CN111420995B - 一种双转轴式电动伺服柔性斜轧机的多功能控制*** - Google Patents

一种双转轴式电动伺服柔性斜轧机的多功能控制*** Download PDF

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CN111420995B CN202010124616.5A CN202010124616A CN111420995B CN 111420995 B CN111420995 B CN 111420995B CN 202010124616 A CN202010124616 A CN 202010124616A CN 111420995 B CN111420995 B CN 111420995B
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Abstract

本发明涉及金属塑性成形工艺与装备技术领域，提供了一种双转轴式电动伺服柔性斜轧机的多功能控制***，包括触摸显示屏、PLC控制器、多个伺服电机及相应的伺服电机驱动器；触摸显示屏具有人机交互界面；通过人机交互界面实现成形工艺的选择、柔性斜轧机运行参数的设置及柔性斜轧机运行状态的检测；PLC控制器通过伺服电机驱动器控制相应的伺服电机，实现所述柔性斜轧机的多种成形工艺，所述多种成形工艺包括柔性斜轧、螺旋斜轧、楔横轧及辊锻。使用本发明控制***，用户可选择所需的成形工艺，设置对应参数，控制斜轧机伺服电机的运行状态；由于***具备多功能，从而斜轧机可用于柔性斜轧、螺旋斜轧、楔横轧及辊锻等不同成形工艺。

Description

一种双转轴式电动伺服柔性斜轧机的多功能控制***
技术领域
本发明涉及金属塑性成形工艺与装备技术领域，特别涉及一种双转轴式电动伺服柔性斜轧机的多功能控制***。
背景技术
大型轴类零件是重大装备制造的关键部件之一，用于大型设备的动力传递及运动实现，其主要应用有轨道交通车轴、轧钢轧辊、汽轮机与发电机转子、水轮机轴类、船用连杆、火炮炮管等。大型轴类零件一般都是在高速重载工况承受弯曲、扭转、冲击及振动等复合载荷的作用，因此其生产成本、成形精度、性能质量将直接影响轨道交通、轧钢机械、水利发电、船舶制造等行业的工业基础，是发展重型先进装备制造业的前提。
目前大型轴类零件的成形工艺主要有：一是采用自由锻、快锻成形，该工艺无需设计专用模具，生产柔性较高，但存在生产效率低、产品精度低、自动化程度低、产品质量稳定性差等问题，制约了高质量轴类零件的生产；二是径向锻造成形，该工艺精度较高，是目前大型轴类零件成形的主要方法，但存在成形设备结构复杂、制造维护技术难于掌握、设备昂贵且基本依赖进口等问题；三是楔横轧成形，其通过研发产品模具，可以高效率精确成形，但存在模具尺寸较大、加工成本高，且不能柔性生产等问题。
针对大型轴类零件尺寸大型化、规格的多样化、数量小批量的特点，本发明对双转轴式电动伺服柔性斜轧机的自动化***进行研发，开发了一种多功能控制***。
发明内容
本发明的目的就是克服现有技术的不足，提供了一种双转轴式电动伺服柔性斜轧机的多功能控制***，***具备多功能，从而实现同一斜轧机可用于柔性斜轧、螺旋斜轧、楔横轧及辊锻等不同成形工艺。
本发明采用如下技术方案：
一种双转轴式电动伺服柔性斜轧机的多功能控制***，所述多功能控制***包括PLC控制器、多个伺服电机及相应的伺服电机驱动器；所述PLC控制器通过所述伺服电机驱动器控制相应的伺服电机，实现所述柔性斜轧机的多种成形工艺，所述多种成形工艺包括柔性斜轧、螺旋斜轧、楔横轧及辊锻。
进一步的，所述多功能控制***还包括触摸显示屏，所述触摸显示屏连接所述PLC控制器；所述触摸显示屏具有人机交互界面；通过所述人机交互界面实现成形工艺的选择、柔性斜轧机运行参数的设置及柔性斜轧机运行状态的检测。
进一步的，所述伺服电机包括轴向推力伺服电机、左主轴旋转伺服电机、右主轴旋转伺服电机、左倾角调整伺服电机、右倾角调整伺服电机、辊距调整伺服电机；相对应的，所述伺服电机驱动器包括轴向推力伺服电机驱动器、左主轴旋转伺服电机驱动器、右主轴旋转伺服电机驱动器、左倾角调整伺服电机驱动器、右倾角调整伺服电机驱动器、辊距调整伺服电机驱动器；
