DE102004045418A1 - Method and device for grinding a roller - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schleifen einer Walze (1) auf einer Walzenschleifmaschine (2), bei dem die Walzenoberfläche (3) mit einer Schleifscheibe (4) geschliffen wird. Zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit ist das Verfahren erfindungsgemäß durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet: a) Schleifen der Walzenoberfläche (3) mit der Schleifscheibe (4) in der Walzenschleifmaschine (2); b) anschließendes oder gleichzeitiges Prüfen der geschliffenen Walzenoberfläche (3) auf Fehler mit einem Sensormittel (5) zum Erkennen der Geometrie der Walzenoberfläche (3); c) anschließendes automatisches Auswerten des Ergebnisses der Prüfung der Walzenoberfläche (3) gemäß Schritt b) durch automatischen Vergleich des Ergebnisses der Prüfung mit gespeicherten Daten über die Beschaffenheit der Walzenoberfläche (3); d) automatisches Ausgeben einer Information über das Auswerteergebnis gemäß Schritt c). Des weiteren betrifft die Erfindung eine Walzenschleifmaschine.The invention relates to a method for grinding a roll (1) on a roll grinding machine (2), in which the roll surface (3) is ground with a grinding wheel (4). To improve the economy, the method according to the invention is characterized by the following method steps: a) grinding the roll surface (3) with the grinding wheel (4) in the roll grinding machine (2); b) subsequent or simultaneous testing of the ground roll surface (3) for defects with a sensor means (5) for detecting the geometry of the roll surface (3); c) subsequently automatically evaluating the result of the roller surface test (3) according to step b) by automatically comparing the result of the test with stored data on the nature of the roller surface (3); d) automatically outputting information about the evaluation result according to step c). Furthermore, the invention relates to a roll grinding machine.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schleifen einer Walze auf einer Walzenschleifmaschine, bei dem die Walzenoberfläche mit einer Schleifscheibe geschliffen wird. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Walzenschleifmaschine.The The invention relates to a method of grinding a roll on a roll Roll grinding machine, wherein the roll surface with a grinding wheel is sanded. Furthermore, the invention relates to a roll grinding machine.
Bei der Herstellung von Bändern und Folien aus Metall wird dieses mittels Walzen solange gewalzt, bis eine definierte Banddicke und auch eine gewünschte Oberflächenbeschaffenheit erreicht ist. Um eine hinreichende Qualität des Metallbandes sicherzustellen, wird das Metallband bei einem der letzten Produktionsschritte mit Sensorsystemen gescannt und auf Oberflächenfehler hin untersucht. Die gescannten Bilder werden mit vorhandenen gespeicherten Fehlerbildern verglichen und so Auffälligkeiten festgestellt. Als fehlerhaft klassifizierte Bandabschnitte werden als Ausschuss verworfen.at the production of ribbons and foils of metal this is rolled by means of rolling, to a defined strip thickness and also a desired surface finish is reached. To ensure a sufficient quality of the metal strip, The metal strip is involved in one of the last production steps Scanned sensor systems and examined for surface defects. The scanned images will be saved with existing error images compared and so abnormalities detected. Be classified as defective band sections discarded as a committee.
Für die Untersuchung des Metallbandes kommen handelsübliche Sensoren zum Einsatz. Gleichermaßen vorbekannt sind Auswertesysteme, in denen eine geeignete Bilderkennungssoftware sowie eine Auswertesoftware verwendet werden.For the investigation of the metal band come commercially available Sensors used. Equally known are evaluation systems, in which a suitable image recognition software and evaluation software be used.
Dabei ist es bekannt, dass ein großer Teil der Oberflächenfehler des Metallbandes durch Fehler auf der Walzenoberfläche verursacht werden. Hierbei ist einerseits zwischen solchen Fehlern zu unterscheiden, die im Laufe des Walzprozesses auf der Walzenoberfläche entstehen, und solchen Fehlern andererseits, die bereits bei der Herstellung der Walze vorhanden sind.there it is known that a great Part of the surface defects of the metal strip caused by defects on the roll surface become. On the one hand, a distinction must be made between such errors which arise during the rolling process on the roll surface, and such mistakes, on the other hand, already in production the roller are present.
Bei der Walzenbearbeitung ist es bekannt, ein weitgehend automatisiertes Herstellverfahren einzusetzen, das eine hohe Präzision der Walzenoberflächengeometrie durch einen Schleifprozess sicherstellt, d. h. beim letzten Schleifvorgang an einer neuen Walze oder bei der Wiederaufbereitung bereits benutzter Walzen vor dem erneuten Einsatz. Dabei findet auch beim Walzenschleifen eine Qualitätskontrolle in der Weise statt, dass die Walzenoberfläche visuell durch erfahrenes Bedienpersonal inspiziert wird, um auf gegebenenfalls vorhandene Fehlbearbeitungen schließen zu können.at It is well-known that the roll processing is a largely automated one Manufacturing process, the high precision of the roll surface geometry ensured by a grinding process, d. H. during the last grinding process on a new roll or during recycling already used Rolling before reuse. It also finds during roll grinding a quality control in the way that the roll surface is visually experienced by Operating personnel is inspected in order to possibly existing Close incorrect processing to be able to.
Diese Art der Qualitätsprüfung erfordert substantielle Erfahrungen des Qualitätsprüfers, da eine Vielfalt möglicher Fehler zu berücksichtigen ist. Das Ergebnis der Qualitätsprüfung ist allerdings in nicht unerheblichem Maße subjektiv und von der Einschätzung des Prüfers abhängig.These Type of quality inspection required Substantial experience of the quality auditor, as a variety of possible Mistake to consider is. The result of the quality inspection is however, to a not inconsiderable extent subjectively and by the assessment of the auditors dependent.
