基本介紹
- 中文名：軋輥磨床
- 外文名：roll grinder
- 本質：金屬切削工具機
- 分類：承載系統、驅動系統、磨削系統
- 作用：對工件的精密加工
型號,結構介紹,床身,頭架,尾架,砂輪主軸系統,磨架及其進給機構,拖板,頭架控制系統,砂輪控制系統,U1軸,數控系統,人機接口,測量架系統,高精度數控曲線磨削裝置（U軸）,軋輥磨削,操作保養,操作規程,日常保養,定期保養,Pomini軋輥磨床常見故障及處理,數控軋輥磨床的磨削工藝改進,注意事項,
型號
國內軋輥磨床主要型號有：MK8440、MK8450、MK8463、MK8480、MK84100、MK84125、MK84160、MK84200、MK84250、MK84300。
軋輥磨床
軋輥磨床結構介紹
床身
床身採用砂輪床身與工件床身分離的結構。床身調整墊鐵間距短，剛性強，床身精度不易變化。砂輪床身為1200mm導軌間距的寬體床身，配備的伸縮式不鏽鋼防護罩保證永不生鏽，安裝在砂輪床身內的精密滾珠絲桿，用於驅動大拖板（Z軸）。
軋輥磨床
軋輥磨床頭架
採用三級三角皮帶傳動保證了傳動的平穩和精度；使用交流主軸電機驅動能使頭架實現正向和反向旋轉；頭架的位置控制功能，可實現撥盤角度自動定位，方便軋輥的吊裝，減少輔助時間。頭架潤滑系統選用了油脂泵，可實現自動定時給油。
尾架
尾架移動採用電動驅動方式，液壓自動鎖緊。尾架配備大行程（1000mm）液壓套筒。
砂輪主軸系統
砂輪主軸前後徑後軸承均採用高精度動靜壓軸承，主軸軸向採用高精度推力軸承。另外，在後軸承設計中增強了工作腔動靜壓軸承的靜態壓力效果，以克服較大皮帶拉力對軸瓦造成的損傷。主軸動靜壓軸承具有迴轉精度高，穩定性好，動態剛性強，不易振動等特點。
磨架及其進給機構
拖板
Z軸
拖板採用V-平形形式的貼塑靜壓導軌，拖板進給機構由帶減速裝置的西門子交流伺服電機和經過精確預拉伸精密滾珠絲桿副組成，由數控系統通過交流伺服電機和圓光柵實現拖板的閉環位置控制。拖板採用滾珠絲桿傳動，與國內外同類磨床所採用的傳統齒輪齒條傳動相比，具有機械傳動鏈短、運動平穩、傳動精度高、間隙小等優點。
伺服電機及其控制系統
磨床所有伺服電機全部採用西門子全數位化交流伺服電機，精度高可靠性高。
頭架控制系統
頭架採用西門子1PH7型交流主軸電機驅動，內裝西門子Sine/Cos1Vpp，2048 S/R光電編碼器，完成頭架速度及位置的閉環控制。頭架可實現正向和反向旋轉以及撥盤角度自動定位。交流主軸電機的採用使頭架電機的維護工作量大大減少。針對軋輥驅動的特點頭架採用了低額定轉速、大啟動扭矩的交流主軸電機，在保證重型軋輥啟動需要的同時節約寶貴的能源。
砂輪控制系統
電氣控制櫃及櫃內配電系統和控制元件
U1軸
U1軸傳動系統是由帶直角減速裝置的西門子交流伺服電機驅動一套偏心輪傳動機構，通過連桿驅動中心架上層滑板.尾架端中心架被設定為二層，下層底座可沿床身導軌縱向移動，上層滑板在U1軸驅動下可橫向水平微量調整（調整量1.5），以實現對軋輥安裝精度的校正。中心架滑板的特殊結構設計，可以很方便的調換安裝在滑板上的中心架瓦座，大大縮短更換瓦座的輔助時間，特別適用於多規格軋輥的支承。
數控系統