所述PLC控制器分别信号连接所述伺服电机驱动器包括轴向推力伺服电机驱动器、左主轴旋转伺服电机驱动器、右主轴旋转伺服电机驱动器、左倾角调整伺服电机驱动器、右倾角调整伺服电机驱动器、辊距调整伺服电机驱动器；进而分别闭环控制所述轴向推力伺服电机、左主轴旋转伺服电机、右主轴旋转伺服电机、左倾角调整伺服电机、右倾角调整伺服电机、辊距调整伺服电机。
进一步的，所述柔性斜轧工艺，初始设置为：辊距调整伺服电机调整两轧辊间距到初始点，左倾角调整电机调整坯料轴线与左轧辊轴线平行，右倾角调整电机调整坯料轴线与右轧辊轴线平行；工艺启动后，根据坯料轴向位移与轴向推力伺服电机扭矩、左主轴旋转伺服电机转速、右主轴旋转伺服电机转速、左倾角调整伺服电机转速、右倾角调整伺服电机转速、辊距调整伺服电机转速之间的关系，完成所有电机的运行状态控制；
所述螺旋斜轧工艺，初始设置为：辊距调整伺服电机调整两轧辊间距到指定值，左倾角调整电机调整坯料轴线与左轧辊轴线的倾斜角到指定值，右倾角调整电机调整坯料轴线与右轧辊轴线的倾斜角到指定值；工艺启动后，轴向推力伺服电机不运动、左倾角调整伺服电机不运动、右倾角调整伺服电机不运动、辊距调整伺服电机不运动、左主轴旋转伺服电机与右主轴旋转伺服电机一直作同向等速旋转运动；
所述楔横轧工艺，初始设置为：辊距调整伺服电机调整两轧辊间距到指定值，左倾角调整电机调整坯料轴线与左轧辊轴线平行，右倾角调整电机调整坯料轴线与右轧辊轴线平行；工艺启动后，轴向推力伺服电机不运动、左倾角调整伺服电机不运动、右倾角调整伺服电机不运动、辊距调整伺服电机不运动、左主轴旋转伺服电机与右主轴旋转伺服电机作同向等速旋转运动，旋转一周后自动停止；
所述辊锻工艺，初始设置为：辊距调整伺服电机调整两轧辊间距到指定值，左倾角调整电机调整坯料轴线与左轧辊轴线垂直，右倾角调整电机调整坯料轴线与右轧辊轴线垂直；工艺启动后，轴向推力伺服电机不运动、左倾角调整伺服电机不运动、右倾角调整伺服电机不运动、辊距调整伺服电机不运动、左主轴旋转伺服电机与右主轴旋转伺服电机一直作反向等速旋转运动。
进一步的，所述柔性斜轧机的运行参数包括轴向推力伺服电机的扭矩、左主轴旋转伺服电机的转速、右主轴旋转伺服电机的转速、左倾角调整伺服电机的转速、右倾角调整伺服电机的转速、辊距调整伺服电机的转速；所述运行参数均通过所述人机交互界面输入。
进一步的，所述柔性斜轧机包括基座单元、机架同步单元、2个轧辊、轴向推力***、辊距调整***、配重单元、两轧辊倾角调整***及两主轴旋转***；
所述两主轴旋转***，用于安装并驱动2个轧辊绕其主轴旋转；
所述两轧辊倾角调整***，用于调整2个轧辊的轴线与坯料轴线的夹角；
所述配重单元，用于平衡所述两主轴旋转***的重力，以减小两个倾角调整***所需的扭矩；
所述辊距调整***，用于调整2个轧辊间的辊距；把电机的旋转运动，通过螺纹副转变为直线运动，调整两轧辊间的辊距；
所述轴向推力***，用于对坯料施加轴向推力，以增大坯料与轧辊之间的摩擦力；
所述机架同步单元，用于实现2个轧辊的同步对中压下；
所述基座单元，用于支撑所述斜轧机；
所述两主轴旋转***、两轧辊倾角调整***、辊距调整***、轴向推力***均由伺服电机驱动，并由伺服驱动器控制其运动状态。
进一步的，所述基座单元包括底座、机架转轴座、右机架转轴、左机架转轴、入料导筒和出料导筒；
所述底座的一侧设置所述轴向推力***安装沉头槽，中部设置机架转轴座安装沉头槽、另一侧设置配重架安装支撑板；
所述机架转轴座通过所述机架转轴座安装沉头槽固定在底座上方；
所述右机架转轴、左机架转轴均安装在所述机架转轴座上，以坯料轴线为中心对称布置；
所述入料导筒、出料导筒均固定在所述机架转轴座上，且所述入料导筒、出料导筒的轴线均与坯料轴线重合。
进一步的，所述机架同步单元包括同步齿轮组、左机架、右机架；
所述左机架、右机架的下方均设置有机架转轴安装孔，中间均设置有倾角调整***安装孔，上方均设置有辊距调整***安装孔；
所述左机架、右机架通过机架转轴安装孔分别安装在所述左机架转轴、右机架转轴上；所述左机架、右机架能分别绕所述左机架转轴、右机架转轴旋转；
所述同步齿轮组包含左齿轮、右齿轮，分别与所述左机架、右机架固定；所述左齿轮、右齿轮互相外啮合，保证左机架绕左转轴的旋转、右机架绕右转轴的旋转互为反向等速运动，从而实现两机架以坯料轴线为中心的同步对中压下
