一种径-轴向轧环机轴向锥辊位置的控制系统及方法与流程

1.本发明属于金属轧制领域，尤其涉及一种径-轴向轧环机轴向锥辊位置的控制系统及方法。


背景技术：

2.在径-轴向环形锻件轧制过程中，随着环形锻件直径增大，轴向锥辊位置需要实时准确的适应环形锻件直径增大，以便保证径向主辊和轴向锥辊在环形锻件外表面的线速度一致。若轴向锥辊位置没有准确适应环形锻件直径增大，轧制过程中主辊和轴向锥辊速度不一致，容易使环形锻件端面发生折叠，影响环形锻件轧制过程的稳定性。
3.现有技术中，并没有可以方便准确的确定出径-轴向轧环机环形锻件轧制过程轴向锥辊位置控制的方法。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种径-轴向轧环机轴向锥辊的位置控制系统及方法。
5.为实现以上目的，本发明一方面涉及一种径-轴向轧环机轴向锥辊的位置控制系统，采用如下技术方案：
6.一种径-轴向轧环机轴向锥辊的位置控制系统，包括：处理单元、信号接收模块和位移传感器，所述位移传感器的信号输出端连接信号接收模块的信号输入端，所述信号接收模块的信号输出端连接处理单元，所述位移传感器用于反馈及测量径-轴向轧环机轴向锥辊进给数据，所述信号接收模块用于将接收的数据传输给所述处理单元，所述处理单元用于获取信号接收模块的数据并运行计算机程序。
7.进一步地，所述径-轴向轧环机轴向锥辊的位置控制系统还设置有驱动油缸，所述位移传感器对所述驱动油缸的输出端的给进量进行测量反馈。
8.本发明还涉所述径-轴向轧环机轴向锥辊的位置控制方法，包括如下步骤：
9.步骤100，获得环形锻件外径处于锥辊某固定点p时，锥辊位置与锥辊轧制最小起始位置的目标数据，所述目标数据是通过获得环形锻件外径、轴向锥辊轧制最小起始位置、轴向锥辊轧制母线长和环形锻件外径处于锥辊某固定点p时，p点到锥辊母线左端的距离计算所得；
10.进一步地，所述环形锻件外径是通过轴向锥辊轧制起始点后端面到主辊外圆的水平距离，轴向锥辊位置与轴向锥辊轧制最小起始位置的距离，外径检测装置与轴向锥辊最大外径距离和外径检测装置与环形锻件外径距离计算所得。
11.所述轴向锥辊轧制起始点后端面到主辊外圆的水平距离，轴向锥辊位置与轴向锥辊轧制最小起始位置的距离为常数。
12.所述外径检测装置与环形锻件外径距离是通过距离测量装置测量获得。
13.所述锥辊位置与锥辊轧制最小起始位置数据是通过安装轴向锥辊装置上的位移
检测装置检测获得。
14.步骤200，获得锥辊位置与锥辊轧制最小起始位置的实际反馈数据。所述锥辊位置与锥辊轧制最小起始位置的实际反馈数据是通过安装轴向锥辊装置上的位移检测装置检测轴向锥辊装置实时位置与轴向锥辊轧制最小起始位置相对位置数据；
15.步骤300，获得锥辊位置与锥辊轧制最小起始位置的目标数据与实际反馈数据的修正数据；
16.步骤400，获得环形锻件外径处于锥辊某固定点p时，轴向锥辊的实时位置。
17.进一步地，所述步骤100中，获得外径检测装置与环形锻件外径距离的实时数据为多组；其中，距离测量装置具有多个，每个所述距离测量装置的测量端正对加工件上的一个测量点。
18.进一步地，所述步骤400之后还包括，获得环形锻件外径处于锥辊某固定点p时，轴向锥辊实时位置是通过获得环形锻件外径处于锥辊某固定点p时锥辊位置与锥辊轧制最小起始位置的目标数据与锥辊位置与锥辊轧制最小起始位置的实际数据比较得到锥辊位置修正数据，液压伺服控制系统驱动轴向锥辊油缸控制轴向锥辊的位置控制系统移动到至目标进给位置。
19.进一步地，所述液压伺服控制系统由液压泵，伺服阀和液压缸组成。
