DD203376A1 - Verfahren und anordnung zur gewaehrleistung reproduzierbarer walzenoberflaechenkenngroessen - Google Patents

Abstract

Das erfindungsgemaesze Verfahren ist in d. walzenbearbeitenden Industrie anwendbar, in der hohe Anforderungen insbesondere an die Gleichmaeszigkeit des erzeugten Walzenschliffes gestellt werden. Als spezielles Anwendungsgebiet wird d. Herstellung feingeschliffener Walzen zur Folieherstellung, insbesondere zur Aluminiumfolieherstellung, angesehen. Als Ziel der Erfindung soll erreicht werden, dasz der durch Schleiffehler der Walzen entstehende negative Einflusz auf den Walzprozesz beseitigt und damit mehr hochwertiges Walzmaterial hergestellt werden kann. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung zur Gewaehrleistung reproduzierbarer Walzenoberflaechenkenngroeszen zu entwickeln. Erfindungsgemaesz wird das dadurch erreicht, dasz die geschliffene Walze in der Walzenschleifmaschine mit einem vorzugsweise optischen Oberflaechensensor auf seine Gestaltabweichung 4. Ordnung nach TGL 0-4760 ausgemessen und der Schleifprozesz unmittelbar danach gesteuert wird.

Description

Verfahren und Anordnung zur Gewährleistung reproduzierbarer Walzenoberflächenkenngrößen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren ist in der walzenbearbeitenden Industrie anwendbar, in der hohe Anforderungen insbesondere an die Gleichmäßigkeit des erzeugten Walzenschliffes gestellt werden. Als spezielles Anwendungsgebiet wird die Herstellung feingeschliffener Walzen zur Folieherstellung, insbesondere zur Aluminiumfolieherstellung, angesehen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösung Bei der Herstellung insbesondere von Aluminiumfolie werden qualitativ hohe Anforderungen an den Zustand der Walzenballenoberfläche gestellt. Nach dem bisherigen Stand der Technik werden beim Nachschleifen der Arbeitswalzen neben makrogeometrischen Parametern, wie Zylindrizität bzw» Balligkeit, mikrogeometrische Parameter überwacht. Zur Überwachung der mikrogeometrischen Oberflächenparameter werden neben Interferenzmikroskopen Tastschnittgeräte eingesetzt. Erfahrungsgemäß hat sich im eigentlichen Walzprozeß eine bestimmte Oberflächenrauheit 3_O Ordnung nach TGL 0-4760 des Walzenballens als Optimum für ein einwandfreies Funktionsverhalten der Arbeitswalzen herausgestellt. Dieser Betrag wird durch geeignete Wahl des Schleifkörpers und der Schleifparameter eingehaltene Trots dieser Maßnahmen treten im Walzprozeß spontane Störungen auf, die neben an-

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deren Einflußfaktoren auf den Zustand des Walzenballens zurückzuführen sind. Der Nachteil des Standes der Technik wird darin gesehen, daß ein Ausmessen der Walzen unter Beachtung der Gestaltabweichung 3. Ordnung keinen qualitativ gesicherten Kennwert für ein einwandfreies Punktionsverhalten der Walzen liefert und damit eine Regelung des Schleifprozesses nach diesen Parametern keine Gewähr für die Herstellung funktionsgerechter Arbeitswalzen bietet«

Ziel der Erfindung

Als Ziel der Erfindung soll erreicht werden, daß der durch Schleiffehler der Walzen entstehende negative Einfluß auf den Walzprozeß beseitigt und damit mehr hochwertiges Walzmaterial hergestellt werden kann.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der in der Charakteristik der bekannten technischen Lösung beschriebene Mangel läßt sich darauf zurückführen, daß neben den bisher ermittelten Oberflächenkenngrößen der Gestaltabweichung 3. Ordnung auf den Walzprozeß die Gestaltabweichung 4. Ordnung nach TGL 0-4760 einen entscheidenden Einfluß ausübt,