进一步的，所述辊距调整***，把电机的旋转运动通过螺纹副转变为直线运动，进而调整两轧辊间的辊距；
所述两轧辊倾角调整***，通过电机和减速机直连直驱所述两主轴旋转***绕两轧辊的径向中心线作同向等速旋转运动，进而调整两轧辊轴线与坯料轴线的夹角；
进一步的，所述机架同步单元包括同步齿轮组、左机架、右机架；
所述左机架、右机架的下方均设置有机架转轴安装孔，中间均设置有倾角调整***安装孔，上方均设置有辊距调整***安装孔；
所述左机架、右机架通过机架转轴安装孔分别安装在所述左机架转轴、右机架转轴上；所述左机架、右机架能分别绕所述左机架转轴、右机架转轴旋转；
所述同步齿轮组包含左齿轮、右齿轮，分别与所述左机架、右机架固定；所述左齿轮、右齿轮互相外啮合，保证左机架绕左转轴的旋转、右机架绕右转轴的旋转互为反向等速运动，从而实现两机架以坯料轴线为中心的同步对中压下；
进一步的，所述轴向推力***包括轴向推力伺服电机、电动缸、六角盖形螺母、推杆套、推缸座；
所述推缸座通过螺栓固定在所述底座一侧的所述轴向推力***安装沉头槽内，所述电动缸安装在所述推缸座上，对坯料施加轴向推力；所述轴向推力伺服电机固定在电动缸上，驱动电动缸运动；
所述推杆套固定在所述推缸座上，电动缸的推杆穿过所述推杆套，所述六角盖形螺母固定安装在推杆端部，电动缸的推杆与坯料的接触转变成点面接触，防止电动缸的推杆与坯料一起旋转；
进一步的，所述辊距调整***包括螺纹杆，铰链轴承端盖、铰链轴承内圈、铰链轴承外圈、向心关节轴承内圈、向心关节轴承外圈、可伸缩万向联轴器、辊距调整减速机及辊距调整伺服电机；
所述辊距调整伺服电机的动力经过辊距调整减速机、可伸缩万向联轴器，驱动螺纹杆作旋转运动；
所述螺纹杆的一端与关节轴承内圈固定，另一端通过螺纹副与铰链轴承内圈连接；
所述向心关节轴承外圈、铰链轴承外圈分别与左机架、右机架之一固定；
所述辊距调整伺服电机经辊距调整减速机驱动可伸缩万向联轴器旋转，带动螺纹杆旋转，螺纹杆的旋转带动铰链轴承内圈旋转、向心关节轴承内圈旋转，调整铰链轴承外圈与向心关节轴承外圈的距离，从而调整左机架与右机架的距离，最终调整左轧辊、右轧辊的辊距；
进一步的，所述两轧辊倾角调整***包括左倾角调整***和右倾角调整***；左倾角调整***与右倾角调整***以坯料轴线X-X为中心对称布置。
进一步的，所述左倾角调整***包括左倾角伺服电机、左倾角减速机；左倾角伺服电机直连左倾角减速机，左倾角减速机固定在左机架外侧且直连左轴承座的倾角***安装轴伸；左倾角伺服电机直接驱动左倾角减速机，左倾角减速机直接驱动左轴承座旋转，从而左主轴旋转***绕斜轧机径向中心线Y-Y作转速为WL的旋转运动，实现左主轴旋转***轴线XL-XL与坯料轴线X-X的倾斜角调整；
所述右倾角***包括右倾角伺服电机、右倾角减速机；右倾角伺服电机直连右倾角减速机，右倾角减速机固定在右机架外侧且直连右轴承座的倾角***安装轴伸；右倾角伺服电机直接驱动右倾角减速机，右倾角减速机直接驱动右轴承座旋转，从而右主轴旋转***绕斜轧机径向中心线Y-Y作转速为WR的旋转运动，实现右主轴旋转***轴线XR-XR与坯料轴线X-X的倾斜角调整；
进一步的，所述两主轴旋转***包括左主轴旋转***和右主轴旋转***，分别驱动左轧辊、右轧辊做等速旋转运动；左主轴旋转***和右主轴旋转***以坯料轴线为中心对称布置；
进一步的，所述左主轴旋转***包括主轴锁紧圆螺母、入料端轴套、出料端轴套、轧辊主轴、左轴承座、左主轴旋转减速机、左主轴旋转电机；驱动左轧辊绕XL-XL作转速为NL的旋转运动；
所述右主轴旋转***包括主轴锁紧圆螺母、入料端轴套、出料端轴套、轧辊主轴、右轴承座、右主轴旋转减速机、右主轴旋转电机；驱动右轧辊绕XR-XR作转速为NR的旋转运动；XL-XL为左主轴旋转***轴线，XR-XR为右主轴旋转***轴线。
进一步的，所述配重单元包括配重架、钢丝绳、配重块与转向轮；
所述配重架固定在所述基座单元上，所述转向轮固定在所述配重架上；
所述钢丝绳穿过所述转向轮，所述钢丝绳一端连接固定在伺服主轴旋转***，另一端连接固定所述配重块。
本发明的有益效果为：
1、***具备多功能性，同一斜轧机可用于柔性斜轧、螺旋斜轧、楔横轧及辊锻等多种成形工艺；
