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【摘 要】 根据飞剪控制系统在安钢第二炼轧厂1780生产线的应用，分析了飞剪控制系统在热连轧工业生产的应用，并结合工艺特点对系统功能做了简要描述。
【关键词】 轮毂式；飞剪；控制模型
【Abstract】 According to the application of flying shear control system in Angang Second Steelmaking and rolling plant 1780 production line， analysis of the flying shear control system used in the industrial production of hot strip rolling mill， and technology combined with the characteristics of the functions of the system are described.
【Key Words】 wheel-drum type； flying shear； control model；
引言：
在热轧带钢、棒材、高线等生产线中，飞剪是安装在轧机后面的对轧件进行剪切的重要的机械设备，其运动控制方法是实现高精度剪切的核心问题。现代轮鼓式飞剪是以切头刃与切尾刃相差90°为主，同时也可见切头刃与切尾刃相差180°。二者运行控制理论计算方法完全一致。后者对于控制系统的加速度要求比前者更高，原因在于后者剪刃运动走过的距离小于90°，这就要求传动电机惯量小、传动系统功率大。下文将以切头刃与切尾刃相差90°的轮鼓式飞剪为例，推导出飞剪运行控制方法，用于实际工程系统中。
一、飞剪的作用
安钢1780热连轧生产线轧钢部分主要有粗轧R1、R2，精轧F1-F7，1#-3卷取机组成，钢坯在经过粗轧轧制后难免会形成舌形和鱼尾状，舌形和鱼尾部分的温度比带坯温度低，在精轧机组轧制时常使工作辊产生压痕，使带钢卷表面产生辊印缺陷，影响带钢质量。舌形及鱼尾轧件，在精轧机组轧制时，易产生轧件跑偏和压力偏差大而导致泄压等事故，在甩尾、运送和卷取过程中，钻进设备部件的缝里，造成卡钢事故，使设备损坏或停车，影响轧机作业率。有鱼尾的带钢，打捆困难，且捆扎不紧，易造成散卷，在钢卷运输和堆放时产生故障，危害人身及设备安全。为为防止上述现象的发生，因此该生产线在精轧入口处设立一个轮毂式飞剪，将进入精轧机组前的带坯的舌形和鱼尾予以切除，确保生产的安全、连续和稳定。
二、飞剪的组成
飞剪采用转毂式结构，由一台2800kW交流电机通过齿式联轴器与主减速机相连，主减速机输出端通过鼓形齿联轴器与下转毂相连。上下转毂间由同步齿轮相连。当电机转动时带动下转毂转动，上转毂也同时转动，由装在上下转毂上的剪刃剪切带坯。安钢1780热连轧飞剪的机械设备由第一重型机械厂设计制造，电气控制系统硬件采用德国SIEMENS公司的SIMADIND控制系统，冶金自动化研究设计院负责电气设备的设计、制造、软件编程及现场调试。
三、飞剪的工作过程
我们把剪刃切断带坯的位置记做0°，切头飞剪等待位记做90°。在不剪切时，剪刃处于等待位置，就是剪刃的静止位置，切头剪刃处于90°，切尾剪刃处于180°。在此位置上带坯正常通过飞剪，剪刃由冷却水进行冷却。当飞剪接收到切头命令时，飞剪开始启动，其旋转方向与带坯运动方向一致，切尾剪刃让过带坯，使切头剪刃在0°位置将带坯切断。等待下一个切头命令。飞剪切头的流程如图3.1所示。
飞剪切尾的时候，首先反方向旋转60°，目的是增加剪刃的加速距离，由180°增加为240°。可以降低电机及电控系统加速能力的要求。当飞剪接收到切尾的命令时，飞剪开始启动，切尾剪刃在0°位置将带坯切断。等待下一个切尾命令。飞剪切尾的流程图如图3.2所示。
四、飞剪的控制数学模型
4.1剪切角计算
4.2飞剪的反应距离
飞剪反应距离是指飞剪开始加速至剪刃接触板坯表面时板坯走过的距离。Sc=（（360-預摆角-α）/360）*2πR
预摆角即飞剪剪刃的启动位置。如图4.2所示。
4.5带坯的跟踪
飞剪剪切长度是否准确，一个重要的因素是带坯跟踪是否准确，带坯跟踪又分为位置跟踪和速度跟踪，在安刚1780热连轧飞剪的位置跟踪实例中，我们为了确保带坯跟踪的准确，在热检与飞剪中间增加了一个扫描式热检，在此位置对头尾位置跟踪进行修正，热检跟踪值与扫描式热检位置值偏差在允许范围内，扫描式热检修正，否则不修正。这样可以确保带坯在热检与测速仪之间因带坯速度与测速辊速度不匹配而造成的误差。对于速度的跟踪，在扫描式热检处增加激光测速仪来代替测速辊，对带坯的速度进行实时测量，增加了速度测量的准确及稳定性。热检到激光测速仪之间的误差可以靠扫描式热检清除，因此带坯的跟踪可以认为是准确的。
五、结论
2007年安钢1780热连轧投产至今，飞剪的控制系统一直很稳定，切头和切尾的精度达到±20mm。实践表明，该飞剪系统可以完成高速板带轧制的高精度剪切，为精轧机架穿带和卷取提供良好的头尾形状。
参考文献：
1.张梅，王万新，王庭宽，等T400剪切工艺板实现飞剪控制，电气传动，2006，36（6）：58-60.
2.李江昀，郭香云，童朝南，一类轮鼓式飞剪运行控制方法，电气传动，2008，38（3）：37-40.
