CN105848826B - 辊磨设备和用于磨削轧辊的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种借助辊磨设备(10)用于磨削轧辊(20)的方法，其中，轧辊(20)通过辊磨设备(10)的磨削工具(40)磨削，其中，在磨削过程中测量至少一个关于轧辊(20)的表面质量的测量变量的至少一个测量值，而且其中，在磨削过程中辊磨设备(10)的至少一个运行参数作为测量变量的函数来调整。本发明还涉及一种用于磨削轧辊(20)的辊磨设备(10)，其具有：包括两个支架(32,34)的辊架(30)，支架用于以能够旋转的方式支承轧辊(20)；用于以能够调整的轧辊转速旋转驱动轧辊(20)的驱动(36)；磨削工具(40)，其用于容纳和用于以能够调整的磨削体转速旋转驱动磨削体(42)以及设置用于磨削体(42)相对于轧辊(20)的定位，其中，辊磨设备(10)包括测量装置(70)，其用于检测与轧辊(20)的表面质量有关的测量变量的测量值，而且其中，辊磨设备(10)包括用于控制该设备的控制装置(80),其中，控制装置(80)设置为，在磨削过程中，通过测量装置(70)可以测量至少一个测量值并且将辊磨设备(10)的至少一个运行参数作为测量变量的函数来调整。

Description

辊磨设备和用于磨削轧辊的方法
技术领域
本发明涉及一种借助辊磨设备用于磨削轧辊的方法，特别是用于磨削工作辊、中间辊或支承辊。本发明还涉及一种用于磨削轧辊的辊磨设备。
背景技术
轧辊通常具有轧辊体，在其轴向两侧连接有轧辊颈。轧辊体的表面目前称为轧辊表面，因为在此该表面为轧制过程中轧辊与轧制产品(在工作辊的情况下)或与其他轧辊的轧制表面(在中间辊和支承轧辊的情况下)相接触的表面。为了在轧制机中使用这类轧辊，将轧辊颈放入轧制机为其设置的支架中，从而轧辊以能够旋转的方式放置。两个轧辊颈中的一个通常具有用于连接到轧辊旋转驱动上的连接轮廓(例如扁平部分)。
轧制后的产品(例如铝带或铝箔)的质量直接取决于该产品的轧制过程中所使用的轧辊的特性。
因此，除了要满足对轧辊材料的要求之外，轧辊还必须满足关于轧辊形状(即，关于轧辊体的轮廓)以及关于表面质量(即，关于轧辊表面的质量)的标准。轧辊的表面质量通常包括同时满足关于表面粗糙度、表面光泽、图案自由度和/或轧辊的磨削图像中单个或重复的缺陷自由度的一个或多个标准。
特别是在轧制对其表面质量本身有较高要求的轧制产品的情况下，轧辊的表面质量具有重要意义，因为轧辊表面上的表面缺陷(例如划痕或图案)例如可以传递到该轧制产品上，从而该轧制产品需要进行复杂的后续处理或者在必要时甚至必须报废。
出于这个原因，轧制机的轧辊，特别是工作辊、中间辊和/或支承辊，通常在为其设置的辊磨设备中磨削，从而一方面获得或恢复轧辊形状而另一方面获得或恢复轧辊的表面质量。
现有技术中已知手动的或半自动的外圆磨削方法(Rundschleifverfahren)，该方法在常规的外圆磨削机或在所谓的CNC外圆磨削机(CNC＝Computerized NumericalControl)中实施。在半自动的外圆磨削方法中，以CNC辅助的方式(即，借助电控机)产生轧辊形状和轧辊的直径。
另外还在一些磨削方法中尝试赋予轧辊表面所期望的目标粗糙度。但是，所能够实现的轧辊表面的粗糙度很大程度上取决于磨削工具(特别是通常所使用的磨盘)的参数、轧辊材料的参数、在磨削过程中使用的冷却润滑剂的参数以及外圆磨削机本身的特征。因此，就待调整的轧辊表面的目标粗糙度而言，只有当在整个磨削期间在轧辊上、磨削工具上、在冷却润滑的过程中以及在外圆磨削设备上的条件保持不变时，现有技术中的通过CNC控制的磨削方法才理论上可行。但是这在实际中几乎是不可能实现的，从而根据磨削设备的操作人员的经验仅能最多以一定的程度实现所期望的轧辊表面的目标粗糙度。
为了辅助操作人员评价磨削过程期间产生的表面而部分地使用了离线或在线的测量方法，从而在磨削过程进行期间可以采取一些手动的修正。为此，例如使磨削过程以特定的间隔中断，从而可以在轧辊上实施测量。根据测量的结果，可以由操作人员以相同的或以改变的参数继续实施磨削过程。
目前对于轧制产品的表面质量的要求总是进一步提高，从而也产生了对于轧辊、特别是工作辊的表面质量的相应高的要求。
在上述常规的磨削方法或CNC辅助的磨削方法中，该质量在中断磨削过程的条件下或在结束磨削过程之后(离线地)通过磨削机的操作人员以视检的方式和/或通过测量技术的辅助工具评价，或者在磨削过程中(在线地)以视检的方式评价，从而操作人员可以在必要时手动地采取修正措施或重复该磨削过程。
但是，磨削后的工作辊的表面质量很大程度上取决于操作人员的丰富经验。另外，以这种方式仅能不可靠地实现或甚至部分完全不能实现特别高的表面质量。
发明内容
在现有技术的背景下，本发明的目的在于，提供一种辊磨设备或一种用于磨削轧辊的方法，通过该辊磨设备或方法可以可靠地实现工作辊的高表面质量。
按照本发明，该目的至少部分地通过一种借助辊磨设备、用于磨削轧辊、特别是用于磨削工作轧辊、中间轧辊或支承轧辊的方法得以实现，其中，轧辊通过辊磨设备的磨削工具磨削，其中，在磨削过程中测量至少一个关于轧辊的表面质量的测量变量的至少一个测量值，而且其中，在磨削过程中辊磨设备的至少一个运行参数作为测量变量的函数来调整。
已证实，在磨削过程中通过测得至少一个关于轧辊的表面质量的测量变量实现了辊磨设备的有效调节，由此能够更好地达到对轧辊的表面质量的规定。以这种方式也可以不依赖于辊磨设备的操作人员的丰富经验而满足对轧辊的表面质量的高要求。
测量变量或者由测量变量推导出的变量特别是可以用作调节的调节变量,该调节变量应调整到预设的或能够预设的额定值。通过测量可以确定调节变量的实际值，在调节过程中将该实际值与额定值比较。至少一个运行参数可以在调节过程中优选使用作为操纵变量，通过该操纵变量对调节变量进行调节。在这样的调节过程中，根据调节变量与额定值的偏差并因此根据测得的测量变量的数值确定该操纵变量或运行参数的数值。
除了一个或多个关于轧辊形状的测量变量的测定之外，优选可以进行至少一个关于轧辊的表面质量的测量变量的测定。在这种情况下，优选辊磨设备的至少一个运行参数作为关于轧辊表面质量的测量变量以及关于轧辊形状的测量变量的函数来调整。以这种方式同时满足了对轧辊的形状以及表面质量的要求。
通过上述的方法特别是可以实现磨削过程以较小的程度受到通过操纵人员的主观视觉评价而产生的影响而且使所获得的磨削特征、特别是所实现的表面质量以较小的程度取决于操纵人员、磨削工具、加工的轧辊、在磨削过程中使用的辅料或物料和/或辊磨设备的机械特征。由此特别是可以节约磨削时间和/或避免错误磨削，从而总体上实现了成本节约。
另外，通过上述方法可以实现磨削后轧辊的轧辊磨削的更好的重现性以及关于预期的轧辊表面的参数的公差的降低。
在该方法中，轧辊通过辊磨设备的磨削工具磨削。这种磨削工具优选具有特别是以磨盘形式的磨削体，该磨削体以能够调整的磨削体转速旋转。这种磨盘例如可以由具有嵌入的磨削颗粒(优选刚玉颗粒、氮化硼颗粒(CBN)和/或碳化硅颗粒(SiC))的基体、优选合成树脂基体(比如胶木基体或陶瓷基体)组成。
在磨削过程中，轧辊优选围绕其轴向的轴特别以能够调节的轧辊转速旋转驱动，从而可以通过磨削工具在其轧辊表面的整个圆周上加工该轧辊表面。轧辊当前分别由磨削工具或磨削体加工的区域称为磨削区域。
另外，在磨削过程中，磨削工具优选平行于轧辊的轴向轴在轧辊体的基本上整个宽度上移动，从而可以通过磨削工具在轧辊体的整个轴向延伸上加工轧辊表面。在磨削过程中，轧辊也可以替代性地相对于磨削工具在轴向方向上移动。在该移动过程中，磨削工具和轧辊之间的相对速度成为轴向的推进速度。
在该方法中，在磨削过程中测量至少一个关于轧辊的表面质量的测量变量的至少一个测量值。关于轧辊的表面质量的测量变量应理解为与关于轧辊形状的测量变量(比如辊体轮廓或轧辊直径)相对的、关于轧辊表面的特性的测量变量，即，优选为关于表面粗糙度、表面光泽、图案自由度和/或单个或重复的轧辊表面缺陷的自由度的测量变量。在磨削过程中也可以优选连续地测量这些测量变量中的多个的测量值。
至少一个测量值的测量在磨削过程中(即，在通过磨削工具磨削轧辊表面的过程中)进行。以这种方式可以在进行中的磨削过程中测量轧辊的表面质量。
