CN101274377A - 切割带材等的装置和其中确定和/或校准切割缝隙的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于切割带材、板材等等的装置和在这种装置中确定和/或校准切割缝隙的方法。用以切割或切断带材、板材等等特别是金属带、金属板等等的装置具有一切割装置，它具有至少一个第一刀片和至少一个第二刀片，所述第一刀片和第二刀片相互离开一个构成切割缝隙的尺寸，其特征为：为了确定切割缝隙，既给第一刀片又给第二刀片分别配设至少一个位置测量装置。

Description

切割带材等的装置和其中确定和/或校准切割缝隙的方法

本发明涉及一种用于切割或切断带材、板材等等的装置，特别是用于切割或切断金属带、金属板等等的装置，以及一种在切割装置中用于确定或校准切割缝隙的方法。带材或板材的切割或切断尤其是指金属带或板的(纵边的)切边。因此这种切割装置设计成具有至少两个旋转的圆盘刀片的剪边机。通常，切边装置在相应的带材两侧分别具有至少一个切边头或切边剪。金属带或金属板通常要在边缘部位进行切割且因此进行修边，以便达到所规定的恒定的带宽或板宽，并且去除可能的带或板棱边损伤。金属带的切边常常在带加工线上连贯地用设置在带两侧的切边头进行。切边头或切边剪具有成对圆盘刀片，并可沿带宽方向移动，以调整带宽，为了减少切割毛刺和延长刀片寿命，可以调整圆形刀片对的切割缝隙和切边头的第一刀片与第二刀片或者说上刀片与下刀片的刀片重合度。这里存在这样的需要，即，在带棱边处产生尽可能小的切口飞边。切口飞边主要取决于切割缝隙。在本发明范围内，切割缝隙是指在带材平面内刀片之间的距离，因此通常是水平的切割缝隙或者沿轴向的切割缝隙。垂直重合度对质量或切口飞边的大小只有很有限的影响。因此，在带材制造或加工过程中，精确调整切割缝隙或确定切割缝隙具有特别重要的作用。但是本发明不仅仅包括剪边机，而且还包括其他切割装置，例如横向剪断机。

由实践原则上已知，切割缝隙通过测量来确定。在这方面已知的实施形式中，一个刀片水平固定设置，而另一个刀片可水平调整。可调整刀片的位置例如借助于编码器测量。为了校准，将刀片往一起移近，直至使刀片正好接触。储存编码器的这个位置值，并作为确定切割缝隙的零位。然后将一个刀片移动到希望的切割缝隙值。这种已知方法的缺点是，切割缝隙的校准部分地手工进行，并且判定什么时候刀片正好接触，要受到一定的主观性影响。此外，校准过程耗时比较长。其次，不是直接在切割缝隙内进行测量，而是由于设计原因与此离开一定的距离。特别是如果机器在开始生产时具有较低的温度，而在生产期间发热，这便会产生问题。因为整个机器经受热膨胀，这又对确定切割缝隙有影响。因此实际上需要在机器发热期间多次重新校准。如果不这样做，所生产的带材便具有极其不同的带边质量。一本发明便是用在这里。

本发明的目的是，创造一种用于切割或切断带材、板材等等的装置，它能够完美无误地求出或校准切割缝隙。此外还要提供一种用这种装置来确定切割缝隙的方法。

对于用于切割或切断带材、板材等等特别是金属带、金属板等等的开头所述类型的装置，为了实现这个目的，本发明提出：为了确定切割缝隙，既给第一刀片又给第二刀片分别配设至少一个位置测量装置或路程测量装置。其中，切割缝隙可通过第一刀片和/或第二刀片的定位进行调整。切割装置尤其是设计成具有至少两个旋转的圆盘刀片的剪边机。但是本发明也包括设计为用于横向切断或分割带材的横向剪断机的切割装置，并为此具有两个“基劳庭式(guillotinenartig)”的切割直刀片。

