WO2025199552A1 - Verfahren zum nachbearbeiten der walze - Google Patents

Verfahren zum nachbearbeiten der walze

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WO2025199552A1
WO2025199552A1 PCT/AT2025/060017 AT2025060017W WO2025199552A1 WO 2025199552 A1 WO2025199552 A1 WO 2025199552A1 AT 2025060017 W AT2025060017 W AT 2025060017W WO 2025199552 A1 WO2025199552 A1 WO 2025199552A1
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WO
WIPO (PCT)
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roller
processing
distance
processing machine
feed
Prior art date
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Application number
PCT/AT2025/060017
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English (en)
French (fr)
Inventor
Gerald Marinitsch
Johannes Peter FUCHSHOFER
Dietmar KÖCK
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Hephax Technik GmbH
Original Assignee
Hephax Technik GmbH
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
    • B23Q15/007—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work while the tool acts upon the workpiece
    • B23Q15/013—Control or regulation of feed movement
    • B23Q15/06—Control or regulation of feed movement according to measuring results produced by two or more gauging methods using different measuring principles, e.g. by both optical and mechanical gauging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B1/00—Methods for turning or working essentially requiring the use of turning-machines; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B5/00—Turning-machines or devices specially adapted for particular work; Accessories specially adapted therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
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    • B23B5/08—Turning-machines or devices specially adapted for particular work; Accessories specially adapted therefor for turning axles, bars, rods, tubes, rolls, i.e. shaft-turning lathes, roll lathes; Centreless turning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/08—Accessory tools, e.g. knives; Mountings therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B3/00—Presses characterised by the use of rotary pressing members, e.g. rollers, rings, discs
    • B30B3/005—Roll constructions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2260/00—Details of constructional elements
    • B23B2260/116—Rollers or rolls

Definitions

  • the rollers of flaking machines are subject to wear on their surfaces. Due to the high demands placed on the consistent thickness of the oilseed flakes, any wear on the rollers is problematic and negatively impacts the quality of the flakes. Therefore, the surface of the flaking rollers must be smoothed or refinished at regular intervals of every six months to a maximum of one year.
  • a second roll geometry which is preferably a second diameter, a second circumference or a second roll circumference profile, at a second location on the roll
  • the roller is reworked by moving the machining means for rework with both a feed in the normal direction and a feed in the longitudinal direction to bring the roller into a cylindrical shape.
  • no manual readjustment of the machining machine is necessary at all, regardless of the taper of the roller or the tilt of the machining machine.
  • the entire assembly process of the machining machine including determination of the two roller geometries and distances, can be completed in approximately 30 minutes, and the rework can be carried out immediately afterwards.
  • adjustment processes typically take 3 to 4 hours.
  • the present invention could also perform rework without a feed in the normal direction if the machining machine is mechanically aligned accordingly after calculating the taper and tilt.
  • the advantages explained do not apply here.
  • Ddiff represents the conicity of the roll
  • Zdiff represents the inclination of the machining machine.
  • the processing machine comprises a control unit that calculates the feed rate of the processing means in the normal direction and the longitudinal direction and/or controls a drive of the carriage for feeding the processing means in the longitudinal direction and a drive of a feed carriage for feeding the processing means in the normal direction.
  • the control unit can therefore, in particular, comprise an interface into which the first and second roller geometries are manually entered.
  • a circumference measurement using a vernier ruler is particularly suitable for determining the roller geometry, since, for example, a direct diameter measurement when the roller is installed is difficult to carry out.
  • the processing means When the processing means are at the first point on the When the machining tools come into contact with the roller, the machining tools can be in a first position (xl, zl'). When the machining tools come into contact with the second point on the roller, the machining tools can be in a second position (x2, z2'). In combination with the manually determined diameters dl, d2, these values can be used to calculate the conicity, misalignment, and control for post-processing. Alternatively, the values (xl, zl'), (x2, z2') could also be determined using other methods such as optical methods, in particular laser reflection methods, for example by mounting an appropriate measuring device on the carriage.
  • the steps of determining a first and second roll geometry, determining the first and second distances, calculating a conicity and/or an inclination, and reworking are repeated after the first reworking process.
  • This has the advantage that even more complex measurement errors can be compensated for, since the roll surface is at least brought into a conical state in the first reworking process if the roll originally had an irregular roll geometry, such as an oval shape, at the two locations. Since such measurement errors no longer exist after the first reworking process, a more representative diameter measurement can be performed, so that after the second reworking process, a roll with a particularly high degree of accuracy in the cylindrical shape will be available.
  • Figure 1 shows the processing machine used in the method according to the invention in a perspective view.
  • Figure 6 shows the use of a pressure unit to compensate for roller bearing play.
  • Figure 1 shows a processing machine 1 for reworking a roller 2 of a machine 3, which is a flaking machine of an oil mill.
  • the two rollers 2 rotate towards each other to press oilseed through a gap 4 between the rollers 2, which, depending on the oilseed, has a width of, for example, 0.25 to 0.35 millimeters.
  • the rollers 2 are 1.5 meters long, made of cast steel, and weigh several hundred kilograms.
  • the surface of the rollers 2 was hardened during production to keep wear on the rollers 2 as low as possible.
  • the rollers 2 wear to the extent that depressions form in the surface of the rollers 2, as a result of which an oilseed lying in a depression is not sufficiently deformed or compressed.
  • the processing machine 1 is screwed to the counter plates 6 of the machine 3 by means of two brackets 5, which are attached to the processing machine 1.
  • the processing machine 1 further comprises at least one, preferably two guides 7, which form guide means for guiding a carriage 8 in the longitudinal direction of the guide means.
  • the guides 7 are arranged parallel or at an angle a ( Figure 3) to the roller 2 when the processing machine 1 is attached to the machine 3.
  • the Guides 7 can be adjusted using adjustment aids and, if necessary, washers, which are attached to the brackets 5 or between the brackets 5 and the guides 7, but this is not absolutely necessary for the present invention. This ensures that the carriage 8 is guided by the guides 7 parallel to or at an angle a to the longitudinal axis A of the roller 2.
  • the processing machine 1 further comprises a turning tool 9 or another processing means for reworking the roller 2.
  • the turning tool 9 can preferably have a disc-shaped cutting edge and can be reused rotated around its own axis when the cutting edge becomes worn.
  • the carriage 8 has a feed carriage 10 for adjusting the feed rate of the processing means in the normal direction of the guide means.
  • the normal direction is usually perpendicular to the longitudinal direction.
  • the cutting depth of the turning tool 9 into the surface of the roller 2 can be adjusted using a first drive 11 of the feed slide 10.
  • the feed slide 10 could also be moved in the x-direction by a handwheel.
  • roller 2 In order to rework the roller 2 in such a way that it has a uniform cylindrical surface after reworking, the method described below is used.
  • a first diameter dl is initially measured at a first point zl in the longitudinal direction of the roll 2. This is usually done manually using a vernier ruler for circumference measurement. A circumference measured in this way can then be divided by it in order to obtain an average diameter at this point of the roll 2. Alternatively, the diameter could also be measured directly, although this is not practical in many cases due to the size of the roll 2. In still other cases, a sensor unit such as a laser reflection system could be provided, for example, on the guide means at the respective point in order to measure the roll profile there, from which In turn, the diameter could be determined if necessary. In general, it can therefore be said that a first roll geometry is determined at the first location zl in the longitudinal direction of roll 2. From this, the first diameter dl can be calculated if necessary.
  • a second diameter d2 or, generally, a second roll geometry is measured at a second location z2 in the longitudinal direction of roll 2. This measurement can be performed as described above for the first diameter dl or for the first roll geometry.
  • the first location z1 and the second location z2 are typically located in edge regions of that section of the roller 2 where it is to be cylindrically shaped.