优选测量在轧辊表面的至少一个测量区域上的至少一个测量值。针对该目的，辊磨设备优选具有测量装置，该测量装置设置用于检测轧辊表面上的一个这样的测量区域的测量值。该测量装置例如可以是光学的测量装置，例如照相机或者其他光检测器，该光检测器检测在测量区域中由轧辊表面反射或散射的光并由此计算出测量值。测量区域的位置和大小特别是取决于由测量装置检测的轧辊表面上的面积以及轧辊相对于测量装置的相对运动，例如由于在测量过程中轧辊的旋转所引起的相对运动。测量区域优选直接靠近磨削区域的下方设置，优选以最大30cm、优选最大20cm、特别是最大10cm的间距设置。在磨削区域的下方的设置应理解为，测量区域处于这样的位置中，即，轧辊表面的一个区域在其在磨削区域中的加工之后进入该位置。如果磨削工具例如由左向右(由右向左)地沿轧辊的轴向轴移动，那么测量区域优选设置在磨削工具的左侧(右侧)。
在磨削过程中，例如以一定的间隔或以连续的方式优选测量多个测量值。以这种方式可以在磨削过程中在轧辊表面上的不同的测量区域上和/或以取决于时间的方式确定表面质量。
对应的测量区域的位置的信息分配给已确定的特征值。针对该目的，辊磨设备优选具有用于确定测量区域在轧辊表面上的位置的装置。例如可以通过第一传感器在轴向方向上(z坐标)确定测量装置或测量区域的位置。另外可以通过第二传感器(特别是角度传感器)确定轧辊的旋转角或测量区域在圆周方向上(c坐标)的位置。在一个测量区域中测得的测量值则可以分别对应于z和c坐标而且该测量值和对应的坐标例如可以存入数据矩阵中。以这种方式可以根据测量区域在轧辊表面上的位置进行测量值的进一步处理。
在该方法中，在磨削过程中辊磨设备的至少一个运行参数作为测量变量的函数来调整。这应理解为，根据至少一个在磨削过程中测得的测量变量的测量值来调整至少一个运行参数。
该调整优选自动地、即没有人为干涉(比如操作人员的操作)地进行。以这种方式可以将辊磨设备的运行参数作为在磨削过程中确定的测量值的函数来调整，从而实现了根据在磨削过程中所达到的轧辊的表面质量来调整运行参数。由此可以更好地且与环境条件或与操作人员的经验无关地满足对轧辊表面质量的要求。
在磨削过程中也可以额外地测量至少一个关于轧辊形状的测量变量的一个或多个测量值，而且至少一个运行参数作为该测量变量的函数来调整。该测量变量也例如可以关于辊体轮廓和/或轧辊直径。
上述目的另外可以至少部分地通过一种用于磨削轧辊的辊磨设备得以实现，特别是磨削工作轧辊、中间轧辊或支承轧辊，例如用于铝制冷轧工件，该辊磨设备具有：包括两个支架的辊架，该支架设置用于以能够旋转的方式支承轧辊；用于以能够调整的轧辊转速旋转驱动轧辊的驱动；以及磨削工具，其设置用于容纳和用于以能够调整的磨削体转速旋转驱动磨削体以及设置用于磨削体相对于轧辊的定位，其中，该辊磨设备包括测量装置，该测量装置设置用于测量与轧辊的表面质量有关的测量变量的测量值，而且该辊磨设备包括用于控制该设备的控制装置,其中，控制装置设置为，在磨削过程中，通过测量装置可以测量至少一个测量值并且将辊磨设备的至少一个运行参数，特别是轴向推进速度、轧辊转速、磨削体转速和/或磨削工具相对于轧辊的定位作为测量变量的函数来调整。磨削工具相对于轧辊的定位例如可以通过驱动电流(例如发动机电枢的电枢电流)或磨削体的旋转驱动的驱动功率而确定或调整。
辊架的支架优选设置用于容纳轧辊的轧辊颈。为了以能够调整的轧辊转速驱动轧辊或者为了以能够调整的磨削体转速驱动磨削体，该辊磨设备例如可以分别包括电动机。特别是使用磨盘作为磨削体。
磨削工具或磨削体相对于轧辊的定位应理解为：磨削体相对于轧辊的位置和/或取向，特别是相对于轧辊的轴向轴的间距。在轧辊的典型的辊体形状中，轧辊的直径在轴向方向上变化。为了通过磨削体实现对整个轧辊表面进行均匀加工，磨削体相对于轧辊的轴向轴的间距因此优选与磨削工具在轴向方向上的位置相适应。通过磨削体相对于轧辊的定位特别是也可以调整磨削体在轧辊表面上挤压的压力。
辊磨设备包括测量装置，该测量装置设置用于测量与轧辊的表面质量有关的测量变量的测量值。该测量装置优选设置用于测量在轧辊表面上的至少一个测量区域上的测量值。就关于轧辊的表面质量的测量值而言，其测量以及由其得出的测量装置的特性可参照以上对方法的描述。该测量装置优选设置为，测量装置相对于轧辊表面的间距在磨削过程中保持恒定和/或该测量装置的至少一个对称轴相对于轧辊表面处于一个固定的角度。以这种方式可以改善不同测量的测量精确度或可比性。
该辊磨设备另外还包括用于控制该辊磨设备的控制装置。在此，该控制装置例如是具有至少一个微处理器以及优选至少一个与该微处理器连接的存储器的控制装置。该控制装置设置为，在磨削过程中，通过测量装置可以测量至少一个测量值并且将辊磨设备的至少一个运行参数，特别是轧辊转速、磨削体转速、轧辊的旋转方向和/或磨削体的旋转方向、轴向的推进速度和/或磨削工具的定位作为测量变量的函数来调整。应理解为，至少一个运行参数根据至少一个在磨削过程中测得的测量变量的测量值来调整。
以这种方式允许上述辊磨设备在运行中的磨削过程中测定一个或多个关于表面质量的测量变量并且通过该测量变量的该测量值来调节辊磨设备的运行参数，从而实现了对与轧辊表面质量有关的运行参数的有效调节并由此可以改善通过该辊磨设备能够实现的、磨削后的轧辊的表面质量。
上述辊磨设备优选用于实施以上所述的方法。
以下将详细说明以上描述的辊磨设备和以上描述的方法的不同实施方式。即使当各个实施方式以主要用于辊磨设备或用于方法的方式进行描述，各个实施方式完全地既适用于辊磨设备也适用于方法。
在辊磨设备的一个实施方式中，控制装置设置用于实施之前描述的方法和/或实施之前或随后描述的方法的实施方式。针对该目的，该控制装置可以包括微处理器和与其连接的、具有指令的存储器，这些指令的实施通过微处理器而允许实施该方法或方法的各个实施方式。
在方法的一个实施方式中，在磨削过程中特别是通过光学的测量方法测量至少一个关于轧辊的表面质量的测量变量的至少一个测量值和/或至少一个关于轧辊表面上的图案形成的测量变量的至少一个测量值。
特别是将以下测量变量视为关于轧辊的表面质量的测量变量:Ra、Rq、Rz、Rsk、Rdq、RPc(分别根据DIN EN ISO 4287),Sa、Sq、Sz、SSk、Sdq、Sds(分别根据ISO 25178),Aq、Ask、Aqm(分别对应于指南VDA 2009“角度决定的散射光测量技术(Streulichtmesstechnik)”)。例如可以在磨削过程中至少分别测量一个或多个上述测量变量的一个测量值。在此，优选特别是可以通过光学的测量方法(特别是散射光或反射率测量方法)而测定的测量变量Aq、Ask、Aqm中的一个或多个。特别是这些测量变量的连续测量也是可能的。轧辊的表面粗糙度的典型理想数值例如对于测量变量Ra而言可以在0.01μm至1μm的范围内。
特别是可以通过轴向的推进速度、磨削工具的定位或者通过在磨削区域中轧辊与磨削体之间的速度比而影响或确定关于轧辊的表面粗糙度的测量变量(例如Aq或Aqm)。因此，例如轴向的推进速度的降低和/或递送的减少可以导致更低的粗糙度。因此优选以下运行参数中的至少一个作为关于轧辊的表面粗糙度的测量变量(例如Aq或Aqm)的函数来调整：轴向的推进速度、磨削工具的定位、轧辊转速、磨削体转速、轧辊的旋转方向和/或磨削体的旋转方向。
作为关于轧辊表面上的图案形成的测量变量例如可以使用以下的测量变量：由一个轧辊表面的图像采集的傅里叶变换(例如借助FFT)计算的测量变量，或者特别是在轴向方向上的限定的区域上测定的Aqm的标准方差。因此例如确定，在轧辊表面上的图案导致Aqm数值的强烈变化，从而在轧辊表面上的图案例如可以识别出Aqm的标准方差超出了预设的临界值。另外，为了检测在轧辊表面上的图案的形成，也可以使用关于轧辊的波动状态和/或关于辊磨设备的测量变量。特别是波动谱与预设的波动谱范围的偏离表示关于在轧辊表面上的图案形成的危险，其中，波动谱范围对应于在辊磨设备的普通运行中的常见波动谱的范围。
优选根据轧辊的材料、在轧制机架中的应用情况(即，根据a)轧制机架的类型或轧制机的类型和/或b)根据轧辊类型(例如工作辊、中间辊或支承辊))、根据轧辊所使用的制造步骤(例如预制道次、中间道次、最终道次)和/或通过轧辊待制的轧制产品的特殊的特性(例如厚度、光泽和/或粗糙度)，来选择一个或多个关于表面质量、特别是关于轧辊的表面粗糙度的测量变量，针对这些测量变量在磨削过程中测量一个或多个测量值。
