一种连铸结晶器振动系统寻原点装置的制作方法

本实用新型涉及连铸结晶器振动控制技术领域，尤其涉及一种连铸结晶器振动系统寻原点装置。

背景技术：

连铸振动系统是利用计算机计算产生结晶器振动的波形曲线正弦或非正弦曲线，使结晶器作相应的运动，并结合拉速精确地控制结晶器上下振动,使振动波形保持精确的频率、振幅、负滑脱时间、正滑脱时间及波形偏斜率等，最终得到满足工艺需求的结晶器振动轨迹。在振动结束回位后振动系统往往会由于各种原因而不能回机械原点，而结晶器要完成这些复杂精确的振动轨迹，振动系统必须在机械原点位置启振，每次振动前必须进行寻原点的操作，否则会影响铸坯的质量，甚至引起的漏钢事故或者还会造成大的设备事故。

传统的寻原点操作是人工在操作箱上按下“寻原点”按钮，振动系统按照升降的步距进行寻原点，但这种寻原点操作由于操作人员不清楚振动系统是否经过了一个振动循环，经常会出现调节次数超过设定值而未达到机械原点，导致寻原点操作失败；此时，只能进行人工升降控制寻原点，通过对讲机，一人观察振动台架的状态，一人操作操作箱，直到振动台架处于水平位置且振动台架经过一个振动循环后，才能调试成功，因此需要反复多次才能成功。这种传统的寻原点操作费时费力，在恶劣环境中，工人劳动强度大，且严重影响连铸坯浇铸的节奏，甚至直接影响连铸坯的质量，给企业带来不小的损失。

连铸结晶器振动控制系统要确保结晶器复杂精确的振动，保证生产的节奏和铸坯质量，启振前必须要快速寻找到机械启振原点，这是连铸结晶器自动控制技术遇到的难题。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种连铸结晶器振动系统寻原点装置，本实用新型根据连铸振动系统的振动行程在电动缸的周围增设两个接近开关，并根据振动台架回位后水平时电动缸的活动端所在的位置在两个接近开关之间设置一个寻原点的接近开关，通过上下的两个接近开关可以检测电动缸的振动方向和循环次数，通过中间的接近开关可用以检测电动缸在一个振动循环内振动台架水平时的位置，也就是机械原点位置，使寻原点的可靠性强、精度高和效率高。

为实现上述目的，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：所述连铸结晶器振动系统寻原点装置，包括结晶器、振动台架、电动缸和定位基座，所述振动台架上端连接所述结晶器，所述振动台架的下端通过电动缸与所述定位基座相连，所述定位基座上设置有寻原点检测组件，所述寻原点检测组件包括调节支架及沿其高度方向由上到下依次设置的接近开关ⅰ、接近开关ⅱ和接近开关ⅲ，所述调节支架与所述定位基座相连，所述接近开关ⅰ和所述接近开关ⅲ之间的距离等于所述电动缸动作轨迹的最大行程，所述接近开关ⅱ所在的高度与所述振动台架回位后水平时所述电动缸的活动端所在的高度平齐。

进一步地，所述装置还包括pc机和通过工业以太网与之连接的plc控制单元，所述接近开关ⅰ、接近开关ⅱ和接近开关ⅲ与所述plc控制单元的信号输入端相连，所述plc控制单元的信号输出端与所述电动缸电连接。

进一步地，所述pc机内设置有intouch软件，所述intouch软件的控制界面与所述plc控制单元通过工业以太网通讯。

进一步地，所述寻原点检测组件设置有两组或两组以上，且多组寻原点检测组件上的接近开关ⅰ相互并联，多组寻原点检测组件上的接近开关ⅱ相互并联，多组寻原点检测组件上的接近开关ⅲ相互并联；多组所述寻原点检测组件设置在所述电动缸的四周。