  • the first location z1 and the second location z2 are located directly at the edges or at a predetermined distance from the respective edge of that section of the roller 2 that is to be cylindrically shaped. Referring to Figure 5, it is clear that it is not always necessary or desirable to form the entire roller 2 cylindrically, since edge regions can also be chamfered. The chamfering can be performed by manual post-processing or automatically using the control unit described herein.
  • the ratio of feed in the normal direction to feed in the longitudinal direction is calculated as Ddiff/Zdiff (the direction of the feed in the normal direction can be easily determined by a person skilled in the art).
  • the guide means could also be offset at an angle to the roller 2, although this entails greater adjustment effort.
  • Figure 3 shows that not only a conicity as shown in Figure 2 can be compensated, but also an inclination of the processing machine 1 or the guide means with respect to the roller 2.
  • the distance xl of the processing machine 1 to the first point zl, at which the first roller geometry was determined is determined. Since the guide means are arranged at an inclination relative to the roller 2, the distance xl is measured from the point zl' on the guide means in the normal direction to the guide means.
  • the machining tools are moved on the carriage 8 along the guide means to the first position zl', after which the machining tools are moved, e.g., manually, to the first position zl on the roller 2 by means of the feed carriage 10, until the machining tools touch the roller 2.
  • the distance traveled by the machining tools can be output as a distance xl from the feed carriage 10 and subsequently displayed visually or stored in a memory.
  • the distance xl could also be determined, for example, using a laser distance measuring device located on the guide means.
  • the carriage 8 with the machining means is moved to point z2' and the machining means are displaced towards the roller 2 by means of the feed carriage 10 until they touch the second point z2 on the roller 2.
  • the determination of the distance x2 can thus be carried out as above for the first distance xl. It is also clear that in practice it is easier to determine the distance zl'-z2' on the guide means than the distance zl-z2 on the roller 2, although this would also be possible.
  • the conversion from zl-z2 to zl'-z2' can be carried out by means of simple coordinate transformation or can be omitted since the difference is negligible at small angles ⁇ .
  • the guide means could also be arranged in an angle to roller 2, which requires more adjustment effort.
  • the two aforementioned measures can be combined as shown in Figure 4, taking into account that the measurements could show that the processing machine 1 could already be arranged parallel to the roller 2 (in which case the post-processing could take place as shown in Figure 2) or that the roller 2 could not have any conicity (in which case the post-processing could take place as shown in Figure 3).
  • Figure 4 shows that by means of the method according to the invention it is possible to carry out an inclination of the processing machine 1 with respect to the roller 2 at the same time as compensating the conicity of the roller 2.
  • the ratio of feed in the normal direction to feed in the longitudinal direction can be calculated as (Xdiff - Ddiff)/(Zdiff), where Xdiff, Dfifif, and Zdiff are calculated as described above for Figures 2 and 3. If necessary, Ddiff can be subjected to a coordinate transformation to further take the misalignment into account, although this can be negligible, for example, at small angles.
  • control unit 20 by means of which both the feed in the longitudinal direction (z-direction) and the feed in the normal direction (x-direction) can be adjusted, for which purpose the control unit 20 can be connected to the first drive 11 and the second drive 12, as shown in Figure 1.
  • the control unit 20 could, for example, comprise an interface (e.g. an HMI, Human Machine Interface) for entering the manually measured diameters dl, d2 and, if necessary, also for entering the distance zl-z2 (for the approximate determination of Zdiff) between the two locations and/or the distances xl, x2.
  • an interface e.g. an HMI, Human Machine Interface
  • the roller 2 In practice, for example, two markings are applied to the roller 2, corresponding to the first location z1 and the second location z2. At these locations, the diameter dl and the second diameter z2, or generally the first and second roller geometries, are manually determined, which are then input into the control unit 20 via the interface. The control unit 20 can automatically calculate the correction factor Ddiff.
  • the processing means are then moved in the direction of the first marking by controlling the first drive 11 and the second drive 12 and are offset up to the roller 2 until they touch the roller 2 at the first point z1.
  • the control unit 20 can store this position of the processing means as the first distance x1 and as the position at the first point z1' on the guide means.
  • the processing means are then moved in the direction of the second marking and are offset up to the roller 2 until they touch the roller 2 at the second point z2.
  • the control unit 20 can store this position of the processing means as the second distance x2 and as the position at the second point z2' on the guide means.
  • the control unit 20 can calculate the factors Xdiff and Zdiff from this stored data.
  • control unit 20 can fully automatically control the processing means or the first and second drives to rework the roller 2 such that it assumes a cylindrical shape after rework. It should be noted that the control unit 20 does not necessarily have to fully automatically control the processing means, since it could also output the required ratio of offset in the normal direction to offset in the longitudinal direction, for example, on a display device, after which a user could implement the offset in the normal direction, for example, using the handwheel.
  • deviations from a cylindrical shape can occur if the roller 2 originally does not have a circular cross-section at the first and/or second location z1, z2 or if other measurement errors are present. These errors can be compensated for if the aforementioned method is carried out again after the initial reworking, i.e. the steps of determining a first and second roller geometry, determining the first and second distances xl, x2, calculating a conicity and/or an inclination and reworking after the first reworking process are repeated once. In this way, the roller 2 can be brought into a cylindrical shape within the required measurement accuracy.
  • the roller 2 has an oval cross-section prior to implementation of the method according to the invention and the diameter of the roller 2 is determined indirectly via the circumference using a vernier ruler, a measurement inaccuracy arises when determining the conicity of the roller 2 or the misalignment of the processing machine. After the first remachining, however, the roller 2 will usually have a circular cross-section at all points, so that a subsequent circumferential measurement using the vernier ruler will produce a more representative result for the diameter. Therefore, remachining the roller 2 twice using the method according to the invention results in a roller 2 with particularly high manufacturing tolerances.
  • Figure 6 shows a rigid shaft 23 of the machine 3, which is located in a bearing 24 of the roller 2. Since the bearing 24 is larger than the shaft 23, movement of the roller 2 on the shaft 23 can occur.
  • the pressure unit 21 preferably preloads the roller 2 into a specific position in the bearing.
  • the pressing unit 21 presses the roller 2 from the bottom left to the top right, so that the shaft 23 and bearing 24 are in a predefined position.
  • the pressing direction is arbitrary, and the pressing unit 21 could also press the roller 2 horizontally toward the other roller 2.
  • the machine 3 moves them into a so-called maintenance position, in which the mutual distance between the two rollers 2 is at least greater than the bearing clearance.
  • the pressing unit 21 is typically hydraulically operated. To ensure good contact with the roller 2, the pressing unit 21 can comprise two rollers 22, which rest against the roller 2 during the pressing process.
  • roller geometries and distances between the processing machine and roller 2 could also be measured at more than two locations, which could potentially allow for even more precise post-processing of roller 2. It is easy for a person skilled in the art to expand the formula for calculating the feed ratio. In most cases, however, it is sufficient to consider two roller geometries and distances between the processing machine and roller 2.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Nachbearbeiten einer Walze (2) einer Maschine (3) mittels einer Bearbeitungsmaschine (1), welche einen Schlitten (8) mit Bearbeitungsmitteln und Führungsmittel zum Führen des Schlittens (8) umfasst, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: - Bestimmen einer ersten Walzengeometrie an einer ersten Stelle (z1) der Walze (2), - Bestimmen einer zweiten Walzengeometrie an einer zweiten Stelle (z2) der Walze (2), - Ermitteln eines ersten Abstandes (x1) der Bearbeitungsmaschine (1) zur ersten Stelle (z1) an der Walze (2), - Ermitteln eines zweiten Abstandes (x2) der Bearbeitungsmaschine (1) zur zweiten Stelle (z2) an der Walze (2), - Berechnen einer Konizität der Walze (2) und/oder einer Schiefstellung der Bearbeitungsmaschine (1) bezüglich der Walze (2) anhand der ersten und zweiten Walzengeometrie und des ersten und zweiten Abstandes (x1, x2), und - Nachbearbeiten der Walze (2) in eine zylindrische Form unter Berücksichtigung der berechneten Konizität und/oder Schieflage.