优选通过光学的测量方法(例如借助光学的散射光检测或反射率检测)进行测量，其中光由光源照射到轧辊表面上并且由轧辊表面反射或散射的光通过光检测器优选以角度相关的方式检测。替代性或额外地也可以通过图像采集装置采集轧辊表面的图像并且检查重复出现的图案。这例如可以通过由相机采集的图像数据的傅里叶变换而实现。通过使用光学的测量方法可以以非接触的方式测定测量值，从而通过测量一方面不会损伤轧辊表面而另一方面不会损伤用于测量的测量工具。另外，光学的测量在运行中的磨削过程中是可能的。另外，替代性或额外地也可以考虑以下用于确定轧辊表面粗糙度的测量方法或用于这些测量方法的测量装置：激光三角测量法或者通过使用共焦色点传感器(konfokal-chromatische Punktsensoren)的共焦色点测量法。
在辊磨设备的一个相应的实施方式中，该辊磨设备具有测量装置、特别是光学的测量装置，该测量装置设置用于检测与表面粗糙度和/或与在轧辊表面上的至少一个图案形成有关的测量变量的测量值。
可能的测量方法和关于表面微观结构的特征值的对应的测量变量的定义的概览也可以从R.Brodmann等人的文章QZ Jahrgang 53,编号.7,2008,46-49页中得出，其内容完全包含在本申请的公开内容中。
在辊磨设备的另一个实施方式中，测量装置设置为，在磨削的过程中分别具有相对于磨削工具基本上位置固定的位置。在方法的一个相应的实施方式中，在磨削过程中，至少一个关于轧辊的表面质量的测量变量的测量值的测量分别在相对于磨削工具基本上固定的空间位置中进行。针对该目的，测量装置例如可以与磨削工具运动相关联，从而测量装置在磨削工具的移动过程中相应地一起移动。以这种方式可以实现，在磨削过程中测得的测量值相对于磨削过程处于固定的关系。例如可以使测量装置相对于磨削工具这样设置，即，在磨削工具相对于轧辊预设的相对的轴向速度的条件下，轧辊表面的一个由磨削体加工的表面区段在特定的时间之后达到测量装置的测量区域中。在轧辊表面上的一个表面区域中加工和测量之间这样固定的时间上的关系通常简化了运行参数作为相应测量变量的函数的调整。
测量装置或测量位置相对于磨削工具的相对的空间位置优选这样与加工方向相适应，以便于测量区域分别设置在磨削区域的后方。
辊磨设备优选具有调节机制，其设置用于在轴向的推进速度的正负符号改变的情况下这样移动测量装置，即，测量区域即使在轴向的推进速度的正负符号改变的情况下仍设置在磨削区域的后方。以这种方式实现了不依赖于推进速度的正负符号(即，例如不依赖于磨削工具是否相对于轧辊沿一个或另一个方向平行于轴向轴移动)测量区域都设置在磨削区域的后方，从而可以在测量区域中测量之前刚刚由磨削工具加工的表面。
测量工具优选在磨削工具的区域中设置，例如侧面地设置在磨削工具的上方或下方。优选测量装置与磨削工具的间距小于50cm、优选小于35cm、特别是小于20cm。相应地，在测量过程中检测的轧辊表面上的测量区域优选以小于50cm、优选小于35cm、特别是小于20cm的间距设置在由磨削工具加工的区域的范围内。以这种方式使测得的测量值相对于由磨削工具加工的轧辊表面的区域处于紧凑的空间上和时间上的关系，从而该测量值包含关于轧辊的表面质量的、具有代表性并且实时的信息。由此实现了更短的调节等待时间，从而可以在更短的时间内抵抗目标给定值和测得的测量值之间的偏差进行控制。
该实施方式特别对于轧制机的工作辊、中间辊或支承辊是有利的，因为这些轧辊通常具有不超过2.5m的辊体长度以及不超过1300mm的直径。因此，通过磨削工具的整个轧辊表面的加工占用特定的时间，该时间作为运行参数的调节的等待时间可能已经过长。通过测量装置相对于磨削工具的位置固定和/或位置靠近的设置可以实现在调节过程中明显更短的等待时间。
在辊磨设备的另一个实施方式中，该辊磨设备具清洁装置,该清洁装置设置用于在实施测量之前清洁由测量装置所检测的测量区域。在方法的一个相应的实施方式中，在测量过程中所检测的轧辊表面在测量之前清洁。在磨削过程中通常在轧辊上施加覆盖轧辊表面的磨削乳剂。另外，其他污垢(比如在磨削过程中磨削掉的轧辊材料或磨削体的颗粒)可能弄脏轧辊表面。磨削乳剂或者其他的污垢可能使得在轧辊表面上的测量变得困难或者不准确，特别是在光学的测量方法中，因为在该方法中照射在轧辊表面上的光通过磨削乳剂或者污垢吸收或散射。
通过在测量之前清洁在测量过程中检测的表面可以简化测量并且降低测量误差。通过该清洁优选实现了，在测量之前使表面分别具有恒定的、特别是不会在各个测量之间变化的光学特性。为此，优选实现了基本上无残留的轧辊表面或通过均匀的薄膜(比如薄的冷却润滑剂膜或轧油膜)覆盖的轧辊表面。为了清洁例如可以刮干净待测量区域中的轧辊表面，例如通过为此设置的刮刀。刮刀例如可以基本上由塑料或者橡胶组成，优选具有55至90肖氏硬度(根据DIN EN ISO 868)范围内硬度，从而不会损伤轧辊表面。为了改善清洁效果，刮刀优选以至15至45°范围内的角度沿轧辊的旋转方向倾斜，从而通过轧辊旋转使轧辊表面移动到刮刀的尖角上。上述角度应理解为在刮刀与轧辊表面的接触点上轧辊表面与刮刀平面之间的角度。因此，垂直地立在轧辊表面上的刮刀具有角度0°。替代性地也可以吹走或吸走磨削乳剂或污垢，特别是通过为此而设的鼓风装置或抽吸装置。额外地或代替刮刀的倾斜也可以以相应的角度使刮刀朝向轧辊表面的侧边具有倒角。在这种情况下，刮刀也可以垂直于轧辊表面取向。
在方法的另一个实施方式中，以下运行参数中一个或多个作为至少一个测量变量的函数而控制：轧辊转速、磨削体转速、轧辊的旋转方向和/或磨削体的旋转方向、轴向的推进速度、磨削工具相对于轧辊的定位或者所使用的磨削乳剂的体积流量。
在方法的一个实施方式中，调节针对轧辊表面上的图案形成、特别是针对局部的粗糙度偏差ΔAq(c,z)的调节变量，即，优选通过以下操纵变量中一个或多个：用于磨削体的驱动的功率、特别是磨削电流I(c,z)或磨削电流变化ΔI(c,z)、磨削工具的磨削体施加在轧辊上的压力、磨削工具相对于轧辊的相对位置、优选磨削工具的定位、特别是用于磨削工具的定位的精密调整的驱动的位置au和/或ae、和/或取决于这些操纵变量中的一个或多个的运行参数。已显示，这些操纵变量可以很好地适用于对抗在轧辊表面上的图案形成。
在一个实施方式中，调节针对轧辊在轴向方向上的粗糙度、特别是Aq(z)的调节变量，即，优选通过以下操纵变量中一个或多个：磨削工具相对于轧辊的相对位置、优选磨削工具的定位、特别是用于磨削工具的定位的精密调整的驱动的位置au和/或ae、和/或一个取决于这些操纵变量的运行参数。已显示，这些操纵变量可以很好地适用于促进在轧辊的轴向方向上的均匀的粗糙度。另外，为了调整Aq(z)也能够考虑改变轴向的推进方向Vfa。
在一个实施方式中，调节针对轧辊的平均粗糙度、特别是的调节变量，即，优选通过以下操纵变量中一个或多个：磨削工具相对于轧辊的相对位置、优选磨削工具的定位、特别是用于磨削工具的定位的粗略调整或精密调整的驱动的位置ae和/或au、轧辊的旋转速度Vw、轧辊和/或磨削工具在轴向方向上的推进速度Vfa、磨削体的旋转速度Vc和/或取决于这些操纵变量中的一个或多个的运行参数。已显示，这些操纵变量可以很好地适用于实现所期望的轧辊表面的平均目标粗糙度。
代替上述针对粗糙度值Aq的调节变量，即ΔAq(c,z)、Aq(z)、 q等，原则上也可以使用针对粗糙度值Aqm的调节变量，即ΔAqm(c,z)、Aqm(z)、等。这样在粗糙度值Aq的高测量频率的条件下可能的是，在粗糙度数值用于调节之前，对一系列的粗糙度值求平均值。
在方法的一个实施方式中，在磨削过程中，测量关于轧辊的波动状态和/或关于辊磨设备的波动状态的测量变量的至少一个测量值，而且辊磨设备的至少一个运行参数作为这些测量变量的函数来调整。已确定，根据磨削过程的这些运行参数(例如：轧辊的旋转速度或磨削体的旋转速度)可以激发轧辊或辊磨设备的固有频率，从而可能导致轧辊或辊磨设备的过度的波动。由此可能在磨削过程中导致在轧辊表面上形成图案并由此导致轧辊的表面质量的劣化。通过检测轧辊或辊磨设备的波动状态以及相应地调整运行参数，例如通过改变轧辊的旋转速度和/或磨削体的旋转速度,可以减小波动并由此降低图案形成的风险。
为了测定轧辊和/或辊磨设备或辊磨设备的一部分的波动状态，例如可以在不同的空间方向上使用加速传感器。特别是可以测量以下辊磨设备的部件的波动状态：主轴支架(即磨削体，比如磨盘在磨削工具中所安装在其上的主轴)的波动状态、旋转头(即磨削体位于其中的磨削工具相对于轧辊能够移动的部分)的波动状态、磨削体驱动的波动状态和/或稳定架(即设置用于支承轧辊的轧辊颈的部件)的波动状态。为了确定主轴支架的波动状态，加速传感器例如可以设置在主轴中或主轴上。另外，可以将在磨削工具中集成的磨削体分析单元的数据直接加入波动状态的分析中。
