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文章编号：#$%#&!%##（’!!$）!"&!!’!&!’
胡学雄，谷 新，杨东勇，唐根新
（上海宝钢股份热轧厂，上海 ’!!()"）
轧辊磨床的技术改造
摘 要：介绍宝钢热轧厂轧辊磨床的技术改造情况，详述了改进内容，归纳了 *+,-./01 磨床在改造后表现
出的主要特点，取得了理想的效果。
关键词：轧辊磨床；技术改造；特点
中图分类号：234(45) 文献标识码：6
上海宝钢股份热轧厂 ’ !4!77 热轧有精轧工
作辊磨床五台，用于轧机精轧辊的磨削。其中四台
为德国某机床公司上世纪 8! 年代产品，使用十几
年后，磨床已显老化，表现出自动化程度低、工作
精度差、效率不高（447/9 磨一根）和故障率高
等。为此，决定对上述四台磨床进行技术改造。
一、轧辊磨床的改造原因
#5 数控系统技术落后
原磨床控制系统是 8!88 和 8!8$ 中央处理器，
软件水平很低，操作界面差，无图形显示，不能随
时察看磨削偏差。原机床位置精度闭环系统无自动
辊型偏差补偿，影响磨削精度的提高。硬件无扩展
功能，不能联网通信上传数据，也不能实现磨床集
中控制。
’5 传动系统技术落后
原磨床采用直流传动系统，缺点是稳定性和维
护性差、工作效率低、维护成本高。
"5 导轨和驱动轴精度下降
原机床经长期高负荷使用，其主轴、导轨及各
伺服系统精度均出现劣化，已影响磨削精度。
)5 测量系统精度降低
原 : 型测量系统结构复杂，已出现机械磨损
和精度降低问题。
45 无自动探伤设备。
随着自动轧辊探伤技术的成熟，工艺需要在磨
床上装备自动探伤设备，来检测轧辊。
二、改造内容
#5 数控系统
采用 *+,-./01 公司最先进的基于 */9-;<= >?
的数控系统 @A:’!!!B；采用适合磨床自动化磨削
应用软件，对基础自动化部分进行全面升级更新，
:C: 系统与机床基础自动化之间采用现场总线结
构，数据传送采用 网络结构。
应用全数字控制交流伺服电动驱动系统（五
轴）和主轴直流驱动系统（二轴）；?A: 系统采用
G%&)!!，G2D?% 软件编程；用德国 @6GH 公司研制
的 @A:’!!!D-/E;. 磨削编程软件编制磨床专用控制
程序，实现全自动磨削加工循环及轧辊的自动测量
和探伤；较原系统增加更多适合现场使用的专有画
面，以实现辊形曲线的显示、编辑、测量结果多点
显示、局部图形放大、打印、存贮及传输功能。
采用 #4I彩色液晶薄型双冗余显示器，同时监
控多个界面，配备中文人机接口，配备双硬盘和双
数控系统电源的自动冗余技术，提高系统稳定性。
具有基于 */900 的在线诊断系统。在进行磨
削作业及磨床维护时可通过在线诊断系统得到对当
前操作的指示及相关解释；存储有丰富的操作维护
在线帮助资料。
改造后数控系统实现了以下自动功能：（#）自
动寻找各轴参考点；（’）自动夹紧轧辊；（"）自动驱
进轧辊（自动对刀）；（)）自动高速轧辊偏中心校
准；（4）自动测量臂精度校准；（$）机床固有偏
差自动补偿；（%）辊形偏差自动补偿；（8）测量
曲线任意调用显示；（(）恒电流磨削；（#!）砂
轮线速度自动补偿；（##）自动磨削量和直径值磨
削；（#’）自动砂轮修磨；（#"）智能短行程磨削
和边磨削边探伤；（#)）坐标轴工作区域安全限定。
’5 测量系统
测量系统机电全面更新。使用更适合热轧轧辊
磨削的带校准环的 :? 型测量臂。通过测量滑架
># 轴、刀架 > 轴和内外两测量脚上 >#2’、>#2#
测量头实现轧辊直径、辊形、圆度、圆柱度、同轴
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修理与改造
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度的测量，并自动检测轧辊装卡精度。
测量滑架 #$ 轴由一个伺服电机驱动蜗轮、蜗
杆、齿轮、齿条以实现快、慢速移动；滑架位置由
一根 %&$’(直线光栅检测。