进一步地，所述调节支架包括固定底座和安装板，所述固定底座设置为l形钢板，所述l形钢板的两个垂直板面上分别设置有高度调节孔ⅰ和水平调节孔，所述高度调节孔和水平调节孔均设置为腰型孔，所述固定底座的一端通过所述高度调节孔ⅰ与所述安装板相连，所述固定底座的另一端通过所述水平调节孔与所述定位基座相连。

进一步地，所述安装板沿其长度方向设置有条形安装孔和高度调节孔ⅱ，所述条形安装孔内安装所述接近开关ⅰ、接近开关ⅱ和接近开关ⅲ，所述高度调节孔ⅱ与所述高度调节孔ⅰ通过调节螺栓相连。

进一步地，所述接近开关ⅰ、接近开关ⅱ和接近开关ⅲ上均设置有紧固螺母，所述接近开关ⅰ、接近开关ⅱ和接近开关ⅲ穿过所述条形安装孔后通过紧固螺母预紧定位。

进一步地，所述电动缸包括缸体、丝杠和活动缸套，所述缸体内转动连接有丝杠，所述丝杠上的螺母与所述活动缸套相连，所述缸体与所述振动台架相连，所述丝杠与所述定位基座相连；所述电动缸的活动端为所述活动缸套的端部，所述接近开关ⅱ感应面的中心所在的高度与所述振动台架水平时所述活动缸套端部所在的高度平齐。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型根据连铸振动系统的振动行程在电动缸的周围增设接近开关ⅰ和接近开关ⅲ，两个接近开关之间的距离为电动缸在一个动作循环中的最大行程，因此，便于工作人员判断电动缸的振动方向和循环次数，并在两个接近开关之间设置一个寻原点的接近开关ⅱ，接近开关ⅱ的位置为振动台架回位后水平时电动缸的活动端所在的位置，也就是连铸振动系统的机械原点位置，在电动缸按照设定的振动轨迹动作时，电动缸的活动端靠近接近开关并达到动作距离时，相应的接近开关输出开关信号，当电动缸经过一个振动循环后再次靠近接近开关ⅱ，接近开关ⅱ输出开关信号则寻原点成功，通过接近开关ⅰ、接近开关ⅱ和接近开关ⅲ的动作状态来寻原点，使寻原点的可靠性强、精度高，而且无需工人在现场进行观察和反复调试，提高了寻原点操作的效率，降低了工人的劳动强度。

2、具体地，其中的寻原点装置通过在pc机的intouch软件的控制界面上输入指令并与plc控制单元通讯，plc控制单元通过接近开关ⅰ、接近开关ⅱ和接近开关ⅲ的开关信号控制电动缸的动作，来达到连铸振动系统的机械原点，实现了寻原点的自动化控制，定位准确，效率高，使操作更方便；在intouch软件的控制界面上可输入信号指令来使plc控制单元执行命令，同时也可在intouch软件的控制界面上实时观测接近开关ⅰ、接近开关ⅱ和接近开关ⅲ开关信号的变化，用于判断该装置的工作状态，进一步提高了该装置工作的可靠性，降低了该装置的故障率。

3、其中的寻原点检测组件包括调节支架及其上安装的接近开关ⅰ、接近开关ⅱ和接近开关ⅲ，寻原点检测组件设置两组或两组以上，且多个接近开关ⅰ相互并联，多个接近开关ⅱ相互并联，多个接近开关ⅲ相互并联，当同种类的接近开关中的一个发生故障时，另外的同种类的接近开关仍可工作，延长了该装置的使用寿命，提高了该装置使用的可靠性。

