EP1013353B1 - Verfahren zum Regeln eines hydraulischen Dreh- und Vorschubantriebes für ein Kaltpilgerwalzwerk - Google Patents

Verfahren zum Regeln eines hydraulischen Dreh- und Vorschubantriebes für ein Kaltpilgerwalzwerk Download PDF

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EP1013353B1
EP1013353B1 EP99250435A EP99250435A EP1013353B1 EP 1013353 B1 EP1013353 B1 EP 1013353B1 EP 99250435 A EP99250435 A EP 99250435A EP 99250435 A EP99250435 A EP 99250435A EP 1013353 B1 EP1013353 B1 EP 1013353B1
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EP
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hydraulic
controlling
feeding
hydraulic motor
cold pilger
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Michael Dr.-Ing. Baensch
Wolfgang Dipl.-Ing. Ernhardt
Bernhard Dipl.-Ing. Gromada
Ernst Dipl.-Ing. Höller
Horst Mattes
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B21/00—Pilgrim-step tube-rolling, i.e. pilger mills
    • B21B21/06—Devices for revolving work between the steps
    • B21B21/065—Devices for revolving work between the steps for reciprocating stands

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a hydraulic rotary and Feed drive for a cold pilger rolling mill for the production of tubes in one of a crank mechanism in the rolling direction reciprocable rolling stand, whose Rolling tapered calibrated rollers with alternating direction of rotation over the rolling stock and the pipe temporarily for advancement, depending on the position of the crankshaft and rotate, the rotation and advancement of the tube by means of it attacking drive members associated pressure-medium-controlled Hydromotors done.
  • Such a procedure is according to the preamble of claim 1 For example, from document DE-A 19 39914 known.
  • Object of the present invention is, starting from a known scheme a hydraulic turn and feed drive equipment for a Cold pilger rolling mill, with which the rotary and feed drive reliable, maintenance-friendly and cost-effective can be realized.
  • the invention proposes that the Pressure medium supply of each hydraulic motor is controlled by a proportional valve, the depending on the required way of moving of this hydraulic motor Actuator is opened for a time proportional to this way interval.
  • the regulation according to the invention is carried out with an easily comprehensible logic Help of simple components.
  • the complicated path control is replaced by the specification of a time interval in which a control valve remains open. This will be a cost-effective solution to the pending problem found at the same time low maintenance and no exceptional requirements to the maintenance staff.
  • each drive member or hydraulic motor executed movement measured and stored with a Setpoint is compared, and that on the basis of established deviations Time intervals for the valve opening are corrected.
  • the proposed regulation is sufficient because of the reliability and accuracy for the operation of a generic cold pilger rolling mill; with a simple one Control loop can be the cold pilger rolling mill without demanding regulation operate. Errors of the plant can be easily located, because the previously complex Distance control of the servo valves is eliminated.
  • 1 denotes a hydraulic motor, via the spur gear 2, 3, 4th a sleeve 6 encompassing the tube 5 rotatably drives, in turn, with the chuck 7 is connected.
  • the chuck 7 is equipped with jaws 8, which are connected to the Surface of the tube 5 can be applied and this clamp so that at Actuation of the hydraulic motor 1, the introduced via the transmission 2 to 4 torque is transferred to the tube 5.
  • FIG. 2 shows the associated control scheme according to the invention.
  • the crank angle ⁇ is measured on the crankshaft.
  • a start value ⁇ start is specified externally.
  • a proportional valve is opened for the time T.
  • the chuck 7 is moved with the rotational speed ⁇ via the hydraulic drive 1, resulting in the rotation angle ⁇ ist during the time interval T.
  • Proportional to the difference of the desired rotation angle ⁇ soll and the actual rotation angle ⁇ is a correction value .DELTA.T is calculated for the time interval T, in which the valve remains open.
  • the correction value ⁇ T for one computing cycle is set to one Adder switched so that the stored value T for the opening time of Proportional valve is changed.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Crushing And Grinding (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln eines hydraulischen Dreh- und Vorschubantriebes für ein Kaltpilgerwalzwerk zur Herstellung von Rohren in einem von einem Kurbeltrieb in Walzrichtung hin- und herbewegbaren Walzgerüst, dessen verjüngend kalibrierte Walzen mit wechselndem Drehsinn über dem Walzgut abrollen und das Rohr abhängig von der Stellung der Kurbelwelle zeitweise zum Vorschieben und Drehen freigeben, wobei das Drehen und Vorschieben des Rohres mittels den daran angreifenden Antriebsorganen zugeordneter druckmittelgeregelter Hydromotoren erfolgt. Ein derartiges Verfahren ist gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 beispielsweise aus Dokument DE-A 19 39914 bekannt.
