DE3933389A1 - Vollautomatische aussteuerung einer schraubennahtrohrherstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine vollautomatische Aus­ steuerung eines Produktionsprozesses zur Herstellung von Schraubennahtrohren gemäß dem Oberbegriff des An­ spruches 1.

Schraubennahtrohre werden kontinuierlich von zu Bunden gewickeltem Stahlband hergestellt. Die Bunde werden in eine Bandvorbereitungs-Linie eingegeben, die aus mehreren Einzelmaschinen besteht und die alle die Aufgabe haben, das Band so vorzubereiten, daß es in ei­ ner Rohrformstation zu einem einwandfreien Rohr verform­ bar ist.

Mit den bekannten Rohrformsystemen wird mit sogenann­ ten Rollenkörben die Rohrformung vorgenommen. Der Rollen­ korb einer Rohrformstation umschließt in den meisten Fäl­ len ca. 70% eines Rohrumfanges und bleibt während der Produktion fest eingestellt.

Dabei treten folgende Nachteile auf: Verändert die einlaufende Bandkante ihren Winkel zum Beispiel hervorgerufen durch einen Bandsäbel, so kann entweder die erste in der Rohrformstation entstehende Wendel im Durchmesser wachsen bis sie festsitzt oder umgekehrt kann die Wendel schwimmen. Im ersten Fall wird die Außenfläche stark beschädigt in Form von Eindrück­ rillen und unzulässigen Materialaufhärtungen. Schwimmt die Wendel, bedeutet das, daß sich auch die Steigung der Wendel ändert und somit die Schweißnaht des Außenschweißkopfes neben den Bandkantenstoß gelegt wird.

In solchen Fällen wurde manuell von Hand nachge­ steuert, was oft erheblichen Ausschuß zur Folge hatte. Dabei entstand auch immer ein nicht zulässiger radialer Bandkantenversatz, der sich in Form eines Bambuseffektes zeigte.

Ein weiterer Nachteil bestand darin, daß das innere Biegewerkzeug bei bekannten Anlagen immer fliegend gela­ gert war, was zu erheblicher Verformungsgenauigkeit führ­ te. In einem Falle wurde diesem Nachteil dadurch entgegen­ gewirkt, indem eine sternförmige Abstützungsvorrichtung im Inneren der entstehenden Wendel eingesetzt wurde, was zwangsläufig zu erheblichem radialen und axialen Bandkan­ tenversatz führte.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Rohrformsystem zu schaffen, mit dem ein Formprozeß vollautomatisch ausgesteuert werden kann.

Eine wesentliche Aufgabe wird auch darin gesehen, den Rohrformprozeß so zu gestalten, daß die Biegearbeit von nur drei Biegewerkzeugen vorgenommen wird und daß das in­ nere Biegewerkzeug, das die doppelte Biegearbeit gegenüber den beiden äußeren Biegewerkzeugen zu leisten hat, auf sei­ ner ganzen Länge in beispielsweise Schwalbenschwanzführun­ gen gelagert ist und somit eine Durchbiegung praktisch nicht entstehen kann, was für eine exakte Biegearbeit er­ forderlich und außerdem eine vollautomatische Außensteuerung des Biegeprozesses wesentlich vereinfacht ermöglicht.

Eine wesentliche Aufgabe besteht auch darin, daß die Aufnahme für das innere Biegewerkzeug mit der Bandfüh­ rungseinheit eine Einheit bildet und für den gesamten Rohrdurchmesser- und Bandbreitenbereich verwendbar ist, und daß die Bandführungseinheit fest im Fundament veran­ kert ist.

Anhand der beiden Figuren wird ein Ausführungsbei­ spiel der Erfindung beschrieben.

Fig. 1 zeigt die Seitenansicht der Rohrformstation, bestehend aus den drei Hauptgruppen wie Bandführungsein­ heit mit innerem Biegewerkzeug und äußerem horizontal und vertikal verstellbarem Biegewerkzeug sowie die in einem Ständer angeordneten weiteren äußeren verstellbaren Biege­ werkzeuge.

Auf dem Unterzug 1 ist die Bandführungseinheit 2 fest angeordnet, die an beiden Seiten verstellbare Bandkanten­ führungsrollen 8 und 9 aufweist. An der Bandführungseinheit 2 ist eine Schwalbenschwanzführung 6 fest angeordnet, in der das aus drei Balken bestehende innere Biegewerkzeug 3 auf der ganzen Länge verschiebbar angeordnet ist. Um den gesam­ ten Bandbreitenbereich B1, B2, B3 und B4 nach Fig. 2 durch das innere Biegewerkzeug 3, welches mit einer Vielzahl auf den Verformungswinkel einstellbaren Einzelrollen besetzt ist, erfassen zu können, ist es nochmals in sich geteilt und mit­ tels einer Schwalbenschwanzführung 5 parallel zur Führung 6 verschiebbar angeordnet. Der Banddickenunterschied wird durch Höhenverstellung über Schwalbenschwanzführung 7 und Spindel 7′ vorgenommen. Die axiale Verschiebung der beiden aus drei Teilen des inneren Biegewerkzeuges geschieht durch Spindeln 5′ und 6′. Das Schwenken der einzelnen Biegerollen 3′ ist durch Spindel 5′′ vorzunehmen.