4、其中的调节支架包括固定底座和安装板，固定底座和安装板上分别设置有可以调节安装板高度的高度调节孔ⅰ和高度调节孔ⅱ，高度调节孔ⅰ和高度调节孔ⅱ通过调节螺栓连接，固定底座上还设置有可以调节三种接近开关的条形安装孔，因此，可根据连铸振动系统的振动轨迹得到电动缸的一个循环动作行程，根据电动缸的一个循环动作行程的不同调节安装板的高度，也可在条形安装孔内调节接近开关的安装位置来调节接近开关ⅰ和接近开关ⅲ之间的距离，而且可根据振动台架回位后水平时电动缸的活动端的位置调节接近开关ⅱ的位置，三种接近开关的位置调节方便，提高了该装置的通用性；其中的安装板上设置水平调节孔，可以根据工作环境等因素调节三种接近开关与电动缸的活动缸套外壁之间的距离，使接近开关的感应面与电动缸的活动缸套之间的距离达到接近开关的动作距离，使接近开关可以快速响应，进一步提高了寻原点的精度和效率。

综上，本实用新型涉及的寻原点装置结构简单，安装调节方便，通用性强，使用寿命长，操作方便，实现了寻原点的自动化控制，无需工人在现场进行观察和反复调试，提高了寻原点操作的效率和精度，降低了工人的劳动强度，提高了连铸浇铸的节奏，减少了电动缸的机械故障，降低了由连铸振动系统引起的漏钢事故，同时还提高了铸坯的质量。

附图说明

下面对本实用新型说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本实用新型中的寻原点装置的结构示意图；

图2为本实用新型中寻原点装置的控制原理图；

图3为图1中固定底座的结构示意图；

图4为图1中安装板的结构示意图；

上述图中的标记均为：1.结晶器，2.振动台架，3.电动缸，31.缸体，32.丝杠，33.活动缸套，4.定位基座，5.寻原点检测组件，51.调节支架，511.固定底座，512.安装板，513.高度调节孔ⅰ，514.水平调节孔，515.条形安装孔，516.高度调节孔ⅱ，52.接近开关ⅰ，53.接近开关ⅱ，54.接近开关ⅲ。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型具体的实施方案为：如图1所示，一种连铸结晶器振动系统寻原点装置，包括结晶器1、振动台架2、电动缸3和定位基座4，振动台架2上端连接结晶器1，振动台架2的下端通过电动缸3与定位基座4相连，电动缸3按照设定的动作轨迹动作从而带动振动台架2振动，使结晶器1做相应的运动。其中的定位基座4上设置有寻原点检测组件5，寻原点检测组件5包括调节支架51及沿其高度方向由上到下依次设置的接近开关ⅰ52、接近开关ⅱ53和接近开关ⅲ54，调节支架51与定位基座4相连，接近开关ⅰ52和接近开关ⅲ54之间的距离等于电动缸3一个循环动作轨迹的最大行程，因此，当接近开关ⅰ52先输出开关信号，接近开关ⅲ54后输出开关信号时，可判断电动缸向着接近开关ⅲ54的方向运动，根据接近开关ⅰ52或接近开关ⅲ54消失的次数可判断电动缸的动作循环次数，接近开关ⅱ53所在的高度与振动台架2回位后水平时电动缸3的活动端所在的高度平齐，也就是连铸振动系统的机械原点位置，在电动缸3按照设定的振动轨迹动作时，电动缸3的活动端靠近接近开关并达到动作距离时，相应的接近开关输出开关信号，当电动缸3经过一个振动循环后再次靠近接近开关ⅱ53，接近开关ⅱ53输出开关信号则寻原点成功，通过接近开关ⅰ52、接近开关ⅱ53和接近开关ⅲ54的动作状态来寻原点，使寻原点的可靠性强、精度高，而且无需工人在现场进行观察和反复调试，提高了寻原点操作的效率，降低了工人的劳动强度。

具体地，如图2所示，该装置还包括pc机和通过工业以太网与之连接的plc控制单元，其中的接近开关ⅰ52、接近开关ⅱ53和接近开关ⅲ54与plc控制单元的信号输入端相连，plc控制单元的信号输出端与电动缸3电连接，plc控制单元接收接近开关ⅰ52、接近开关ⅱ53和接近开关ⅲ54产生的开关信号并控制电动缸3做寻原点的动作。其中的pc机内设置有intouch软件，intouch软件的控制界面与plc控制单元通过工业以太网通讯，在intouch软件的控制界面上可输入信号指令来使plc控制单元执行命令，同时也可在intouch软件的控制界面上实时观测接近开关ⅰ52、接近开关ⅱ53和接近开关ⅲ54开关信号的变化，用于判断该装置的工作状态，进一步提高了该装置工作的可靠性，降低了该装置的故障率。