这里本发明从这样的认识出发，即，如果测量或用测量技术获知不仅仅一个刀片、而是两个刀片的位置并接着通过形成差值(减法)计算切割缝隙，那么便可以特别精确地求出以及校准切割缝隙。这里，位置测量装置可以设计成接触式测量装置，例如测针或测头，和/或设计为非接触式测量装置，例如激光器。它们尤其是直接对测量面工作，从而直接测量两个刀片的位置。这种测量面既可以是由刀片本身的端面构成也可以是由对应于端面的刀架定位面构成。因此，在例如用测头测量的过程中，测头直接顶靠在有关测量面上，然后由对应于两个刀片的测量值通过形成差值(减法)精确确定切割缝隙。用这种方式，可以在最短时间内自动地、客观性地实现校准。根据所求出的切割缝隙，当然可以实现将切割缝隙改变到希望的值。这可以在一控制或调节过程中进行。校准在几秒钟内完成。由于这个原因，可以在机器发热阶段内毫无困难地多次补充校准。

在优选实施形式中，第一个刀片和第二个刀片用公知的方式分别固定在一刀架上，它们被旋转驱动。每个刀片配设一个单独的测量装置，例如自身的测头，它“位置固定地”固定在例如机座上，因此不随刀片或刀架旋转。两个测头最好安置在刀片的同一侧，例如在切割装置的驱动侧。在这种情况下，如果刀架和或刀片具有至少一个测量空隙，其对准相应的测量面，亦即刀片本身的端面或者刀架的对应定位面，则是适宜的。因此，在测量过程中，测头移入测量空隙或穿过测量空隙，靠在有关测量面上。

本发明这样的实施形式特别优选，在该实施形式中，在一个刀片区域内仅仅在刀架范围内设置一个缺口，它直接对准刀片端面。对于另一个刀片适宜的是，一方面刀架具有一测量空隙，另一方面刀片具有一对齐的测量空隙，从而使这两个对齐的测量空隙对准刀架的配置于刀片的定位面。用这种方式达到：测量装置或测头由同一个方向，例如从驱动侧，对圆盘刀片进行测量工作。

此外，本发明提出，刀架在刀片两侧分别具有至少一个固定爪，使刀片实际上可更换地固定在两个固定爪之间。在这种情况下，如果两个固定爪的至少一个，亦即面对测量装置的固定爪，具有至少一个完全穿透固定爪的测量空隙或缺口，则是适宜的。这个穿透固定爪的测量空隙可以例如直接对准刀片的端面。其次存在这样的可能性，即，固定爪的这个缺口与刀片的相应缺口对齐，从而使这两个缺口-以已经介绍过的方式-对准构成测量面的相应定位面。始终存在这样的可能性，即，测量装置，例如测头，穿过空隙或缺口分别与决定性的测量面接触并用这种方式精确地确定位置。

按照本发明另一个建议设想：每个刀片例如上刀片和下刀片分别配设多个测量空隙，例如2至5个测量空隙。它们实际上可以分布在刀片圆周上，从而，按优选的实施形式，可以在刀片的多个角度位置进行位置测量，从而可以确定和消除刀片端面也许存在的平面度误差。

按照优选的实施形式，测量装置具有一可移动的测针或测头，它在测量过程中穿过测量空隙，并顶靠到有关测量面上。为此，这种测针可以借助于一驱动装置在可移动的滑架上移动。这种驱动装置例如可以设计成气动的缸活塞装置。测头可通过合适的气动阀顶上或退回。测头的最终位置在测量装置内例如借助于非接触的接近开关监测和运算。当然，在本发明的框架内可以设置一合适的控制和/或调节装置，它确定测量装置的位置并运算所测出的位置，从而由求出的位置计算切割缝隙。此外这种控制和/或调节装置还与执行机构连接，它们调整测量位置。总之不仅测量，而且精确调整或校准缝隙。