2、***采用全伺服闭环控制，模块化程度更高，设备运行精度高，轧件的成形精度更高。
附图说明
图1所示为本发明实施例一种双转轴式电动伺服柔性斜轧机的多功能控制***的结构示意图。
图2所示为实施例中双转轴式电动伺服柔性斜轧机的结构及运动示意图。
图3所示为实施例中基座单元的结构示意图。
图4所示为实施例中底座的结构示意图。
图5所示为实施例中轴向推力***的结构及施力示意图。
图6为实施例中推缸座的结构示意图。
图7为实施例中机架同步单元、左转轴及右转轴的位置关系示意图。
图8为实施例中机架的结构示意图。
图9为实施例中两倾角调整***与轴承座的位置关系及运动示意图。
图10为实施例中轴承座的结构示意图。
图11为实施例中左主轴旋转***位置关系及运动示意图。
图12为实施例中辊距调整***的位置关系及运动示意图，(a)为剖面示意图，(b)为隐藏辊距调整减速机座的结构示意图。
图13为实施例中配重单元、底座的位置关系示意图。
图14为实施例中配重架的结构示意图。
图中：1.底座；2左机架；3.左倾角伺服电机；4.左轧辊；5.螺纹杆；6.左主轴旋转电机；7.右主轴旋转电机；8.配重块；9.右轧辊；10.辊距调整伺服电机；11.右倾角伺服电机；12.坯料；13右机架；14.电动缸；15.右机架转轴；16.左机架转轴；17.入料导筒；18.出料导筒；19.机架转轴座；20.轴向推力伺服电机；21.六角盖形螺母；22.推杆套；23推缸座；25.同步齿轮；26,左倾角减速机；27.倾角锁紧圆螺母；28.左轴承座；29.右轴承座；30右倾角减速机；31.主轴锁紧圆螺母；32.入料端轴套；33.出料端轴套；34.轧辊主轴；35.左主轴旋转减速机；36.铰链轴承端盖；37.铰链轴承外圈；38.铰链轴承内圈；39.关节轴承锁紧圆螺母；40.向心关节轴承内圈；41向心关节轴承外圈；42辊距调整减速机座；43.辊距调整减速机；44.万向节联轴器输入轴；45.万向节联轴器十字节；46.万向节联轴器输出轴；47.花键轴；48.钢丝绳；49.转向轮；50配重架；88.吊环；
X-X为坯料轴线、斜轧机轴向中心线、入料筒轴线、出料筒轴线；XL-XL为左主轴旋转***轴线、左轧辊轴线；XR-XR为右主轴旋转***轴线、右轧辊轴线；Y-Y是斜轧机径向中心线、两倾角调整***旋转轴线；YD-YD为螺纹杆旋转轴线；F为电动缸推力；NL为左主轴旋转***转速；NR为右主轴旋转***转速；WL为左倾角调整伺服电机转速；WR为右倾角调整伺服电机转速；ND为辊距调整伺服电机转速。
具体实施方式
下文将结合具体附图详细描述本发明具体实施例。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。在下述实施例的附图中，各附图所出现的相同标号代表相同的特征，可应用于不同实施例中。
如图1所示，本发明实施例一种双转轴式电动伺服柔性斜轧机的多功能控制***，包括触摸显示屏、PLC控制器、多个伺服电机及相应的伺服电机驱动器；所述PLC控制器通过所述伺服电机驱动器控制相应的伺服电机，实现所述柔性斜轧机的多种成形工艺，所述多种成形工艺包括柔性斜轧、螺旋斜轧、楔横轧及辊锻。
所述触摸显示屏连接所述PLC控制器；所述触摸显示屏具有人机交互界面；人机交互界面具有如下功能：一是人工选择所需成形工艺，并对该成形工艺所需的参数值进行编程设置；二是与PLC控制器数据交互，从而输出信号给PLC控制器、动态监测显示斜轧机的运行参数、导出斜轧机运行状态数据到存储器。
优选的，所述伺服电机包括轴向推力伺服电机、左主轴旋转伺服电机、右主轴旋转伺服电机、左倾角调整伺服电机、右倾角调整伺服电机、辊距调整伺服电机；相对应的，所述伺服电机驱动器包括轴向推力伺服电机驱动器、左主轴旋转伺服电机驱动器、右主轴旋转伺服电机驱动器、左倾角调整伺服电机驱动器、右倾角调整伺服电机驱动器、辊距调整伺服电机驱动器；
所述PLC控制器分别信号连接所述伺服电机驱动器包括轴向推力伺服电机驱动器、左主轴旋转伺服电机驱动器、右主轴旋转伺服电机驱动器、左倾角调整伺服电机驱动器、右倾角调整伺服电机驱动器、辊距调整伺服电机驱动器；进而分别闭环控制所述轴向推力伺服电机、左主轴旋转伺服电机、右主轴旋转伺服电机、左倾角调整伺服电机、右倾角调整伺服电机、辊距调整伺服电机。