具体地，如图1所示，其中的寻原点检测组件5可设置两组或两组以上，图1中只显示了两组，根据需要也可设置两组以上，且多组寻原点检测组件5上的接近开关ⅰ52相互并联，多组寻原点检测组件5上的接近开关ⅱ53相互并联，多组寻原点检测组件5上的接近开关ⅲ54相互并联，当同种类的接近开关中的一个发生故障时，另外的同种类的接近开关仍可工作，延长了该装置的使用寿命，提高了该装置使用的可靠性；优化地，为了使多组寻原点检测组件5安装后结构更紧凑，减小占用空间，可将多组寻原点检测组件5安装在电动缸3的四周，当然也可安装在电动缸3的同侧，只要能够满足同类的接近开关的感应面的高度齐平即可。

具体地，如图1、图3和图4所示，其中的调节支架51包括固定底座511和安装板512，固定底座511设置为l形钢板，l形钢板的两个垂直板面上分别设置有高度调节孔ⅰ513和水平调节孔514，高度调节孔和水平调节孔514均设置为腰型孔，固定底座511的一端通过高度调节孔ⅰ513与安装板512相连，固定底座511的另一端通过水平调节孔514与所述定位基座4相连；安装板512沿其长度方向设置有条形安装孔515和高度调节孔ⅱ516，条形安装孔515内安装接近开关ⅰ52、接近开关ⅱ53和接近开关ⅲ54，高度调节孔ⅱ516与高度调节孔ⅰ513通过调节螺栓相连。接近开关ⅰ52、接近开关ⅱ53和接近开关ⅲ54的安装方式是，三种接近开关上均设置有紧固螺母，三种接近开关外壁上设置外螺纹段，接近开关ⅰ52、接近开关ⅱ53和接近开关ⅲ54穿过条形安装孔515后通过紧固螺母预紧定位。因此，可根据连铸振动系统的振动轨迹得到电动缸的一个循环动作行程，根据电动缸的一个循环动作行程的不同调节高度调节孔ⅱ516与高度调节孔ⅰ513之间的相对位置来调节安装板512的高度，也可在条形安装孔515内调节接近开关的安装位置来调节接近开关ⅰ52和接近开关ⅲ54之间的距离，而且可根据振动台架2回位后水平时电动缸3的活动端的位置调节接近开关ⅱ53的位置，三种接近开关的位置调节方便，提高了该装置的通用性；而且其中的安装板512上设置水平调节孔514，可以根据工作环境等因素调节三种接近开关与电动缸3的活动端之间的距离，使接近开关的感应面与电动缸的活动端外壁之间的距离达到接近开关的动作距离，使接近开关可以快速响应，进一步提高了寻原点的精度和效率，其中的接近开关ⅰ52、接近开关ⅱ53和接近开关ⅲ54可设置成同型号的接近开关，其动作距离相同，因此需要调节水平调节孔514的固定位置将三种接近开关的感应面在同一竖直平面内，由于外界温度等因素的影响，接近开关的实际动作距离可能会小于额定动作距离，在安装时，接近开关ⅰ52、接近开关ⅱ53和接近开关ⅲ54与电动缸3的活动端的外壁之间的距离分别小于或等于对应接近开关的动作距离，使电动缸3的活动端的外壁逐渐靠近对应的接近开关时，接近开关可及时动作，使反应更灵敏。

