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floydktm

Sistema Ispezione Visivo Per Difetti Rettifica Cilindri Laminazione Per Laminatoio A Freddo

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floydktm

Buongiorno a tutti,

gradirei se possibile ricevere Vs. aiuto per un problema estremamente specifico legato alla preparazione/rettifica di cilindri in acciaio sinterizzato utilizzati per la laminazione a freddo di nastri d'acciaio.

Il problema che riscontriamo riguarda la "ricalcatura" di difetti praticamente invisibili ad occhio nudo, sulla superficie di cilindri rettificati con mola.

Una volta terminata la rettifica, la superficie dei cilindri, anche se esaminata accuratamente da occhi esperti, non rivela alcun difetto; quando invece gli stessi cilindri apparentemente perfetti vengono posti in lavoro in un laminatoio a freddo per nastri d'acciaio, rilasciano sulla superficie del nastro impronte leggere ma ben visibili. Sono come delle striature o ombre, che possono essere trasversali al nastro o più frequentemente poste in diagonale.

La convinzione generale è che siano delle lievi vibrature superficiali dei due cilindri di schiacciata che vengono a diretto contatto con il nastro, derivanti da una non perfetta rettifica dei cilindri stessi: il difetto scompare infatti sostituendo i cilindri con un uovo paio (o per lo meno cambia e dopo, alcune volte, diverse sostituzioni svanisce del tutto).

Per esperienza personale posso dire che pur sapendo di avere in mano un cilindro con il difetto, non si è in grado di vederlo, pur aiutandosi con qualsiasi tipo di luce.

Riteniamo che la superficie curva (si parla di cilindri con 20-25 mm di diametro) impedisca o per lo meno renda estremamente difficile la visione dei difetti superficiali.

Mi chiedevo quindi se può esistere un sistema d'ispezione visiva apposito od un apparecchio in grado far risaltare tali difetti (un ipotesi fatta sono luci stroboscopiche).

Inutile usare un microscopio: abbiamo provato e si riescono a vedere addirittura i "graffi" trasversali della mola rettifficatrice, ma non i difetti che poi risultano visibili sul nastro dopo laminazione.

Essendo il problema molto, molto specifico e quindi non penso di grande interesse generale, forse sarebbe meglio proseguire i discorsi su mail privata.

Questo ovviamente se qualche santa anima avesse un barlume d'idea di come risolvere il problema...

Ringrazio anticipatamente

floydktm

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Livio Orsini

Atttualmente è possibile avere telecamere con funzioni di microscopio con ingrandimenti sino a 1000x, quindi se la rigatura c'è con questi strumenti è posiible vederla.

Per fare le prove potreste usare telecamere che si trovano in commercio per <100€. Sono usate in luogo dei microscopi 4x - 10x per visualizzare i circuiti stampati per riprese/riparazioni di componenti smd. L'interfaccia è un normale PC a cui si collegano via USB.

Queste telecamere pesano meno di 100 g, quindi le puoi montare sul calibro; esegui una misura e, durante lo scorrimento del carello del calibro, hai l'ispezione visiva del cilindro. Se la tua rettifica ha la funzione per misurare con cilindro in rotazione riesci anche vedere quasi tutta la superficie del cilindro.

Per curiosità, chi è il costruttore della rettifica?

La mia è una curiosità perchè anni fa, più di 30 purtroppo, realizzai la prima automazione digitale per una serie di rettifiche dell'allora azienda leader in queste macchine.

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bigalex

Ciao Floydktm.

Quando scrivi :

La convinzione generale è che siano delle lievi vibrature superficiali dei due cilindri di schiacciata che vengono a diretto contatto con il nastro, derivanti da una non perfetta rettifica dei cilindri stessi: il difetto scompare infatti sostituendo i cilindri con un uovo paio (o per lo meno cambia e dopo, alcune volte, diverse sostituzioni svanisce del tutto)

cosa intendi per "non perfetta rettica" ?

Intendi dire la finitura superficiale o dimensionale ?

Non esistono strumenti in grado di misurare la rugosità superficiale ?

Se , come dici il problema sembra sorgere durante la fase di rettifica , non è possibile indagare la causa alla fonte ?

Mi spiego meglio è un problema della rettificatrice in sè (meccanica della macchina) , del degrado (composizione del conglomerato) della mola , del dispositivo di diamanatatura (riaffilatura della mola) etc. .

