專利名稱：軋輥磨床自動檢測裝置及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及用于軋輥磨床的輥形測量裝置的控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種軋 輥磨床自動檢測裝置及控制方法。
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)，它的磨削機理具有一般大型外圓磨床的特點，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動復雜的多，除砂輪 與工件(軋輥)作相對回轉(zhuǎn)運動外(主運動)，還要求砂輪與工件二者作相對縱向運動的 同時，還作一定的徑向相對位移，而且這個徑向位移不同于磨削錐度的復合運動，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，以保證軋機在 軋制時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。
隨著科學技術(shù)發(fā)展對冶金、造紙等行業(yè)軋制件要求越來越高，目前國內(nèi)外要求軋制 件越來越薄、厚度公差及表面粗糙度越來越高，這樣，普通軋輥磨床已無法滿足加工要 求，發(fā)展多功能數(shù)控軋輥磨床勢在必行，對軋輥的輥形檢測手段的要求也越來越高，用 操作者靠手工檢測的方法也很難滿足冶金、造紙等行業(yè)對軋輥的要求
發(fā)明內(nèi)容
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本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種軋輥磨床自動檢測裝置及控
制方法。其利用西門子公司提供的OEM軟件平臺，將NC和PLC有機聯(lián)系起來，可實 現(xiàn)在線檢測及對輥形進行自動補償磨削。從而有效解決了背景技術(shù)存在的問題。
本發(fā)明的目的可以通過采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)所述的軋輥磨床自動檢測裝置及 控制方法，包括有人機界面(1 )，人機界面(1)通過PROFBUS通訊總線與控制系統(tǒng)(2) 相連，其特點還包括有所述的控制系統(tǒng)(2)通過數(shù)據(jù)總線與伺服模塊(3)相連，控制
3系統(tǒng)(2)通過I/0總線與高速計數(shù)單元(4)相連，伺服模塊(3)與用于控制機床X、 Z、 XI、 U、 D軸的控制模塊(7)相連，高速計數(shù)單元(4)通過數(shù)據(jù)線分別與第一傳 感器(5)和第二傳感器(6)相連；所述的軋輥磨床自動檢測控制的步驟包括
(1) 、參數(shù)輸入，包括直徑、測量循環(huán)參數(shù)；
(2) 、啟動循環(huán)程序，根據(jù)所選擇的測量工藝(包括直徑、標準圓環(huán)、圓度、輥形)， 系統(tǒng)自動生成NC程序，啟動程序，測量將自動進行；
(3) 、機床X、 Z、 Xl軸移動到測量位置；
(4) 、測量臂自動放下進行測量；
(5) 、機床X、 Z、 Xl軸移動到測量起點；
(6) 、移動機床X、 XI軸清零；
(7) 、移動機床Z開始；
(8) 、實時記錄測量值，傳感器在輥面上產(chǎn)生微量的變化，脈沖數(shù)采集到高速計數(shù) 模塊，經(jīng)過PLC處理，PCU50人機界面可記錄測量直；
(9)、在PCU50人機界面上實時顯示記錄測量值；
(10) 、測量完成保存數(shù)據(jù)；
(11) 、通過電氣控制液壓油缸，測量臂自動到安全位置收起；
(12) 、系統(tǒng)將測量值與理論值，進行運算比較，自動分析數(shù)據(jù)；
(13) 、打印誤差報告；
