一种辊缝调节设备和调节辊缝的方法与流程

本发明涉及冷轧技术领域，具体涉及一种辊缝调节设备和调节辊缝的方法。

背景技术

在现有的冷弯成型连续生产线技术中，根据不同的轧制工艺要求，需经常要更换轧辊，且需对辊缝进行调节。目前，生产线轧辊更换操作时普遍采用手动调节辊缝，费时费力,自动化程度低，手动调节辊缝时存在一定的误差，调节精度较低，影响轧制成型精度和效率。因此需要提供一种辊缝调节设备和调节辊缝的方法。

技术实现要素：

本发明提供了一种辊缝调节设备和调节辊缝的方法，通过控制单元控制驱动传动单元，使第二轧辊相对于第一轧辊运动以调节辊缝，通过位置检测单元采集相应的位置信号用于自动修正控制单元的预定参数，实现了辊缝调节的自动化和提高了调节精度。

第一方面，提供了一种辊缝调节设备，包括：辊缝调节单元、驱动传动单元、位置检测单元和控制单元，其中，辊缝调节单元用于安装并带动第二轧辊相对于第一轧辊靠近或远离运动以调节辊缝；驱动传动单元与辊缝调节单元传动连接，产生驱动力并传递给辊缝调节单元，以带动第二轧辊相对于第一轧辊运动；位置检测单元用于采集第二轧辊的位置信号；控制单元用于接收并处理位置信号，以及将处理结果反馈至驱动传动单元以控制辊缝调节单元运动。

在第一种可能的实现方式中，辊缝调节单元包括导柱、导套和辊轴，第二轧辊安装在辊轴上，在第二轧辊两侧的辊轴上分别安装一导套，导套活动套设在相应的导柱上，导套的轴线与辊轴的轴向相互垂直。

结合上述可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，导套通过导轨组件套设在导柱上。

结合上述可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，位置检测单元包括沿第二轧辊的运动方向设置的位置传感器，位置传感器用于采集第二轧辊的位置信号。

结合上述可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，位置检测单元还包括距离刻度尺，距离刻度尺沿第二轧辊的运动方向设置。

结合上述可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，驱动传动单元包括驱动机构、蜗杆、涡轮和螺杆，驱动机构与蜗杆可拆卸连接，蜗杆与涡轮啮合，涡轮中间设有螺纹通孔，螺杆的一端与涡轮的内螺纹通孔配合连接，另一端与导套固定连接，蜗杆的轴线与螺杆的轴线垂直且不相交，驱动机构驱动蜗杆转动时，螺杆带动导套沿导柱直线运动。

结合上述可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，螺杆的另一端设有卡块，导套上设有相应卡槽，卡块和卡槽卡接配合。

结合上述可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，卡块与第二轧辊的辊轴之间设有弹性部件。

结合上述可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，还包括机架，蜗杆可转动的安装在机架上，蜗杆的一端外周设有第一连接套，所述第一连接套固定在所述机架上。

结合上述可能的实现方式，在第九种可能的实现方式中，所述驱动机构包括联轴器，联轴器连接所述蜗杆，且所述联轴器的外周设有第二连接套，所述第二连接套与所述第一连接套卡接配合。

结合上述可能的实现方式，在第十种可能的实现方式中，驱动机构还包括伺服电机和减速器，伺服电机、减速器和联轴器依次相连，且控制单元连接并控制伺服电机。

结合上述可能的实现方式，在第十一种可能的实现方式中，第一连接套设有外齿，第二连接套设有相应的内齿；或者，第一连接套设有内齿，第二连接套设有相应的外齿。

结合上述可能的实现方式，在第十二种可能的实现方式中，第一轧辊轴向安装在机架上。

第二方面，提供了一种使用以上任一种可能的实现方式的辊缝调节设备调节辊缝的方法，调节方法包括：

根据控制单元中的预定参数，获得第二轧辊的运动位置和相应理论辊缝值；

控制驱动传动单元，由辊缝调节单元带动所述第二轧辊运动到相应的所述运动位置，由所述位置检测单元采集所述第二轧辊对应的位置信号，并测量所述第一轧辊和所述第二轧辊之间的实际辊缝值；