Non potrebbe essere una problematica legata al materiale sinterizzato di cui sono composti i cilindri di laminazione (non costanza lotto prodotto) ?

bigalex :blink:

Edited by bigalex
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Livio Orsini
Non esistono strumenti in grado di misurare la rugosità superficiale ?

Probabilmente le imperfezioni sono tali che non le misuri, visto che non è possiible visualizzarle ad occhio nudo.

Poi quando il cilindro lavora si deforma recuperando la bombatura, quindi è possibile che certe imperfezioni aumentino il loro effetto.

Poi molto dipende dal tipo di lavorazione e dal tipo di materiale del nastro.

Per finire cilindri per lavorazioni particolare ho visto anche usare mole differenti.

In Svezia avevano 6 macchine ed una sola rettifica era attrezzata appositamente solo per questa finitura. Ma quell'acciaieria 30 anni fa era forse più avanzata delle nostre attuali, specialmente in relazione ai problemi ambientali.

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floydktm

Buongiorno Livio (se mi posso permettere) e buongiorno bigalex,

innanzitutto grazie delle risposte; scusate non sono molto pratico e non so come rispondervi individualmente!

Qui di seguito rispondo - per quel che posso - alle Vs. domande e suggerimenti:

Livio, l'efficacia dell'uso delle telecamere con potenza d'ingrandimento 1000x va purtroppo contro un'esperienza già fatta: usando un microscopio (di fattura abbastanza modesta: si collega a PC e la visione avviene sullo schermo del PC) abbiamo esaminato l'immagine della superficie del cilindro con almeno ingrandimento 250x (forse anche 500x). Ciò che si vede sono le "graffiature", passatemi il termine improprio, della grana della mola usata per la rettifica. Questi graffi sono con direzione ortogonale all'asse del cilindro, che è appunto la direzione di rotazione della mola rispetto al cilindro.

L'impressione che abbiamo avuto è che l'ingrandimento sia eccessivo e che il difetto che stiamo cercando di vedere sia di entità maggiore, pur rimanendo invisibile ad occhio nudo...

Mi spiego meglio: finita la rettifica (fatta con mola grana 150, quindi abbastanza fine; per mia conoscenza si arriva fino alla grana 500) il cilindro ha superficie che visivamente sembra quasi lappata, è cioè a specchio.

Purtroppo però non risultano visibili quei difetti di quella stessa superficie, che vengono poi ricalcati sul materiale, risultando quindi visibili ed evidenti: ad occhio nudo non si riesce a distinguere un cilindro che lascerà ricalcature (noi in gergo li chiamiamo "ricami") sui nastri da uno che invece non lascia alcuna impronta. Questo è il vero problema: chi compie la rettifica non è in grado di capire quali cilindri non sono venuti perfettamente (bigalex, è questo che intendo per "non perfetta rettifica") per il semplice fatto che non riesce a vederne i difetti.

Cosa succede quindi? si rendono necessari 3, 4, 5 sostituzioni dei cilindri quando vengono messi in lavoro al laminatoio, fino a quando si incontrano dei cilindri buoni.

Riprendendo quindi l'argomento dell'ingrandimento, temo che l'esperienza già fatta con il ns. microscopio sia già significativa: aumentare ancor più la scala d'ingrandimento ho paura non possa servire.

Livio, mi chiedevi la casa costruttrice della rettifica: è una Churchill, vecchiotta ma in ottima forma (o forse dovrei dire quasi in ottima forma!?!).

Bigalex, per meglio risponderti riteniamo che il difetto occulto sia esclusivamente di rettifica della superficie: le misurazioni dimensionali manuali dei cilindri sono perfette.

Quello che pensiamo possa essere il problema è che durante la rettifica (magari proprio all'ultimo passaggio) la mola possa lasciare un segno, un'impronta molto lieve sulla superficie del cilindro per effetto dell'avanzamento in senso trasversale rispetto alla mola.

Rimarrebbe quindi un'impronta elicoidale sul cilindro che una volta stampata - cioè ricalcata - sul nastro laminato (siccome il cilindro ruota quasi senza scorrimento all'avanzare del materiale) risulta diagonale sul materiale.

Purtroppo però solo un brusco e rapido movimento trasversale del cilindro ancora impegnato dalla mola, potrebbe generare un segno elicoidale sul cilindro che possa essere della geometria necessaria a rilasciare l'impronta poi visibile sul nastro. Questo rapido avanzamento, per lo meno da quanto mi viene riferito, non ha possibilità d'essere: sarebbe un errore madornale del nostro - molto esperto - rettificatore.

