基于西门子840Dsl的数控轧辊磨床系统开发与研究
发布时间：2021-10-27 11:55
轧辊辊形曲线种类多,磨削工艺复杂,安全性和自动化水平要求高。传统的单机控制系统由于通信接口不统一,信息交互困难,已不能满足跨平台、多层次的工业现场控制需求。将轧辊辊形设计、轧辊磨削工艺、自动化通讯等技术进行集成和融合,开发一款跨平台、开放式轧辊磨削系统,对满足现代车间级多机多系统的轧辊磨削需求具有十分重要的意义。本文以意大利POMINI轧辊磨床为机身,西门子840Dsl数控系统作为数字化运动控制平台,基于通用PC的Windows操作系统的计算机终端,开发一套数控轧辊磨床专机系统,为轧辊磨床的开放式控制管理提供可行方法,主要的工作如下。综合考量快速设计与智能设计需求,分别对基本辊形和自适应辊形提出了两种设计思路。分析基本辊形的参数和性能指标,以参数化的形式达到快速设计;为应对不同的应用场景,基于遗传算法和辊形离散化提出一种自适应的辊形设计方法。结合这两种辊形的设计思路,确定辊形数据的处理方式,明确辊形曲线的综合设计方法。以实现多机协同控制轧辊磨削加工为目的,研究了轧辊磨削工艺流程及POMINI轧辊磨床的机电结构。结合SINUMERIK NC编程语法,确定NC代码的基本框架并设计了主程序代...
【文章来源】：湖北工业大学湖北省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
变凸度辊形以凸度与窜辊量的线性度为指标，分别计算空载下、不同板带宽下的线性度
湖北工业大学硕士学位论文12系，其中L为辊身长度的一半，B为轧件宽度的一半，D为两辊的间距。根据轧辊的空间位置，上辊、下辊的函数关系为：00()(),(0,2)()(2)ubRxRxxLRxRLx(2-14)当轧辊发生轴向移动，轴向移动距离为s时，上下轧辊朝着相反的方向移动，此时上辊、下辊的函数关系为：(,)(),(0,2)(,)(2)ubxsRxsxLxsRLxsRR(2-15)发生横移后的辊缝函数G(x)为：(,)()()()(2)GxsDRxRxubDRxsRLxs(2-16)该轴向横移位置的辊缝边部凸度为：G()()wCLGs(2-17)等效凸度为：1=G()G()rwwCCsL(2-18)该轴向横移位置的辊缝边部凸度为：G()()wCLGs(2-19)等效凸度为：1=G()G()rwwCCsL(2-20)当考虑板带宽度后轧辊的等效凸度方程为：2G()G()rwCLBL(2-21)所以，可以将辊形曲线的凸度调节能力表达以下两个方面：（1）空载下，为了便于辊形凸度的调整，轧辊的轴向移动距离s应尽量与等效凸度rwC保持线性关系。即rwC与s满足如下关系：1=frwCksc(2-22)式(7)中1frwC为拟合直线下的等效凸度，k,c为常数。图2.8等效凸度的线性度将等效凸度的拟合直线和等效凸度直线之间的差值取绝对值，如图2.8所示，
湖北工业大学硕士学位论文13得到线性度评价函数：111frwrwLCC(2-23)当1L=0时，两变量线性相关。（2）保证在加工不同宽度的带板时，辊形的凸度与轴向横移量仍呈线性关系，这样才便于同一辊形适应不同宽度的板带。由式(4-6)可知，rw2C不仅与B有关，还与s有着密切关系，所以可以选取几个不同的轧辊宽度评价s与rwC的线性度，则建立线性度评价函数参考式(2-23)可得:222(,)(,)frwrwLCsBCsB(2-24)综合式(2-23)、式(2-24)，可以通过下式对变凸度辊形曲线的凸度调节能力进行评价，即变凸度辊形曲线的评价函数:12LLL(2-25)L越大，表示辊形曲线的凸度调节的线性度越差；L越小，表示辊形曲线的凸度调节的线性度越好。变凸度辊形由于其特殊的几何特性，在轧制过程中会产生非对称磨损的情况，采用磨损预报模型可以有效地评价不同变凸度辊形的磨损量，评价轧辊的使用寿命和稳定性。不同的轧制方式的磨损有较大的差别，热轧的磨损问题也较为突出，所以本文主要根据热轧工作辊的磨损特点建立磨损预报模型。热轧工作辊的磨损量预报模型[44]为：13042()[1()]{1()}()[1()]wzwwwkwaswLWxkRLxkDkRLxpLxkfx(2-26)式中，W(x)为磨损量，01234,,,,wwwwwkkkkk分别为综合影响系数、压力影响系数、带钢宽度范围内不均匀磨损系数、辊径对整体磨损的影响系数、辊径对轧制力的影响系数；zL为轧制长度，km；aP为单位轧制压力，kN/mm；()sLx为接触弧长，mm；wD为工作辊直径，mm；F(x)为工作辊轴向不均匀磨损程度函数。图2.9工作辊磨损模型
