陳亞倩,董有寶（山東石橫特鋼集團(tuán)有限公司小型車間,山東　肥城　271612）

計(jì)算機(jī)仿真在軋鋼工藝中的應(yīng)用分析

陳亞倩,董有寶
（山東石橫特鋼集團(tuán)有限公司小型車間,山東肥城271612）

摘要：市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展背景下，使得軋鋼產(chǎn)業(yè)的競爭力也在進(jìn)一步加大，怎樣在原有機(jī)組的基礎(chǔ)上生產(chǎn)更多規(guī)格的鋼種就顯得比較重要，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用有效的解決了這一難題?；诖吮疚膭t主要就軋鋼工藝中計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)分析，希望能夠通過此次理論研究對實(shí)際操作起到一定指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)仿真；軋鋼工藝；應(yīng)用

0　引言

軋鋼工藝當(dāng)中的產(chǎn)品設(shè)計(jì)及制造，都離不開計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用，對其進(jìn)行實(shí)際的應(yīng)用能夠減少損失及經(jīng)費(fèi)的節(jié)約，并對產(chǎn)品開發(fā)的周期也會減少，對產(chǎn)品的質(zhì)量提升也能夠起到促進(jìn)作用。從實(shí)際的發(fā)展歷程來看，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域得到了空前擴(kuò)大，從傳統(tǒng)制造領(lǐng)域擴(kuò)展到產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)，而軋鋼工藝中的計(jì)算機(jī)仿真更是有著其必要性。

1　計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r分析

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在軋鋼工藝當(dāng)中起到了重要作用，從計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展情況來看，主要經(jīng)歷了幾個(gè)重要的轉(zhuǎn)變歷程。從上世紀(jì)八十年代后期開始，計(jì)算機(jī)仿真就在應(yīng)用領(lǐng)域及仿真框架和仿真軟件方面有了很大程度的轉(zhuǎn)變。這些變化首先說明了計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的價(jià)值隨著社會的發(fā)展也是愈來愈重要，再者就是說明了計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在不斷的優(yōu)化更新，其已經(jīng)進(jìn)入到了嶄新的發(fā)展階段[1]。

從計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域來看開始從航天及航空的領(lǐng)域向著制造業(yè)進(jìn)行轉(zhuǎn)變，仿真的應(yīng)用領(lǐng)域排在首要位置的就是制造業(yè)。另外在和計(jì)算機(jī)技術(shù)得到結(jié)合的過程中，開始由強(qiáng)調(diào)并重視和人工智能結(jié)合轉(zhuǎn)向了對圖形技術(shù)和面向?qū)ο蠹夹g(shù)結(jié)合的重視。從仿真的環(huán)境層面來看，已經(jīng)從集中式的仿真向著分布式的仿真進(jìn)行了轉(zhuǎn)變，被仿真的系統(tǒng)方面，已經(jīng)從終點(diǎn)對連續(xù)系統(tǒng)仿真向著對離散事件系統(tǒng)仿真發(fā)生了轉(zhuǎn)變。還有就是在仿真對象以及目的上，已經(jīng)從研究系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性向研究系統(tǒng)的各種特征進(jìn)行了擴(kuò)展，這其中就涵蓋著運(yùn)動(dòng)學(xué)特征和動(dòng)力學(xué)特征。

2　計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在軋鋼工藝當(dāng)中的實(shí)際應(yīng)用探究

2.1計(jì)算機(jī)仿真軟件

制造業(yè)是我國當(dāng)前的主力發(fā)展領(lǐng)域，是我國經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，這其中就涵蓋著機(jī)械制造以及各種型材的制造等。制造業(yè)在當(dāng)前所面臨的是產(chǎn)品的競爭，所以要在具體的指標(biāo)上要能夠得到滿足，要求產(chǎn)品的價(jià)格是最低的，以及以短時(shí)間完成從概念設(shè)計(jì)到產(chǎn)品上市這一過程，要能夠?qū)蛻舻男枨蟮牡綕M足，對產(chǎn)品所提供的服務(wù)要是最好的。為此我國在計(jì)算機(jī)仿真軟件的使用上就顯得非常必要，這幾個(gè)軟件主要是一體化制造系統(tǒng)仿真軟件，這一軟件主要是在車間設(shè)計(jì)和分析的建模以及仿真軟件，在具體的功能上主要有自動(dòng)生成離散事件仿真模型，并能夠?qū)@一模型進(jìn)行仿真[2]。另外就是在制造車間的生產(chǎn)計(jì)劃和工藝路徑可以通過表格的形式進(jìn)行輸入，既能夠通過手工進(jìn)行輸入同時(shí)也能夠通過工藝規(guī)劃的模塊進(jìn)行讀入。