In den 60er Jahren wurden die Bewegungen der Dreh- und Vorschubantriebe für das Rohr bei der Ausübung des Kaltpilgerwalzverfahrens hydromechanisch dargestellt, d.h. die Bewegung der Steuerkolben der Ventile der Hydraulikmotoren wurde durch Kurvenscheiben vorgegeben. Diese mechanisch aufwendige Art der Ventilansteuerung führte zu häufigen Ausfällen; weiterhin traten wegen sehr harter Bremsrampen häufig Rohrleitungsbrüche auf.
In den Kaltpilgerwalzwerken der 90er Jahre wurde mit Hilfe einer sehr aufwendigen servohydraulischen Wegregelung die Bewegung der ansonsten rein mechanisch mit Kurvenscheibengetrieben erzeugten Dreh- und Vorschubbewegung nachempfunden. Dieses System arbeitet zuverlässig, weist aber hinsichtlich Herstellkosten und Wartung Nachteile auf. Bei den zum Einsatz kommenden Servoventilen handelt es sich um Spezialfabrikate, die im Schadensfall lange Lieferzeiten haben. Wenn diese Servoventile als Ersatzteile bevorratet werden, müssen sie regelmäßig von Konservierungsmittel gereinigt und neu konserviert werden.
Hinzu kommt, daß die aufwendige Wegregelung dazu führt, daß es schwierig ist, Fehler zu lokalisieren. Es sind gut ausgebildete Experten notwendig, die klären, ob es sich um eine Störung in der Servohydraulik, in der Regelung oder der Mechanik handelt. Derartig hoch qualifiziertes Personal ist in vielen Rohrherstellungsbetrieben nicht verfügbar.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend von einer bekannten Regelung eines hydraulischen Dreh- und Vorschubantriebes eine Ausrüstung für ein Kaltpilgerwalzwerk zu schaffen, mit der der Dreh- und Vorschubantrieb zuverlässig, wartungsfreundlich und kostengünstig realisiert werden kann.
Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Druckmittelzufuhr jedes Hydromotors über ein Proportionalventil geregelt wird, das abhängig von dem geforderten Weg des von diesem Hydromotor bewegten Antriebsorgans für ein diesen Weg proportionales Zeitintervall geöffnet wird.
Die erfindungsgemäße Regelung erfolgt mit einer einfach nachvollziehbaren Logik mit Hilfe von einfachen Komponenten. Die komplizierte Wegregelung wird ersetzt, durch die Vorgabe eines Zeitintervalls, indem ein Steuerventil geöffnet bleibt. Damit wird eine kostengünstige Lösung für das anstehende Problem gefunden, die zugleich mit geringem Wartungsaufwand auskommt und keine außergewöhnlichen Anforderungen an das Wartungspersonal stellt.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die von jedem Antriebsorgan oder Hydromotor ausgeführte Bewegung gemessen und mit einem gespeicherten Sollwert verglichen wird, und daß anhand festgestellter Abweichungen die Zeitintervalle für die Ventilöffnung korrigiert werden.
Die vorgesehene Regelung ist wegen der Zuverlässigkeit und Genauheit ausreichend für den Betrieb eines gattungsgemäßen Kaltpilgerwalzwerkes; mit einem einfachen Regelkreis läßt sich das Kaltpilgerwalzwerk auch ohne anspruchsvolle Regelung betreiben. Fehler der Anlage lassen sich einfach orten, weil die bislang aufwendige Wegregelung der Servoventile entfällt.
Die Erfindung wird nachfolgend am Beispiel eines Drehantriebes für das Rohr oder die Dornstange erläutert. Es zeigt:
Figur 1
das Schema eines Drehantriebes für das Rohr, und
Figur 2
das zugehörige Regelungsschema.
In Figur 1 ist mit 1 ein Hydromotor bezeichnet, der über das Stirnradgetriebe 2, 3, 4 eine das Rohr 5 umgreifende Hülse 6 drehantreibt, die ihrerseits mit dem Spannfutter 7 verbunden ist. Das Spannfutter 7 ist mit Klemmbacken 8 ausgerüstet, die an die Oberfläche des Rohres 5 anlegbar sind und dieses so festklemmen, daß bei Betätigung des Hydromotors 1 das über das Getriebe 2 bis 4 eingeleitete Drehmoment auf das Rohr 5 übertragen wird.
In Figur 2 ist das zugehörige erfindungsgemäße Regelungsschema dargestellt. Der Kurbelwinkel ϕist wird an der Kurbelwelle gemessen. Ein Startwert ϕstart wird extern fest vorgegeben. Wenn der Kurbelwinkel ϕist größer als der Startwert ϕstart ist, wird ein Proportionalventil für die Zeit T geöffnet. Infolgedessen wird über den Hydraulikantrieb 1 das Spannfutter 7 mit der Drehgeschwindigkeit ρ bewegt, woraus sich während des Zeitintervalls T der Drehwinkel ρist ergibt. Proportional zur Differenz von dem gewünschten Drehwinkel ρsoll und dem tatsächlichen Drehwinkel ρist wird ein Korrekturwert ΔT für das Zeitintervall T berechnet, in dem das Ventil geöffnet bleibt.
In der Situation ϕist = ϕstart wird der Korrekturwert ΔT für einen Rechenzyklus auf einen Addierer geschaltet, so daß der gespeicherte Wert T für die Öffnungszeit des Proportionalventils verändert wird.