Description

Verfahren zum Nachbearbeiten der Walze
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Nachbearbeiten einer Walze einer Maschine mittels einer Bearbeitungsmaschine, welche einen Schlitten mit Bearbeitungsmitteln und Führungsmittel zum Führen des Schlittens umfasst.
Dem Fachmann sind Ölmühlen bekannt, die zum Auspressen von Kernen dienen, die auch als Ölsaat bezeichnet werden. Bei der Verarbeitung zum Auspressen der Ölsaat durchläuft die Ölsaat mehrere Verarbeitungsprozesse, wobei ein wesentlicher Prozessschritt das Flockieren mit einer Flockiermaschine ist. Beim Flockieren wird die Ölsaat zwischen zwei Glattwalzen zu dünnen Flocken verarbeitet. Die ualität beziehungsweise die gleichmäßige Dicke der Flocken ist für Erzielung einer hohen Ölausbeute essentiell, da diese von sehr großer wirtschaftlicher Bedeutung für die Ölmühle ist. Diese Walzen werden üblicherweise aus Stahlguss hergestellt und haben eine Länge von mehr als einem Meter und einen Durchmesser von mehr als 400 Millimeter. Dadurch haben diese Walzen ein erhebliches Gewicht und bilden zugleich das Herzstück der Flockiermaschine.
Die Walzen von Flockiermaschinen unterliegen einem Verschleiß an ihrer Oberfläche. Aufgrund der hohen Anforderung an die gleichmäßige Dicke der Ölsaat-Flocken ist jeglicher Verschleiß an den Walzen problematisch und beeinflusst die öualität der Flocken negativ. Deshalb ist es notwendig, dass die Oberfläche der Flockierwalzen durch Bearbeitung in regelmäßigen Abständen von einem halben Jahr bis zu maximal einem Jahr geglättet beziehungsweise nachbearbeitet werden.
Aus der AT 516 866 Al ist beispielsweise bekannt, eine Bearbeitungsmaschine unmittelbar an der Maschine zu befestigen. Hierbei werden Führungsschienen der Bearbeitungsmaschine möglichst parallel zur Walze angeordnet, sodass ein Schlitten mit einem Drehmeißel quer zur Walze verfahren kann, um diese nachzubearbeiten. Eine korrekte Anordnung der Bearbeitungsmaschine bezüglich der Walze ist jedoch aus mehreren Gründen eine Herausforderung. Einerseits weist die Bearbeitungsmaschine ein großes Gewicht auf, sodass es in der Regel sehr lange dauert, üblicherweise 3 bis 4 Stunden, bis die Bearbeitungsmaschine hinreichend genau zur Bearbeitungsmaschine positioniert ist. Da die Bearbeitungsmaschine auch mit einer großen Genauigkeit zur Walze angeordnet werden muss, kommt es auch regelmäßig dazu, dass die Kräfte zum Anschrauben der Bearbeitungsmaschine an der Maschine bereits ausreichen, um die Bearbeitungsmaschine wieder aus der gewünschten Position heraus zu versetzen. Ein weiteres Problem beim Justieren der Bearbeitungsmaschine bezüglich der Walze wird ersichtlich, wenn die hierfür üblichen Messverfahren betrachtet werden, siehe z.B. die DE 43 20 069 Al. Diese Schrift lehrt, Messuhren auf dem Schlitten anzubringen, um die Bearbeitungsmaschine bezüglich der Walze anzuordnen. Zwar setzt sich diese Schrift zum Ziel, die Führungsschienen parallel zur Achse der zu reparierenden Walze anzuordnen, jedoch ist es eine Erkenntnis der unten erläuterten Erfindung, dass dieses Ziel mit dem in der Schrift DE 43 20 069 Al dargestellten Messverfahren nicht in allen Fällen erreicht werden kann. Da dieses Messverfahren mit den Messuhren nur die Oberfläche der Walze abtastet, kann insbesondere eine Konizität der Walze nicht berücksichtigt werden, sodass die Formschienen nicht bezüglich der Walzenachse ausgerichtet werden, sondern bezüglich der Walzenoberfläche. Eine konisch verformte Walze wird somit auch nach der Nachbearbeitung eine Konizität aufweisen.
Die Erfindung setzt sich zum Ziel, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und ein Verfahren zum Nachbearbeiten einer Walze zu schaffen, bei dem einerseits der Justiervorgang der Bearbeitungsmaschine weniger Zeit in Anspruch nimmt und andererseits auch komplexere Walzenverformungen nachbearbeitet werden können.
Dieses Ziel wird erreicht durch ein Verfahren zum Nachbearbeiten der Walze einer Maschine mittels einer Bearbeitungsmaschine, welche einen Schlitten mit Bearbeitungsmitteln und Führungsmittel zum Führen des Schlittens umfasst, wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:
- Bestimmen einer ersten Walzengeometrie, die bevorzugt ein erster Durchmesser, ein erster Umfang oder ein erstes Walzenumfangsprofil ist, an einer ersten Stelle der Walze,
- Bestimmen einer zweiten Walzengeometrie, die bevorzugt ein zweiter Durchmesser, ein zweiter Umfang oder ein zweites Walzenumfangsprofil ist, an einer zweiten Stelle der Walze,
- Ermitteln eines ersten Abstandes der Bearbeitungsmaschine zur ersten Stelle der Walze,
- Ermitteln eines zweiten Abstandes der Bearbeitungsmaschine zur zweiten Stelle der Walze,
- Berechnen einer Konizität und/oder einer Schiefstellung der Bearbeitungsmaschine bezüglich der Walze anhand der ersten und zweiten Walzengeometrie und des ersten und zweiten Ab Standes, und
- Nachbearbeiten der Walze in eine zylindrische Form unter Berücksichtigung der berechneten Konizität und/oder Schieflage. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, auch konische Walzen nachzubearbeiten, um die Walze in einen zylindrischen Zustand zu bringen. Da bei den Justierungsverfahren aus dem Stand der Technik lediglich die Orientierung der Bearbeitungsmaschine zur Walzenoberfläche gemessen wurde, konnte eine Konizität der Walze nicht mitberücksichtigt werden, wodurch die Nachbearbeitung der Walze zwar eine glatte, aber weiterhin konische Walzenoberfläche erbrachte.
Weiters kann mit dem erfmdungsgemäßen Verfahren eine Schiefstellung der Bearbeitungsmaschine ausgeglichen werden, ohne dass es einer manuellen bzw. mechanischen Nachjustierung der Bearbeitungsmaschine bezüglich der Walze bedarf. Durch das Bestimmen der zwei Walzengeometrien an zwei verschiedenen Stellen und der zwei Abstände der Bearbeitungsmaschine zu den zwei Stellen der Walze kann die Konizität der Walze gleichzeitig mit der Schiefstellung der Bearbeitungsmaschine ausgeglichen werden, d.h. es sind nicht zwei gesonderte Justiervorgänge notwendig.
