轧辊磨床的技术升级与实施

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1、轧辊磨床的技术升级与实施介绍武钢热轧厂轧辊磨床的技术升级目标和总体方案；从CNC及电气控制系统、测量系统、中心架、砂轮动平衡、平顶尖、液压驱动的砂轮罩壳方面详述了具体改进内容和实施情况，归纳了该磨床在改进后的主要功能特点，取得了理想效果。关键词：轧辊磨床；技术升级；改进；实施；功能特点；效果中图分类号：TG595.4文献标识码：B武钢热轧厂有轧辊磨床七台，用于轧机工作辊、支撑辊的修磨，其自动化水平低，磨削一支轧辊需60min，且精度达不到要求，配件采购困难。为此，决定进行技术更新。首先对6#轧辊磨床进行全自动数控技术升级，现已安装调试完成，全面达到了技术升级的功能考核目标。一、技术升级目标

2、及总体方案采用当前最先进的通用CNC数控系统软硬件，及适合轧辊磨床自动化的功能软件，同时对机械部分进行必要的改造，使之成为全自动数控轧辊磨床。采用西门子SINUMERIK840D数控系统，配以HEIDENHAIN直线光栅尺，组成全新现代化系统。配备西门子全数字化控制交流伺服装置(SIMODRIVE611D)和交流伺服电动机(1FT/K6)，增加两个伺服坐标轴（伺服系统），分别用于新增加的X2轴及测量系统X1轴的驱动。测量系统全部采用西门子伺服电机通过精密滚珠丝杆传动，可测量轧辊的辊形、直径、圆度、圆柱度、同轴度以及安装精度。增加一套X2轴传动机构参与轧辊测量，及砂轮直径的自动在线检测和砂轮

3、的自动快速趋近。重新设计能自动校正轧辊安装精度的中心托架，应配备油泵供油的托瓦稀油润滑装置。磨床改进后，能完成直线、正弦曲线、多次方曲线（最高达八次方、包括ASR和VCR曲线）以及任意曲线轧辊的全自动磨削。二、改进的具体内容及实施1．CNC及电气控制系统西门子全数字型SINUMERIK840D，内置S7300可编程控制器，由SIMODRIVE611D型伺服单元驱动所有1FT/K6型全数字控制交流伺服电动机（五轴），利用MMC1030EM软件包、S7300编程软件及NC编程语言编制磨床专用控制程序，以实现全自动磨削加工循环及轧辊的自动测量。采用OP031彩色液晶薄型显示器，配备MM103人机

4、接口，中文显示；操作系统基于MSWindows95，具有完备的报警与系统诊断功能，配备丰富的操作帮助功能，加入适合现场操作的各种专有画面，以实现辊形曲线的显示、曲线编程、测量精度显示、打印及存贮（硬盘或软盘上）；系统硬盘驱动器上存贮有轧辊数据库，可对所有加工过的轧辊进行记录，以便随时调阅并打印输出。充分利用新型全数字化系统（840D）的优越性，简化控制线路和硬件，用软件完成部分原来只能用硬件实现的功能，提高系统可靠性，按全自动数控轧辊磨床的要求重新配置机床操纵面板，新增一个带磁性吸座的活动操作盒，包括电子手轮和操作按键等。配备五个伺服电机控制轴，分别为大抱板(Z)、磨架（X)、曲线磨削机构

5、（U）、测量机构(X1)、砂轮直径检测及自动趋近控制机构（X2），在X1、X2轴的前端各配备一个12mm的光栅头。为保证位置控制精度、可靠性以及系统设计需要，五轴中除U轴外均配有两套位置检测系统，即伺服电机轴端的编码器和各自移动体上的直线光栅尺，以便一套出现故障时，可由另一套保证工作。配备一个电子手轮，用作各轴的手动调整。改进后，机床具有快速返回参考点功能，即各坐标轴在作参考点返回操作时只需移动很朽离即可，能大大减少准备时间，并避免无谓的机械磨损。采用德国海德汉（HEIDENHAIN）新型高精度、高可靠性直线光栅尺，另增加一根直线光栅尺用于X2轴位置测量。新增多种保护和监控功能，如防撞保护

6、、坐标轴工作区域限定、测量头过量压缩保护、软件限位等，最大限度地保护人员和设备安全。新增直径基准盘、砂轮修整、砂轮直径测量板位置检测等自动检测功能，实现全自动。新增轧辊表面温度检测装置，采用红外测温仪测量，数控系统据以进行温度补偿磨削。新增头架角度测量装置，为轧辊圆度和同心度测量提供采样基准信号。建立车间轧辊磨床管理系统，包括设备使用、维护、检修、故障诊断的管理和数据库管理。采用西门子6RA70作为新型砂轮和头架直流调速装置。1fd4经上述改进后，磨削时能根据轧辊探伤装置测得的轧辊裂痕深度实时调整磨削参数，数据可由操作者手动输入，也可由探伤装置的探伤数据接口直接传输至磨床数控系统。2．测量

7、系统A、B两测头光栅均安装在封闭的测量臂内，通过杠杆机构非接触测量，以有效保护光栅测头。通过X1轴和A、B测头实现轧辊直径、辊形、圆度、圆柱度、同轴度的测量，并自动检测轧辊安装精度。轧辊自动测量机构的X1轴由固定在砂轮架上的测量架底座、可沿底座上部导轨横向移动的滑架和固定在滑架前端由油缸抬起或放下的测量臂（A测头）组成。测量滑架由一个1FT/K6伺服电机驱动一对蜗轮、蜗杆和滚珠丝杆以实现快、慢速移动，滑架位置由一根LS1