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Verfahren zum Nachdrehen von abgenutzten Walzenkalibern Zum Walzen
von Profilen werden im Walzwerk Kallberwalzen benutzt. Diese Kaliberwalzen weisen
im Walzenballen eine Profilierung auf, durch die dem Walzgut beim Walzen in aufeinanderfolgenden
Verformungsstufen die gewünschte Form gegeben wird. Die Profile dieser Kaliberwalzen
haben im allgemeinen geradlinige oder gekrümmte Begrenzungsflächen mit verschiedenen
Winkelneigungen. Diese Begrenzungsflächen sind in der Regel im Walzbetrieb einer
unterschiedlichen Beanspruchung ausgesetzt und nutzen sich daher verschieden stark
ab, so daß die Kaliber nach längerem Gebrauch so ungenau werden, daß die Walzen
nicht mehr verwendungsfähig sind. Es ist jedoch möglich, die Walzen dadurch wieder
gebrauchsfähig zu machen, daß den Kalibern durch Nachdrehen die ursprüngliche Form
wiedergegeben wird. Es ist dabei notwendig, so viel Material von der Walzenoberfläche
abzudrehen, bis das ursprüngliche Profil wieder entstanden ist.
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Beim Nachdrehen von derartigen Walzen hängt die Materialabtragung
von dem größten Verschleiß ab, der an irgendeiner Stelle in der Fläche eines Kalibers
auftritt. Da im allgemeinen auf einer Walze mehrere Kaliber nebeneinander liegen,
muß beim Nachdrehen von dem Kaliber der Walze ausgegangen werden, das dem größten
Verschleiß beim Walzen ausgesetzt war. Durch die Stelle der größten Abnutzung dieses
Kalibers wird somit die notwendige Eindringtiefe für den Drehstahl beim Nachdrehen
der ganzen Walze festgelegt.
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Zur Ermittlung dieser Stelle größter Abnutzung ist es notwendig, "jedes
Kaliber einzeln nachzumessen und aus den ermittelten Meßwerten die größte Profilabnutzung
zu bestimmen. Die Durchführung einer solchen Messung von Hand ist zeitraubend und
von dem subjektiven Faktor desjenigen, der die Messung durchführt, abhängig. Zur
Vereinfachung begnügte man sich daher bisher mit wenigen, stichprobeweise genommenen
Meßwerten, wobei dann zur Sicherheit die Eindringtiefe des Drehstahls größer als
die stichprobenartig ermittelten Meßwerte gewählt wurde.
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Bisher wurden beim Nachdrehen von Kaliberwalzen Schablonen verwendet,
die aus Stahlblech oder aus Kunststoffplatten hergestellt wurden. An die Genauigkeit
dieser Schablonen werden hohe Anforderungen gestellt, so daß ihre Fertigung sehr
kostspielig ist.
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Durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Nachdrehen von
abgenutzten Kaliberwalzen werden die aufgezeigten Nachteile überwunden. Mit Hilfe
des neuen Verfahrens ist es möglich, abgenutzte Walzenkaliber mit einem Mindestmaß
an Arbeitsaufwand und an Materialverlust nachzudrehen.
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Zu diesem Zweck wird nach dem neuen Verfahren das abgenutzte Walzenkaliber
vermessen. Diese Meßwerte werden auf einem Magnetband, Lochband od. dgl. gespeichert
und im Anschluß daran mit den in gleicher Weise auf einem Magnetband, Lochband od.
dgl. festgelegten Meßwerten des Sollkalibers verglichen. Die Wertabweichungen werden
dann mit Hilfe eines elektronischen Rechengerätes ermittelt, die eine solche Verschiebung
der Sollwerte veranlassen, daß sie, als Steuerwerte auf einem neuen Magnetband,
Lochband od. dgl. aufgezeichnet, bei der Werkzeugsteuerung die Materialabtragung
an der nachzudrehenden Walze auf ein Minimum reduzieren.
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Das Nachdrehen der abgenutzten Walze erfolgt dann beispielsweise in
der Weise, daß der Drehstahl in an sich bekannter Weise wie bei programmspeichergesteuerten
Werkzeugmaschinen gesteuert wird.
