DE102007042526A1 - Method for correcting processing tool position for processing of pipes, requires sensor device for detecting undesirable longitudinal movements of pipe - Google Patents

Method for correcting processing tool position for processing of pipes, requires sensor device for detecting undesirable longitudinal movements of pipe Download PDF

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Abstract

A method for balancing out unwanted longitudinal movement, in which the amount of undesirable longitudinal movement of a pipe is detected by a sensor and so is converted into additional movement/displacement of processing tool, so that between the pipe and processing tool no critical displacements reoccurs.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Korrigieren der Position eines Bearbeitungswerkzeugs für die allgemeine Bearbeitung von zylindrischen Rohren die während der Bearbeitung um ihre horizontal liegende Achse gedreht (rotiert) werden.The The invention relates to a method for correcting the position of a Editing tool for the general processing of cylindrical pipes during the Machining rotated around its horizontal axis (rotated) become.

Zylindrische Rohre werden ab gewissen Durchmessern aus gewalzten Blechen die nach dem Walzen zumeist durch ein Schweißverfahren am Umfang geschlossen wurden, hergestellt. Dabei gibt es unterschiedliche Rohrtypen. Hierbei sind insbesondere die mit Längs- oder Spiralnähten geschweißte Rohre zu unterscheiden. Durch die stets nur begrenzte Genauigkeit bei der Herstellung dieser Rohre, kommt es zu Unrundheiten, Krümmungen, oder Abweichungen im Durchmesser also z.B. Konizitäten, Tonnenform, u.s.w.. Diese Formfehler verursachen beim Rotieren Relativbewegungen im Bezug auf die, das Rohr haltenden oder tragenden Vorrichtungen. Dadurch kommt es beispielsweise bei einem Rohr mit einem Außendurchmesser von z.B. einem Meter und einer Länge von z.B. 10 Metern ohne weiteres zu einer Längsverschiebung von 5 mm, wenn das Rohr einmal um 360° gedreht wird.cylindrical Pipes are from certain diameters of rolled sheets the after rolling usually closed by a welding process on the circumference have been produced. There are different tube types. in this connection especially those with longitudinal or spiral seams welded pipes to distinguish. Due to the always limited accuracy at the production of these pipes, there are discontinuities, curvatures, or deviations in diameter, e.g. Conicities, barrel shape, u.s.w .. These shape errors cause relative movements during rotation with respect to the tube holding or carrying devices. As a result, for example, a tube with an outer diameter from e.g. a meter and a length from e.g. 10 meters readily to a longitudinal displacement of 5 mm, if the Once turned 360 ° becomes.

Das hier vorgeschlagene Verfahren zur Korrektur ist daher nötig, wenn es insbesondere bei schweren Rohren, bei der Rotation zu einer unzulässig großen Längsbewegung des Rohrs kommt, denn die beiden gängigsten Verfahren, Einspannen in einem Drehfutter oder Auflegen auf einer Rollendrehvorrichtung, sind beispielsweise bei über 1000 kg schweren Rohren nicht in der Lage die durch Walkbewegungen, Unrundheiten, Oberflächenfehler, u.s.w. ausgelösten Längsbewegungen vollständig zu unterbinden.The Proposed correction procedures are therefore necessary when especially in the case of heavy tubes, during rotation to an inadmissibly large longitudinal movement the tube comes, because the two most common methods, clamping in a lathe chuck or laying on a roller turning device, are for example over 1000 kg heavy pipes unable by the Walk movements, Non-circularities, surface defects, etc. triggered longitudinal movements Completely to prevent.

Störend wirkt die beschriebene Längsbewegung immer dann wenn an dem Rohr eine exakte Bearbeitung, mit Hilfe eines frei geführten Bearbeitungswerkzeugs vorgenommen werden soll. Frei geführt bedeutet hierbei, dass das Bearbeitungswerkzeug nicht am Werkstück sondern an einem seperaten Führungssystem oder Halter, befestigt ist. Dies kann z.B. die Bearbeitung mit Hilfe eines Trennschneideverfahrens wie z.B. dem Autogenschneiden, dem Plasmaschneiden, oder dem Laserschneiden sein. Ebenso kann es auch das Beschriften oder Markieren der Oberfläche mit geeigneten Werkzeugen sein. Bearbeitungswerkzeuge sind hierbei im weitestens Sinne Gerätschaften mit deren Hilfe eine Bearbeitung am Rohr ausgeführt werden kann.Disturbing acts the described longitudinal movement always when an exact processing on the pipe, with the help of a free guided Machining tool to be made. Free guided means Here, that the machining tool not on the workpiece but on a separate guidance system or holder, is attached. This can e.g. editing with help a separating cutting method such as e.g. the oxyacetylene cutting, the Plasma cutting, or laser cutting. So can it marking or marking the surface with suitable tools be. Machining tools are in the widest sense equipment with the help of a machining on the pipe can be performed.

