DE3021101A1

DE3021101A1 - Vorrichtung zum glattwalzen einer zylindrischen werkstueckflaeche mit einem glattwalzwerkzeug

Info

Publication number: DE3021101A1
Application number: DE19803021101
Authority: DE
Inventors: Heinz 6078 Neu Isenburg Rottleuthner
Original assignee: MADISON IND GmbH
Current assignee: MADISON IND GmbH
Priority date: 1980-06-04
Filing date: 1980-06-04
Publication date: 1981-12-10
Also published as: EP0041248A3; EP0041248A2; EP0041248B1

Description

MADISON INDUSTRIES GMBH, Siemensstraße 10, 6078 Neu Isenburg

Vorrichtung zum Glattwalzen einer zylindrischen Werkstückfläche mit einem Glattwalzwerkzeug

(Zusatz zu Patentanmeldung P 29 35 601.2-14)

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 4 der Hauptpatentanmeldung P 29 35 601.2-14, bei der ein Sollwertgeber den Vergleicher mit dem einstellbaren Sollwert beaufschlagt.

In der Hauptpatentanmeldung P 29 35 601.2-14 ist vorgeschlagen worden, den Walzdruck der Glattwalzvorrichtung beim Walzen selbsttätig zu messen und selbsttätig durch Vergleichen mit einem einstellbaren Sollwert auf diesen eingestellten Sollwert konstant zu regeln.

Hierbei ist vorausgesetzt, daß die zu glättende Oberfläche einen vorbestimmten Völligkeitsgrad (der Völligkeitsgrad gibt an, wie völlig der Raum zwischen Hüllfläche und Grundfläche des "Oberflächengebirges" mit Werkstoff ausgefüllt ist) und eine vorbestimmte Rauheit aufweist, um bei einem vorbestimmten Walzdruck die gewünschte Glätte an der Werkstückoberfläche zu erzielen. Da die vor dem Glattwalzen durchgeführte Vorbearbeitung der Werkstücke häufig nicht bei allen Werkstücken gleichmäßig erfolgt, wäre zur Erzielung einer vorbestimmten Glätte des jeweiligen Werkstücks jeweils ein entsprechend anderer Walzdruck-Sollwert zu wählen. Dies setzt vor jedem Glattwalzen eines Werkstücks eine Vermessung der Oberfläche und Nachstellung des Sollwertgebers voraus. Ein manuelles Vermessen und Nachstellen ist jedoch arbeite- und zeitaufwendig, insbesondere bei Serienfertigungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung nach der Hauptpatentanmeldung dahingehend zu verbessern, daß ein

130050/0357

manuelles Vermessen der Werkstückoberfläche und entsprechendes Nachstellen des Walzdruck-Sollwertes entfällt.

Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Kegel mit einem Wegmeßuaformer in Verbindung steht, daß der Sollwertgeber eine Sollwert-Korrektureinheit und einen Grundsollwertgeber für einen Grundsollwert des Walzdrucks aufweist, daß der Ausgang des Wegmeßumformers mit einem Eingang der Sollwert-Korrektureinheit verbunden 1st, daß der Ausgang der Sollwert-Korrektureinheit mit dem Sollwerteingang des Vergleichers verbunden ist, daß die Sollwert-Korrektureinheit den Grundsollwert in Abhängigkeit von dem vom Kegel seit Beginn des Walzvorgangs bis zum Erreichen des Grundsollwerts zurückgelegten Weg korrigiert und als korrigierten Sollwert dem Vergleicher zuführt.

