DE19532222C2 - Process for the production of roller contours - Google Patents
Process for the production of roller contoursInfo
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- B24B5/37—Single-purpose machines or devices for grinding rolls, e.g. barrel-shaped rolls
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Walzenkonturen mit vorge gebener Sollkontur.The invention relates to a method for producing roller contours with pre given target contour.
Die Herstellung von hochgenauen, beliebigen Walzenkonturen stellt ein fertigungs technisch großes Problem dar. Das Problem ist u. a. darin begründet, dass eine Schrägstellung der Walze beim Einspannen in die Schleifmaschine auch durch auf wendiges Ausrichten nicht vollständig auszuschließen ist. Darüber hinaus sind Ma schinen- und Fertigungsfehler bei Schleifmaschinen mit Direktzustellung, Kippung oder Exzenterzustellung zu berücksichtigen.The production of high-precision, any roller contours is a manufacturing technically big problem. The problem is u. a. based on the fact that a Inclination of the roller when clamping in the grinding machine also by agile alignment cannot be completely ruled out. In addition, Ma machine and manufacturing defects in grinding machines with direct infeed, tilting or eccentric delivery to be considered.
Walzenkonturen werden üblicherweise mit einem Verfahren hergestellt, bei dem zu nächst die Lage der Walze in der Einspannvorrichtung der Schleifmaschine sowie die fehlerbehaftete Kontur der Walze manuell vom Schleifmaschinenbediener vermessen wird. Diese mit Hilfe von aufwendigen Messfahrten gewonnenen Daten werden mit einer Sollkurve verglichen. Unter Berücksichtigung der erforderlichen Fertigungstole ranzen wird die Walze anschließend geschliffen, wobei die von der Schleifeinrichtung zu verfahrende Kurve vom Maschinenbediener von Hand nachgeregelt wird. Dies setzt eine große Erfahrung des Maschinenbedieners voraus. Die Nachteile dieses Ver fahrens bestehen darin, daß es sehr zeitaufwendig ist und nur von wenigen Maschi nenbedienern beherrscht wird. Darüber hinaus erstreckt sich die Erfahrung des Ma schinenbedieners nur auf vergangene Bearbeitungsvorgänge. Die während des je weiligen Schleifvorgangs herrschenden Zustände, das sind neben Gewicht und Schleiflage der Walze die Temperatur der gesamten Anordnung, damit verbundener Verzug der Walze sowie Verschleiß des Schleifmediums, müssen stets neu durch den Maschinenbediener erkannt und in manuelle Korrekturen umgesetzt werden.Roll contours are usually produced using a process in which next the position of the roller in the clamping device of the grinding machine and the incorrect contour of the roller is measured manually by the grinding machine operator becomes. These data, which are obtained with the help of complex measurement runs, are also used compared to a target curve. Taking into account the required manufacturing stole The roller is then sanded using the grinding device The machine operator can manually adjust the curve to be traversed. This requires a great deal of experience from the machine operator. The disadvantages of this ver driving is that it is very time consuming and only by a few machines is mastered. In addition, the experience of Ma machine operator only on past processing operations. The during the conditions prevailing grinding, besides weight and Grinding position of the roller the temperature of the entire arrangement, associated with it Warping of the roller and wear of the grinding medium must always be repeated the machine operator is recognized and converted into manual corrections.
Aus der CH-Zeitschrift "Technische Rundschau Nr. 49" vom 01. Dezember 1981, Seiten 25 und 27, sind darüber hinaus allgemeine Ausführungen zum "Prüfen und Messen an spanenden Werkzeugmaschinen" bekannt. Darin wird das Messen nach der Bearbeitung als nachteilig beanstandet, da die Korrekturwerte erst verspätet anfallen. Aus der DE 39 00 491 A1 ist eine Messeinrichtung für eine Rohrschleif maschine bekannt, die aus einem C-bogenförmigen Messarm besteht. Auf dem Messarm sind drei Messsonden befestigt, die während des Schleifvorgangs konti nuierlich die X-Y-Lage-Koordinaten der zu schleifenden Walze, ihren Durchmesser und ihre Balligkeit messen. Die Regelabweichungen werden Stellgliedern zugeführt, die eine Ausrichtung der Walze vornehmen sowie die Erreichung eines vorgegebenen Durchmessers und einer vorgegebenen Balligkeitsform gewährleisten. Bei dieser Messeinrichtung ist nachteilig, dass aufgrund des von der Schleifscheibe während des Schleifvorgangs auf die Walze ausgeübten Druckes die ermittelten Messwerte verfälscht werden und die ermittelten Messwerte somit einen Fehler beinhalten.From the CH magazine "Technische Rundschau No. 49" from December 1st, 1981, Pages 25 and 27, are also general comments on "testing and Measuring on cutting machine tools "is known complained of the processing as disadvantageous since the correction values were only delayed attack. DE 39 00 491 A1 describes a measuring device for a pipe grinding known machine, which consists of a C-shaped measuring arm. On the Measuring arm, three measuring probes are attached, which are continuous during the grinding process The X-Y position coordinates of the roller to be ground, its diameter and measure their crowning. The control deviations are fed to actuators align the roller and achieve a predetermined one Ensure diameter and a predetermined crown shape. At this Measuring device is disadvantageous that due to the grinding wheel during of the pressure exerted on the roller during the grinding process are falsified and the measured values thus contain an error.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von Walzen konturen zu schaffen, bei dem die gewünschte Sollkontur der Walze iterativ ohne fehlerhafte Einflüsse der Schleifscheibe hergestellt wird. Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. The invention is based on the object of a method for producing rollers to create contours in which the desired target contour of the roller iteratively without faulty influences of the grinding wheel is produced. According to the invention this object is achieved by the features of claim 1.