20.本发明在环形锻件轧制过程中，通过环形锻件外径处于锥辊某固定点p时，锥辊位置与锥辊轧制最小起始位置的目标数据和锥辊位置与锥辊轧制最小起始位置的实际数据进行比较，可以准确的计算出轴向锥辊的修正数据，并通过液压伺服控制系统控制锥辊的实时位置，使环形锻件外径处于锥辊某固定点p，最终在环形锻件轧制过程中，随着环形锻件直径增大，轴向锥辊位置需要实时准确的适应环形锻件直径增大，以便保证径向主辊和轴向锥辊在环形锻件外表面的线速度一致。从而减少环形锻件端面发生折叠，为环形锻件的轧制过程的稳定性提供依据。
附图说明
21.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
22.图1是本发明轧环机轧制过程轴向锥辊位置控制系统和方法所应用的径-轴向轧环机的整体结构示意图；
23.图2为本发明轧环机轧制过程轴向锥辊位置控制系统和方法所应用的径-轴向轧环机的俯视图；
24.图3为本发明轧环机轧制过程轴向锥辊位置控制的结构框图；
25.图4为本发明轧环机轧制过程轴向锥辊位置控制中，用于计算的各个技术参数标的识图；
26.图中，1-径向轧制主轧辊，2-径向轧制芯辊，3-轴向轧制锥辊，4-轴向轧制移动机架，5-外径检测装置，6-轴向轧制移动机架伺服油缸。
具体实施方式
27.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术
人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
28.本发明径-轴向轧环机轴向锥辊的位置控制系统和方法所应用的径-轴向轧环机，见图1和图2所示，包括径向轧制主轧辊1，径向轧制芯辊2，轴向轧制锥辊3，轴向轧制移动机架4和外径检测装置5。在环形锻件轧制过程中，由径向轧制芯辊2给进并接近径向轧制主轧辊1，以及轴向轧制锥辊3的进给，环形锻件尺寸逐渐变大，由外径检测装置5检测环形锻件外径反馈给轴向锥辊位置检测系统，轴向锥辊位置检测系统控制轴向轧制移动机架伺服油缸6使轴向轧制移动机架4按照环形锻件变大的趋势逐渐后退。
29.本发明径-轴向轧环机轧制过程轴向锥辊位置控制中，用于计算的各个技术参数标的识图，见图4所示：各个字母含义如下：
30.d4为环形锻件外径；
31.e为锥辊轧制母线长；
32.b为锥辊轧制最小起始位置；
33.f为外径检测装置与轴向锥辊最大外径距离；
34.h为外径检测装置与环形锻件外径距离；
35.o为环形锻件外径处于锥辊某固定点p时，p点到锥辊母线左端的距离；
36.c为环形锻件外径处于锥辊某固定点p时，锥辊位置与锥辊轧制最小起始位置的目标数据；
37.c为锥辊位置与锥辊轧制最小起始位置的实际反馈数据。
38.实施例1
39.本实施例涉及一种径-轴向轧环机轴向锥辊位置控制方法，见图3所示，用于所述径-轴向轧环机轧制过程中环形锻件外径与锥辊固定点p重合，使锥辊和主辊速度一致，减少环形锻件端面发生折叠现象，具体步骤包括：
40.步骤100，获得环形锻件外径处于锥辊固定点p时，锥辊位置与锥辊轧制最小起始位置的目标数据c’＝d
4-b (e-o)；
41.所述环形锻件外径是通过轴向锥辊轧制起始点后端面到主辊外圆的水平距离b，轴向锥辊位置与轴向锥辊轧制最小起始位置的距离c，外径检测装置与轴向锥辊最大外径距离f和外径检测装置与环形锻件外径距离h计算所得环形锻件外径数据d4＝b c f-h。
42.步骤200，获得锥辊位置与锥辊轧制最小起始位置的实际反馈数据c；
43.步骤300，获得锥辊位置与锥辊轧制最小起始位置的目标数据与实际数据的差值c-c，即修正数据；
44.步骤400，获得环形锻件外径处于锥辊固定点p时，锥辊的实时位置。
45.上述方法所涉及的公式，如下：
46.c-c＝d4-b (e-o)-c
47.当c-c》0,环形锻件外径处于锥辊某固定点p的右边，锥辊应后退至c对应点处。
48.当c-c《0,环形锻件外径处于锥辊某固定点p的左边，锥辊不动，等待c＝c。
49.d4环形锻件外径；e锥辊轧制母线长；b锥辊轧制最小起始位置；o环形锻件外径处于锥辊某固定点p时，p点到锥辊母线左端的距离；c环形锻件外径处于锥辊某固定点p时，锥