Eine nicht erkannte Schadhaftigkeit der Walzen während des Schleifprozesses stellt sich erst sehr viel später beim Walzen der Bänder oder Folien heraus, das allerdings relativ schnell, nämlich bereits nach einigen hundert Metern Bandlänge, d. h nach etwa 3 bis 4 Minuten Produktionszeit.A unrecognized defectiveness of the rolls during the grinding process turns up much later when rolling the bands or slides, but relatively quickly, namely already after a few hundred meters of tape length, d. h after about 3 to 4 minutes of production time.
Übersehene oder falsch klassifizierte Fehler beim Schleifen der Walzen haben daher einen sehr negativen Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit des Herstellverfahrens von Bändern oder Folien.overlooked or have incorrectly classified mistakes when grinding the rolls Therefore, a very negative impact on the economy of Production process of tapes or slides.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Walzenschleifverfahren und eine zugehörige Walzenschleifmaschine zu schaffen, mit dem die vorbekannten Nachteile vermieden werden. Der Herstellprozess für Bänder und Folien aus Metall und insbesondere der Schleifprozess für die dort zum Einsatz kommenden Walzen soll stabiler und unabhängig von subjektiven Einschätzungen gemacht werden. Damit soll insgesamt die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens erhöht werden.Of the The invention is therefore based on the object, a roll grinding process and an associated one Roll grinding machine to create, with the known disadvantages be avoided. The manufacturing process for metal strips and foils and in particular the grinding process for those used there Rolling should be more stable and independent from subjective assessments be made. Thus, the overall profitability of the Procedure increased become.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
- a) Zunächst wird die Walzenoberfläche mit der Schleifscheibe in der Walzenschleifmaschine geschliffen.
- b) Anschließend oder gleichzeitig wird die geschliffene Walzenoberfläche mit einem Sensormittel zum Erkennen der Geometrie der Walzenoberfläche auf Fehler geprüft.
- c) Hieran anschließend erfolgt ein automatisches Auswerten des Ergebnisses der Prüfung der Walzenoberfläche gemäß Schritt b) durch automatischen Vergleich des Ergebnisses der Prüfung mit gespeicherten Daten über die Beschaffenheit der Walzenoberfläche.
- d) Schließlich erfolgt ein automatisches Ausgeben einer Information über das Auswerteergebnis gemäß Schritt c).
- a) First, the roll surface is ground with the grinding wheel in the roll grinding machine.
- b) Subsequently or simultaneously, the ground roll surface is checked for defects by means of a sensor means for detecting the geometry of the roll surface.
- c) Following this, an automatic evaluation of the result of the roller surface examination according to step b) is carried out by automatically comparing the result of the test with stored data on the nature of the roller surface.
- d) Finally, an automatic output of information about the evaluation result according to step c).
Die Erfindung stellt also darauf ab, dass bereits in der Walzenschleifmaschine eine Untersuchung der geschliffenen Walzenoberfläche bezüglich ihrer Geometrie erfolgt, wobei hierunter insbesondere die Oberflächenbeschaffenheit bzw. Mikrogeometrie zu verstehen ist, die für das Arbeitsverhalten der Walze und die Qualität des hergestellten Metallbandes entscheidend ist. Denn die Fehler können optisch erfaßt werden, da ihre Ursache in einer Gestaltabweichung von der Idealgeometrie liegt. Die Erfindung ermöglicht es somit, aus der Vielzahl der bekanntermaßen vorkommenden, unterschiedlichsten Oberflächenfehler definierte Fehler automatisch zu erkennen und zu klassifizieren, in einem weiteren Schritt automatisch bestimmte Schleifparameter zu verändern, so daß sich beim Nachschleifen der Walze die bekannten Fehler vermeiden lassen.The The invention thus provides that already in the roll grinding machine an investigation of the ground roll surface is made with respect to its geometry, this includes in particular the surface texture or microgeometry to understand that for the working behavior of the roller and the quality of the metal strip produced is crucial. Because the errors can be detected optically, because their cause is in a shape deviation from the ideal geometry lies. The invention allows It thus, from the variety of known occurring, different surface defects Automatically detect and classify defined errors in a further step automatically determined grinding parameters to change, so that When regrinding the roller, avoid the known errors.
Damit diese Untersuchung zum einen schnell und wirtschaftlich erfolgen kann und andererseits frei von subjektiver Beurteilung ist, erfolgt die Bewertung anhand einer Datenbank mit gespeicherten Informationen nach Art eines Expertensystems, wobei die Bewertung automatisch, ohne Einschaltung des Bedienpersonals der Maschine durchgeführt wird.In order to This investigation is quick and economical and on the other hand is free from subjective judgment the evaluation using a database with stored information in the manner of an expert system, the assessment being automatic, is carried out without intervention of the operator of the machine.
Eine Fortbildung der Erfindung sieht vor, dass die gespeicherten Daten über die Beschaffenheit der Walzenoberfläche Solldaten und/oder typische Fehlerdaten enthalten. Hierunter ist zu verstehen, dass – vorzugsweise – typische Fehlerbilder gespeichert sind und zum Vergleich herangezogen werden. Genauso ist es auch möglich, dass ideale, d. h. einwandfreie Oberflächenbeschaffenheiten für den Vergleich herangezogen werden, die gespeichert sind.A Training of the invention provides that the stored data on the Texture of the roll surface Setpoint data and / or typical error data included. Below is to understand that - preferably - typical Error images are stored and used for comparison. That's exactly how it is possible that ideal, d. H. impeccable surface textures for comparison are used, which are stored.