Mit dem Verfahren nach der Erfindung ist eine personenunabhängige Korrektur der Walzen möglich. Darüber hinaus ist die Korrektur sofort an den jeweiligen Maschi nenzustand anzupassen. Durch die Ermittlung der Kontur der Walze im ausgeschlif fenen Zustand der Walze sind die ermittelten Messwerte frei von fehlerhaften Ein flüssen des von der Schleifscheibe auf die Walze ausgeübten Druckes. Die ge wünschte Sollkontur der Walze wird iterativ hergestellt, in dem nach einem Schleif vorgang jeweils die geschliffene Kontur im ausgeschliffenen Zustand der Walze er fasst wird und aus den Messwerten sowie den aus der Sollkontur abgeleiteten Soll werten eine neue Sollkurve errechnet wird.With the method according to the invention, a person-independent correction of the Rolling possible. In addition, the correction is immediately on the respective machine state. By determining the contour of the roller in the ground In the open state of the roller, the measured values determined are free of incorrect inputs flows of the pressure exerted by the grinding wheel on the roller. The ge Desired target contour of the roller is produced iteratively, in the after grinding the ground contour in the ground state of the roller is taken and from the measured values and the target derived from the target contour a new target curve is calculated.
In der einzigen Figur der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.In the single figure of the drawing is an embodiment of a device for Implementation of the method according to the invention is shown schematically and is described in more detail below.
Walzenschleifmaschinen bestehen im Wesentlichen aus einem Maschinenbett 1, ei nem Antrieb 2, einer Einspannvorrichtung 3 sowie einer Schleifvorrichtung 4. Die Einspannvorrichtung 3 ist mit Hilfe des Antriebs 2 in Längsrichtung des Maschinen betts 1 auf diesem verfahrbar. Die Schleifvorrichtung 4 ist an einer der beiden Längs seiten des Maschinenbetts 1 angeordnet. Die Schleifvorrichtung 4 weist einen An trieb 4.1 sowie eine Schleifscheibe 4.2 auf. Der Antrieb 4.1 dient zum einen dazu, die Schleifscheibe 4.2 in Rotation zu versetzen, zum anderen dient er zum Verfahren der Schleifscheibe in Querrichtung des Maschinenbetts 1.Roll grinding machines essentially consist of a machine bed 1 , a drive 2 , a clamping device 3 and a grinding device 4 . The clamping device 3 can be moved on the machine bed 1 in the longitudinal direction of the machine bed 1 by means of the drive 2 . The grinding device 4 is arranged on one of the two longitudinal sides of the machine bed 1 . The grinding device 4 has a drive 4.1 and a grinding wheel 4.2 . The drive 4.1 serves on the one hand to set the grinding wheel 4.2 in rotation, and on the other hand it serves to move the grinding wheel in the transverse direction of the machine bed 1 .
In die Einspannvorrichtung 3 ist eine Walze 5 eingespannt. Mit Hilfe des Antriebs 2 wird auch die Walze 5 in Rotation um ihre Längsachse versetzt. Um eine Materialab nahme auf der Walze zu erreichen, fährt die rotierende Schleifscheibe 4.2 quer zum Maschinenbett 1 in Richtung der Walze 5 vor, bis die Schleifscheibe 4.2 die entge gengesetzt rotierende und in Längsrichtung verfahrende Walze 5 berührt.A roller 5 is clamped in the clamping device 3 . With the help of the drive 2 , the roller 5 is also set in rotation about its longitudinal axis. In order to achieve a material removal on the roller, the rotating grinding wheel 4.2 travels transversely to the machine bed 1 in the direction of the roller 5 until the grinding wheel 4.2 touches the roller 5 rotating in the opposite direction and moving in the longitudinal direction.