PLC控制器与伺服电机驱动器、伺服电机之间具体实现如下功能：一是实现PLC控制器与触摸显示屏的数据交互；二是PLC控制器对伺服电机驱动器发送脉冲信号；三是PLC控制器读取伺服电机驱动器的反馈数据；四是伺服电机驱动器读取PLC控制器输出的脉冲信号，闭环控制与之相连的伺服电机，并反馈运行状态数据给PLC控制器。
在手动模式下，通过预先编程设置轴向推力伺服电机的扭矩、左主轴旋转伺服电机的转速、右主轴旋转伺服电机的转速、左倾角调整伺服电机的转速、右倾角调整伺服电机的转速、辊距调整伺服电机的转速，使用人工点动控制所有电机的开停状态。
所述柔性斜轧工艺，初始设置为：辊距调整伺服电机调整两轧辊间距到初始点，左倾角调整电机调整坯料轴线与左轧辊轴线平行，右倾角调整电机调整坯料轴线与右轧辊轴线平行；工艺启动后，根据坯料轴向位移与轴向推力伺服电机扭矩、左主轴旋转伺服电机转速、右主轴旋转伺服电机转速、左倾角调整伺服电机转速、右倾角调整伺服电机转速、辊距调整伺服电机转速之间的关系，完成所有电机的运行状态控制；
所述螺旋斜轧子工艺，初始设置为：辊距调整伺服电机调整两轧辊间距到指定值，左倾角调整电机调整坯料轴线与左轧辊轴线的倾斜角到指定值，右倾角调整电机调整坯料轴线与右轧辊轴线的倾斜角到指定值；工艺启动后，轴向推力伺服电机不运动、左倾角调整伺服电机不运动、右倾角调整伺服电机不运动、辊距调整伺服电机不运动、左主轴旋转伺服电机与右主轴旋转伺服电机一直作同向等速旋转运动；
所述楔横轧工艺，初始设置为：辊距调整伺服电机调整两轧辊间距到指定值，左倾角调整电机调整坯料轴线与左轧辊轴线平行，右倾角调整电机调整坯料轴线与右轧辊轴线平行；工艺启动后，轴向推力伺服电机不运动、左倾角调整伺服电机不运动、右倾角调整伺服电机不运动、辊距调整伺服电机不运动、左主轴旋转伺服电机与右主轴旋转伺服电机作同向等速旋转运动，旋转一周后自动停止；
所述辊锻工艺，初始设置为：辊距调整伺服电机调整两轧辊间距到指定值，左倾角调整电机调整坯料轴线与左轧辊轴线垂直，右倾角调整电机调整坯料轴线与右轧辊轴线垂直；工艺启动后，轴向推力伺服电机不运动、左倾角调整伺服电机不运动、右倾角调整伺服电机不运动、辊距调整伺服电机不运动、左主轴旋转伺服电机与右主轴旋转伺服电机一直作反向等速旋转运动。
由于控制***具有多功能性，所述柔性斜轧机可用于柔性斜轧、螺旋斜轧、楔横轧及辊锻等多种成形工艺。
下文将具体描述本发明所述控制***所对应的柔性斜轧机，需要说明的是，下述具体柔性斜轧机只是作为实施例，用以说明本发明控制方法，并不用以限定本发明的保护范围，本发明控制方法可适用于多种具体结构的柔性斜轧机。
如图2-图4所示，基座单元包括底座1、机架转轴座19、右机架转轴15、左机架转轴16，入料导筒17和出料导筒18。底座1的前方有推力***安装沉头槽、中间有转轴座安装沉头槽，后方有配重架安装支撑板。底座1通过地脚螺栓固定安装在地面上，机架转轴座19通过螺栓固定在底座1的上方。左机架转轴16、右机架转轴15以坯料轴线X-X为中心对称布置，并通过圆螺母固定安装在机架转轴座19上。入料导筒17、出料导筒18均通过螺栓固定安装在机架转轴座19的上方，用来限制坯料在轧制时的甩摆，实现坯料稳定轧制。
如图2、图5、图6所示，轴向推力***包括轴向推力伺服电机20、电动缸14、六角盖形螺母21、推杆套22、推缸座23；推缸座23的下方有螺栓通孔、沿着坯料轴线X-X方向有电动缸14的推杆过孔；推缸座23通过螺栓固定在底座1前方的推力***安装沉头槽内，电动缸14固定在推缸座23；电动缸14的推杆穿过推缸座23的推杆过孔，用来将轴向推力伺服电机20输入的旋转运动转化成直线运动、对坯料施加轴向推力***F。推杆套22固定在推缸座23上，沿着坯料轴线X-X方向有推杆过孔，用来防止电动缸14的推杆大行程伸出时的径向失稳；六角盖形螺母21固定安装在电动缸14的推杆上，用于将电动缸14与坯料的接触转变成点面接触，防止旋转的坯料带动电动缸14的推杆旋转、损坏电动缸14。
