AT524979A1

AT524979A1 - Wire straightening machine and method of straightening wire or strip material

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Publication number: AT524979A1
Application number: ATA50312/2021A
Authority: AT
Original assignee: Evg Entwicklungs U Verwertungs Ges M B H
Priority date: 2021-04-27
Filing date: 2021-04-27
Publication date: 2022-11-15
Also published as: IL308038A; US20240207921A1; EP4329959A1; CN117241901A; WO2022229850A1; BR112023019770A2

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zum Geraderichten von Draht oder Bandmaterial mittels einer Dressurvorrichtung mit an gegen- überliegenden Seiten des durchlaufenden Materials (1) versetzt angreifenden Richtrollen, von denen einige abhängig von einem Modell, das anhand von Eingangsdaten des Materials ermittelt worden ist, automatisch so angestellt werden, dass die Anforderungen an die Geradheit erfüllt werden, wobei die Stellung mindestens einer Richtrolle laufend adaptiert wird aufgrund der genannten, beim Durchlauf durch die Dressurvorrichtung er- fassten Daten, welche für die erzielte Geradheit repräsentativ sind, wobei die Auslenkung des Materials nach dem Durchgang durch die Anordnung der Richtrollen (3, 4, 6, 10) in Y- und in Z-Richtung mittels drei voneinander entlang der X-Achse des Materials angeordneter Sensoren (13, 14, 15) gemessen und die erhaltenen Messwerte in das die Anstellung der anstellbaren Richtrollen steuernde Modell eingegeben werden.Method and device for straightening wire or strip material by means of a dressage device with straightening rollers acting offset on opposite sides of the material (1) passing through, some of which are automatically adjusted in this way depending on a model which has been determined on the basis of input data of the material that the requirements for straightness are met, with the position of at least one straightening roller being continuously adapted on the basis of the data recorded during passage through the dressage device, which data are representative of the straightness achieved, the deflection of the material after passage through the arrangement of the straightening rollers (3, 4, 6, 10) in the Y and Z directions is measured by means of three sensors (13, 14, 15) arranged one from the other along the X axis of the material and the measured values obtained are entered into the position of the adjustable straightening rollers controlling model are entered.

Description

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Drahtrichtmaschine und Verfahren zum Geraderichten Wire straightening machine and straightening method

von Draht oder Bandmaterial of wire or strip material

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Geraderichten von Draht oder Bandmaterial mittels einer Dressurvorrichtung mit an gegenüberliegenden Seiten des durchlaufenden Materials versetzt angreifenden Richtrollen, von denen einige abhängig von einem Modell, das anhand von Eingangsdaten des Materials ermittelt worden ist, automatisch so angestellt werden, dass die Anforderungen an die Geradheit erfüllt werden, wobei die Stellung mindestens einer Richtrolle laufend adaptiert wird aufgrund der genannten, beim Durchlauf durch die Dressurvorrichtung erfassten Daten, welche für die erzielte Geradheit repräsentativ sind, wobei innerhalb des Modells eine X-Achse in der Durchlaufrichtung des Materials liegt, sowie eine Y- und eine The invention relates to a method for straightening wire or strip material by means of a dressing device with straightening rollers that act offset on opposite sides of the material passing through, some of which are automatically adjusted depending on a model that has been determined on the basis of input data for the material so that the Straightness requirements are met, with the position of at least one straightening roller being continuously adapted on the basis of the data recorded during passage through the dressage device, which data are representative of the straightness achieved, with an X-axis within the model lying in the direction of passage of the material , as well as a Y and a

Z-Achse senkrecht zueinander und zur X-Achse. Z-axis perpendicular to each other and to the X-axis.

Die Erfindung betrifft ferner eine Drahtrichtmaschine bzw. eine Vorrichtung zum Geraderichten von Draht oder Bandmaterial mit einer Dressurvorrichtung mit zwei einander gegenüber längsversetzt angeordneten Reihen von antriebslosen Richtrollen, die im Betrieb an einem zwischen den Reihen durchlaufenden Material angreifen, um dieses geradezurichten, wobei einige Richtrollen abhängig von einem Modell automatisch gesteuert so an das Material anstellbar sind, dass die Anforderungen an The invention also relates to a wire straightening machine or a device for straightening wire or strip material with a dressing device with two rows of non-driven straightening rollers arranged longitudinally offset opposite one another, which during operation act on a material passing between the rows in order to straighten it, with some straightening rollers being dependent automatically controlled by a model so that the material can be adjusted in such a way that the requirements

die Geradheit des aus der Dressurvorrichtung austretenden Ma-the straightness of the material emerging from the dressage device

und eine Z-Achse senkrecht zueinander und zur X-Achse. and a Z-axis perpendicular to each other and to the X-axis.

