DD146335A1

DD146335A1 - METHOD AND DEVICE FOR MEASURING THE ROLL OF THE ROLL BETWEEN TWO TOOL ROLLERS

Info

Publication number: DD146335A1
Application number: DD21603979A
Authority: DD
Inventors: Klaus Herold; Wolfgang Colditz
Original assignee: Klaus Herold; Wolfgang Colditz
Priority date: 1979-10-05
Filing date: 1979-10-05
Publication date: 1981-02-04

Abstract

Die Erfindung ist anwendbar beim maszgenauen Querwalzen kreiszylindrischer Werkstuecke mit oder ohne Profil nach dem Einstechprinzip. Es ist Ziel der Erfindung, die Genauigkeit beim Messen des Walzspaltes zwischen zwei gleichsinnig umlaufenden Werkzeugwalzen zu erhoehen. Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zum Messen des Walzspaltes zwischen zwei gleichsinnig umlaufenden Werkzeugwalzen, die bis zum Erreichen eines vorgewaehlten Abstandes ihrer Oberflaechen aufeinander zubewegt werden, unter Verwendung von die einzelne Oberflaeche abtastende Meszrolle und Meszfuehler sowie eine Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens zu schaffen, deren Tastelemente den Meszfuehler ausschlieszlich in dessen Wirkrichtung beaufschlagen. Es wird eine einzelne Meszrolle frei beweglich zwischen die beiden Werkzeugwalzen auf deren kreiszylindrische Oberflaechen gelegt, die fuer einen Walzvorgang oder eine Anzahl aufeinander folgender Walzvorgaenge auf den Werkzeugwalzen liegend von diesen bewegt wird und der Meszfuehler wird mit jedem Walzvorgang von der Oberflaeche der Meszrolle betaetigt.The invention is applicable to the mass-accurate transverse rolling circular cylindrical workpieces with or without profile according to the piercing principle. It is an object of the invention to increase the accuracy in measuring the roll gap between two co-rotating tool rolls. The object of the invention is to provide a method for measuring the roll gap between two co-rotating tool rolls, which are moved towards each other until reaching a preselected distance of their surfaces, using the individual surface scanning Meszrolle and Meszfuehler and a device for carrying out the method, whose sensing elements act on the Meszfuehler exclusively in its direction of action. There is a single measuring roller freely movable between the two tool rolls placed on the circular cylindrical surfaces, which is for a rolling or a number of successive Walzvorgaenge on the tool rolls lying moves from these and the Meszfuehler is operated with each rolling of the surface of the measuring roller.

Description

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Title of the invention

Verfahren und Vorrichtung zum Messen des Walzspaltes zwischen zwei Werkzeugwalzen "Method and device for measuring the roll gap between two tool rolls "

Field of application of the invention

Die Erfindung ist anwendbar beim maßgenauen Querwalzen kreiszylindrischer Werkstücke mit oder ohne Profil nach dem Einstechprinzip.The invention is applicable to dimensionally accurate cross rolling circular cylindrical workpieces with or without profile according to the piercing principle.

Characteristic of the known technical solutions

Oie Schwierigkeit beim Walzen von Werkstucken auf Mäßgenauigkeit besteht im Ermitteln des gewünschten Werkstücknennmaßes damit bei Erreichung desselben ein Steuerimpuls den weiteren Vorschub der einen Werkzeugwalze abschaltet bzw. überhaupt auf den Antrieb eingewirkt werden kann. Während des Walzens liegt das Werkstück im Walzspalt zwischen zwei umlaufenden Werkzeugwalzen, wird durch den Vorschub der einen gegen die ortsfeste andere über seine gesamte Breite von beiden Walzen erfaßt, gedreht und umgeformt. Es ist also nicht möglich unmittelbar den Werkotückdurchmesser zu messen.Oie difficulty in rolling of workpieces to Mäßgenauigkeit consists in determining the desired Werkstücknennmaßes so that when it reaches a control pulse, the further feed of a tool roll off or even can be acted upon the drive. During rolling, the workpiece is in the nip between two rotating tool rolls, is detected by the advance of one against the fixed other over its entire width of both rolls, rotated and reshaped. It is therefore not possible to directly measure the Werkotückdurchmesser.