Sembra quindi molto poco probabile questa ipotesi.

Che sia una lievissima oscillazione del banco su cui è in rotazione il cilindro? cioè che con l'avanzare del banco si creino dei movimenti lievissimi di avvicinamento allontanamento dalla mola stessa? forse è cosa che dovremmo verificare...

Il rugosimetro non ci permetterebbe - riteniamo - di rilevare una variazione di rugosità fra dove c'è il difetto occulto e dove non c'è: inoltre la lunghezza del cilindro è di 400 mm e pur limitando l'ispezione a un solo tratto sarebbe molto lunga e laboriosa.

Si tenga presente che dobbiamo a fine giornata rettificare 20-30 cilindri.

Questi cilindri sono senza bombatura, essendo il laminatoio dotato dei "secondi intermedi" (una coppia di cilindri superiore ed una inferiore, su cui i cilindri di lavoro si appoggiano) di forma conica.

Cioè muovendo avanti/indietro i secondi intermedi si modifica la forma dei cilindri di lavoro (quelli che toccano il materiale): cosa assolutamente necessaria per effettuare una laminazione ben fatta.

Pensare che l'inflessione dei cilindri faccia risaltare i difetti della loro superficie, non ci sembra probabile: anche sui primissimi metri del nastro con la gabbia di laminazione in posizione neutra (senza inflessione imposta ai cilindri) il difetto è già evidente.

Quello che speravo di trovare è un sistema d'ispezione superficiale con luci o con strumenti particolari in grado di rendere evidenti questi maledetti difetti invisibili.

Se questo non esiste, l'unica procedura che ci rimane da implementare è a tentativi: rettificare cioè in maniere diverse i cilindri, fino a riscontrare sui nastri che una data procedura evita (o limita al massimo) la comparsa dei difetti sui nastri.

Procedere così però, può essere un lungo processo con a lungo andare risultati probabilmente incerti ed incostanti per il semplice fatto che non si è compreso da dove sorga il difetto. Di conseguenza non si può essere certi che non sorga inaspettatamente quando involontariamente si possano alterare le condizioni di lavoro; cosa che in un'officina meccanica può succedere facilmente.

Scusate, forse mi sono troppo dilungato, ma penso di aver meglio chiarito i punti essenziali.

Vi ringrazio in anticipo se doveste avere ulteriori suggerimenti

saluti, floydktm

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omaccio

Avete provato con luci stroboscopiche?

quelle servono effettivamente a rilevare questo tipo di problematiche; come da te ipotizzato il segno è che si imprime sul rullo è dato dal movimento trasversale della mola in fase di rettifica; il microscopio non la rileva in quanto troppo grande l'ingrandimento; il rugosimetro neppure: ci vorrebbero 2 rugosimetri ad un distanza x l'uno dall'altro che facciano un rilievo trasversale comparativo.

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Livio Orsini

Fare una diagnosi solo su dati letti non è ne semplice ne facile.

L'idea dell'ispezione con luci stroboscopiche con cilindro in rotazione, potrebbe forse facilitare la rilevazione del difetto.

Comunque se c'è un'elica impressa dalla passata finale, si possono fare prove con pressione della mola ridotta.

Il fatto che alcuni cilindri risultino esenti a me fa ipotizzare che il controllo di pressione dell'utensile non sia ottimale.

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bigalex

Ciao floydktm .

La rettifica dei cilindri avviene con rettificatrice "manuale" o a CNC (se è vecchiotta forse è manuale) ?

Il ciclo di rettifica si conclude con il cosi detto "spegnifiamma" con passate successive ?

Il ritorno della mola avviene fuori dalla superficie rettificata ?

La diamantatura della mola viene eseguita con la stessa cadenza tra cilindri "buoni" e non ?

Domanda banale ........

Avete provato a fare eseguire la rettificatura dei cilindri su un'altra macchina o (se non avete un'altra) da un terzista , giusto per avere conferma se il problema insiste sulla rettificatrice o meno ?

bigalex :blink:

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Livio Orsini
La rettifica dei cilindri avviene con rettificatrice "manuale" o a CNC (se è vecchiotta forse è manuale) ?