如图7、图8所示，机架同步单元包括同步齿轮25、左机架2、右机架13。左机架2、右机架13的结构一致。机架2、13的下方有机架转轴安装孔，中间有倾角调整***安装孔，上方有辊距调整***安装孔。倾角调整***安装孔的轴线与斜轧机径向中心线Y-Y重合。两机架以坯料轴线X-X为中心对称布置，左机架2通过机架转轴安装孔安装在左机架转轴16上、绕左机架转轴16旋转，右机架13通过机架转轴安装孔安装在右机架转轴15上、绕右机架转轴15旋转，同步齿轮25与两机架2、15固定、以坯料轴线X-X为中心对称布置、互相外啮合，保证左机架2绕左机架转轴16的旋转、右机架13绕右机架转轴15的运动互为反向等速运动，从而实现两机架2、15以坯料轴线X-X的为中心的同步对中压下。
如图9、图10所示，左轴承座28与右轴承座29结构一致，沿着以坯料轴线X-X为中心对称布置；左、右轴承座28、29沿着主轴旋转***轴线有主轴旋转***安装孔，沿着轧机径向中心线Y-Y有倾角调整***安装轴伸；轧辊倾角调整***包括左倾角调整***与右倾角调整***，左倾角调整***与右倾角调整***以坯料轴线X-X为中心对称布置、任一时刻作同向等速运动。
左倾角***包括左倾角伺服电机3、左倾角减速机26；左倾角伺服电机3直连左倾角减速机26，左倾角减速机26固定在左机架2外侧、直连左轴承座28的倾角***安装轴伸；左倾角伺服电机3直接驱动左倾角减速机26，左倾角减速机26直接驱动左轴承座28旋转，从而左主轴旋转***绕斜轧机径向中心线Y-Y作转速为WL的旋转运动，实现XL-XL与X-X的倾斜角调整。
右倾角***包括右倾角伺服电机、右倾角减速机。右倾角伺服电机直连右倾角减速机，右倾角减速机固定在右机架13外侧、直连右轴承座29的倾角***安装轴伸；右倾角伺服电机直接驱动右倾角减速机，右倾角减速机直接驱动右轴承座29旋转，从而右主轴旋转***绕斜轧机径向中心线Y-Y作转速为WR的旋转运动，实现XR-XR与X-X的倾斜角调整。
如图10、图11所示，两主轴旋转***包括左主轴旋转***、右主轴旋转***；左主轴旋转***与右主轴旋转***以坯料轴线X-X为中心对称布置，作等速旋转运动；左主轴旋转***安装左轧辊4，右主轴旋转***安装右轧辊；左主轴旋转***包括主轴锁紧圆螺母31、入料端轴套32、出料端轴套33、轧辊主轴34、左轴承座28、左主轴旋转减速机35、左主轴旋转电机6，驱动左轧辊4绕XL-XL作转速为NL的旋转运动；右主轴旋转***包括主轴锁紧圆螺母31、入料端轴套32、出料端轴套33、轧辊主轴34、右轴承座29、右主轴旋转减速机、右主轴旋转电机，驱动右轧辊绕XR-XR作转速为NR的旋转运动。
如图12所示，辊距调整***包括螺纹杆5，铰链轴承端盖36、铰链轴承内圈38、铰链轴承外圈37、向心关节轴承内圈40、向心关节轴承外圈41、可伸缩万向联轴器、辊距调整减速机43及辊距调整伺服电机10。
向心关节轴承外圈41通过辊距调整减速机座42轴向压紧固定在右机架13，关节轴承内圈40通过关节轴承锁紧圆螺母39固定在螺纹杆5的右端。铰链轴承外圈37通过铰链轴承端盖36固定在左机架2，铰链轴承内圈38通过螺纹副连接在螺纹杆5的左端。辊距调整减速机43前法兰固定在辊距调整减速机座42，辊距调整减速机43后法兰固定安装有辊距调整伺服电机10。万向节联轴器输入轴44与辊距调整减速机43固定，万向节联轴器输出轴46与花键轴47固定，花键轴47与螺纹杆5的花键孔通过花键连接。
由辊距调整伺服电机10经辊距调整减速机43驱动万向联轴器旋转、从而带动螺纹杆5旋转。螺纹杆5的旋转，带动铰链轴承内圈38旋转、万向节轴承内圈40旋转，调整铰链轴承外圈37与万向节轴承外圈41的距离，从而调整左机架2与右机架13的距离，最终调整左轧辊4、右轧辊的辊距。
如图13、图14所示，配重单元包括配重架50、钢丝绳48、配重块8与转向轮49。所述配重架50固定在底座1上，配重架50的上方固定有4个转向轮49，2根钢丝绳48分别穿过左右两侧的转向轮49。钢丝绳48的一端通过吊环88连接在伺服主轴旋转***、另一端通过吊环88连接配重块8。配重块8的质量与主轴旋转***的自重保持平衡。
本文虽然已经给出了本发明的几个实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明精神的情况下，可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的，不应以本文的实施例作为本发明权利范围的限定。

