虛擬技術在軋鋼機械中的應用研究

付輔江

摘要：根據我國當前工程發展現狀來具體分析虛擬技術在軋鋼機械中的應用，并探討在信息化時代虛擬技術在軋鋼機械應用過程中存在的不足，特別是計算機軟硬件快速發展促使虛擬技術在各個領域的創新與完善程度也有了巨大的提高。本文以此為出發點分析了虛擬技術在軋鋼機械中的應用，并在軋鋼機械參數化設計、實驗平臺等方面做了深入分析，此外也從軋機參數化輔助設計平臺的建立中研究了虛擬技術的應用，最后從虛擬技術在軋鋼機械應用中具備的縮短新品開發周期、提高效率降低成本和優化現工藝設計三個方面研究了其具有的意義。

關鍵詞：虛擬技術;軋鋼機械;虛擬設計

1前言

1.1虛擬技術的發展現狀

虛擬技術在信息化時代發展非常快，特別是計算機軟硬件技術的成熟更是促進虛擬技術在各個領域不斷開展，虛擬樣機技術和其他學科的不斷融合以及與其他技術的不斷交叉，使得虛擬技術迅速成長為一個產業。國際上虛擬軋鋼技術發展比較早，并且也取得了一些成績，我國國內也對軋鋼過程仿真分析有了一定的積累，并且也開展了多種實驗，可是其中很多成果都是屬于某一單項、局部形態和靜態力學等研究。主要是因為軋制機理特別繁雜，而虛擬技術涉及到的方面比較廣，需要多學科參與造成技術突破非常難，所以我國在虛擬技術研究方面依然有很長的一段路需要走，軋鋼機械中的應用研究需要從參數傳遞、可變參數修改、全面動態仿真等方面進行深入探究。

1.2虛擬樣機技術在軋制領域中的應用

電腦技術越來越成熟，特別是軟硬件的開發和利用有了飛快的增長，當前伴隨三維建模技術和仿真技術的開發和利用，應用電腦模擬和優化在軋鋼機械中的應用也變得非常普遍，在軋鋼企業深化改革背景下應用虛擬技術促進軋鋼機械地發展成為具有劃時代意義的一種方法。虛擬技術需要用電腦三維建模和仿真技術來作為其開展調解，在實際操作過程中需要把電腦輔助設計、動力學、三維參數化建模技術、數值計算方法、數據庫技術等多種方法和技術融合到一塊，采用最為先進的虛擬可視技術來作為表征現實技術，可以在各種場景中替代物理樣機來更科學的處理現實工程中出現的問題。

2應用虛擬技術建立軋機參數化輔助設計平臺

軋機參數化輔助設計平臺是當前虛擬技術最為成熟的一項關鍵技術，其需要以完善的軋制產品數據流為設計條件，并融合多種技術對軋機所有的關鍵設備結構和尺寸實施參數化設計，能夠快速高效的建立虛擬樣機系統來深入研究軋鋼機械參數。參數化構建是目前研究的重點項目，主要目的就是構建軋機控制圖并實現對每一個零部件實施參數化的過程。因為在軋鋼機械設備在設計的時候必須要應用產品數據流來研究軋鋼裝備總體配置和所有重要零部件間的裝配關系與工作狀態，這樣可以研究和明確軋機的外形與重要零部件關聯尺寸、極限尺寸。而為了能夠讓軋機能夠正常運轉且讓每一個零部件裝配關系需要科學控制，而修改尺寸控制圖是一項特別繁雜和重要的工作，這需要進行多次試驗和反復研究才可以成功。采用虛擬技術創建軋機結構控制圖，能夠有效的提高工作效率，并融合計算機技術創設能夠實現人機交互的軋鋼機械設計分析平臺。

3虛擬技術在軋鋼機械生產中的應用意義

3.1縮短新品開發周期

當前下信息化時代軋鋼企業在研發新產品的過程中依然會沿用傳統的模式，這一做法嚴重制約了軋鋼企業的進一步發展。在軋鋼機械開發的整個階段假如在測試階段出現問題就必須要重新設計，并尋找出現問題的原因和研究設計工藝不合理的地方，修改完成之后就需要再次進行生產準備和機械測試，假如依然存在問題和不合理的設計工藝就必須要再次重復上述過程，一直到在測試階段沒有問題，軋鋼機械測試才算結束。為了研發和創新新的生產工藝，中間要準備很長時間，尤其是從設計再到最后的成熟，必須要逐個問題的去解決，不但進行完善，這樣就會消耗很長時間，最后取得的成績也不可預知，此外也會產生巨大的物料消耗，在人力和物力上的浪費非常驚人。而我們應用虛擬技術和應用最新的計算機軟件，應用軟件來模擬軋鋼的所有環節和細節，嚴格根據實際情況來展開模擬，并根據創設的各種虛擬環節來改進和創新生產工藝，完全依照軟件的規則和條件來實施實驗，那么就能夠讓軋鋼企業大幅度縮短新產品開發周期，減少不必要的浪費，節省大量的人力和物力來響應國家的節能減排號召，軋鋼企業也能夠應用虛擬技術的優勢來快速搶占市場提供自身的競爭力，在提升產品質量的同時也可以為軋鋼機械名牌戰略提供幫助。