在辊磨设备的另一个实施方式中，该辊磨设备具有温度传感器，该温度传感器用于测定两个支架中的至少一个的温度(支架温度)，而且优选控制装置设置用于将辊磨设备的至少一个运行参数也作为该支架温度的函数来调整。在方法的一个相应的实施方式中，该轧辊在辊磨设备的至少一个支架中以能够旋转的方式设置，在磨削过程中测量支架温度的至少一个测量值而且辊磨设备的至少一个运行参数作为支架温度的函数来调整。
在磨削过程期间轧辊的旋转过程中，即使当在辊磨设备的支架中的轧辊颈通常在润滑油(例如磨削油或磨削脂)中的条件下设置，由于摩擦仍会导致支架中的加热。已发现，取决于轧辊转速的加热导致支架、润滑剂或轧辊的热膨胀，该热膨胀对于轧辊相对于磨削工具的位置产生影响并由此影响磨削工具在轧辊表面上的磨削作用。这可能导致不均匀和/或劣化的表面质量。通过在调整辊磨设备的运行参数的过程中测定以及考虑支架温度可以补偿该效应并由此改善轧辊的表面质量。除了传统的润滑剂支架之外，辊磨设备也可以具有用于轧辊支架的、最小量冷却润滑系统(油雾润滑)。在这些支架中优选也进行温度的监测。在支架中可以通过润滑剂量、阀定量、阀门开放时间和/或空气量进行调节。
在方法的另一个实施方式中，轧辊的磨削以磨削工具在轧辊表面上的多次跨越而进行。
磨削工具在轧辊表面上的一次跨越应理解为一个方法步骤，其中由磨削工具加工基本上整个轧辊表面。如果轧辊例如在磨削期间旋转，那么可以通过磨削工具在轧辊的整个圆周上加工轧辊表面的一个区域。如果磨削工具另外还相对于轧辊在轴向方向上移动经过轧辊体的整个轴向延伸，那么可以通过磨削工具逐渐地加工轧辊的整个轧辊表面。在这种典型的移动方式的条件下，磨削工具在轧辊表面上的一次跨越应理解为完全地轴向移动经过轧辊体的轴向延伸。
通常轧辊的磨削以磨削工具在轧辊表面上的多次跨越而进行。辊磨设备的运行参数或辊磨设备所允许的加工或变化区域可以单独设置用于单独的跨越或一组跨越。例如能够考虑，为第一组跨越调节运行参数，从而主要满足关于轧辊形状(即，特别关于辊体轮廓和/或轧辊直径)的规定(预磨削)，并为第二组跨越调节运行参数，从而主要满足关于表面质量的规定(最终磨削)。
按照方法的另一个实施方式，轧辊的磨削以磨削工具在轧辊表面上的多次跨越而进行而且在磨削过程中的跨越的总数作为至少一个关于表面质量的测量变量的函数来调整。已发现，为了实现所期望的轧辊的表面质量，可以根据磨削工具和轧辊的性质改变必要跨越的次数。例如，为了实现特定的表面质量，可以在第一轧辊中要求比第二轧辊中更大的跨越次数。
通过上述实施方式可以通过检测表面质量而动态地测定并相应的调整在方法过程中所需的跨越的次数。由此例如可以避免过多的跨越并因此使跨越的次数最小化。以这种方式可以降低在磨削过程中的轧辊磨屑，从而提高轧辊的使用寿命、特别是提高在轧辊上可能进行的磨削过程的次数。
在方法的另一个实施方式中，轧辊的磨削借助具有多个依次进行的磨削步骤的磨削程序而进行，其中，每个磨削步骤分别包括磨削工具以对应的运行参数在轧辊表面上的至少一次跨越，在磨削过程中，表面特征值作为至少一个关于轧辊的表面质量的测量变量的函数而确定并且根据表面特征值在磨削程序内进行向更早的或更晚的磨削步骤的跳跃。表面特征值可以是由一个或多个关于轧辊的表面质量的测量变量而计算出的数值。
在方法的另一个实施方式中，轧辊的磨削根据关于表面质量的测量变量或调节变量在之前一个或之前多个磨削步骤中的改变而进行。以这种方式可以在目前的磨削步骤之前顾及到粗糙度发展。这样是有利的，因为根据轧辊特性可能存在不同的轧辊表面的平整性能。通过考虑关于轧辊的表面质量的测量变量或调节变量在之前一个或之前多个磨削步骤中的改变，特别是可以根据之前的表面发展来进行所期望的平均Aq值的外推。
通常磨削程序包括不同的磨削步骤，例如预磨削和最终磨削。预磨削或最终磨削也可以分别包括多个磨削步骤。磨削工具在轧辊表面上的一次跨越中，运行参数优选根据各个磨削步骤或根据各个跨越这样调整，即，通过该磨削步骤实现轧辊的特定的特性，例如在预磨削过程中实现特定的轧辊形状而在最终磨削过程中实现特定的表面质量。
在磨削过程中，由于干扰(比如波动)可能导致图案形成或者与所期望的轧辊的表面质量的偏差。特别是例如由于一个具有缺陷的磨削体在轧辊表面上出现单个的缺陷，在这种情况下该缺陷在剩余的磨削程序中不再能够消除。通过上述方法的实施方式可以在磨削过程中动态地识别这类缺陷，从而可以在磨削程序中例如自动地进行向一个更早的磨削步骤的回跳，该回跳实现了在剩余的磨削程序中消除缺陷。
通过上述实施方式可以在表面质量的要求方向调节磨削过程，即，优选在包含辊磨设备的影响，特别是磨削工具、轧辊和/或在磨削过程中所使用的辅助剂和润滑剂的影响的条件下。特别是实现了不依赖于操作者个人的影响或不依赖于方法的调节。
为了确定表面特征值特别是可以使用以下适用于在剩余的磨削程序中通知不再能够修正的缺陷的测量变量：轧辊、辊磨设备或辊磨设备的一部分的一个或多个振幅、Aqm值的局部标准方差、关于轧辊表面上的图案形成的测量变量。在以下情况下优选导致向一个更早的磨削步骤的跳跃：
a)一个或多个振幅超过了一个或多个预设的临界值，
b)Aqm值的局部标准方差超过了预设的临界值和/或
c)即使已经达到了轧辊表面的目标粗糙度，特备是在没有预设进一步的跨越时，关于轧辊表面上的图案形成的测量变量表示图案的存在、特别是在轧辊表面上的递进图案。
应回跳至的磨削步骤优选根据所识别出的轧辊表面上的图案类型而选择。例如在一种递进图案的情况下，可以回跳至最终磨削的第一个磨削步骤。递进图案应理解为在轧辊表面上螺旋状的图案，在轴向推进磨削工具或轧辊的过程中通过磨削体的螺旋状的轨迹而在轧辊表面上产生该图案。
如果轧辊或辊磨设备的波动过大，操作人员采取手动的干预也可能是必要的。
在方法的另一个实施方式中，轧辊的磨削以磨削工具在轧辊表面上的多次跨越而进行并且一个跨越的至少一个运行参数根据在上一个跨越期间测得的至少一个测量值来调整。通过在一次跨越的过程中测量值的检测例如可以确定在该跨越中所实现的表面质量距离表面质量的预设规定还差距多远。于是以这种方式可以相应地控制一个或多个接下来的跨越。以这种方式实现了后续的跨越动态适应于表面质量和目标规定的实际差距。
在另一个实施方式中，轧辊的磨削以磨削工具在轧辊表面上的多次跨越而进行，并且在一次跨越的过程中至少一个运行参数、优选这些运行参数中的一个：轧辊转速、磨削体转速、轧辊和/或磨削体的旋转方向、轴向的推进速度、磨削工具相对于轧辊的定位和/或所使用的磨削乳剂的体积流量，在预设的临界范围内变化。
在目前用于磨削轧辊的方法中，尝试在一次跨越的过程中尽可能地保持单个运行参数恒定，从而避免在轧辊表面上形成图案。但是已发现，这只能最大以一定的程度实现，从而剩余的波动仍可以导致在轧辊表面上形成图案。通过上述的实施方式，通过有针对性地在预设的临界范围内实施至少一个运行参数的变化，实现了完全不同的方式。已发现，通过这种有针对性的改变可以减少或甚至完全避免例如通过无意的运行参数变化或者轧辊或辊磨设备的波动而产生的规则图案。至少一个运行参数的变化在预设的临界范围内进行，因为在该临界范围之外的磨削过程可能引起轧辊表面的损伤或至少引起轧辊的表面质量的劣化。
对于至少一个运行参数的变化而言预设的临界值优选根据跨越来调整。因此例如可以在预磨削过程中使用比最终磨削过程中相互间差距更大的临界值。
至少一个运行参数的变化通常可以例如以正弦或不规则的形式规则进行。优选至少一个运行参数的变化以连续可微分的方式进行。另外，该变化的幅度和/或频率和/或其形状和/或概率优选作为所测得的、关于表面质量的测量变量的测量值函数而确定。
在方法的一个实施方式中，针对辊磨设备的波动状态、特别是波动谱Fm调节一个调节变量，即，优选通过一个或多个以下的操纵变量：一个或多个运行参数的变化的幅度和/或频率、特别是轧辊的旋转速度Vw的变化的频率fvw和/或幅度Avw和/或磨削工具的磨削体的旋转速度Vc的变化的频率fvc和/或幅度Avc，和/或取决于这些条件变量中的一个或多个的运行参数。已显示，这些操纵变量特别适合于调节辊磨设备的波动状态，以便于抑制不希望的波动。
