赵丽琼

本文主要通过对抛丸机电气系统程序优化，实现工件尺寸与抛丸程序精准化匹配，有效降低了抛丸过程能源消耗和涂装辅料消耗，节约了涂装成本，减少了粉尘等污染物的排放。

1.目前国内外同类先进技术概況

目前行业内卡特、神钢等标杆企业均采用单一模式进行抛丸，即不论结构件长短，统一采用同一程序进行抛丸，此种抛丸方式存在两个不足：

（1）结构件进出抛丸机前后封闭室的过程中，抛头进料口已关闭，抛丸电机一直处于运行状态，造成电能浪费。

（2）抛丸程序根据最长工件设定，短工件抛丸时，工件未进入抛丸区时，抛头和电机均处于空抛状态，造成电能、丸粒浪费与设备磨损。

2.精准化抛丸的措施

精准化抛丸即通过精准匹配工件尺寸与抛丸程序，避免空抛，减少能源、丸粒浪费与设备损耗。

结构件精准化抛丸项目主要通过对不同长度结构件抛丸程序进行优化，减少抛丸前后等待时间内抛头电机的空转，降低能源和辅料消耗。该项目主要从抛丸结构件长度等级划分、抛丸程序优化、抛丸系统现场改造、抛丸电气控制标准化四个方面实施。

2.1结构件抛丸长度等级划分

为实现结构件精准化抛丸，现对结构件长度进行统计，并按长度进行等级划分设计抛丸程序。

通过对数据分析可看出，结构件长度尺寸范围为3.14m-6.64m，其3-4m长度段内工件类型共8种，4-5m长度段内工件类型共11种，5-6m长度段内工件类型共1种，6-7m 长度段内工件类型共4种，故将结构件尺寸划分为3m、5m、7m 三个长度级别。

2.2抛丸程序优化

抛丸电机的启停均通过PLC程序进行控制，因此需在 PLC 内添加相应程序，使工件在触发抛丸机行程开关后能实现抛丸电机的启停；同时通过在自行小车行进轨道上方增加三组行程开关，分别对应7m、5m、3m长度等级，通过行程开关来控制抛丸电机的启停。

2.2.1抛丸电机启停程序优化

原抛丸程序逻辑：点击抛丸机自动启动按钮，分离器、提升机、横向螺旋、纵向螺旋、收丸螺旋、皮带输送机、抛丸电机依次启动。

优化后抛丸程序逻辑：

（1）点击抛丸机自动启动按钮，分离器、提升机、横向螺旋、纵向螺旋、收丸螺旋、皮带输送机依次启动；

（2）抛丸机PLC检测前封闭室大门关闭信号后（输送线控制柜传递至抛丸机PLC），依次启动抛丸电机；

（3）抛丸机PLC检测后封闭室行程开关关闭信号后（输送线控制柜传递至抛丸机PLC），依次停止抛丸电机。

2.2.2抛丸程序优化

2.2.2.1抛丸区间优化

针对抛丸室内前后等待区位置进行优化，原7米级前后等待区间不变，5米级、3米级前后等待区间分别向抛丸区间方向移1米及2米，从而达到消除空抛区间的目的。

2.2.2.2抛丸区间程序优化

前封闭室大门关闭信号替代：

（1）由前封闭室上方新增加的三组行程开关信号来代替前封闭室大门关闭信号；由后封闭室上方新增加的三组行程开关信号来代替原行程开关信号；

（2）由控制箱内 PLC 输出信号激活相应新增加的六组行程开关；

（3）依据操作人员选择，抛丸机PLC检测不同行程开关进行判断输出。

抛丸程序优化后，在上件工位增加选择控制箱来选择控制信号，从而实现不同长度工件的选择性抛丸作业。

2.3抛丸系统现场改造及效果确认

2.3.1控制箱改进

由于原有控制箱仅具备单一程序选择功能，故需要在上件工位增加一个长度选择控制箱，实现7m、5m、3m三个级别抛丸程序的选择。

改进前，工件抛丸时需同时按下上升和放车两个按钮；改进后，操作人员根据工件长度选择3m、5m、7m按钮，控制箱内PLC输出相应信号接通原控制箱内上升、放车按钮，工件放行进入抛丸室。

2.3.2行程开关布线改进

通过在抛丸室顶端自行小车行进轨道上增加两组行程开关，配合原有一组行程，将抛丸区间分为7m、5m、3m三个长度等级。

通过测量抛丸室体内中心抛丸区与悬挂工件的距离，确定 3 个长度等级抛丸区间位置，进而确定行程开关固定位置。行程开关安装时，使用行程开关安装支架固定至自行小车轨道上沿，使用2根3芯电缆线分别串联前后6只行程开关，原前后行程开关接线连接至上件抛丸控制箱。

2.3.3抛丸效果确认

在抛丸系统现场改制完成后，通过对不同长度级别的结构件进行抛丸试验，确定长度等级划分和抛丸程序优化后能够满足质量要求。

2.4抛丸控制箱标准化

针对抛丸控制箱制定使用规范，根据工件长度等级选择长度选择按钮，实现结构件精准化抛丸。

3.总结

经过现场电量消耗及产量统计计算，改进前后平均单挂抛丸电能分别为43度、34.4度，单挂节约电能8.6度，改进前后单挂平均丸料消耗分别为14kg、8.9kg，单挂节约丸料5.1kg。单挂节约电能25%，节约丸粒消耗36%，使得抛丸机能源利用率达到行业先进水平。

以半年生产量为 1982 挂计算，每半年产生经济效益为：经济效益=节约能耗费用+节约丸料成本= 生产总挂数×单挂节约费用=1982挂×8.6度/挂×0.96元/度+生产总挂数×单挂节约费用=1982挂×5.1kg/挂×5.02元/kg=6.71万元。

通过结构件精准化抛丸的实施，有效降低了生产线的能源消耗和丸粒消耗，减少了抛丸粉尘的排放。

（作者单位：徐州工程机械技师学院）