(14) 、自動測量完成。
本發(fā)明的有益效果是，所述的軋輥磨床自動檢測裝置及控制方法，其采用西門子 840D數(shù)控系統(tǒng)及開發(fā)出的專用工藝控制軟件，來完成整個磨床的磨削工藝、控制邏輯。 控制系統(tǒng)的功能是實現(xiàn)精確位置控制和與各系統(tǒng)間動作的邏輯順序控制，使之協(xié)調(diào)一致。 其控制精度很高，提高了機床的工作效率，降低了操作者的勞動強度。


圖1為本發(fā)明的總體配置原理圖2本發(fā)明的系統(tǒng)控制流程圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖所示之最佳實施例作進一步詳述
實施例l，見圖l、 2，所述的軋輥磨床自動檢測裝置及控制方法，包括有S正MEN人機界面1，人機界面1通過PROFBUS數(shù)據(jù)總線與控制系統(tǒng)2相連，其特征還包括有 所述的控制系統(tǒng)2通過數(shù)據(jù)總線與伺服模塊3相連，控制系統(tǒng)2通過I/O總線與高速計 數(shù)單元4相連，伺服模塊3與用于控制機床X、 Z、 XI、 U、 D軸的控制模塊7相連， 高速計數(shù)單元4通過數(shù)據(jù)線分別與第一傳感器5和第二傳感器6相連；所述的軋輥磨床 自動檢測控制的步驟包括
(1) 、參數(shù)輸入，包括直徑、測量循環(huán)參數(shù)；
(2) 、啟動循環(huán)程序，根據(jù)所選擇的測量工藝(包括直徑、標準圓環(huán)、圓度、輥形)， 系統(tǒng)自動生成NC程序，啟動程序，測量將自動進行；
(3) 、機床X、 Z、 Xl軸移動到測量位置；
(4) 、測量臂自動放下進行測量；
(5) 、機床X、 Z、 Xl軸移動到測量起點;
(6) 、移動機床X、 XI軸清零；
(7) 、移動機床Z開始；
(8) 、實時記錄測量值，傳感器在輥面上產(chǎn)生微量的變化，采集到高速計數(shù)模塊， 經(jīng)過PLC處理，PCU50人機界面可記錄測量直；
(9) 、在PCU50人機界面上實施顯示記錄測量值；
(10) 、測量完成保存數(shù)據(jù)；
(11 )、通過電氣控制液壓油缸測量臂自動到安全位置收起；
(12) 、系統(tǒng)將測量值與理論值，進行運算比較，自動分析數(shù)據(jù)；
(13) 、打印誤差報告；
(14) 、自動測量完成。
所述的軋輥磨床自動檢測裝置及控制方法，其軋輥測量系統(tǒng)由二個位移傳感器等組 成，實現(xiàn)工件曲面、圓度等接觸測量。Xl軸為測量軸，二個位移傳感器分別由X軸、 Xl軸帶動，其中，X軸、XI軸用光柵尺作閉環(huán)控制，其定位精度要求很高；在測量時 帶動測量臂接觸到軋輥輥面上，再由Z軸沿輥長方向移動，根據(jù)加工輥面的高低，使位 移傳感器發(fā)出脈沖，PLC根據(jù)位移傳感器傳來的脈沖，經(jīng)過PLC的運算處理后，系統(tǒng)自 動將實際曲線與理論曲線比較，生成一條新的補償曲線，再經(jīng)過NC處理自動生成補償 磨削程序，利用生成的補償磨削程序進行磨削后，輥形精度可達到很高的要求，這樣， 可提高機床的工作效率，也提高了軋輥的加工質(zhì)量，降低了操作者的勞動強度。
所述的軋輥磨床自動檢測裝置及控制方法，其曲面、圓度測量流程分別如下1、曲面測量
1) 曲面測量參數(shù)輸入(包括測量直徑、測量長度、測量次數(shù)、測量速度等);
2) 啟動曲面測量循環(huán)；
3) X、 XI、 Z軸到測量臂放下位置，放下測量臂；
4) X、 XI、 Z軸到測量起點；
5) 移動X、 Xl軸到測頭值為零；
6) 移動Z軸，測量開始；
7) 實時記錄測量值(Z軸、測頭值)；
8) 實時測量值曲線顯示；
9) 直到測量完成；
10) X、 XI、 Z軸到測量臂收起位置，收起測量臂；
11) X、 XI、 Z軸到安全位置；
