轧辊磨床改造

五 、结 论
这种 防护装 置 的使 用 ，既 可 以避 免对操 作人员误 动作 的伤害事故 的发生 ，又可 以大大 提高设备安全运行 的效率 ， 具有改动简单实用 、安全可靠 的特点 ，具有推广价值 。
存在 的不足是 ：用于检测 的光 电开关安 装 的地 点必须
置。
２ 控制 系统 的改造 ．
帮助及操作提示。
２ 驱 动 系统 ．
另外 ，在分 析板材轧 制 中出现 的问题时 ，也可 随时从 数据库 中调 出（ 或打印 出） 需轧辊及其配对辊 的有关参 数进 所 行分 析 ，起 到 了轧辊档 案管理 的作 用 。为了让 工艺人员 更 加准确 地 了解 辊形和分 析轧制后轧 辊的磨损 情况 ，可 以根 据需要 ，将测量后 的辊形 曲线数据按不同 的密度（ 点数） 打印
以按 照剪板机 的实 际尺寸 ，到生产厂家定做 光 电开关 Ｃ 上下
系统必须完全更换 ，并进行数控改造 。
调整范 围为０ ０ １ｎ —６ ０ｎ ，左右调整范 围为０～１ｍ） ｌ ０ ，就可以满
足检修车间现有剪 板机的防范要求 。
（ 砂轮床 身以上 的设备 全部更新 改造 。砂 轮床身 上的 ２ ）
系统 可对轧辊 的辊形 、圆度 、同心度 、直径 、中心偏
移量等精 度进行在线 和离线测量 。轧辊测 量系统 为ｃ 型结 Ｐ
量控制。操作者设定一定的磨除量（ 疲劳层厚度） ，磨削时由
系统 自动在 线测量 轧辊 的直径 变化 ，一旦达 到设 定 的磨 除
构 ，它安装在砂 轮床 身上 ，包括测量架和Ａ、Ｂ 两个测量臂 。
（按轧 制公里数 的经验值来 推算轧 辊的更换 周期 ，粗 ２ ）
轧支 撑辊换 辊周 期为 １ 个月 ，精轧支 撑辊 换辊周 期为 两星 期 。按每根轧辊需磨 削５ 计 ，需配置一台支撑辊磨床。 ｈ
中心架等 部件丢失 。②控制系 统落后 。原有控制 系统为模 拟系统 ，其线路复 杂 ，控制水平 低 ，磨削 精度差 ，无操作
及Ｅｈｒｅ网卡 。 ｔｅ ｔ ｎ
轧辊 中部执行 适应磨 削 ，当适应磨 削从尾 架端逐 渐执行 到 轧辊 中央 时 ，系统 会 自动转入全辊面磨削 。在适 应磨削 中 ， 当磨削 电流增 大到一定值时 ，ｚ 轴进给 自动减慢 ，以适 应负
载的变化 。
２ 轧辊数 据的存储及管理 ． 磨床轧辊 数据库保 存着所 有该磨 床磨 削轧辊 的 当前参
的高精度 、高效率控 制要求 。③设 备资 料不全 ，制作标准
不一致 。所有零部 件均按英制标 准制作 ，与我 国现有及 国
际标准不通用 。因此 ，必须对这三台磨 床进行改造 。
题。
再考虑 到磨床故 障时间及其 他因素 的影 响 ，精轧 工作辊磨 床合 理配置应 为三 台。但从 节省投资及 投产初期 产量不 高 的角度 考虑 ，可暂时配置 两台 ，并预 留一台磨床 的安装位
４ ６
中 设 工 Ｉ２ｌ ０月 国 备 程 ０１ ５ 年
改造 与 更新
减少 轧辊 轴承座 的拆装 时间 ，减少 设备损耗 。 由于在用 的
工作辊 无带箱磨 削的工艺 支撑位 ，无法对磨 床进行 常规 的 带箱磨 削改造 。国内热轧 厂 中有对 轧辊磨床 进行无 工艺 支 撑位 带箱磨削 改造的范例 ，但使用 效果不 理想 ，无 法满 足 热轧的精 度要 求。因此不进行带箱磨削改造 。 ｆ） 量系统 的改造 。在线 测量 系统较人 工测量 准确 率 ４测 高 ，可保证磨 削精度 ，减少磨削 时间。 ｆ、Ｂ Ａ 测头） 来实现轧辊测量功能 。
中，对 砂轮转速 、拖板速度 、进给量随时进行在线调整。
轧辊测 量 系统配备 了一 个长 光栅（ 测量 架） 和两个 光栅测 头
２１ ５ ｌ 国 备 程 ０１ 月 中 设 工 年ｏ
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改造 与更新