但是，至少一个运行参数的变化也可以不依赖于测量值而调整。相应地，按照本发明，上述目的另外至少部分地通过一种借助辊磨设备用于磨削轧辊的方法得以实现，特别是用于磨削工作辊、中间辊或支承辊，其中，轧辊通过辊磨设备的磨削工具磨削，其中，轧辊的磨削以磨削工具在轧辊表面上的多次跨越而进行，而且其中，在一次跨越的过程中至少一个运行参数、优选这些运行参数中的一个：轧辊转速、磨削体转速、轧辊和/或磨削体的旋转方向、轴向的推进速度、磨削工具相对于轧辊的定位和/或所使用的磨削乳剂的体积流量，在预设的临界范围内变化。同样地，按照本发明，上述目的另外至少部分地通过一种用于磨削轧辊的辊磨设备得以实现，特别是磨削工作辊、中间辊或支承辊，例如用于铝制冷轧工件，该辊磨设备具有：包括两个支架的辊架，支架设置用于以能够旋转的方式支承轧辊；用于以能够调整的轧辊转速旋转驱动轧辊的驱动；和磨削工具，该磨削工具设置用于容纳和用于以能够调整的磨削体转速旋转驱动磨削体以及设置用于磨削体相对于轧辊的定位，其中，该辊磨设备具有用于控制辊磨设备的控制装置,其中，该控制装置设置为，使至少一个运行参数、优选这些运行参数中的一个：轧辊转速、磨削体转速、轧辊和/或磨削体的旋转方向、轴向的推进速度、磨削工具相对于轧辊的定位和/或所使用的磨削乳剂的体积流量，在预设的临界范围内变化。至少一个运行参数的变化特别是与磨削过程的通过调节变量的调节无关地进行。
该辊磨设备特别是还可以具有多个测量装置或测量系统，通过测量装置或测量系统可以测量关于轧辊的表面质量的测量变量、特别是关于粗糙度和/或关于图案自由度和/或关于轧辊形状的测量变量。例如，第一测量装置可以用于测量粗糙度的测量变量，第二测量装置可以用于测量轧辊表面上的图案的测量变量而第三测量装置(例如机械式的探测器)可以用于测量轧辊形状的测量变量。为了识别轧辊表面波动引起的波纹，原则上也可以使用机械式的探测器。
以下将说明方法和辊磨设备的其他实施方式1至19：
1.一种用于磨削轧辊的方法，特别是用于磨削工作辊、中间辊或支承辊，该方法借助于辊磨设备、特别是根据实施方式15至19中任意一个的辊磨设备，
-其中，轧辊通过该辊磨设备的磨削工具磨削，
-其中，在磨削过程中测量至少一个关于轧辊的表面质量的测量变量的至少一个测量值，而且
-其中，在磨削过程中辊磨设备的至少一个运行参数作为该测量变量的函数来调整。
2.根据实施方式1的方法，其特征在于，在磨削过程中，特别是通过光学的测量方法，测量至少一个关于轧辊的表面粗糙度的测量变量和/或至少一个关于在轧辊表面上的图案形成的测量变量的至少一个测量值。
3.根据实施方式1或2的方法，其特征在于，在磨削过程中，至少一个关于轧辊的表面质量的测量变量的测量值的测量分别相对于磨削工具以基本上固定的空间位置进行。
4.根据实施方式1至3中任意一个的方法，其特征在于，以下运行参数中一个或多个作为至少一个测量变量的函数而控制：轧辊转速、磨削体转速、轧辊的旋转方向和/或磨削体的旋转方向、轴向的推进速度、磨削工具相对于轧辊的相对位置，特别是磨削工具的定位或者所使用的磨削乳剂的体积流量。
5.根据实施方式1至4中任意一个的方法，其特征在于，在该磨削过程中，测量关于轧辊的波动状态和/或关于该辊磨设备的波动状态的测量变量的至少一个测量值，而且辊磨设备的至少一个运行参数作为这些测量变量的函数来调整。
6.根据实施方式1至5中任意一个的方法，其特征在于，轧辊在辊磨设备的至少一个支架中以能够旋转的方式设置，在磨削过程中测量支架温度的至少一个测量值而且辊磨设备的至少一个运行参数作为支架温度的函数来调整。
7.根据实施方式1至6中任意一个的方法，其特征在于，轧辊的磨削以磨削工具在轧辊表面上的多次跨越而进行而且一次跨越的至少一个运行参数根据至少一个在一个更早的跨越过程中测得的测量值而调整。
8.根据实施方式1至7中任意一个的方法，其特征在于，轧辊的磨削以磨削工具在轧辊表面上的多次跨越而进行而且在磨削过程中的跨越的总数作为至少一个关于轧辊表面质量的测量变量的函数来调整。
9.根据实施方式1至8中任意一个的方法，其特征在于，轧辊的磨削借助具有多个依次进行的磨削步骤的、预设的磨削程序而进行，其中，每个磨削步骤包括磨削工具以对应的运行参数在轧辊表面上的至少一次跨越，在磨削过程中，表面特征值作为至少一个关于轧辊的表面质量的测量变量的函数而确定并且根据表面特征值在磨削程序内进行向更早的或更晚的磨削步骤的跳跃。
10.根据实施方式1至9中任意一个的方法，其特征在于，轧辊的磨削以磨削工具在轧辊表面上的多次跨越而进行并且在一次跨越的过程中这些运行参数中的至少一个：轧辊转速、磨削体转速、轧辊和/或磨削体的旋转方向、轴向的推进速度、磨削工具相对于轧辊的相对位置，特别是磨削工具的定位、或者所使用的磨削乳剂的体积流量，在预设的临界范围内变化。
11.根据实施方式1至10中任意一个的方法，其中，调节针对轧辊表面上的图案形成、特别是针对局部的粗糙度偏差ΔAq(c,z)的调节变量，即，优选通过以下操纵变量中一个或多个：用于磨削体的驱动的功率、特别是磨削电流I(c,z)或磨削电流变化ΔI(c,z)、磨削体施加在轧辊上的压力、磨削工具相对于轧辊的相对位置、优选磨削工具的定位、特别是用于磨削工具的定位的精密调整的驱动的位置au和/或ae、和/或取决于这些操纵变量中的一个或多个的运行参数。
12.根据实施方式1至11中任意一个的方法，其中，调节针对轧辊在轴向方向上的粗糙度、特别是Aq(z)的调节变量，即，优选通过以下操纵变量中一个或多个：磨削工具相对于轧辊的相对位置、优选磨削工具的定位、特别是用于磨削工具的定位的粗略调整和/或精密调整的驱动的位置ae和/或au、和/或一个取决于这些操纵变量的运行参数。
13.根据实施方式1至12中任意一个的方法，其中，调节针对轧辊的平均粗糙度、特别是的调节变量，即，优选通过以下操纵变量中一个或多个：磨削工具相对于轧辊的相对位置、优选磨削工具的定位、特别是用于磨削工具的定位的粗略调整驱动的位置ae、轧辊的旋转速度Vw、轧辊和/或磨削工具在轴向方向上的推进速度Vfa、磨削体的旋转速度Vc和/或和/或取决于这些操纵变量中的一个或多个的运行参数。
14.根据实施方式1至13中任意一个的方法，其中，针对辊磨设备的波动状态、特别是波动谱Fm调节一个调节变量，即，优选通过一个或多个以下的操纵变量：一个或多个运行参数的变化的幅度和/或频率、特别是轧辊的旋转速度Vw的变化的频率fvw和/或幅度Aw和/或磨削工具的磨削体的旋转速度Vc的变化的频率fvc和/或幅度Avc，和/或取决于这些条件变量中的一个或多个的运行参数。
15.用于磨削轧辊的辊磨设备，特别是磨削工作辊、中间辊或支承辊，例如用于铝制冷轧工件，该辊磨设备设施用于实施根据实施方式1至14中任意一个的方法并包括用于实施根据实施方式1至14中任意一个的方法的装置。
16.用于磨削轧辊的辊磨设备，特别是磨削工作辊、中间辊或支承辊，例如用于铝制冷轧工件，该辊磨设备具有：
-包括两个支架的辊架，该支架设置用于以能够旋转的方式支承轧辊，
-用于以能够调整的轧辊转速旋转驱动该轧辊的驱动，
-磨削工具，该磨削工具设置用于容纳和用于以能够调整的磨削体转速旋转驱动磨削体以及设置用于该磨削体相对于该轧辊的定位，
其特征在于，
-该辊磨设备包括测量装置，该测量装置设置用于检测与该轧辊的表面质量有关的测量变量的测量值，而且
-该辊磨设备包括用于控制该辊磨设备的控制装置,其中，该控制装置设置为，在该磨削过程中，通过测量装置可以测量至少一个测量值并且将辊磨设备的至少一个运行参数，特别是轧辊转速、磨削体转速、轴向的推进速度和/或该磨削工具相对于该轧辊的定位作为该测量变量的函数来调整。
17.根据实施方式16的磨辊设备，其特征在于，该控制装置设置用于实施根据实施方式1至14中任意一个的方法。
18.根据实施方式16或17的磨辊设备，其特征在于，测量装置设置为，在磨削的过程中分别具有相对于磨削工具基本上位置固定的位置。
19.根据实施方式16至18中任意一个的磨辊设备，其特征在于，这样设置测量装置，以使得测量区域不依赖于磨削方向而设置在磨削区域的后方，从而通过磨削工具加工后的表面区域基本上在磨削之后立即进入测量区域。
20.根据实施方式16至19中任意一个的磨辊设备，其特征在于，该辊磨设备具有清洁装置,该清洁装置设置用于在实施测量之前清洁由测量装置所检测的测量区域。
附图说明
以上所述的发明的其他特征和优点可以参照附图由以下对实施例的描述中得出。
在附图中示出了：
