BRPI0609484A2 - método de controle de alongamento de laminação - Google Patents
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Abstract
MéTODO DE CONTROLE DE ALONGAMENTO DE LAMINAçãO. A presente invenção refere-se a um método de controle de alongamento de laminação, o qual pode fabricar uma casca oca de alta precisão dimensional, e pode suprimir problemas de laminação. E um método de controle de alongamento de laminação no qual a espessura de parede do sulco inferior de uma casca oca P no suporte N 1 que tem um medidor ultra-sónico 1 de espessura de parede instalado entre ela e um suporte N 2 é medida, o diâmetro externo de uma barra mandril B é calculado com base no valor ajustado do espaço de rolo no suporte N 1 e a espessura de parede do sulco inferior da casca oca P, a localização na direção ao longo do comprimento da barra mandril P para a qual o diâmetro externo foi calculado são determinadas com base na informação de posição em um retentor de barra BR, a distribuição na direção ao longo do comprimento do diâmetro externo da barra mandril é calculada repetindo as etapas acima, a localização na direção ao longo do comprimento da barra mandril que contata a casca oca em um suporte subseqúente é determinada com base em informação de posição do retentor de barra, e o espaço de rolo no suporte subseqúente é ajustado com base no diâmetro externo da localização determinada na direção ao longo do comprimento da barra mandril.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO DECONTROLE DE ALONGAMENTO DE LAMINAÇÃO".
Campo Técnico
A presente invenção refere-se a um método de controle de lami-nação de alongamento. Especificamente a presente invenção refere-se a ummétodo de controle de laminação de alongamento que pode fabricar um tubosem costura que tem precisão bidimensional elevada e que pode suprimir aocorrência de problemas de laminação medindo a espessura de parede deuma casca oca para o interior da qual uma barra mandril é inserida e contro-lar alongamento da laminação da casca oca em um laminador de mandrilcom base nos resultados medidos.Antecedente Técnica
Até o presente momento houve diversas propostas de invençõesque medem a espessura de parede de um objeto de interesse que utilizamum medidor de espessura de parede de raios gama e ajustam e corrigem ascondições de laminação com base nos resultados medidos (ver Documentode Patente 1, por exemplo).
Um medidor de espessura de parede de raios gama mede a es-pessura de parede com base na quantidade de atenuação de raios gamaque atravessam um objeto de interesse. Por conta deste princípio de medi-ção não é possível medir a espessura de parede de uma casca oca para ointerior da qual uma barra mandril foi inserida utilizando um medidor de es-pessura de parede de raios gama. Portanto, naturalmente não é possívelmedir a espessura de parede entre os suportes de um laminador de mandrilcom um medidor de espessura de parede de raios gama. Mesmo no lado desaída de um laminador de mandril a medição de espessuras pode somenteser realizada com um laminador de mandril retrátil, no qual a barra mandrilinserida é retraída no sentido do lado de entrada depois da completação delaminação de alongamento. Além disto, mesmo com um laminador de man-dril retrátil, a espessura de parede pode ser medida somente em uma locali-zação espaçada por uma certa quantidade da vizinhança imediata da saídado laminador. Devido a estas limitações existe, naturalmente, um limite namedida do qual os resultados de medição da espessura de parede por ummedidor de espessura de raios gama podem ser utilizados para realizar con-trole de alta precisão.
Assim, em um método de controle para um laminador de mandrilque utiliza um medidor de espessura de parede de raios gama convencional,existe o problema fundamental que não é possível medir a espessura deparede de uma casca oca para o interior da qual uma barra mandril é inseri-da. Devido a este problema existem os quatro problemas específicos a se-guir:
Problema 1
Em um método de controle convencional que utiliza um medidorde espessura de parede de raios gama em laminação de alongamento inici-al, não é possível ajustar um espaço de rolo que corresponda ao diâmetroexterno da barra mandril, e assim uma precisão elevada não pode ser obtidapara a espessura de parede de cascas ocas que inicialmente sofrem lamina-ção de alongamento.
Um método que é concebível para obter uma casca oca comuma espessura de parede altamente precisa por meio de laminação de a-longamento que utiliza um laminador de mandril, é um no qual o diâmetroexterno de uma barra mandril é avaliado por cálculo e o espaço do rolo deum suporte predeterminado é ajustado de acordo com o diâmetro externoavaliado da barra mandril. No passado, para realizar este método, a espes-sura de parede de uma casca oca no lado de saída de um laminador demandril (um laminador de mandril retrátil) era medida utilizando um medidorde espessura de parede de raios gama e, com base nos resultados destamedição e o valor ajustado do espaço de rolo no suporte final, o diâmetroexterno da barra mandril era avaliado. Contudo, este método de avaliaçãoavalia o diâmetro externo de uma barra mandril com base no valor medidoda espessura de parede do lado de saída de um laminador de mandril. Por-tanto, a laminação de alongamento de uma casca oca para a qual a espes-sura de parede era medida já está completada no momento em que o diâ-metro externo da barra mandril é avaliado. Um laminador de mandril utilizanormalmente uma pluralidade de barras mandril enquanto as circula, e umaespessura de parede altamente precisa não pode ser obtida para a primeiracasca oca a ser laminada utilizando cada barra mandril, isto é, para o mes-mo número de cascas ocas que o número de barras mandril que estão sen-do circuladas.