數控主機採用西門子新一代全數字控制系統840D，一體化S7-300可程式控制器，工具機外部的I/O接點通PROFIBUS工業現場匯流排傳輸到中央控制系統，人機接口功能由新型高性能SINUMERIK PCU50模組完成.與國外同類磨床所採用的磨床廠自行開發的工控機專用系統比較，840D系統功能更加強大、更加可靠、維護更加簡單，（因為840D系統經過了成千上萬用戶的使用驗證和西門子多年不斷的改進）。由於840D系統的通用性，使磨床的維護變得異常方便，所有的電氣部件均可以在市場上採購到，磨床電氣系統不存在進口磨床所常見的黑匣子問題。
人機接口
顯示器採用西門子15寸液晶顯示器OP15，中文/英文顯示，作業系統採用MS-WINDOWS XP。系統具有完備的報警與診斷功能，配備豐富的幫助及操作提示。設計完善的畫面和操作選單，能被操作者和維護人員方便而快速地全面掌握。
測量架系統
測量臂導軌採用德車STAR的進口直線導軌，傳動系統由帶減速裝置的西門子交流伺服電機通過無鍵連線方式驅動經過精確預拉伸的精密滾珠絲桿，由數控系統通過交流伺服電機和直線光柵實現測量架的閉環位置控制。測量架採用直線導軌和滾珠絲桿傳動，與國內外同類磨床所采和的齒輪齒條傳動相比，具有運動平穩、傳動精度高、靈敏性好、定位準確等優點，從而大大提高了測量系統的測量精度。
高精度數控曲線磨削裝置（U軸）
本裝置採用靜壓偏心套結構（內裝主軸動靜壓軸承），傳動系統由帶減速裝置的西門子交流伺服電機通過無鍵連線方式驅動精密滾珠絲矸，通過直線滾動導軌副定位，使滾珠螺母上下移動進而帶動高精度靜壓偏習套作小角度擺動，使裝於靜壓偏心套內的砂輪主軸相對於輥面作微量無間隙切入（或退出）運動。該運動與拖板（Z軸）運動相複合，從而在軋輥表面磨削出所需曲線。特殊設計的傳動結構，確保了傳動系統始終處於無間隙狀態，從而可以獲得很高的曲線磨削精度。
軋輥磨削
（1）砂輪速度粗、精磨鋼質軋輥25~35m/s粗、精磨冷硬鑄鐵軋輥20~25m/s超精磨削、鏡面磨削時15~20m/s。（2）工件（軋輥）速度粗磨時30~50m/min精磨時15~30m/min精密拋光磨削時10~15m/min當磨削細長輥子時應採用低速，尤其是磨削輥身尺寸小的光壓延輥時，工件軋輥的速度小於10m/min。（3）拖板縱向進給速度粗磨時240~600m/min；或取工件每轉拖板縱向進給量約為砂輪寬度的2/3~3/4。精磨時80~200m/min；或取工件每轉拖板縱向進給量約為砂輪寬度的1/4~1/2。（4）拖板每往復行程橫進給量粗磨時橫進給量應根據軋輥的硬度和磨削輥面的直徑而定，一般取0.03~0.05mm往復行程。對於材料硬 、輥頸大的軋輥，應減小橫進給量。精磨時0.005~0.01mm/往復行程。精密拋光磨削時0.002~0.005mm往復行程。
操作保養
操作規程
1、操作人員經考試合格取得操作證，方準進行操作，操作者應熟悉本機的性能、結構等，並要遵守安全和交接班制度。
2、操作者必須根據磨床說明書的要求，詳細了解並熟記各潤滑部位，潤滑方法及潤滑油的種類、牌號，按磨床潤滑圖表的規定進行給油保養。
3、開工前，應按規定穿戴好防護用品，對照交接班記錄薄，對磨床各部位進行詳細檢查，發現問題應及時逐級報告，異狀未經排除不得開車工作。
4、開工前應對軋輥磨床下列部位進行檢查：
（1）油池中的油量應達到規定的油麵高度。
（2）調整皮帶鬆緊度是否合適。
（3）防護罩和砂輪要裝卡牢固，位置正確，防塵氈墊密貼良好。