将所述实际辊缝值与所述理论辊缝值比较，修正所述预定参数直到所述实际辊缝值与所述理论辊缝值相同。

综上，本发明实施例通过控制单元控制驱动传动单元驱动辊缝调节单元运动，辊缝调节单元能够带动第二轧辊相对于第一轧辊靠近或远离运动以调节辊缝，并通过位置检测单元采集形影的位置信号用于自动修正控制单元的预定参数，实现了辊缝调节的自动化和智能化，大大节省了人力物力，同时提高了辊缝调节精度。

附图说明

下面将参考附图来描述本发明示例性实施例的特征、优点和技术效果。

图1是本发明实施例的辊缝调节设备总装结构示意图。

图2是图1的具体零部件组成和相应结构关系示意图。

图3是图2中的a-a剖视图。

图中：1-第一轧辊、2-第二轧辊；

10-驱动转动单元、11-驱动机构、12-蜗杆、13-涡轮、14-螺杆、

111-伺服电机、112-减速器、113-联轴器；

20-辊缝调节单元、21-导柱、22导套、23-辊轴、24-弹性部件；

30-位置检测单元、31-位置传感器、32-距离刻度尺；

40控制单元；

50-机架。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，但不能用来限制本发明的范围，即本发明不限于所描述的实施例。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“垂直”、“平行”不只是数学意义上的绝对意义，可以理解为“大致垂直”、“大致平行”。术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1是本发明实施例的辊缝调节设备总装结构示意图。

如图1所示，以图示的平辊为例说明，本实施例的一种辊缝调节设备，用于调节第一轧辊1和第二轧辊2之间的辊缝，该设备包括安装在机架50上的驱动传动单元10、辊缝调节单元20、位置检测单元30和控制单元40。其中，第一轧辊1轴向安装固定在机架50上，第二轧辊2安装在辊缝调节单元20上，辊缝调节单元20在机架50上运动时带动第二轧辊2相对于第一轧辊1远离或靠近运动，以调节两个轧辊之间的辊缝，驱动传动单元10与辊缝调节单元20传动连接，位置检测单元30用于采集第二轧辊2的位置信号，控制单元40分别连接驱动传动单元10和位置检测单元30。控制单元40接收并处理来源于位置检测单元30的位置信号，并将信号处理结果反馈给驱动传动单元10以控制辊缝调节单元20的运动，从而带动第二轧辊2相对于第一轧辊1运动，进一步调节辊缝的大小。

需要说明的是，驱动传动单元10与辊缝调节单元20可以是可拆卸的传动连接方式，在需要调节辊缝时，将驱动传动单元10与辊缝调节单元20进行连接安装，当辊缝调节好后进行轧制等工艺操作时，可以将驱动传动单元10拆卸并安装在其他相应的设备上进行辊缝调整轧制，因为驱动传动单元10可以设计成是通用工具。当然，在调节好辊缝后驱动传动单元10也可以不拆卸而直接用于轧制工艺的操作。

需要说明的是，位置检测单元30可以是直接接触第二轧辊2进行位置检测，也可以是通过第二轧辊2的运动靠近而非接触位置检测单元30，进行采集相应的位置信号。

需要说明的是，控制单元40中可以包括存储器和数据处理程序等，在控制单元40中可以预设辊缝调节设备的参数以及被轧制加工的物料参数等，并能根据这些参数获得辊缝的理论数据、第二轧辊的运动行程以及驱动传动的转速等驱动参数。

本发明实施例的辊缝调节设备，通过控制单元40接收并处理来源于位置检测单元30的位置信号，将处理结果反馈给驱动传动单元10，由驱动传动单元10通过辊缝调节单元20带动了第二轧辊2相对于第一轧辊1运动，从而实现了第一轧辊1与第二轧辊2之间的辊缝调节，由此可见，利用该辊缝调节设备能够自动智能的调节两个轧辊之间的辊缝，提高了轧制工艺技术的自动化和智能化，相比常用的手动调节更省时省力，提高了生产工作效率。此外，由于在调节过程中还能通过辊缝调节单元20获得第二轧辊2的位置信号，从而能校核并修正控制单元40中的预定参数，使得实际的辊缝更接近于理论辊缝，提高了辊缝调节的精度。