Problema 2
Uma vez que a medição de espessura de parede de uma cascaoca por meio de um medidor de espessura de parede de raios gama nãopode ser realizada entre suportes de um laminador de mandril, sua espessu-ra de parede voltada para a espessura de parede de porções flange deveser predita, tornando com isto impossível obter uma espessura de paredealtamente precisa.
As localizações de uma casca oca que correspondem à sua es-pessura de parede da porção flange em um suporte se tornam localizaçõesque correspondem à sua espessura de parede do sulco inferior no próximosuporte onde a espessura de parede é reduzida por rolos sulcados. Conse-qüentemente, se um erro se desenvolve na predição da espessura de pare-de da porção flange de uma casca oca, um erro se desenvolve na quantida-de de redução. Em adição, a velocidade da casca oca nos lados de entradae saída do suporte varia, e a força de tração entre suportes varia. Como re-sultado, a deformação da casca oca nas localizações que correspondem àespessura de parede da porção flange que corre no próximo suporte se des-via enormemente da predição, e laminação defeituosa, com precisão bidi-mensional piorada ocorre com uma casca oca feita de um material difícil detrabalhar.
Problema 3
Em laminação de alongamento que utiliza um laminador de man-dril, desvios de espessura opostos, que são um fenômeno no qual porçõesde parede espessa e porções de parede fina se alternam, se desenvolvemde maneira alternada em um passo de aproximadamente 90° na direção cir-cunferencial de uma casca oca, se desenvolvem algumas vezes. Para su-primir a ocorrência de desvios de espessura opostos, as posições de lami-nação dos rolos sulcados podem ser ajustadas de modo que as porções deparede espessa se tornam mais finas e as porções de parede fina se tornammais espessas. Contudo, como descrito acima, com um medidor de espes-sura de parede de raios gama não é possível realizar a medição de espessu-ra de parede exceto no lado de saída de um laminador de mandril (um lami-nador de mandril retrátil) que tem uma localização separada do mandril poruma certa extensão. Portanto, mesmo se desvios de espessura opostos sedesenvolvem em uma casca oca que sofreu medição de espessura de pare-de, não é mais possível ajustar as posições de laminação dos rolos sulcadospara aquela casca oca. Em adição, em um laminador de mandril de um tipodiferente de um laminador de mandril retrátil, não é possível de todo realizara medição de desvios de espessura opostos.Problema 4
Em laminação de alongamento que utiliza um laminador demandril é importante confirmar a distância entre os fundos de sulco de umrolo sulcado em um suporte. Uma vez que esta distância não pode ser me-dida diretamente, a posição de laminação é corrigida por ajustamento zeroda posição de laminação alcançada contatando as porções flange do rolosulcado uma com a outra à vista do resultado de medição por meio de ummedidor de espessura de parede de raios gama instalado no lado de saídado laminador de mandril. Contudo, somente a posição de laminação dos ro-los sulcados instalados no suporte final pode ser corrigida por este método.Conseqüentemente, em um método de controle para um laminador de man-dril que utiliza um medidor de espessura de parede de raios gama conven-cional não é possível aumentar a precisão de ajustamento zero da posiçãode laminação dos rolos sulcados em suportes precedentes.
Documento de Patente 1: JP H08-71616 A1
Descrição da Invenção
A presente invenção foi feita para solucionar os problemas datécnica precedente descritos acima, e seu objetivo é fornecer um método decontrole de laminação de alongamento para um laminador de mandril, quepode solucionar os problemas presentes em um método de controle de lami-nação de alongamento para um laminador de mandril que utiliza um medidorde espessura de parede de raios gama convencional em que a espessura deparede de uma casca oca para o interior da qual uma barra mandril é inseri-da não pode ser medida.
Como resultado de investigações diligentes com o objetivo desolucionar este problema, os presentes inventores descobriram que a es-pessura de parede de uma casca oca que tem uma barra mandril inseridapara seu interior pode ser medida se um medidor de espessura de paredeultra-sônico que mede a espessura de parede com base na diferença notempo refletido de ondas ultra-sônicas a partir das superfícies interna e ex-terna de uma casca oca é utilizado ao invés de um medidor de espessura deparede de raios gama. A razão para isto é imaginada ser que mesmo quan-do uma barra mandril é inserida em uma casca oca, uma camada de ar estápresente entre a superfície externa da barra mandril e a superfície interna dacasca oca, e ondas ultra-sônicas são refletidas a partir da superfície internada casca oca por esta camada de ar. Conseqüentemente, foi descoberto quese um medidor de espessura de parede ultra-sônico é utilizado, torna-sepossível realizar medição da espessura de parede de uma casca oca entreos suportes de um laminador de mandril ou na vizinhança imediata do ladode saída, o que não poderia ser medido no passado, tornando com isto pos-sível solucionar os diversos problemas presentes com um método de contro-le de laminador de mandril convencional que utiliza um medidor de espessu-ra de raios gama. Com isto eles completaram a presente invenção.