Nel 1982 ho realizzato l'automazione per rettifiche per cilindri in cui oltre al controllo digitale della macchina, tutto il ciclo di lavorozione era automatico, l'opeeratore doveva scegliere il programma di retifica, usarlo "così com'era" oppure variarlo e poi memorizzarlo.

In questi 30 e più anni anche le macchine che erano sprovviste sara state "retrofittate" perchè non è ipotizzabile oggi una macchina del genere che lavori solo in manuale.

l fatto che si possano ottenere cilindri che non "segnano" il prodotto indirizzerebbe la ricerca su differenze dell'utensile o sulla pressione dello stesso utensile.

Un'altra possibilità potrebbe dipendere dal raggio dell'utensile; questo se il consumo dell'utensile è compensato in un determinato modo.

Altra ipotesi. Sono state verificate le guide?

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bigalex

Personalmente ho lavorato per un paio di anni (1988-1990) in una azienda che costruiva rettifiche a controllo numerico (ma costruiva anche macchine manuali e semiautomatiche a plc) e mi occupavo del CNC+PLC .

Retrofittare una rettificatrice da manuale a CNC è tutt'altro che banale sia tecnicamente che a livello di costi .

Nelle rettifiche CNC la comprensazione dell'usura della mola viene fatta in automatico quando viene eseguito il ciclo di diamantatura .

Poi è chiaro che il materiale con cui viene composta la mola e l'utensile di diamantatura giocano un ruolo fondamentale .

E questo considerando che non ci siano problemi sulla meccanica degli assi macchina e del mandrino porta mola .

bigalex :blink:

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Livio Orsini

Una rettifica per cilindri di laminazione di acciaio, anche solo per le dimensioni non è di facile utilizzo in manuale.

Retrofittare una macchina di questo tipo, purchè dotata di azionamenti decenti, non è un'impresa banale, ma nemmeno proibitiva; certo che bisogna sapere bene cosa si deve fare e, soprattutto, come farlo. Ma visto che il costo principale della macchina è la meccanica, se questa è ancora valida la spesa per il retrofit è sicuramente vantaggiosa.

Nelle rettifiche CNC la comprensazione dell'usura della mola viene fatta in automatico quando viene eseguito il ciclo di diamantatura

Non sempre, anzi su queste macchine quasi mai.

Per alcuni cilindri, di acciaio speciale estremamente duro, si consuma più mola che acciaio. A prima vista sembra un paradosso ma non lo è. per togliere 2µm ad un cilindro di circa 400 mm di diametro, lungo circa 3000 mm, si consumano oltre 0.2 mm di raggio su una mola da 450 mm di raggio.

Per queste lavorazioni ci sono 2 funzioni apposite: una mantiene costante la pressione della mola sul cilindro, l'altra sposta l'inclinazione della base della mola in modo da mantenere il contatto allineato sulla mezzeria del cilindro con quella della mola.

La costanza della pressione è fondamentale per la qualità della rettificatura; con pressione scarsa l'asportazione non è regolare, con pressione esagerata, oltre ad un surriscaldamento dei ,materiali, ad un eccessivo consumo dell'utensile si possono innescare microvibrazioni locali con "segnature" del pezzo.

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bigalex

Ciao Livio.

Credo che la rettifica in oggetto sia di piccole/medie dimensioni visto che dice floydktm :

.... la lunghezza del cilindro è di 400 mm ...

Ho anche lavorato un paio di anni in una azienda dove costruivano (tra le varie tipologie di macchina utensile) rettifiche per cilindri di laminazione per accierie e cartiere , quelle si di grandi dimensioni .

Non ne ho mai messe in servizio ma ne ho visto la struttura ed il funzionamento (settore estremamente interessante) .

La costanza della pressione è fondamentale per la qualità della rettificatura; con pressione scarsa l'asportazione non è regolare, con pressione esagerata, oltre ad un surriscaldamento dei ,materiali, ad un eccessivo consumo dell'utensile si possono innescare microvibrazioni locali con "segnature" del pezzo.

Concordo pienamente con la tua riflessione.

bigalex :blink:

Edited by bigalex
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Livio Orsini

Visto il tipo di laminatoio non può essere altrimenti se usa cilindri pressori conici.

Poi motlo tipende dal materiale dei cilindri e dal materiale del nastro.

Comunque attendiamo notizie dall'autore della discussione.

PS.Per mia curiosità qaule era l'azienda dove hai lavorato che faceno queste rettifiche.? (puoi anche scrivermelo per MP)

Edited by Livio Orsini
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