12) 測量數(shù)據(jù)分析，建立軋輥曲面補償數(shù)據(jù)，可進行補償磨削；
13) 可進行測量數(shù)據(jù)及曲線的打??；
14) 曲面測量循環(huán)完成。 2、圓度測量
1) 圓度測量參數(shù)輸入(包括測量直徑、測量位置、測量次數(shù)、工件轉(zhuǎn)速等);
2) 啟動圓度測量循環(huán)；
3) X、 XI、 Z軸到測量臂放下位置，放下測量臂；
4) X、 XI、 Z軸到測量位置；
5) 移動X、 Xl軸到測頭值為零；
6) 啟動工件旋轉(zhuǎn)；
7) 實時記錄測量值(測頭值)；
8) 實時圓度曲線顯示；
9) 直到測量完成；
10) X、 XI、 Z軸到測量臂收起位置，收起測量臂；
11) X、 XI、 Z軸到安全位置；
12) 圓度測量數(shù)據(jù)分析，建立軋輥圓度數(shù)據(jù)；
13) 可進行圓度測量數(shù)據(jù)及曲線的打??；
14) 圓度測量循環(huán)完成。
權(quán)利要求
1. 一種軋輥磨床自動檢測裝置及控制方法，包括有人機界面(1)，人機界面(1)通過PROFBUS通訊總線與控制系統(tǒng)(2)相連，其特征還包括有所述的控制系統(tǒng)(2)通過數(shù)據(jù)總線與伺服模塊(3)相連，控制系統(tǒng)(2)通過I/O總線與高速計數(shù)單元(4)相連，伺服模塊(3)與用于控制機床X、Z、X1、U、D軸的控制模塊(7)相連，高速計數(shù)單元(4)通過數(shù)據(jù)線分別與第一傳感器(5)和第二傳感器(6)相連；所述的軋輥磨床自動檢測控制的步驟包括(1)參數(shù)輸入，包括直徑、測量循環(huán)參數(shù)；(2)啟動循環(huán)程序，根據(jù)所選擇的測量工藝(包括直徑、標準圓環(huán)、圓度、輥形)，系統(tǒng)自動生成NC程序，啟動程序，測量將自動進行；(3)機床X、Z、X1軸移動到測量位置；(4)測量臂自動放下進行測量；(5)機床X、Z、X1軸移動到測量起點；(6)移動機床X、X1軸清零；(7)移動機床Z開始；(8)實時記錄測量值，傳感器在輥面上產(chǎn)生微量的變化，脈沖數(shù)采集到高速計數(shù)模塊，經(jīng)過PLC處理，PCU50人機界面可記錄測量值；(9)在PCU50人機界面上實時顯示記錄測量值；(10)測量完成保存數(shù)據(jù)；(11)通過電氣控制液壓油缸，測量臂自動到安全位置收起；(12)系統(tǒng)將測量值與理論值，進行運算比較，自動分析數(shù)據(jù)；(13)打印誤差報告；(14)自動測量完成。
全文摘要
本發(fā)明主要涉及用于軋輥磨床的輥形測量裝置的控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種軋輥磨床自動檢測裝置及控制方法。包括有人機界面(1)，人機界面(1)通過PROFBUS通訊總線與控制系統(tǒng)(2)相連，其特點還包括有所述的控制系統(tǒng)(2)通過數(shù)據(jù)總線與伺服模塊(3)相連，控制系統(tǒng)(2)通過I/O總線與高速計數(shù)單元(4)相連，伺服模塊(3)與用于控制機床X、Z、X1、U、D軸的控制模塊(7)相連，高速計數(shù)單元(4)通過數(shù)據(jù)線分別與第一傳感器(5)和第二傳感器(6)相連；其采用西門子840D數(shù)控系統(tǒng)及開發(fā)出的專用工藝控制軟件，來完成整個磨床的磨削工藝、控制邏輯。其控制精度很高，提高了機床的工作效率，降低了操作者的勞動強度。
文檔編號G05B19/401GK101464677SQ200810186039
公開日2009年6月24日 申請日期2008年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月11日
發(fā)明者李維謙, 王建紅 申請人:天水星火機床有限責任公司