CN102137725A

CN102137725A - 用于具有上置的伸长调节和下置的拉力调节的拉伸矫直机的运行方法

Info

Publication number: CN102137725A
Application number: CN2009801338135A
Authority: CN
Inventors: R·斯姆卡尔斯基
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: The German Co., Ltd of primary metal science and technology
Priority date: 2008-09-01
Filing date: 2009-05-14
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2029-05-14
Also published as: EP2328697B2; EP2328697A1; CN102137725B; PL2328697T3; DE102008045340A1; EP2328697B1; WO2010022992A1

Abstract

拉伸矫直机包括进料侧的输送元件（1）、弯曲元件（2）和出料侧的输送元件（3）。将带材（6）以进料速度（v1）输送给所述弯曲元件（2）并且以出料速度（v2）导出。所述出料速度（v2）大于所述进料速度（v1），从而对带材（6）进行塑性拉伸。带材（6）在所述弯曲元件（2）中借助于该弯曲元件（2）的压下到带材（6）上的辊子（10）交替地向上以及向下偏移。将所述进料侧的输送元件（1）调节到进料侧的速度额定值（v1*），将出料侧的输送元件（3）调节到出料侧的速度额定值（v2*）。检测进料速度（v1）和出料速度（v2）。从中求得用于带材（6）的伸长实际值（e）。将所述伸长实际值（e）和伸长额定值（e*）输送给伸长调节器（15），该伸长调节器（15）根据向其输送的数值（e、e*）求得拉力额定值（Z*）。将所述拉力额定值（Z*）限制到最大的拉力额定值（ZMAX*）。检测拉力实际值（Z）。将所述拉力实际值（Z）和拉力额定值（Z*）输送给拉力调节器（16），该拉力调节器（16）则根据向其输送的数值（Z、Z*）来求得速度附加额定值（δ*），将所述速度附加额定值（δ*）加到所述出料侧的速度额定值（v2*）上。

Description

用于具有上置的伸长调节和下置的拉力调节的拉伸矫直机的运行方法

技术领域

本发明涉及一种用于拉伸矫直机的运行方法，该拉伸矫直机包括进料侧的输送元件、弯曲元件和出料侧的输送元件，

-其中由进料侧的输送元件以进料速度将带材尤其是将金属带材输送给所述弯曲元件，

-其中由出料侧的输送元件以出料速度将带材从所述弯曲元件导出，

-其中所述出料速度大于所述进料速度，从而对带材进行塑性拉伸，

-其中带材在所述弯曲元件中借助于弯曲元件的压下到带材上的辊子交替地向上以及向下偏移，

-其中将所述进料侧的输送元件调节到进料侧的速度额定值并且将所述出料侧的输送元件调节到出料侧的速度额定值。

此外，本发明涉及一种用于拉伸矫直机的控制装置的计算机程序，其中所述计算机程序包括机器指令，所述机器指令能够直接由所述控制装置来执行，其中通过所述控制装置来执行所述机器指令使得所述控制装置按照所述的运行方法来运行拉伸矫直机。

此外，本发明涉及一种用于拉伸矫直机的控制装置，其中所述控制装置如此构成，使得其具有至少一种运行模式，在所述运行模式中所述控制装置按照所述的运行方法来运行拉伸矫直机。

最后，本发明涉及一种用于带材尤其是用于金属带材的拉伸矫直机，

-其中所述拉伸矫直机包括进料侧的输送元件、弯曲元件和出料侧的输送元件，

-其中能够由进料侧的输送元件将带材输送给所述弯曲元件，

-其中能够由出料侧的输送元件将带材从所述弯曲元件导出，

-其中带材能够在所述弯曲元件中借助于弯曲元件的压下到带材上的辊子交替地向上以及向下偏移，

-其中所述拉伸矫直机具有控制装置。

背景技术

这样的运行方法和所属的拉伸矫直机从US 4,819 470 A中得到公开。

从DE OS 1 602 589中公开了一种用于拉伸矫直机的运行方法，该拉伸矫直机包括进料侧的输送元件、弯曲元件和出料侧的输送元件。由进料侧的输送元件以进料速度将金属带材输送给所述弯曲元件。由出料侧的输送元件以出料速度将金属带材从所述弯曲元件导出。金属带材在所述弯曲元件中借助于压下到该带材上的辊子向下偏移。