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Nach DE-OS 27 01 593 ist bekannt, den erzielten Werkstückdurchmesser mittelbar über den Walzspalt, d. h. den Abstand der Berührungsstellen der Walzen mit dem Werkstück zu messen, da dieser Abstand den Werkstückdurchmesser bestimmte Diese Lösung zeichnet sich dadurch aus, daß man wiederum nicht unmittelbar den Walzspalt mißt, denn dieser wird ja vom Werkstück eingenommen, sondern man geht vom Sollwert des Abstandes zweier vorgewählter Umfangspunkte der Werkzeugwalzen aus, der auf den Sollwert des Walzspaltes bezogen ermittelt wurde· Dieser vorgewählte Abstand bestimmt die Meßlage einer Meßvorrichtung mit zwei Meßfühlern, von denen einer am vorgewählten Umfangspunkt der ortsfesten Werkzeugwalze anliegt und der andere sich an den vorgewählten Umfangspunkt der anderen Werkzeugwalze anlegt, wenn diese Walze und damit ihr Punkt die Sollage erreicht hat, wodurch die Meßvorrichtung betätigt wird und auf den Schlittenantrieb für den Vorschub der einen Walze einwirkt. Nachteilig an dieser Lösung ist die unstabile Anlage der Meßfühler an den Walzen und die damit verbundenen Meßfehler· Entsprechend den gleichen Drehrichtungen der Walzen werden die Meßfühler in entgegengesetzte Richtungen gedrückt, was zu Schwingungen bzw. zum Verkippen der Meßvorrichtung führt. Nach DE-PS 826 2Ol ist eine Vorrichtung zum Messen des Walzspaltes an Kalandern und Walzwerken bekannt, welche anstelle der Meßfühler zwei Meßrollen verwendet, die auf eine Anzeigevorrichtung zur visuellen Kontrolle des Walzenabstandes einwirken. Diese Meßrollen sind ausdrücklich sehr kleine Rollen in einem gemeinsamen Träger dicht nebeneinander gelagert. Obwohl in Ausnutzung der günstigen Rollreibung zum Abtasten einer umlaufenden Walze eine mitlaufende Rolle geeigneter ist als ein starrer Meßfühler, haftet dieser Lösung der gleiche Nachteil an wie der vorgenannten. Durch die Anlage der jeweiligen Rolle an ihrer Walze entstehen Tangentialkräfte, die um so kleiner sind je kleiner die Rolle sein kann, was im vorliegenden Fall Bedingung ist, wie-der geringe LagerabstandAccording to DE-OS 27 01 593 is known, the achieved workpiece diameter indirectly across the nip, ie to measure the distance of the contact points of the rollers with the workpiece, since this distance determines the workpiece diameter This solution is characterized in that again not directly the Rolling gap measures, because this is indeed taken by the workpiece, but it is based on the target value of the distance between two preselected circumferential points of the tool rolls, which was determined based on the target value of the roll gap · This preselected distance determines the measurement position of a measuring device with two sensors, one of which abuts the preselected perimeter point of the stationary tool roll and the other applies to the preselected perimeter point of the other tool roll when this roller and thus its point has reached the desired position, whereby the measuring device is actuated and acts on the carriage drive for the feed of a roller. A disadvantage of this solution is the unstable contact of the sensors on the rollers and the associated measurement error · According to the same directions of rotation of the rollers, the sensors are pressed in opposite directions, resulting in vibrations or tilting of the measuring device. According to DE-PS 826 2Ol a device for measuring the roll gap of calenders and rolling mills is known which uses two measuring rollers instead of the sensor, which act on a display device for visual control of the roll distance. These measuring rollers are expressly stored very small roles in a common carrier close together. Although in use of the favorable rolling friction for scanning a rotating roller a follower role is more suitable than a rigid sensor, this solution adheres to the same disadvantage as the aforementioned. The investment of the respective roller on its roller creates tangential forces which are the smaller the smaller the roller can be, which in the present case is a condition, how small the bearing distance

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beider Rollen wegen des dichten Zusammenfuhrens der Werkzeugwalzen bei Kalandern.both roles because of the tight merging of tool rolls calendering.

