制箱標(biāo)準(zhǔn)化。

    針對(duì)拋丸控制箱制定使用規(guī)范，根據(jù)工件長(zhǎng)度等級(jí)選擇長(zhǎng)度選擇按鈕，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)件精準(zhǔn)化拋丸。

    3.總結(jié)。

    經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)電量消耗及產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)計(jì)算，改進(jìn)前后平均單掛拋丸電能分別為43度、34.4度，單掛節(jié)約電能8.6度，改進(jìn)前后單掛平均丸料消耗分別為14kg、8.9kg，單掛節(jié)約丸料5.1kg。單掛節(jié)約電能25%，節(jié)約丸粒消耗36%，使得拋丸機(jī)能源利用率達(dá)到行業(yè)先進(jìn)水平。

    以半年生產(chǎn)量為1982掛計(jì)算，每半年產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益為：經(jīng)濟(jì)效益=節(jié)約能耗費(fèi)用+節(jié)約丸料成本= 生產(chǎn)總掛數(shù)×單掛節(jié)約費(fèi)用=1982掛×8.6度/掛×0.96元/度+生產(chǎn)總掛數(shù)×單掛節(jié)約費(fèi)用=1982掛×5.1kg/掛×5.02元/kg=6.71萬元。

    通過結(jié)構(gòu)件精準(zhǔn)化拋丸的實(shí)施，有效降低了生產(chǎn)線的能源消耗和丸粒消耗，減少了拋丸粉塵的排放。