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Eine Verringerung der Materialabtragung läßt sich im einzelnen dadurch
erzielen, daß für die Steuerwerte ein kleinster Maximalwert der Wertabweichungen
mit Hilfe eines elektronischen Rechengerätes in der Weise ermittelt wird, daß die
der ursprünglichen Kaliberform entsprechend aufgezeichneten Meßwerte - die Sollwerte
- und die ihnen entsprechenden Werte der abgenutzten Kaliberform - die Istwertein
Längsrichtung um einen Betrag gegeneinander verschoben werden, der diesem kleinsten
Maximalwert entspricht. Es werden also Soll- und Istwerte in ihrer Gesamtheit gegeneinander
verschoben.
Schließlich ist eine noch weitere Verringerung der Materialabtragung
dadurch erzielbar, daß ein kleinster Maximalwert der Wertabweichungen für jedes
einzelne Kaliber durch axiale Verschiebung der Sollwertfolge gegenüber der Istwertfolge
jedes Kalibers für sich ermittelt wird.
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Die Einstellung des Bandes mit den aufgezeichneten Steuerwerten zur
Steuerung des Drehstahls beim Nachdrehen des Walzenkalibers auf den mit Hilfe des
elektronischen Rechengerätes für die Axialverschiebung ermittelten Wert kann in
an sich bekannter Weise von Hand erfolgen.
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Da an dem Walzvorgang mindestens zwei Walzen beteiligt sind, ist es
notwendig, bei der Ermittlung der Wertabweichungen jeweils das Profil der erfahrungsgemäß
am meisten abgenutzten Wälze zugrunde zu legen. Die für diese Walze ermittelte maximale
Wertabweichung oder, falls eine axiale Verschiebung der einzelnen Kaliber vorgenommen
wird, die dieser entsprechende Maximalabweichung dient zur Steuerung des Drehstahls
der an dem Walzvorgang gleichfalls beteiligten Walzen.
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Weitere Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens werden an Hand
der in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiele erläutert. In der Zeichnung
sind die aufgezeichneten Meßwerte des Sollkalibers und des abgenutzten Kalibers
sowie die Wertabweichungen anschaulich dargestellt wiedergegeben: Es zeigt in schematischer
Darstellung Abb. 1 eine Drehstahlsteuerung mittels eines auf einem Magnetband aufgezeichneten
Sollkalibers, Abb.2 die Tastvorrichtung und die Vorrichtung zur Übertragung der
Meßwerte auf ein Magnetband, wobei zur Verdeutlichung der Wertabweichung des abgenutzten
Kalibers auch das Sollkaliber gestrichelt ; eingezeichnet ist, Abb. 3 a bis 3 e
zwei Beispiele für die in einer Rechenmaschine erfolgende Ermittlung der maximalen
Wertabweichung.
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Zum Nachdrehen einer abgenutzten Walze ist es erfindungsgemäß zunächst
erforderlich, die Form des ursprünglichen und die Form des abgenutzten Kalibers
aufzuzeichnen und die Abweichungen beider Kaliberformen zu vergleichen.
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Zum Aufzeichnen der Kaliberform dient eine an sich bekannte elektrische
oder elektronische Tastvorrichtung 4, die, wie aus Abb. 2 hervorgeht, am Support
13 der Drehbank angeordnet ist. Der Fühlerstift 5 führt dabei in sehr kleinen Abstufungen
eine mit der Profilform übereinstimmende Bewegung aus. Dabei werden der Profilform
der Walze entsprechende Impulse verschiedener Zeitdauer auf die Leitspindel zum
Längsvorschub des Supports und auf die Planspindel zum Planvorschub übertragen.
Dieser Vorgang entspricht dem Abtasten einer Schablone oder eines Musters beim Kopierdrehen.
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Die Bewegung von Leitspindel und Planspindel wird durch ein Speicherwerk;
beispielsweise mittels eines Magnetkopfes 6, als Kurve 7 auf einem Magnetband 10
oder sonstwie digital oder analog aufgezeichnet. In gleicher Weise oder in direkter
Eingabe mittels einer Programmierungsmaschine, beispielsweise einer Schreibmaschine
mit Lochbandstanze, werden die Meßwerte des Sollkalibers auf dem gleichen Magnetband,
Lochband od. dgl. festgelegt (Kurve 2).
