CN102950150A - 用于制造皮尔格冷轧管的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于借助于轧机制造皮尔格冷轧管的方法以及装置，其包括支承在至少一个芯棒支座处的轧制芯棒以及至少两个从外面作用到管处的成形工具、优选地外辊和用于在成形过程期间确定管的壁厚的测量装置，其特征在于，至少一个位置调整装置与该至少一个芯棒支座有效连接且该位置调整装置与测量装置相连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于借助于轧机制造皮尔格冷轧管的装置和方法，其包括支承在至少一个芯棒支座(Dornwiderlager)处的轧制芯棒(Walzdorn)以及至少两个从外面作用到管处的成形工具(Umformwerkzeug)(优选地外辊(Aussenwalze))和用于在成形过程期间确定管的壁厚的测量装置。
背景技术
管的皮尔格冷轧(Kaltpilgern)理解为一种用于将无缝的管从原始规格再加工到最终规格的方法。皮尔格轧制的目的是减小无缝地制造的管的壁厚和外径。在此，原材料(所谓的管坯(Rohrluppe))通常被引导通过辊对，其具有锥形的口径(Kalibrierung)且其在管坯上断续地实施旋转运动和进给运动。轧制芯棒被安放到管坯的内部中。
通常，由此在维持直至5/100mm的特别窄的尺寸公差的情况下来制造管。至今为了质量控制在实现成形过程之后抽样提取并且测量管试样。如果壁厚逼近离开或已经离开公差范围，轧机至此被停机且轧制芯棒的位置被修正。然而这导致，快速出现的壁厚变化识别不了且轧机定期为了尺寸修正必须被停止。当至少一个完全另外的管被成形时，那么也才可实现关于成功的尺寸修正的确认。
成形结果的在成形过程期间发生的无破坏的测量相应地例如可在使用传统的超声波测量技术的情况下实现。然而，一方面特别小的工件几何尺寸及特别窄的公差规定和此外还有粘附在工件处的润滑膜(其通过成形过程强制地且不可避免地到达工件表面上)对此有干扰。
从文件EP 1 102 033 B1已经已知一种用于对管无接触地在线(Online)热壁厚测量的方法和装置。在此，通过将脉冲的激光打到经热成形的工件的壁上不仅粘附在表面上的润滑膜而且工件表面本身的一小部分同样被蒸发。通过在管表面中激光能量的吸收和极薄的表面层的部分实现的蒸发在管中产生超声波脉冲，其垂直于管表面进入管壁中。如此产生的超声波脉冲在管内表面处被反射，返回至外表面，重新被反射等等，从而在测量件(Messgut)中产生幅度减小的超声波回声列。所反射的超声波脉冲在管外表面上产生在超小型范围中的振动，其又可无接触地借助于在持续光运行中的第二激光在充分利用多普勒效应的情况下来检测。
然而，用于皮尔格冷轧工艺的无破坏的测量方法的应用不从现有技术已知。此外，至今所应用的测量方法而遵循该原理，即在实现成形和取样之后进行测量且接着在征询经验值的情况下改变单个或多个成形参数且最后紧接另一结束的成形过程之后再次检查该参数变化的结果。
发明内容
本发明的目的相应地是提供一种可自动化的制造方法和适合于此的装置，其能够在皮尔格冷轧时基于在成形过程期间所获得的测量数据使至少一个成形工具的位置调整成为可能。
该目的在根据本发明的意义中借助于包括权利要求1的特征的装置以及包括权利要求10的特征的方法来实现。本发明的有利的设计形式被放在相应从属的权利要求中。
根据本发明，位置调整装置与芯棒支座有效连接且此外与测量装置相连接。优选地，位置调整装置与测量装置的连接此外经由控制装置实现，控制装置特别优选地与用于调节参数和/或运行参数的数据存储器相连接。
由此使能够，即在成形过程期间所采集的测量数据必要时能够在线地且优选地几乎无延迟地影响持续的成形过程。这根据本发明通过操纵位置调整装置(经由其可调节轧制芯棒的位置)实现。这不仅导致，所探测的缺陷可几乎无延迟地被消除，位置调整对轧制过程的影响整体上也可几乎无延迟地被追踪且必要时被再修正。
在本发明的一有利的设计形式中，在成形过程期间确定壁厚与预先给定的值或与公差范围的偏差。这特别有利地在将测量数据与存储在控制单元中且尤其在其存储器中的预设值和比较数据相匹配的情况下实现。因此提供一种装置，其在整个变形过程上自动地监控所要求的公差的维持且优选地也保证合适的措施的引入。
测量装置优选地是激光超声波(LASUS)测量装置，借助于其可能利用特别简单地控制的器件且在获得特别精确的测量结果的情况下几乎无破坏地且可靠地在线测量皮尔格冷轧管的壁厚。