图1示出了一种用于轧辊的磨削和用于实施轧辊的磨削的方法的辊磨设备，
图2以俯视图示意性地示出了图1中的辊磨设备，
图3以侧视图示意性地示出了图1中的辊磨设备，
图4a示意性地示出了在轧辊表面上的反射率测量或散射光测量，
图4b示出了具有图4a中的反射率测量或散射光测量的举例的、角度相关的强度分布的图表，
图5a示意性地示出了由相机检测到轧辊表面的图像，
图5b示出了具有图5a中的图像的傅里叶变换的示例性结果的图表，
图6图表式地示出了具有多个磨削步骤的磨削过程，
图7示出了具有在磨削过程中运行参数的示例性的变化的图表，而且
图8示出示意性的调节图表，其关于通过图1中的辊磨设备的一个或多个运行参数而对一个或多个调节变量的可能的调节。
具体实施方式
图1至3示出了用于轧辊20的磨削的辊磨设备10。图1示出了立体图，图2示出了俯视图而图3示出了对应于图2中标记的切割平面III的侧视图。在图2和3中为了简要起见局限于特定的、一部分以简化的图示示出的组件，而图1示出了辊磨设备10的更详细的图示。
轧辊20例如是铝冷轧机的工作辊、中间辊或支承辊。这类轧辊具有包括轧辊表面24的轧辊体22和侧边的轧辊颈26,28，为了轧辊运转通过轧辊颈将轧辊20以能够旋转的方式放置在相应的支架上。轧辊体22通常具有球状的轮廓，该轮廓在侧面轻微地变细。
该辊磨设备10包括轧辊架30，其具有两个设置用于以能够旋转的方式支承轧辊20的支架32,34。代替在支架32,34中支承轧辊20可以将轧辊放置在作为安装杆(图1中的35)形成的支架上。这种安装杆优选包括一个用于支承一个轴颈的液压的磨削轴承。该轧辊架30另外还具有一个驱动(未示出)，其设置用于推动轧辊20以能够调整的轧辊转速(箭头36)而旋转。该辊磨设备10另外还具有一个磨削工具40，作为磨盘形成的磨削体42以能够旋转的方式安装在该磨削工具中。另外，该磨削工具40还具有一个用于推动磨削体42以能够调整的磨削体转速(箭头44)旋转的旋转驱动(未示出)。
磨削工具40相对于轧辊20的定位可以借助于为此设置的驱动(箭头46)来调整。该驱动可以包括用于粗略调整和用于精细调整的驱动。通过该驱动特别是可以调整磨削体42在轧辊表面24上挤压的压力。另外，该磨削工具40可以借助为其设置的驱动(箭头48)平行于轧辊20的轴向方向在轧辊体22的整个宽度上移动。
支架34能够在平移装置50上以轧辊20的轴向方向移动(参见箭头52)，从而可以将轧辊20夹紧到支架32,34中或者可以使支架32,34的间距与不同的轧辊长度相适应。
在磨削过程中，磨削体42通过为其设置的驱动以磨削体转速44而被驱动并且通过驱动46移至轧辊表面24，从而磨削体42能够磨削地加工轧辊表面24。同时，轧辊20通过为其设置的驱动以轧辊转速36而被驱动，从而使磨削体42能够经整个圆周面作用在轧辊表面24上。通过磨削工具40另外还可以借助驱动48在轧辊体22的整个宽度上平行于轧辊20的轴向方向移动，可以以这种方式通过磨削体42加工轧辊20的整个轧辊表面24。
在轧辊20的旋转过程中，磨削工具40的一次移动称为磨削工具40在轧辊表面24上的跨越。通常一个磨削过程包括多次这样的跨越。
设备10具有输入管路60(仅在图2和3中示出)，在磨削期间可以通过该输入管路将磨削乳剂62涂覆在轧辊表面24上，从而冷却轧辊20或磨削体并且改善磨削过程。
设备10另外还具有一个测量装置70(仅在图2和3中示出)，该测量装置设置用于在轧辊表面24上的测量区域72中测量与轧辊20的表面质量相关的测量变量的测量值。测量装置70例如可以是光学的测量装置，例如为用于光学的反射率或散射光测量方法的测量装置。通过这样的方法特别是可以测定轧辊表面的粗糙度。测量装置70也可以选择性或额外地形成用于确定在轧辊表面24上的图案。为此，该测量装置70例如具有在测量区域72中采集轧辊表面24的图像的图像检测系统，所检测到的图像数据进行傅里叶变换并且借助在傅里叶光谱中过高的频率确定在轧辊表面24上周期性重复出现的结构。
测量装置70可以设置为，其基本上具有相对于磨削工具40固定的位置。针对该目的可以将测量装置70固定地连接在磨削工具40上，从而测量装置70在磨削工具40的移动过程中平行于轧辊20的轴向方向一同移动。替代性地也可以设置一个单独的驱动73，通过该驱动使测量装置70在磨削工具40的移动过程中相应地平行于轧辊20的轴向方向一同移动。
优选这样设置测量装置70，即，使测量区域72与磨削方向无关地设置在磨削区域下方，从而轧辊表面通过磨削工具40加工的表面区域基本上在磨削之后直接到达测量区域72中。针对该目的可以使测量装置70形成为能够移动的，从而可以不依赖于磨削方向而设置在磨削工具40的一个或其他侧面上。测量装置70也可以替代性地具有两个检测系统，其中，一个设置在磨削工具40的一个侧面上而另一个设置在磨削工具40的其他侧面上。
为了改善测量装置70的测量，该辊磨设备另外还具有刮刀74(仅在图2和3中示出)，由该刮刀能够刮掉通过输入管路60引导至轧辊20上的磨削乳剂62或也能够刮掉可能存在的轧辊表面24在测量区域72中移动的部分的污垢并由此清洁该区域。以这种方式使磨削乳剂不会或者至少以很小的程度通过吸收或散射影响通过测量装置70实施的测量。该刮刀74可以平行于轧辊20的轴或者(如图2所示地)相对于轧辊20的轴以一定角度设置。另外，为了改善清洁效果，刮刀74可以以15°到45°范围内的角度在轧辊的旋转方向上倾斜。于是，刮刀平面相对于垂直在轧辊表面24上平面以15°到45°之间的角度沿旋转方向倾斜，从而由于图3所示的轧辊20的旋转方向(箭头36)而待移动到刮刀74上的轧辊表面24的区域递送到刮刀74的尖角上(类似于切削工具中的正切削角)。
辊磨设备10另外还具有控制装置80(仅在图2中示出)，该控制装置设置用于控制辊磨设备10。特别是该控制装置80设置为，在磨削过程中(即，在轧辊表面24通过磨削体42加工的过程中)允许通过测量装置70测量至少一个测量值。以这种方式可以在运行的磨削过程中检查轧辊20的表面质量。
另外，该控制装置80还设置用于，作为测得的测量变量的函数，即，不依赖于相应的、在磨削过程中测得的一个或多个测量值，来调整辊磨设备10的至少一个运行参数，特别是轧辊转速36、磨削体转速44和/或磨削工具相对于轧辊的定位。以这种方式可以通过在线确定的轧辊20的表面质量来自动地调整在运行中的磨削过程，从而通过该方法能够整体上实现能够更好或可靠调整的轧辊表面质量。
设备10可以还具有温度传感器90(仅在图2中示出)，通过该温度传感器可以测量例如支架32的支架温度。优选控制装置80设置用于将磨削过程的运行参数也作为该支架温度的函数来调整。
图4a-b示出了在轧辊表面24上的反射率测量或散射光测量，用于测量与轧辊表面的表面粗糙度的测量值有关的测量变量，特别是Aq,Ask和/或Aqm。
图4a首先示出了图中举例的、用于反射率测量或散射光测量的测量装置70，该测量装置具有用于使光束(左侧箭头)照射到测量区域72中的轧辊表面24的光源76以及用于散射角相关地检测由轧辊表面24反射或散射的光束(右侧箭头)的光敏传感器78。这种测量装置70特别是用于按照激光三角测量法来测量表面粗糙度。替代性地也可以将测量装置70的光源76设置在中心并且使光束垂直地照射在轧辊表面上。光敏传感器78例如可以以环形地方式围绕光源76设置，从而与角度相关地(即取决于轧辊表面法线和散射光束的方向之间的散射角α地)测量由轧辊表面24散射的光的强度。测量装置70或光敏传感器78也可以是行式检测器。
图4b示出了由这类环状设置的光敏传感器78检测到的光强度I(α)与散射角度α的相关性。光由轧辊表面散射的越强，轧辊表面24的粗糙度越大。因此，强度分布的方差越大，轧辊表面24的粗糙度越大。根据指南VDA 2009“角度决定的散射光测量技术(Streulichtmesstechnik)”，可以由角度相关的强度分布I(α)，例如由最大强度相对于强度分布的方差之比确定上述测量变量。测量变量Aq在图中例如等于二次方的强度分布I(α)的方差。测量变量Aqm等于由针对单个值的Aq的限定的数值得到的平均值。
图5a-b示出了用于检测轧辊表面24上的图案的方法。针对该目的可以使测量装置70具有图像采集设备，通过该图像采集设备能够采集轧辊表面24在测量区域72中的部分的图像。图5a举例示出了轧辊表面24的一个部分的图像，其中z和x表示图像的坐标(条纹和间隙)。这些图像数据包括针对每个坐标(x,z)的强度值I(x,z)。