从GB 2 045 129 B中公开了一种用于拉伸矫直机的运行方法，该拉伸矫直机包括进料侧的输送元件、弯曲元件和出料侧的输送元件。由进料侧的输送元件以进料速度将带材输送给所述弯曲元件。由出料侧的输送元件以出料速度将带材从所述弯曲元件导出。所述出料速度大于所述进料速度，从而对带材进行塑性拉伸。带材在所述弯曲元件中借助于弯曲元件的压下到带材上的辊子交替地向上以及向下偏移。检测拉力实际值，将该拉力实际值输送给拉力调节器。

从US 5,687,595 A中公开了一种用于拉伸矫直机的运行方法，该拉伸矫直机包括进料侧的输送元件、弯曲元件和出料侧的输送元件。由进料侧的输送元件以进料速度将带材输送给所述弯曲元件。由出料侧的输送元件以出料速度将带材从所述弯曲元件导出。所述出料速度大于所述进料速度，从而对带材进行塑性拉伸。带材在所述弯曲元件中借助于弯曲元件的压下到带材上的辊子交替地向上以及向下偏移。

对于拉伸矫直机来说，经常没有通过传动机构或者轴使进料侧的输送元件和出料侧的输送元件进行机械耦合。所述输送元件的彼此间的唯一的机械耦合通过带材而存在。

上面所说明的类型的拉伸矫直机通常交替地在拉力调节模式或者伸长调节模式中运行。在拉力调节模式中，不进行带材的伸长。出料速度等于进料速度。相应的速度额定值也相一致。

在现有技术中，在伸长调节模式中不对带材拉力进行调节。但是在是否遵守绝对值方面对带材拉力进行监控。如果绝对的带材拉力超过最大允许的带材拉力，那就降低伸长额定值，用于再次降低带材拉力。如果绝对的带材拉力低于最大允许的带材拉力，那就通过斜坡函数缓慢地再次将伸长额定值提高到原始的伸长额定值。

在现有技术中经常出现这样的情况，即这种安全函数在伸长额定值以及当前的带材拉力中导致振荡。尽管不同的斜坡函数、接通延迟、断开延迟和其它的逻辑函数，在现有技术中-至少对于特定的材料来说-还是在伸长额定值的降低与提高之间出现经常性的转变。这种振荡在现有技术中经常在数分钟范围内发生。

现有技术的另一个问题在于，在速度额定值的共同的变化过程中，也就是说在带材加速和制动时在实际的实际伸长与伸长额定值之间出现巨大偏差。

发明内容

本发明的任务是，提供一些方案，借助于这些方案可以以简单的方式来捕集当前的带材拉力以及伸长额定值中的振荡并且根据可能性也可以在加速及减速过程中降低实际伸长中的偏差。

该任务通过具有权利要求1所述特征的运行方法得到解决。所述运行方法的有利的设计方案是从属权利要求2到4的主题。

按本发明，对于所述运行方法来说作为开头所提到的措施的补充采取以下措施：

-检测进料速度和出料速度，其中从所述进料速度和出料速度中求得用于带材的伸长实际值。

-将所述伸长实际值和伸长额定值输送给伸长调节器。

-所述伸长调节器根据向其输送的数值也就是所述伸长实际值和伸长额定值来求得拉力额定值。

-检测拉力实际值。

-将拉力额定值限制到最大的拉力额定值。

-将所述拉力实际值和限制到最大的拉力额定值的拉力额定值输送给拉力调节器，该拉力调节器则根据向其输送的数值也就是根据拉力实际值和受限制的拉力额定值来求得速度附加额定值。

-将所述速度附加额定值加到所述出料侧的速度额定值上。

所述伸长调节器和拉力调节器可以根据需要来构成。目前优选将所述伸长调节器构造为PI调节器并且将所述拉力调节器构造为P调节器或者构造为PI调节器。

在本发明的一种进一步优选的设计方案中，出料侧的速度额定值通过将进料侧的速度额定值乘以伸长额定值来求得。

此外，所述任务通过一种具有权利要求5所述特征的计算机程序得到解决。按本发明，通过所述控制装置来执行机器指令使得所述控制装置按照按本发明的运行方法来运行所述拉伸矫直机。

所述计算机程序可以保存在移动的数据载体上。作为替代方案，它可以保存在所述控制装置中。

此外，所述任务通过一种具有权利要求8所述特征的控制装置来得到解决。按本发明，所述控制装置如此构成，使得其具有至少一种运行模式，在所述运行模式中该控制装置按照按本发明的运行方法来运行拉伸矫直机。

