[发明专利]一种轧环机径向定心辊的位置控制系统及方法

权利要求书

1.一种轧环机径向定心辊的位置控制系统，其特征在于，包括环件外径位移传感器、PLC控制模块和径向定心辊油缸伺服控制装置，所述环件外径位移传感器用于测量被轧制环件的实时外径尺寸，所述环件外径位移传感器信号输出端连接PLC控制模块的信号输入端，所述PLC控制模块内预存有数学模型，所述PLC控制模块信号输出端连接径向定心辊油缸伺服控制装置。

2.根据权利要求1所述轧环机径向定心辊的位置控制系统，其特征在于，所述径向定心辊油缸伺服控制装置包括径向定心辊操作侧油缸伺服控制装置和径向定心辊上料侧油缸伺服控制装置。

3.根据权利要求1所述轧环机径向定心辊的位置控制系统，其特征在于，所述PLC控制模块根据环件外径位移传感器测量的实时环件外径尺寸参数，计算得到相应结果并输出至定心径向定心辊油缸伺服控制装置。

4.一种轧环机径向定心辊的位置控制方法，其特征在于，在环形锻件轧制过程中，采用环件外径位移传感器测得的环件实时半径和获取的主辊中心至定心辊支架旋转中心的水平距离、主辊半径、定心辊支架旋转中心到油缸固定耳轴的水平距离、主辊中心至定心辊支架旋转中心的垂直距离、定心辊支架旋转中心到油缸固定耳轴的垂直距离、油缸铰轴至耳环中心的起始距离、油缸耳环中心与定心辊旋转中心的距离、径向定心辊外圆直径、径向定心辊中心轨迹的半径和油缸活塞杆端部耳环中心轨迹的半径，通过建立数学模型，最终计算出定心辊油缸的实时行程。

5.根据权利要求4所述轧环机径向定心辊的位置控制方法，其特征在于，所述轧环机径向定心辊的位置控制方法，具体包括以下步骤：

步骤100.获得主辊半径B和径向定心辊外圆半径R₂；

步骤200.获得主辊中心至定心辊支架旋转中心的水平距离A，主辊中心至定心辊支架旋转中心的垂直距离D和径向定心辊中心轨迹的半径R₃；

步骤300.获得定心辊支架旋转中心到油缸固定耳轴的水平距离C和定心辊支架旋转中心到定心辊油缸固定耳轴的垂直距离E；

步骤400.获得定心辊油缸铰轴至耳环中心的起始距离F和定心辊油缸活塞杆端部耳环中心轨迹的半径R₄；

步骤500.获得定心辊油缸耳环中心与定心辊旋转中心的距离G和环件外径位移传感器测得的环件实时半径R₁；

步骤600.将获取的各个参数值带入所建立的数学模型中进行计算，获得最终的径向定心辊油缸行程。

6.根据权利要求4所述轧环机径向定心辊的位置控制方法，其特征在于，所述数学模型为：

x_定心辊＝x_环-(R₁+R₂)cos(∠1+∠2)＝R₃cos(180°+∠3+∠4+∠5)

其中：A为主辊中心至定心辊支架旋转中心的水平距离；B为主辊半径；C为定心辊支架旋转中心到油缸固定耳轴的水平距离；D为主辊中心至定心辊辊支架旋转中心的垂直距离；E为定心辊支架旋转中心到油缸固定耳轴的垂直距离；F为定心辊油缸铰轴至耳环中心的起始距离；G为定心辊油缸耳环中心与定心辊旋转中心的距离；L为定心辊油缸行程；R₁为环件外圆的半径；R₂为径向定心辊外圆的半径；R₃为径向定心辊辊中心轨迹的半径；R₄为定心辊油缸活塞杆头耳环中心轨迹的半径。