通常，壁厚不仅在管的固定的位置处被确定。而皮尔格冷轧工艺引起管围绕其纵轴线的有规律的扭转。因此，仅通过测量装置的优选的固定的布置且通过管相对于该测量装置的由此实现的相对运动可实现扫过成形的管的整个周缘的测量。此外当在管的确定的地点处实施不止一次测量、例如在维持规定的频率的情况下在整个成形过程上实施多次测量时，变得优选。因此，通过检测所获取的测量数据也可利用简单的器件使可能的测量误差的影响最小化。
根据本发明的一有利的实施形式，轧制芯棒支承在至少一个芯棒支座处，芯棒支座具有至少一个卡楔(Klemmkeil)，经由其不仅可引起轧制芯棒的位置调整而且可引起其在预先给定的位置中的固定。特别优选地，借助于夹紧缸(Klemmzylinder)和/或主轴引起该至少一个卡楔的运动。然而，在利用一个或多个缸的情况下芯棒支座的位置调整同样是有利的。由此提供一种装置，其在利用可特别简单地制造和控制的器件的情况下可实现轧制芯棒在预先给定的位置中的精确调节和固定。在此，该调节无级地在每个任意位置中实现。
此外当不仅轧制芯棒可调节地布置在根据本发明的轧机中，而且从外面作用到管处的成形工具(优选地外辊)同样如此来设置，使得其同样可调整时，对于根据本发明的目的的实现是特别有利的。通过外辊的合适的安装器件(Anstellmittel)，辊隙优选地可任意来调节且必要时被再校正，以便在与轧制芯棒的共同作用中制造带有尽可能精确的圆形和与预先给定的外径值和壁厚值的尽可能小的偏差的管。
如果至少一个从外面作用到管处的成形工具(优选地外辊)同样与测量装置相连接，那么这特别有利地被实现。由此实现，如果给所有成形工具提供由测量装置所采集的测量数据，那么优选地可全自动地实现所有参与成形过程的成形工具的位置调整和再校正。
根据本发明的第二方面，提供一种用于借助于轧机制造皮尔格冷轧管的方法，其具有支承在至少一个芯棒支座处的轧制芯棒以及至少两个从外面作用到管处的成形工具以及用于在成形过程期间确定管的壁厚的测量装置。以根据本发明的方式，当测量装置确定壁厚与预先给定的值或与公差范围的偏差时，至少一个位置调整装置经由该至少一个芯棒支座与测量装置相连接并且那么进行位置调整。通过该方法引起开头已与本发明的第一方面相联系地所提及的优点和效果。
当已在成形过程期间进行轧制芯棒的位置调整且由此优选地能够自动地进行在成形过程期间所检测的偏差的修正时，变得特别优选。
有利地，在管的整个周缘上确定壁厚，以便由此一方面可确定壁厚的均匀度且另一方面必要时也可确定管的形状。
根据本发明设置有至少一个、优选地刚好一个固定的测量装置，经由其也可在管的整个周缘上实现壁厚的测量。经由管的在管的每个进给时在轧机内实现的围绕其纵轴线的部分转动(Teildrehung)可利用特别简单的器件引起在管的整个周缘上的测量数据的采集。
当除了轧制芯棒之外在需要时调整至少一个从外面作用到管处的成形工具，以便可抵消壁厚与预先给定的值或与公差范围的偏差时，在根据本发明的方法的实施方案中也变得特别优选。
附图说明
下面参照示出根据本发明的装置的优选的实施形式的两个附图详细阐述本发明。
其中：
图1显示了根据本发明的装置的示意性的侧视图；以及
图2在剖面A-A中显示了对在图1中示出的装置的示意性的视图。
附图标记清单
1 装置
2 轧制芯棒
3 芯棒支座
4 成形工具
4a 外辊
4b 外辊
5 测量装置
6 控制单元
7 位置调整装置
7a 卡楔
7b 卡楔
8 管
9 轧制芯棒移动的方向箭头
10 夹紧缸加载的方向箭头
11 夹紧缸/液压缸
12 伺服马达
13 主轴移动装置(Spindelhubgeraet)。
具体实施形式
图1显示了用于制造皮尔格冷轧管的装置1，其中，为此所使用的轧机具有支承在芯棒支座3处的轧制芯棒2、以及带有支承在其中的外辊4a和4b的轧机机架4。在装置1作用的情况下实现管坯的成形，管坯从左向右穿过装置1。在锥状进入的轧制芯棒2与外辊4a、4b之间实现成形成带有恒定的壁厚(其可在测量装置5中被确定)的管8。测量装置5经由控制单元6与芯棒支座3的位置调整装置7相连接且可在操纵位置调整装置7时不仅在箭头9的方向上而且鉴于轧制芯棒2相对于外辊4a、4b之间的辊隙的倾斜安装引起轧制芯棒2的运动。
