大型重载多功能数控轧辊磨床的研制.doc

大型重载多功能数控轧辊磨床的研制 精密制造与自动化2011年第2期 2o设计与开发{ 大型重载多功能数控轧辊磨床的研制 王伟荣 (上海机床厂有限公司上海200093) 摘要介绍了对钢铁,造纸,橡胶工业等领域可实现中凸(凹)曲线辊面以及圆锥形辊面等部位磨削的数控 轧辊磨床,研制开发了集烘缸,轧辊磨削于一体的新型复合,大型,重载数控轧辊磨床.对可以实现对拖板纵 向进给运动,砂轮架横向进给运动以及测量臂移动控制的SGS磨削之星软件在轧辊磨削中的应用作了肯定.通 过对机床部件进行的有限元分析,提高了新型复合,大型,重载数控轧辊磨床的性能,得到了显着效果. 关键词大型重载数控复合轧辊磨床磨削之星 随着钢铁,造纸,橡胶等工业领域的发展,对 各种烘缸,轧辊的要求越来越趋于尺寸大型化,结 构复杂化,辊面多样化.为了满足工业生产的实际 需要,上海机床多年来一直从事大型,重载,高精 度数控轧辊的研发,最近研制的MK842o0/15000-H 数控轧辊磨床可满足大型轧辊及复杂辊面的磨 削,并可用大型烘缸的曲面磨削,属新型的复合 磨床. 1MK84200/15000-H数控轧辊磨床介绍 MK84200/15000.H数控轧辊磨床(如图1所示) 是集烘缸磨削,轧辊磨削于一体的新型复合重型数 控轧辊磨床,可对造纸行业中烘缸及钢铁行业,橡 胶行业中的轧辊进行磨削,如对支承辊,工作 辊,橡胶辊等的粗磨,精磨加工,能够完成中凸 (凹)曲线辊面以及圆锥形辊面等部位的磨削. 16 图1MK84200/15000-H数控轧辊磨床 MK84200/15000—H数控轧辊磨床为砂轮架移 动式数控轧辊磨床,磨床的前,后床身为分离式 结构,砂轮架由拖板带动可在后床身上纵向移 动,配合轴的进给运动,能够实现两轴联动,完 成各种型面的数控磨削及型面修整.砂轮架通过 直线导轨可在拖板上作横向移动,实现进给磨削.工 件装夹在位于前床身的头架及尾架之间,由头 架带动工件旋转,可实现无级调速.装卸工件采用 软着陆装置,方便工件的装卸.尾架顶尖套筒机动 伸缩,并配有工件顶紧力检测装置,保证工件安全 可靠夹紧.尾架由电动机驱动可在前床身上纵向 移动,适应不同长度工件的磨削需要,通过液压锁 紧可实现磨削范围内任意长度的可靠定位.尾架上 配有砂轮修整器,可对砂轮进行修整.测量装置采 用双点式结构固定于拖板以便实现自动修整,自动磨 削.此机床还具有砂轮自动趋进功能. 1.1机床主要技术规格参数 最大磨削直径2000mm 可扩展至2200mm 最小烘缸磨削直径80mm 最小轧辊磨削直径390IYLrYI 工件最大质量85000kg 最大工件长度15000mm 顶尖距15000mm 工件转速范围(无级)4～40r/min 砂轮尺寸(外圆直径×宽度×内孔直径) 】250mm×120mm×508mm 王伟荣大型重载多功能数控轧辊磨床的研制 ll001TUTIXl00mmX508mm 砂轮线速(恒线速)45m/s 数控最小分辨率0.0001mm 砂轮架移动速度1O～1020mm/min 拖板移动速度(轴)40～4000mm/min 测量直径范围80～2200mm 托架支承直径范围100~850mm 软着陆装置托直径托持范围800~2000toni 冷却泵流量400L/min 头架驱动交流电动机132kW 砂轮架驱动交流电动机132kw 圆柱面磨削精度 圆度0.003mm 纵截面上直径一致性0.004mm 表面粗糙度Ra0.1gm 中凸(凹)面磨削精度 圆度0.003mm 辊形误差0.004mm 表面粗糙度Ra0.2岬 1.2机床控制系统 MK842O0/15Oo0一H型数控轧辊磨床,采用西门 子840D数控系统,内置可编程控制器(PLC),数 控系统显示屏采用彩色TFT显示器,其操作系统采 用WIND0MSXP工业版操作系统,带10/100自适 应以太网卡,USB接口,鼠标等接口,PLC模块的 外部I/O接点通过ProfiBus工业现场总线传输到控 制系统.中文操作界面具有专用于轧辊磨床的专用 菜单,并且可方便的在CNC系统及磨削软件之间 直接切换.轧辊磨床软件采用了自主研发SGS磨 削之星,可以实现对拖板纵向进给运动的控制, 砂轮架横向进给运动的控制,以及测量臂移动的控 制等. 数控系统的功能包括: (1)自动趋进对刀功能; (2)砂轮磨损及修整后补偿功能; (3)故障智能诊断,查询功能; (4)磨削及修整过程中断功能; (5)程序自动控制磨削; (6)反向间隙,螺距误差补偿功能; (7)具有储存100条以上曲线程序的功能; (8)具有RS232一C及RS485通讯接口; (9)砂轮架进给超程,过载保护功能; (10)白适应磨削功能; (11)头架无级变速及砂轮恒线速功能: (12)机床故障报警灯闪烁