CN110418682A - 辊式矫直机和用于运行这种辊式矫直机的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种辊式矫直机(1),其具有上矫直辊子和下矫直辊子(2)的组,其中,每个矫直辊子(2)设有旋转驱动器(3),以便由机器控制部(4)引起使矫直辊子(2)旋转,并且因此沿输送方向(F)输送待矫直的金属扁平材料,并且在此对待矫直的金属扁平材料矫直。为了实现经改善和优化的矫直结果,本发明规定,每个矫直辊子(2)具有可使矫直辊子(2)的一轴向端部旋转的第一旋转驱动器(L1、L2、......、Ln)和可使矫直辊子(2)的另一轴向端部旋转的第二旋转驱动器(R1、R2、......、Rn),其中,机器控制部(4)构造成,基于预设值分别为相应的第一旋转驱动器和第二旋转驱动器(L1、L2、......、Ln,R1、R2、......、Rn)加载确定矫直辊子(2)的旋转运动的参数。本发明还涉及一种用于运行这种辊式矫直机的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种辊式矫直机,其具有一组上矫直辊子和下矫直辊子,其中,每个矫直辊子设有旋转驱动器,以便由机器控制部引起使矫直辊子旋转,并且因此沿输送方向输送待矫直的金属扁平材料,并且在此矫直该待矫直的金属扁平材料。本发明还涉及一种用于运行这种辊式矫直机的方法。
背景技术
在矫直高强度的带材和板材时,将大的力矩引入到矫直辊子中,以设定用于制成平整材料所需的伸展。允许的力矩受到矫直辊子辊颈的几何的限制。
在此,已知两侧受驱动的矫直机,其通常具有组驱动器。同样已知矫直辊子的单侧驱动器,通过它们仅仅在一侧驱动矫直辊子。
DE 1930 349 A公开了矫直辊子的两侧的驱动器以及矫直辊子的单侧驱动器。然而在该解决方案中规定,两侧的驱动器仅仅出于空间原因而使用,以便提供用于布置单个驱动器的足够的结构空间。通过在矫直辊子的两侧布置驱动器,每个驱动器可以一半的功率做功,并且因此安置在减小的结构空间中。
KR 101508711 B1设置了在矫直辊子单元之前或之后的传动辊子对,以便将附加的带材拉力施加到材料上。由此应限制所需要的转矩。
在矫直高强度的带材和板材时,对整个矫直机提出特别的要求,以便设定材料的尽可能最好的平整度。在此,对于矫直工艺来说,需要将非常大的力矩引入到矫直辊子中。然而,矫直辊子必须同时还可通过个别地操控机器功能实现复杂的平整度误差。
对于单侧受驱动的矫直辊子,在输入大的力矩时可在矫直辊子和待矫直的材料之间出现不可影响的扭曲,这导致不均匀的矫直行为,其伴随着矫直结果中的质量损失。此外,允许的转矩的大小受到矫直辊子辊颈的尺寸的限制。
对于用组驱动器在两侧进行驱动的矫直辊子,仅可为所有的矫直辊子共同调节转矩。因此,为了调节矫直缝隙,仅可不利地为所有的矫直辊子一起调节转矩或转数。此外,所需的分配传动机构具有附加的损失和分配赤字。
布置用于施加前向拉力或后向拉力的附加的传动辊子不利地影响矫直辊子几何结构,因为具体地讲由此使矫直辊子沿拉力方向偏离。因此,矫直缝隙在几何上变形,并且使矫直结果恶化。
发明内容
因此,本发明的目的在于改进开头提及类型的辊式矫直机以及用于运行这种辊式矫直机的方法,使得相比于上文阐述的已知的解决方案可实现经改善和优化的矫直结果。
