数控轧辊磨床几种测量装置结构介绍

数控轧辊磨床几种测量装置结构介绍
上海机床厂有限公司 (200093) 钱梅
摘 要 测量装置在数控轧辊磨床上的应用日益普及,针对应用于数控轧辊磨床上的测量装置,对几种不同形式的测量装置进行结构介绍,分析了各结构的特点,指出了各结构适用的场合。

关键词 轧辊磨床 测量装置 在线测量
随着钢铁业的蓬勃发展,轧辊磨床的市场需求量加大,同时对机床精度、生产效率的要求也愈来愈高,这就对机床设计、制造、检测等各个环节提出了更高的要求,其中对轧辊辊形精度检测手段是保障产品质量的重要环节。

传统的手工检测由于效率低,精度难以测量正确,已经逐步不适应产品的自动化发展要求。

选择合理的检测方案并提高检测方法的自动化程度成为当前急需解决的问题。

因此轧辊在线测量装置(On -li n e Roll Pr o file M eter ,简称OP M )就应运而生了。

目前轧辊磨床测量装置主要可以分为双点测量和单点测量两大类。

其中双点测量居多。

双点测量装置按安装方式可以分为下列两种:(1)横梁安装在砂轮架上方的测量装置该测量装置主要由横梁、移动机构、内外测量脚等组成,如图1所示。

内测量脚固定在砂轮架上,外测脚安装于横梁上,由移动机构带动横梁作直线运
动。

图1 安装在砂轮架上方的测量装置
该测量装置可测量轧辊的辊形、辊径、圆柱度、圆度和同轴度,机床在准备功能阶段还可以对轧辊的安装精度进行检测。

所有测量均可在磨削前后进行,测量数据可以归并到CNC 磨削过程中,并通过与轧辊磨削精度相比较,使机床自动进行(或中断)磨削循环和补偿磨削。

测量装置安装在砂轮架上方,可随拖板沿Z 轴方向移动,以便实现对轧辊的全长辊面测量,同时可随砂轮架沿X 轴方向移动(轧辊直径方向),趋近或离开工件。

测量装置测量时,必须使砂轮退离工件表面(以免损坏触头15),通过油缸1、8分别控制外、内两测量臂绕支点2、6回转90 (翻下)。

内侧测量臂4随砂轮架趋近工作,外侧测量臂3由交流伺服电机5驱动使之趋近工件。

当测量臂3、4趋近辊面时,装于其上的触头15、17将触及辊面,使测杆14、19绕支点13、16回转。

分别通过短光栅(装于测量臂内),使其计数。

当压缩时,由内设的接近开关动作,使电机停止转动,机床进入测量状态。

外侧测量臂3两旁的强簧杆限位开关18,其功能是保护触头17,当拖板沿Z 轴方向运动时,如运动方向侧限位开关动作,则拖板沿该方向的运动立即停止。

进行直径测量前,应将测量装置触头15、17进行校准,以便准确测量出轧辊直径(相对于基准环的
直径准确性)。

[3]贾向义,周维,陈敏.外圆磁性研磨机及其磁路计算[J].精密制
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科学版)(增刊),2002,23(1):65-67.
[6]王宝龄主编.电磁电器设计基础,[M ].国防工业出版社.
1989年.
45 2006年第2期(总第166期)
(2)横梁安装在拖板上的测量装置
放在拖板上的测量装有两种形式。

第一种与放在砂轮架上方的测量装置相比,测量原理和调整方法基本相同。

该测量装置主要由测量座4、移动机构2、内测量脚3、外测量脚1等组成,如图2所示。

内测量脚3固定在砂轮架上,由砂轮架移动带动内测量脚趋近工件,外测量脚安装于测量座上的移动机构,由交流伺服电机驱动丝杠螺母转动,使之趋近工作。

该测量装置与放在砂轮架上方的测量装置相比:
减去了由横梁重量产生的对砂轮架偏载力
矩,使砂轮架导轨受力均匀,进一步提高磨削质量。

测量座可以不受条件限制,保证足够的刚
性。

图2 安装在拖板上的测量装置
第二种形式的测量装置主要由测量座6、90 回转机构8、30 回转机构9、测量箱体移动机构3、内测量脚4、外测量脚1等组成。

如图3所示。

该测量装置有两种测量位置,一种是水平状态测量,另一种通过驱动油缸2带动30 回转机构9绕工件中心回转30 ,避开磨削区,可边磨削边测量,实
现在线测量监控。

当测量结束或磨削中不需要进行测量时,通过驱动油缸7带动90 回转机构8旋转90 ,使测量箱体处于上位,便于磨削和吊装轧辊;测量装置可随拖板沿Z 轴方向移动,实现对轧辊的全长辊面测量,同时,两测量臂1、4可沿横向(轧辊直径方向)相对于轧辊中心同时趋近或离开。

两测量臂1、4的移动是由伺服电机5通过滚珠丝杠转动,使测量臂1、4同
时趋近或离开。

图3 带回转机构的测量装置
结论:图1、图2、图3三种测量装置目前不论在进口还是国产机床上均有应用。

图1方式的优点为机床结构紧凑,尤其是机床长度可以适当缩短,但缺点是砂轮架受力较重,并且偏载,容易使砂轮架慢速运动时产生爬行,影响磨削质量。

另外由于内侧测头的位置与砂轮宽度中心重合,且处于磨削区,必须
在非磨削时进行测量。

图2方式测量装置,由于横梁安装于拖板上,减轻了砂轮架所受得横梁的偏载重力,砂轮架不易产生低速爬行,但拖板长度加长,以至机床总长要适当加长,同样这种测量装置也必须在非磨削时才能进行测量。