（4）檢查電氣系統是否良好，周圍環境應清潔，無短路。
（5）按軋輥磨床說明書規定的潤滑處所，順次注入潤滑油。
（6）接通總電源，順次啟動油泵等電機，注意運轉狀態，發現異狀，異音應立即關閉電源。
（7）開動軋輥磨床，空轉3min，查看各部動作是否正常，著咱是否正常，冷卻液是否暢通。
（8）裝卡砂輪前應防止砂輪受潮，砂輪應做份平衡試驗；嚴禁砂輪有裂紋。
（9）裝卡砂輪時，須在砂輪和壓板間墊以0.5～1.0mm的紙墊，並用專用扳子均勻用力緊固。
（10）砂輪裝好後應空載運轉5min，操作者應避開正面，確認砂輪運轉正常後，方準使用。
5、活塞桿的裝卡必須符合規定，，必須確認磨床的狀態正常後，方準開車。
6、加工軋輥必須事先清除被加工部位的油垢，黒污和灰塵等。根據工件的材質合理選用砂輪和磨製量，嚴禁磨削工件毛坯。
7、裝卡和測量工件時，必須使砂輪退離工件和停車。工件與砂輪未離開時，不得中途停車。砂輪在接近工件時，不準用機動進給。
8、工作時禁止操作者離開磨床或托人代管，如因停電或其他原因必須離開時，應將砂輪離開工件後停車。重新開動磨床時，應確認各部無異狀後方準開車。
9、磨床工作時，應注意各傳動部分狀態，如油溫和油壓是否正常，冷卻液是否暢通準確地澆到工件上；油泵與電機的溫度是否正常，有否異狀異音；各操作手柄是否位里正確，各緊固件有否鬆動位移等。
10、禁止在工作檯面與油漆表面放置金屬物品。
11、禁止在工作檯面及床體上敲打、拆裝、矯直工件。
12、磨床發生事故後，應保持現場，切斷電源.迅速報告，妥善處理。
14、認真填寫交接班記錄簿等有關記錄。
日常保養
1）必須根據軋輥磨床說明書的要求，在各潤滑部位，按規定的潤滑方法及潤滑油的種類、牌號，按磨床潤滑圖表的規定，進行給油保養。
2）潤滑油注入油箱及其他容器前，應經建油網過濾，油箱油量必須達到油標線。
3）油壺、油槍等感油器具必須清潔完整，不同牌號的油脂不準混裝。
4）油箱內不得留有好毛雜質，油箱中潤滑油如有沉澱、起垢、積水等現象應立即更換。
5）凡軟於油杯潤滑部位，每班至少擰進二扣以上。
6）禁止向冷卻液中加水，冷卻液不足時應添加製成的冷卻液。
7）工作檯的油盤、排冷卻液的管和過健網，要經常清除磨屑、油垢、雜物等。
8）隨時注意清掃導軌、工作檯等部位的磨屑、灰塵、油垢等，確保磨床在運轉中不致發生拉傷、擦傷等現象。
9）經常檢查砂輪，不準使用裂紋砂輪.防護罩、砂輪的位里和裝卡必須安全可靠。
10）工作完畢要認真擦拭磨床，各滑動面塗上一層薄油，對各部位應做到無油垢、磨屬、灰塵等雜物。
11）對工件、附屬檔案、工具進行清理，擺放整齊。清掃工作場地。
12）按自檢自修範圍：注意軋輥磨床的使用和保養。
定期保養
1）定期修理時，應更換潤滑油，清洗油箱必須將各機構清洗、擦拭乾淨。
2）換油時必須清洗濾油器，異油線、油杯、油盤，並流通油路；所有導油線，建油氈應清洗壓乾後，浸油放入油盤、油槽內。
3）油盤、油杯的濾油氈、導油線二周清洗一次；檔毛氈墊每周清洗一次。
4）冷卻液每隔2～3周更換一次。更換時要徹底清洗冷卻液箱，不許有殘留舊液與其他雜質等，冷卻液泵在3～4個月必須清洗一次。冷卻濃的配製應符合規定。
5）按規定定期送檢壓力表。
Pomini軋輥磨床常見故障及處理
1）四個安全裝置。
