邯钢中板线喷印机改造实践

　　中厚板喷印机是代替人工对钢板进行标识作业的设备，包括上喷和钢印两部分内容。喷印机接收到生产厂的数据后，在对应的钢板上进行标识。邯钢公司中板厂在线使用的WPD -2200型中厚板喷印标识机，经常出现数据传输错误和上喷雾化冒堵塞的现象，严重影响了正常生产和产品质量形象。

　　分析研究后，从控制系统电气方面、软件方面进行了升级改造，解决了喷印机存在的问题。

　　1喷印机故障频发的原因分析邯钢中板厂使用的WPD -2200型中厚板喷印bookmark4标识机由鞍山威达机械有限公司设计。上喷分为4行（见），分别由4个喷头来完成，每个喷头由1台电脑主机来控制，每台主机都是从中板计划执行系统接收数据，也就是钢板上喷共由4台主机来控制，每台主机在传输数据中经常会出现数据传错和丢失等现象。

　　程大学机械设计制造及其自动化专业，现在河北钢铁集团邯钢公司中板厂从事机械安装及维护工作，E - mail：408653104 163. com改造前的喷印效果钢印有2个钢印头，主要用于对船板进行打钢印，目的是防止钢板喷砂后上喷标识消失无法辨别钢板信息。这2个钢印也分别由2个主机进行控制，从中板计划执行系统接收数据。

　　上喷喷漆采取NIS310奥地利进口油墨，需用水进行稀释，油墨与水的调配比例1：1.调配好的油墨则被称为高温涂料，涂料泵在气动马达的带动下将涂料从涂料桶吸入，并在。4 ~0. 5 MPa的间断压力下，经过涂料进管、喷嘴、涂料回管、涂料桶反复循环。当需要在钢板上喷印时，由电磁气动阀控制的指针开始抽动，此时针嘴之间存在间隙，涂料通过此间隙喷出。高温涂料经过雾化冒雾化后在钢板上形成钢板标识，完成标识工作。但上喷高温涂料也经常会发生堵塞喷嘴现象，严重影响了标识质量。

　　1.1喷印机控制系统隐患分析对2013年喷印机的常见故障进行了统计，详见表1、表2.表1 2013年中板线喷印机故障及不合格钢板喷标情况时间故障时间/h喷标不合钢板数量/块喷标不合钢板比率/% 1月2月3月4月5月6月7月8月9月12月全年表2 2013年中板线喷印机故障停时分类统计表停时原因停时/h比例/%明油喷枪覆盖不全压不稳喷头堵塞钢印不全系统控制邯钢中板厂中板线喷印机改造前，上喷控制系统由6台电脑，30余条网线、交换器、6块鞍山威达行走控制器、延长器等组成。控制较为繁琐，故障点多，故障现象各有不同，且不易操作和处理，往往会耽误较长的生产时间。据统计2012年1 ~7月，喷印机有记录的电气故障时间超过13 h，如果加上手喷时间远远超过13 h，严重影响了该厂的生产与产品质量。

　　改进前中板线上喷控制系统6台电脑，分别控制1钢印头、2钢印头、3上喷头、4上喷头、5上喷头、6上喷头。存在的弊端：（1）其中任何1台电脑出现故障，其对应的打印头或喷头都无法正常工作。（2）电脑启动时需按顺序分别启动6台电脑及其控制软件，启动过程慢。（3）备件费用大且需对6台电脑做备份。

　　1.2喷印机容易受到外界因素的干扰喷印机使用的NIS310奥地利进口油墨，经常发生堵塞喷嘴现象，操作工需经常清理雾化冒，每10块使用清洗水清洗1次，然后使用高压风进行吹扫。

　　仅管如此，仍然不能杜绝雾化冒堵塞的问题，操作工每喷40 ~50块钢板需更换1次雾化冒，离线将雾化冒内积攒的墨渣进行清理，频繁清理雾化冒严重制约着产量的提升。

　　墨渣的产生原因有2个。一是NIS310奥地利进口油墨配墨使用的水为常规地下饮用水，地下水含有的矿物质与NIS310奥地利进口油墨会发生化学反应产生胶状物质，这些胶状物质难以溶解，堵塞了雾化冒。二是因为外界压缩空气为喷印机提供动力，稳定运行压力为0.稳定在0. 4 ~0. 5 MPa，但通过对喷印机的跟踪发现喷印机不工作时压力显示0. 45 MPa，但工作后压力会下降到0. 35 MPa，不能满足喷印机稳定运行压力，导致油墨堵塞喷嘴。