Untersuchungen des Spanbildungsvorganges während des Feinschleif ens ergaben, daß mit den bisher ermittelten Senkrechtmaßen der Oberflächenrauheit von Walzen nach TGL 0-4760 mit Hilfe von Tastschnittgeräten im wesentlichen nur Gestaltabweichungen 3. Ordnung erfaßt wurden„ Der Gestaltabweichung 3, Ordnung ist aber die Gestaltabweichung 4. Ordnung überlagert. Die Entstehung der Gestaltabweiohung 4„ Ordnung läßt sich damit erklären, daß die Schneidenwinkel des Sohleifkornes weitestgehend Undefiniert sind«, Dadurch bedingt kommt es nur in Ausnahmefällen bei idealer Sclmeidenform zu einer exakten Spanabnahme« Es muß aber im allgemeinen Fall davon ausgegangen werden, daß die erzeugte Oberfläche hinter dem Schleifkorn eine "Mikrorauheit" (Gestaltabweichung 4. Ordnung nach TGL 0-4760) aufweist, deren Entstehung im wesentlichen auf folgende Ursachen zurücksu-

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führen ist:

1. Durch die Undefinierte, nicht ideale Schneidenform des Schleifkornea erfolgt ein Aufreißen des Werkstoffes«

2. Infolge der elastischen Verformung des Werkstoffee entstehen Oberflächenfehler.

3. Bedingt durch Schwingungen im System Werkstück-Werkzeug-Maschine wird die Bahn des Schleifkornes beeinflußt.

Wird eine derartig entstandene Oberfläche mit Tastschnittgeräten ausgemessen, so gelangt der Wert R_mav (bzw«, R_ oder

R) zur Anzeige. Die entstandene Mikrorauheit bleibt bei dieser Maßmethode weitestgehend unberücksichtigt, da der verhältnismäßig große Tastnadelradius diese Abweichungen nicht registrieren kann. Ein Tastschnittgerät ist demnach nur sehr bedingt in der Lage, einen Unterschied zwischen einer bearbeiteten Oberfläche mit und ohne Mikrorauheit zur Anzeige zu bringen. Optische Oberflächensensoren reagieren weitaus intensiver auf den aufgezeigten Sachverhalt«, Bei "idealer" Schnittfläche ist der Anteil des regulär reflektierten Lichtes höher als bei einer Schnittfläche mit einer Mikrorauheit. Damit läßt sich auch erklären, weswegen Oberflächen mit gleichen standardisierten Senkrechtmaßen ein . unterschiedliches Reflexionsvermögen aufweisen. Wie bereits vielfach in der Literatur hingewiesen, geben die Angaben der Tastschnittgeräte kein vollständiges Bild über eine geprüfte Oberfläche, da stets nur eine schmale Linie zur Auswertung herangezogen wird. Pur das Funktioneverhalten einer Walze ist aber die gesamte Oberfläche entscheidend. Einen wesentlich aussagekräftigeren Parameter liefert deshalb in Ergänzung der Rauheitsmessung mit Tastschnittgeräten die Messung des ReflexionsVermögens des bearbeiteten Werkstückes mit optischen Oberflächensensoren, da hierbei aus einer Meßfläche ein statistisch gesicherter Wert zur Anzeige gelangt* Während des Walzprozesses traten aus bisher ungeklärten

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Gründen Störungen auf, die sich unter anderem in sogenannten "Sackbildungen" oder Bandrissen zeigen. Aus der Vielzahl von Einflußfaktoren auf einen einwandfreien Walzvorgang bei Walzgeschwindigkeiten um 1000 m/min hat der Zustand des Walzenballens einen entscheidenden Einfluß. Experimentell gesichert gilt, daß der Ballen über seine gesamte Länge gleiche Oberflächenrauheitswerte gemäß den standardisierten Senkrechtmaßen aufweist. Die Forderung der Walzwerker geht auch nicht in Richtung einer minimalen Rauhtiefe, sondern erfahrungsgemäß wurde zur Erzielung einer hohen Walzgeachwindigkeit ein optimaler Rauheitswert ermittelt. Diese Forderung kann auch von den Walzenschleifern durch erfahrungsgemäß ermittelte Schleifkörper und Schleifparameter erfüllt werden.

Das Ausmessen mit einem optischen Oberflächensensor ergibt trotz gleicher standardisierter Rauheitsmaße unterschiedliche Meßwerte. Ihre Entstehung wurde bereits erläutert.

Für den Walzprozeß bedeutet dies aber unterschiedliche Reibverhältnisse im Walzspalt, da eine intensiver geglättete Oberfläche im Vergleich zu einer eine ausgeprägte Mikrorauheit aufweisenden Oberfläche einen geringeren Reibwert aufweist. Dadurch bedingt kommt es in den einzelnen Walzenballenabschnitten zu einer unterschiedlichen Streckung des Walzmaterials, wodurch die aufgezeigten Walzfehler erklärt werden können.