图3所示的测量方式,在图2的基础上把测脚转了一定角度后可以实现两测量脚同时边磨削边测量,实现真正意义上的在线测量。

46 《精密制造与自动化》
ABSTRACT&KEY WORDS NO.22006
Anal y si s on H i g h-Speed Gri n der
D ynam i c Perf o r m ances
Abstrac:t To raise the h i g h-speed g round surface qua lity,th is article syste m atically analyses the cy li n dri ca l g ri n der dyna m ic characteristics.By m ak i n g the dy na m ic perfor m ance tes,t the v i b ration w eak po i n ts and t h e m a i n v ibration source o f t h e proto type are found.
F i n ally,the i m pr ove m entm easures w ill be put for w ar d. K ey w ords:high-speed cy li n drica l grinder,dyna m ic character i s tics,v i b rati o n source,i m prove m ent m eas ures
Str ucturalOptm i i z ati o n of the Spindl e
Syste m of5-Axis M achini n g Center Abstrac:t Based on the dyna m ic si m u lation of the spin dle syste m o f5-ax is m achining center,dyna m ic opti m ization design is done for the bearing suppo rt syste m and the structure of the sp i n d l e.To overco m e the d is advantages of one-support beari n g,t w o-support beari n g is applied to the fore part o f spindle.The m i n i m um d isp lace m ent of the sp i n d le nose is used as objec ti v e function to design the str ucture o f spindle.By t h ese w ays,the static and dyna m ic characteristics of the spin dle syste m are i m pr oved,sa tisfy i n g the design de m ands.
K ey w ords:sp i n dle syste m,suppor,t bearing,opti m iza ti o n desi g n
S tudy on Surf a ce Roughness For ecasti n g M odel Based on Response Surface M ethodol o gy Abstrac:t Based on analyzi n g the shortco m ings of the pastm ethods o f bu il d i n g a surface roughness forecasti n g m ode,l Response Surface M ethodo l o gy(RS M)w as a dopted to bu ild a fo recasti n g m odel o f surface roughness for m illi n g stee l and steel all o y.By verificati o n o f the built forecasting m odel o f surface roughness,t h e fore casti n g accuracy is h i g h and the m ode l can si m ply fore cast the effects of m illing para m eters on surface rough ness o f m ach i n ed surface,w hich contr i b utes to accu rately understand t h e variation l a w o fm achined surface qua lity follo w i n g m illi n g para m eters and provides the foundation for pr operly selecting the cutti n g para m eters and contro lling surface quality.
K ey w ords:Response Surface M ethodo logy(RSM), surface roughness,forecas,t m illi n g Resear ch on Desi g ni n g,M odeli n g and Contr olli n g of F l e xi b l e Parall e lM ove m entC rane Abstrac:t This article d isc usses the contro l m e t h od of t h e Flex ible Parallel M ove m ent C rane.The proto type has been buil.t By establish i n g t h e m athe m ati c m odel and the co m puter prog ra m contro l m ethodology,the pro totype crane m ove m ent can be contro lled.It m akes co m pare bet w een8-cab le con tro ll e d proto type and tra diti o na l6-cable flex i b le para lle l m ove m ent crane in safety and stab ility.
K ey w ords:flex i b le para llel m ove m en t crane,m ath e m atic mode,l co m puter contr o,l e i g ht-cab le
Longitudi n al Feed M echani s m
of Roll Gri n der
Abstrac:t This paper ana lyses the i m portance of the feed m echanis m,and m akes co m pare bet w een different feed m echan is m s,intr oduces a ne w longitudina l feed m echanis m for ro ll gri n der and its design p lan
K ey w ords:ba ll scre w,feed,desi g n
F l e x i b l e Measuri n g Equi p m ent 3
-Coordi n at e Measuri n g M achi n e Abstrac:t Th i s paper briefly i n troduces the types, structures,and applications of3-coordina te m easuri n g m ach i n e,As m oder n m easuri n g equ i p m en,t m ore and m ore people kno w and concer n its advantages.
K ey w ords:flex i b le m easur i n g equip m en,t3-coord i nate m easuri n g m ach i n e,reverse eng i n eering,d i g ital m ode l
Structur al Intr oduc ti o n of Sever al
Measuri n g Dev i c es for CNC Roll G ri n der Abstrac:t M easuring dev ice app licati o n to C NC roll gri n der ism ore and m ore popular.A i m i n g to t h e m eas uring dev ice applicati o n to CNC r o ller grinder,this pa per i n troduces severa l different k i n ds of m easuri n g de vices,analyses their str uctures,and po ints out the ir different app li c ation fie l d s.
K ey w ords:r o ll gr i n der,m easuring dev ice,in-pr ocess m easuri n g
M ulti p l e-pitch Long-Lead
Scr ew Indexi n g Method
Abstrac:t Th is paper puts for ward an effective w ay of gear pitch-i n dex ing dev ice,i n tr oduces its pri n c i p le, basic str ucture and operati o n m ethod.It descri b es the calcu l a ti o n m et h od for i n dex ing the m ulti p lied pitch.
K ey w ords:mu ltiple-pitch thread,pitch i n dex ing ac curacy,l o ng-lead scre w
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2006年第2期(总第166期)。