图2是图1的具体零部件组成和相应结构关系示意图。

如图2所示，辊缝调节单元20包括导柱21、导套22和辊轴23，第二轧辊2轴向固定安装在辊轴23的中间部位上，且在第二轧辊2两侧的辊轴23上分别安装固定一个导套22，导套22活动套设在相应的导柱21上，导套22的轴线与辊轴23的轴线相互垂直，导柱21固定设在机架50上。第二轧辊2安装固定在相应的辊轴23上，由两个导套22在第二轧辊2的两侧分别固定该辊轴23，使第二轧辊2安装更稳定，受力更均衡，两个导套22又分别套设在相应的导柱21上，由于第二轧辊2通过辊轴23固定安装在导套22上，当导套22相对于导柱21相对运动时，第二轧辊2也随之运动，使第二轧辊2和第一轧辊1之间的距离变化，能够实现辊缝的调节。

优选地，导套22通过导轨组件套设在导柱21上，其中，导轨组件可以包括设在导柱21上的导轨和设在导套22上的导槽，导轨和导槽的导轨组件可以引导导套22带动第二轧辊2定向运动，使得运动更平稳，具体实施时，导轨可根据实际需要设计出相应的结构形式以及相应的表面粗糙度。

需要说明的是，本实施例的导柱21上设置导轨，导套22上设置导槽，作为另一种变形实施例，也可以在导柱21上设置导槽，而在导套22上设置导轨，本领域的技术人员能够从本发明的技术方案的构思中得到该技术启示，在此不做多余赘述。

在一个可选实施例中，位置检测单元30包括沿第二轧辊2的运动方向设置的位置传感器31以及距离刻度尺32，该位置传感器31用于采集第二轧辊2的位置信号，距离刻度尺32能够用于测量并直观读取第二轧辊2的位置。

需要说明的是，距离刻度尺32可以是将带有刻度线的长度尺粘贴在沿第二轧辊2的运动方的机架50上。位置传感器31可以采用接触式传感器，也可以是非接触式的光电传感器等，在具体选用时可综合考虑性能、成本、效率和结构等诸因素，在此不做限制，只需要能准确感应相应的位置信号并传递至控制单元40中，与控制单元40配合处理信号即可。

图3是图2中的a-a剖视图。

结合图2和图3所示，本实施例中的驱动传动单元10包括驱动机构11与由蜗杆12、涡轮13和螺杆14构成的传动机构，驱动机构11与蜗杆12可拆卸连接。其中，蜗杆12可转动的安装在机架50上与辊轴23平行设置，并且在驱动机构11与蜗杆12的传动连接处设有相应的连接套进一步连接。蜗杆12与涡轮13啮合，在涡轮13中间的轴线方向上设内螺纹通孔，螺杆14的一端与涡轮13的内螺纹通孔配合连接，另一端与导套22固定连接，蜗杆12与涡轮13的轴线垂直且不相交，并且螺杆14与涡轮13的轴线平行，驱动机构11驱动蜗杆12转动时，蜗杆12带动涡轮13回转运动，从而使螺杆14带动导套22沿导柱21进行直线运动。通过蜗轮13、蜗杆12和螺杆14的传动方式将转动运动转化为线性运动，实现了两交错轴之间的运动和动力的传递，在传动过程中，蜗杆12在驱动机构11的驱动下转动并带动了涡轮13的转动，并且两者的转动轴线相交叉，涡轮13转动时，螺杆14在涡轮13的内螺纹作用下轴向线性运动从而带动导套22在螺杆14的轴向上线性运动。

优选地，螺杆14的另一端设有卡块，导套22上设有相应卡槽，通过卡块和卡槽的卡接配合实现了螺杆14与导套22的卡接连接，通过卡接方式将螺杆14与导套22连接，使螺杆14运动时能带动导套22运动，可以通过设置碟簧等弹性部件24消除机械加工和安装过程中因自身结构造成的间隙，进一步提高了调节精度通过。

作为另一种可选实施例，螺杆14的另一端也可以和导套22通过焊接等其他固定连接方式实现固定连接，并当螺杆14运动时能带动导套22运动。

优选地，蜗杆12可转动的安装在机架50上，在与传动结构相连接的蜗杆12的一端外周设有第一连接套，该第一连接套固定在机架50上。

优选地，驱动机构11包括联轴器113。其中，联轴器113连接蜗杆12，且在联轴器113的外周设有第二连接套，该第二连接套与蜗杆12外周的第一连接套卡接配合。

优选地，驱动机构11还包括伺服电机111和减速器112，其中，伺服电机111、减速器112和联轴器113依次相连，且控制单元40连接并控制伺服电机111，通过伺服电机111可以将电信号转化为转矩和转速，传递驱动力给减速器112并通过输出轴传递给传动机构。