A presente invenção é um método de controle de laminação dealongamento caracterizado pelo fato de a espessura de parede de uma cas-ca oca para o interior da qual é inserida uma barra mandril ser medida entreos suportes de laminação de um laminador de mandril ou no lado de saídado suporte final do laminador de mandril, utilizando um medidor de espessu-ra de parede de ultra-sônico, e o laminador de mandril ser controlado combase no valor medido.
A presente invenção é também um método de controle de lami-nação de alongamento caracterizado pelo fato de compreender uma primeiraetapa de medir a espessura de parede de fundo de sulco de uma casca ocaem um suporte imediatamente antes da posição de instalação de um medi-dor de espessura de parede ultra-sônico instalado entre suportes predeter-minados de um laminador de mandril, uma segunda etapa de calcular o diâ-metro externo de uma barra mandril com base no valor ajustado do espaçode rolo no suporte imediatamente precedente e a espessura de parede defundo do sulco da casca oca medida na primeira etapa, uma terceira etapade determinar a localização na direção ao longo do comprimento da barramandril para a qual o diâmetro externo foi calculado na segunda etapa combase na informação de posição em um retentor de barra, uma quarta etapade calcular a distribuição na direção ao longo do comprimento do diâmetroexterno da barra mandril repetindo a primeira etapa através da terceira eta-pa, uma quinta etapa de determinar uma localização na direção ao longo docomprimento da barra mandril que contata a casca oca em um suporte sub-seqüente depois do suporte imediatamente precedente com base na infor-mação de posição no retentor de barra, uma sexta etapa de calcular o diâ-metro externo na localização na direção ao longo do comprimento da barramandril que foi determinado na quinta etapa com base na distribuição nadireção ao longo do comprimento do diâmetro externo da barra mandril cal-culado na quarta etapa, e uma sétima etapa de ajustar o espaço de rolo nosuporte subseqüente com base no diâmetro externo na posição na direçãoao longo do comprimento da barra mandril calculado na sexta etapa. O pro-blema 1 pode ser solucionado por esta invenção.
A expressão "espessura de parede do fundo do sulco de umacasca oca" aqui utilizada significa a espessura de parede das porções deuma casca oca que se opõe às porções do fundo do sulco dos rolos sulcados.
A presente invenção é também um método de controle de lami-nação de alongamento caracterizado por compreender uma primeira etapade medir a espessura de parede de porção flange de uma casca oca em umsuporte imediatamente antes da posição de instalação de um medidor deespessura de parede ultra-sônico instalado entre suportes predeterminadosde um laminador de mandril, e uma segunda etapa de ajustar o espaço derolo no suporte imediatamente depois da posição de instalação do medidorde espessura de parede ultra-sônico com base na espessura de parede daporção flange da casca oca medida na primeira etapa. O problema 2 podeser solucionado por esta invenção.
A expressão "espessura de parede de porção flange de umacasca oca" aqui utilizada significa a espessura de parede de porções de umacasca oca voltada para as porções flange de rolos sulcados.
A presente invenção é também um método de controle de lami-nação de alongamento caracterizado por compreender uma primeira etapade medir a distribuição da espessura de parede na direção circunferencial deuma casca oca a partir de quando a extremidade frontal da casca oca passaa posição de instalação de um medidor de espessura de parede ultra-sônicoinstalado no lado de saída de um laminador de mandril, uma segunda etapade calcular os componentes e direção de desvios de espessura opostos combase na distribuição de espessura de parede na direção circunferencial dacasca oca medidos na primeira etapa, e uma terceira etapa de corrigir a po-sição de laminaçao dos rolos sulcados de um suporte predeterminado nomomento de laminaçao de alongamento da casca oca ou no momento delaminaçao de alongamento da casca oca que sofre laminaçao de alonga-mento depois desta casca oca com boa base nos componentes e direção dedesvios de espessura de parede opostos calculados na segunda etapa. Oproblema 3 pode ser solucionado por esta invenção.
A expressão "componentes de desvios de espessura opostos"utilizada aqui significa, entre os desvios de espessura que se desenvolvemem uma casca oca, os componentes de desvio de espessura que se desen-volvem de maneira alternada como porções de parede espessa e porçõesde parede fina com um passo de aproximadamente 90° na direção circunfe-rencial da casca oca.
A presente invenção é também um método de controle de lami-naçao de alongamento caracterizado por compreender uma primeira etapade medir a espessura de parede do sulco inferior de uma casca oca em umsuporte imediatamente antes da posição de instalação de um medidor deespessura de parede ultra-sônico instalado entre suportes predeterminadosde um laminador de mandril, uma segunda etapa de calcular o erro no valorajustado da posição de laminação dos rolos sulcados do suporte imediata-mente precedente com base no valor ajustado do espaço de rolo no suporteimediatamente precedente e a espessura de parede do sulco inferior da cas-ca oca medida na primeira etapa, e uma terceira etapa de corrigir a posiçãode laminação dos rolos sulcados do suporte imediatamente precedente combase em um erro de medição de posição de laminação obtido suavizando oerro no valor ajustado da posição de laminação calculado na segunda etapa.