再者就是加工過程仿真器，為能夠有效的價(jià)格產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)周期得到有效縮短，在CIMS當(dāng)中尤其是強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助制造的集成，也就是要求從CAD輸出產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息可以直接通過網(wǎng)絡(luò)傳送到計(jì)算機(jī)輔助加工工藝規(guī)劃系統(tǒng)，并使其產(chǎn)生刀位軌跡文件。為能夠有效確保加工工藝的合理性及NC代碼正確，要對真實(shí)零件切削加工前進(jìn)行一次試切削。在這一過程中主要就是通過木模進(jìn)行替代真實(shí)的零件，這顯然會對開發(fā)的周期有著延長，并在成本上也會比較高。針對加工過程仿真器可以為CAM/CAD集成，尤其是檢驗(yàn)NC代碼正確性和減少加工過程的碰撞干涉提供支持，所以在這一軟件的應(yīng)用下能夠起到部分的代替試切的作用。

2.2計(jì)算機(jī)仿真在軋鋼工藝中的實(shí)際應(yīng)用

現(xiàn)場生產(chǎn)中，小規(guī)格的圓鋼在冷床上的運(yùn)動(dòng)方式和一般圓鋼有著很大區(qū)別，故此要對冷床的基本結(jié)構(gòu)及原理等進(jìn)行研究，在計(jì)算機(jī)上根據(jù)建立運(yùn)動(dòng)模型進(jìn)行仿真試驗(yàn)后，結(jié)果表明當(dāng)前生產(chǎn)的最小規(guī)格圓鋼能夠利用現(xiàn)有冷床進(jìn)行生產(chǎn)。研究當(dāng)中涉及到的冷床是步進(jìn)回轉(zhuǎn)式冷床，具有兩種齒板，分別是V型齒板及U型齒板，借助它們相互錯(cuò)動(dòng)使得圓鋼一方面做步進(jìn)運(yùn)動(dòng)，而另一方面繞其自身軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。針對這一結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行仿真機(jī)現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，要能夠從理論的角度進(jìn)行分析，在半徑小的圓鋼方面可能在翻過V形的齒輪的第二個(gè)齒峰的過程中，不能和第二個(gè)V形齒的左壁相接觸，這也是其中的一個(gè)重要問題，屬于冷床翻鋼的極限。主要就是造成翻鋼的過程中會有不穩(wěn)定的情況發(fā)生，這樣就造成了冷卻不均（如下圖所示）。

根據(jù)這一圖示就能看出，在V形齒的第二齒峰和小圓鋼那樣相交或是相切的過程中，U形齒會向下向前，而V形齒則是向上向后，這樣就會出現(xiàn)翻鋼的情況，這只是必要的條件。然后根據(jù)磨損的情況和具體的規(guī)格進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，針對不同型號的圓鋼進(jìn)行建模和仿真，正常情況下對90號鋼進(jìn)行分析，從實(shí)際的仿真計(jì)算以及表現(xiàn)情況能夠看出小圓鋼在冷床上運(yùn)動(dòng)的比較穩(wěn)定冷卻效果較好。而75號鋼的仿真系統(tǒng)當(dāng)中的數(shù)字模擬仿真，冷床上運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定冷卻效果佳，但在穩(wěn)定性方面相對較差。

3　結(jié)語

總而言之，當(dāng)前我國的計(jì)算機(jī)技術(shù)有了很大程度的發(fā)展，相關(guān)的技術(shù)已經(jīng)在諸多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，其中在軋鋼工藝當(dāng)中的應(yīng)用就發(fā)揮了很大作用，促進(jìn)其工藝質(zhì)量的提升。通過對計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在軋鋼工藝當(dāng)中的應(yīng)用分析，能夠在一定程度上加強(qiáng)理論的科學(xué)性，由于篇幅限制不能進(jìn)一步深化研究，希望能夠起到拋磚引玉的作用以待佳作。

參考文獻(xiàn)：

[1]賈燕.應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)對印刷設(shè)備進(jìn)行研發(fā)的可行性研究[J].今日印刷,2013(08).

[2]官小云.計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在礦區(qū)建設(shè)規(guī)劃中的應(yīng)用[J].煤炭技術(shù),2013(09).

作者簡介：陳亞倩（1983—），男，山東肥城人，助理工程師。