Für die Fehlerprüfung der geschliffenen Walzenoberfläche gemäß obigem Schritt b) kommt bevorzugt ein optischer Sensor zum Einsatz.For error checking the ground roller surface according to the above Step b), an optical sensor is preferably used.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die ausgegebene Information gemäß obigem Schritt d) als Warnsignal und dann erfolgt, wenn das Ergebnis der Auswertung gemäß obigem Schritt c) eine Abweichung der geprüften Walzenoberfläche von den gespeicherten Daten über die Beschaffenheit der Walzenoberfläche ergibt, die über eine vorgegebene und gespeicherte Toleranz hinausgeht. Dabei wird also eine gewisse Toleranz zugelassen, innerhalb der sich gewisse Geometriedaten der Walzenoberfläche bewegen dürfen. Wird die Toleranz verlassen, erfolgt eine entsprechende Warnung, was es möglich macht, bereits dann zu reagieren, wenn nennenswerte Bearbeitungsfehler noch nicht eingetreten sind bzw. wenn diese noch mit geringem Aufwand behoben werden können.A Particularly advantageous embodiment of the invention provides that the information output according to the above Step d) as a warning signal and then takes place when the result of Evaluation according to the above Step c) a deviation of the tested roll surface of the stored data via the nature of the roll surface results that over a specified and stored tolerance goes beyond. So it will be allowed a certain tolerance within which some geometry data the roll surface allowed to move. Becomes leave the tolerance, there is a corresponding warning, what it possible makes, even then respond, if significant processing errors have not yet occurred or if this still with little effort can be corrected.
Die Ausgabe der Information gemäß obigem Schritt d) kann graphisch auf einem Maschinenbedienpult erfolgen. Alternativ oder additiv kann vorgesehen werden, dass die Ausgabe der Information in gedruckter Form erfolgt, was den Vorteil bietet, dass dann eine schriftliche Qualitätsdokumentation vorliegt.The Output of the information according to the above step d) can be done graphically on a machine control panel. alternative or additively, it can be provided that the output of the information done in print, which offers the advantage that then one written quality documentation is present.
Die Walzenschleifmaschine zum Schleifen einer Walze, die eine Schleifscheibe zum Schleifen der Walzenoberfläche aufweist, ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch Sensormittel zum Prüfen der geschliffenen Walzenoberfläche und zum Erkennen der Geometrie, d. h. der Oberflächenbeschaffenheit bzw. von vordefinierten Fehlerbildern der Walzenoberfläche sowie Mittel zum automatischen Auswerten des Ergebnisses der Fehlerprüfung der Walzenoberfläche.The Roll grinding machine for grinding a roll, which is a grinding wheel for grinding the roll surface has, is characterized according to the invention by sensor means for testing the ground roller surface and for recognizing the geometry, i. H. the surface condition or of predefined defect images of the roll surface and means for automatic Evaluate the result of the defect inspection of the roll surface.
Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass die Mittel zum automatischen Auswerten des Ergebnisses der Prüfung der Walzenoberfläche einen Speicher aufweisen, in dem Daten über die Beschaffenheit der Walzenoberfläche enthalten sind.there is preferably provided that the means for automatic evaluation the result of the test the roll surface have a memory in which data about the nature of roll surface are included.
Ferner kann vorgesehen werden, dass die Sensormittel zum Erkennen der Geometrie der Walzenoberfläche einen Laser aufweisen. Alternativ können die Sensormittel eine Kamera, insbesondere eine digitale Kamera, aufweisen.Further can be provided that the sensor means for detecting the geometry the roll surface have a laser. Alternatively, the sensor means a Camera, in particular a digital camera, have.
Mit den vorgeschlagenen Maßnahmen ist es möglich, eine schnelle und wirtschaftliche Prüfung und Beurteilung der Oberflächengeometrie der geschliffenen Walze vorzunehmen, bevor sie zum Einsatz kommt. Oberflächenfehler können daher in einem führen Stadium erkannt und behoben werden.With the proposed measures Is it possible, a fast and economical test and assessment of the surface geometry the ground roller before it is used. surface defects can therefore lead in one Stage are detected and corrected.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:In the drawing are embodiments of Invention shown. Show it:
In
den
Nach Beendigung des üblichen Schleifprozesses erfolgt eine Inspektion und Beurteilung der Oberfläche bei sich drehender Walze, was im Stand der Technik von einem erfahrenen Bedienungsmann durchgeführt wird, der allerdings seiner subjektiven Einschätzung unterliegt.To Termination of the usual Grinding process, an inspection and assessment of the surface is included rotating roller, which in the art of an experienced Operator performed which, however, is subject to its subjective assessment.
Der
erfindungsgemäße Vorschlag – als Alternative
zum visuellen Beurteilen der Walzenoberfläche durch das Bedienpersonal – ist in
Die
Walzenschleifmaschine
Die
Sensormittel
Die
Mittel zum automatischen Auswerten des gemessenen Signals sind in
An einem Maschinenbedienpult kann eine graphische Darstellung der ermittelten Werte und ihr Verhältnis zu einer vorgegebenen Toleranzschwelle angezeigt werden. Gegebenenfalls vorhandene Überschreitungen von Toleranzgrenzen werden angezeigt. Dabei können in diesem Falle – also bei Toleranzüberschreitungen – auch Warnungen diverser Art ausgelöst, z. B. akustische oder visuelle Signale ausgegeben werden.On a machine control panel, a graphical representation of the determined values and their Ratio to a predetermined tolerance threshold are displayed. If applicable, exceedances of tolerance limits are displayed. It can in this case - ie in tolerance overruns - also triggered warnings of various kinds, eg. B. acoustic or visual signals are output.
Am Maschinenbedienpult können des weiteren Prüfberichte ausgedruckt werden, die als Nachweis der erreichten Qualität dienen.At the Machine control console can Furthermore, test reports printed as evidence of the quality achieved.
