当今社会，我国制造业得到了迅猛发展，轧制行业也不例外，作为轧制行业最后一道工序的卷取机的相关研究和设备也得到了长足发展。但是现今市场对高强度宽厚度钢材的需求急剧增长，现在的传统卷取机的卷取范围在1.2mm~19mm之间，很难卷取高强度宽厚度钢板的卷取工作，直接制约了轧制工艺的有效进程，不但影响了产品的产量，而且在卷取较厚钢材时也存在一定的安全隐患。针对这种情况，对带有四个助卷辊的强力卷取机的研制和应用工作变的尤为重要。四辊强力卷取机不但可以卷取普通钢材，而且还可以卷取高强度宽厚度钢材，有效扩大了卷取机的应用范围，有力推动了卷取工艺的发展。本课题正是在这种情况下展开对卷取机的研究工作的，主要研究内容如下：（1）卷取工艺的分析研究。通过对卷取工艺的研究发现，带钢头部在刚咬入卷筒时，是以低速匀加速的慢慢卷取，待卷筒卷取三至五圈后开始以最高卷速匀速卷取，待带钢尾部即将出最末精轧机组时匀减速慢慢卷取，直至卷取完成。在匀速卷取过程中，助卷辊全部弹开，上夹送辊脱离带钢卷取，此时卷筒和最末精轧机间的速度差是建立卷取张力的关键因素。最后还分析了所卷带钢规格以及带钢温度对卷取速度的影响。（2）两种卷取机几何模型的建立。通过相关理论知识的学习研究，得出合理选取卷筒直径的方法，卷取张力的计算公式，卷筒径向压力的计算公式，助卷辊和侧导板对带钢作用力的计算公式以及卷筒和助卷辊各自转速的确定。直接在ANSYS软件中建立几何模型。（3）使用ANSYS/LS-DYNA显式动力学仿真技术对两种卷取机分别卷取带钢时的受力比较。过后处理器以带钢上某些点为例，绘制出两种卷取机应力-时间曲线，同时列表比较两种卷取机作用在带钢上平均力的大小，通过图形中的线条和表格中的数值比较可以得到，强力卷取机的卷取能力明显优于传统卷取机。（4）对强力卷取机助卷辊的踏步控制进行优化改进。针对强力卷取机助卷辊的抱紧工艺和踏步控制原理进行分析，提出踏步控制系统的运动方式，并对经典PID控制器进行介绍，接着提出了微粒群优化内模控制策略，在仿真前对卷取机主要工作状况的分析、线性化处理了非线性系统、忽略了管道连接体积、简化了非主要环节及结合现场调试，建立出卷取机助卷辊液压伺服系统踏步控制的数学模型，为方便控制器的设计还对该高阶模型进行了Padé降阶，在本文的最后进行了Simulink仿真研究，对助卷辊的踏步控制系统进行了优化改进，更好的应用于卷取工艺。本课题通过对传统卷取机和强力卷取机所受应力的比较，得出强力卷取机的优势，并且对强力卷取机的助卷辊的踏步控制进行了优化。在一定程度上为后续卷取机的研究提供了方法，并能对实际生产有一定的借鉴意义。