Die WO 2020/172694 lehrt ein Verfahren und eine Vorrichtung, bei welchen ein Draht in einer anpassbaren Richtvorrichtung gerade gerichtet werden kann. Dafür werden laufend entweder die Temperatur des Drahtes, die Kräfte auf die Richtrollen oder die Auslenkung des gerichteten freien Drahtes nach Verlassen der Richtvorrichtung gemessen, in ein Modell eingegeben und zur Anpassung der Anstellung einiger Richtrollen an den Draht verwendet. Nachteilig ist, dass im Fall der Messung der Drahtauslenkung ein freier Draht vorhanden sein muss, der WO 2020/172694 teaches a method and a device in which a wire can be straightened in an adjustable straightening device. For this purpose, either the temperature of the wire, the forces on the straightening rollers or the deflection of the straightened free wire after leaving the straightening device are continuously measured, entered into a model and used to adjust the adjustment of some straightening rollers to the wire. The disadvantage is that when measuring the wire deflection, a free wire must be available

nicht unmittelbar automatisiert weiterverarbeitbar ist. cannot be automatically further processed immediately.

Die WO 2015/144539 Al offenbart ein Verfahren, bei welchem innerhalb einer Testmessung ein Zusammenhang u.a. von Kräften, die auf Richtwalzen wirken, und „Richtguteigenschaften“, wie etwa die Planheit des Richtgutes, ermittelt wird. Anschließend wird ein Modell gebildet, das es erlaubt, innerhalb eines Richtprozesses aus laufenden Richtguteigenschaften die Anstellung von Richtwalzen anzupassen, allerdings ohne dabei Kräfte zu messen. Nachteilig ist, dass das Verfahren nur im Rahmen WO 2015/144539 A1 discloses a method in which, within a test measurement, a relationship is determined, among other things, between forces that act on straightening rollers and “property to be straightened”, such as the flatness of the straightened goods. A model is then created that allows the setting of straightening rollers to be adjusted within a straightening process based on the properties of the straightening product, but without measuring forces. The disadvantage is that the procedure only in the context

einer Testmessung stattfindet. a test measurement takes place.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, einen geschlossenen Regelkreis für ein autonomes Verfahren anzugeben, um Richtgut von unbekannter, variabler Krümmung geradezurichten, wobei das Drahtende nicht frei sein, wobei die Richtmaschine nicht besonders viel länger als herkömmlich gebaut werden, und wobei The object of the invention is to provide a closed-loop control system for an autonomous method for straightening material of unknown, variable curvature, with the end of the wire not being free, with the straightening machine not being built much longer than conventionally, and with

keine gesonderte Testmessfahrt durchgeführt werden muss. no separate test drive has to be carried out.

geben werden. will give.

In einer Ausführungsform des Verfahrens werden Dressurvorrichtungen hintereinander vom Draht oder vom Bandmaterial durchlaufen, wobei die eine Dressurvorrichtung horizontal angeordnete Richtrollen und die andere vertikal angeordnete Richtrol-In one embodiment of the method, wire or strip material is passed through dressing devices in succession, with one dressing device having horizontally arranged straightening rollers and the other vertically arranged straightening roller.

len aufweist. len.

In einer weiteren vorteilhaften Alternative wird das Material in Durchlaufrichtung gesehen hinter dem dritten Sensor auf In a further advantageous alternative, the material is viewed in the throughput direction behind the third sensor

vorbestimmte Längen geschnitten. cut to predetermined lengths.