Um die Ursachen des aufgezeigten Mangels des Standes der Technik zu beseitigen, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung zur Gewährleistung von für den Walzprozeß wichtigen reproduzierbaren Walzenoberflächenkenngrößen zu entwickeln. Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß die geschliffene Walze in der Walzenschleifmaschine oder außerhalb auf einem Meßstand mit einem vorzugsweise optischen Oberflächensensor auf seine Mikrorauheit ausgemessen und der Schleifprozeß unmittelbar danach gesteuert wird. Anordnungsgemäß

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iet dazu ein optischer Oberflächensensor Über eine Auswerteeinrichtung und über einen Prozeßrechner mit den Stellgliedern der Walzenschleifmaschine gekoppelt. Prinzipiell sind zur Ermittlung der "Mikrorauheit" auch pneumatische, kapazitive sowie weitere bekannte Oberflächensensoren geeignet.

In der Darlegung des erfindungsgemäßen Sachverhaltes wird von der Herstellung von Walzen zur Aluminiumfoliehereteilung ausgegangen. Die Herstellung von Plastfolien,, Stahlbändern im Kaitwalzverfahren und weiteren Folieerzeugnissen aus Wichteisenwerkstoffen sind damit nicht ausgeschlossen,

Ausführungsbeispiel

Pig. 1 zeigt eine Anordnung zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Auf der Walzenschleifmaschine 1 wird die in Setzstöcken bzw« zwischen den Spitzen des Reitstockes und der Planscheibe gelagerte Wälze 2 mit Hilfe des Schleifkörpers 3 bearbeitet. Der optische Oberflächensensor 4, der vorzugsweise in der Schleifzone angeordnet wird, ist über eine Auswerteeinrichtung 5 und über einen Prozeßrechner 6 mit den einzelnen Stellgliedern der Schleifmaschine gekoppelt. Während der Schleifbearbeitung der Walze 2 ermittelt der optische Oberflächensensor 4 die Gestaltabweichung 3., 4. und eventuell 5. Ordnung nach TGL 0-4760 der Walzenoberfläche und führt die Meßwerte der Auswerteeinrichtung 5 zu, die ihrerseits den Toleranzbereich der zulässigen Abweichung der Mikrorauheit überwacht und bei Bedarf die Meßwerte zur Anzeige bringt. Der nachgeschaltete Prozeßrechner 6 verarbeitet die eingegangenen Signale und ermittelt die Prozeßparameter des Walzenschleifprozesses, die einen verbessernden Einfluß auf die Mikrorauheit ausüben und gibt den entsprechenden Stellgliedern der Schleifmaschine, die unter anderem die Parameter Walzendrehzahl_$ Schleifkörperdrehzahl, Längsvorschub, Zustellung, Anzahl der Ausfeuerhübe und im Bedarfsfall auch Schleifkörperwechsel steuern, Befehle. Damit entsteht ein geschlossener Regelkreislauf, der die gestellte Aufgabe realisiert.

Claims (3)

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   Erfindungsanspruch

   1. Verfahren zur Gewährleistung reproduzierbarer Walzenoberflächenkenngrößen insbesondere zur Aluminiumfölieherstellung, wobei das Arbeitswalzenpaar auf einer Walzenschleif~ maschine feingeschliffen, mit Meßgeräten ausgemessen und der Schleifprozeß danach gesteuert wird, gekennzeichnet dadurch,

   daß die geschliffene Walze in der Walzenschleifmaschine mit einem vorzugsweise optischen Oberflächensensor auf seine Mikrorauheit ausgemessen und der Schleifprozeß unmittelbar danach gesteuert wird.
2. 2. Anordnung zur Gewährleistung reproduzierbarer Walzenoberflächenkenngrößen nach Punkt 1, wobei ein Sensor mit einer Auswerteeinrichtung, einem Prozeßrechner und Stellgliedern einer Schleifmaschine gekoppelt iat, gekennzeichnet dadurch, daß ein optischer Oberflächensensor (4) über die Auswerteeinrichtung (5) und Über den Prozeßrechner (6) mit den Stellgliedern (7-11) der Walzenschleifmaschine gekoppelt ist.
3. 3. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Ermittlung der Mikrorauheit während der Schleifbearbeitung vorzugsweise im Bereich der Schleifzone erfolgt.