數(shù)控技術(shù)在軋輥磨床上的應(yīng)用探析

韓濤

摘 要：軋輥磨床本身是軋鋼板材生產(chǎn)線的核心配置，高精準(zhǔn)的磨削精準(zhǔn)、高效率的磨削，可保障軋鋼行業(yè)生產(chǎn)效率與質(zhì)量。本文首先分析了軋輥磨床概述，同時闡述了數(shù)控技術(shù)基本概念，最后總結(jié)了數(shù)控技術(shù)在軋輥磨床上的應(yīng)用，旨在為推動軋鋼行業(yè)得到更好的發(fā)展提供參考意見。

關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)；軋輥磨床；應(yīng)用；概念

在經(jīng)濟(jì)全球化背景下，為加速軋鋼技術(shù)的改進(jìn)，推動軋鋼行業(yè)的發(fā)展，對軋輥加工提出了全新的要求，主要集中在技術(shù)要求上。數(shù)控技術(shù)在軋輥磨床內(nèi)的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)自動化控制，實(shí)現(xiàn)控制軸速度與位置的調(diào)整，發(fā)布管理指令、執(zhí)行操作指令，完善操作流程，保障軋輥磨床的穩(wěn)定運(yùn)行。本文主要討論、闡述數(shù)控技術(shù)在軋輥磨床上的應(yīng)用，旨在為軋鋼磨床技術(shù)改進(jìn)提供方向。

1 軋輥磨床概述

軋輥磨床本身是軋鋼板材生產(chǎn)線的核心配置，高精準(zhǔn)的磨削精準(zhǔn)、高效率的磨削，可保障軋鋼行業(yè)生產(chǎn)效率與質(zhì)量。軋輥磨床在軋鋼鋼板制作階段，受到高溫、氧化、機(jī)械磨損等因素的影響，會損壞輥面的精準(zhǔn)度，影響軋鋼質(zhì)量。為更好的滿足軋鋼生產(chǎn)需求，需要依據(jù)工藝要求，合理設(shè)置軋輥輥面母線，科學(xué)匹配輥面母線耦合。

軋輥磨床屬于一種機(jī)械切削機(jī)床，由承載系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、磨削系統(tǒng)、測量系統(tǒng)和控制系統(tǒng)五個子系統(tǒng)組成。工件由頭架、尾架和托架支撐，并由頭架驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。軋輥磨床內(nèi)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，可實(shí)時反饋測量數(shù)據(jù)，為軋輥磨床控制系統(tǒng)的運(yùn)行奠定基礎(chǔ)，以此實(shí)現(xiàn)工件的精密加工。

2 數(shù)控技術(shù)基本概念

數(shù)控技術(shù)在軋輥磨床內(nèi)的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)自動化控制，實(shí)現(xiàn)控制軸速度與位置的調(diào)整，發(fā)布管理指令、執(zhí)行操作指令，完善操作流程，保障軋輥磨床的穩(wěn)定運(yùn)行，保障磨削循環(huán)的持續(xù)性。數(shù)控技術(shù)還可測量各類工作，實(shí)時分析數(shù)據(jù)，以此保障磨削效果，提升軋鋼效率。

3 數(shù)控技術(shù)在軋輥磨床上的應(yīng)用

MCCR 生產(chǎn)線軋輥間安裝了2臺數(shù)控技術(shù)軋輥磨床，軋鋼技術(shù)在后期發(fā)展中，需要積極引入先進(jìn)數(shù)控技術(shù)，完善控制技術(shù)與軋輥磨床機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，推動軋鋼領(lǐng)域得到更好的發(fā)展，切實(shí)發(fā)揮出軋輥磨床的應(yīng)用價值，其應(yīng)用主要如下。

3.1 數(shù)控系統(tǒng)

軋輥磨床數(shù)控主機(jī)為

新一代全數(shù)字控制系統(tǒng) HCCKPM10系統(tǒng)，工業(yè)控制機(jī)可將CNC與PLC集成在一起，內(nèi)部設(shè)置的光纖PC與卡口FC2001聯(lián)系在一起，能夠有效控制與修改軋輥磨床邏輯，保障操作的便捷性。外圍連接模塊通過連接 NCU 模板與通訊模塊，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場信息傳輸，為中央控制系統(tǒng)的提供運(yùn)行數(shù)據(jù)。

3.2 驅(qū)動控制

3.2.1 進(jìn)給軸驅(qū)動

軋輥磨床進(jìn)給軸選擇的是全數(shù)字化交流伺服電機(jī)驅(qū)動，在實(shí)際應(yīng)用中，這類驅(qū)動機(jī)具備很好的應(yīng)用效果，精準(zhǔn)度與可靠性較強(qiáng)。軋輥磨床驅(qū)動系統(tǒng)應(yīng)用的是SIEMENS的SIMODRIVE 611U通用型變頻器，借助內(nèi)部光電編碼器可反饋檢測位置，能夠保障系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，測量精準(zhǔn)度為。0.001mm，可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制。

3.2.2 主軸驅(qū)動

軋輥磨床頭架一般應(yīng)用的是1PH7 型交流電機(jī)驅(qū)動，在驅(qū)動機(jī)內(nèi)安裝了Sine/Cos1Vpp，2048 S/R 光電編碼器，可快速開展閉環(huán)控制。

