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管材矯直機的主要作用是提高被矯管材的直線(xiàn)度和圓度。眾所周知，矯直輥的角度和矯直機反彎量的調節是影響矯后管材直線(xiàn)度和圓度的主要因素。反彎量的調節依據矯直機反彎輥數量的不同，限于一個(gè)或兩個(gè)輥子之上。矯直輥角度的調節涉及到矯直機的每個(gè)輥子，且隨著(zhù)反彎量的不同或是為了規避矯直機的加工制造缺陷，往往打破所有輥角度應一致的理論要求，對個(gè)別輥進(jìn)行調節。其調節量不大，但很敏感，因此要求調角檢測和控制系統有較高的精度。例如，反彎量增大之后，為了追求接觸線(xiàn)的統一，往往將反彎輥前后的兩組輥子的角度值和反彎輥的角度值調得偏大一些(當前的經(jīng)驗值約為0.8度)，由此可見(jiàn)，能否準確檢測矯直輥當前角度并進(jìn)行調節，對于矯后管材的幾何尺寸精度意義十分重大。 精密管材矯直機(指直線(xiàn)度≤0.5mm/m)，具有矯直輥數量多，輥子理論中心易偏差，矯直輥角度和反彎量調節敏感，適宜采用轉轂式調角結構等特點(diǎn)。因此，提高精密管材矯直機矯直輥角度的顯示和調節的準確性意義重大。當前普遍使用的轉轂式精密管材矯直機調角機構在調角過(guò)程中角度的準確性存在較大缺陷，主要表現在：檢測機構的運動(dòng)量和矯直輥角度的實(shí)際轉動(dòng)量不呈線(xiàn)性比例關(guān)系；無(wú)法通過(guò)上位機地對有加工制造缺陷的矯直輥進(jìn)行基本角度補償；原點(diǎn)和極限位置的指示不，隨著(zhù)標定次數的增多會(huì )逐次降低角度指示的精度。上述3方面問(wèn)題已經(jīng)成為影響精密矯直機矯直質(zhì)量的重大難題。 過(guò)去，小規格機組一般采用手動(dòng)調節及標尺顯示矯直輥實(shí)際角度的方法。這種方法在手動(dòng)調節的機組上有效，但對于大規格及工藝參數自動(dòng)調整的機組，標尺顯示只能作為一個(gè)參考量。 1.線(xiàn)性檢測機構 角度檢測機構是通過(guò)檢測絲杠調整機構的位移量驅動(dòng)編碼器的旋轉脈沖數，和轉動(dòng)當量比對來(lái)求出角度轉動(dòng)量，而線(xiàn)性檢測機構將其轉化為直接檢測轉轂轉動(dòng)的角度量。通過(guò)轉轂轉動(dòng)，驅動(dòng)蝸輪、蝸桿轉動(dòng)帶動(dòng)旋轉編碼器，將旋轉編碼器旋轉脈沖數傳遞給上位機，從而顯示和控制矯直輥的角度。這種方法的優(yōu)越性在于：傳動(dòng)鏈短、累積誤差小、各部件的運動(dòng)關(guān)系為線(xiàn)性比例關(guān)系；轉動(dòng)當量為實(shí)際轉動(dòng)關(guān)系的真實(shí)計算結果，傳動(dòng)精度高，易于用上位機進(jìn)行檢測和控制角度。 線(xiàn)性檢測機構蝸輪、蝸桿安裝于轉轂之上，轉轂在調角絲杠的驅動(dòng)下轉動(dòng)，帶動(dòng)蝸輪、蝸桿轉動(dòng)，由蝸桿軸驅動(dòng)旋轉編碼器轉動(dòng)。不計傳動(dòng)系統的誤差，將該傳動(dòng)系統的傳動(dòng)精度設計為0.01度，配置蝸輪、蝸桿的齒數和頭數，將轉轂0.01度的轉動(dòng)量整數倍地反映在蝸桿的轉動(dòng)上，這樣有利于系統的精度。 將傳動(dòng)精度設計為0.01度，主要受調角驅動(dòng)電機的影響。為了控制整機成本，本調角電機選用了帶抱閘的普通電機，由于在上位機給出電機停止信號到抱閘啟動(dòng)，再到抱閘抱緊的過(guò)程中，絲杠還有微小的前進(jìn)或后退位移。因此，若傳動(dòng)精度要求過(guò)低，會(huì )增加累積誤差，終會(huì )影響調角精度。 2.矯直輥角度原點(diǎn)值的標識 原點(diǎn)值的標識是決定矯直輥當前實(shí)際角度的一個(gè)參考基準，原點(diǎn)值標識的準確與否，直接影響到當前實(shí)際角度的可靠性。因此，一個(gè)的矯直輥角度檢測與控制系統正常運行的前提條件是矯直輥角度原點(diǎn)值的標識必須準確。 目前，精密管材矯直機矯直輥的原點(diǎn)值標識是在生產(chǎn)現場(chǎng)根據矯直機的中心和規格進(jìn)行標識的，由于受到條件的限制，不能準確得到原點(diǎn)值的標識，往往標識點(diǎn)和理論點(diǎn)相差較大，可能達到1.5度，嚴重影響到個(gè)別矯直輥的工作。原點(diǎn)值的標識主要受到以下幾個(gè)因素的影響：設備加工精度；裝配精度；人工觀(guān)察矯直輥和樣管接觸線(xiàn)長(cháng)短的誤差：反彎輥調零的誤差。綜合上述4個(gè)因素，生產(chǎn)現場(chǎng)標識的難度較大，準確性不高是顯而易見(jiàn)的。 3.應用中需要解決的問(wèn)題 (1)轉轂的隨動(dòng)性設計 被檢測的轉轂不僅應有旋轉調整角度的功能，而且要有在壓下絲杠帶動(dòng)下升降的功能，以矯直機規格范圍內不同直徑管材矯直的要求。因此要檢測其角度，必須使蝸輪、蝸桿系統隨其升降或在其升降的過(guò)程中保持角度不發(fā)生變化。因此，將蝸輪中心孔設計為花鍵孔，轉轂伸入蝸輪中心孔的軸也設計為花鍵軸，使轉轂在上升和下降過(guò)程中在花鍵孔中滑動(dòng)，即可上述角度不發(fā)生變化。 (2)角度機械指示系統 設計機械指示系統是為了在生產(chǎn)過(guò)程中驗證上位機檢測和控制角度的準確性，方便在操作過(guò)程快捷地掌握當前角度數值，對上位機調節角度進(jìn)行指導，這對于精密管材矯直機而言必不可少。指示系統由指針盤(pán)以及指針驅動(dòng)系統組成，驅動(dòng)來(lái)源于線(xiàn)性檢測系統的蝸桿軸，其角度指示精度也為0.01度。(圖/文www.fmrose.com)