3.葛延津，陈栋，高峰，飞剪的定位控制，控制与决策，2003，18（5）：604-606.
【关键词】 轮毂式；飞剪；控制模型
【Abstract】 According to the application of flying shear control system in Angang Second Steelmaking and rolling plant 1780 production line， analysis of the flying shear control system used in the industrial production of hot strip rolling mill， and technology combined with the characteristics of the functions of the system are described.
【Key Words】 wheel-drum type； flying shear； control model；
引言：
在热轧带钢、棒材、高线等生产线中，飞剪是安装在轧机后面的对轧件进行剪切的重要的机械设备，其运动控制方法是实现高精度剪切的核心问题。现代轮鼓式飞剪是以切头刃与切尾刃相差90°为主，同时也可见切头刃与切尾刃相差180°。二者运行控制理论计算方法完全一致。后者对于控制系统的加速度要求比前者更高，原因在于后者剪刃运动走过的距离小于90°，这就要求传动电机惯量小、传动系统功率大。下文将以切头刃与切尾刃相差90°的轮鼓式飞剪为例，推导出飞剪运行控制方法，用于实际工程系统中。
一、飞剪的作用
安钢1780热连轧生产线轧钢部分主要有粗轧R1、R2，精轧F1-F7，1#-3卷取机组成，钢坯在经过粗轧轧制后难免会形成舌形和鱼尾状，舌形和鱼尾部分的温度比带坯温度低，在精轧机组轧制时常使工作辊产生压痕，使带钢卷表面产生辊印缺陷，影响带钢质量。舌形及鱼尾轧件，在精轧机组轧制时，易产生轧件跑偏和压力偏差大而导致泄压等事故，在甩尾、运送和卷取过程中，钻进设备部件的缝里，造成卡钢事故，使设备损坏或停车，影响轧机作业率。有鱼尾的带钢，打捆困难，且捆扎不紧，易造成散卷，在钢卷运输和堆放时产生故障，危害人身及设备安全。为为防止上述现象的发生，因此该生产线在精轧入口处设立一个轮毂式飞剪，将进入精轧机组前的带坯的舌形和鱼尾予以切除，确保生产的安全、连续和稳定。
二、飞剪的组成
飞剪采用转毂式结构，由一台2800kW交流电机通过齿式联轴器与主减速机相连，主减速机输出端通过鼓形齿联轴器与下转毂相连。上下转毂间由同步齿轮相连。当电机转动时带动下转毂转动，上转毂也同时转动，由装在上下转毂上的剪刃剪切带坯。安钢1780热连轧飞剪的机械设备由第一重型机械厂设计制造，电气控制系统硬件采用德国SIEMENS公司的SIMADIND控制系统，冶金自动化研究设计院负责电气设备的设计、制造、软件编程及现场调试。
三、飞剪的工作过程
我们把剪刃切断带坯的位置记做0°，切头飞剪等待位记做90°。在不剪切时，剪刃处于等待位置，就是剪刃的静止位置，切头剪刃处于90°，切尾剪刃处于180°。在此位置上带坯正常通过飞剪，剪刃由冷却水进行冷却。当飞剪接收到切头命令时，飞剪开始启动，其旋转方向与带坯运动方向一致，切尾剪刃让过带坯，使切头剪刃在0°位置将带坯切断。等待下一个切头命令。飞剪切头的流程如图3.1所示。
飞剪切尾的时候，首先反方向旋转60°，目的是增加剪刃的加速距离，由180°增加为240°。可以降低电机及电控系统加速能力的要求。当飞剪接收到切尾的命令时，飞剪开始启动，切尾剪刃在0°位置将带坯切断。等待下一个切尾命令。飞剪切尾的流程图如图3.2所示。
四、飞剪的控制数学模型
4.1剪切角计算
4.2飞剪的反应距离
飞剪反应距离是指飞剪开始加速至剪刃接触板坯表面时板坯走过的距离。Sc=（（360-預摆角-α）/360）*2πR
预摆角即飞剪剪刃的启动位置。如图4.2所示。
4.5带坯的跟踪
飞剪剪切长度是否准确，一个重要的因素是带坯跟踪是否准确，带坯跟踪又分为位置跟踪和速度跟踪，在安刚1780热连轧飞剪的位置跟踪实例中，我们为了确保带坯跟踪的准确，在热检与飞剪中间增加了一个扫描式热检，在此位置对头尾位置跟踪进行修正，热检跟踪值与扫描式热检位置值偏差在允许范围内，扫描式热检修正，否则不修正。这样可以确保带坯在热检与测速仪之间因带坯速度与测速辊速度不匹配而造成的误差。对于速度的跟踪，在扫描式热检处增加激光测速仪来代替测速辊，对带坯的速度进行实时测量，增加了速度测量的准确及稳定性。热检到激光测速仪之间的误差可以靠扫描式热检清除，因此带坯的跟踪可以认为是准确的。
五、结论
2007年安钢1780热连轧投产至今，飞剪的控制系统一直很稳定，切头和切尾的精度达到±20mm。实践表明，该飞剪系统可以完成高速板带轧制的高精度剪切，为精轧机架穿带和卷取提供良好的头尾形状。
参考文献：
1.张梅，王万新，王庭宽，等T400剪切工艺板实现飞剪控制，电气传动，2006，36（6）：58-60.
2.李江昀，郭香云，童朝南，一类轮鼓式飞剪运行控制方法，电气传动，2008，38（3）：37-40.
3.葛延津，陈栋，高峰，飞剪的定位控制，控制与决策，2003，18（5）：604-606.