[发明专利]立式轧环过程在线测量控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种立式轧环过程在线测量控制方法及装置，应用于立式轧环机上。

背景技术

立式轧环机是中小型环件轧制成形的常用设备，属于径向轧制，轧制原理如图1所示。

传统的立式轧环机工作前，需要一个标准环件来预先设置导向辊和测量辊的位置。工作 时先将工件环坯(环件毛坯)套在芯辊上，芯辊不动，辗压轮在气缸压力的作用下移动，实 现辗压进给，辗压轮同时由另一水平电机驱动旋转；在辗压轮和芯辊的作用下环件壁厚逐渐 变薄，直径逐渐增大，当环件外径增大到与测量辊接触时，外径尺寸到位，辗压轮向上回程， 取出环件，完成一次循环。热轧过程中，环件毛坯外径在短时间内急剧增大，且由于轧环机 结构的局限性，很难实现轧环过程的实时在线测量环件毛坯的外径尺寸，因而也就无法实现 在线控制。目前国内外在立式轧环过程测量控制上尚无有效的方案，国内有人提出利用气压 或液压来带动滑块做直线进给运动，让导向辊随动，以保证轧制过程中环件毛坯的圆心始终 沿着辗压轮和芯辊中心连线运动，但是在轧制过程中导向辊的导向力和导向辊的运动规程无 法控制，因此很难让环件毛坯的中心始终不发生偏移，也很难实现在线测量环件毛坯的外径， 达不到在线控制的目的，而且气压和液压的不稳定性很难保证在线控制的精度。因此现行的 立式轧环机的生产完全靠人工目测来控制，即在轧制过程中，人工控制辗压轮下移，当观察 到环件毛坯接触到测量辊时，由人工控制辗压轮返回，由于人工目测控制的不确定性因素很 多，迫使工艺采取大公差、大留量的对策，造成锻件精度低、原材料消耗大的弊端。因此， 开发新型测量与控制技术对传统立式轧环机更新改造很有意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种立式轧环过程在线测量控制方法及装置，该方法及装置可实 现在线测量控制环件毛坯的外径尺寸。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：立式轧环过程在线测量控制方法，其特征在 于它包括如下步骤：

1)将立式轧环机的测量辊机构的测量辊4设置在第一弹性随动装置1上，测量辊4随立 式轧环过程中环件毛坯的移动而移动，在第一弹性随动装置1上安装第一位移测量传感器2， 第一位移测量传感器2用于测量测量辊4的位移量；将立式轧环机的导向辊机构的导向辊13 设置在第二弹性随动装置上，导向辊13随立式轧环过程中环件毛坯的移动而移动；在立式轧 环机的辗压轮机构的滑块8上安装第二位移测量传感器11，第二位移测量传感器11用于测 量立式轧环机的辗压轮机构的辗压轮6的位移量；

2)在环件毛坯5轧制时，将实时测量的辗压轮的位移量和测量辊的位移量采集到可编程 控制器中，并代入下述公式(3)进行计算得到环件毛坯5的实时外径值，当环件毛坯5的实 时外径值达到环件(即零件)尺寸要求时，可编程控制器控制辗压轮停止进给并返回；

R_外＝a+bX+cY+dX²+eY²+fXY                    (3)

其中R_外为环件毛坯5的实时外径值，X-测量辊位移值(单位为mm)，Y-辗压轮位移值(单 位为mm)，a＝436～438；b＝0.4～0.5；c＝-0.2～-0.3；d＝0.00005～0.00008；e＝0.001～0.002； f＝0.0002～0.0004。