此外本发明的主题还涉及一种用于确定和/或校准带材、板材等等的切割装置的切割缝隙的方法，特别是在金属带或板的切边和/或横向切断过程中。这种方法尤其是用所述类型的装置进行，其中，切割装置具有一第一刀片和一第二刀片，它们(沿着带平面或水平方向)相互离开一个构成切割缝隙的尺寸。按照本发明，规定：既测量第一刀片的位置又测量第二刀片的位置，并由这些位置通过形成差值(减法)来确定和计算切割缝隙。可设置一合适的计算机来进行计算，它也可以集成在控制和/或调节装置内。该装置也可以进行刀片定位，从而调整缝隙。

这里，在本发明框架内，刀片位置接触式地求出，例如借助于测针或测头。但是本发明也包括非接触式的实施形式，例如用激光器非接触测量位置。

特别是与所述类型的装置相结合，本发明建议，第一和/或第二刀片的位置测量在刀片静止时进行。测量装置最好“位置固定地”安装在切边装置或横向切断装置内，亦即它不跟随刀片或刀架旋转。因为测量最好以所述方式通过刀架和/或刀片上合适的空隙或缺口进行，适宜的是，在刀片静止时进行位置测量，使得刀片可以用适当的方式被置于这样的位置，在这个位置，相应的测量装置可以穿过空隙对测量面工作。这里如果测量不仅在刀片的唯一一个区域内，而是针对刀片的不同角度位置因此是在刀片不同的角度区域内进行，则是适宜的。用这种方式可以确定和排除刀片端面也许存在的平面度误差。对于一个刀片，例如可以用测量装置在刀片不同的角度位置进行测量。但是本发明也包括这样的实施形式，在这种实施形式中，一个刀片配设有多个测量装置，它们例如可同时测量刀片的多个角度区域。

最后本发明的主题还有一种用切边装置、横向剪断机等等切割装置对带材或板材等等进行切边和/或横向切断的方法，其中，在用所述类型的方法切边或横向切断之前、期间和/或之后确定切割缝隙。因此本发明的测量方法最好结合在制造或加工过程中，使得在切边或横向切断过程中在规定时刻可以进行切割缝隙的确定。

对于软的材料，切割缝隙最佳为带厚的约5％，对于硬的材料可达壁厚的约20％。对于厚度例如为0.1mm或100μm的薄带，则最佳切割缝隙约为5至20μm，依材料不同而有所不同。在本发明的框架内，可靠地保证能以高的精确度调定最佳的切割缝隙。

下面借助于表示仅仅一个实施例的附图详细说明本发明。附图表示：

图1本发明切边装置的局部剖视图，

图2按图1的设计的另一个视图，

图3按图1的设计的刀片从箭头A方向的视图，

图4按图1的设计的测量装置。

在附图中表示了一种用切割装置1对金属带进行切边的设备，切割装置设计成切边头1，并具有一作为下刀片的第一刀片2和一作为上刀片的第二刀片3。待切边的金属带4仅示意表示。上刀片3和下刀片2沿板平面、因此在本实施例中是沿水平方向相互离开一个构成切割缝隙S的尺寸。相应刀片构成切割面的端面5以及相应的切割棱刃6同样是示意表示。此外特别是在图1中可以看到，两个刀片2、3可以以垂直重合度V相互设置。但在本发明的框架内这个垂直重合度的尺寸大小(其可以是正的或者也可以是负的)只具有次要的意义。现在按照本发明规定，为了确定切割缝隙S，既给第一刀片2又给第二刀片3分别配设至少一个单独的位置测量装置7。因此，在本发明的框架内既测量第一刀片2的位置又测量第二刀片3的位置，并可以由这些测量值通过形成差值来确定切割缝隙S。

其中，如附图所示，每个刀片2、3配设一个自己的旋转驱动装置8，它旋转驱动有关刀片。此外可以分别借助于一执行机构9调整两个刀片或仅仅一个刀片的轴向或水平位置。这在附图中仅仅示意表示。通过合适的定位，可以调定所希望的切割缝隙S。这里存在这样的可能性，即，两刀片2、3中的任一个可单独调整。但是本发明也包括这样的实施形式，其中，一个刀片在轴向位置固定，仅仅另一个刀片可沿轴向定位。但即使对于这种实施形式，既给可移动的也给不可移动的刀片配设一单独的测量装置7，也是适宜的，以便用本发明的方法精确地确定切割缝隙S。