Liegen
die ermittelten Fehler der Walzenoberfläche
Wie zu sehen, erfolgt also eine automatische Qualitätsprüfung der geschliffenen Walze bereits auf der Maschine. Das Ergebnis der Prüfung ist entweder die Freigabe oder die Sperrung der Walze. Hierdurch wird die Ausschussquote beim Walzen erheblich verringert.As Thus, an automatic quality check of the ground roll takes place already on the machine. The result of the test is either the release or the blocking of the roller. This will reduce the reject rate in Rollers significantly reduced.
Das
beschriebene Inspektionsverfahren ist ein Bestandteil des Schleifprozesses
in der Walzenschleifmaschine
Dabei wird unabhängig vom Maschinenbediener und auch unabhängig vom Walzenwerkstoff (Schmiedestahl/Guss) automatisch nach der Beendigung des Schleifens die Walzenoberfläche inspiziert und beurteilt. Das Ergebnis wird protokolliert und dient als Qualitätssicherungsnachweis der Walze für die Produktion von Metallband bzw. metallischen Folien.there becomes independent by the machine operator and also independent of the roll material (forged steel / cast iron) Automatically inspected after completion of grinding the roller surface and assessed. The result is logged and serves as a quality assurance record the roller for the Production of metal strip or metallic foils.
Für die Zuordnung der ermittelten Oberflächensignale zu den gespeicherten typischen Fehlerbildern dient eine geeignete Bilderkennungssoftware (nach Art eines neuronalen Systems), die als solche im Stand der Technik hinlänglich bekannt ist.For the assignment the determined surface signals the stored typical fault images is a suitable Image recognition software (in the manner of a neural system), the as such is well known in the art.
Wesentliche
Bedeutung für
die Funktionsfähigkeit
des erfindungsgemäßen Konzepts
hat dabei, wie gut es gelingt, gemessene Signale (Bilder) der Walzenoberfläche
Beispielhafte
Angaben hierzu finden sich in den
Die
Figuren, mit den jeweiligen Fehlern, sind teilweise nur schematisch
und zeigen die jeweiligen Fehler in übertriebener Weise. Gezeigt
ist zumeist zumindest jeweils der Blick auf die Oberfläche
1. Rattermarken1st chatter marks
In
Erscheinungsbild: Rattermarken sind Abweichungen der makrogeometrischen Gestalt der Oberfläche (z. B. von der Form des Kreiszylinders) von der Länge, die der wirksamen Schleifscheibenbreite entspricht. Sie liegen meist eng zusammen (Abstand: 3 bis 5 mm). Beim Längenschleifen wechselt ihre Lage mit dem sich überschneidenden Vorschub der Schleifscheibe.appearance: Chatter marks are deviations of the macrogeometric shape of the surface (for example, the shape of the circular cylinder) of the length, the corresponds to the effective grinding wheel width. They are usually close together (distance: 3 to 5 mm). When length grinding their changes Location with the intersecting Feed of the grinding wheel.
Ursache: Die Rattermarken entstehen aus selbsterregten Schwingungen. Die periodisch wechselnden Kräfte werden durch ungleiche Härte von Schleifscheibe und Werkstück, ungleiche Abstumpfung der Schleifscheibe u. ä. hervorgerufen. Die Energie der Schwingung wird aus dem Zerspanvorgang bezogen. Rattermar ken treten vor allem auf, wenn die Schleifscheibe abgestumpft oder zu fein abgerichtet ist. Ihre Frequenz liegt in der Nähe von Eigenfrequenzen einer Maschinengruppe (meist des Systems Schleifspindel-Schleifscheibenaufnahme-Schleifscheibe) oder des Werkstücks.Reason: The chatter marks arise from self-excited vibrations. The periodically changing forces be uneven hardness grinding wheel and workpiece, Uneven dulling of the grinding wheel u. ä. caused. The energy the vibration is obtained from the machining process. Rattermar ken especially occur when the grinding wheel is dulled or too is finely trained. Their frequency is close to natural frequencies a machine group (usually the system grinding wheel grinding wheel grinding wheel) or of the workpiece.
Abhilfe: Rattermarken lassen sich durch Abrichten der Schleifscheibe und Einsatz von gleichmäßig scheidenden Schleifscheiben beseitigen, die sich auch beim Fein- und Feinstschleifen gleichmäßig zusetzen.Remedy: Chatter marks can be achieved by dressing the grinding wheel and Use of evenly divisive Remove grinding wheels, which are also used for fine and ultra-fine grinding evenly add.
2. Facetten2. facets
Facetten werden auch Streifen, Linien oder Querschläge genannt.facets are also called stripes, lines or cross passages.
Erscheinungsbild: Facetten sind Abweichungen der makrogeometrischen Gestalt der Oberflächen (z. B. von der Form des Kreiszylinders) über die ganze oder einen Teil der Werkstücklänge, unabhängig von der wirksamen Scheibenbreite. Sie liegen meist parallel oder nur gering geneigt zur Werkstückachse und bestehen aus kleinen, meist schwer messbaren Erhöhungen und Vertiefungen der Werkstückoberfläche.appearance: Facets are deviations of the macrogeometric shape of the surfaces (z. B. of the shape of the circular cylinder) over the whole or a part the workpiece length, regardless of the effective wheel width. They are usually parallel or only slightly inclined to the workpiece axis and consist of small, mostly difficult to detect elevations and Recesses of the workpiece surface.
Facetten lassen sich durch Abziehen der Oberfläche mit tuschiertem Stahlband oder mit Kupferdraht deutlich sichtbar machen. Bei letzterem Verfahren treten sie noch stärker hervor, wenn die Werkstückoberfläche dünn mit Öl und Kreide bestrichen wird.facets can be removed by peeling off the surface with a tinted steel strip or clearly visible with copper wire. In the latter method they kick even stronger when the workpiece surface is thin with oil and chalk is deleted.