Eine Messeinrichtung 6, die zwei diametral angeordnete Messtaster 6.1, 6.2 auf weist, nimmt entlang der Längsachse der rotierenden Walze 5 die Position und Lage sowie die Kontur der Walze 5 auf. Es wird der Abstand A zwischen Messtaster 6.1 und Walze 5 sowie der Abstand B zwischen Messtaster 6.2 und Walze 5 gemessen. A measuring device 6 , which has two diametrically arranged measuring probes 6.1 , 6.2 , records the position and position as well as the contour of the roller 5 along the longitudinal axis of the rotating roller 5 . The distance A between probe 6.1 and roller 5 and the distance B between probe 6.2 and roller 5 are measured.
Die ermittelten Daten werden einer Schleifsteuerung 7 zugeführt, in der die gemes senen Werte nach der Formel (A + B)/2 verarbeitet werden. Dieses Ergebnis kann als Fehlerkurve dargestellt werden. Es wird mit der gewünschten Sollkurve verglichen und automatisch eine Korrekturkurve erzeugt, die der Sollkurve überlagert wird. In der Fehlerkurve sind sämtliche Einflüsse der Maschine auf Fehler, wie z. B. Bettfehler durch Temperatur und Walzengewicht, enthalten. Darüber hinaus sind Fehler der Zustellachse durch Lose oder Maschinengeometrie enthalten. Die Messung wird im ausgeschliffenen Zustand der Walze 5 vorgenommen, d. h. weiteres Schleifen mit dieser Sollkontur bringt keine Änderung an der Walzenkontur.The determined data are fed to a grinding controller 7 , in which the measured values are processed according to the formula (A + B) / 2. This result can be represented as an error curve. It is compared with the desired target curve and a correction curve is automatically generated, which is superimposed on the target curve. In the error curve, all influences of the machine on errors, e.g. B. bed errors due to temperature and roll weight included. In addition, errors in the infeed axis due to lots or machine geometry are included. The measurement is carried out in the ground state of the roller 5 , ie further grinding with this target contour does not change the roller contour.
Ist eine erste korrigierte Sollkurve geschliffen, wird eine erneute Messung durchge führt und mit der Ursprungssollkurve verglichen. Aus diesem Vergleich wird eine neue Fehlerkurve erzeugt. Diese neue Fehlerkurve wird der korrigierten Sollkurve überlagert. Dieser Vorgang kann beliebig häufig wiederholt werden, bis die zulässige Abweichung der Walzenkontur von der Sollkurve erreicht ist. Versuche haben erge ben, dass bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach der zweiten Messung das gewünschte Ergebnis erreicht ist.Once a first corrected target curve has been ground, a new measurement is carried out leads and compared with the original target curve. This comparison becomes one new error curve generated. This new error curve becomes the corrected target curve superimposed. This process can be repeated any number of times until the allowed Deviation of the roller contour from the target curve is reached. Attempts have been successful ben that when using the inventive method after the second Measurement the desired result is achieved.
Zur Darstellung der Messkurven sowie der Sollkurven kann ein Drucker 8 an die Schleifsteuerung 7 angeschlossen sein. Dieser ist in der Lage, die Kurven als Linien- oder Polardiagramm auszudrucken, die zur Qualitätskontrolle oder -sicherung benutzt werden können. A printer 8 can be connected to the grinding controller 7 in order to display the measurement curves and the target curves. This is able to print out the curves as a line or polar diagram, which can be used for quality control or quality assurance.
Durch Interpolation der gemessenen Werte je Umdrehung der Walze ist das Problem der Istwertaufnahme und Fehlmessungen durch äußere Einflüsse, wie z. B. Kühlmittelreste und Schwingungen der Messtasterarme sowie Sprünge der Messtaster durch über Oberflächenrauhtiefen, gelöst. Durch die Erfassung der Position je Umdrehung (0 bis 360°) ergibt sich eine Messwertfolge in Form einer Spirale. Aus der Korrelation dieser Werte sind die Korrekturkurven gebildet, wodurch Fehlmessungen ausgeblendet sind. In der Dokumentation ist demgegenüber der gemessene Istwert mit Interpolation je Umdrehung dargestellt. Je Umdrehung der Walze werden etwa 36 Istwerte aufgenommen.By interpolating the measured values per revolution of the roller that is Problem of actual value recording and incorrect measurements due to external influences, such as B. Coolant residues and vibrations of the probe arms and cracks in the Probe released by surface roughness. By capturing the position each Revolution (0 to 360 °) results in a measurement sequence in the form of a spiral. Out The correction curves are formed from the correlation of these values Incorrect measurements are hidden. In contrast, in the documentation is the measured actual value with interpolation per revolution. Per revolution of Around 36 actual values are recorded on the roller.