A expressão "suavizar o erro no valor ajustado da posição delaminação" aqui utilizada significa que processamento de suavização tal co-mo suavização exponencial ou método de média móvel é realizado em cadacasca oca com base no erro no valor ajustado da posição de laminação cal-culado para uma pluralidade de cascas ocas.
Na presente invenção é preferível que um medidor de espessurade parede ultra-sônico a laser que pode medir a espessura de parede deuma casca oca sem contatar a casca oca seja utilizado como um medidor deespessura de parede ultra-sônico.
Em um método de controle de laminação de alongamento deacordo com a presente invenção, medindo a espessura de parede de umacasca oca em um estado no qual uma barra mandril é inserida em seu interi-or e controlando um laminador de mandril com base no resultado medido,um tubo sem costura de precisão bidimensional elevada pode ser fabricado,e problemas de laminação podem ser suprimidos.
Descrição dos Desenhos
A Figura 1 é uma vista explicativa que mostra de maneira es-quemática a estrutura genérica de um laminador de mandril ao qual um mé-todo de controle de acordo com uma primeira modalidade é aplicado.
A Figura 2 é uma vista explicativa que mostra de maneira es-quemática a estrutura geral de um aparelho para um laminador de mandrilao qual o método de controle de acordo com uma segunda quarta modalida-des é aplicado.
A Figura 3 é uma vista explicativa que mostra de maneira es-quemática a estrutura genérica de um aparelho para um laminador de man-dril ao qual um método de controle de acordo com uma terceira modalidade é aplicado.
Melhor modo de Realizar Invenção
Abaixo, o melhor modo para realizar um método de controle deIam inação de alongamento de acordo com a presente invenção será expli-cado em detalhe, ao mesmo tempo que se refere aos desenhos anexos.
Modalidade 1
A Figura 1 é uma vista explicativa que mostra de maneira es-quemática a estrutura genérica de um aparelho para um laminador de man-dril (um laminador de mandril retido que utiliza um retentor de barra BR) queaplica um método de controle de acordo com a modalidade 1.
Como mostrado na Figura 1, um método de controle de acordocom esta modalidade utiliza um medidor de espessura de parede ultra-sônico 1 instalado entre suportes predeterminados de um laminador demandril (entre o suporte N- 1 e o suporte N2 2 no exemplo mostrado na Figu-ra 1).
O medidor de espessura de parede ultra-sônica utilizado nestamodalidade é um medidor de espessura de parede ultra-sônico a laser. Omedidor de espessura de parede ultra-sônico a laser 1 tem um laser pulsadopara transmitir ondas ultra-sônicas a partir da superfície para o interior deuma casca oca P, e um laser de onda contínua e um interferômetro para re- ceber ondas ultra-sônicas que são refletidas da superfície interna da cascaoca P. Feixe de laser pulsado de alta intensidade é emitido do laser pulsado.O feixe de laser pulsado emitido se choca na superfície da casca oca P eproduz contratação térmica da casca oca P o que gera ondas ultra-sônicas.As ondas ultra-sônicas geradas são propagadas dentro da casca oca P erefletidas a partir da superfície interna da casca oca P, e elas novamenteretornam para a superfície da casca oca P. O laser de onda contínua e ointerferômetro são arranjados de modo que o feixe laser emitido a partir dolaser de onda contínua sempre irradia a superfície da casca oca P e que aluz refletida da superfície da casca oca P é incidente sobre o interferômetro.Quando ondas ultra-sônicas retornam para a superfície da casca oca P suasuperfície se desloca. Como resultado, a fase da luz refletida que é incidenteno interferômetro muda, e o estado de interferência muda. A espessura deparede da casca oca P é medida medindo o tempo a partir de quando o feixede laser pulsado foi emitido a partir do laser pulsado até que a mudança noestado de interferência seja detectada.
O medidor de espessura de parede ultra-sônico 1 é colocado demodo a ser capaz de medir a espessura de parede do fundo do sulco dacasca oca P em um suporte imediatamente antes da posição de instalaçãodo medidor de espessura de parede ultra-sônico 1 (suporte N- 1 no exemplomostrado na Figura 1). A saber, ele é colocado de modo a medir a espessu-ra de parede de uma porção da casca oca P oposta a um fundo de sulco dosrolos sulcados R fornecidos no suporte N- 1. As direções de emissão pelosdois lasers são ajustadas de modo que o feixe laser emitido do laser pulsadoe o feixe laser emitido do laser de onda contínua irradiem ambos uma por-ção da casca oca P oposta a um fundo de sulco dos rolos sulcados R forne-cidos no suporte N- 1.
A espessura de parede de fundo de sulco da casca oca P que émedida pelo medidor de espessura de parede ultra-sônico 1 é introduzidapara um controlador 2. O controlador 2 realiza cálculos para avaliar o diâme-tro externo da barra mandril B com base no valor ajustado do espaço de rolodo suporte N- 1 que é o suporte imediatamente precedente e a espessura deparede do fundo de sulco medida da casca oca P.