Folgende Arten von Facetten sind zu unterseiden:The following Types of facets are to be flossed:
2. 1. Facetten aus Maschinenstörungen2. 1. Facets of machine malfunctions
In
Ursache: Diese Facetten entstehen aus erzwungenen Schwingungen der Antriebe (Motoren) oder der Antriebselemente (Zahnräder, Ketten, Mitnehmer) sowie durch Reibung (ungünstige Auflage des Werkstückes in den Setzstöcken, anlaufende Maschinenteile) und aus Eigenschwingungsformen des Werkstücks. Je klarer sie hervortreten, desto mehr ist ihre Entstehungsursache auf der Werkstückseite zu suchen.Reason: These facets arise from forced vibrations of the drives (Engines) or the drive elements (gears, chains, drivers) as well by friction (unfavorable Edition of the workpiece in the buttocks, starting machine parts) and from natural vibration forms of the workpiece. ever they emerge more clearly, the more their origin is on the workpiece side to search.
Wirken die Erregerkräfte nur auf einen Teil des Werkstückumfangs oder der Werkstücklänge, so bilden sich nur dort ursächlich erzeugte Facetten, die aber meist über das ganze Werkstück Nachlauffacetten (s. unter Ziffer 2.4.) nach sich ziehen.Act the excitement forces only on a part of the workpiece circumference or the workpiece length, so form only cause there produced facets, but usually over the entire workpiece Nachlauffacetten (see section 2.4.).
Häufig lässt sich die Störquelle durch Auszählen der Facetten oder Messen ihres Abstandes ermitteln und der Fehler beheben. Es gilt für die Erregerdrehzahl (in U/min) ne = (dW/a) × nW, mit dem Werkstückdurchmesser dW in mm, der Werkstückdrehzahl nW in U/min) und dem Facettenabstand a in mm. Die Erregerdrehzahl kann auch ein Vielfaches der Umlaufdrehzahl sein.Often, the source of interference can be determined by counting the facets or measuring their distance and correct the error. It applies to the exciter speed (in rpm) n e = (d W / a) × n W , with the workpiece diameter d W in mm, the workpiece speed n W in rpm and the facet spacing a in mm. The excitation speed can also be a multiple of the rotational speed.
2.2. Facetten als Folge von Unterbrechungen der Werkstückoberfläche2.2. Facets as a result interruptions of the workpiece surface
In
Ursache: Beim Schleifen unterbrochener Werkstückoberflächen (z. B. Keilnuten) verlagern sich durch den unterschiedlichen Schleifdruck Werkstück- und Schleifscheibenachse. Beim Längenschleifen bauen sich diese Verlagerungen auch nach Anschnitt des vollen Werkstückumfangs nur langsam wieder ab.Reason: When grinding interrupted workpiece surfaces (eg keyways), they shift due to the different grinding pressure workpiece and grinding wheel axis. When length grinding These displacements build up even after cutting the full workpiece circumference only slowly back off.
Abhilfe: Schleifen mit hoher Werkstückdrehzahl, scharfer Schleifscheibe und geringer Zerspanleistung beim Fertigschleifen wirken dieser Art von Facetten entgegen.Remedy: Grinding with high workpiece speed, sharp grinding wheel and low cutting performance during finish grinding counteract this kind of facets.
2.3. Anschnittfacetten2.3. bleed facets
In
Ursache: Beim Anschnitt der Schleifscheibe auf harten, glatten Werkstückoberflächen wird der Schleifdruck höher als der die Schleifspindel zentrierende hydrodynamische Druck in der Schleifspindellagerung oder die Werkstücksteifigkeit. Es baut sich kurzzeitig eine selbsterregte Schwingung auf.Reason: When cutting the grinding wheel on hard, smooth workpiece surfaces is the grinding pressure higher as the grinding spindle centering hydrodynamic pressure in the grinding spindle bearing or the workpiece rigidity. It builds up for a short time a self-excited vibration.
Abhilfe: Die Schleifscheibe wird hart angestellt, bis eine harte Oberflächenhaut heruntergeschliffen ist. Nach dem Zwischenabrichten wird mit geänderten Zerspanbedingungen, vor allem mit anderer Werkstückdrehzahl, weitergeschliffen.Remedy: The grinding wheel is set hard until a hard surface skin is ground down. After the intermediate dressing is changed with Cutting conditions, especially with other workpiece speed, further ground.
2.4. Nachlauffacetten2.4. trailing facets
Ursache: Entstehen aus der unter Ziffer 2.1. bis 2.3. genannten Gründen auf einem Teil der Werkstückoberfläche Facetten, kann sich beim Längsschleifen auf Grund des damit verbundenen unterschiedlichen Schleifdrucks und wegen der Überdeckung des Vorschubs der Schleifscheibe ein Schwingungszustand erhalten, obgleich keine ursächliche Störung mehr vorhanden ist. Es bilden sich Nachlauffacetten, deren Erscheinungsbild den ursächlich entstandenen Facetten gleich oder ähnlich ist. Nachlauffacetten entstehen vor allem auf schlanken Werkstücken.Reason: Arising from the item 2.1. to 2.3. mentioned reasons a part of the workpiece surface facets, can be during longitudinal grinding due to the associated different grinding pressure and because of the overlap the feed of the grinding wheel obtained a vibrational state, although no causative disorder anymore is available. There are Nachlauffacetten, their appearance the cause resulting facets is the same or similar. trailing facets arise mainly on slender workpieces.
Abhilfe: Abrichten der Schleifscheibe, Weiterschleifen mit geänderten Zerspanbedingungen, vor allem andere Werkstückdrehzahl und kleinere Zerspanleistung.Remedy: Dressing the grinding wheel, grinding with changed Machining conditions, especially other workpiece speed and smaller cutting performance.