Dieser Lösung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß der vom Kegel vom Beginn des Glattwalzvorgangs bis zum Erreichen des Grundsollwerts zurückgelegte Weg als ein Maß für den anfänglichen Völligkeitsgrad bzw. die Rauheit der Werkstückoberfläche zur Nachstellung bzw. Korrektur des Grundsollwerts herangezogen werden kann. Je kleiner dieser Weg ist, um so größer ist der anfängliche Völligkeitsgrad und ua so höher müßte der Walzdruck-Sollwert gewählt werden, um eine gewünschte Glätte zu erzielen. Andererseits ist dieser Weg auch um so größer, Je größer der eingestellte Grundsollwert ist. Wenn das Verhältnis von Weg zu Grundsollwert daher einen vorbestimmten Wert überschreitet, liegt der erforderliche Sollwert niedriger, und umgekehrt. Entsprechend wird der Grundsollwert selbsttätig abgesenkt oder angehoben, so daß sich der erforderliche korrigierte Sollwert ergibt.

Die Sollwert-Korrektureinheit kann einen elektronischen Rechner bilden, der selbsttätig alle erforderlichen Korrekturrechnungen in Abhängigkeit vom gemessenen Weg des Kegels und

T30050/0357

dem eingestellten Grundsollwert ausführt und den Sollwert entsprechend korrigiert.

Die Zeichnung stellt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dar. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung, das den gegenüber der Hauptpatentanmeldung geänderten Sollwertgeber ausführlicher darstellt, und

Fig. 2 ein noch ausführlicheres Blockschaltbild des den Vergleicher beaufschlagenden Sollwertgebers.

Nach Fig. 1 enthält der Sollwertgeber 30 einen am Schaft 17 des Kegels 6 angeschlossenen Wegmeßumformer 37, der den vom Kegel 6 zurückgelegten Vorschubweg mißt und in ein elektrisches Signal umformt. Ferner enthält der Sollwertgeber 30 einen einstellbaren Grundsollwertgeber 38 für einen Grundsollwert S des Walzdrucks, eine am Ausgang des Wegmeßumformers 37, am Ausgang des Istwert-Verstärkers 28 und am Ausgang des Grundsollwertgebers 38 angeschlossene Sollwert-Korrektureinheit 39ι die dem Sollwerteingang des Vergleichers 29 einen korrigierten Sollwert S^ zuführt.

Die Korrektureinheit 39 enthält eine Funktionseinheit 40 und eine Angleicheinheit 41. Die Funktionseinheit 40 erfaßt den vom Beginn des Walzvorgangs bis zum Erreichen des eingestellten Grundsollwerts S gemessenen Weg W und bildet daraus das Verhältnis von Grundweg W zu Weg W, d.h. W /W. Der Grundweg W_ff ist der vom Kegel 6 zurückzulegende Weg, um die Glattwalzrollen bei einem Werkstück mit vorbestimmter Vorbearbeitung soweit vom Augenblick des Werkzeugeingriffs an radial nachzustellen, bis der gewünschte Grundsollwert S des Walzdrucks erreicht ist. Für ein Werkstück mit anderer Vorbearbeitung ist dann eine Sollwertkorrektur nach der Beziehung

- ^sg ·

130050/0357

erforderlich, wenn der Zusammenhang zwischen Weg und Walzdruckänderung als angenähert umgekehrt proportional angenommen wird. Ist der dann bei dem neu eingespannten Werkstück gemessene Weg W gleich W , dann bleibt der eingestellte Grundsollwert unverändert, d.h. S^ ■ S .

Der Beginn des Walzvorgangs wird der Funktionseinheit 40 durch das Einsetzen des ihr vom Verstärker 28 zugeführten Druckistwertsignals χ signalisiert. Das Ietwertslgnal χ setzt ein, sobald der Kegel 6 die Glattwalzrollen (etwas welter als) bis an die zu glättende Oberfläche des Werkstücks herangeführt hat.

Das Verhältnis W /W bestimmt den Korrekturwert, der der Angleicheinheit 41 zugeführt wird und die in Abhängigkeit davon den Grundsollwert S erhöht oder verringert, so daß sich ein korrigierter Sollwert S^ ergibt. Ferner ist der Übertragungsfaktor der Angleicheinheit 41 einstellbar.

Das ausführlichere Blockschaltbild nach Fig. 2 stellt eine mögliche Ausführungsform der Funktionseinheit 40 und der Angleicheinheit 41 dar.