Claims (2)

  1. Verfahren zum Regeln eines hydraulischen Dreh- und Vorschubantriebes für ein Kaltpilgerwalzwerk zur Herstellung von Rohren in einem von einem Kurbeltrieb in Walzrichtung hin- und herbewegbaren Walzgerüst, dessen verjüngend kalibrierte Walzen mit wechselndem Drehsinn über dem Walzgut abrollen und das Rohr abhängig von der Stellung der Kurbelwelle zeitweise zum Vorschieben und Drehen freigeben, wobei das Drehen und Vorschieben des Rohres mittels den daran angreifenden Antriebsorganen zugeordneter druckmittelgeregelter Hydromotoren erfolgt,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmittelzufuhr jedes Hydromotors über ein Proportionalventil geregelt wird, das abhängig von dem geforderten Weg des von diesem Hydromotor bewegten Antriebsorgans für ein diesem Weg proportionales Zeitintervall geöffnet wird.
  2. Verfahren zum Regeln eines hydraulischen Dreh- und Vorschubantriebes nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die von jedem Antriebsorgan oder Hydromotor ausgeführte Bewegung gemessen und mit einem gespeicherten Sollwert verglichen wird, und dass anhand festgestellter Abweichungen die Zeitintervalle für die Ventilöffnung korrigiert werden.
EP99250435A 1998-12-23 1999-12-13 Verfahren zum Regeln eines hydraulischen Dreh- und Vorschubantriebes für ein Kaltpilgerwalzwerk Expired - Lifetime EP1013353B1 (de)

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