　　2 WPD -2200喷印机升级改造2012年利用中板线轧机AGC自动化改造停产时间，完成了对喷印机的升级改造。

　　2.1控制系统电气方面升级改造改进前喷印机机架内接线隐患较多，012年9月1日~10月29日完成了控制系统的升级改造。改造项目：（1）机架内有电机线、限位线以及电磁阀线等，这些线与元器件的连接头稳固性不强，对每个接头进行重接并锡焊，穿上热缩管*后包扎固定。

　　（2）改进前电磁阀线是直接锡焊固定，没有接线端子，容易造成脱落。利用直接接线的电磁阀代替原有电磁阀。（3）将机架内接线端子排移到机架外，并将端子更换为拉簧式端子，方便检查和维修，并消除端子接线带来的隐患。（4）改进前机架内限位信号靠固定的铁片感应，固定螺丝容易松动，铁片容易变形，是易发故障点。改进后，利用机架内的滑轨直接感应，只要定期紧固限位开关，就不会出现感应不到的现象。

　　2.2控制系统软件方面升级改造利用1台装有专用软件的新工控机电脑（XP系统、2G内存）代替改进前的6台电脑，控制及操作界面也只有1个，不用切换，操作更为简单。

　　去掉了多口交换器及电脑延长器，直接在操作台实现远程连接。

　　PLC系统的升级将会去除部分控制中间继电器，该继电器可做备件使用。

　　改进前的PLC硬件配置以及控制程序将根据新的PLC控制系统修改，重新组态及编程，通过调试使得控制过程更稳定。

　　WINCC画面（操作界面）重新制做，由于电脑及通讯网线的减少，去掉了些旧系统中繁琐的控制界面，增加丰富的调试及报警功能，使得查找与处理故障更加方便，界面将会更容易操作。

　　2.3喷头和打印头运行轨迹的优化通过编写脚本程序实现了ERP中的钢板信息自动按顺序上传功能，无需人工干预，加快了钢板喷印节奏和生产速度。喷印机控制软件首先从字库文件中调出所要喷印字符对应的字模并进行解析，提取每个点的位置信息，计算出这一点相对于上一个点的相对坐标，也就是X、轴需要移动的距离。

　　对喷印字体及速度参数进行修改，力求字体的美观，满足用户需求，可修改的参数包括：字高、字宽、字间距、字拐角、X轴偏移、y轴偏移、速度、加速度等。为保证参数不被误修改，设定密码，只有相关有权限的专业技术人员才可以通过用户名与密码登录后修改相应参数。

　　整体上喷字体采取坐标轴来制作运行轨迹，数字0~9全部选择方体字。字母在方形字的基础上进行了优化，如字母“S区分数字0和字母D全部数据统由技术人员将字体运行轨迹维护在喷印机控制系统，操作起来简单方便。改进后的喷印效果如所示。

　　改进后喷印效果2.4保证高温涂料质量首先对配墨的操作方法进行了优化，配墨时全部使用纯净水，防止使用地下饮用水配墨时发生化学反应产生胶状难溶物质。其次配墨时使用0.2 mm直径的滤网过滤，将颗粒杂质全部过滤掉，防止细小颗粒杂质堆积而造成堵塞。*后在涂料进喷嘴处增加双层0. 2 mm过滤网，防止高温涂料沉淀后吸入喷印机造成堵塞。

　　2.5提高设备稳定运行压力外界压缩空气为喷印机提供动力，稳定运行压力为0.4 ~0.5 MPa.通过对喷印机的跟踪发现，喷印机不工作时压力显示0. 45 MPa，但工作后压力降到0.35 MPa.工作压力降低直接影响喷印机喷头对高温涂料的雾化，字体美观度达不到目标要求。对此增加了1台稳压泵，对喷印机在工作时丢失的压力进行补偿，稳定了喷印机的标识质量。

　　3结语更改系统内部控制参数，包括字高、字宽、字间距、字拐角、x轴偏移、y轴偏移、速度、加速度等。利用*新的西门子运动控制系统（317T CPU以及IM174模块）代替控制器；用SIMATIC STEP7编写控制程序替代WDPD软件；实现ERP数据自动上传、程序监控及喷打印控制功能。稳压泵的使用和高温涂料质量的提高为防止喷印机堵塞提供了可靠保障，稳定了喷印机的标识质量。

　　喷印机升级改造后，经过2个月的调试以及程序和画面的完善，彻底解决了喷打印软件及硬件系统故障，保证了喷印机的长周期稳定运行，大大降低了故障时间，且新系统标识信息美观、清晰，为邯钢稳定生产及产品质量提高奠定了坚实的基础。

(完)