６ 磨削和测量过程的实时仿真 ． 在 全 自动磨削过程 中 ，系统除提供常规 的显示 内容（ 电 流 、速度 、坐标位置 、工序等） ，还 以图形的方式 动态地 外
辊的尺寸参数 等） ，在 自动磨 削前 ，可 根据需磨 轧辊的编号 ，
直接从数 据库 中取出该轧辊 的 当前参 数后 ，便可立 即进入 自动磨削 ，无需输 入任何参数 。磨削结 束后 ，轧辊 的 当前 参数又被 自动保存 。这样 ，为该轧辊 的下次 磨削提 供数据
准备 。
打印和存 储 ，并具 有完备 的报警与诊 断功 能 ，配 备丰富 的
四 、 系统 的主 要功 能
１ 自适应磨削随 行程） 能 ． 功
针对 轧辊 在轧制后 中间磨损大 、两端磨 损小这一特点 ，
采用 先分别 磨两端 ，待磨平后再 贯穿磨 削整个 辊面 的 自动
磨削方法 。
在磨 削过程 中，采用 电流控制（ 控制进 给量 、控 制换 向 位置 ） ，即当磨 削 电流减小 到低 于设定值后 ，控制 系统立 即 发 出进 给和换 向指令 ，随着磨削 的不断进行 ，ｚ 的换向点 轴 逐渐 向轧辊 中央靠近 ，一旦ｚ 换 向点接 近轧辊 中央处时 ， 轴 轴退 回，砂轮从轧辊尾架端重新趋近工件 ，并从 尾架端 向
磨架 是整 台磨 床的核 ， ｔ部分 ，也是数 控改造 的关 键 ，对其 ｌ 进行 全新改造 可 以提 高磨削精度 ，提高改造成 功率 ，并 给
收稿 日期 ：２ １ — １ １ ０ ０ １— ２
维修提供方便 。
【 辑 ：汤 少扬 】 编
（ 不进行 带箱磨削 改造 。磨床 的带箱磨 削工艺可 大大 ３ ）
１ ． 形 曲线 生 成 ２辊
系统无需通过配 置复杂 的机械设备 和操作 进行 曲线 磨 削 ，可直接在操作 界面编制所需 的磨 削曲线 ，如功能 曲线 、 锥度 曲线 、端部倒 角、组合 曲线 、Ｃ Ｃ Ｖ 辊形 曲线 、圆弧磨 削 离散 曲线 、复合 曲线及补偿 曲线等 ，通 过软件 即可实现 曲
线磨削 。
显示磨削及测量的过程（ 实时仿真） ，使加工状态一 目了然。
７ 轧辊安装精度动态 自动补偿 ． 为提 高 自动磨 削的速度 和精度 ，减少 调整 时间 ，还设 置 了轧辊安装精 度动态 自动补偿功能 。其 工作原理 是 ：在 测量 出轧辊安装精 度误差 后 ，一般情况下 都是通过 自动 中
界面 ，主要 电动机 均为小功率直 流 电动机 ，无法适 应 目前
（ 由于粗 轧机仅 为单机架 ，粗轧工 作辊可考 虑与支撑 ３ ）
辊 共 用 一 台 磨床 。
（ 精轧机 工作辊换 辊周期按 ４ 计 ，每天更换 轧辊数量 ４ ） ｈ 为７ 根 ；工作 辊 磨床 有效 使 用率 按 ７ ％计 ，即每 天 工作 ２ ０ １ｈ ６ ，每根辊需磨削０５ 计 ，一 台磨床一天可磨削３ 根轧辊 ， ． ｈ ２
（） 控改造 。磨床原有 电控系统 陈旧老化 ，磨床本 体 １ 数
上 的电气设备 也仅保 留了主要部件 的电动机 。该 电动机 均
为老 式直流 电动机 ，容量偏小且无 备件 。为 了保 证轧辊 的
磨 削精度 ，提高系统运 行的可靠性及磨 削效率 ，原有 电控
满 足检测 防护死 角的要求 ，调整 的范 围不 容易 固定 ，但可
３ 测 量 系 统 ．
砂 轮直径测量 系统（ 轴） ｘａ 在程序控制下 自动测量砂轮直 径 。系统根据测量 的砂轮直径及 轴 、Ｘ１ 、砂轮修正尺寸 轴
的运算 ，确定 砂轮 和轧辊表 面的相对位置 ，实 现砂轮 的 自
动恒线速度控制和砂轮的快速 自动趋 近。 ４ 定量磨 除控制 ． 为提高 轧辊 的利用 率 ， 自动磨 削时可 以采用磨 除量 定
测量架带动Ａ 测量 臂张开或收缩 以适应不 同直径轧辊 的测量 需要 ，Ｂ 测量臂安装在磨架上。测量 时，Ａ、Ｂ 测量臂通过液 压 油缸分别 放下 ，进 入测量 位置 ，其 他 时候 测 量臂 收起 。
量后 自动转入精磨 。
５ 人 工 干 预 ．