按图1，两个位置测量装置7位置固定地设在切边头1上，亦即它们不与刀片2、3一起旋转。在本实施例中，位置测量装置7设计成接触式测量的测量装置7，亦即带有测针10的测头。按照本发明，每个这种测量装置7对一个测量面11、12工作，测量面反映刀片2、3的轴向位置。对于测量面11，例如对于下刀片2，可以是刀片2本身的端面5。对于上刀片3，不是用刀片3本身的端面5、而是用刀架14的配置于有关端面5的定位面13作为测量面12。这使得：可以将两个测量装置7-如图1和2中所示-设置在刀片2、3的同一侧，亦即驱动侧，因而在刀片2、3的背向金属带4的一侧。

每个刀片2、3以公知的方式由一旋转驱动的刀架14固定，其中，在本实施例中这种刀架14分别具有两个固定爪14a，14b，它们设置在相应刀片2、3的两侧，使刀片2、3固定在两个固定爪14a，14b之间。此外，在按图1的实施形式中可以看到，这两个固定爪14a，14b以及设置在它们之间的刀片2、3套装和固定在一共同的刀轴15上。

现在按照本发明在按图1和2的实施形式中，对于一个刀片(下刀片2)仅仅在刀架14的一个固定爪14a上设置一个测量空隙16，它作为缺口或孔完全穿透固定爪14a，因此对准下刀片2的有关端面5。在测量过程中，测针10可穿过此测量空隙16直接顶到下刀片2的端面5上，因此也顶在测量面11上。因此它涉及刀架14的面对测针10的固定爪14a。

为了以类似的方式保证上刀片3的位置测量，那里不仅在相应固定爪14a区域内设置一个测量空隙17，而且此外还在刀片3本身上设置一个与该测量空隙17对齐的测量空隙17′。用这种方式使测针10穿过对齐的测量空隙17、17′，并与作为测量面12的刀架14的而且是第二固定爪14b的对应于刀片3端面5的定位面13接触。

因为上刀片3以其决定性的端面5牢固贴合在这个定位面13上，所以这个定位面13实质上可以用作基准面或测量面12。

图3特别表示，在上刀片3和下刀片2的区域内不是仅仅分别设置一个测量空隙，而是分别设置三个测量空隙16、17、17′，而且是在不同的角度区域内。用这种方式，可以确定在刀片不同的角度位置上的刀片位置，从而可以排除刀片端面5可能的平面度误差。

这里，对于所示实施形式，位置测量在刀片静止时进行是适宜的，因为测量装置亦即测头10是不旋转地、因而固定地设置在切边头1上的，而刀片2、3连同其刀架14在工作期间是旋转的。因此建议，为了确定切割缝隙S，将刀片2、3按希望的方式或按希望的角度位置定位，从而使测头10可移入所设的空隙内。

图4举例表示了本发明的测量装置7或测头10的结构和工作方式。测头10可在一滑架18上沿一直线导轨19并且借助于测量驱动装置20移动，在本实施例中，测量驱动装置设计成气动的缸活塞机构。位置确定通过两个仅仅示意表示的接近开关21，22实现。

按照本发明，不仅可求出切割缝隙，而且通常在考虑测量结果的情况下进行额定值的精确调整。

本实施例仅仅是针对带材或板材切边的情况介绍本发明。但是本发明也包括其他的切割装置或切割方法，例如借助于横向剪断机横向切断带材。在这种情况下，同样可以在刀片的多个位置上确定切割缝隙，而且是在整个刀片长度上，其中，所述刀片长度是指横向于带材行进方向或板材行进方向的长度。

Claims (17)