如在图5a中可以看出，轧辊表面24具有周期性重复出现的图案100。这种图案100的存在例如可以借助图像的图像数据的傅里叶变换由图5a中自动地测定。
图5b示出了评价函数F(qx)的示例性的结果，该评价函数包括图5a中的图像数据的傅里叶变换并且在图5b中相对于图像的间隙的傅里叶变量qx作图。以下给出了一种用于确定在图5a的图像的x轴方向上重复出现的图案的评价函数F(qx)的例子：
作为显著突出的最大值，在该图表中能够看出并且可以以这种方式自动地确定周期性重复出现的图案100。
图6以图表示出了具有依次相邻的磨削步骤1至10的示例性磨削程序110，其中每个磨削步骤分别包括磨削工具40在轧辊表面24上的两次跨越，即，在磨削工具40由轧辊体的一个端部移动到另一端部(第一次跨越)以及返回(第二次跨越)。
磨削程序110的磨削步骤1至10归类为两个更大的阶段，即，在第一阶段112中通过磨削步骤1至5用于轧辊20的预磨削，其中调整轧辊形状，而第二阶段114通过磨削步骤6至10用于轧辊20的最终磨削，其中调整所期望的轧辊的表面质量。
在各个磨削步骤1至10的过程中优选对至少一个有关表面质量的测量变量连续地进行测量。控制装置80随后可以根据已测定的测量值调整磨削程序110的在进行中的和/或接下来的磨削步骤的运行参数。
如果在进行磨削程序110的过程中在一个磨削步骤(例如磨削步骤8)中确定了一个在轧辊表面上的缺陷，该缺陷不再能够通过接下来的磨削步骤9和10修正，那么控制装置80优选自动地回跳至更早的磨削步骤，例如回跳至磨削步骤3，从而可以在现在开始进行的接下来的步骤4至10中消除该缺陷。
图7示出了在磨削过程中辊磨设备的运行参数的示例性的变化。为此，在该图表中，以磨削工具40在轧辊表面24上的一个跨越的轧辊转速W与磨削工具40相对于轧辊体22的轴向位置z作图。从该图表中能够看出，轧辊转速W在轧辊转速的预设的上限122和预设的下限124之间的区域中变化。如图7中所示，运行参数的变化可以规律地或不规律地进行。已确定，在磨削工具40在轧辊表面24上的一个跨越的过程中通过运行参数的这种变化可以防止在轧辊表面上的图案形成。
图8示出了一个示意性的调节图表，其关于通过图1中的辊磨设备10在磨削过程中(即，在运行的磨削程序期间)的一个或多个运行参数对一个或多个调节变量的可能的调节。
在调节图表中，磨削过程表示调节路径。在磨削过程中，不同的干扰变量(比如温度波动、待磨削的轧辊20或磨削体42的不规则性、外部波动以及其他影响)对磨削过程起到作用，这些干扰变量可能导致所期望的表面质量、特别是所期望的粗糙度或者所期望的图案自由度的偏差。通过辊磨设备10的在线调节可以补偿这类干扰影响，从而因此可以实现更好的磨削结果。
为此，在磨削过程中测定一个或多个关于轧辊的表面质量的测量变量并且作为调节变量用于调节。在图8中，局部的粗糙度偏差ΔAq(c,z)、在轴向方向上的局部的粗糙度值Aq(z)、平均粗糙度值以及辊磨设备的波动谱Fm作为可能的调节变量给出。
局部的粗糙度偏差ΔAq(c,z)应理解为：在经过轴向方向上的位置z而且经过轧辊的圆周方向上的位置c而确定的位置上的局部的粗糙度值Aq相对于平均粗糙度值的偏差。例如ΔAq(c,z)通过公式 而确定，其中，Aq(c,z)是借助散射光测量而确定的、在测量区域72中在轴向位置z和轧辊20的圆周位置c上的局部的粗糙度值并且是通过在多个测量区域上的中间值平均的粗糙度值。
在轴向方向上的局部的粗糙度值Aq(z)应理解为：与在轴向方向上的位置z有关的轧辊表面的粗糙度值Aq。例如Aq(z)可以借助散射光测量在测量区域72中在轧辊20的轴向位置z上确定。Aq(z)特别是可以通过求在圆周方向上在基本上相同的z位置上的粗糙度值Aq平均值而确定。
平均粗糙度值应理解为：在磨削过程中在轧辊表面的不同位置上的确定的粗糙度值Aq的平均值。例如可以通过求借助散射光测量在不同的测量区域72中测得的粗糙度值Aq的平均值而确定。优选选择这样的平均值形成，即，表示基本上整个轧辊表面24的平均粗糙度值。
辊磨设备的波动谱Fm应理解为：辊磨设备的与频率相关的波动幅度。如果辊磨设备10例如以特定的频率波动，那么在该频率下的波动谱Fm相应具有最大值。该波动谱Fm特别是可以借助在辊磨设备10上设置的加速传感器确定。例如可以通过由加速传感器测得的加速度的时间顺序a(t)的傅里叶变换计算在一定时间间隔内的波动谱。
代替上述的调节变量ΔAq(c,z)、Aq(z)、和Fm，当然也可以使用替代性的调节变量，这些替代性的调节变量表示图案自由度、轧辊20的粗糙度的特性或者也可以表示辊磨设备10的波动状态。特别是可以使用与一个或多个调节变量ΔAq(c,z)、Aq(z)、和Fm相关联的或者取决于一个或多个调节变量ΔAq(c,z)、Aq(z)、和Fm的调节变量。例如，代替波动谱Fm也可以直接地使用辊磨设备10的加速度a(t)或者使用由波动谱Fm推导出的变量作为调节变量。为了简要起见，以下示例性地针对来调节变量ΔAq(c,z)、Aq(z)、和Fm描述调节。
辊磨设备10的调节可以通过一个或多个调节变量同时进行。例如为了实现图案自由度可以通过调节变量ΔAq(c,z)或者通过其他与图案自由度有关的调节变量进行调节。为了在轧辊宽度上调整均匀的粗糙度，可以额外地通过调节变量Aq(z)或者其他与轴向方向的粗糙度有关的调节变量进行调节。为了调整所期望的目标粗糙度，可以替代性地或者额外地通过调节变量或者其他与平均粗糙度有关的调节变量进行调节。为了抑制辊磨设备10的不希望的波动，可以进一步替代性地或者额外地通过调节变量Fm或者其他与辊磨设备的波动状态有关的调节变量进行调节。
反馈在磨削过程中测得的单个调节变量的数值并且与各个调节变量的额定值(ΔAq soll(c,z)、Aq soll(z)、和Fsoll m)进行比较，即，确定各个调节变量与额定值的偏差，特别是通过差值形成,例如 各个调节变量的额定值也可以称为引导变量。
优选使局部的粗糙度偏差最小化，从而实现均匀的粗糙度以及特别是实现图案自由度。因此，优选ΔAq soll(z)在所有位置c和v上都较小，特别是为零。在轴向方向上的局部的粗糙度值优选尽可能为恒定的并且等于目标粗糙度。因此，优选Aq soll(z)在所有位置z上是恒定的并且等于目标粗糙度。平均粗糙度值应优选采用目标粗糙度，从而优选等于目标粗糙度。波动谱优选不具有过强的、可能导致图案形成的最大值，从而优选选择具有恒定振幅或甚至具有振幅为零的谱作为Fsoll m。
在轧辊20借助预设的、具有多个依此进行的磨削步骤的磨削程序进行磨削的过程中，一个或多个调节变量的额定值也可以取决于各个磨削步骤调整。在额定值Aq soll(z)和减小到直到它们在最后的磨削步骤中最终等于目标粗糙度之前，用于预磨削的磨削程序例如可以首先以较大的额定值Aq soll(z)和开始。特别是可以在预磨削过程中使用与在最终磨削过程中不同的额定值。
于是图8中示出的调节器由各个调节变量与额定值的偏差为在调节过程中使用的调节变量计算针对一个或多个运行参数的数值，从而抵抗各个调节变量与额定值的偏差。所提及的运行参数相应地为该调节的操纵变量。于是对应于由调节器计算出的数值调整这些运行参数并且因此作用于磨削过程，由此闭合该调节循环。
作为操纵变量，特别是可以将与轴向方向z有关的磨削电流的变化ΔI(c,z)用于调节变量ΔAq(c,z)。磨削电流I(c,z)理解为用于驱动磨削体42的发动机的电流(例如电枢电流)。通常不能直接控制磨削电流变化ΔI(c,z)，而是必须就其而言进行调节。特别是可以通过用于磨削工具40在轧辊20上定位的精密调整的驱动的位置au(所谓的u轴)来进行磨削电流变化ΔI(c,z)的调节。通过au特别是可以调整磨削体42压在轧辊20上的压力，并因此调整由磨削体42的驱动施加的扭矩或磨削电流。au也可以替代性地直接用作操控变量用于调节变量ΔAq(c,z)。
特别是用于磨削工具40在轧辊20上定位的精密调整的驱动的位置au和/或ae可以作为操控变量用于调节变量Aq(z)。
特别是以下操控变量中的一个或多个可以用于调节变量用于磨削工具40在轧辊20上定位的粗略调整和/或精密调整的驱动的位置au和/或ae、轧辊20的旋转速度Vw(即，通过轧辊20的旋转形成的轧辊表面24的速度)、轧辊20或磨削工具40在轴向方向上的推进速度Vfa或磨削体的旋转速度Vc(即，通过磨削体42的旋转形成的磨削体表面的速度)。另外也可以将磨削工具40和轧辊表面24之间的相对速度的操纵变量用于调节变量这取决于Vw和Vfa。替代性地也可以在计算Vfa的数值过程中考虑Vw的数值或者在计算Vw的数值过程中考虑Vfa的数值。