四個急停按鈕和四個安全裝置是Pomini 軋輥磨床中的主要組成部分。對於四個安全裝置，主要是黃色安全門、對中測量尺、兩個感測器和防撞橡膠條。這四個安全裝置都屬於敏感部件，是安全保護裝置。如果在使用過程中碰觸其中的一個裝置，都會導致程式的立刻停止。
第一，在對軋輥進行吊裝的時候，一定要打開黃色安全門，只有運行程式的時候才能將其關閉。第二，兩個感測器是固定在床頭箱後面的，能夠防止軋輥和頭架被砂輪碰撞。在實際的磨削中，軋輥還沒有達到標準的磨削，工具機就開始報警，安全裝置就會被碰觸，這樣磨削就會自動終止。雖然進行復位，但是報警還是不能消除。在不斷的檢查和分析之後，發現感測器上存在污漬沾染，進而導致光線信號的不能正常發射，信號不能被接收器正常接收，出現了 CNC 的誤判，發生報警。這種情況下，就需要對兩個感測器進行定期清洗。在工作原理上，感測器是的通過光線的強弱來對軋輥、頭架的靠近距離進行判斷。因此清晰度是非常關鍵的。同時感測器在安裝的時候也不能碰撞，容易導致支架變形。第三，測量尺在砂輪架上作用主要是對中軋輥，粗調托瓦。測量尺放下，正好位於旋轉中心線，對托瓦進行粗調後，要固定測量尺，並且一定要將螺釘固定到位，和位置感測器接觸，從而讓 CNC 能夠更好地接收到信號。
2）軟著陸。
如果徹底下降軟著陸，在操作台上面，應該兩期綠色信號燈。然而在實際的操作中，即使是軟著陸，還會出現信號燈不亮的現象，從而導致不能正常旋轉軋輥，無法運行程式。在報警上面會出現這樣的信息，需要降到底軟著陸和軋輥旋轉。這種現象的產生原因主要是由於震動，底部感應器不能很好地感應軟著陸的感應位置，或者就是在信號傳輸的時候，插座鬆動，進而導致不能傳出信號。遇到這種情況，要用小木錘來和感應錘的細鋼絲繩進行懸掛，從而使得軟著陸的信號燈正常。兩側分別測試，直到正常為止。可以直接打孔於軟著陸蓋板下，在該孔引入細繩進行感應。如果信號燈不能正常亮起，就需要不斷的對小繩進行拉拽，直到信號燈正常亮起。如果說是插座鬆動的情況，那么就應該對插座進行包紮。
3）磨前中的故障。
在磨削過程中，需要執行探傷程式時測量系統動作到軋輥尾架側檢測位置，檢測裝置趨近軋輥，但 V 軸不動，操作台計算機出現“檢查 INSPECTER的通訊”的故障報警，這時探傷的程式不被執行。如果不人工干預，計算機執行完磨削程式後，將出現“等待檢測結果”的報警，而且輥形圓度的檢測將不被執行。原因 :由於傳輸原因，探頭在軋輥表面發出的渦電流沒有反饋回來，等待時間過長而出現報警。解決方法 : 這時可以關閉INSPECTER 軟體，再進行重啟；或者中斷運行程式，重新開始。
4）手動 Z 軸無法轉動。
手動的 Z 軸出現了不轉動的現象，這種現象的出現大多數是因為 Z 軸和翻箱裝置之間的連鎖沒有到位而導致的。
5）Z 軸軸過濾器堵塞。Pomini 軋輥磨床在密封性上存在缺陷，因此容易乳化 Z 軸潤滑油，進而導致 Z 軸過濾器出現堵塞或者是壓力增大。這種故障可以通過更換 Z 軸過濾器和在合適的更換時間進行 Z 軸導軌的更換來解決。由於長期運動，Pomini 軋輥磨床上的滑輪在導軌上出現溝槽，對磨床精度造成較大影響。這種情況可以通過貼上不鏽鋼帶來解決，並修改滑輪型號，調整運行高度，使其保持和以前的高度，運行精度不會受到相應的影響。
數控軋輥磨床的磨削工藝改進