辊位置与锥辊轧制最小起始位置的目标距离；c锥辊位置与锥辊轧制最小起始位置的实际距离。
50.本实施例的轧环机为径-轴向轧环机，其包括径向轧制部分和轴向轧制部分。其中，轴向轧制部分在接近或远离径向轧制部分时，通过轴向锥辊油缸内部的距离传感器测量轴向轧制锥辊部分的给进量，该给进量为轴向锥辊位置与轴向锥辊轧制最小起始位置的实际反馈距离c。
51.环形锻件外径数据d4通过轴向锥辊轧制起始点后端面到主辊外圆的水平距离b，轴向锥辊位置与轴向锥辊轧制最小起始位置的距离c，外径检测装置与轴向锥辊最大外径距离f和外径检测装置与环形锻件外径距离h计算环形锻件外径数据d4＝b c f-h。
52.轴向锥辊轧制最小起始位置b，轧制母线长e和环形锻件外径处于锥辊某固定点p时，p点到锥辊母线左端的距离o为常数。
53.实施例2
54.本实施例所涉及的轴向锥辊移动油缸装置内具有位移传感器，所述径-轴向轧环机轴向锥辊通过所述位移传感器反馈其实际进给数据。
55.上述实施例中，在获取轴向锥辊装置的给进时，通过轴向锥辊移动油缸装置内的位移传感器对轴向锥辊装置的进给量进行实际测量，位移传感器最终将所测量的实际进给量数据反馈给轧环机的轴向锥辊位置控制系统。
56.实施例3
57.本实施例所涉及的轴向锥辊位置控制是通过液压伺服控制系统根据锥辊实际进给量反馈数据和目标数据的比较得到的修正数据，调整锥辊的实际进给行程，使趋于域锥辊行程的目标数据。
58.上述实施例中，轧环机的轴向锥辊位置控制系统根据锥辊进给量实际反馈数据和目标数据的比较得到的修正数据，控制轴向锥辊的实际进给行程数据，使环形锻件外径处于锥辊某固定点p。
59.实施例4
60.本实施例所涉及的方法中，所述步骤100中，获得外径检测装置与环形锻件外径距离数据具有多组，所述距离测量装置具有多个，每个所述距离测量装置的测量端正对加工件上的一个测量点。
61.上述实施例中，实际生产中，在一种情况下，为了保证加工件的质量，可以安装多个距离测量装置，对加工件的不同高度下的直径进行检测，从而保证加工件整体质量。
62.实施例5
63.轧环机轧制过程轴向锥辊位置控制系统，包括：处理单元、信号接收模块和位移传感器，所述位移传感器的信号输出端连接信号接收模块的信号输入端，所述信号接收模块的信号输出端连接处理单元，所述位移传感器用于反馈及测量径-轴向轧环机轴向锥辊进给数据，所述信号接收模块用于将接收的数据传输给所述处理单元，所述处理单元用于获取信号接收模块的数据并运行计算机程序。
64.当信号接收模块以芯片的方式实现时，该信号接收模块是该芯片用于从其它芯片或装置接收信号或发送信号的通信接口。
65.处理单元为处理器或控制器，可以是中央处理器单元，通用处理器，数字信号处理
器，专用集成电路，现场可编程门阵列，plc或者其它可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行逻辑方框，模块和电路。所述处理器是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，数字信号处理器和微处理器的组合等等。
66.本发明在环形锻件轧制过程中，用外径检测装置检测得到的环形锻件外径，可以准确的计算出环形锻件外径处于锥辊某固定点p时，锥辊位置与锥辊轧制最小起始位置的目标数据，通过与锥辊位置与锥辊轧制最小起始位置的实际反馈数据比较，液压伺服控制系统控制轴向锥辊位置，使锥辊固定点p与环形锻件外径重合。最终在环形锻件轧制过程中，使轧制过程中锥辊和主辊速度一致，避免环形锻件端面发生折叠，增加环形锻件轧制过程的稳定性，为环形锻件的轴向锥辊位置控制提供依据。
67.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。