操作者 可 以根 据磨辊 的具体需 要 ，对 自动磨 削和 测量 循环 的各个环节 或功能进行取舍（ 或选择） 。并可在磨 削过程
产及停用 年限 已久 ，设 备部件锈蚀 严重 ，床身导 轨刮痕较 深 ，液压 润滑系统 、 中心架 、砂轮平衡 架 、部分 电动机及
（ 根据轧 辊磨 削工艺 ，磨床 的配置按 轧辊类 型来 分配 １ ）
较为合理 ，即分 为支撑辊磨 床与工作辊磨 床 。以减少更换 中心架的时间 ，提高磨削效率 。
改造 与更新 文章编 号 ：１７ — ７ （０ ５ ０４— ３ ６ １ ０ １ ２ １）０ — ０６ ０ １ １
轧辊磨床 改造
魏 铁 龙
（ 阳钢铁集 团公 司，河南 安 摘 安阳 ４ ５ ０ ） ５ ０４
要 ：介绍某热轧厂轧辊磨床 的配 置方案 、数控系统改造 内容及实现 的控制功能。
数 （ 径 、辊 形 、 圆度 、 同 轴 度 、磨 削 曲线 和 工 艺 以及 轧 直
操作显示 器采用西 门子５ｅａ 色液 晶显示器 Ｏ １ ，中 ０ｒ彩 Ｐ５ 文显示 ，其 软件采 用 Ｗｉｄ ｗ Ｎ ４ ＋ ＭＩ ｎ ｏ ｓ Ｔ ． Ｈ 界面 平 台＋ Ｅ ０ ＯＭ 二次 开发程序 ，可实现 磨床 的全 自动控制 和 自动 磨削测 量 过程 的模拟显示（ 动态仿真） 、曲线编程 、测量精度显示 以及
数 控 系统 进 行 通信 。人 机 接 口功 能 由新 型高 性 能 ＳＮ ＩＵ— ＭＥ ＩＰ Ｕ ０ Ｒ Ｋ Ｃ ５ 模块完成 。Ｐ Ｕ ０ Ｃ ５ 为控制 软件 主机 ，它相 当于 计算机 主机 ，Ｃ Ｕ为Ｐｌ ０ Ｍ 、１ ８ ，含 有硬 盘 、软 Ｐ ｉ、５ ０ Ｈｚ ２ Ｍｂ ｌ 驱、并行 打印 口、Ｒ ２ ２ Ｓ ３ 串口，Ｖ Ａ、ＭＰ、Ｏ Ｉ 口、Ｕ Ｂ Ｇ Ｉ Ｐ接 Ｓ
关键词 ：轧辊磨床 ；数控系统 ；改造
中 图分 类 号 ：Ｔ ６ Байду номын сангаас Ｇ ５ 文献 标 识 码 ：Ｂ
一
、
概述
二 、总体 改 造方 案
１磨 床 的工 艺 配 置 ．
某 热轧厂 中板 生产线 的磨床是 从 国外 引进 的一套二手
设备 ，其 中包括两台德 国产瓦德里希轧辊磨床６ ｔ ０Ｏ ｍ、 ０ｘ ０ ｍ ６ ３ｔ６Ｏ ｍ ０ｘ０ Ｏ ｍ，以及一 台英 国产丘吉尔轧辊磨床６ ｔ ００ ｍ。 ０ ７０ｍ ｘ 这三 台磨床从 国外拆 运至 国内该 热轧厂 时 ，已经无 法正 常 使用 ，具 体问题有 ：①设备缺损 及老化 情况严重 。磨床生
轧辊测 量功 能 ，其余伺 服轴则采 用光电编码 器实 现位置 闭
环 控制 。系统 还配 备 了电子手 轮 ，用于各 轴 的手 动调 整 。 磨床的两个 主轴分别 是砂 轮和头架 ，采用Ａ Ｂ Ｂ 交流变频 电动 机 、西 门子ＭＭ ４ 变频 器及光 电编码 器 ，实 现速度 闭环控 ４０ 制功能 。
三 、 系统的 配置
１ 数 控 系 统 ．
采用 西 门子新一 代全 数字 分布式 （Ｉ Ｕ ＭＥ Ｉ ４ ） ＳＮ — Ｒ Ｋ ８ ０ 控制系统 。系统还 配置 了一套可编程序控制器 ，外部Ｉ Ｒ ／ｏ
用Ｅ２ ０ ｒ０ 远程控制器 ，负 责外部信号 的联锁及辅 助设备 的控 制 。基 础 自动 化和传 动设 备均通 过Ｐ ｆ ｕ— Ｐ ｍ ｂ ｓＤ 现场 总线 与 ｉ
输出。 ３ 砂 轮 直 径 的 自动 测 量 ．
磨 床包括五个 伺服 轴 ，分别 为拖板 （轴） ｚ ，磨 架 轴） 、
曲线 磨 削 机 构（ 由 、测 量 机 构 １ ） 中心 架 自动 调 整 机 构 阱 ） 轴 和
（１ ） 采 用 西 门 子 １ Ｙ ／６交 流 伺 服 电 动 机 传 动 、 轴 。 Ｆ ６Ｋ ＳＭＯ — Ｉ Ｅ １Ｄ Ｉ Ｄ ＲＶ ６ 驱动系统进行控制 ，并在 轴 、 １ １ 轴配备 了德 国Ｈ ＩＥ Ｈ Ｉ 高精 度长光 栅 ，实现位 置闭 环控制 及 ＥＤ Ｎ ＡＮ