3. Schachbrettmuster3. Checkerboard pattern
In
Erscheinungsbild: Das Schachbrettmuster ist eine Abweichung der makrogeometrischen Form der Oberfläche, gebildet aus der Überlagerung von Rattermarken und Facetten. Die normalerweise parallel zur Werkstückachse laufenden Facetten werden unterbrochen durch die mit dem Vorschub der Schleifscheibe wandernden Rattermarken.appearance: The checkerboard pattern is a deviation of the macrogeometric Shape of the surface, formed from the overlay of chatter marks and facets. The normally parallel to the workpiece axis running facets are interrupted by those with the feed the grinding wheel wandering chatter marks.
Ursache: Der selbsterregten Schwingung, die Rattermarken erzeugt, ist eine erzwungene Schwingung überlagert. Die Erregung kommt meist von der Schleifradseite aus Unwuchten der Schleifscheibe oder des Schleifscheibenmotors und dessen elektrischen Fehlern (Oberschwingungen der Umlaufdrehzahl des Schleifmotors).Cause: The self-excited vibration that creates chatter marks is overlaid with a forced vibration. The excitement usually comes from the grinding wheel side imbalances of the grinding wheel or the grinding wheel motor and its electrical errors (harmonics of the rotational speed of the grinding motor).
Abhilfe: Nachwuchten und Abrichten der Schleifscheibe sowie Nachwuchten und passive Isolierung des Schleifmotors.Remedy: Re-balancing and dressing the grinding wheel and reweighing and passive insulation of the grinding motor.
4. Drall4th spin
In
den
Der Drall wird auch als Spirale oder als Schräglinie bezeichnet.Of the Twist is also referred to as a spiral or skew line.
Erscheinungsbild: Der Drall ist eine mikrogeometrische Abweichung von der normalen Oberflächengestalt. Er wird gebildet durch gleichmäßig verteilte Unregelmäßigkeiten auf der Werkstückoberfläche (z. B. Kommas oder zur übrigen Oberfläche hell oder dunkel wirkende Stellen). Das Auge erfasst diese Unregelmäßigkeiten als parallel laufende Linien. Die Steigung dieser Linien kann jeden beliebigen Wert annehmen und ist vom Verhältnis der Schleifscheibendrehzahl zur Werkstückdrehzahl abhängig.appearance: The twist is a microgeometric deviation from the normal one Surface shape. It is made by evenly distributed irregularities on the workpiece surface (z. B. commas or the rest surface light or dark spots). The eye captures these irregularities as parallel lines. The slope of these lines can be anyone take any value and is the ratio of the grinding wheel speed to the workpiece speed dependent.
Für den Abstand
der (gedachten) Drall-Linien gelten unter Vernachlässigung
der Schraubenlinie folgende Beziehungen:
Abstand der Drall-Linien
in Werkstückumfangsrichtung
(in mm) adu = dW × (nW/ns) mit dem Werkstückdurchmesser dW in
mm, der Werkstückdrehzahl
nW in U/min und der Schleifscheibendrehzahl
nS in U/min.The following relationships apply to the distance of the (imaginary) twist lines, neglecting the helix:
Distance of the twist lines in the workpiece circumferential direction (in mm) a du = d W × (n W / ns) with the workpiece diameter d W in mm, the workpiece speed n W in rpm and the grinding wheel rpm n S in rpm.
Abstand der Drall-Linien in axialer Richtung (in mm) ada = VV/nW mit der Vorschubgeschwindigkeit VV in mm/min und der Werkstückdrehzahl nW in U/min.Distance of the twist lines in the axial direction (in mm) a da = V V / n W with the feed speed V V in mm / min and the workpiece speed n W in rpm.
Oftmals überlagern sich Drall-Linien verschiedenen Aussehens, so dass man sie zum Ausmessen aussortieren muss. Liegen die Unregelmäßigkeiten in der Oberfläche genau in Richtung der Werkstückachse, lassen sich Drall-Linien von Facetten nur schwer unterscheiden.Often superimpose There are twist lines of different appearance, so you can measure them has to sort out. Are the irregularities in the surface exactly in the direction of the workpiece axis, it is difficult to distinguish twist lines from facets.
Drall lässt sich, im Gegensatz zu Facetten, durch Antuschieren der Oberfläche nicht deutlicher hervorheben, da er nicht durch einen makrogeometrischen Formfehler der Oberflächenform (fortlaufende Erhöhung oder Vertiefung) in der Werkstückoberfläche gebildet wird.twist let yourself, Unlike facets, by scrubbing the surface is not to emphasize more clearly, as it is not by a macrogeometric Shape error of the surface shape (continuous increase or recess) formed in the workpiece surface becomes.
Abhilfe: Intervallschaltung der Walzendrehzahl. Anmerkung hierzu: Ein Intervall der Schleifscheibendrehzahl erzeugt keine gleichmäßige Rauhigkeit auf der Walzenoberfläche.Remedy: Interval switching of the roller speed. Note: An interval the grinding wheel speed does not produce uniform roughness on the roll surface.
Folgende Arten von Drall sind zu unterscheiden:The following Types of spin are to be distinguished:
4.1. Drall aus Schleifscheibenfehler4.1. Twist from grinding wheel failure
Ursache: Dieser Drall entsteht beim Längsschleifen durch die Abwicklung einer ungleichmäßig wirkenden Schleifscheibenfläche oder -kante auf dem Werkstück. Mögliche Schleifscheibenfehler sind u. a. eine ungleiche Umfangshärte, eine Beschädigung der Schneidfläche oder -kante, ein Schlag der Schneidkante und ein Aufsetzen von Werkstückstoff auf die Schleifscheibe.Reason: This twist occurs during longitudinal grinding by the processing of a non-uniform grinding wheel surface or edge on the workpiece. Possible Grinding wheel errors are u. a. an uneven hoop hardness, a damage the cutting surface or edge, a blow of the cutting edge and a placement of workpiece material on the grinding wheel.