A informação de posição em um retentor de barra BR que sus-tenta a extremidade traseira da barra mandril B é também introduzida para ocontrolador 2. Com base na informação de posição do retentor de barra BRque foi introduzida para ele, o controlador 2 determina a porção na direçãoao longo do comprimento da barra mandril B onde o diâmetro externo foicalculado (a porção na direção ao longo do comprimento da barra mandril Butilizada no suporte N- 1). A saber, a distância entre a extremidade traseirada barra mandril B e o suporte N- 1, que é o suporte imediatamente prece-dente, isto é, as localizações na direção ao longo do comprimento da barramandril que utiliza a extremidade traseira da barra mandril B como uma refe-rência é determinada a partir da informação de posição no retentor de barraBR.
Repetindo a operação acima, o controlador 2 calcula e armaze-na a distribuição do diâmetro externo da barra mandril B na direção ao longodo comprimento.
Em seguida, com base na posição de informação no retentor de barra BR, o controlador 2 determina a localização na direção ao longo docomprimento da barra mandril B que contata a casca oca P em um suporteou suportes subseqüentes ao suporte N2 1, que é o suporte imediatamenteprecedente. Então, com base na distribuição na direção ao longo do com-primento do diâmetro externo da barra mandril B que foi calculado e arma-zenado como descrito acima, o controlador 2 calcula o diâmetro externo decada uma das localizações na direção ao longo do comprimento da barramandril B que contata a casca oca P em suportes subseqüentes (suporte N22 - suporte N2 6) que são subseqüentes ao suporte N2 1, que é o suporteimediatamente precedente. Com base no diâmetro externo calculado da bar-ra mandril B, o controlador 2 realiza cálculos para ajustar espaços de roloadequados nos suportes subseqüentes (suporte N2 2 - suporte N2 6) e con-trola os mecanismos de laminação 3 para os suportes subseqüentes (supor-te N2 2 - suporte N2 6) de modo a obter estes espaços de rolo. Os mecanis-mos de laminação 3 são constituídos por cilindros ou similares, e eles ajus-tam as posições de laminação dos rolos sulcados R de acordo com os espa-ços de rolo ajustados.
Como explicado acima, um método de controle de laminaçãopara um laminador de mandril de acordo com esta modalidade tem um me-didor de espessura de parede ultra-sônico 1 instalado entre suportes, elecalcula o diâmetro externo de uma barra mandril B com base no valor medi-do da espessura (a espessura de parede do fundo de sulco) e ajusta os es-paços de rolo dos suporte subseqüentes (suporte N2 2 - suporte N2 6) a ju-sante da posição de instalação do medidor de espessura de parede ultra-sônico 1, de acordo.
Portanto, em contraste com um método de controle convencionalque utiliza um medidor de espessura de parede de raios gama, mesmo seesta barra mandril B é a primeira fornecida para laminação de alongamento(em outras palavras, mesmo se a casca oca P é a primeira casca oca a serempregada com esta barra mandril B) o diâmetro externo da barra mandril Bpode ser calculado com alta precisão ao laminar a casca oca P, e como re-sultado a laminação de alongamento pelo laminador de mandril pode serrealizada com uma espessura de parede altamente precisa, começando coma primeira casca oca P.
Modalidade de 2
A Figura 2 é uma vista explicativa que mostra de maneira es-quemática a estrutura genérica de um aparelho para um laminador de man-dril que aplica um método de controle de acordo com a modalidade 2.
Como mostrado na Figura 2, da mesma maneira como na moda-lidade 1 descrita acima, um método de controle de acordo com esta modali-dade utiliza um medidor de espessura de parede ultra-sônico 1 instaladoentre suportes predeterminados de um laminador de mandril (entre suporteN- 1 e suporte N2 2 no exemplo mostrado na Figura 2).
Um método de controle de acordo com esta modalidade difereda modalidade 1 em que ele não está limitado à aplicação de um laminadorde mandril retido que utiliza um retentor de barra. Em adição, ele difere damodalidade 1 em que um medidor de espessura de parede ultra-sônico 1 deacordo com esta modalidade, é colocado de modo a medir a espessura deparede da porção flange da casca oca P no suporte imediatamente antes daposição de instalação do medidor de espessura de parede ultra-sônico 1(suporte N- 1 no exemplo mostrado na Figura 2).
A saber, o medidor de espessura de parede ultra-sônico 1 utili-zado nesta modalidade é colocado de modo a medir uma porção da cascaoca P oposta à porção flange dos rolos sulcados R colocados no suporte N-1. O medidor de espessura de parede ultra-sônico 1 utilizado nesta modali-dade é também um medidor de espessura de parede ultra-sônico a laser. Adireção de cada laser é ajustada de modo que a luz emitida a partir de umlaser pulsado e a luz emitida a partir de um laser de onda contínua são am-bas irradiadas sobre uma porção da casca oca P oposta aos flanges dosrolos sulcados R fornecidos no suporte Ne 1.