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Abb. 3 a bis 3 d erläutern den in einer Digital- oder Analogrechenmaschine
in an sich bekannter Weise ablaufenden Vorgang, der für sich nicht zum Gegenstand
der Erfindung gehört. Die Kurve 2 in Abb. 3 a stellt die Sollwertkurve dar, die
in Abb. 3 b über der gemessenen Istwertkurve 7 aufgetragen ist. Die Differenz Ys-Yi,
die den Grad der Abnutzung darstellt, ist als Kurve 8 in Abb. 3 c aufgetragen. Sie
hat mit dem Wert 9 ein Maximum. Um diesen Wert müßte beim Nachdrehen der Walze die
Gesamtheit aller Profile tiefer gedreht werden, entsprechend Kurve 12 in Abb. 3
d. Erfindungsgemäß wird nunmehr die Sollkurve 12 in der Rechenmaschine um einen
Betrag X1 längs verschoben, wodurch sich der Wert 9 bis auf den Wert 9 a verringern
läßt. Die dann erzielte Kurve 12 a dient der Steuerung des Werkzeugs beim Nachdrehen
der Walze. Es ist zu betonen, daß die Speicherung der Ist- und Sollwerte nicht in
der dargestellten Form einer Kurve zu erfolgen braucht; sie ist hier nur der Anschaulichkeit
wegen gewählt. Die Art der Speicherung und Rechnung erfolgt der verwendeten Rechenmaschine
entsprechend.
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Nach dem Ausführungsbeispiel, das in Abb. 3 e dargestellt ist, kann
auch mit Hilfe des elektronischen Rechengerätes für jedes einzelne Kaliber der Walze
eine solche Verschiebung der einander entsprechenden Soll- und Istwerte bestimmt
werden, daß von der Gesamtheit der maximalen Wertabweichungen das Nachdrehen entsprechend
zu der kleinsten von dem elektronischen Rechengerät ermittelten Maximalabweichung
erfolgt. In Abb. 3 e ist beispielsweise das am weitesten links gezeichnete Kaliber
um einen Betrag 17 in Richtung der x-Achse verschoben, während das Nachbarkaliber
entgegen der Richtung der x-Achse um den Betrag 16 verschoben ist. Auf diese Weise
ergibt sich für das Nachdrehen die Steuerwertfolge, die durch den Linienzug 15 veranschaulicht
ist. Ein Vergleich zwischen dem darüber gezeichneten Schaubild Abb. 3 d macht deutlich,
daß der durch das untere Schaubild Abb. 3 e veranschaulichte Verschiebungswert 18
der ermittelten Wertabweichungen kleiner ist als der Wert 9 a in dem darüber gezeichneten
Schaubild, obwohl in beiden Fällen die gleiche Profilabnutzung angenommen wurde.
Durch die auf elektronischem Wege ermittelte verschiedene axiale Verschiebung der
Vergleichswerte der einzelnen Profile ergibt sich also eine weitere Möglichkeit
zur Verringerung der Materialabtragung beim Nachdrehen von abgenutzten Kaliberwalzen.
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In Abb. 1 ist schematisch dargestellt, wie die Walze mit den ermittelten
Steuerwerten abgedreht wird. 1 stellt den Programmspeicher mit den Steuerwerten
12a bzw. 15 dar, die durch einen Fühler 3 abgetastet werden. Die Steuerwerte entsprechen
den Kurven 12 a oder 15 in Abb. 3 d und 3 e. Der Fühler gibt Steuerimpulse an die
Längs- und Planvorschubantriebe Ml und M, für den Werkzeugträger 13 mit dem Drehstahl
14.
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Das neue Verfahren ermöglicht somit, die Materialabtragung und den
erforderlichen Arbeitsaufwand beim Nachdrehen von Kaliberwalzen auf ein Mindestmaß
herabzusetzen.