數控軋輥磨床是板材軋制生產的重要配套設備，其磨削精度和磨削效率直接影響板材的軋制質量與生產效率。其磨削機理具有一般大型外圓磨床特點，但比外圓磨床的運動複雜得多，除砂輪與工件作相對迴轉運動外，還要求砂輪、工件二者作相對縱向運動。而為了滿足對板形控制的工藝要求，軋輥輥面母線需按照不同的工藝要求，加工成所需的各種特殊高次方曲線（如CVC曲線）。這就要求數控軋輥磨床的砂輪、工件二者作相對縱向運動時作一定的徑向相對位移。因此對數控軋輥磨床傳動機構要求很高，對工具機工作精度要求也較高。同時良好的磨削工藝參數以及砂輪和冷卻液也是軋輥磨削精度和表面質量的重要保證。
（1）提高導軌精度
根據床身V型導軌、床身平面導軌、拖板座V型導軌、拖板座平面導軌的精度要求，對導軌進行刮研，提高其接觸精度。
（2）通過滾珠絲槓的預緊力和軸向間隙調整，提高絲槓的傳動精度對於數控磨床，普遍採用滾珠絲槓進行傳動。因此滾珠絲槓的傳動精度對加工精度影響很大。以雙螺母調整方式為例，機械調整方面可以調整單個螺母安裝到絲槓上的間隙，軸向間隙一般調整到0.005 mm左右。螺母間隙調整好後，開始配墊片。選配量塊插入兩螺母中間，然後測量轉矩，若轉矩在圖樣要求範圍內，則按量塊尺寸配磨墊片；若轉矩不在圖樣要求範圍內，則重新更換量塊，再測轉矩直到符合要求為止。另外，可通過數控系統參數裡面的反向間隙補償參數對絲槓間隙進行補償，從而提高滾珠絲槓的傳動精度。
（3）提高砂輪主軸軸承的精度
對於動壓軸承，對軸瓦進行修刮，使接觸點達到12~14點/25mm×25mm，從而保證砂輪主軸和軸瓦之間的間隙調整到0.0025~0.005 mm。而對於靜壓軸承，檢查前後軸承油腔壓力是否正常，保證間隙達到0.0025~0.005mm。用千分表進行測量，砂輪主軸的徑向跳動為0.001~0.002mm。
（4）通過砂輪的平衡，提高加工精度靜平衡：砂輪片安裝好法蘭盤之後，將砂輪安裝到砂輪主軸上，經過金剛筆修整後，將砂輪取下放到平衡架上進行靜平衡。方法是調整法蘭盤圓周方向上的三個調整塊，使砂輪在圓周的四個90°位置均可以在平衡架上停穩。通過良好的靜平衡，減小砂輪不平衡對加工精度的影響。有條件的還可進行動平衡：砂輪安裝到砂輪主軸之後，在法蘭盤上安裝動平衡裝置，使砂輪重心偏移量≤0.2μm。
（5）合理選擇導軌潤滑油，改善導軌的潤滑，避免爬行現象。
（6）通過使用活頂尖，減少發熱量，提高加工精度。
注意事項
1） 操作時應密切注意砂輪與工件表面的接觸狀況。當工件表面剛與砂輪接觸時，可聽到連續的噝噝聲，工件表面的水跡可被旋轉的砂輪帶走，同時可見到微弱的火花，此時即可加冷卻液。
冷卻液宜選用濃度稍高的皂化液，使用前必須經過嚴格的清潔過濾。然後進給，每次進給量為0.005mm/每雙行程。至火花消失時，磨削完畢，此時將橫向進給手輪向進給方向按住，使砂輪向工件微微壓進，但不作進給，即等於對工件進行一次拋光，以進一步提高磨削表面質量。
2） 在環境溫度較高（如夏季）情況下進行磨削時，工具機照明燈不宜靠近工件，以防止工件受熱膨脹而影響磨削質量。
3） 如出現工件表面拉毛現象，說明冷卻液不乾淨或砂輪表面有浮砂，應重新過濾冷卻液或刷掉砂輪表面浮砂。
4） 如出現工件局部燒傷現象，可能是冷卻液不充分或進給量過大，或砂輪鈍化等原因所致。
5） 如加工後的工件表面局部出現細微波紋，可能是主軸鬆動、電機振動或其它原因造成的，可視具體情況採取相應措施加以解決。