图2是在图1的剖面A-A中对根据本发明的装置1的位置调整装置7的示意性的视图。芯棒支座3经由卡楔7a、7b来固定。对于固定所需的力在根据图2的实施例中由可在双箭头10的方向上加载的液压缸11作为夹紧缸来施加。为了在生产期间成品管壁厚的精修，轧制芯棒2在此典型地根据箭头9在轧制方向上和反向于轧制方向被移动。自动的调整在此例如由此实现，即(多个)防止卡楔7a、7b无意的轴向运动的夹紧缸被松开成使得芯棒支座3由伺服马达12经由主轴移动装置13(参见图1)可在轧制方向上或反向于轧制方向被移动。在达到在箭头9的方向上所规定的调整路径之后，夹紧缸又被加载以正常的夹紧压力且成形过程以惯常的方式继续被执行。此外，整个调整程序不仅可自动地实现，而且此外甚至也可在轧制过程期间来进行。
Claims (16)
1. 一种用于借助于轧机制造皮尔格冷轧管(8)的装置(1)，其包括支承在至少一个芯棒支座(3)处的轧制芯棒(2)以及至少两个从外面作用到所述管处的成形工具(4)、优选地外辊(4a, 4b)和用于在成形过程期间确定所述管(8)的壁厚的测量装置(5)，其特征在于，至少一个位置调整装置(7)与所述至少一个芯棒支座(3)有效连接且所述位置调整装置(7)与所述测量装置(5)相连接。
2. 根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述位置调整装置(7)经由控制单元(6)与所述测量装置(5)相连接。
3. 根据权利要求2所述的装置(1)，其特征在于，所述控制单元(6)与用于调节参数和/或运行参数的数据存储器相连接。
4. 根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，优选地在所述成形过程期间能够确定所述壁厚与预先给定的值或与公差范围的偏差。
5. 根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述测量装置(5)是激光超声波(LASUS)测量装置。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述至少一个芯棒支座(3)具有至少一个卡楔(7a, 7b)，经由所述卡楔(7a, 7b)不仅能够引起所述轧制芯棒(2)的位置调整而且能够引起其在预先给定的位置中的固定。
7. 根据权利要求6所述的装置(1)，其特征在于，所述至少一个卡楔(7a, 7b)的运动能够借助于夹紧缸(11)和/或主轴引起。
8. 根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，附加地至少一个从外面作用到所述管(8)处的成形工具(4)可调整地布置在所述轧机中。
9. 根据权利要求8所述的装置(1)，其特征在于，至少一个从外面作用到所述管(8)处的成形工具(4)同样与所述测量装置(5)相连接。
10. 一种用于借助于轧机制造皮尔格冷轧管(8)的方法，其包括支承在至少一个芯棒支座(3)处的轧制芯棒(2)以及至少两个从外面作用到所述管处的成形工具(4)、优选地外辊(4a, 4b)和用于在所述成形过程期间确定所述管(8)的壁厚的测量装置(5)，其特征在于，用于所述至少一个芯棒支座(3)的至少一个位置调整装置(7)与所述测量装置(5)相连接，并且如果所述测量装置(5)确定所述壁厚与预先给定的值或与公差范围的偏差，那么进行所述轧制芯棒(2)的位置调整。
11. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，控制装置(6)与所述测量装置(5)和所述位置调整装置(7)相连接。
12. 根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，在所述成形过程期间进行所述轧制芯棒(2)的位置调整。
13. 根据权利要求10至12中任一项所述的方法，其特征在于，进行所述壁厚的激光超声波(LASUS)测量。
14. 根据权利要求10至13中任一项所述的方法，其特征在于，在所述管(8)的整个周缘上确定所述壁厚。
15. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在所述管(8)围绕其纵轴线的每个部分转动和/或每个进给时在所述轧机内进行至少一个测量、优选地至少5个测量。
16. 根据权利要求10至15中任一项所述的方法，其特征在于，附加地调整至少一个从外面作用到所述管(8)处的成形工具(4)，以便抵消管几何尺寸与预先给定的值或与公差范围的偏差。
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