Beim Querwalzen werden jedoch Werkstücke bearbeitet, deren Durchmesser einen weit größeren Walzspalt erfordert· Dies bedingt einen noch größeren Abstand für die Meßlage einer Meßvorrichtung· Würde man diese statt mit zwei Meßfühlern mit zwei Meßrolleh versehen und diese zur Minimierung der Tangentialkräfte ebenfalls sehr klein halten, hätten Ihre Lagerungen entsprechend großen Abstand unddas durch die gleichsinnig drehenden Walzen bedingte Kippmoment wäre auch entsprechend groß· Dieses Moment verhindert eine genaue Messung und indem es auf die Führung des Trägers der Rollen wirkt, droht es die Vorrichtung zu blockieren. Werden jedoch Rollen größeren Durchmessers verwendet, kann zwar der Lagerabstand gering gehalten werden, es vergrößern sich jedoch mit der Rolle auch die bei Berührung mit der Walze entstehenden Tangentialkräfte, die ihrerseits das Kippmoment erhöhen.When cross rolling, however, workpieces are processed whose diameter requires a much larger nip · This requires an even greater distance for the measuring position of a measuring device · Would you instead of two probes with two Meßrolleh and keep this to minimize the tangential forces also very small would have Their bearings correspondingly large distance and the tilting moment caused by the rollers rotating in the same direction would also be correspondingly large. This torque prevents accurate measurement and, by acting on the guide of the carrier of the rollers, threatens to block the device. However, if larger diameter rollers are used, while the bearing clearance can be kept small, but it increase with the role of the resulting tangential forces in contact with the roller, which in turn increase the overturning moment.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Es ist Ziel der Erfindung, die Genauigkeit beim Messen des Walzspaltes zwischen zwei gleichsinnig umlaufenden Werkzeugwalzen zu erhöhen.It is an object of the invention to increase the accuracy in measuring the roll gap between two co-rotating tool rolls in the same direction.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die Mängel der bekannten Lösungen lassen sich auf die gemeinsame Ursache zurückführen, die darin besteht, daß an beiden Berührungsstellen von Meßelement und Werkzeugwalze einander entgegengerichtete Kräfte entstehen, die am Träger beider Meßelemente angreifen und diesen zum Kippen veranlassen·The deficiencies of the known solutions can be attributed to the common cause, which consists in the fact that mutually opposite forces arise at both points of contact of the measuring element and the tool roll, which act on the carrier of both measuring elements and cause them to tilt ·

Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zum Messen des Walzspaltes zwischen zwei gleichsinnig umlaufenden Werkzeugwalzen, die bis zum Erreichen eines vorgewählten Abstandes ihrer Oberflächen aufeinander zubewegt werden, unter Verwendung vonThe object of the invention is a method for measuring the roll gap between two co-rotating tool rolls, which are moved toward each other until reaching a preselected distance of their surfaces, using