Bevorzugt erfolgt das Nachbearbeiten der Walze dadurch, dass die Bearbeitungsmittel zum Nachbearbeiten sowohl mit einem Vorschub in Normalrichtung als auch mit einem Vorschub in Längsrichtung verfahren, um die Walze in eine zylindrische Form zu bringen. In diesem Fall ist überhaupt kein manuelles Nachjustieren der Bearbeitungsmaschine notwendig, unabhängig von der Konizität der Walze oder der Schieflage der Bearbeitungsmaschine. Mittels dieses Verfahrens kann der gesamte Montagevorgang der Bearbeitungsmaschine inklusive Bestimmung der zwei Walzengeometrien und Abstände in ca. 30 Minuten erfolgen und unmittelbar danach kann die Nachbearbeitung durchgeführt werden. Bei einem Justierverfahren gemäß dem Stand der Technik, bei dem nur die jeweiligen Abstände zur Walzenoberfläche und ein darauffolgendes mechanisches Ausrichten der Bearbeitungsmaschine erfolgt, dauern Justiervorgänge regemäßig 3 bis 4 Stunden. Alternativ zum vorgenannten Verfahren könnte aber auch bei der vorliegenden Erfindung die Nachbearbeitung ohne Vorschub in Normalrichtung erfolgen, wenn die Bearbeitungsmaschine nach dem Berechnen der Konizität und Schieflage entsprechend mechanisch ausgerichtet wird, wobei hier die erläuterten Vorteile jedoch nicht auftreten.
Bevorzugt berechnet sich das Verhältnis von Vorschub in Normalrichtung zu Vorschub in Längsrichtung als (Xdiff + Ddiff)/(Zdiff), mit
Xdiff = (xl-x2) wobei xl der erste Abstand und x2 der zweite Abstand ist, Ddiff = (dl -d2)/2, wobei dl der erste Durchmesser und d2 der zweite Durchmesser ist, gegebenenfalls angepasst an die ermittelte Schieflage, und Zdiff = (zl‘-z2‘), wobei zl‘ jene Position auf den Führungsmitteln ist, von der aus die Bearbeitungsmittel die erste Stelle auf der Walze erreichen und z2‘ jene Position auf den Führungsmitteln ist, von der aus die Bearbeitungsmittel die zweite Stelle auf der Walze erreichen. Ddiff stellt hierbei die Konizität der Walze dar und Zdiff die Schieflage der Bearbeitungsmaschine.
In diesem Berechnungsverfahren fließt die Konizität durch den Korrekturfaktor Ddiff und die Schieflage durch den Korrekturfaktor Xdiff in die Berechnung mit ein. Es versteht sich, dass die Berechnungsmethode auch abgewandelt werden kann, um auf im Wesentlichen gleiche Ergebnisse zu kommen, z.B. wenn z = z‘ gleichgesetzt wird.
Zwar können die Berechnungsschritte und das Einstellen des Vorschubs manuell erfolgen, jedoch ist bevorzugt, wenn die Bearbeitungsmaschine eine Steuereinheit umfasst, welche den Vorschub der Bearbeitungsmittel in Normalrichtung und Längsrichtung berechnet und/oder einen Antrieb des Schlittens zum Vorschub der Bearbeitungsmittel in Längsrichtung und einen Antrieb eines Vorschub schlittens zum Vorschub der Bearbeitungsmittel in Normalrichtung ansteuert. Dadurch kann das erfindungsgemäße Verfahren möglichst automatisiert werden, wobei z.B. nur die erste und zweite Walzengeometrie manuell vermessen werden. Die Steuereinheit kann daher insbesondere eine Schnittstelle umfassen, in welche die erste und zweite Walzengeometrie manuell eingegeben werden.
Im Allgemeinen bietet sich zur Bestimmung der Walzengeometrie insbesondere eine Umfangsmessung mittels eines Noniuslineals an, da beispielsweise eine unmittelbare Durchmessermessung im eingebauten Zustand der Walze nur schwer durchführbar ist.
Zum Ermitteln des ersten Abstandes bzw. zweiten Abstandes kann insbesondere vorgesehen werden, dass der Schlitten in Längsrichtung und der Vorschub schlitten in Normalrichtung versetzt werden, bis die Bearbeitungsmittel die erste Stelle bzw. zweite Stelle an der Walze berühren. In anderen Worten können die jeweiligen Koordinaten bzw. Ansteuerwerte in einem Speicher hinterlegt oder unmittelbar an die Steuereinheit weitergeleitet werden, woraus die jeweiligen Abstände von der Bearbeitungsmaschine zur Walze aber auch der Abstand zwischen diesen beiden Positionen bestimmt werden kann. Beispielsweise kann festgelegt werden, dass sich die Bearbeitungsmittel in einer Nullposition mit den Koordinaten (xO, z0‘) befinden, wenn sich der Schlitten ganz links an den Führungsmitteln befindet und der Vorschub schlitten eingefahren ist, d.h. in eine maximal von der Walze entfernte Position gebracht wird. Wenn die Bearbeitungsmittel mit der ersten Stelle an der Walze in Berührung kommen, können sich die Bearbeitungsmittel in einer ersten Position (xl, zl‘) befinden. Wenn die Bearbeitungsmittel mit der zweiten Stelle an der Walze in Berührung kommen, können sich die Bearbeitungsmittel in einer zweiten Position (x2, z2‘) befinden. In Kombination mit den manuell ermittelten Durchmessern dl, d2 können aus diesen Werten die Konizität, Schieflage und Ansteuerung zur Nachbearbeitung berechnet werden. Alternativ könnten die Werte (xl, zl‘), (x2, z2‘) auch durch andere Verfahren wie optische Verfahren, insbesondere Laserreflexionsverfahren, ermittelt werden, indem beispielsweise ein entsprechendes Messgerät am Schlitten montiert wird.
Weiters ist bevorzugt, wenn die Schritte des Bestimmens einer ersten und zweiten Walzengeometrie, des Ermittelns des ersten und zweiten Abstandes, das Berechnen einer Konizität und/oder einer Schiefstellung und das Nachbearbeiten nach dem ersten Vorgang des Nachbearbeitens wiederholt werden. Dies hat den Vorteil, dass auch komplexere Messfehler ausgeglichen werden können, da die Walzenoberfläche im ersten Nachbearbeitungsvorgang zumindest in einen kegelförmigen Zustand gebracht wird, wenn die Walze ursprünglich eine unregelmäßige Walzengeometrie wie eine ovale Form an den zwei Stellen aufwies. Da derartige Messfehler nach dem ersten Nachbearbeitungsvorgang nicht mehr vorliegen werden, kann eine repräsentativere Durchmessermessung erfolgen, sodass nach dem zweiten Nachbearbeitungsvorgang eine Walze mit einer besonders hohen Genauigkeit in der zylindrischen Form vorliegen wird.
Um die Nachbearbeitungsqualität weiter zu erhöhen, kann die Walze durch eine Anpresseinheit der Bearbeitungsmaschine während der Nachbearbeitung und bevorzugt auch beim Ermitteln des ersten Abstandes und des zweiten Abstandes in eine vorbestimmte Lage gedrückt werden. Dadurch kann das Spiel in der Walzenlagerung für den Nachbearbeitungsvorgang unterdrückt werden, wodurch bessere Fertigungstoleranzen erzielbar sind.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Bearbeitungsmaschine zum Nachbearbeiten einer Walze einer Maschine, wobei die Bearbeitungsmaschine einen Schlitten mit Bearbeitungsmitteln und Führungsmittel zum Führen des Schlittens umfasst, wobei die Bearbeitungsmittel dazu ausgebildet sind, die Bearbeitungsmittel zum Ausgleich einer Konizität der Walze und/oder einer Schiefstellung der Bearbeitungsmaschine während des Nachbearbeitens sowohl mit einem Vorschub in Normalrichtung der Führungsmittel als auch mit einem Vorschub in Längsrichtung der Führungsmittel zu verfahren, um die Walze in eine zylindrische Form zu bringen, wobei die Konizität der Walze und/oder die Schiefstellung der Bearbeitungsmaschine berechnet sind aus: einer ersten Walzengeometrie, die bevorzugt ein erster Durchmesser, ein erster Umfang oder ein erstes Walzenumfangsprofil ist, an einer ersten Stelle der Walze, einer zweiten Walzengeometrie, die bevorzugt ein zweiter Durchmesser, ein zweiter Umfang oder ein zweites Walzenumfangsprofil ist, an einer zweiten Stelle der Walze, einem ersten Abstand der Bearbeitungsmaschine zur ersten Stelle an der Walze, einem zweiten Abstand der Bearbeitungsmaschine zur zweiten Stelle an der Walze.