Abhilfe: Einsatz von Schleifscheiben gleicher Umfangshärte, Beseitigen der Beschädigung, Zurücksetzen der Schneidkante. Dabei sind kurze Anschleifzeiten nach dem letzten Abrichten anzustreben.Remedy: Use of grinding wheels of the same peripheral hardness, eliminating the damage, Reset to default the cutting edge. There are short sanding times after the last one To strive for dressing.
4.2. Drall aus erzwungener Schwingung auf die Schleifspindel4.2. Twist of forced Vibration on the grinding spindle
Ursache: In der Umlaufdrehzahl oder einem Vielfachen davon wird die Schleifscheibe durch Ungenauigkeiten oder Fehler im System Schleifspindel – Schleifspindellagerung zu erzwungenen Schwingungen angeregt. Dadurch wird sie ungleichmäßig belastet. Stellen höchster, kurzzeitiger Belastung brechen stärker aus und markieren sich auf der Werkstückoberfläche. Das entstehende Drallbild unterscheidet sich meist nicht von dem Drall aus Schleifscheibenfehlern.Reason: The grinding wheel is in orbit or a multiple thereof due to inaccuracies or errors in the system grinding spindle - grinding spindle bearing excited to forced vibrations. As a result, it is loaded unevenly. Place highest, short-term stress break stronger and mark on the workpiece surface. The The resulting spin pattern usually does not differ from the twist from grinding wheel defects.
Abhilfe: Überprüfen der Schleifspindel und der Schleifspindellagerung.Remedy: Check the Grinding spindle and the grinding spindle bearing.
4.3. Rautenmuster4.3. diamond pattern
In
Erscheinungsbild: Rautenmuster sind Sonderformen des Dralls. Sie entstehen beim Längsschleifen mit geringer oder ohne Schleifscheibenzustellung. Dem beim Überschleifen des Werkstücks in einer Vorschubrichtung entstandenen Drall werden beim Überschleifen in der anderen Richtung neue Drall-Linien überlagert, ohne dass die ursprünglichen abgetragen werden.appearance: Diamond patterns are special forms of twist. They arise during longitudinal grinding with little or no grinding wheel delivery. The when sanding of the workpiece in a feed direction resulting swirl when sanding in the other direction new swirl lines superimposed without removing the original ones become.
Ursache
und Abhilfe: Hierzu wird auf obige Ziffern
5. Vorschubmarkierungen5. Feed marks
Erscheinungsbild: Vorschubmarkierungen sind spiralig umlaufende Linien mit steilem Anstieg, der von der Werkstückdrehzahl und vom Vorschub abhängig ist.Appearance: Feed marks are spiraling, steeply rising lines that depend on the workpiece speed and feed rate.
Ursache: Vorschubmarkierungen bilden sich beim Längsschleifen durch den höheren Schleifdruck an der Schneidkante gegenüber den nachfolgend glättenden Zonen der Schleifscheibe.Reason: Feed marks form during longitudinal grinding due to the higher grinding pressure the cutting edge opposite the following smoothing Zones of the grinding wheel.
Abhilfe: Abbau des Schleifdrucks und Änderung des Verhältnisses Werkstückdrehzahl zu Vorschub. Runden der Schneidkanten der Schleifscheibe.Remedy: Degradation of the grinding pressure and change of the relationship Workpiece speed to feed. Rounding the cutting edges of the grinding wheel.
6. Kratzer (Kommas)6. scratches (commas)
Erscheinungsbild: Kratzer bzw. Kommas sind schmale Vertiefungen in Umfangsrichtung in der mikrogeometrischen Gestalt der Werkstückoberfläche.appearance: Scratches or commas are narrow depressions in the circumferential direction in the microgeometric shape of the workpiece surface.
Ursache: Kratzer bzw. Kommas bilden sich auf der Werkstückoberfläche durch loses Korn auf der Schleifscheibe, durch aufgesetzte Werkstückstoffteile auf der Schleifscheibe und durch Verunreinigungen im Kühlmittel, die an die Schnittstelle zwischen Schleifscheibe und Werkstück gedrückt werden. Weiterhin kann die eingesetzte Schleifscheibe zu weich sein.Reason: Scratches or commas form on the workpiece surface due to loose grain on the surface Grinding wheel, through attached workpiece material parts on the grinding wheel and by impurities in the coolant, which are pushed to the interface between grinding wheel and workpiece. Furthermore, the grinding wheel used can be too soft.
Abhilfe: Druckspülung für die Schleifscheibe, Einsatz von Schleifscheiben mit großem Porenraum, Verbesserung der Kühlmittelreinigung, Wechsel des Kühlmittels, Schleifen im Gleichlauf, Einsatz von Schleifscheiben mit keramischer Bindung.Remedy: pressure flushing for the Grinding wheel, use of grinding wheels with large pore space, improvement the coolant cleaning, Change of coolant, Grinding in synchronism, use of grinding wheels with ceramic Binding.
7. Schalenmuster7. Shell pattern
In
Erscheinungsbild: Schalenmuster sind makrogeometrische Abweichungen in der Oberflächengestalt eines Werkstücks in Form schalenförmiger Vertiefungen.appearance: Shell patterns are macrogeometric deviations in surface shape a workpiece in the form of bowl-shaped depressions.
Ursache: Schalenmuster entstehen durch Schwingungen des Abrichtdiamanten während des Abrichtens, hervorgerufen durch fehlerhafte Halterungen oder Führung des Diamanten oder wenn der Diamant nicht sicher angeordnet ist. Stumpfe Diamanten begünstigen die Schalenmusterbildung.Reason: Shell patterns are caused by vibrations of the dressing diamond while truing, caused by faulty brackets or guide of the diamond or if the diamond is not arranged securely. Favor dull diamonds the shell pattern formation.
