[實用新型]大型輾環機比例伺服控制系統

無效

• 申請號: 200920021050.2
• 申請日: 2009-04-17
• 公開（公告）號: CN201442020U
• 公開（公告）日: 2010-04-28
• 發明（設計）人: 張金才;姬高索;周文東;郭長清;解德華;王西鋒;王建中
• 申請（專利權）人: 濟南巨能液壓機電工程有限公司
• 主分類號: B21B37/00
• 分類號: B21B37/00;G05D3/12;B21H1/12
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 張貴賓

(一)技術領域

本實用新型涉及一種大型輾環機比例伺服控制系統，屬高精度電液伺服控制技術領域。

(二)背景技術

輾環機是大型環件的主流毛坯加工設備，主要用于軋制軸承環、齒圈、法蘭、輪轂、薄壁桶形等鍛件，可軋制碳鋼、不銹鋼、鈦合金、鋁合金以及高溫合金等材質環形件；目前在機械工業、石油化工業、紡織業、工程機械以及航空航天業等領域中得到應用。

現今國內輾環機使用的電液控制系統中普遍采用的控制系統是軋制速度和軋制壓力的控制方式，以開環控制為主，軋制方法、軋制穩定性和軋制精度主要依賴于操作者的經驗，尤其是系統調試無法實現空載模擬試車，試生產過程極易造成廢品；在環件軋制過程中，壓力速度調節稍有調節不到位，直接導致環件橢圓及異形，造成報廢；總之該控制方式導致了輾環過程中操作經驗依賴性，致使系統的可控制性較差，難以實現數控自動化生產。

(三)發明內容

本實用新型為了彌補現有技術的不足，提供了一種增加了系統的安全可靠性、控制精度高的大型輾環機比例伺服控制系統。

本實用新型是通過如下技術方案實現的：

一種大型輾環機比例伺服控制系統，包括由徑向軋制控制系統、軸向軋制控制系統、隨動機架控制系統、定心輥軋制控制系統、錐輥轉速控制系統形成的五軸控制系統，其特殊之處在于：

所述徑向軋制控制系統：包括在床身導軌里作水平往復運動的徑向軋制滑塊，徑向軋制滑塊的一端連接有控制其運動的徑向軋制缸，徑向軋制滑塊的另一端連接有位于被軋環件內側的芯輥；

所述隨動機架控制系統：包括移動機架以及控制其運動的移動機架缸，移動機架上的測量缸控制測量滾輪貼緊被軋環件的外緣；

所述軸向軋制控制系統：移動機架上固定有軸向軋制缸和與軸向軋制缸相連接的軸向軋制滑塊，軸向軋制滑塊上固定有位于被軋環件上部的上錐輥，移動機架上固定有位于被軋環件下部的下錐輥；

所述定心輥軋制控制系統：主輥及定心輥機構安裝在床身上，定心輥機構由前定心缸、前定心輥、前抱臂、后定心缸、后抱臂及后定心輥組成，前定心輥、后定心輥分置于主輥兩側；

所述錐輥轉速控制系統：上錐輥、下錐輥分別由直流電機帶動，上錐輥、下錐輥分別連接有檢測錐輥轉速的錐輥轉速編碼器。

本實用新型的大型輾環機比例伺服控制系統，上述五軸控制系統的各軸分別采用了位置閉環控制。

本實用新型解決了輾環機軋制壓力、軋制速度控制帶來的系統可控制性差，軋制方法、軋制穩定性、軋制精度主要依賴經驗，環件軋制壓力速度開環控制容易導致由于操作問題造成環件報廢等問題。

輾環機機架通過螺栓和銷釘連成一體，安裝在基礎上。徑向軋制滑塊和軸向機架在床身導軌內作水平往復運動，主輥機構及定心輥機構安裝在床身上。徑向軋制滑塊在主油缸的推動下，在床身導軌里作水平往復運動，實現徑向軋制；軸向機架部件由軸向機架、軸向軋制缸、隨動缸和上、下錐輥組成，錐輥實施環件的軸向軋制，隨動缸帶動軸向機架隨著環件軋制的直徑增加而后移，以滿足軸向軋制錐輥和環件的相對位置要求；定心輥的作用是使整個軋制過程穩定，提高環件的圓度。它由前定心缸、前定心輥、前抱臂、后定心輥、后抱臂及后定心缸組成。抱輥油缸控制一對抱輥保持在環件外圓理論位置，當環件直徑增大時，達到整圓的目的。測量缸功能是測量環件件的外徑，控制直流電機的轉速及控制軸向機架的隨動運動。測量滾輪在油缸力的作用下貼緊工件的外緣，當環件的直徑增大時，將其推動后移，此時環件在錐輥母線上的位置改變，軸向電機的轉速自動調整。根據上述輾環機的動作的原理，在控制系統的核心主要分為徑向軋制、軸向軋制、定心輥、隨動機架、錐輥轉速等五軸控制。

本實用新型采用四通比例閥作為高精度控制的核心液壓元件，通過徑向軋制、軸向軋制、隨動機架、定心輥等理論位置設定和實際位置的檢測，以環件的外圓、內圓、高度及環件外圓線速度的理論尺寸為目標值，芯輥位置、錐輥位置、隨動機架位置、定心輥位置、錐輥轉速檢測值作為反饋，形成了五軸閉環位置控制系統，這樣控制后可得到：

1)五軸可相對獨立調試、空載模擬試驗、載荷試驗方便可靠。

2)手動、自動軋制轉換靈活方便。

3)較好地實現了位置控制、壓力保護功能，增加了系統的安全可靠性。

4)控制系統軋制工作特性穩定，控制精度高。

5)提高了系統可控特性，大幅簡化了輾環機的操作難度。

本實用新型為輾環機芯輥、錐輥、定心輥及隨動機架的高精度檢測及閉環控制系統，可以應用在D53K-3500、5000、7000輾環機上。

(四)附圖說明

下面結合附圖對本實用新型作進一步的說明。