Claims (8)

1.一种双转轴式电动伺服柔性斜轧机的多功能控制***，其特征在于，所述多功能控制***包括PLC控制器、多个伺服电机及相应的伺服电机驱动器；所述PLC控制器通过所述伺服电机驱动器控制相应的伺服电机，实现所述柔性斜轧机的多种成形工艺，所述多种成形工艺包括柔性斜轧、螺旋斜轧、楔横轧及辊锻；
所述伺服电机包括轴向推力伺服电机、左主轴旋转伺服电机、右主轴旋转伺服电机、左倾角调整伺服电机、右倾角调整伺服电机、辊距调整伺服电机；相对应的，所述伺服电机驱动器包括轴向推力伺服电机驱动器、左主轴旋转伺服电机驱动器、右主轴旋转伺服电机驱动器、左倾角调整伺服电机驱动器、右倾角调整伺服电机驱动器、辊距调整伺服电机驱动器；
所述PLC控制器分别信号连接所述伺服电机驱动器包括轴向推力伺服电机驱动器、左主轴旋转伺服电机驱动器、右主轴旋转伺服电机驱动器、左倾角调整伺服电机驱动器、右倾角调整伺服电机驱动器、辊距调整伺服电机驱动器；进而分别闭环控制所述轴向推力伺服电机、左主轴旋转伺服电机、右主轴旋转伺服电机、左倾角调整伺服电机、右倾角调整伺服电机、辊距调整伺服电机；
所述柔性斜轧工艺，初始设置为：辊距调整伺服电机调整两轧辊间距到初始点，左倾角调整电机调整坯料轴线与左轧辊轴线平行，右倾角调整电机调整坯料轴线与右轧辊轴线平行；工艺启动后，根据坯料轴向位移与轴向推力伺服电机扭矩、左主轴旋转伺服电机转速、右主轴旋转伺服电机转速、左倾角调整伺服电机转速、右倾角调整伺服电机转速、辊距调整伺服电机转速之间的关系，完成所有电机的运行状态控制；
所述螺旋斜轧工艺，初始设置为：辊距调整伺服电机调整两轧辊间距到指定值，左倾角调整电机调整坯料轴线与左轧辊轴线的倾斜角到指定值，右倾角调整电机调整坯料轴线与右轧辊轴线的倾斜角到指定值；工艺启动后，轴向推力伺服电机不运动、左倾角调整伺服电机不运动、右倾角调整伺服电机不运动、辊距调整伺服电机不运动、左主轴旋转伺服电机与右主轴旋转伺服电机一直作同向等速旋转运动；
所述楔横轧工艺，初始设置为：辊距调整伺服电机调整两轧辊间距到指定值，左倾角调整电机调整坯料轴线与左轧辊轴线平行，右倾角调整电机调整坯料轴线与右轧辊轴线平行；工艺启动后，轴向推力伺服电机不运动、左倾角调整伺服电机不运动、右倾角调整伺服电机不运动、辊距调整伺服电机不运动、左主轴旋转伺服电机与右主轴旋转伺服电机作同向等速旋转运动，旋转一周后自动停止；
所述辊锻工艺，初始设置为：辊距调整伺服电机调整两轧辊间距到指定值，左倾角调整电机调整坯料轴线与左轧辊轴线垂直，右倾角调整电机调整坯料轴线与右轧辊轴线垂直；工艺启动后，轴向推力伺服电机不运动、左倾角调整伺服电机不运动、右倾角调整伺服电机不运动、辊距调整伺服电机不运动、左主轴旋转伺服电机与右主轴旋转伺服电机一直作反向等速旋转运动。
2.如权利要求1所述的双转轴式电动伺服柔性斜轧机的多功能控制***，其特征在于，所述多功能控制***还包括触摸显示屏，所述触摸显示屏连接所述PLC控制器；所述触摸显示屏具有人机交互界面；通过所述人机交互界面实现成形工艺的选择、柔性斜轧机运行参数的设置及柔性斜轧机运行状态的检测。
3.如权利要求2所述的双转轴式电动伺服柔性斜轧机的多功能控制***，其特征在于，所述柔性斜轧机的运行参数包括轴向推力伺服电机的扭矩、左主轴旋转伺服电机的转速、右主轴旋转伺服电机的转速、左倾角调整伺服电机的转速、右倾角调整伺服电机的转速、辊距调整伺服电机的转速；所述运行参数均通过所述人机交互界面输入。
4.如权利要求1-3任一项所述的双转轴式电动伺服柔性斜轧机的多功能控制***，其特征在于，所述柔性斜轧机包括基座单元、机架同步单元、2个轧辊、轴向推力***、辊距调整***、配重单元、两轧辊倾角调整***及两主轴旋转***；
所述两主轴旋转***，用于安装并驱动2个轧辊绕其主轴旋转；
所述两轧辊倾角调整***，用于调整2个轧辊的轴线与坯料轴线的夹角；
所述配重单元，用于平衡所述两主轴旋转***的重力；
所述辊距调整***，用于调整2个轧辊间的辊距；
所述轴向推力***，用于对坯料施加轴向推力，以增大坯料与轧辊之间的摩擦力；
所述机架同步单元，用于实现2个轧辊的同步对中压下；
所述基座单元，用于支撑所述斜轧机；