通过第一连接套和第二连接套既保护了联轴器113同时又实现了将驱动机构11整体与机架50的可拆卸连接，使驱动单元能够固定在机架上，并且在第一卡接套设有外齿，第二卡接套设有相应的内齿；或者，在第一连接套设有内齿，在第二连接套设有相应的外齿。通过内齿和外齿相啮合形成稳定的连接关系，具体实施时，也可以采用卡扣式卡接或者螺纹方式连接，均在本发明的技术方案内，在此不做赘述。

需要说明的是，本实施例中驱动机构11采用的是一种包括伺服电机111、减速器112和联轴器113的智能电动调节工具，该工具可作为通用电动工具应用于其他装置的驱动，只需要在该智能电动调节工具的接口设置与被连接部位相应的连接部即可满足通用性和替代性。

需要说明的是，本发明的实施例以平辊为例说明，对于立辊的调节也同样适用本发明的技术方案原理。

另一方面，还提供了一种使用本发明的辊缝调节设备调节辊缝的方法，该方法包括：

根据控制单元40中的预定参数，获得第二轧辊2的运动位置和相应理论辊缝值；

控制驱动传动单元10，由辊缝调节单元带动述第二轧辊2运动到相应的运动位置，由位置检测单元30采集第二轧辊2的位置信号，并测量第一轧辊1和第二轧辊2之间的实际辊缝值；

将实际辊缝值与初始的理论辊缝值比较，修正预定参数直到实际辊缝值与理论辊缝值相同。

结构图1、图2和图3所示，具体操作时，以钢带轧制成钢管为例说明，首先，在整个机组上装配好一套轧辊且找好轧制中心线的基础上校核初始位置，通过操作控制单元40控制伺服电机111产生并传递驱动力给传动机构，从而使辊缝调节单元带动第二轧辊2远离第一轧辊1运动，直到辊缝距离最大，在第二轧辊2运动过程中触发位置传感器31对应的初始位置信号，通过位置传感器31将初始位置的信号传到控制单元40找到初始位置。

其次，校准原点修偏量，在未放置待轧制的钢带时，通过操作控制单元40使辊缝调节单元20带动第二轧辊2向靠近第一轧辊1的方向运动，直到第二轧辊2触发位置传感器31对应的轧辊工作位置信号，此时通过观察距离刻度尺32得到实际辊缝值，同时在控制单元40中由技术提供的预定参数经控制单元40运算处理后获得工作位的理论辊缝值，将工作位置的实际辊缝值与理论辊缝值对比，若两者不一致，则两者的差值填入控制单元40中的程序公式中的原点修偏量中，通过运算处理自动校准预定参数，并根据校准后的参数重新调节第二轧辊2找到工作位置。

最后，校准轧辊载荷修正值，在辊位调整好后放上待轧制的钢带，此时，在钢带受力成型的过程中钢带会产生一定的张力并作用在轧辊上，会使辊缝变大，实际辊缝和理论辊缝值出现了偏差，此时，通过距离刻度尺32测得实际辊缝值，再次与理论辊缝值对比，将实际辊缝值与理论辊缝值的差值填入控制单元40的程序公式中的轧辊载荷修正值中，重新找到工作位置。

需要说明的是，程序公式为：行走距离＝轧辊载荷修正值+原点修偏量-工作位公式。其中，工作位公式为与辊架机的型号相关的预定技术公式。

综上，本发明的一种辊缝调节设备，通过控制单元接收来源于位置传感器的关于第二轧辊触发的位置信号，经过处理后反馈至智能电动工具的伺服电机驱动辊缝调节单元带动第二轧辊相对于第一轧辊运动，实现了辊缝的自动智能的调节，大大节省了时间成本和人力成本，提高了调节效率，同时，通过直接读取距离刻度尺获得实际辊缝值，通过实际辊缝值与控制单元中的理论辊缝值做对比，可以修正控制单元中的预定参数，从而进一步提高了辊缝调节的精度。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。