Der Wegmeßumformer 37 erzeugt mit jedem Inkrement des vom Kegel 6 zurückgelegten Weges, der ein Haß für die beim Walzen bewirkte Verformung bzw. Glättung der Werkstückoberfläche ist, einen Impuls. Sein Ausgang ist mit dem einen Eingang eines Tors 42 in Form eines UND-Verknüpfungsgliedes verbunden, an dessen Ausgang der Impulszähleingang eines Zählers 43 angeschlossen ist. Der andere Eingang des Tors 42 ist mit dem Setzausgang eines Flipflop 44 (auch bistabiles Kippglied genannt) verbunden, der außerdem mit einem Rücksetzeingang des Zählers 43 verbunden ist. Der Setzeingang des Flipflop 44 ist mit dem Setzausgang eines weiteren Flipflop 45 verbunden, dessen Setzeingang am Ausgang des Istwert-Verstärkers 28 liegt.

13Ό050/0357

Der Ausgang des Zählers 43 ist mit dem einen Eingang eines weiteren Tors 46 verbunden, dessen Ausgang am einen Eingang eines Dividierers 47 liegt.

Der Ausgang des Verstärkers 28 ist ferner mit dem einen Eingang und der Ausgang des Grundsollwertgebers 38 mit dem anderen Eingang eines weiteren Vergleichers 48 verbunden. Der Ausgang des Vergleichers 48 wird von einem Null-Detektor 49 überwacht, der dann, wenn das Ausgangssignal des Vergleichers 48 null ist, ein 1-Signal dem anderen Eingang des Tors 46 und über ein ODER-Verknüpfungsglied 50 dem RUcksetzeingang des Flipflop 44 zuführt.

Sodann ist der Ausgang des Grundsollwertgebers 38 mit einem Eingang eines Multiplizierers 51 in der Angleicheinheit 41 und der Ausgang eines Grundweggebers 47a mit dem zweiten Eingang des Dividierers 47 verbunden. Mittels des Grundweggebers 47a ist der zuvor an einem Werkstück mit definierter Oberflächen-Vorbearbeitung gemessene Grundweg W einstellbar. Die Angleicheinheit 41 enthält ferner ein dem Multiplizierer nachgeschaltetes Übertragungsglied 52 mit einstellbarem Übertragungsfaktor. Der Ausgang dieses Übertragungsgliedes 52 ist mit dem Sollwerteingang des Vergleichers 29 verbunden. Dieses Glied 52 ermöglicht eine Änderung des selbsttätig korrigierten Sollwerts S^ von Hand, um gewUnschtenfalls eine noch bessere oder schlechtere Oberflächenglätte einzustellen.

Ein RUcksetzeingang 53 ist ebenfalls mit dem RUcksetzeingang des Flipflop 44 über das ODER-Verknüpfungsglied 50 und direkt mit dem RUcksetzeingang des Flipflop 45 verbunden.

Vor Beginn eines Walzvorgangs wird den RUcksetzeingang 53 durch Betätigung eines nicht dargestellten Schalters ein 1-Signal als Rücksetzsignal zugeführt, das die beiden Flipflops 44 und 45 zurücksetzt. Sowie dann das Glattwalzwerkzeug mit den Glattwalzrollen bis an das Werkstück herangefahren ist,