本文编号：3461551
【文章来源】：湖北工业大学湖北省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
变凸度辊形以凸度与窜辊量的线性度为指标，分别计算空载下、不同板带宽下的线性度
湖北工业大学硕士学位论文12系，其中L为辊身长度的一半，B为轧件宽度的一半，D为两辊的间距。根据轧辊的空间位置，上辊、下辊的函数关系为：00()(),(0,2)()(2)ubRxRxxLRxRLx(2-14)当轧辊发生轴向移动，轴向移动距离为s时，上下轧辊朝着相反的方向移动，此时上辊、下辊的函数关系为：(,)(),(0,2)(,)(2)ubxsRxsxLxsRLxsRR(2-15)发生横移后的辊缝函数G(x)为：(,)()()()(2)GxsDRxRxubDRxsRLxs(2-16)该轴向横移位置的辊缝边部凸度为：G()()wCLGs(2-17)等效凸度为：1=G()G()rwwCCsL(2-18)该轴向横移位置的辊缝边部凸度为：G()()wCLGs(2-19)等效凸度为：1=G()G()rwwCCsL(2-20)当考虑板带宽度后轧辊的等效凸度方程为：2G()G()rwCLBL(2-21)所以，可以将辊形曲线的凸度调节能力表达以下两个方面：（1）空载下，为了便于辊形凸度的调整，轧辊的轴向移动距离s应尽量与等效凸度rwC保持线性关系。即rwC与s满足如下关系：1=frwCksc(2-22)式(7)中1frwC为拟合直线下的等效凸度，k,c为常数。图2.8等效凸度的线性度将等效凸度的拟合直线和等效凸度直线之间的差值取绝对值，如图2.8所示，
湖北工业大学硕士学位论文13得到线性度评价函数：111frwrwLCC(2-23)当1L=0时，两变量线性相关。（2）保证在加工不同宽度的带板时，辊形的凸度与轴向横移量仍呈线性关系，这样才便于同一辊形适应不同宽度的板带。由式(4-6)可知，rw2C不仅与B有关，还与s有着密切关系，所以可以选取几个不同的轧辊宽度评价s与rwC的线性度，则建立线性度评价函数参考式(2-23)可得:222(,)(,)frwrwLCsBCsB(2-24)综合式(2-23)、式(2-24)，可以通过下式对变凸度辊形曲线的凸度调节能力进行评价，即变凸度辊形曲线的评价函数:12LLL(2-25)L越大，表示辊形曲线的凸度调节的线性度越差；L越小，表示辊形曲线的凸度调节的线性度越好。变凸度辊形由于其特殊的几何特性，在轧制过程中会产生非对称磨损的情况，采用磨损预报模型可以有效地评价不同变凸度辊形的磨损量，评价轧辊的使用寿命和稳定性。不同的轧制方式的磨损有较大的差别，热轧的磨损问题也较为突出，所以本文主要根据热轧工作辊的磨损特点建立磨损预报模型。热轧工作辊的磨损量预报模型[44]为：13042()[1()]{1()}()[1()]wzwwwkwaswLWxkRLxkDkRLxpLxkfx(2-26)式中，W(x)为磨损量，01234,,,,wwwwwkkkkk分别为综合影响系数、压力影响系数、带钢宽度范围内不均匀磨损系数、辊径对整体磨损的影响系数、辊径对轧制力的影响系数；zL为轧制长度，km；aP为单位轧制压力，kN/mm；()sLx为接触弧长，mm；wD为工作辊直径，mm；F(x)为工作辊轴向不均匀磨损程度函数。图2.9工作辊磨损模型
本文编号：3461551
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