3.2不斷優化軋鋼機械工藝設計

虛擬技術的發展為軋鋼機械制造工藝提供了無限的可能，因為不需要實際實驗和免除了人力和物力的投入，就使得虛擬技術的優勢很好的體現出來。應用虛擬技術來對軋鋼機械進行工藝設計，能夠快速和準確的檢驗工藝的優劣。因為工藝設計的好壞最終能夠對軋鋼制作中的成材率有直接影響，決定了軋鋼企業最終的經濟效益，并且好的軋制工藝也具備良好的冗余度，提高軋鋼機械地可操控性，應用虛擬技術提供的虛擬軋制環境，在減少物料成本的同時也能夠提高工作效率，而且也可以模擬現實中不存在的環境，甚至也可以模擬軋鋼生產中的許多非正常情況，例如可以模擬生產低溫鋼和超大尺寸胚料等，而這些情況在傳統軋鋼機械制造中是不可能實現的。因此應用虛擬技術不斷優化現代軋鋼機械地工藝設計能夠更為廣泛的提高生產效率。

3.3提高軋鋼機械應用效率降低成本

軋鋼實際生產過程中經常會由于某些因素影響使得某一臺或者多臺軋鋼機械不能正常運轉，而企業為了能夠完成訂單和不影響產量，甚至為了最求最大利潤和防止出現耽誤軋鋼生產的問題，通常會依據固有經驗把之前分配給上述軋機的壓下量全部分配到別的正常軋機上。而此種分配是根據過往經驗和工人的自身積累來進行分配，缺少科學的根據和有力的證明，假如應用虛擬技術在計算機上應用軟件來在虛擬環境的基礎上研究分析此種現象，這樣就能夠根據模擬軟件科學的把出現問題而不能夠工作的軋機壓下量科學的分配到沒有問題的軋機上去。另一方面應用虛擬現實技術可以快速的發現軋鋼機械地問題并有針對性的對工人進行技術培訓，也可以制定詳細的培訓計劃，有針對性地在軋鋼機械知識方面對工人進行培訓，進而有效的提高軋鋼機械生產制造效率。應用虛擬技術改進軋鋼機械地生產工藝能夠減少生產中的物料消耗，并在改進生產工藝的前提下減少問題的產生，避免軋鋼機械生產過程中廢品的產生進而提高軋鋼企業的經濟效益和降低生產成本。

4結語

信息化時代下虛擬技術快速發展并在多個領域獲得了廣泛的應用，而虛擬技術在軋鋼機械中的應用能夠有效的提高企業的效率和減少不必要的物料消耗，在提高軋鋼企業經濟效益的同時也提升軋鋼企業在深化改革背景下的競爭力。本文重點研究了虛擬技術在軋鋼機械中的應用和具有的顯示意義，特別是電腦軟硬件技術的發展促使人機交互式設計虛擬平臺開始在軋鋼機械中應用，特別是在縮短新品開發周期，能夠不斷優化軋鋼機械現代工藝設計和提高軋鋼機械效率降低成本，能夠根據信息時代特征科學地設計軋鋼機械裝備來滿足多變的市場需求。

參考文獻：

[1] 李彥清.虛擬技術在軋鋼機械中的應用[J].冶金設備，2018（01）：32-36+52.

[2] 靳勝利，李永昌，趙金釗.狀態監測與故障診斷技術在軋鋼機械中的應用[J].冶金設備，2018（S1）：149-151.

[3] 安賀順，唐文健.軋鋼機械設備故障診斷與安全運轉的關系分析[J].科技創新導報，2018，15（03）：61+63.

[4] 鐘孝華.軋鋼機械設備故障診斷與安全運轉的關系[J].建材與裝飾，2016（45）：195-196.

[5] 周金雷.軋壓鋼鐵機械設備的檢查維修探討[J].中國市場，2016（36）：65+70.

（作者單位：河鋼邯鋼冷軋廠）