Die erfindungsgemäße Bearbeitungsmaschine weist die oben für das Verfahren erläuterten Vorteile auf und kann mit denselben Ausführungsvarianten eingesetzt werden.
Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert.
Figur 1 zeigt die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Bearbeitungsmaschine in einer perspektivischen Ansicht.
Die Figuren 2 bis 5 zeigen mögliche Konfigurationen bei dem erfindungsgemäßen Nachbearbeitungsverfahren in einer Draufsicht.
Figur 6 zeigt den Einsatz einer Anpresseinheit zum Ausgleich eines Walzenlagerspiels.
Figur 1 zeigt eine Bearbeitungsmaschine 1 zum Nachbearbeiten einer Walze 2 einer Maschine 3, die eine Flockiermaschine einer Ölmühle ist. Im Betrieb drehen sich die beiden Walzen 2 zueinander, um Ölsaat durch einen Spalt 4 zwischen den Walzen 2 zu pressen, der je nach Ölsaat eine Breite von beispielsweise 0,25 bis 0,35 Millimetern aufweist. Die Walzen 2 sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel 1,5 Meter lang, aus Stahlguss hergestellt und wiegen mehrere hundert Kilogramm. Die Oberfläche der Walzen 2 wurde bei der Herstellung gehärtet, um den Verschleiß der Walzen 2 möglichst gering zu halten. Beim Flockieren der Ölsaat verschleißen die Walzen 2 dahingehend, dass sich Vertiefungen in der Oberfläche der Walzen 2 bilden, wodurch eine in einer Vertiefung liegende Ölsaat nicht ausreichend verformt beziehungsweise zusammengepresst wird.
Die Bearbeitungsmaschine 1 wird mittels zwei Konsolen 5, die an der Bearbeitungsmaschine 1 angebracht sind, an die Gegenplatten 6 der Maschine 3 angeschraubt werden. Die Bearbeitungsmaschine 1 weist weiters zumindest eine, bevorzugt zwei Führungen 7 auf, die Führungsmittel zum Führen eines Schlittens 8 in Längsrichtung der Führungsmittel bilden. Die Führungen 7 sind parallel oder in einem Winkel a (Figur 3) zu der Walze 2 angeordnet, wenn die Bearbeitungsmaschine 1 an der Maschine 3 befestigt ist. Zwar könnten die Führungen 7 unter Verwendung von Justierhilfsmitteln und gegebenenfalls auch Unterlegscheiben, welche an den Konsolen 5, beziehungsweise zwischen den Konsolen 5 und den Führungen 7, angebracht werden, eingerichtet werden, jedoch ist dies für die vorliegende Erfindung nicht zwingend notwendig. Hierdurch ist erreicht, dass der Schlitten 8 durch die Führungen 7 parallel oder im Winkel a zur Längsachse A der Walze 2 geführt wird.
Die Bearbeitungsmaschine 1 weist weiters einen Drehmeißel 9 oder ein anderes Bearbeitungsmittel zum Nachbearbeiten der Walze 2 auf. Bevorzugt kann der Drehmeißel 9 eine scheibenförmige Schneidkante aufweisen und kann bei Abnutzung der Schneidkante um die eigene Achse verdreht weiterverwendet werden. Der Schlitten 8 weist einen Vorschub schlitten 10 zum Einstellen eines Vorschubs des Bearbeitungsmittels in Normalrichtung der Führungsmittel auf. Die Normalrichtung steht üblicherweise normal zur Längsrichtung.
Mit einem ersten Antrieb 11 des Vorschub schlittens 10 kann die Schnitttiefe des Drehmeißels 9 in die Oberfläche der Walze 2 eingestellt werden. Alternativ könnte der Vorschub schlitten 10 jedoch auch durch ein Handrad in x-Richtung versetzt werden.
Die Bearbeitungsmaschine 1 weist weiters einen zweiten Antrieb 12 zum gleichmäßigen Bewegen des Schlittens 8 entlang der Längsrichtung der Führungsmittel auf. Der zweite Antrieb 12 ist bevorzugt durch einen Motor und einen Spindelantrieb 13 gebildet. Hierdurch ist eine besonders gleichmäßige Bewegung des Schlittens 8 beim Nachbearbeiten der Walze 2 erreicht, wodurch die Qualität der nachbearbeiteten Oberfläche verbessert wird.
Um die Walze 2 derart nachzubearbeiten, dass die nach der Nachbearbeitung eine gleichmäßige zylindrische Oberfläche aufweist, wird das im Folgenden beschriebene Verfahren eingesetzt.
Wie in Figur 2 angedeutet ist, wird eingangs ein erster Durchmesser dl an einer ersten Stelle zl in Längsrichtung der Walze 2 gemessen. Dies erfolgt in der Regel manuell mittels eines Noniuslineals zur Umfangsmessung. Ein derart gemessener Umfang kann danach durch it dividiert werden, um einen mittleren Durchmesser an dieser Stelle der Walze 2 zu erhalten. Alternativ könnte auch der Durchmesser unmittelbar gemessen werden, was jedoch aufgrund der Größe der Walze 2 in vielen Fällen nicht praktikabel ist. In wieder anderen Fällen könnte auch eine Sensoreinheit wie ein Laserreflexionssystem z.B. auf den Führungsmitteln an der jeweiligen Stelle vorgesehen werden, um dort das Walzenprofil zu messen, aus dem wiederum gegebenenfalls der Durchmesser bestimmt werden könnte. Im Allgemeinen kann daher davon gesprochen werden, dass eine erste Walzengeometrie an der ersten Stelle zl in Längsrichtung der Walze 2 bestimmt wird. Aus dieser kann gegebenenfalls rechnerisch der erste Durchmesser dl bestimmt werden.
Daraufhin wird ein zweiter Durchmesser d2 bzw. allgemein eine zweite Walzengeometrie an einer zweiten Stelle z2 in Längsrichtung der Walze 2 gemessen. Diese Messung kann wie oben für den ersten Durchmesser dl bzw. für die erste Walzengeometrie beschrieben durchgeführt werden.
Die erste Stelle zl und die zweite Stelle z2 liegen üblicherweise in Randbereichen jenes Abschnitts der Walze 2, an dem diese zylindrisch ausgeformt werden soll. Bevorzugt liegen die erste Stelle zl und die zweite Stelle z2 unmittelbar an den Rändern oder in einem vorbestimmten Abstand zum jeweiligen Rand jenes Abschnitts der Walze 2, der zylindrisch ausgeformt werden soll. Unter Verweis auf Figur 5 ist ersichtlich, dass es nicht immer erforderlich oder erwünscht ist, die ganze Walze 2 zylindrisch auszuformen, da Randbereiche auch abgefast werden können. Das Abfasen kann durch manuelles Nachbearbeiten oder automatisch anhand der hierin beschriebenen Steuereinheit erfolgen.