最后，所述任务通过一种具有权利要求9所述特征的拉伸矫直机得到解决。按本发明，所述拉伸矫直机具有最后提到的类型的控制装置。

附图说明

其它的优点和细节从结合附图对实施例所作的以下说明中获得。附图以原理图示出：

图1是拉伸矫直机连同所属的控制装置并且

图2是图1的拉伸矫直机的控制装置的一种可能的设计方案。

具体实施方式

按照图1，拉伸矫直机包括进料侧的输送元件1、弯曲元件2和出料侧的输送元件3。所述进料侧的输送元件1和出料侧的输送元件3以及必要时所述弯曲元件2也由控制装置4进行控制。

所述进料侧的输送元件1通常构造为S辊子组。该进料侧的输送元件1可以具有两个或者两个以上的辊子5a到5d。在图1中示出了所述进料侧的输送元件1的具有四个辊子5a到5d的设计方案。该设计方案在本发明的范围内是常规的，但不是强制性的。

所述进料侧的输送元件1的辊子5a到5d至少部分地被驱动。尤其所述辊子5d也就是直接布置在弯曲元件2前面的辊子5d被驱动。

所述进料侧的输送元件1将带材6输送给弯曲元件2。带材6通常是金属带材6比如是钢带、铝带或者铜带。在有些情况下，带材6也可以是纺织带。

以进料速度v1将带材6输送给弯曲元件2。为此目的，存在进料侧的速度调节器7，在此将所述进料速度v1和进料侧的速度额定值v1*输送给所述进料侧的速度调节器7。该进料侧的速度调节器7使得将进料侧的输送元件1调节到进料侧的速度额定值v1。为此目的，所述进料侧的速度调节器7将合适的调节信号S1输出给进料侧的输送元件1。比如该进料侧的速度调节器7可以相应地触发所述辊子5d的驱动装置。

所述出料侧的输送元件3通常也构造为S辊子组。与进料侧的输送元件1相类似，所述S辊子组可以具有两个或者两个以上的辊子8a到8d。在图1中示出了四个辊子8a到8d。该设计方案在本发明的范围内是常规的，但不是强制性的。

所述出料侧的输送元件3的辊子8a到8d至少部分地被驱动。尤其最里面的辊子8a也就是说直接布置在弯曲元件2后面的辊子8a被驱动。

借助于所述出料侧的输送元件3，将带材6从弯曲元件2导出。在此以出料速度v2进行导出。为此目的，存在出料侧的速度调节器9，将所述出料速度v2和出料侧的速度额定值v2*输送给所述出料侧的速度调节器9。该出料侧的速度调节器9使得将出料侧的输送元件3调节到出料侧的速度额定值v2*。为此目的，所述出料侧的速度调节器9将合适的调节信号S2输出给出料侧的输送元件3。比如该出料侧的速度调节器9可以相应地触发所述辊子8a的驱动装置。

所述弯曲元件2也具有一定数目的辊子10。在图1中示出了五个这样的辊子10。但是，作为替代方案，所述弯曲元件2的辊子10的数目也可以大于或者小于五。所述辊子10通常不被驱动。但是它们可以被驱动。所述弯曲元件2的辊子10压下到带材6上。借助于辊子10使带材6在弯曲元件2中交替地向上以及向下偏移。

所述拉伸矫直机通常特别能够在拉力调节模式中运行。在拉力调节模式中，所述出料侧的速度额定值v2*等于进料侧的速度额定值v1*。借助于拉力检测元件11来检测在带材6中在输送元件1、3之间存在的拉力实际值Z。将该拉力实际值Z调节到拉力额定值Z*。

所述拉力调节模式也可以在本发明的范围内得到实现。但是这不重要。决定性的是，所述拉伸矫直机能够（至少特别）在伸长调节模式中运行。下面对所述伸长调节模式进行详细解释。

在伸长调节模式中，所述出料侧的速度额定值v2*大于所述进料侧的速度额定值v1*。与此相对应，所述出料速度v2也大于所述进料速度v1。在此如此安排出料速度v2与进料速度v1之间的速度差，从而对输送元件1、3之间的带材6进行塑性拉伸。