Die Rohrformung der einzelnen Rohrdurchmesser 16 wird durch die drei Biegewerkzeuge 3, 3′; 4′; 11 und 11′ vorgenom­ men, welche in Pfeilrichtung verstellbar sind.

In dem Ständer 10 nach Fig. 1 sind die Rohrführungs­ rollen 12 in einem Kasten 13 in Pfeilrichtung über Motor 14, Spindel 14′ und in der Höhe über Motor 15 und Spindel 15′ verstellbar angeordnet. Die vollautomatische Aussteu­ erung des Rohrformprozesses wird durch die Biegewerk­ zeuge 11, 11′, die Rohrführungsrollen 12 sowie durch Ver­ änderung des Verformungswinkels beziehungsweise des Band­ einlaufwinkels α1 und α2 vorgenommen. Die Veränderung der Winkel α1 und α2 geschieht durch nicht dargestellte Stell­ glieder. Ebenso nicht dargestellt sind Meß- und Abtast- Instrumente.

Claims (8)

1. Verfahren zur vollautomatischen Aussteuerung eines Produktionsprozesses zur Herstellung von Schrauben­ nahtrohren, wobei das Rohr von einem zum Bund gewickelten Band kontinuierlich gefertigt wird, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die einzelnen für den Ferti­ gungsprozeß erforderlichen Maschinen und Einrichtungen untereinander elektrisch gekoppelt sind und in Abhängig­ keit der nacheinander und/oder gleichzeitig ablaufenden Prozesse über berührungslose und/oder taktile Sensoren oder andere bekannte Soll-Istwertgeber so gesteuert wer­ den, daß z. B. durch eine Veränderung des Verformungswin­ kels des radialen und axialen Bandkantenversatzes zwangs­ läufig der Durchmesser der Verformungsstation bis zu vor­ her festgelegten maximalen und minimalen Werten durch einen zentralen Rechner ausgesteuert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der axiale Bandkantenverlauf in unmittelbarer Nähe des Innen-Schweißpunktes elektronisch abtastbar und das Meßergebnis an einen Rechner weiterleit­ bar ist, der nach Überschreiten festgelegter Grenzwerte eine positive oder negative Durchmesserveränderung errech­ net und dieses Ergebnis an einen zentralen Rechner weiter­ leitet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Bandkanten­ versatz vor dem Innen-Schweißpunkt elektronisch abtastbar und das Meßergebnis an einen Rechner vermittelbar ist, der nach Überschreiten festgelegter Grenzwerte eine positive oder negative Durchmesserveränderung errechnet und dieses Ergebnis an einen zentralen Rechner weiterleitet.

4. Verfahren nach Anspruch 2 u. 3, dadurch gekennzeichnet, daß die positiven oder nega­ tiven Rechenergebnisse der beiden sogenannten Parallel­ rechner kontinuierlich an einen zentralen Rechner weiter­ geleitet werden, der die beiden Rechenergebnisse konti­ nuierlich miteinander vergleicht und die Differenz-Er­ gebnisse an elektrische und/oder hydraulische Stellglieder der Rohrformstation weiterleitet, die, wenn erforderlich, eine positive oder negative Rohr-Durchmesserveränderung vornehmen und nach Überschreitung vorher festgelegter Grenzwerte den Verformungswinkel des einlaufenden Bandes durch elektro-hydraulische Stellglieder kontinuierlich korrigiert.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Band­ kantenführung heraustretende Band kontinuierlich in sei­ ner Breite meßbar und dieses Meßergebnis an einen dritten Parallelrechner weiterleitbar ist, und in dem die Stei­ gung der Schraubennaht, die eine Funktion aus Bandbreite und dem Cosinus alpha des Verformungswinkels ist, errechnet wird, und der das positive oder negative Ergebnis an ein elektrisches und/oder hydraulisches Stellglied weiterlei­ tet und dadurch ein kontinuierlicher Verlauf der Außen­ schweißung über der Schweißspaltmitte erreichbar ist.

6. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Biegevor­ richtung der Rohrformstation in die Bandführungseinheit integriert ist und für den gesamten Bandbreitenbereich einer Schraubennahtrohrfertigungsanlage verwendbar ist.

7. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die innere Biegevorrichtung in axialer und radialer Richtung an die verschiedenen Bandbreiten und Banddicken anpaßbar ist.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die im zentralen Rechner endgültig ermittelten und über die entsprechenden Stell­ glieder durchgeführten Durchmesser-Korrekturen mittels eines Fadenschreibers und/oder Magnetbandes registrierbar sind.