Anhand des ersten Durchmessers dl und des zweiten Durchmessers d2 kann nun ermittelt werden, ob die Walze 2 konisch verformt ist. Beispielsweise kann ein Korrekturwert Ddiff ermittelt werden, der sich berechnet aus Ddiff = (dl-d2)/2. Sollte der Korrekturwert ungleich Null sein, liegt eine auszugleichende Konizität der Walze 2 vor. Diese Konizität kann ausgeglichen werden, wenn die Bearbeitungsmittel während einer Fahrt in Längsrichtung der Führungsmittel, d.h. in z‘ -Richtung, in die Normalrichtung versetzt werden, d.h. in x- Richtung. Das Verhältnis von Vorschub in Normalrichtung zu Vorschub in Längsrichtung berechnet sich als Ddiff/Zdiff (die Richtung des Vorschubes in Normalrichtung kann durch den Fachmann einfach bestimmt werden). Zdiff ist hierbei berechnet durch zl‘-z2‘, wobei zl‘ jene Position auf den Führungsmitteln ist, von der aus die Bearbeitungsmittel die erste Stelle zl auf der Walze 2 erreichen und z2‘ jene Position auf den Führungsmitteln ist, von der aus die Bearbeitungsmittel die zweite Stelle z2 auf der Walze 2 erreichen. Da in dem Beispiel von Figur 2 die Führungsmittel „zufällig“ parallel zur Längsachse der Walze 2 liegen, entspricht zl = zl‘ und z2 = z2‘. Alternativ zur Einstellung eines Verhältnisses des Vorschubs in Normalrichtung zu einem Vorschub in Längsrichtung könnten auch die Führungsmittel in einem Winkel zur Walze 2 versetzt werden, wobei dies einen größeren Justieraufwand mit sich bringt. Figur 3 zeigt, dass nicht nur eine wie in Figur 2 dargestellte Konizität ausgeglichen werden kann, sondern auch eine Schiefstellung der Bearbeitungsmaschine 1 bzw. der Führungsmittel bezüglich der Walze 2. Zu diesem Zweck wird der Abstand xl der Bearbeitungsmaschine 1 zur ersten Stelle zl bestimmt, an welcher die erste Walzengeometrie bestimmt wurde, bestimmt. Da die Führungsmittel in einer Schiefstellung zur Walze 2 angeordnet sind, wird der Abstand xl von der Stelle zl‘ auf den Führungsmitteln aus in Normalrichtung zu den Führungsmitteln gemessen.
Im einfachsten Fall werden hierfür die Bearbeitungsmittel auf dem Schlitten 8 entlang der Führungsmittel zur ersten Stelle zl‘ verbracht, wonach die Bearbeitungsmittel mittels des Vorschub schlittens 10 z.B. manuell bis zur ersten Stelle zl an der Walze 2 versetzt werden, bis die Bearbeitungsmittel die Walze 2 berühren. Der Weg, der von den Bearbeitungsmitteln zurückgelegt wurde, kann als Abstand xl vom Vorschub schlitten 10 ausgegeben und danach visuell angezeigt oder in einem Speicher hinterlegt werden. In alternativen Varianten könnte der Abstand xl beispielsweise auch mittels eines auf den Führungsmitteln befindlichen Lasermessgeräts zur Entfernungsmessung bestimmt werden.
Nachdem der erste Abstand xl an der ersten Stelle zl‘ bestimmt wurde, wird der Schlitten 8 mit den Bearbeitungsmitteln zur Stelle z2‘ verfahren und die Bearbeitungsmittel werden mittels des Vorschub schlittens 10 zur Walze 2 versetzt, bis diese die zweite Stelle z2 an der Walze 2 berühren. Die Bestimmung des Abstandes x2 kann somit wie oben für den ersten Abstand xl durchgeführt werden. Es ist auch ersichtlich, dass es in der Praxis einfacher ist, den Abstand zl‘-z2‘ auf den Führungsmitteln zu bestimmen als den Abstand zl-z2 auf der Walze 2, wobei dies auch möglich wäre. Die Umrechnung von zl-z2 auf zl‘-z2‘ kann mittels einfacher Koordinatentransformation erfolgen oder auch unterbleiben, da die Differenz bei geringen Winkeln a vernachlässigbar ist.
Anhand des ersten Ab stands xl und des zweiten Ab stands x2 kann nun ermittelt werden, ob die Führungsmittel in einem Winkel a zur Walze 2 angeordnet sind. Beispielsweise kann ein Korrekturwert Xdiff ermittelt werden, der sich berechnet aus Xdiff = xl-x2. Sollte die Walze 2 zylindrisch und der Korrekturwert ungleich Null sein, liegt eine auszugleichende Schiefstellung der Führungsmittel bezüglich der Walze 2 vor. Diese Schiefstellung kann ausgeglichen werden, wenn die Bearbeitungsmittel während einer Fahrt in Längsrichtung der Führungsmittel, d.h. in z-Richtung, in die Normalrichtung der Walze 2 versetzt werden, d.h. in x-Richtung. Das Verhältnis von Vorschub in Normalrichtung zu Vorschub in Längsrichtung berechnet als Xdiff/Zdiff Alternativ könnten auch die Führungsmittel in einem Winkel zur Walze 2 versetzt werden, wobei dies einen größeren Justieraufwand mit sich bringt.
Erfindungsgemäß können die beiden vorgenannten Maßnahmen wie in Figur 4 dargestellt kombiniert werden, wobei zu berücksichtigen ist, dass die Messungen ergeben könnten, dass die Bearbeitungsmaschine 1 bereits parallel zur Walze 2 angeordnet sein könnte (in welchem Fall die Nachbearbeitung wie in Figur 2 gezeigt stattfinden könnte) oder die Walze 2 keine Konizität aufweisen könnte (in welchem Fall die Nachbearbeitung wie in Figur 3 gezeigt stattfinden könnte).
Figur 4 zeigt, dass es mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich ist, eine Schiefstellung der Bearbeitungsmaschine 1 bezüglich der Walze 2 gleichzeitig während des Ausgleichens der Konizität der Walze 2 durchgeführt werden kann.
Wie bereits hinsichtlich der Figuren 2 und 3 beschrieben werden an einer ersten Stelle zl der Walze 2 die erste Walzengeometrie, insbesondere der erste Durchmesser dl, und an einer zweiten Stelle z2 die zweite Walzengeometrie, insbesondere der zweite Durchmesser d2, bestimmt. Folglich werden an der ersten Stelle zl‘ bzw. zweiten Stelle, von der aus die Bearbeitungsmittel die erste Stelle zl bzw. zweite Stelle z2 an der Walze 2 erreichen, der erste Abstand xl bzw. der zweite Abstand x2 zur Walze 2 bestimmt. Um die Schieflage und die Konizität gleichzeitig auszugleichen, kann das Verhältnis von Vorschub in Normalrichtung zu Vorschub in Längsrichtung berechnet werden als (Xdiff - Ddiff)/(Zdiff), wobei sich Xdiff, Dfifif und Zdiff wie oben für die Figuren 2 und 3 beschrieben berechnen. Gegebenenfalls kann Ddiff einer Koordinatentransformation unterzogen werden, um die Schieflage weiter zu berücksichtigen, wobei dies z.B. bei geringen Winkeln vernachlässigbar sein kann.
Um die obengenannte Nachbearbeitung in der Praxis möglichst effizient umzusetzen, bietet sich an, eine Steuereinheit 20 einzusetzen, mittels welcher sowohl der Vorschub in Längsrichtung (z-Richtung) als auch der Vorschub in Normalrichtung (x-Richtung) einstellbar ist, zu welchem Zweck die Steuereinheit 20 mit dem ersten Antrieb 11 und dem zweiten Antrieb 12 verbunden sein kann, wie in Figur 1 gezeigt ist. Die Steuereinheit 20 könnte beispielsweise eine Schnittstelle (z.B. ein HMI, Human Machine Interface) zur Eingabe der manuell gemessenen Durchmesser dl, d2 und gegebenenfalls auch zur Eingabe des Abstands zl-z2 (zur überschlagsmäßigen Bestimmung von Zdiff) zwischen den zwei Stellen und/oder der Abstände xl, x2 umfassen. In der Praxis werden beispielsweise auf der Walze 2 zwei Markierungen aufgetragen, welche der ersten Stelle zl und der zweiten Stelle z2 entsprechen. An diesen Stellen wird der Durchmesser dl und der zweite Durchmesser z2 oder im Allgemeinen die erste und die zweite Walzengeometrie manuell bestimmt, welche folglich über die Schnittstelle in die Steuereinheit 20 eingegeben werden. Die Steuereinheit 20 kann den Korrekturfaktor Ddiff automatisch berechnen.