通过本发明实现目的的方案的特征在于,每个矫直辊子具有可使矫直辊子的一轴向端部旋转的第一旋转驱动器和可使矫直辊子的另一轴向端部旋转的第二旋转驱动器,其中,机器控制部构造成基于预设值个别地为相应的第一旋转驱动器和第二旋转驱动器加载确定矫直辊子的旋转运动的参数。
在此,机器控制部可与理论值预设器连接,该理论值预设器为所有的旋转驱动器预设用于矫直辊子的旋转运动的参数。
在此,机器控制部优选地构造成,为相应的第一旋转驱动器和第二旋转驱动器加载预设的转矩。同样地,机器控制部可构造成,为相应的第一旋转驱动器和第二旋转驱动器加载预设的旋转速度。
机器控制部还可构造成,在闭合的调节回路中调节确定矫直辊子的旋转运动的参数。在这种情况下优选地规定,在第一旋转驱动器和第二旋转驱动器的区域中布置有用于探测转矩和/或旋转速度的传感器,其与机器控制部连接。
根据本发明,用于运行这种辊式矫直机的方法规定,每个矫直辊子具有使矫直辊子的一轴向端部旋转的第一旋转驱动器和使矫直辊子的另一轴向端部旋转的第二旋转驱动器,其中,通过机器控制部为相应的第一旋转驱动器和第二旋转驱动器预设用于确定矫直辊子的旋转运动的至少一个参数的单独的值。
在此,优选地规定,机器控制部可选地在以下运行模式中的一个运行模式中运行:
a)仅仅使矫直辊子的第一旋转驱动器运行;
b)仅仅使矫直辊子的第二旋转驱动器运行;
c)使矫直辊子的第一旋转驱动器以及第二旋转驱动器运行。
在此,机器控制部可通过理论值预设器预设用于矫直辊子的旋转运动的参数的理论值。
在此,理论值预设器可与存储有多种不同的矫直策略的模块连接,其中,针对每个矫直策略存在用于矫直辊子的旋转运动的参数的数据项,其中,模块根据所选的矫直策略为理论值预设器预设数据项。
因此,本发明规定,每个单个的矫直辊子能可选地在单侧或两侧来驱动。在此,每个矫直辊子驱动器可具有自己的驱动控制部。
因此,基于开头阐述的已知的解决方案,提出了一种辊式矫直机以及用于运行该辊式矫直机的方法,其能够实现最佳地操控每个矫直辊子的两侧的各驱动器,并且因此允许可单独地影响的矫直过程。
驱动参数(转矩、转数或旋转速度)的理论值预设值可根据操控单元的预先规定来实现。在此,操控单元可通过矫直策略来控制或调节。在此,矫直策略可顾及矫直缝隙的局部的改变。可精确调节每个受驱动的矫直辊子的驱动参数(关于转数和/或转矩),尤其是单侧或两侧的驱动器。
因此,还可将驱动参数有针对性地分配到侧部上和/或选择矫直辊子。还可实现驱动参数的同步,以及在需要时还可有针对性地修整驱动参数。
通过提出的解决方案还可实现用于有针对性的转矩分布的负荷平衡调节,对此可最佳地利用在传动系中的零件的部件寿命。这种负荷平衡调节可基于矫直策略来进行。
此外,非常有利的是,在矫直机的反转运行中,可出现与先前的矫直道次完全对称的条件。
在提出的方法中,首先可根据理论值的预设操控(主动的)矫直辊子驱动器,该理论值通过操控单元的矫直策略来预设。紧接着通过用于各矫直辊子的设置或预设的驱动值执行矫直过程。需要时,可(在闭合的调节回路中)进行主动的矫直辊子驱动器的操控的修正,即,基于在矫直道次期间的驱动值的理论值与实际值的比较。
在此,可分开地或共同地调节或控制驱动器。如提到的那样,还可实现驱动器的同步运行。
在此,矫直策略可顾及到待矫直的材料的缺陷类型。同样地还可顾及设备的损耗现象(即,特别是工具的损耗)。
用于矫直辊子的驱动器可为组件单元,其包括(电或液压)驱动马达和必要时相关的齿轮传动机构(连同主轴、轴以及耦联器等等)。