Abhilfe: Überprüfen der Abrichtvorrichtung und des Abrichtdiamanten.Remedy: Check the Dressing device and dressing diamond.
8. Rillen8. grooves
Die
Erscheinungsformen: Rillen sind makrogeometrische Abweichungen in der Oberflächengestalt eines Werkstücks, umlaufend in Umfangsrichtung im Abstand des Abrichtvorschubs.Manifestations: Grooves are macrogeometric deviations in the surface shape of a Workpiece circumferentially in the circumferential direction at the distance of the dressing feed.
Ursache: Rillen auf dem Werkstück entstehen vor allem beim Einstechschleifen, wenn beim Abrichten ein „Gewindeprofil" auf die Schleifscheibe geschnitten wird. Es bildet sich vor allem bei spitzen Diamanten, hoher Abrichtzustellung und einem Abrichtvorschub pro Schleifscheibenumdrehung, der größer als die Abnutzungsfläche des Diamanten ist.Reason: Grooves on the workpiece arise especially when plunge grinding when dressing a "thread profile" on the grinding wheel is cut. It forms especially with pointed diamonds, high dressing feed and a dressing feed per wheel revolution, the bigger than the wear surface of the diamond is.
Abhilfe: Abrichtvorschub und Abrichtzustellung verringern.Remedy: Reduce dressing feed and dressing feed.
9. Wolken9. Clouds
In
Erscheinungsform: Wolken sind großflächige, in der Form unregelmäßige Abweichungen der Mikrogeometrie der Werkstückoberfläche, die nur bei fein- oder feinstgeschliffenen Oberflächen auftreten und durch unterschiedliche Reflexion sichtbar werden.Appearance: Clouds are large, in the shape irregular deviations the microgeometry of the workpiece surface, the occur only with fine or finest ground surfaces and by different Reflection become visible.
Ursache: Wolken werden verursacht durch aperiodische Steifigkeitsänderungen zwischen Schleifscheibe und Werkstück während des Bewegungsablaufes, vornehmlich bei älteren Maschinen auftretend, oder durch ungenügenden, ungleich mäßigen Schleifdruckabbau beim Schleifen mit den nächst gröberen Schleifscheiben.Reason: Clouds are caused by aperiodic stiffness changes between the grinding wheel and the workpiece during the course of the movement, especially in older ones Machines occurring, or by insufficient, uneven moderate pressure drop when grinding with the next coarser Grinding wheels.
Abhilfe: Wolken, die durch aperiodische Steifigkeitsänderungen erzeugt werden, lassen sich mit einfachen Mitteln nicht beseitigen. Sie können verringert werden durch Anschleifen mit sehr geringem Schleifdruck. Bei Wolken, die durch ungenügenden Schleifdruckabbau verursacht werden, muss nochmals mit gröberen Schleifscheiben ausgeschliffen werden.Remedy: Clouds, which are generated by aperiodic stiffness changes, let can not eliminate itself with simple means. They can be reduced Be made by sanding with very low sanding pressure. In clouds, due to insufficient grinding pressure reduction must be ground again with coarser grinding wheels.
10. Grobflächige, klar begrenzte Markierungen10. Coarse, clear limited marks
Diese
sind als Fehlerbild in
Erscheinungsbild: Diese Markierungen sind meist Abweichungen in der Mikrogeometrie der Werkstückoberfläche, vornehmlich auf feingeschliffenen Oberflächen durch Reflexionsänderungen sichtbar und in ihrer Form gleichmäßig begrenzt je nach Entstehungsursache.Appearance: These markings are mostly deviations in the microgeometry of the workpiece surface, especially on finely ground surfaces due to reflection changes bar and evenly limited in their shape depending on the cause.
Ursache: Einwirkungen können sein von außen (z. B. durch Stöße, die langsam abklingen), vom Werkstück (z. B. begrenzte Zonen unterschiedlicher Härte), von der Maschine (z. B. Auflaufen der Vorschub-Antriebszahnstangen auf dem Antriebsritzel) oder vom Kühlmittel (z. B. Schleifschlammbrocken zwischen Schleifscheibe und Werkstück).Reason: Actions can be from the outside (eg by impacts, the decay slowly), from the workpiece (eg limited zones of different hardness), from the machine (e.g. B. emergence of the feed drive racks on the drive pinion) or from the coolant (eg grinding slug between grinding wheel and workpiece).
Abhilfe: Es sind die jeweiligen genannten Mängel zu beseitigen.Remedy: The respective deficiencies have to be eliminated.
Die Speicherung der jeweiligen Fehlerbilder dieser und gegebenenfalls weiterer typischer Erscheinungen und der Vergleich des gemessenen Signals bzw. Bilds mit diesen Fehlerbildern schafft die Möglichkeit, zuverlässig auf Ursachen vorhandener Fertigungsschwächen zu schließen und ausgehend hiervon nicht nur eine Beurteilung der Qualität der geschliffenen Walze abzugeben, sondern auch Abstellmaßnahmen vorzuschlagen.The Storage of the respective faulty images of these and, where appropriate other typical phenomena and the comparison of the measured Signaling or image with these defect images creates the possibility reliable to close on causes of existing manufacturing weaknesses and From this not only an assessment of the quality of the ground To submit roller, but also propose parking measures.
- 11
- Walzeroller
- 22
- Walzenschleifmaschineroll Grinders
- 33
- Walzenoberflächeroll surface
- 44
- Schleifscheibegrinding wheel
- 55
- Sensormittel (Kamera)sensor means (Camera)
- 66
- Mittel zum automatischen Auswertenmedium for automatic evaluation
- 77
- SpeicherStorage
- 88th
- Halterungbracket
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