Das Verfahren ist außerdem in der Lage, durch gleichzeitige Aufnahme des Werkstückwinkels mit Messtasterauslenkung und der zugehörigen z-Achsenposition auch scheibenweise Rundheitskorrekturen und Dokumentationen durchzuführen.The method is also capable of recording the Workpiece angle with probe deflection and the associated z-axis position also make roundness corrections and documentation in slices.
So ist es z. B. geeignet, einen oval gelagerten Zapfen rund zu schleifen und damit die Grundlage zu schaffen, dass die Kontur der Walze optimal geschliffen wird. Mit dem Verfahren sind Konturtoleranzen erreichbar, die unter 0,5 µm liegen.So it is z. B. suitable to grind an oval pin and thus the To create the basis that the contour of the roller is optimally ground. With the Processes can achieve contour tolerances of less than 0.5 µm.
Claims (2)
- a) eine in eine auf einem Maschinenbett angeordnete Vorrichtung eingespannte Walze (5) um ihre Längsachse in Rotation versetzt wird und die Walze (5) und eine Schleifeinrichtung (4) relativ zueinander in Längsrichtung der Walze (5) bewegbar sind,
- b) die Walze (5) von der auf dem Maschinenbett angeordneten Schleifeinrichtung (4) in einem ersten Schleifvorgang bearbeitet wird, bis ein ausgeschliffener Zu stand erreicht ist, wobei ein weiteres Schleifen mit der aus der Sollkontur abgeleiteten Sollkurve keine Änderung an der Walzenkontur bewirkt,
- c) im ausgeschliffenen Zustand der Walze (5) diese von einer Messeinrichtung (6) ab getastet wird und aus den während der Rotation der Walze (5) entlang ihrer Längsachse aufgenommenen Messwerten die Kontur der Walze (5) bestimmt wird,
- d) in einer Auswerteeinheit die von der Messeinrichtung (6) ermittelten Messwerte mit den Sollwerten der herzustellenden Walzenkontur verglichen werden,
- e) aus den verglichenen Daten eine Korrekturkurve erzeugt wird, die der aus der vorgegebenen Sollkontur abgeleiteten Sollkurve überlagert wird,
- f) die Daten der aus Sollkurve und Korrekturkurve erzeugten neuen Sollkurve der Schleifeinrichtung (4) zugeführt werden,
- g) die Walze (5) bei einem weiteren Schleifvorgang bearbeitet wird, wobei die neue Sollkurve nachgefahren wird,
- h) wobei die Schritte c) bis g) jeweils unter Erzeugung einer neuen Sollkurve aus den aktuell im jeweils ausgeschliffenen Zustand festgestellten Messwer ten beliebig häufig wiederholt werden können, bis die zulässige Abweichung von der vorgegebenen Sollkontur erreicht ist.
- a) a roller ( 5 ) clamped in a device arranged on a machine bed is set in rotation about its longitudinal axis and the roller ( 5 ) and a grinding device ( 4 ) are movable relative to one another in the longitudinal direction of the roller ( 5 ),
- b) the roller ( 5 ) is machined by the grinding device ( 4 ) arranged on the machine bed in a first grinding process until a ground-out state has been reached, further grinding with the target curve derived from the target contour not causing any change in the roller contour,
- c)) it is sampled by a measuring device (6) from the ground out condition of the roller (5 and) along its longitudinal axis recorded measured values, the contour of the roller (5 will be determined from the during rotation of the roller (5),
- d) in an evaluation unit, the measured values determined by the measuring device ( 6 ) are compared with the target values of the roll contour to be produced,
- e) a correction curve is generated from the compared data, which is superimposed on the target curve derived from the predetermined target contour,
- f) the data of the new target curve generated from the target curve and correction curve are fed to the grinding device ( 4 ),
- g) the roller ( 5 ) is processed in a further grinding process, the new target curve being traced,
- h) steps c) to g) can be repeated any number of times, generating a new target curve from the measured values currently determined in the ground state, until the permissible deviation from the predetermined target contour has been reached.
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Family Applications (1)
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Non-Patent Citations (1)
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