在大多数情况下,所有的矫直辊子都是主动驱动的。然而,也可不驱动部分矫直辊子。因此可根据待使用的矫直策略的预设主动接通为此设置的矫直辊子驱动器,只要该矫直辊子驱动器主动参与材料的变形过程并且应传递转矩。然而,单个的驱动器还可自由地(未驱动地)一起运行,而没有将转矩传递到辊子中;这种辊子还可完全切断,它们的驱动器此时是被动的。
提出的辊式矫直机和阐述的方法优选地用于高强度的材料,在其中针对矫直过程需要矫直辊子的非常高的转矩。它们特别适合于矫直高强度的钢质板材或带材。
因此,通过根据本发明的提案有利地得到的是,通过矫直辊子的转矩和/或转数的分开的两侧的预设和调节可对局部产生的扭曲和平坦度误差单独地且迅速作出反应,更确切地说,在引入非常高的转矩时。
由此可扩宽矫直机的矫直范围,从而扩宽可以在给定的设备配置中加工的产品范围。因此可在给定的情况下消除必须投资给另一矫直机的必要性,因为可实现产品范围的更高的覆盖。替代地,可在存在的任务分配中减小矫直机的结构大小。
还可通过在单侧或两侧改变在一个或多个矫直辊子处的转矩来有针对性地调节的矫直效果的变化,从而为了矫直辊子的已知的调整(通过定位、弯曲、偏摆)提供用于改善平整性的其他有效的调节单元。
在矫直机的反转运行中可建立与先前的矫直道次完全对称的条件。
附图说明
在附图中示出了本发明的实施例。唯一的附图以俯视图示意性地示出了用于矫直金属带材的辊式矫直机。
具体实施方式
附图以示意性的图示示出了辊式矫直机1的俯视图,该辊式矫直机具有多个矫直辊子2,示出了其中的仅仅一组。为了矫直未示出的金属带材,设置有上组和下组的矫直辊子2。在矫直过程中沿输送方向F输送带材。
在此,每个矫直辊子2具有旋转驱动器3,该旋转驱动器在此包括第一旋转驱动器和第二旋转驱动器,它们相应布置在矫直辊子2的两个轴向端部中。因此,每个矫直辊子2在两侧具有驱动器,驱动器可相应通过机器控制部4来操控。示例性地针对辊式矫直机1的左侧示出了这种情况,其中,第一旋转驱动器用L1、L2、......至Ln来表示。相应地,第二旋转驱动器R1、R2、......至Rn设置在右侧。
通过相应的第一旋转驱动器和第二旋转驱动器,矫直辊子2通过机器控制部4预设地得到其运行参数。单个的操控适用于矫直辊子的两个轴向端部,即,适用于两种旋转驱动器。在此,所有矫直辊子2的右侧和左侧的操控彼此独立进行。
在此,适用于第一旋转驱动器和第二旋转驱动器中的每个单个的旋转驱动器的是,通过机器控制部为它们预设用于旋转驱动器的决定性的参数,即,特别是旋转驱动器驱动矫直辊子2的转矩Md以及旋转驱动器的转数(或旋转速度)。通过机器控制部4在闭合调节回路中实现保持转矩或转数的预设的值,为此存在传感器6(在附图中仅仅示出了其中的一个),其探测(转矩或转数)的实际值并且将该实际值传递给机器控制部4,从而在偏离理论值时可进行再调节。
在操控所有的驱动器的期间,机器控制部4将其他的调整参数传递给矫直机,以便调节矫直缝隙,并且将矫直缝隙受调节地保持在预设的值上。这通过调整沉入深度、弯曲、偏摆、补偿系统等等来实现。诚然,在此涉及辊式矫直机的已知的运行方式,从而所述操控在附图中仅仅示意性地示出为虚线箭头。
在该背景下应注意矫直缝隙尺寸、材料参数、调整参数以及驱动参数的相互影响,从而每个变化不是孤立地来考量,而是在调节方案的范围内整体地来考虑。
机器控制部4与理论值预设器5连接,在该理论值预设器中存在用于转矩和转数的具体数据。因此,机器控制部4将由理论值预设器5作为理论值预设值获得的数据转化成用于机器功能的操控值。在此,理论值预设值含有必需的所有参数,即,还含有驱动参数,以用于调节矫直机的每个矫直辊子和相应的矫直道次的矫直缝隙。
