一、背景技術(shù)

軋輥磨床是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的一種重要生產(chǎn)設(shè)備，主要用于冶金、造紙等行業(yè)，它的磨削機(jī)理具有一般大型外圓磨床的特點(diǎn)，但又不同于一般的外圓磨床，軋輥磨床除磨削圓柱體（磨削平輥、軋輥支承徑）外，還能磨削軋鋼機(jī)上的各種具有中凸、中凹及任意曲面的軋輥表面等，因此軋輥磨床相對于外圓磨床的運(yùn)動(dòng)復(fù)雜的多，除砂輪與工件（軋輥）作相對回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)外（主運(yùn)動(dòng)），還要求砂輪與工件二者作相對縱向運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，還作一定的徑向相對位移，而且這個(gè)徑向位移不同于磨削錐度的復(fù)合運(yùn)動(dòng)，為成形磨削。軋輥磨床設(shè)定的中凸（凹）值是為了滿足磨削不同凸度要求的軋輥，使軋輥在軋制工作過程中消除工件對軋輥的作用力產(chǎn)生的彈性變形和熱膨脹變形，以保證軋機(jī)在軋制時(shí)工作軋輥之間沿軸線方向等間隙，保證軋制的工件沿寬度方向厚度相等。

由于常規(guī)的普通軋輥磨床，砂輪的進(jìn)刀系統(tǒng)經(jīng)過一條較長的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過機(jī)械手搖輪進(jìn)刀，而且操作起來也比較費(fèi)力，由于存在著機(jī)械傳動(dòng)的各種間隙，往往進(jìn)刀不準(zhǔn)，給操作者帶來了很多麻煩。

二、控制原理

該控制功能實(shí)施的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種普通軋輥磨床控制方法。利用西門子公司提供的Step7軟件和Winccflexible2008組態(tài)軟件，將NC和PLC有機(jī)聯(lián)系起來，可實(shí)現(xiàn)在自動(dòng)磨削時(shí)電子手輪進(jìn)刀，也可進(jìn)行恒電流磨削。從而有效解決了背景技術(shù)存在的問題。

軋輥磨床控制的步驟包括：

（1）、在可編程終端顯示器OP上輸入磨削長度、周期進(jìn)給量；

（2）、在磨削過程中，根據(jù)需要在OP上人為修改周期進(jìn)給量；

（3）、在磨削過程中，選擇周期和手輪進(jìn)給方式，此選擇旋扭安裝在機(jī)床操作面板上，根據(jù)磨削要求用手搖脈沖發(fā)生器參與進(jìn)給；

（4）在可編程終端顯示器OP上輸入的數(shù)據(jù)，通過Profibus總線傳到PLC，經(jīng)過PLC處理，再通過Profibus總線給控制單元發(fā)指令，控制各運(yùn)動(dòng)軸的動(dòng)作；

（5）、在可編程終端顯示器OP上顯示各種故障信息；

（6）、手搖脈沖發(fā)生器連接在控制單元的高速數(shù)字輸入端子上；根據(jù)需要可選擇自動(dòng)磨削、砂輪修整方式，此旋紐安裝在機(jī)床操作面板上；

（7）、在可編程終端顯示器OP上，輸入磨削參數(shù)和砂輪修整參數(shù)，這些參數(shù)主要有磨削長度、周期進(jìn)給量、砂輪修整長度、每次修整量；

（8）可進(jìn)行恒電流磨削。

所述的機(jī)床操作面板上還設(shè)置有工件啟動(dòng)、停止按鈕，砂輪啟動(dòng)、停止按鈕，液壓啟動(dòng)、停止按鈕。

所述的軋輥磨床控制的步驟還包括：遇到緊急情況，按急停按鈕，可是砂輪快速離開工件表面。其電氣互鎖關(guān)系，在正常磨削過程中，按壓砂輪快進(jìn)按鈕時(shí)無效，安全保護(hù)，主要有各種安全限位；砂輪控制必須在液壓壓力達(dá)到一定值后，才能啟動(dòng)砂輪；在砂輪轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，按液壓停止旋鈕無效（保護(hù)動(dòng)靜壓磨頭）；只有靜壓導(dǎo)軌有壓力后，控制靜壓導(dǎo)軌的電機(jī)才能移動(dòng)。