A espessura de parede da porção flange da casca oca P medidapelo medidor de espessura de parede ultra-sônico 1 é introduzida para umcontrolador 2. Com base na espessura de parede da porção flange medidada casca oca P, o controlador 2 calcula e ajusta um espaço de rolo adequa- do para o suporte (suporte N- 2 nesta modalidade) imediatamente depois daposição de instalação do medidor de espessura de parede ultra-sônico 1, econtrola o mecanismo de laminação 3 para o suporte N2 2 de modo a obtereste espaço de rolo. O mecanismo de laminação 3 ajusta a posição de lami-nação dos rolos sulcados R de acordo com o espaço de rolo ajustado. Es-pessura de parede da porção flange, isto é, a espessura de parede de fundodo sulco no lado de entrada do suporte N2 2 varia facilmente e a carga delaminação do suporte N2 2 varia de acordo com a variação na espessura deparede do sulco inferior no lado de entrada, e sua elasticidade de laminador(coeficiente carga de laminação/rigidez do laminador) varia. Conseqüente-mente o mecanismo de laminação 3 preferivelmente ajusta previamente aposição de laminação dos rolos sulcados R de acordo com o espaço de roloajustado antes que a casca oca P alcance o suporte N2 2, pelo que ele podefazer a espessura de parede da casca oca P depois da laminação no supor-te N2 2 constante. Se a quantidade de redução da espessura de parede nosuporte N2 2 varia, as velocidades de laminação nos lados de entrada e saí-da do suporte N2 2 variam, e a tensão entre os suportes muda. Contudo,medindo a espessura de parede no lado de entrada do suporte N2 2 pormeio do medidor de espessura de parede ultra-sônico 1 de acordo com estamodalidade, variações na quantidade de redução de espessura de paredepodem ser preditas e variações em tensão podem ser suprimidas mudandoa velocidade de rotação dos rolos sulcados R, de modo a suprimir variaçãoem tensão entre os suportes.Como explicado acima, com um método de controle de lamina-ção de alongamento de acordo com esta modalidade, a espessura de pare-de da porção flange (que corresponde à espessura de parede do fundo dosulco do ponto de vista do suporte imediatamente depois da posição de ins-talação do medidor de espessura de parede ultra-sônico 1) é realmente me-dida pelo medidor de espessura de parede ultra-sônico 1, e com base nestaespessura de pare de porção flange, um espaço de rolo adequado é ajusta-do no suporte (suporte N2 2 nesta modalidade) imediatamente depois da po-sição de instalação do medidor de espessura de parede ultra-sônico 1. Con-seqüentemente, em contraste com um método de controle de laminaçãoconvencional que utiliza um medidor de espessura de parede de raios gamano qual era necessário predizer a espessura de parede da porção flange eno qual havia a possibilidade de laminação defeituosa e uma piora de preci-sarão dimensional devido a erros na predição, estes problemas podem sereliminados com certeza. Em adição, predizendo a variação na quantidade deredução da espessura de parede no suporte imediatamente depois da posi-ção de instalação do medidor de espessura de parede ultra-sônico 1, varia-ções na força de tração entre suportes podem ser suprimidas.
Modalidade 3
A Figura 3 é uma vista explicativa que mostra de maneira es-quemática a estrutura genérica de um aparelho para um laminador de man-dril que aplica um método de controle de acordo com uma terceira modalidade.
Como mostrado na Figura 3, em contraste com a modalidade 1 emodalidade 2 acima descritas, um método de controle de acordo com estamodalidade instala um medidor de espessura de parede ultra-sônico 1 navizinhança imediata do lado de saída de um laminador de mandril. Ela tam-bém difere da modalidade 1 e modalidade 2 em que uma pluralidade de me-didores de espessura de parede ultra-sônicos 1 são fornecidos na direçãocircunferencial da casca oca P ou o medidor de espessura de parede ultra-sônico 1 pode realizar a varredura na direção circunferencial da casca oca Ppara medir a distribuição de espessura de parede na direção circunferencialda casca oca P. A estrutura do aparelho é de outra forma a mesma comopara a modalidade 2 acima descrita, de modo que uma explicação dela seráomitida.
O medidor de espessura de parede ultra-sônico 1 de acordo comesta modalidade mede a distribuição de espessura de parede na direçãocircunferencial da casca oca P desde quando a extremidade frontal da cascaoca P passa a posição de instalação do medidor de espessura de paredeultra-sônico 1. A distribuição de espessura de parede na direção circunfe-rencial da casca oca medida pelo medidor de espessura de parede ultra-sônico 1 é introduzida para um controlador 2.
O controlador 2 calcula os componentes e direção dos desviosde espessura opostos realizando análise de Fourier para a distribuição deespessura de parede medida na direção circunferencial da casca oca P.Com base nos componentes calculados e direção dos desvios de espessuraopostos o controlador 2 corrige o ajustamento para a posição de laminaçãodos rolos sulcados R de um suporte predeterminado no momento de lamina-ção desta casca oca P ou no momento de laminação da próxima casca ocaP. A saber, ele corrige a posição de laminação dos rolos sulcados R de umsuporte predeterminado para o qual a direção das porções de parede espes-sa e a direção de laminação, de modo que as porções de parede espessados componentes dos desvios de espessura opostos se tornam mais finas, ecorrige a posição de laminação dos rolos sulcados R de um suporte prede-terminado para o qual a direção das porções de parede fina e a direção delaminação de modo que as porções de parede fina dos componentes dosdesvios de espessura opostos se tornem mais espessas.