每个矫直辊子2的驱动参数(转矩、转数)的精确的调节可用于扩展在单侧或两侧(双侧的)驱动之间的选择,这取决于期望的矫直策略来预设。为此存在用于存储和/或计算矫直策略的模块7,通过该模块来供给理论值预设器。因此,限定的矫直策略的选择引起通过模块7为理论值预设器5并且进一步地为机器控制部4预设相应的数据。
此外,可通过单独操控左边或右边的矫直辊子驱动器Ln、Rn来调节驱动参数的有针对性的分布,使得驱动器同步或以有意确定的修整来操控或调节。由此可有针对性地预设对待矫直的物品的矫直影响。
特别有利地是在相邻的两个矫直辊子的负荷平衡调节方面单独操控每个矫直辊子的两个驱动器。由此可通过有针对性的转矩分布实现积极影响驱动器的寿命。
在附图的右侧示出了在调节中驱动控制的连接,即,匹配调节参数转矩Md或转数n。从传动系中通过传感器6确定测量参数Md和/或n,并且将测量参数作为实际值与理论值的比较传递给机器控制部4,其修正调节偏差。为每个右侧和左侧的驱动器设置单独调节。仅仅出于清楚的原因,在图1的图示中将调节回路限制在驱动器R1。
为了更换辊子,提出的辊式矫直机1可具有各种设计和相应的特定结构细节。为此有意义的(但不一定是必需的)是,至少应进行辊子更换的一侧的驱动器坐落在共同的底座上,以便尽可能简单地成一体地实现设置的处理。可设置成更换所有辊子或单个辊子。在任何情况下,必须使辊子或整个辊子组与其驱动器脱耦,亦即,在两侧并且针对应从矫直机的区域移开的这些辊子进行脱耦操作。
针对辊子更换,将一侧的驱动器(单个地或全部所有辊子)从辊子更换区域移离。为此,使驱动器根据设备布局的空间情况沿辊子轴向的方向和/或横向于辊子轴线移动,从而在矫直机之前的空间未被占用,以便移走辊子组或单个的辊子,并且将新的辊子或辊子组引入到矫直机中。
紧接着,使驱动器再次回到其运行位置中,使矫直辊子与驱动器耦联,并且使矫直机处于运行准备状态中。
提出的辊式矫直机可用于处理板材、带材以及它们的部段。材料厚度优选地在1mm和70mm之间,特别优选地在1mm和30mm之间;最大的材料厚度为150mm。
材料宽度优选地在600mm和6000mm之间;最大的材料宽度为7000mm。在辊式矫直机中进行处理时,材料温度低于600℃。材料的屈服极限优选地高于460MPa,尤其高于800MPa。
附图标记列表
1 辊式矫直机
2 矫直辊子
3 旋转驱动器
4 机器控制部
5 理论值预设器
6 传感器
7 用于存储矫直策略的模块
L1、L2、......、Ln) 第一旋转驱动器
R1、R2、......、Rn) 第二旋转驱动器
F 输送方向
Md 转矩
n 旋转速度/转数
Claims (10)
1.一种辊式矫直机(1),其具有一组上矫直辊子和下矫直辊子(2),其中,每个矫直辊子(2)设有旋转驱动器(3),以便由机器控制部(4)促使所述矫直辊子(2)旋转,并且因此沿输送方向(F)输送待矫直的金属扁平材料,并且在此矫直待矫直的金属扁平材料,
其特征在于,每个矫直辊子(2)具有能使所述矫直辊子(2)的一轴向端部旋转的第一旋转驱动器(L1、L2、......、Ln)和能使所述矫直辊子(2)的另一轴向端部旋转的第二旋转驱动器(R1、R2、......、Rn),其中,所述机器控制部(4)构造成,基于预设值单独地为相应的第一旋转驱动器(L1、L2、......、Ln)和第二旋转驱动器(R1、R2、......、Rn)加载确定所述矫直辊子(2)的旋转运动的参数。