特别是由此可以影响辊磨设备10的波动谱，即，在磨削工具在轧辊表面上的一次跨越的过程中至少一个运行参数(例如轧辊的旋转速度Vw或轧辊转速W或者磨削体的旋转速度Vc或磨削体转速S)在预设的临界范围内变化。运行参数的这种变化的一个例子在上述的图7中示出。轧辊的旋转速度Vw的变化或者磨削体的旋转速度Vc的变化分别以变化频率fvc或fvw以及变化幅度Avw或Avc为特征。对于单纯的正弦形的变化而言，在磨削工具在轧辊表面上的一次跨越的过程中轧辊的旋转速度Vw例如可以如下地与时间t有关地变化：vw(t)＝Avw·sin(2π·fvw·t)。
相应地，特别是以下操控变量中的一个或多个可以用于调节变量Fm：轧辊的旋转速度Vw的变化的频率fvw和/或幅度Avw和/或磨削体的旋转速度Vc的变化的频率fvc和/或幅度Avc。
辊磨设备10的调节特别是可以通过控制装置80进行。针对该目的特别是将控制装置80设置为用于特别是与上述实施方式和实施例相应地实施这样的调节。

Claims (20)

1.一种用于磨削轧辊(20)的辊磨设备(10)，该辊磨设备用于铝制冷轧工件，所述辊磨设备具有：
-包括两个支架(32,34)的辊架(30)，所述支架设置用于以能够旋转的方式支承所述轧辊(20)，
-用于以能够调整的轧辊转速旋转驱动所述轧辊(20)的驱动(36)，
-磨削工具(40)，所述磨削工具设置用于容纳和用于以能够调整的磨削体转速旋转驱动磨削体(42)以及设置用于所述磨削体(42)相对于所述轧辊(20)的定位，
其特征在于，
-所述辊磨设备(10)包括测量装置(70)，所述测量装置设置用于测量与所述轧辊(20)的表面质量有关的测量变量的测量值，而且
-所述辊磨设备(10)包括用于控制所述辊磨设备(10)的控制装置(80),其中，所述控制装置(80)设置为，在磨削过程中，通过所述测量装置(70)可以测量至少一个测量值，其中，测量在轧辊表面上的至少一个测量区域上的至少一个测量值，并且将所述辊磨设备(10)的至少一个运行参数自动地作为所述测量变量的函数来调整。
2.根据权利要求1所述的辊磨设备，其特征在于，所述测量装置(70)设置为，在所述磨削的过程中分别具有相对于所述磨削工具(40)基本上位置固定的位置。
3.根据权利要求1所述的辊磨设备，其特征在于，所述辊磨设备(10)具有清洁装置(74),所述清洁装置设置用于在实施测量之前清洁由所述测量装置(70)所检测的测量区域(72)。
4.根据权利要求1所述的辊磨设备，其特征在于，所述辊磨设备是用于磨削工作辊、中间辊或支承辊的。
5.根据权利要求1所述的辊磨设备，其特征在于，所述运行参数是轧辊转速、磨削体转速、轴向的推进速度和/或所述磨削工具(40)相对于所述轧辊(20)的定位。
6.一种用于磨削轧辊(20)的方法，所述方法借助根据权利要求1至5中任意一项所述的辊磨设备(10)进行，
-其中，所述辊磨设备中的控制装置(80)设置用于实施该方法，-其中，轧辊(20)通过所述辊磨设备(10)的磨削工具(40)磨削，
-其中，在磨削过程中测量至少一个关于所述轧辊(20)的表面质量的测量变量的至少一个测量值，其中，测量在所述轧辊表面上的至少一个测量区域上的至少一个测量值，而且
-其中，在所述磨削过程中所述辊磨设备(10)的至少一个运行参数自动地作为所述测量变量的函数来调整。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述磨削过程中，测量至少一个关于所述轧辊(20)的表面粗糙度的测量变量和/或至少一个关于在轧辊表面(24)上的图案形成的测量变量的至少一个测量值。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，以下运行参数中一个或多个作为至少一个测量变量的函数而控制：轧辊转速、磨削体转速、所述轧辊的旋转方向和/或所述磨削体的旋转方向、轴向的推进速度、所述磨削工具相对于所述轧辊的相对位置或者所使用的磨削乳剂的体积流量。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述磨削过程中，测量关于所述轧辊(20)的波动状态和/或关于所述辊磨设备(10)的波动状态的测量变量的至少一个测量值，而且所述辊磨设备(10)的至少一个运行参数作为所述测量变量的函数来调整。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，针对在所述轧辊表面(24)上的图案形成调节一个调节变量，即，通过一个或多个以下的操纵变量：用于所述磨削工具(40)的磨削体(42)的驱动的功率、所述磨削体(42)在所述轧辊上的压力、所述磨削工具(40)相对于所述轧辊(20)的相对位置和/或一个取决于这些操纵变量中的一个或多个的运行参数。
11.根据权利要求7的方法，其中，针对所述轧辊(20)在轴向方向上的粗糙度调节一个调节变量，即，通过一个或多个以下的操纵变量：所述磨削工具(40)相对于所述轧辊(20)的相对位置和/或一个取决于该操纵变量的运行参数。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，针对所述轧辊(20)的平均粗糙度调节一个调节变量，即，通过一个或多个以下的操纵变量：所述磨削工具(40)相对于所述轧辊(20)的相对位置、所述轧辊(20)的旋转速度Vw、所述轧辊(20)和/或所述磨削工具(40)在轴向方向上的推进速度Vfa、磨削工具(40)的所述磨削体(42)的旋转速度Vc和/或一个取决于这些操纵变量中的一个或多个的运行参数。
13.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，以所述磨削工具(40)多次跨越所述轧辊表面(24)的方式进行所述轧辊(20)的磨削，而且一次跨越的至少一个运行参数根据在前一次跨越过程中测得的至少一个测量值来调整。
14.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，借助具有多个依此进行的磨削步骤的、预设的磨削程序进行所述轧辊(20)的磨削，其中，每个磨削步骤包括具有对应的运行参数的、至少一次所述磨削工具(40)在所述轧辊表面(24)上的跨越，在所述磨削过程中确定一个表面特征值作为关于所述轧辊(20)的表面质量的至少一个测量变量的函数，而且根据该表面特征值在磨削程序内进行向更早的或更晚的磨削步骤的跳跃。
15.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，以所述磨削工具(40)多次跨越所述轧辊表面(24)的方式进行所述轧辊(20)的磨削，而且在一次跨越的过程中，这些运行参数：轧辊转速、磨削体转速、所述轧辊(20)和/或所述磨削体(42)的旋转方向、轴向的推进速度、所述磨削工具(40)相对于所述轧辊的相对位置或者所使用的磨削乳剂的体积流量中的至少一个在预设的临界范围内变化。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，针对所述辊磨设备(10)的波动状态调节一个调节变量，即，通过一个或多个以下的操纵变量：一个或多个的运行参数的变化的频率和/或幅度，和/或一个取决于这些操纵变量中的一个或多个的运行参数。
17.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法是用于磨削工作辊、中间辊或支承辊的。
18.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述测量是通过光学的测量方法实施的。
19.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述相对位置是磨削工具的定位。
20.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述相对位置是磨削工具的定位。
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