O controlador 2 controla o mecanismo de laminação 3 do supor-te predeterminado de modo a obter esta posição de laminação depois dacorreção. O mecanismo de laminação 3 ajusta a posição de laminação dosrolos sulcados R de acordo com a posição de laminação depois da correção.
Como explicado acima, em um método de controle de laminaçãode alongamento de acordo com esta modalidade, um medidor de espessurade parede ultra-sônico 1 é instalado na vizinhança imediata do lado de saídade um laminador de mandril, a distribuição de espessura de parede na cir-cunferencial é medida a partir da extremidade frontal de uma casca oca P eo ajustamento para a posição de laminação dos rolos sulcados R em umsuporte predeterminado é corrigida no momento de laminação desta cascaoca P ou no momento de laminação da próxima casca oca P.
Conseqüentemente, ao corrigir o ajustamento para a posição delaminação no momento de laminar a casca oca P para a qual a distribuiçãode espessura de parede na direção circunferencial foi medida, em contrastecom um método de controle convencional que utiliza um medidor de espes-sura de parede de raios gama, a posição de laminação de rolos sulcadospode ser corrigida mesmo para a primeira casca oca P na qual desvios deespessura de parede opostos se desenvolvem, e a precisão da espessurade parede pode ser aumentada a partir da primeira casca oca P.
Em adição, a precisão da espessura de parede de uma casca oca P pode ser aumentada para um laminador de mandril diferente de umlaminador de mandril retrátil, medindo os desvios de espessura de paredeopostos e corrigindo o ajustamento da posição de laminação dos rolos sul-cados R.
Modalidade 4
A estrutura de um aparelho para um laminador de mandril que
aplica um método de controle de laminação de alongamento de acordo comesta modalidade é a mesma que para o laminador de mandril explicado emrelação à Figura 2, de modo que esta modalidade será explicada fazendoreferência à Figura 2.
Em um método de controle de laminação de alongamento deacordo com esta modalidade, da mesma maneira como uma modalidade 2,um medidor de espessura de parede ultra-sônico 1 é instalado entre supor-tes predeterminados de um laminador de mandril (entre suporte N- 1 e su-porte N2 2 no exemplo mostrado na Figura 2). Contudo, ele difere da modali-dade 2 em que o medidor de espessura de parede ultra-sônico 1 de acordocom esta modalidade é colocado de modo a medir a espessura de parededo fundo do sulco de uma casca oca P no suporte imediatamente antes daposição de instalação do medidor de espessura de parede ultra-sônico 1(suporte N- 1 no exemplo mostrado na Figura 2) da mesma maneira comona modalidade 1.
A espessura de parede do fundo do sulco da casca oca P medi-da pelo medidor de espessura de parede ultra-sônico 1, é introduzida paraum controlador 2. Com base no valor ajustado do espaço de rolo do suporteimediatamente precedente (suporte N- 1) e a espessura de parede do fundodo sulco medida da casca oca P, o controlador 2 calcula o erro no valor ajus-tado da posição de laminação dos rolos sulcados do suporte imediatamenteprecedente (suporte Ne 1).
Ao calcular o erro no valor ajustado da posição de laminação, ocontrolador 2 utiliza o valor ajustado do diâmetro externo da barra mandril B.Portanto, se existe um erro entre o valor ajustado do diâmetro externo dabarra mandril B e o diâmetro externo real, o erro no diâmetro externo barramandril B é incluído no erro calculado no valor ajustado da posição de lami-nação. Para determinar de maneira precisa o erro verdadeiro no valor ajus-tado da posição de laminação (o erro no valor ajustado da posição de lami-nação não incluindo um erro no diâmetro externo da barra mandril B), o errono valor ajustado da posição de laminação calculada para uma pluralidadede cascas ocas P é utilizado e a influência do erro no diâmetro externo dabarra mandril B, que pode ser um valor ao acaso, o que disser removido demaneira eficaz realizando processamento de suavização tal como proces-samento de suavização exponencial ou método de média móvel em cadacasca oca P.
Conseqüentemente, o controlador 2 realiza processamento desuavização adequado nos erros no valor ajustado da posição de laminaçãocalculada e como resultado o erro no diâmetro externo da barra mandril B,que pode ser incluído no erro no valor ajustado da posição de laminação, éexcluído. Com base no erro na medição da posição de laminação depois doprocessamento de suavização, a posição de laminação dos rolos sulcados Rdo suporte imediatamente precedente (suporte N2 1) é corrigida. O controla-dor 2 controla o mecanismo de laminação 3 do suporte imediatamente pre-cedente (suporte N- 1) de modo a obter a posição de laminação corrigida. Omecanismo de laminação 3 controla a posição de laminação dos rolos sul-cados R de acordo com a posição de laminação corrigida.
Como descrito acima, em um método de controle de laminaçãode alongamento de acordo com esta modalidade a espessura de parede dofundo do sulco de uma casca oca P no suporte imediatamente antes da po-sição de instalação de um medidor de espessura de parede ultra-sônico 1instalado entre suportes de um laminador de mandril é medida, e a posiçãode laminação dos rolos sulcados R neste suporte é corrigida. Conseqüente-mente, em contraste com um método de controle de laminação convencionalque utiliza um medidor de espessura de parede de raios gama, um aumentona precisão de ajustamento zero da posição de laminação em um suportearbitrário que corresponde à posição de instalação de um medidor de espes-sura de parede ultra-sônico 1, pode ser conseguido.