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die einzelne Oberfläche abtastende Meßrolle und Meßfühler, sowie eine Vorrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens zu schaffen, deren Tastelemente den Meßfühler ausschließlich in dessen V/irkrichtung beaufschlagen.to provide the individual surface scanning measuring roller and probe, as well as a device for carrying out the method whose sensing elements act on the probe exclusively in the V / irkrichtung.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß eine einzelne Meßrolle zwischen die Werkzeugwalzen auf deren kreiszylindrische Oberflächen gelegt wird, die Meßrolle während eines Walzvorganges oder einer Anzahl aufeinanderfolgender Walzvorgänge auf beiden Werkzeugwalzen liegend von diesen bewegt wird und der Meßfühler mit jedem Walzvorgang von der Oberfläche der Meßrolle betätigt wird. Der Meßfühler wird insbesondere vom oberen Scheitelpunkt oder einem in.dessen unmittelbarer Nähe gelegenen Punkt der Meßrolle betätigt. Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einer zwischen den Werkzeugwalzen auf deren kreiszylindrischen Oberfläche frei bewegbar aufliegenden Meßrolle und einem im Bewegungsbereich eines Oberflächenpunktes der Meßrolle ortsfest angeordneten Meßfühler· Die Meßrolle ist an ihren beiden Enden mit je einem Bund versehen und der Abstand zwischen beiden Bunden ist wenig breiter als die Breite der kreiszylindrischen Oberfläche der einzelnen Werkzeugwalze· Die Bewegungsebene des Meßfühlers ist vorzugsweise vertikal angeordnet.According to the invention, this is accomplished by placing a single metering roller between the tooling rollers on their circular cylindrical surfaces, moving the metering roller therefrom during a rolling operation or a number of consecutive rolling operations on both tooling rollers, and operating the sensor with each rolling operation from the surface of the metering roller becomes. The sensor is actuated in particular by the upper vertex or a point in the immediate vicinity of the measuring roller. The device for carrying out the method consists of a between the tool rolls on the circular cylindrical surface freely movable resting measuring roller and a stationary in the range of movement of a surface point of the measuring roller sensor · The measuring roller is provided at both ends with a collar and the distance between the two bonds is slightly wider than the width of the circular cylindrical surface of the individual tool roll. The plane of movement of the probe is preferably arranged vertically.

Hierbei wird der vorgewählte Abstand zwischen den Berührungsstellen von Werkzeugwalze und an der Oberfläche derselben anliegenden Tastelement durch eine einzelne Meßrolle überbrückt, die erfindungsgemäß auf den Werkzeugwalzen frei auf- ' liegend von diesen mitgenommen wird« Während des Walzvorganges bewirken die an den Berührungsstellen auftretenden Tangentialkräfte lediglich die Rotationsbewegung der Meßrolle um ihre Achse und die Zustellbewegung der einen Werkzeugwalze veranlaßt, daß die Meßrolle an der ortsfesten Werkzeugwalze aufsteigt. 'Here, the preselected distance between the points of contact of the tool roll and on the surface of the same touching probe element is bridged by a single measuring roller, the present invention on the tool rolls freely up 'lying taken by these «During the rolling process, the tangential forces occurring at the points of contact cause only the Rotational movement of the measuring roller about its axis and the feed movement of a tool roll causes the measuring roller rises on the stationary tool roll. '

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Die auftretenden Kräfte fängt die Meßrolle durch ihre freie Bewegungsmöglichkeit ab und irgendeine Beeinflussung des Meßfühlers ist ausgeschlossen· Eine Verbindung von Meßrolle und Meßfühler findet nur kurzzeitig statt, nämlich dann, wenn der von der Meßrolle überbrückte vorgewählte Abstand zwischen den Werkzeugwalzen erreicht wird, die Meßrolle also in ihre Stellung gelangt, wo ein Punkt ihrer Oberfläche den Meßfühler berührt und um den Schaltweg anhebt. Diese eingerichtete Endlage besagt, daß der gewünschte Walzspalt erreicht ist· Der Sehaltimpuls wird üblicherweise ge- - nutzt, um vorerst den Vorschub der einen Werkzeugwalze und ^J erst nach einigen kalibrierenden Oberwalzungen den Antrieb abzuschalten·The occurring forces catches the measuring roller by their free movement possibility and any influence of the sensor is excluded · A connection of measuring roller and sensor takes place only for a short time, namely, when the bridged by the measuring roller preselected distance between the tool rolls is reached, so the measuring roller reaches its position where a point of its surface touches the sensor and lifts it around the switching path. This set end position indicates that the desired roll gap has been reached. The Sehaltimpuls is usually ge - used to shut off the first of the feed of a tool roll and ^J after some calibrating Oberwalzungen the drive ·

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die beiliegende Zeichnung zeigt die Prinzipdarstellung einer Vorrichtung zur erfindungsgemäßen Handhabung·The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. The attached drawing shows the schematic diagram of a device for handling according to the invention.