刀架 # 轴由伺服电机驱动滚珠丝杠及直线滚
动导轨副实现直线运动；由一根 %&$’( 直线光栅
检测。
#$)$、#$)* 测量头光栅均安装在封闭的测量
臂内，通过杠杆机构和气动虹吸原理进行非接触测
量，以有效保护光栅探头。#$)$ 跟随 #$ 轴移动，
取轧辊外侧测量数据，其上装有涡流探伤探头，可
实现测量系统与探伤系统同时工作而不发生干涉。
#$)* 跟随 # 轴移动，取轧辊内侧测量数据，并能
检测砂轮表面实际位置，以实现砂轮自动趋近功能。
在磨床尾架上装有一标准校准环，其尺寸已输
入控制系统，一旦需要进行测量臂校准，机床将自
动测量校准环，并用标准尺寸进行软件修补。
该测量臂系统结构较原 + 型测量臂和 #* 轴测
量系统有着明显优点：（$）机械结构简单，便于
维护，故障率低；（*）动作简单，效率高；（"）
便于实时校准，准确度高。
", 床身、导轨面精度恢复
对机床各导轨副进行精度修复，并更新所有驱
动轴的磨损部件，如蜗轮蜗杆、滚珠丝杠、砂轮主
轴、导向轴、轴承、皮带等；更新刀架静压系统。
-, 中心架
仍用原有中心架并恢复精度。取消原测头电动
校瓦机构，改为人工深度尺校瓦以提高校瓦速度和
精度。
将尾中心架原机械式中心位置检测装置改进成
光栅探头定位的自动高速校偏心装置。缩短了轧辊
调偏心时间，提高了磨削效率。
中心架上的四片托瓦的润滑油道采用迷走式油
槽，瓦内出油。大大提高托瓦自动润滑的有效性，
同时在侧瓦上新增了温度传感器，保证运行安全。
., 砂轮动平衡
砂轮平衡原设计采用手动调节平衡块的方式，
操作复杂，且极易损坏。在此次改造中，我们采用
新型平衡装置，并配备动平衡检测仪 /.$!!，可
随时进行砂轮自动动平衡操作，方便可靠。
(, 增加部分新功能
随着计算机、通信和无损探伤技术的发展，对
磨床增加了部分新功能。
（$）磨床集中控制系统。新增磨床集中控制
室，内置各台磨床的远端操作面板，并安装工业监
视系统，操作人员可在中控室对多台磨床进行操
作。远端操作面板数控信号直接取自数控计算机，
0%+ 信号通过 0123456 总线送给 &78-!!，实现磨床
的人机对话。
（*）磨削数据采集系统。新增磨削数据采集
服务器，安装 93:;1<6*!!!&=>?= 操作系统、@>AB
CD=E,! 数据库软件和 9AD;>3CF G/& 应用软件。通
过构建 HIF=>:=I 网络，与各台磨床的数控系统进行
数据交换，将获取的轧辊数据专用 G/& 软件进行
分析和管理。同时，新增磨削数据采集服务器内预
留数据采集系统的交接点，采用 HIF=>:=I 网 )+0 J K0
协议，可进一步将其他有关轧辊的数据传至该服务
器管理或将轧辊数据上传至公司级轧辊管理系统。
（"）远程诊断系统。新增一套远程诊断装置，
通过专用电话线、选择开关和调制解调器，
9AD;>3CF 公司可在德国对用户指定的数采服务器、
磨床数控系统、LM& 系统等中央处理器进行访问，
以提供远程技术服务。
（-）轧辊涡流探伤系统。新增与磨床数控高
度集成的 %36NA> 涡流探伤装置。可直接运用磨床
操作站编辑探伤程序块对探伤数据进行管理。但该
系统由于和数控系统集成，数据交换量增加，产生了
探伤显示精度低（!,$O）和滤波频率不稳定的问题。
三、改造效果
改造后磨床精度、效率和稳定性明显提高，辊
型磨削精度达到原出厂保证值。全自动集成化磨
削、数据自动采集传送和故障自诊断的投入，降低
了人力资源的投入，提高了系统可靠性，方便了维
护，为提高产品质量打下了坚实基础，同时也为其
它磨床的技术改造提供了成功经验。
参考文献：
P$Q冶金工业部,热轧辊磨辊工艺及设备（中级本）P/Q,冶金工业
部，$E’.,
P*Q徐才发，马忠文,轧辊磨床的技术升级与实施 PRQ,中国设备
工程，*!!"，$!,
P"Q德国 9AD;>3CF 公司，@S=>AI31: NA:5AD6 A:; =D=CI>3CAD ;1C58
N=:I6,
收稿日期：*!!.8!78**
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修理与改造