選擇出產(chǎn)的Lighrbus系 列 變頻調(diào)速裝置，軋輥磨床可實(shí)現(xiàn)頭架正向旋轉(zhuǎn)與反向旋轉(zhuǎn)，并自動定位撥盤角度。就軋輥磨床驅(qū)動特點(diǎn)，頭架驅(qū)動主軸電機(jī)具備低額定轉(zhuǎn)速、扭矩大啟動的特點(diǎn)，可切實(shí)滿足重型軋輥磨床啟動需求，有效節(jié)省各類資源。為保障軋輥磨床的磨削能力，滿足軋輥磨床快速大負(fù)荷加工需求，一般需要將砂輪主軸電機(jī)設(shè)置為129kW。

3.3 人機(jī)接口

主控制臺是由一個PC機(jī)、操作控制盤MCP組成。PC機(jī)操 作 系 統(tǒng) 采 用 Beckhoff的TwinCAT，需要在系統(tǒng)內(nèi)部安裝磨削工作循環(huán)程序，軋輥磨床操作所需的軟件，包括：GrindWin，Inspektor，ProfiWin。PC機(jī)功能主要包含：1.借助網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)DDE、CNC數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；2.可在屏幕上顯示數(shù)據(jù)，并實(shí)時分析與儲存數(shù)據(jù)；3.可顯示HOST（軋輥間 / 軋機(jī)）計(jì)算機(jī)直接交換信息。軋輥磨床人機(jī)接口具有完備的報(bào)警功能與診斷功能，內(nèi)部配置較為豐富，可為人員提供操作提示。軋輥磨床人機(jī)接口還完善了操作單元設(shè)計(jì)與畫面呈現(xiàn)，操作者、維護(hù)人員可精準(zhǔn)掌握各類信息。

3.4 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一般是由幾個工作站組成的網(wǎng)絡(luò)，可為數(shù)據(jù)庫與軋輥磨床、軋機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換提供支持。在所有數(shù)據(jù)備好之后，操作人員只需要向軋輥磨床PC機(jī)內(nèi)輸入“磨削完成”信息，借助軋輥號、器械設(shè)備號，可促使不同軋輥磨床PC機(jī)，借助SQL報(bào)文讀取軋輥磨床中的最新數(shù)據(jù)。

3.5 測量系統(tǒng)

高質(zhì)量軋輥磨床，高精準(zhǔn)度的軋輥磨床，需要精密測量、精密監(jiān)測功能的支持，數(shù)控技術(shù)軋輥磨床測量系統(tǒng)本身是由不同的光電元件組成，可實(shí)現(xiàn)軋輥磨床實(shí)時監(jiān)視與測量。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)軋輥磨床的獨(dú)立測量，借助數(shù)控技術(shù)內(nèi)的靜壓滑道，可實(shí)現(xiàn)卡規(guī)測量，測量范圍包括：測量臂（2個）、編碼器（1個）、光柵測量尺（2個）。通過實(shí)時測量雙臂軋輥直徑、錐形、拱形，可實(shí)時反饋測量結(jié)果，并在 CNC系統(tǒng)內(nèi)分析測量數(shù)據(jù)。就實(shí)際情況而言，獨(dú)立的測量系統(tǒng)可提供理想的探測條件，系統(tǒng)內(nèi)的渦流探測系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)軋輥磨床缺陷、傷疤、裂紋的檢測。一般是將檢測器安裝在硬件檢測頭內(nèi)部，PC機(jī)數(shù)字板可實(shí)現(xiàn)信號處理，軋輥磨床可迅速反饋測量數(shù)據(jù)，以此發(fā)揮出數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用價值。

3.6 遠(yuǎn)程服務(wù)

遠(yuǎn)程服務(wù)包主要包含POMINI專門設(shè)計(jì)軟件、調(diào) 制 解 調(diào) 器。數(shù)控技術(shù)軋輥磨床工廠技術(shù)人員，借助信息技術(shù)就可協(xié)助人工操作，實(shí)時監(jiān)控軋輥磨床上的數(shù)據(jù)與運(yùn)行程序，并開展數(shù)據(jù)收集，切實(shí)提升軋輥磨床的應(yīng)急處理能力，提升機(jī)床運(yùn)行效率。

4 結(jié)束語

基于本文上訴分析闡述可得知，通過積極開展技術(shù)創(chuàng)新，強(qiáng)化軋輥磨床設(shè)計(jì)，可更好的滿足軋輥磨床生產(chǎn)需求。軋鋼技術(shù)在后期發(fā)展中，需要積極引入先進(jìn)數(shù)控技術(shù)，完善控制技術(shù)與軋輥磨床機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，推動軋鋼領(lǐng)域得到更好的發(fā)展，切實(shí)發(fā)揮出軋輥磨床的應(yīng)用價值。

參考文獻(xiàn)

[1]谷新.數(shù)控技術(shù)在軋輥磨床上的應(yīng)用[D].上海交通大學(xué)，2018，10（11）：223-225.

[2]王云平，陳淵.基于PMAC和PC的軋輥磨床數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)[J].組合機(jī)床與自動化加工技術(shù)，2018，10（04）：60-63.

[3]孫官朝.一種可調(diào)式高速精密軋輥磨頭的熱力學(xué)特性研究[D].貴州大學(xué)，2017，17（05）：44-56.

[4]張妙麗.天水星火機(jī)床有限責(zé)任公司品牌塑造研究[D].蘭州大學(xué)，2016，10（09）：83-85.

[5]馬偉麗.任意母線砂輪數(shù)控修形庫及其應(yīng)用軟件開發(fā)[D].武漢理工大學(xué)，2018，15（20）：205-206.

[6]張盛良.甘肅省機(jī)械科學(xué)研究院技術(shù)創(chuàng)新服務(wù)系統(tǒng)研究[D].蘭州大學(xué)，2016，40（04）：60-63.