Die Messung der Position des Materials erfolgt in Durchlaufrichtung gesehen hinter allen Richtrollen durch Messung der Abweichung des Materials von der Durchlaufachse (der X-Achse) in der Anstellrichtung der Richtrollen (Y-Achse) und senkrecht zu diesen beiden Achsen (der Z-Achse). Hierfür kommen bekannte optische Messverfahren durch z.B. Laserabstandssensoren (sogenannte Laserscanner) oder Ultraschallsensoren in Frage. Es ist denkbar, dass die Positionsmessung nur zu Beginn des Verfahrens zu Kalibrationszwecken durchgeführt wird, während im laufenden Betrieb die Messung der an den Richtrollen angreifenden Kräfte zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ge-The position of the material is measured downstream of all straightening rollers, seen in the throughput direction, by measuring the deviation of the material from the throughput axis (the X-axis) in the direction of the straightening rollers (Y-axis) and perpendicular to these two axes (the Z-axis) . Known optical measuring methods, e.g. laser distance sensors (so-called laser scanners) or ultrasonic sensors, can be used for this. It is conceivable that the position measurement is only carried out at the beginning of the method for calibration purposes, while the measurement of the forces acting on the straightening rollers is carried out during operation in order to carry out the method according to the invention.

nügt. enough.

bar sind. are cash.

In einer Alternative der Erfindung ist in Durchlaufrichtung In an alternative of the invention is in the flow direction

gesehen hinter dem dritten Sensor eine Drahtschere angeordnet. seen behind the third sensor arranged a wire cutter.

Bevorzugt ist in einer weiteren Ausführungsform, dass zwei Dressurvorrichtungen hintereinander vom Draht durchlaufen werden, wobei eine Dressurvorrichtung horizontal angeordnete Richtrollen und die andere vertikal angeordnete Richtrollen In a further embodiment, it is preferred that the wire runs through two dressing devices in succession, with one dressing device having straightening rollers arranged horizontally and the other straightening rollers arranged vertically

aufweist. having.

Ebenso ist in einer Alternative denkbar, dass sich in Durchlaufrichtung gesehen hinter dem dritten Sensor eine zweite Dressurvorrichtung mit zwei einander gegenüber längsversetzt angeordneten Reihen von antriebslosen Richtrollen, die im Betrieb an einem zwischen den Reihen durchlaufenden Material angreifen, angeordnet ist, wobei die zweite Dressurvorrichtung It is also conceivable in an alternative that, viewed in the throughput direction, a second dressing device with two rows of non-driven straightening rollers arranged longitudinally offset opposite one another is arranged behind the third sensor

gegenüber der ersten um 90° versetzt am Material angreift. acts on the material offset by 90° compared to the first.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert, worin Fig. 1 eine Dressurvorrichtung mit einem durch diese laufenden Draht, Fig. 2 dieselbe Dressurvorrichtung mit angedeuteten Messstellen, Fig. 3 das graphische Modell einer Drahtauslen-The invention is explained in more detail with reference to the drawing, in which FIG. 1 shows a training device with a wire running through it, FIG. 2 the same training device with indicated measuring points, FIG.

kung und Fig. 4 einen Regelkreis als Blockdiagramm zeigt. kung and Fig. 4 shows a control circuit as a block diagram.

20 mm. 20mm

Die ersten beiden Richtrollen 3 der in der Fig. 1 unteren Reihe haben feststehende Drehachsen. Die an diese anschließende untere Richtrolle 4 ist mittels einer bei 5 angedeuteten Stellvorrichtung einzeln für sich an das durchlaufende Material 1 anstellbar. Die drei ersten Richtrollen 6 der oberen Reihe sind gemeinsam an das Material 1 anstellbar und sind zu diesem Zweck auf einem gemeinsamen Träger 7 gelagert, der mittels eines Hebels 8 durch einen Stellmotor 9 höhenverstellbar ist. Die an die oberen Richtrollen 6 anschließende obere Richtrolle 10 ist mittels einer bei 11 angedeuteten Stellvor-The first two straightening rollers 3 in the lower row in FIG. 1 have fixed axes of rotation. The lower straightening roller 4 following this can be individually adjusted to the material 1 passing through by means of an adjusting device indicated at 5 . The three first straightening rollers 6 of the upper row can be set together against the material 1 and for this purpose are mounted on a common support 7 which is height-adjustable by means of a lever 8 by a servomotor 9 . The upper straightening roller 10, which is connected to the upper straightening rollers 6, can be adjusted by means of an adjusting device indicated at 11.

richtung einzeln für sich an das Material anstellbar. individually adjustable to the material.

Fig. 2 veranschaulicht, dass nach den Richtrollen 3, 4, 6, 10 Fig. 2 illustrates that after the straightening rollers 3, 4, 6, 10

in der Richtanlage drei Sensoren 13, 14, 15 angebracht sind, three sensors 13, 14, 15 are installed in the straightening system,

1. 1.