Danach werden die Bearbeitungsmittel durch Ansteuerung des ersten Antriebs 11 und des zweiten Antriebs 12 in Richtung der ersten Markierung verfahren und bis zur der Walze 2 versetzt, bis diese die Walze 2 an der ersten Stelle zl berühren. Die Steuereinheit 20 kann diese Stellung der Bearbeitungsmittel als ersten Abstand xl und als Position an der ersten Stelle zl‘ auf den Führungsmitteln abspeichem. Danach werden die Bearbeitungsmittel in Richtung der zweiten Markierung verfahren und bis zur Walze 2 versetzt, bis diese die Walze 2 berühren an der zweiten Stelle z2 berühren. Die Steuereinheit 20 kann diese Stellung der Bearbeitungsmittel als zweiten Abstand x2 und als Position an der zweiten Stelle z2‘ auf den Führungsmitteln abspeichem. Aus diesen hinterlegten Daten kann die Steuereinheit 20 die Faktoren Xdiff und Zdiff berechnen.
Nachdem die Faktoren Ddiff, Xdiff und Zdiff berechnet wurden, kann die Steuereinheit 20 die Bearbeitungsmittel bzw. den ersten und zweiten Antrieb vollautomatisch ansteuern, um die Walze 2 derart nachzubearbeiten, dass sie nach dem Nachbearbeiten eine zylindrische Form einnimmt. Es sei angemerkt, dass die Steuereinheit 20 die Bearbeitungsmittel nicht zwingend vollautomatisch ansteuem muss, da diese das benötigte Verhältnis von Versatz in Normalrichtung zu Versatz in Längsrichtung beispielsweise auch an einer Anzeigeeinrichtung ausgeben könnte, wonach ein Benutzer den Versatz in Normalrichtung beispielsweise mittels des Handrads umsetzen könnte.
In der Steuereinheit 20 könnten zudem weitere Parameter hinterlegt sein, wie beispielsweise eine Abtragtiefe für die Nachbearbeitung oder einen Maximalvorschub in Längsrichtung und/oder Normalrichtung. Aus der maximalen Abtragtiefe könnte die Steuereinheit 20 beispielsweise auch bestimmen, ob ein oder mehrere Zyklen zur Nachbearbeitung erforderlich sind. Wenn beispielsweise eine maximale Abtragtiefe von 0,3 mm hinterlegt ist, aber die Konizität der Walze 2 ein Abtragen von 0,5 mm erfordert, um diese in eine zylindrische Form zu bringen, könnte die Steuereinheit 20 beispielsweise die Bearbeitungsmittel in zwei Nachbearbeitungszyklen ohne dazwischenliegende Messungen ansteuem. Das vorgenannte Verfahren zum Nachbearbeiten der Walze 2 hat eine möglichst zylindrische Walze 2 zum Ergebnis. Abweichungen von einer zylindrischen Form können jedoch dann auftreten, wenn die Walze 2 ursprünglich an der ersten und/oder zweiten Stelle zl, z2 keinen kreisrunden Querschnitt hat oder sonstige Messfehler vorliegen. Diese Fehler können ausgeglichen werden, wenn das vorgenannte Verfahren nach dem erstmaligen Nachbearbeiten nochmals durchgeführt wird, d.h. die Schritte des Bestimmens einer ersten und zweiten Walzengeometrie, des Ermittelns des ersten und zweiten Abstandes xl, x2, das Berechnen einer Konizität und/oder einer Schiefstellung und das Nachbearbeiten nach dem ersten Vorgang des Nachbearbeitens werden einmal wiederholt. Hierdurch kann die Walze 2 innerhalb der benötigten Messgenauigkeit jedenfalls in eine zylindrische Form gebracht werden.
Wenn die Walze 2 vor der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beispielsweise einen ovalen Querschnitt hat und der Durchmesser der Walze 2 mittels eines Noniulslineals mittelbar über den Umfang bestimmt wird, kommt es zu einer Messungenauigkeit bei der Bestimmung der Konizität der Walze 2 bzw. der Schieflage der Bearbeitungsmaschine. Nach dem ersten Nachbearbeiten wird die Walze 2 jedoch üblicherweise an allen Stellen einen kreisrunden Querschnitt aufweisen, sodass eine danach durchgeführte Umfangsmessung mittels des Noniuslineals ein repräsentativeres Ergebnis für den Durchmesser ergibt. Ein zweimaliges Nachbearbeiten der Walze 2 mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ergibt daher eine Walze 2 besonders hohen Fertigungstoleranzen.
Weitere Fehlerquellen können wie in Figur 6 gezeigt unterbunden werden, wenn die Bearbeitungsmaschine 1 eine Anpresseinheit 21 aufweist, welche die Walze 2 während des Nachbearbeitens und bevorzugt bereits während des Bestimmens des ersten und zweiten Abstandes xl, x2 in eine Richtung vorspannt. Dies hat den Hintergrund, dass die Walzen 2 in der Maschine 3 mit einem Lagerspiel gelagert sind, welches größer als die gewünschte Fertigungstoleranz ist. In anderen Worten würde die Welle 2 während der Drehung durch die Maschine 3 derart im Walzenlager „schwimmen“, dass die maximal erreichbare Fertigungstoleranz jene des Lagerspiels der Walze 2 ist. Lediglich zum Zwecke der einfachen Erläuterung und ohne Einschränkung auf konkrete Lagertypen ist in Figur 6 eine starre Welle 23 der Maschine 3 dargestellt, welche sich in einem Lager 24 der Walze 2 befindet. Da das Lager 24 größer ist als die Welle 23, kann es zu einer Bewegung der Walze 2 auf der Welle 23 kommen.
Dieser Mangel kann erfindungsgemäß überwunden werden, wenn die Anpresseinheit 21 die Walze 2 bevorzugt in eine bestimmte Stellung im Lager vorspannt. Wie in Figur 6 gezeigt presst die Anpresseinheit 21 die Walze 2 von links unten nach rechts oben, sodass sich Welle 23 und Lager 24 in einer vordefinierten Position befinden. Die Anpressrichtung ist jedoch beliebig und die Anpresseinheit 21 könnte die Walze 2 jedoch auch horizontal in Richtung der anderen Walze 2 drücken. Damit sich die beiden Walzen 2 beim Nachbearbeiten nicht gegenseitig berühren, werden diese durch die Maschine 3 in eine sogenannte Wartungsposition gebracht, bei der der gegenseitige Abstand der beiden Walzen 2 zumindest größer ist als das Lagerspiel.
Die Anpresseinheit 21 wird üblicherweise hydraulisch betätigt. Um eine gute Auflage an der Walze 2 zu ermöglichen, kann die Anpresseinheit 21 zwei Rollen 22 umfassen, welche an der Walze 2 beim Anpressvorgang zu liegen kommen.
