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根据“质量杠杆”原理,在线测量能在制造的早期阶段消除质量问题,可减少废件率。随着钢材产业的迅速发展,轧制现场对轧辊的质量要求越来越高,轧辊磨床便成为钢材板材轧制生产线的重要配套设备,其磨削精度和效率直接影响钢板的轧制质量与生产效率,因此轧辊磨床的测量系统对保障轧辊的质量具有重要作用。国外轧辊磨床普遍数控化,而国内多数轧辊加工的测量还在采用人工的方法,效率低且精度差,且测量工具与被测轧辊相接触,直接影响加工质量。若能在生产线上对生产过程加以监测,采用在线非接触式测量,则不仅可以降低消耗、减少成本、提高效率,最重要的是还可保证轧辊质量。本文主要讨论一种针对轧辊磨床的在线非接触式测量方法的可行性。
本课题结合三明辉煌重工集团的轧辊磨床在线非接触式测量系统的研究项目,经过对国内外轧辊测量工具以及国内轧辊在线测量研究现状的总结,提出“位移传感器+光栅尺”的在线非接触测量方法。主要讨论了如何基于实际轧辊尺寸简化轧辊形状,最后定出模拟轧辊的尺寸参数,并使用SolidWorks三维软件设计模拟轧和测量试验平台的三维结构图,完成了试验平台的加工制作。
在模拟轧辊的外轮廓取一定数量的采样点,并使用千分表测量每个样点与轴心的距离值,经多次数据测量,使用MATLAB软件进行数据处理,标定出模拟轧辊的实际轮廓,作为测量方法验证的参考标准。
利用实验室已有测量硬件,搭建测量系统,基于LabVIEW软件设计开发了原理验证性的数据采集和电机控制系统,经过多次数据采集和处理,并将测量结果与标定值作对比,验证了该测量方法的可行性。最后对试验系统的误差进行了定性分析,为今后提高系统的测量精度提供了依据。
本课题的开展符合轧辊磨床测量技术的发展趋势和要求,该方案基于特征参数测量和数字控制的内在联系,实现了对模拟轧辊的外轮廓的实时测量,提高了测量效率和精度,弥补了国内该领域内的技术空白,具有巨大的发展空间。