所述两主轴旋转***、两轧辊倾角调整***、辊距调整***、轴向推力***均由伺服电机驱动，并由伺服驱动器控制其运动状态。
5.如权利要求4所述的双转轴式电动伺服柔性斜轧机的多功能控制***，其特征在于，所述基座单元包括底座、机架转轴座、右机架转轴、左机架转轴、入料导筒和出料导筒；
所述底座的一侧设置所述轴向推力***安装沉头槽，中部设置机架转轴座安装沉头槽、另一侧设置配重架安装支撑板；
所述机架转轴座通过所述机架转轴座安装沉头槽固定在底座上方；
所述右机架转轴、左机架转轴均安装在所述机架转轴座上，以坯料轴线为中心对称布置；
所述入料导筒、出料导筒均固定在所述机架转轴座上，且所述入料导筒、出料导筒的轴线均与坯料轴线重合。
6.如权利要求5所述的双转轴式电动伺服柔性斜轧机的多功能控制***，其特征在于，所述机架同步单元包括同步齿轮组、左机架、右机架；
所述左机架、右机架的下方均设置有机架转轴安装孔，中间均设置有倾角调整***安装孔，上方均设置有辊距调整***安装孔；
所述左机架、右机架通过机架转轴安装孔分别安装在所述左机架转轴、右机架转轴上；所述左机架、右机架能分别绕所述左机架转轴、右机架转轴旋转；
所述同步齿轮组包含左齿轮、右齿轮，分别与所述左机架、右机架固定；所述左齿轮、右齿轮互相外啮合，保证左机架绕左转轴的旋转、右机架绕右转轴的旋转互为反向等速运动，从而实现两机架以坯料轴线为中心的同步对中压下。
7.如权利要求5或6所述的双转轴式电动伺服柔性斜轧机的多功能控制***，其特征在于，
所述辊距调整***，把电机的旋转运动通过螺纹副转变为直线运动，进而调整两轧辊间的辊距；
所述两轧辊倾角调整***，通过电机和减速机直连直驱所述两主轴旋转***绕两轧辊的径向中心线作同向等速旋转运动，进而调整两轧辊轴线与坯料轴线的夹角；
所述机架同步单元包括同步齿轮组、左机架、右机架；
所述左机架、右机架的下方均设置有机架转轴安装孔，中间均设置有倾角调整***安装孔，上方均设置有辊距调整***安装孔；
所述左机架、右机架通过机架转轴安装孔分别安装在所述左机架转轴、右机架转轴上；所述左机架、右机架能分别绕所述左机架转轴、右机架转轴旋转；
所述同步齿轮组包含左齿轮、右齿轮，分别与所述左机架、右机架固定；所述左齿轮、右齿轮互相外啮合，保证左机架绕左转轴的旋转、右机架绕右转轴的旋转互为反向等速运动，从而实现两机架以坯料轴线为中心的同步对中压下；
所述轴向推力***包括轴向推力伺服电机、电动缸、六角盖形螺母、推杆套、推缸座；
所述推缸座通过螺栓固定在所述底座一侧的所述轴向推力***安装沉头槽内，所述电动缸安装在所述推缸座上，对坯料施加轴向推力；所述轴向推力伺服电机固定在电动缸上，驱动电动缸运动；
所述推杆套固定在所述推缸座上，电动缸的推杆穿过所述推杆套，所述六角盖形螺母固定安装在推杆端部，电动缸的推杆与坯料的接触转变成点面接触，防止电动缸的推杆与坯料一起旋转；
所述辊距调整***包括螺纹杆，铰链轴承端盖、铰链轴承内圈、铰链轴承外圈、向心关节轴承内圈、向心关节轴承外圈、可伸缩万向联轴器、辊距调整减速机及辊距调整伺服电机；
所述辊距调整伺服电机的动力经过辊距调整减速机、可伸缩万向联轴器，驱动螺纹杆作旋转运动；
所述螺纹杆的一端与关节轴承内圈固定，另一端通过螺纹副与铰链轴承内圈连接；
所述向心关节轴承外圈、铰链轴承外圈分别与左机架、右机架之一固定；
所述辊距调整伺服电机经辊距调整减速机驱动可伸缩万向联轴器旋转，带动螺纹杆旋转，螺纹杆的旋转带动铰链轴承内圈旋转、向心关节轴承内圈旋转，调整铰链轴承外圈与向心关节轴承外圈的距离，从而调整左机架与右机架的距离，最终调整左轧辊、右轧辊的辊距；
所述两轧辊倾角调整***包括左倾角调整***和右倾角调整***；左倾角调整***与右倾角调整***以坯料轴线X-X为中心对称布置。
8.如权利要求5所述的双转轴式电动伺服柔性斜轧机的多功能控制***，其特征在于，所述配重单元包括配重架、钢丝绳、配重块与转向轮；
所述配重架固定在所述基座单元上，所述转向轮固定在所述配重架上；
所述钢丝绳穿过所述转向轮，所述钢丝绳一端连接固定在伺服主轴旋转***，另一端连接固定所述配重块。
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