具体地，如图1所示，其中的电动缸3包括缸体31、丝杠32和活动缸套33，缸体31内转动连接有丝杠32，丝杠32上的螺母与活动缸套33相连，缸体31与振动台架2相连，丝杠32通过螺纹套筒与定位基座4相连，使丝杠32转动时定位基座4不会随之转动，丝杠32在伺服电机和减速器驱动下，通过同步带带动丝杠32转动，丝杠32带动其上的螺母沿着丝杠32做直线运动，螺母使活动缸套33也同步做直线运动，因此电动缸3的活动端为活动缸套33的端部，接近开关ⅱ53感应面的中心所在的高度与振动台架2水平时活动缸套33端部所在的高度平齐。

上述装置的安装过程是：首先，根据连铸振动系统的振动轨迹得到电动缸3的一个循环动作行程，根据电动缸3的一个循环动作行程的不同调节接近开关ⅰ52和接近开关ⅲ54在条形安装孔515上的位置，使接近开关ⅰ52和接近开关ⅲ54之间的距离等于电动缸3的一个循环动作的最大行程；然后，根据振动台架2回位后水平时电动缸3的活动缸套33的端部与定位基座4之间的距离，也就是接近开关ⅱ52安装的高度，调节高度调节孔ⅱ516与高度调节孔ⅰ513之间的相对位置来调节安装板512的高度，使接近开关ⅱ52安装在接近开关ⅰ52和接近开关ⅲ54之间；最后，根据工作环境等因素调节三种接近开关与电动缸3的活动缸套33的外壁之间的距离，使接近开关的感应面与活动缸套33的外壁之间的距离达到接近开关的动作距离，并将同种接近开关相并联并与plc控制单元的信号输入端电连接。

运用上述连铸结晶器振动系统寻原点装置寻原点的方法，包括以下步骤：

1)向pc机的intouch软件的控制界面中输入寻原点的控制指令给plc控制单元，电动缸3按照plc控制单元中预设的振动轨迹运行，电动缸3控制活动缸套33按步距向下点动降，当活动缸套33依次与接近开关ⅰ52、接近开关ⅱ53和接近开关ⅲ54的感应面靠近并达到动作距离时，接近开关ⅰ52、接近开关ⅱ53和接近开关ⅲ54依次动作并将开关信号传输给plc控制单元，然后传输到pc机的intouch软件的控制界面上显示三种接近开关均正常工作，保证了检测的可靠性。

2)当plc控制单元同时检测到接近开关ⅰ52、接近开关ⅱ53和接近开关ⅲ54的三个开关信号时，plc控制单元控制电动缸3的活动缸套33按步距向上点动升，当接近开关ⅲ54的开关信号消失后，活动缸套33继续向上点动升，直到接近开关ⅱ53的开关信号消失时，活动缸套33停止点动升，接近开关ⅲ54和接近开关ⅱ53的开关信号依次消失的信号可在pc机上的intouch软件的控制界面上显示出来。

3)plc控制单元控制电动缸3的活动缸套33按步距向下点动降，直到接近开关ⅱ53的开关信号第二次出现时，接近开关ⅱ53的开关信号第二次出现的信号通过plc控制单元与intouch软件的控制界面通讯显示寻原点成功的信号，寻原点操作结束，此过程防止了接近开关ⅱ53的开关信号消失时电动缸3的活动缸套33的位置与机械原点的位置相差大，使电动缸的活动缸套向下动作做进一步的检测，提高了寻原点的精度。

综上，本实用新型涉及的寻原点装置结构简单，安装调节方便，通用性强，使用寿命长，操作方便，实现了寻原点的自动化控制，无需工人在现场进行观察和反复调试，提高了寻原点操作的效率和精度，降低了工人的劳动强度，提高了连铸浇铸的节奏，减少了电动缸的机械故障，降低了由连铸振动系统引起的漏钢事故，同时还提高了铸坯的质量。

以上所述，只是用图解说明本实用新型的一些原理，本说明书并非是要将本实用新型局限在所示所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本实用新型所申请的专利范围。