如已经提到的一样，检测进料速度v1和出料速度v2。借助于相应的速度检测元件12、13来进行检测。通常检测外面的辊子5a、8d的速度v1、v2。但是不仅将所检测到的速度v1、v2输送给速度调节器7、9，而且也将其输送给伸长测定器14，该伸长测定器14根据进料速度v1和出料速度v2来求得用于带材6的伸长实际值e。

将所述伸长实际值e和伸长额定值e*（其中e*>1）输送给伸长调节器15。所述伸长调节器15根据向其输送的数值e、e*来求得拉力额定值Z*。

所述伸长调节器15可以任意地构成，比如构造为P调节器、构造为PI调节器、构造为PID调节器、构造为PT1调节器或者构造为PT2调节器。通常所述伸长调节器15构造为PI调节器。

将所述拉力额定值Z*输送给拉力调节器16。但是在所述伸长调节器15与拉力调节器16之间布置了限制元件17。该限制元件17将拉力额定值Z*限制为最大的拉力额定值ZMAX*。如此确定所述最大的拉力额定值ZMAX*，使得其高于带材6的屈服点，但是低于一个相应的数值，自该数值起-尤其在所述弯曲元件2的辊子10的轴承中-出现过度的磨损。因此向所述拉力调节器16

-输送拉力额定值Z*，如果所述拉力额定值Z*小于所述最大的拉力额定值ZMAX*，并且

-否则输送所述最大的拉力额定值ZMAX*。

此外，向拉力调节器16输送拉力实际值Z。所述拉力实际值Z在此可以借助于拉力检测元件11或者另外借助于其它未示出的拉力检测元件来检测。

所述拉力调节器16根据向其输送的数值Z和Z*或者说Z和ZMAX*来求得速度附加额定值δv*。所述拉力调节器16为此目的可以任意地构成。能够类似地运用以上关于伸长调节器15的构成的解释。通常所述拉力调节器16要么构造为P调节器，要么构造为PI调节器。这两种设计方案在图1中示出。但是因为这两种设计方案互为替代方案，所以在图1中仅仅以虚线示出这两种设计方案。

将所述速度附加额定值δv*输送给加法元件（Aufschaltelement）18。此外将所述出料侧的速度额定值v2*输送给所述加法元件18。所述加法元件18将所述速度附加额定值δv*加到出料侧的速度额定值v2*上。

所述出料侧的速度额定值v2*原则上可以以任意的方式来求得。尤其首先可以使所述出料侧的速度额定值v2*等于所述进料侧的速度额定值v1*或者与所述进料侧的速度额定值v1*相差一个固定的数值。但是优选将所述进料侧的速度额定值v1*和伸长额定值e*输送给乘法器19。所述乘法器19通过将进料侧的速度额定值v1*乘以伸长额定值e*来求得出料侧的速度额定值v2*。

所述控制装置4可以根据图1中的示意图构造在硬件中。但是所述控制装置4经常根据图2的示意图构造为能够软件编程的控制装置。在这种情况下，所述控制装置4具有处理器20，该处理器20执行计算机程序21。所述计算机程序21在这种情况下确定控制装置4的作用方式。

按照图2，所述计算机程序21包括机器指令22，所述机器指令22能够直接由所述控制装置4（更精确地说：由控制装置4的处理器20）来执行。通过所述控制装置4来执行机器指令22使得所述控制装置4就像上面结合图1所解释的一样来运行拉伸矫直机。

在执行机器指令22的时刻，计算机程序21必须保存在所述控制装置4的内部的存储器23中。在这个时刻，所述计算机程序21因而保存在控制装置4中。但是可以以不同的方式将计算机程序21输送给控制装置4。

因而比如可以将计算机程序21事先保存在内部的存储器23中并且之后也就是说在将计算机程序21保存在内部的存储器23中之后才将所述内部的存储器23装入到控制装置4中。作为替代方案，可以将计算机程序21保存在移动的数据载体24上。在这种情况下，所述控制装置4必须具有相应的用于移动的数据载体24的接口。所述移动的数据载体24可以根据需要来构成。比如它可以构造为CD-ROM、构造为SD存储卡或者根据图2中的示意图构造为USB记忆棒。

作为替代方案又可以通过计算机-计算机-连接25来将计算机程序21输送给控制装置4。在这种情况下，所述控制装置4必须拥有相应的用于计算机-计算机-连接25的接口。所述计算机-计算机-连接25比如可以是LAN（局域网）或者更大的计算机网络尤其是万维网。