13005 0/0357

erscheint am Ausgang des Verstärkers 28 ein den Walzdruckeinsatz anzeigendes Signal, das das Flipflop 45 setzt, so daß es seinerseits das Flipflop 44 setzt. Das dadurch an Setzausgang des Flipflop 44 auftretende 1-Signal setzt den Zähler 43 auf null zurück und tastet gleichzeitig das Tor 42 auf. Die von jetzt an vom Wegmeßumformer 37 durch den weiteren Vorschub des Kegels 6 beim Walzen erzeugten Vorschubwegimpulse werden daher über das aufgetastete Tor 42 zum Impulszähleingang des Zählers 43 durchgeschaltet. Dieser zählt die Impulse solange, bis der Vergleicher 48 feststellt, daß das Istwertsignal χ gleich dem Grundsollwert S ist. Denn in diesem Augenblick stellt der Null-Detektor 49 durch Abgabe eines 1-Signals fest, daß das Ausgangssignal des Vergleichers 48 null ist. Dieses 1-Signal wird dem Rücksetzeingang des Flipflop 44 über das ODER-Verknüpfungsglied 50 zugeführt, so daß das Flipflop 44 zurückgesetzt wird und an seinem Setzausgang ein O-Signal erscheint, das das Tor 42 und mithin die Zufuhr weiterer Vorschubwegimpulse zum Zähler 43 sperrt. Der im Zähler 43 nunmehr gespeicherte Zählwert entspricht dem Weg W, den der Kegel 6 vom Beginn des Walzvorgangs an bis zu dem Zeitpunkt zurückgelegt hat, in dem der Istwert des Walzdrucks den Grundsollwert erreicht. Dieser Weg W wird jetzt durch das vom 1-Signal des Null-Detektors 49 aufgetastete Tor 46 auf den einen Eingang des Dividierers 47 durchgeschaltet.

Der Dividierer 47 bildet das Verhältnis von W /W und tiberträgt dieses zum Multiplizierer 51. Dieser multipliziert es mit dem Grundsollwert S , und das Produkt wird dem Vergleicher 29 über das Übertragungsglied 52 mit einem Übertragungsfaktor V_r bewertet zugeführt, der im Normelfalle gleich 1 gewählt ist. Das heißt, für den korrigierten Sollwert gilt

- ^Sg * Ϊ* · ^Vr

Ί3005 0/0357

Anstelle der in der Angleicheinheit 41 vorgesehenen Multiplikation des Grundsollwerts S mit dem Verhältnis ¥ /W kann auch eine Vertauschung der Eingangsgrößen S und W von Multiplizierer 51 und Dividierer 47 erfolgen.

Zur Durchführung der erforderlichen Rechenoperationeni, einschließlich der Vergleichsoperationen, kann ein analoger oder digitaler elektronischer Rechner eingesetzt werden, *obei der digitale Rechner ein Mikroprozessor sein kann und mit entsprechenden Analog/Digital-Umsetzern bzw. Digital/Analog-Umsetzern eingangs- bzw. ausgangsseitig beschaltet ibt. Das Flipflop 45 kann auch durch ein Differenzierglied ersetzt werden, das nur auf die Anstiegsflanke des Istwertsignals χ anspricht.

130050/0357
BAD ORfQJNAL

Leerseite

Claims

Patentansprüche

1.) Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 his 4 der Hauptpatentanmeldung P 29 35 601.2-14, hei der ein Sollwertgeher den Vergleicher mit dem einstellbaren Sollwert beaufschlagt,

dadurch gekennzeichnet, daß der Kegel (6) mit eines Wegeeßuuformer (37) in Verbindung steht_r daß der Sollwertgeber (30) eine Sollwert-Korrektureinheit (39) und einen Grundeollwertgeber (38) für einen Grundwollwert des Walzdrucks aufweist, daß der Ausgang des Wegmeßumformers (37) mit einem Eingang der Sollwert-Korrektureinheit (39) verbunden ist, daß der Ausgang der Sollwert-Korrektureinheit (39) mit dem Sollwerteingang des Vergleichers (29) verbunden ist, daß die Sollwert-Korrektureinheit (39) den Grundsollwert (S ) Λη Abhängigkeit von dem vom Kegel (6) seit Beginn des Walzvorgangs bis zum Erreichen des Grundsollwerts (S ) zurückgelegten Weg (W) korrigiert und den korrigierten Sollwert (S^) dem Vergleicher (29) zuführt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß ein elektronischer Rechner die Sollwert-Korrektureinheit (39) bildet.

13005 0/0357