Verschiebt sich das Rohr nun während des Arbeitsvorgangs in undefinierter Weise, ist es nicht mehr möglich den gewünschten Prozess mit hoher Genauigkeit auszuführen. So ist es z.B. nicht möglich ein Rohr das auf einer Drehvorrichtung liegt exakt gerade abzuschneiden, ohne dass nicht zumindest ein kleiner Versatz zwischen Beginn und Ende der Schneidfuge entsteht.moves the tube now while of the work process in an undefined way, it is no longer possible the desired Process with high accuracy. So it is e.g. Not possible Pipe that is lying on a turning device cut exactly straight, without at least a small offset between the beginning and the end End of the kerf is formed.

Aufgabetask

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Fehler, der dadurch entsteht dass ein Rohr undefinierte Relativbewegungen im Bezug zu einem Bearbeitungswerkzeug ausführt, auszugleichen.Of the Invention is based on the object, the error that arises that a pipe undefined relative movements in relation to a machining tool executing, compensate.

Lösungsolution

Ausgehend von den bestehenden Verfahren zum Bearbeiten von Rohren wird nach der Erfindung vorgeschlagen, dem Bearbeitungswerkzeug eine zusätzliche Bewegung (Versatz oder Offset) aufzuprägen, die der störenden Bewegung des Rohrs mit hoher Genauigkeit folgt. Dieses wird durch einen fest montierten Sensor ermöglicht der den Abstand einer Platte misst die mittig im Rohrende fixiert ist. Durch eine geeignete Hilfsvorrichtung wird die besagte Platte im Rohrende fixiert. Die Platte wird dabei so ausgerichtet, dass ihre Ebene bei der Rotation des Rohrs nur eine kleine Taumelbewegung ausführt. Der fest montierte Sensor erfasst nun den Abstand zu dem Punkt der Platte, der nahe am Rotationszentrum des Rohrs liegt. Entfernt sich die Platte und damit das Rohr vom Sensor, oder nähert es sich an den Sensor an, so wird diese Wegänderung mit Hilfe einer Steuerung, als ein Versatz der Bewegung des Wekzeugs so hinzu gefügt, dass zwischen dem Rohr und dem Bearbeitungswerkzeug keine störende seitliche Verschiebung mehr auftritt.outgoing Of the existing methods for machining pipes is after proposed the invention, the machining tool an additional To impose motion (offset or offset), the disturbing movement follows the pipe with high accuracy. This is made by a firmly mounted Sensor allows which measures the distance of a plate which is fixed in the center of the pipe end is. By a suitable auxiliary device, the said plate fixed in the pipe end. The plate is aligned so that their plane during the rotation of the tube only a small tumbling motion performs. The fixed sensor now detects the distance to the point of the Plate lying near the center of rotation of the tube. Removes itself the plate and thus the tube from the sensor, or it approximates to the sensor, this is the way change by means of a controller, as an offset of the movement of the tool so added, that between the pipe and the machining tool no disturbing lateral Shift more occurs.

Beim Einsatz des vorgeschlagenen Verfahrens kann je nach Genauigkeit des Sensors und der nachfolgenden Steuerung eine entsprechende hohe Genauigkeit der gewünschten Bearbeitungskontur erreicht werden.At the Use of the proposed method may vary depending on accuracy the sensor and the subsequent control a corresponding high accuracy the desired Machining contour can be achieved.

Ausführungsbeispiel:Embodiment:

Eine einfache Drehvorrichtung (1) zum geraden Trennen von horizontal rotierenden Rohren (2), weist zwei ebenfalls horizontal liegende Drehrollen (3) auf, auf denen das zu trennende Rohr aufliegt. Neben dem Rohr befindet sich parallel zu diesem, ein in Rohrlängsrichtung verschiebbarer Schlitten (4) durch dessen Verschiebung das Bearbeitungswerkzeug an der gewünschten Stelle des Rohrs platziert wird. Auf diesem Schlitten befindet sich ein zusätzlicher Schlitten (5), der von einem Antrieb (6) ebenfalls parallel zum Rohr, beispielsweise um 200 mm in dessen Längsrichtung verschoben werden kann. An einem Ende der Vorrichtung, und somit auch in der Nähe eines Endes des Rohrs, welches auf der Vorrichtung liegt, befindet sich eine Haltevorrichtung (7) für einen Abstandssensor (8). In das Rohrende des auf der Vorrichtung liegenden Rohrs, das sich an der dem Sensor zugewandten Seite befindet, wird eine teleskopartige Spreizklemme (9) eingesetzt die eine auf ihr verschiebbar angeordnete Platte (10) besitzt. Die Spreize steht mittig im Rohrende, und die Platte wird auf ihr so geschoben, dass sie sich relativ genau in der Mitte des Rohrendes befindet. Die Platte muss außerdem so ausgerichtet werden, dass sie nur geringe Taumelbewegungen bei der Rotation des Rohrs ausführt. Der Sensor wird nun so ausgerichtet, dass er mit nur geringer Abweichung von der Rotationsachse des Rohrs den Abstand zu der Plattenmitte messen kann. Dem Sensor nachgeschaltet ist eine Steuereinheit (11), die die Messwerte des Sensors entsprechend umrechnet und dann wenn das Rohr sich beispielsweise um 2 mm vom Sensor weg bewegt, den zusätzlichen Schlitten mit dem Bearbeitungswerkzeug (12) über den Antrieb (6) ebenfalls um 2 mm in die gleiche Richtung verschiebt wie das Rohr.A simple turning device ( 1 ) for straight cutting of horizontally rotating pipes ( 2 ), has two likewise horizontally lying rotary rollers ( 3 ), on which rests the pipe to be separated. In addition to the tube is parallel to this, a slidable in the tube longitudinal direction slide ( 4 ) by the displacement of the machining tool is placed at the desired location of the tube. On this slide is an additional slide ( 5 ) driven by a drive ( 6 ) can also be moved parallel to the pipe, for example by 200 mm in the longitudinal direction. At one end of the device, and thus also near one end of the tube, which lies on the device, there is a holding device ( 7 ) for a distance sensor ( 8th ). Into the tube end of the tube lying on the device, located on the the sensor facing side is a telescopic expansion clamp ( 9 ) used a slidably mounted on their plate ( 10 ) owns. The spreader is centered in the pipe end, and the plate is pushed onto it so that it is located relatively precisely in the middle of the pipe end. The plate must also be aligned so that it performs little wobble as the tube rotates. The sensor is now aligned so that it can measure the distance to the center of the plate with only slight deviation from the axis of rotation of the tube. Downstream of the sensor is a control unit ( 11 ), which converts the measured values of the sensor accordingly and then, for example, when the pipe moves away from the sensor by 2 mm, the additional slide with the machining tool ( 12 ) via the drive ( 6 ) also moves 2 mm in the same direction as the pipe.

Somit ist die Aufgabe der Erfindung gelöst, da nun unabhängig von allen sonstigen Bewegungen des Rohrs und z.B. des Bearbeitungswerkzeugs, die Posititon des Bearbeitungswerkzeugs in Längsrichtung zum Rohr stets der gewünschten und vorgegebenen Position entspricht.Consequently the object of the invention is solved, since now independent of all other movements of the tube and e.g. the machining tool, the position of the machining tool in the longitudinal direction of the pipe always the desired and predetermined position corresponds.

Claims (5)

Verfahren zum Ausgleichen der unerwünschten Längsbewegungen eines horizontal liegenden Rohrs im Bezug zu einem Bearbeitungswerkzeug, die durch die Rotation des Rohrs um seine horizontal liegende Längsachse während der Bearbeitung ausgelöst wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag der unerwünschten Längsbewegung des Rohrs durch einen Sensor erfasst und so in eine zusätzliche Bewegung bzw. Verschiebung des Bearbeitungswerkzeugs übersetzt wird, dass zwischen Rohr und Bearbeitungswerkzeug keine kritische Verschiebung mehr auftritt.A method for compensating for the undesired longitudinal movements of a horizontally lying pipe relative to a machining tool triggered by the rotation of the pipe about its horizontal longitudinal axis during machining, characterized in that the amount of unwanted longitudinal movement of the pipe is detected by a sensor and so on is translated into an additional movement or displacement of the machining tool that no critical shift between pipe and machining tool occurs. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzbewegung zu einer vorhandenen Achse hinzu addiert wird.Method according to claim 1, characterized in that that adds the additional movement to an existing axis becomes. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzbewegung durch einen Zusatzschlitten ausgeführt wird.Method according to claim 1, characterized in that that the additional movement is carried out by an additional slide. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erfassung der Verschiebung ein elektronischer Sensor eingesetzt wird.Method according to claim 1, characterized in that that used for detecting the displacement of an electronic sensor becomes. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bereitstellung einer Bezugsposition in das Ende des Rohrs ein spreitzbarer Halter in Teleskopbauweise, mit einer auf ihm verschiebbaren Platte eingesetzt wird.Method according to claim 1, characterized in that that for providing a reference position in the end of the tube a spreaderable holder in telescopic construction, with a slidable on it plate is used.
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