1.用于切割或切断带材、板材等等的装置，特别是用于切割或切断金属带、金属板等等的装置，

具有一切割装置(1)，它具有至少一个第一刀片(2)和至少一个第二刀片(3)，所述第一刀片和第二刀片相互离开一个构成切割缝隙(S)的尺寸，其特征为：

为了确定切割缝隙(S)，既给第一刀片(2)又给第二刀片(3)分别配设至少一个位置测量装置(7)。

2.按权利要求1所述的装置，其特征为：所述切割装置(1)设计为带有至少两个旋转的圆盘刀片(2、3)的剪边机。

3.按权利要求1所述的装置，其特征为：所述切割装置(1)设计为带有至少两个切割的直刀片的横向剪断机。

4.按权利要求1至3之任一项所述的装置，其特征为：所述位置测量装置(7)设计为接触式测量装置，例如测针、测头等等，和/或设计为非接触测量装置，例如激光器等等，它直接对一测量面(11，12)工作，所述测量面由刀片(2，3)的端面(5)和/或刀架的对应于端面(5)的定位面(13)构成。

5.按权利要求1至4之任一项所述的装置，其特征为：刀架(14)和/或刀片(2，3)具有至少一个对准相应测量面(11，12)的测量空隙(16，17，17′)。

6.按权利要求1至5之任一项所述的装置，其特征为：刀架(14)在刀片(2，3)两侧分别具有至少一个固定爪(14a，14b)，其中至少一个固定爪(14a，14b)具有至少一个完全穿透该固定爪(14a，14b)的对准相应测量面(11，12)的测量空隙(16，17)。

7.按权利要求6所述的装置，其特征为：刀片(3)具有一完全穿透该刀片(3)的、尤其是与固定爪(14a，14b)的一个测量空隙(17)对齐的测量空隙(17′)。

8.按权利要求1至7之任一项所述的装置，其特征为：刀架(14)或其固定爪(14a，14b)和/或刀片(2，3)具有多个分布在端面或圆周上的测量空隙，例如具有3至5个测量空隙。

9.按权利要求1至8之任一项所述的装置，其特征为：所述测量装置(7)具有一可移动的测针(10)或测头，它在测量过程中穿过测量空隙(16，17，17′)并顶靠到测量面(11，12)上。

10.按权利要求9所述的装置，其特征为：所述测针或测头在一可移动的滑架上借助于至少一个驱动装置例如气动缸可以进行移动。

11.用于确定和/或校准带材、板材等等的切割装置的切割缝隙的方法，特别是在金属带或金属板的切边和/或横向切断过程中，特别是利用按权利要求1至10之任一项所述的装置，其中，切割装置具有一第一刀片和一第二刀片，所述第一刀片和第二刀片相互离开一个构成切割缝隙的尺寸，其特征为：对第一刀片的位置以及第二刀片的位置进行测量，并由这些位置通过形成差值来确定切割缝隙。

12.按权利要求11所述的方法，其特征为：第一和/或第二刀片的位置例如借助于测头或测针接触式测量，和/或例如借助于激光器非接触测量。

13.按权利要求11或12所述的方法，其特征为：第一和/或第二刀片的位置测量在刀片静止时进行。

14.按权利要求11至13之任一项所述的方法，其特征为：先后多次地测量第一和/或第二刀片的位置，例如对于不同的刀片位置或角度位置。

15.按权利要求11至14之任一项所述的方法，其特征为：根据测量将切割缝隙调整或校准或者调节到一额定值。

16.按权利要求11至14之任一项所述的方法，其特征为：第一和/或第二刀片的位置借助通过刀片和/或刀架上的一个或多个空隙直接对刀片的端面和/或对刀架的配置于端面的定位面进行测量而确定。

17.用剪边机、横向剪断机等等切割装置对带材或板材进行切边和/或横向切断的方法，其特征为：在切边或横向切断之前、期间和/或之后，利用按权利要求11至15之任一项所述的方法来确定切割缝隙，并且必要时将切割缝隙调整或校准或者调节到一额定值。

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