本发明具有许多优点。因而尤其可以实现拉伸矫直机的稳定的无振荡的特性。也可以明显降低伸长额定值e*与伸长实际值e之间的在现有技术中出现的巨大偏差。在试验中，能够将偏差降低到以前的偏差的大约20%。伸长实际值e在伸长额定值e*变化时快速地并且在没有值得一提的过调（überschwingen）的情况下跟随着伸长额定值e*。所述拉伸矫直机运行更平稳。结果是，由此能够实现明显的生产及质量改进。

上面的说明仅仅用于解释本发明。相反，本发明的保护范围只应该通过随附的权利要求来确定。

Claims

1.用于拉伸矫直机的运行方法，所述拉伸矫直机包括进料侧的输送元件（1）、弯曲元件（2）和出料侧的输送元件（3），

-其中，由所述进料侧的输送元件（1）以进料速度（v1）将带材（6）尤其是将金属带材（6）输送给所述弯曲元件（2），

-其中，由所述出料侧的输送元件（3）以出料速度（v2）将所述带材（6）从所述弯曲元件（2）导出，

-其中，所述出料速度（v2）大于所述进料速度（v1），从而对所述带材（6）进行塑性拉伸，

-其中，所述带材（6）在所述弯曲元件（2）中借助于所述弯曲元件（2）的压下到所述带材（6）上的辊子（10）交替地向上以及向下偏移，

-其中，将所述进料侧的输送元件（1）调节到进料侧的速度额定值（v1*）并且将所述出料侧的输送元件（3）调节到出料侧的速度额定值（v2*），

-其中，检测所述进料速度（v1）和所述出料速度（v2）并且从所述进料速度和所述出料速度求得用于所述带材（6）的伸长实际值（e），

-其中，将所述伸长实际值（e）和伸长额定值（e*）输送给伸长调节器（15），该伸长调节器（15）根据向其输送的数值（e、e*）求得拉力额定值（Z*），

-其中，将所述拉力额定值（Z*）限制到最大的拉力额定值（ZMAX*），

-其中，检测拉力实际值（Z），

-其中，将所述拉力实际值（Z）和所述限制到最大的拉力额定值（ZMAX*）的拉力额定值（Z*）输送给拉力调节器（16），该拉力调节器（16）根据向其输送的数值（Z、Z*）来求得速度附加额定值（δv*），

-其中，将所述速度附加额定值（δv*）加到所述出料侧的速度额定值（v2*）上。

2.按权利要求1所述的运行方法，

其特征在于，

所述伸长调节器（15）构造为PI调节器。

3.按权利要求1或2所述的运行方法，

其特征在于，

所述拉力调节器（16）构造为P调节器或者构造为PI调节器。

4.按权利要求1、2或3所述的运行方法，

其特征在于，

所述出料侧的速度额定值（v2*）通过将所述进料侧的速度额定值（v1*）乘以所述伸长额定值（e*）来求得。

5.用于拉伸矫直机控制装置（4）的计算机程序，其中，所述计算机程序包括机器指令（22），所述机器指令（22）能够直接由所述控制装置（4）来执行，其中，通过所述控制装置（4）来执行所述机器指令（22）使得所述控制装置（4）按照按前述权利要求中任一项所述的运行方法来运行所述拉伸矫直机。

6.按权利要求5所述的计算机程序，

其特征在于，

该计算机程序保存在移动的数据载体（24）上。

7.按权利要求5所述的计算机程序，

其特征在于，

该计算机程序保存在所述控制装置（4）中。

8.用于拉伸矫直机的控制装置，其中，所述控制装置如此构成，使得其具有至少一种运行模式，在所述运行模式中所述控制装置按照按权利要求1到4中任一项所述的运行方法来运行所述拉伸矫直机。

9.用于带材（6）尤其是用于金属带材（6）的拉伸矫直机，

-其中，所述拉伸矫直机包括进料侧的输送元件（1）、弯曲元件（2）和出料侧的输送元件（3），

-其中，能够由所述进料侧的输送元件（1）将所述带材（6）输送给所述弯曲元件（2），

-其中，能够由所述出料侧的输送元件（3）将所述带材（6）从所述弯曲元件（2）导出，

-其中，所述带材（6）能够在所述弯曲元件（2）中借助于所述弯曲元件（2）的压下到所述带材（6）上的辊子（10）交替地向上以及向下偏移，

-其中，所述拉伸矫直机具有按权利要求8所述的控制装置（4）。