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軋輥磨床數(shù)控化改造與應用
張芬芬 2023/7/8 14:54:32
（江蘇省高淳中等專業(yè)學校 江蘇南京 211300）
作者簡介：張芬芬：民族：漢，出生年月：1988.08，性別：女，籍貫：山東滕州，最高學歷：本科，畢業(yè)院校：天津職業(yè)技術(shù)師范大學，職稱：講師，研究方向：數(shù)控銑、電氣安裝與維修及加工中心。
摘要：以某冷軋薄板廠軋輥磨床改造項目實例為依托，對數(shù)控技術(shù)在軋輥磨床改造中的應用展開分析論述。結(jié)果表明，對軋輥磨床的數(shù)控系統(tǒng)改造后，輥形偏差縮小，磨削時間縮短，人機交互界面更加友好，可以顯示圖形，磨床的整體性能得到提升。
關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)；軋輥磨床；改造
0引言
科學水平的不斷提高，使相關(guān)技術(shù)得到快速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)便是其中之一，該技術(shù)在多個領(lǐng)域內(nèi)廣泛應用，尤其是制造業(yè)。軋輥磨床是制造行業(yè)不可或缺的重要設備，其磨削精度與產(chǎn)品的質(zhì)量密切相關(guān)。為提高軋輥磨床的磨削精度，可對現(xiàn)有的數(shù)控系統(tǒng)進行改造升級。下面以具體的改造項目為例，對數(shù)控技術(shù)在軋輥磨床改造中應用展開分析。
1改造項目概況
某冷軋薄板廠興建于上個世紀90年代末，建廠時的設計產(chǎn)量為70萬噸，廠內(nèi)共有9條生產(chǎn)線，十二套機組，設備和技術(shù)基本上都是從國外引進，能夠生產(chǎn)高檔的冷軋板、彩涂板等，產(chǎn)品在汽車制造、石化油工、建筑等行業(yè)廣泛應用。該廠磨輥車間采用的支撐輥磨床是從美國引進，主要負責酸洗冷軋聯(lián)合機組和平整機組的支撐輥修磨任務。磨床在長時間的服役中，數(shù)控系統(tǒng)不斷老化，部分功能基本喪失。而客戶對板面的質(zhì)量要求卻進一步提高，軋輥磨床的加工精度對生產(chǎn)形成一定的制約。因此，亟需對軋輥磨床進行改造，以便更好的滿足生產(chǎn)需要。
2數(shù)控技術(shù)在軋輥磨床改造中應用
2.1改造原因分析
近年來，軋鋼技術(shù)逐步完善，帶鋼質(zhì)量隨之提升，為生產(chǎn)出能夠滿足不同客戶需求的帶鋼產(chǎn)品，對軋輥修磨技術(shù)產(chǎn)生一系列要求，如軋輥的輥型復雜程度更高，磨削精度更高，偏心度、錐度偏差更小，能夠適應的軋輥材質(zhì)更多，可以應用的范圍更廣，操作更加方便，自動化程度更高，磨削速度更快。該廠的支撐輥磨床數(shù)控系統(tǒng)由插件版計算機、德國西門子公司出品的S5系列PLC組成，計算機與PLC之間以點對點的方式傳輸信號[1]。受到計算機軟、硬件方面的限制，導致該磨床的自動化程度偏低，在使用過程中，經(jīng)常出現(xiàn)問題，具體體現(xiàn)在如下方面：
2.1.1偏差大
磨削加工后的軋輥輥形存在較大的偏差，影響了冷軋板的質(zhì)量。輥形偏差具體是指磨削加工的輥形與預先設定的輥形之間的差值，軋輥作為軋鋼生產(chǎn)中鋼板的變形工具，隨著精度要求的提升，尤其是對平直度要求的提高，即<50u。軋輥磨床存在的主要問題是磨削輥形偏差較大，約為100u左右，無法滿足冷軋鋼板的板形精度要求，對冷軋板質(zhì)量的提升產(chǎn)生嚴重制約，無法滿足高精度、高質(zhì)量產(chǎn)品的生產(chǎn)需要。
2.1.2磨削效率低
磨床對軋輥中心校準的時間相對較長，數(shù)控程序中不具備補償功能，導致磨削效率低，平均每根軋輥的磨削用時約為60min左右。由于效率過低，導致磨削至規(guī)定精度所需的道次增多，軋輥和砂輪的損耗隨之增大，致使輥耗降低。為供應質(zhì)量合格、精度達標的軋輥，需要保證軋輥的周轉(zhuǎn)量充足，這樣一來導致生產(chǎn)成本增加。若是能夠在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，提高軋輥磨床的磨削效率，則可以使軋輥的周轉(zhuǎn)量隨之減少。
2.1.3自動化程度偏低
從軋輥磨床的操作性能看，系統(tǒng)采用的操作界面比較差，無法顯示圖形，導致工作人員在生產(chǎn)過程中不能隨時查看圓度、磨削偏差等情況[2]。磨削程序比較落后，無法自由編程，不具備硬件擴展功能，無法實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)通訊和集中控制，不利于磨輥間生產(chǎn)率的提升。
2.1.4故障率偏高
由于磨床的控制和傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為復雜，致使設備的故障率增加。該軋輥磨床的傳動系統(tǒng)為直流系統(tǒng)，穩(wěn)定性與可維護性比較差，不但對作業(yè)效率的提升產(chǎn)生影響，而且還使維護成本增大。直流電動機最為突出的缺點是需要對碳刷經(jīng)常保養(yǎng)，維護不及時，便可能引起故障。系統(tǒng)插件版采用分立元件，與PLC之間的通訊方式為點對點，PLC與現(xiàn)場元件的通訊方式也是點對點，需要敷設的電纜數(shù)量較多，故障率隨之增高，發(fā)生故障后，查找和處理的難度比較大[3]�；谏鲜龇N種原因，對軋輥磨床的數(shù)控系統(tǒng)進行升級改造已經(jīng)勢在必行。
2.2改造目標
按照改造原因，并結(jié)合軋鋼生產(chǎn)及磨輥間的需求，對本次軋輥磨床數(shù)控系統(tǒng)升級改造的目標加以明確，具體如下：
（1）軋輥磨床數(shù)控系統(tǒng)改造后，要使磨削加工的輥形偏差小于10u，提高板形質(zhì)量，為高品質(zhì)、高精度產(chǎn)品的批量生產(chǎn)提供保障。
（2）在數(shù)控系統(tǒng)軟件程序當中增加補償功能，縮短磨削（未完，下一頁）
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