Abschließend sei angemerkt, dass auch die Walzengeometrien und Abstände der Bearbeitungsmaschine zur Walze 2 an mehr als zwei Stellen gemessen werden könnten, wodurch gegebenenfalls eine noch genauere Nachbearbeitung der Walze 2 erfolgen könnte. Es ist für den Fachmann ein leichtes, die Formel zur Berechnung des Verhältnisses des Vorschubs zu erweitern. In den meisten Fällen reicht es jedoch, wenn zwei Walzengeometrien und Abstände der Bearbeitungsmaschine zur Walze 2 berücksichtigt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Nachbearbeiten einer Walze (2) einer Maschine (3) mittels einer Bearbeitungsmaschine (1), welche einen Schlitten (8) mit Bearbeitungsmitteln und Führungsmittel zum Führen des Schlittens (8) umfasst, wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:
- Bestimmen einer ersten Walzengeometrie, die bevorzugt ein erster Durchmesser (dl), ein erster Umfang oder ein erstes Walzenumfangsprofil ist, an einer ersten Stelle (zl) der Walze (2),
- Bestimmen einer zweiten Walzengeometrie, die bevorzugt ein zweiter Durchmesser (d2), ein zweiter Umfang oder ein zweites Walzenumfangsprofil ist, an einer zweiten Stelle (z2) der Walze (2),
- Ermitteln eines ersten Abstandes (xl) der Bearbeitungsmaschine (1) zur ersten Stelle (zl) an der Walze (2),
- Ermitteln eines zweiten Abstandes (x2) der Bearbeitungsmaschine (1) zur zweiten Stelle (z2) an der Walze (2),
- Berechnen einer Konizität der Walze (2) und/oder einer Schiefstellung der Bearbeitungsmaschine (1) bezüglich der Walze (2) anhand der ersten und zweiten Walzengeometrie und des ersten und zweiten Abstandes (xl, x2), und
- Nachbearbeiten der Walze (2) in eine zylindrische Form unter Berücksichtigung der berechneten Konizität und/oder Schieflage.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Nachbearbeiten der Walze (2) dadurch erfolgt, dass die Bearbeitungsmittel zum Nachbearbeiten sowohl mit einem Vorschub in Normalrichtung als auch mit einem Vorschub in Längsrichtung verfahren, um die Walze (2) in eine zylindrische Form zu bringen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei sich das Verhältnis von Vorschub in Normalrichtung zu Vorschub in Längsrichtung berechnet als (Xdiff + Ddiff)/(Zdiff), mit Xdiff = (xl-x2) wobei xl der erste Abstand und x2 der zweite Abstand ist,
Ddiff = (dl-d2)/2, wobei dl der erste Durchmesser und d2 der zweite Durchmesser ist, gegebenenfalls angepasst an die ermittelte Schieflage, und
Zdiff = (zl‘-z2‘), wobei zl‘ jene Position auf den Führungsmitteln ist, von der aus die Bearbeitungsmittel die erste Stelle (zl) auf der Walze (2) erreichen und z2‘ jene Position auf den Führungsmitteln ist, von der aus die Bearbeitungsmittel die zweite Stelle (z2) auf der Walze (2) erreichen.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Bearbeitungsmaschine (1) eine Steuereinheit (20) umfasst, welche den Vorschub der Bearbeitungsmittel in Normalrichtung und/oder Längsrichtung berechnet und/oder einen ersten Antrieb (11) eines
Vorschub schlittens (10) zum Vorschub der Bearbeitungsmittel in Normalrichtung und einen zweiten Antrieb (12) des Schlittens (8) zum Vorschub der Bearbeitungsmittel in Längsrichtung ansteuert.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Steuereinheit (20) eine Schnittstelle umfasst, in welche die erste und zweite Walzengeometrie manuell eingegeben werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die erste und zweite Walzengeometrie manuell vermessen werden, bevorzugt mittels eines Noniuslineals zur Umfangsmessung.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Ermitteln des ersten Abstandes (xl) bzw. zweiten Abstandes (x2) dadurch erfolgt, dass der Schlitten (8) in Längsrichtung und der Vorschub schlitten (10) in Normalrichtung versetzt werden, bis die Bearbeitungsmittel die erste Stelle (zl) bzw. zweite Stelle (z2) an der Walze (2) berühren.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Schritte des Bestimmens einer ersten und zweiten Walzengeometrie, des Ermittelns des ersten und zweiten Abstandes (xl, x2), das Berechnen einer Konizität und/oder einer Schiefstellung und das Nachbearbeiten nach dem ersten Vorgang des Nachbearbeitens wiederholt werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, die Walze (2) durch eine Anpresseinheit (21) der Bearbeitungsmaschine (1) während der Nachbearbeitung und bevorzugt auch beim Ermitteln des ersten Abstandes (xl) und des zweiten Abstandes (x2) in eine vorbestimmte Lage gedrückt wird.
10. Bearbeitungsmaschine (1) zum Nachbearbeiten einer Walze (2) einer Maschine (3), wobei die Bearbeitungsmaschine (1) einen Schlitten (8) mit Bearbeitungsmitteln und Führungsmittel zum Führen des Schlittens (8) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsmittel dazu ausgebildet sind, die Bearbeitungsmittel zum Ausgleich einer Konizität der Walze (2) und/oder einer Schiefstellung der Bearbeitungsmaschine (1) während des Nachbearbeitens sowohl mit einem Vorschub in Normalrichtung der Führungsmittel als auch mit einem Vorschub in Längsrichtung der Führungsmittel zu verfahren, um die Walze (2) in eine zylindrische Form zu bringen, wobei die Konizität der Walze (2) und/oder die Schiefstellung der Bearbeitungsmaschine (1) berechnet sind aus: einer ersten Walzengeometrie, die bevorzugt ein erster Durchmesser (dl), ein erster Umfang oder ein erstes Walzenumfangsprofil ist, an einer ersten Stelle (zl) der Walze (2), einer zweiten Walzengeometrie, die bevorzugt ein zweiter Durchmesser (d2), ein zweiter Umfang oder ein zweites Walzenumfangsprofil ist, an einer zweiten Stelle (z2) der Walze (2), einem ersten Abstand (xl) der Bearbeitungsmaschine (1) zur ersten Stelle (zl) an der Walze (2), einem zweiten Abstand (x2) der Bearbeitungsmaschine (1) zur zweiten Stelle (z2) an der Walze (2).
11. Bearbeitungsmaschine (1) nach Anspruch 10, wobei das Verhältnis von Vorschub in Normalrichtung zu Vorschub in Längsrichtung (Xdiff + Ddiff)/(Zdiff) beträgt, mit
Xdiff = (xl-x2) wobei xl der erste Abstand und x2 der zweite Abstand ist, Ddiff = (dl-d2)/2, wobei dl der erste Durchmesser und d2 der zweite Durchmesser ist, gegebenenfalls angepasst an die ermittelte Schieflage, und Zdiff = (zl‘-z2‘), wobei zl‘ jene Position auf den Führungsmitteln ist, von der aus die Bearbeitungsmittel die erste Stelle (zl) auf der Walze (2) erreichen und z2‘ jene Position auf den Führungsmitteln ist, von der aus die Bearbeitungsmittel die zweite Stelle (z2) auf der Walze (2) erreichen.
12. Bearbeitungsmaschine (1) nach Anspruch 10 oder 11, ferner umfassend eine Steuereinheit (20), welche dazu ausgebildet ist, den Vorschub der Bearbeitungsmittel in Normalrichtung und/oder Längsrichtung zu berechnen und/oder einen ersten Antrieb (11) eines Vorschub schlittens (10) zum Vorschub der Bearbeitungsmittel in Normalrichtung und einen zweiten Antrieb (12) des Schlittens (8) zum Vorschub der Bearbeitungsmittel in Längsrichtung anzusteuem, wobei die wobei die Steuereinheit (20) bevorzugt eine Schnittstelle umfasst, in welche die erste und zweite Walzengeometrie manuell eingebbar sind.
13. Bearbeitungsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Bearbeitungsmaschine (1) dazu ausgebildet ist, die Schritte des Bestimmens einer ersten und zweiten Walzengeometrie, des Ermittelns des ersten und zweiten Ab Standes (xl, x2), das Berechnen einer Konizität und/oder einer Schiefstellung und das Nachbearbeiten nach dem ersten Vorgang des Nachbearbeitens zu wiederholen.
14. Bearbeitungsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, ferner umfassend eine Anpresseinheit (21), welches dazu ausgebildet ist, die Walze in eine vorbestimmte Lage zu drücken.
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