三、控制效果

該控制的有益效果是，所述的一種普通軋輥磨床控制方法，利用S7-300型PLC可編程控制器，用可編程控制器PLC的邏輯控制，用手搖脈沖發(fā)生器代替機(jī)械手輪，簡化了一套繁瑣的機(jī)械傳動(dòng)裝置，減輕了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)還配有可編程終端顯示器，可顯示各坐標(biāo)軸的移動(dòng)距離。實(shí)現(xiàn)在普通的軋輥磨床準(zhǔn)確進(jìn)刀和對刀，以電子鏈代替機(jī)械傳動(dòng)鏈，大大提高了工作效率，降低了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，其優(yōu)點(diǎn)是既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用，同時(shí)，操作者也可以通過OP可以觀察各軸的位置。其可實(shí)現(xiàn)周期進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，在磨削過程中，可以人為修改砂輪進(jìn)刀量，同時(shí)也可以手搖脈沖發(fā)生器進(jìn)刀和退刀。

四、具體實(shí)施方式

見圖1、2，普通軋輥磨床控制方法，包括有PLC可編程控制器1，PLC可編程控制器1通過Profibus數(shù)據(jù)總線與可編程終端顯示器2相連，其特征還包括有所述的PLC可編程控制器1通過數(shù)據(jù)總線與控制單元3相連，控制單元3通過數(shù)據(jù)總線與伺服驅(qū)動(dòng)器4和手搖脈沖發(fā)生器5相連。

圖1

圖2

五、主要的顯示界面

以下的界面是我本人利用西門子公司W(wǎng)inccflexible2008組態(tài)軟件提供的編制的，實(shí)用性強(qiáng)，使用效果也非常好，磨削工藝參數(shù)的調(diào)整也很方便，歡迎各界朋友提出寶貴意見。

1.主界面

2.磨削界面

3.砂輪修整界面

4.狀態(tài)監(jiān)控界面

六、輥磨床控制技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

通過以上的介紹，我們主要采用下列技術(shù)手段來使普通軋輥磨床在性能、功能上上一新臺(tái)階。

1）用電子手輪代替了機(jī)械手輪；

2）采用友好的人機(jī)界面，實(shí)現(xiàn)磨削工藝、修整工藝的參數(shù)化設(shè)置；

3）采用PLC邏輯控制器；

4）采用滿足精確定位的伺服驅(qū)動(dòng)及電機(jī)

采用上述技術(shù)使高性能普通軋輥磨床具有許多優(yōu)點(diǎn)，如：

1）機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單化，如取消機(jī)械手輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；

2）操作簡單、可靠、靈活、穩(wěn)定，如參數(shù)輸入、采用軟鍵替代原操作按鍵；

3）滿足多種工藝磨削的要求，如恒電流磨削等；

4）提高產(chǎn)品的加工精度及效率，如排除了原機(jī)械手輪傳動(dòng)引起的各種間隙；

5）維護(hù)方便、快捷，如故障信息可直接定位到故障源上。

6）滿足市場對高的性能價(jià)格比的需求。

七、結(jié)語

本文介紹的普通軋輥磨床的控制，在我公司機(jī)床上推廣使用，其操作控制性能穩(wěn)定可靠，簡化機(jī)械結(jié)構(gòu)，提升了機(jī)床技術(shù)含量，使得操作更加宜人化，降低了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，屬于新技術(shù)的引用和推廣，經(jīng)國內(nèi)外數(shù)家用戶使用，反映使用效果良好，經(jīng)我公司推薦，國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局審批，已獲發(fā)明專利（ZL200810186040.4）。

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