Gemäß dem Prinzip des Querwalzens im Einstechverfahren ist eine Werkzeugwalze 1 meist ortsfest und eine Werkzeugwalze 2 in horizontaler Ebene achsparallel zur ersteren verschiebbar gelagert. Die Werkzeugwalzen 1 und 2 sind im gleichen Drehsinn antreibbar. Sie bilden zwischen sich den Walzspalt, in den jeweils ein Werkstück 3 auf eine geeignete Auflage, beispielsweise ein Lineal 4 gelegt wird. .Als erfindungsgemäße Vorrichtung dient zum Messen des Walzspaltes eine Meßrolle 5, welche zwischen den Werkzeugwalzen 1 und 2 auf den kreiszylindrischen Oberflächen beider frei beweglich aufliegt, sowie ein Meßfühler 6, welcher oberhalb der Meßrolle 5 ortsfest angeordnet 1st. Seine Schaltstellung ist auf die vorbestimmte Lage eines Oberflächenpunktes der Meßrolle 5 eingerichtet.According to the principle of cross rolling in the piercing process, a tool roll 1 is usually stationary and a tool roll 2 mounted in a horizontal plane axially parallel to the former slidably. The tool rolls 1 and 2 can be driven in the same direction of rotation. They form between them the nip, in each of which a workpiece 3 is placed on a suitable support, for example a ruler 4. .Als device according to the invention is used to measure the nip a measuring roller 5, which rests freely movable between the tool rolls 1 and 2 on the circular cylindrical surfaces of both, and a sensor 6, which is arranged fixed above the measuring roller 5. Its switching position is set to the predetermined position of a surface point of the measuring roller 5.

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den dieser einnimmt, wen-η die Meßrolle 5 im vorgewählten Abstand ihrer Berührungsstellen mit beiden Werkzeugwalzen 1 und 2 angelangt ist, welcher Abstand der gewünschten Walzspaltabmessung entspricht·the latter assumes that the measuring roller 5 has arrived at the preselected distance of its contact points with both tool rolls 1 and 2, which distance corresponds to the desired roll gap dimension.

Es ist nicht dargestellt, aber leicht vorstellbar, daß es für die axiale Lagesicherung der Meßroile 5 günstig ist, diese an beiden Enden mit je einem Bund zu versehen· Der Abstand zwischen den endseitigen Bunden ist etwas breiter als die Breite der kreiszylindrischen Oberflächen der Werkzeugwalzen 1; 2· Diese kreiszylindrische Oberfläche entspricht beim profillosen Walzen der Arbeitsfläche, des Werkzeuges, während beim Profilwalzen diese Arbeitsfläche mit dem entsprechenden Profil versehen ist,auf dem die Meßrolle 5 nicht liegen kann· In diesem Fall ist jede Werkzeugwalze 1 und 2 neben der profilierten Arbeitsfläche mit einer kreiszylindrischen Oberfläche von zweckmäßiger Weise größerem Durchmesser zum Auflegen der Meßrolle 5 versehen·It is not shown, but easy to imagine that it is favorable for the axial position securing the Meßroile 5, to provide them at both ends with a collar · The distance between the end-side coils is slightly wider than the width of the circular cylindrical surfaces of the tool rolls. 1 ; 2 · This circular-cylindrical surface corresponds to the working surface of the tool, whereas in profile rolling this working surface is provided with the profile on which the measuring roller 5 can not rest. In this case, each tool roll 1 and 2 is adjacent to the profiled work surface a circular cylindrical surface of appropriately larger diameter for placing the measuring roller 5 provided ·

Der Meßvorgang läuft wie folgt ab:The measuring process is as follows:

