立式轧环机是中小型环件轧制成形的常用设备,广泛用于外径1000mm以下的各种环件轧制生产,是一种低速,重载的专用锻压设备。在实际生产中,立式轧环主要靠人工控制,操作者根据实践经验来决定辗压轮闭合速率和轧制力。靠手工控制生产的环件,偏差比较大,造成锻件精度低、原材料消耗大的弊端,且操作者的劳动强度大。随着管道法兰、铁路轴承等中型环件的大量使用,迫切需要改变立式轧环生产自动化水平相对落后的现状。　　 本文把立式热轧环工艺、设备、测量与控制等因素作为一个相互关联的整体进行了研究。建立了立式热轧环有限元模型和在线测量控制模型,完成了数控立式轧环机关键部件的设计,开发了基于机电伺服技术的立式轧环机的进给系统。主要内容和研究成果如下:　　 1、通过立式轧环力能参数的计算分析,对立式轧环机电伺服进给系统进行了选型。运用静力学理论分析,建立了环件在导向力和测量辊压力下的内力模型,得到了测量辊压力计算方法。　　 2、建立了立式轧环不同导向方式下的精确的三维弹塑性动力显式有限元模拟模型；分析了各种导向方式(固定导向,随动导向等)对环件轧制过程和环件尺寸精度影响规律；建立导向机构参数化模型,得到适合于环件稳定轧制的最优化的导向机构的结构。　　 3、建立了立式轧环精确的几何测量模型,运用曲面插值和拟合的方法得到简化的环件尺寸测量公式；同时,运用实验法得到了较为实用的立式轧环测量模型,并进行了控制系统定位精度和环件成形精度的实验验证。　　 4、完成了数控系统总体结构和电路图设计,应用专业工控软件编制了控制程序；应用可视化编程语言VISUALBASIC编制了立式轧环机上位机控制软件。　　 5、分析了包括机械传动结构在内的立式热轧环机交流电气伺服系统,在Matlab／Simulink中建立了动态仿真模型,并进行了仿真研究。