Wenn der Draht im geschnittenen Zustand eine Krümmung aufweist (z.B. b/ 1 > 2 mm/m nach Fig. 3), so ist dies schon im eingespannten Zustand des Materials 1 vor der Schere 16 oder anderen Elementen der Richtmaschine erkennbar. Die Krümmung ist im eingespannten Zustand zwar nicht genauso ausgeprägt, wie nach einem Schnitt durch die Schere 16. Man erkennt aber bereits an dem nach der ersten (von möglicherweise zwei) Dressurvorrichtungen sichtbaren Drahtmaterial 1, ob eine Krümmung vorliegt oder nicht. Man kann sogar erkennen, ob eine starke Krümmung If the wire has a curvature in the cut state (e.g. b/ 1 > 2 mm/m according to FIG. 3), this can already be seen in the clamped state of the material 1 in front of the shears 16 or other elements of the straightening machine. In the clamped state, the curvature is not as pronounced as after a cut by the scissors 16. However, one can already see from the wire material 1 visible after the first (of possibly two) dressing devices whether a curvature is present or not. You can even tell if there is a strong curvature

vorliegt. present.

Der Zusammenhang ist allerdings nichtlinear und auch nicht direkt proportional, weil der Draht gegen einen eingespannten Zustand arbeitet und in alle Richtungen ausweichen kann. Im Stand der Technik herrscht daher die Meinung vor, die Krümmung eines Drahtes mit ausreichender Genauigkeit nur dann bestimmen However, the connection is non-linear and also not directly proportional, because the wire works against a clamped state and can deviate in all directions. In the prior art, therefore, the prevailing opinion is that only then can the curvature of a wire be determined with sufficient accuracy

zu können, wenn ein Drahtende frei ist. to be able to if one end of the wire is free.

7717 7717

kennen. know.

Mithilfe der Krümmungsvorhersage wird gemäß Fig. 4 die Zustandsschätzung im prädikativen Regelkreis erreicht. Die Regelung selbst erfolgt anhand eines Modells, das die Abweichung im Richtergebnis auf die benötigten Einstellungskorrekturen According to FIG. 4, the state estimation in the predictive control loop is achieved with the aid of the curvature prediction. The control itself is based on a model that calculates the deviation in the straightening result for the required setting corrections

der Richteinheit abbildet. of the straightening unit.

Claims

Method for straightening wire or strip material by means of a dressing device with straightening rollers acting offset on opposite sides of the material (1) passing through, some of which are automatically adjusted depending on a model that has been determined on the basis of input data of the material (1), that the straightness requirements are met, with the position of at least one straightening roller being continuously adapted on the basis of the data recorded during the passage through the dressage device, which are representative of the straightness achieved, with an X-axis within the model in the direction of passage of the Material (1) lL1lies, as well as a Y and a Z axis perpendicular to each other and to the X axis, characterized in that the deflection of the material (1) after passing through the arrangement of the straightening rollers (3, 4, 6, 10 ) in the Y and Z directions by means of three sensors arranged apart from one another along the X axis of the material (1). en (13, 14, 15) are measured and the measured values obtained are fed into the model that controls the adjustment of the adjustable straightening rollers (6, 4, 10).

will give.

Method according to Claim 1, characterized in that the wire or strip material runs through two dressing devices in succession, one dressing device having horizontally arranged straightening rollers (3, 4, 6, 10) and the other vertically arranged straightening rollers

having.

ten will.

Device for carrying out the method for straightening wire or strip material according to one of Claims 1 to 3, with a dressing device with two rows of non-driven straightening rollers (3, 4, 6, 10) which are arranged longitudinally offset opposite one another and which, during operation, are located on one between the rows grip the material (1) passing through in order to straighten it, with some straightening rollers (6, 4, 10) being automatically controlled depending on a model and being adjustable against the material (1) in such a way that the requirements for the straightness of the material emerging from the dressing device are met are, wherein within the model an X-axis lies in the direction of flow of the material (1), as well as a Y- and a Z-axis perpendicular to one another and to the X-axis, characterized in that three sensors ( 13, 14, 15) for measuring the deflection of the material (1) in the X and Y directions seen in the direction of movement of the material behind the training device a are arranged, with all measured values obtained being assigned to the model controlling the adjustment of the adjustable straightening rollers (6, 4, 10).

are manageable.

Device according to claim 4, characterized in that

viewed in the direction of throughput behind the third sensor

sor (15) a wire cutter (16) is arranged.

the other vertically arranged straightening rollers.