Zum Einlegen des Werkstückes 3 ist die Werkzeugwalze 2 in ihrer Ausgangsstellung, Bevor ein bzw« eine Serie von Werkstücken 3 auf ein einheitliches Fertignennmaß gewalzt wird, wird die Meßrolle 5 auf die Werkzeugwalzen 1 und 2 gelegt· Die Ausgangsstellungen von Werkzeugwalze 2, Werkstück 3 und Meßrolle 5 'sind mit unterbrochenen Strichlinien dargestellt· Setzt der Walzvorgang ein, wird die Werkzeugwalze 2 zugestellt. Dieses und die Drehbewegung beider Werkzeugwalzen 1 und 2 bewirkt, daß die Meßrolle 5 gedreht und an der Werkzeugwalze 1 hinaufbewegt wird· Die strichpunktierte Linie zeigt die Lageveränderung des Mittelpunktes der Meßrolle 5· Ist das Werkstück 3 auf genaues Maß gewalzt, welchem Maß der erzielte Walzspalt entspricht, nimmt die Meßrolle 5 ihre oberste Endlage ein und hat mit einem Oberflächenpunkt den Meßfühler 6 angehoben und somit den Schaltimpuls ausgelöst.For inserting the workpiece 3, the tool roll 2 is in its starting position. Before one or a series of workpieces 3 is rolled to a uniform nominal size, the measuring roll 5 is placed on the tool rolls 1 and 2. The initial positions of the tool roll 2, the workpiece 3 and Measuring roller 5 'are shown with broken dashed lines · If the rolling process, the tool roll 2 is delivered. This and the rotational movement of both tool rollers 1 and 2 causes the measuring roller 5 is rotated and moved up the tool roll 1 · The dotted line shows the change in position of the center of the measuring roller 5 · Is the workpiece 3 rolled to an accurate degree, to which extent the obtained roll gap corresponds, the measuring roller 5 assumes its uppermost end position and has raised the probe 6 with a surface point and thus triggered the switching pulse.

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Am günstigsten für die Betätigung des Meßfühlers 6 ist es, dessen Bewegungsebene senkrecht anzuordnen, wohingegen diese Ebene nicht die Rollenachse schneiden muß, sondern um weniges daneben liegen kann· Letztlich besteht das Prinzip darin, daß der Oberflächenpunkt der Meßrolle 5, auf den der Meßfühler 6 zur Beendigung des Walzvorganges eingerichtet wurde, mit erzielter Endlage von Werkzeugwalze 2 und Meßrolle 5 wieder am Meßfühler 6 zu dessen Betätigung anlangt, was sich mit jedem Walzvorgang wiederholt·The most favorable for the operation of the probe 6 is to arrange its plane of movement perpendicularly, whereas this plane does not have to intersect the roller axis, but may be a little off. · Ultimately, the principle is that the surface point of the measuring roller 5 on which the sensor 6 has been set up to complete the rolling process, with the end position of the tool roll 2 and the measuring roller 5 being reached again at the sensor 6 for its actuation, which is repeated with each rolling process.

Claims

Invention claim:

Method for measuring the roll gap between two co-rotating tool rolls, which are moved towards each other for the dimensionally accurate cross rolling of workpieces until a preselected distance of their surfaces is reached, using a measuring roll and sensor which scans the individual surface;
characterized in that

a single measuring roller (5) is placed between the tool rollers (Ii 2) on the circular cylindrical surfaces,

the measuring roller (5) is moved during a rolling process or a number of successive rolling operations on both tool rollers (la 2), and the measuring sensor (6) is actuated by the surface of the measuring roller (5) with each rolling operation.

2 · procedure according to point 1,
characterized,

that the sensor (6) is actuated by the upper vertex or a point of the measuring roller (5) located in its immediate vicinity

3t device for carrying out the method according to points 1 and 2,

marked by

a measuring roller (5) resting on the circular-cylindrical surfaces between the tool rollers (Ii 2) and a measuring sensor (6) fixed in the movement range of a surface point of the measuring roller (5).

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4. device according to point 3,
characterized,

that the measuring roller (5) is provided at its two ends with a respective collar and the distance between the two coils is slightly wider than the width of the circular cylindrical surface of the individual tool roll (1; 2).

5. Apparatus according to item 3 and 4,
characterized,

the plane of movement of the sensor (6) is arranged vertically

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