2.根据权利要求1所述的辊式矫直机,其特征在于,所述机器控制部(4)与理论值预设器(5)相连接,该理论值预设器为所有的旋转驱动器(L1、L2、......、Ln,R1、R2、......、Rn)预设用于所述矫直辊子(2)的旋转运动的参数。
3.根据权利要求1或2所述的辊式矫直机,其特征在于,所述机器控制部(4)构造成,为相应的第一旋转驱动器(L1、L2、......、Ln)和第二旋转驱动器(R1、R2、......、Rn)加载预设的转矩(Md)。
4.根据权利要求1或2中任一项所述的辊式矫直机,其特征在于,所述机器控制部(4)构造成,为相应的第一旋转驱动器(L1、L2、......、Ln)和第二旋转驱动器(R1、R2、......、Rn)加载预设的旋转速度(n)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的辊式矫直机,其特征在于,所述机器控制部(4)构造成,在闭合的调节回路中调节确定所述矫直辊子(2)的旋转运动的参数。
6.根据权利要求5所述的辊式矫直机,其特征在于,在所述第一旋转驱动器(L1、L2、......、Ln)和第二旋转驱动器(R1、R2、......、Rn)的区域中布置有用于探测转矩(Md)和/或旋转速度(n)的传感器(6),该传感器与所述机器控制部(4)连接。
7.一种用于运行辊式矫直机(1)的方法,该辊式矫直机具有一组上矫直辊子和下矫直辊子(2),其中,每个矫直辊子(2)设有旋转驱动器(3),以便由机器控制部(4)促使所述矫直辊子(2)旋转,并且因此沿输送方向(F)输送待矫直的金属扁平材料,并且在此矫直待矫直的金属扁平材料,
其特征在于,每个矫直辊子(2)具有使所述矫直辊子(2)的一轴向端部旋转的第一旋转驱动器(L1、L2、......、Ln)和使所述矫直辊子(2)的另一轴向端部旋转的第二旋转驱动器(R1、R2、......、Rn),其中,通过所述机器控制部(4)为相应的第一旋转驱动器(L1、L2、......、Ln)和第二旋转驱动器(R1、R2、......、Rn)预设用于确定所述矫直辊子(2)的旋转运动的至少一个参数的单独的值。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,使所述机器控制部(4)可选地在以下运行模式其中之一中运行:
a)仅仅使所述矫直辊子(2)的第一旋转驱动器(L1、L2、......、Ln)运行;
b)仅仅使所述矫直辊子(2)的第二旋转驱动器(R1、R2、......、Rn)运行;
c)不仅使所述矫直辊子(2)的第一旋转驱动器(L1、L2、......、Ln)而且使第二旋转驱动器(R1、R2、......、Rn)运行。
9.根据权利要求7或8所述的方法,其特征在于,所述机器控制部(4)通过理论值预设器(5)预设用于所述矫直辊子(2)的旋转运动的参数的理论值。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述理论值预设器(5)与存储有多种不同的矫直策略的模块(7)相连接,其中,针对每种矫直策略存在用于所述矫直辊子(2)的旋转运动的参数的数据项,其中,所述模块(7)根据所选的矫直策略为所述理论值预设器(5)预设数据项。
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