É particularmente eficaz aplicar um método de controle de lami-nação de alongamento de acordo com a esta modalidade a um laminador demandril de três rolos com o qual é difícil realizar ajustamento zero da posiçãode laminação contatando as porções flange dos rolos sulcados uma contra aoutra.
Lista de símbolos de referência
1. Medidor de espessura de parede ultra-sônico
2. Controlador
3. Mecanismo de laminação
B. Barra mandril
P. Casca oca
R. Rolo sulcado
BR. Retentor de barra
Claims (6)
1. Método de controle de alongamento de laminação, caracteri-zado por medir a espessura de parede de uma casca oca que é um materialque está sendo laminado em um estado no qual uma barra mandril é inseri-da para seu interior utilizando um medidor ultra-sônico de espessura de pa-rede entre suportes de laminação de um laminador de mandril ou no lado desaída do suporte final do laminador de mandril e que controla o laminador demandril com base no valor medido.
2. Método de controle de alongamento de laminação, caracteri-zado pelo fato de compreenderuma primeira etapa de medir a espessura de parede do sulcoinferior de uma casca oca em um suporte imediatamente antes da posiçãode instalação de um medidor ultra-sônico de espessura de parede instaladoentre suportes predeterminados de um laminador de mandril,uma segunda etapa de calcular o diâmetro externo de uma barramandril com base no valor ajustado do espaço de rolo no suporte imediata-mente precedente e a espessura de parede do sulco inferior da casca ocamedida na primeira etapa,uma terceira etapa de determinar a localização na direção aolongo do comprimento da barra mandril para a qual o diâmetro externo foicalculado na segunda etapa com base na informação de posição em um re-tentor de barra,uma quarta etapa de calcular a distribuição na direção ao longodo comprimento do diâmetro externo da barra do mandril repetindo a primei-ra etapa até a terceira etapa,uma quinta etapa de determinar uma localização na direção docomprimento da barra mandril que contata a casca oca em um suporte sub-seqüente ao suporte imediatamente precedente com base em informação deposição no retentor de barra;uma sexta etapa de calcular o diâmetro externo da localizaçãona direção ao longo do comprimento da barra mandril determinado na quintaetapa com base na distribuição na direção ao longo do comprimento do diâ-metro externo da barra mandril calculado na quarta etapa, euma sétima etapa de ajustar o espaço do rolo no suporte subse-qüente com base no diâmetro externo da localização na direção ao longo docomprimento da barra mandril calculado na sexta etapa.
3. Método de controle de alongamento de laminação, caracteri-zado pelo fato de compreender:uma primeira etapa de medir a espessura de parede da porçãoflange de uma casca oca em um suporte imediatamente antes da posição deinstalação de um medidor ultra-sônico de espessura de parede instaladoentre suportes predeterminados de um laminador de mandril, euma segunda etapa de ajustar o espaço do rolo em um suporteimediatamente depois da posição de instalação do medidor ultra-sônico deespessura de parede com base na espessura de parede da porção flange dacasca oca medida na primeira etapa.
4. Método de controle de alongamento de laminação, caracteri-zado pelo fato de compreender:uma primeira etapa de medir a distribuição de espessura de pa-rede na direção circunferencial de uma casca oca a partir de quando a ex-tremidade frontal da casca oca passa a posição de instalação de um medi- dor ultra-sônico de espessura de parede instalado no lado de saída de umlaminador de mandril,uma segunda etapa de calcular os componentes e direção dedesvios de espessura de paredes opostas com base na distribuição de es-pessura de parede na direção circunferencial da casca oca medida na pri- meira etapa, euma terceira etapa de corrigir a posição de laminação dos rolossulcados em um suporte predeterminado no momento de laminação destacasca oca ou no momento de laminar a próxima casca oca depois destacasca oca com base nos componentes e direção dos desvios de espessuraopostos calculados na segunda etapa.
5. Método de controle de alongamento de laminação, caracteri-zado pelo fato de compreender:uma primeira etapa de medir a espessura de parede do sulcoinferior de uma casca oca em um suporte imediatamente antes da posiçãode instalação de um medidor ultra-sônico de espessura de parede instaladoentre suportes predeterminados de um laminador de mandril,uma segunda etapa de calcular o erro no valor ajustado da posi-ção de laminaçao dos rolos sulcados do suporte imediatamente precedentecom base no valor ajustado do espaço de rolo no suporte imediatamenteprecedente e a espessura de parede do sulco inferior da casca oca medidana primeira etapa, euma terceira etapa de corrigir a posição de laminaçao dos rolossulcados no suporte imediatamente precedente com base em um erro demedição de posição de laminaçao obtido realizando processamento de sua-vização do erro no valor ajustado da posição de laminaçao calculado na se-gunda etapa.
6. Método de controle de alongamento de laminaçao de acordocom qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de omedidor ultra-sônico de espessura de parede ser um medidor a laser ultra-sônico de espessura de parede.
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