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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum verschachtelten, lageweise übereinander
liegenden Stapeln von Profilen mit den in den Oberbegriffen des Anspruchs
1 angegebenen Merkmalen, wie durch die
DE 37 15 887 C2 bekanntgeworden.
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Die
große
Vielfalt von zu stapelnden Profilen heutiger Fein-, Mittel- und
Schwerstahlwerke erschwert die Automatisierung des Stapelns der
ausgewalzten Profile vor allem dadurch, daß einzelne Profilformen, wie
U-, H- und Z-förmige
Profile, in besonderer Weise gestapelt werden müssen, wobei die Profile in
einzelnen Lagen, ungewendet oder gewendet, verschachtelt abgelegt
werden.
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Hierzu
ist es aus der oben genannten, gattungsbildenden Druckschrift bekannt,
die einzelnen zu stapelnden Lagen von Profilen mittels eines Kettenförderers
gegen einen in horizontaler Richtung verstellbaren Stopper bzw.
Anschlag zu fahren. Anschließend
wird die Profillage von einem drehbar auf einem Dreharm gelagerten
Magneten übernommen, von
dem Drehharm geschwenkt und unter Zwischenschaltung einer weiteren
Wendeeinrichtung aus Dreharm und Magneten wechselweise ungewendet oder
gewendet auf einem höhenverstellbaren
Stapeltisch abgelegt.
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Um
einen Versatz zwischen den einzelnen Profillagen eines Stapelpaketes
zu erreichen, wird die Position der einzelnen zugeführten Profillagen durch
den horizontal verstellbaren Stopper vor der Übernahme durch den Magneten
jeweils geändert. Analog
dazu wird zur Bildung von Stapelpaketen der höhenverstellbare Stapeltisch
nach jeder abgelegten Profillage um einen Schritt abgesenkt. Die
Höhenverstellung
der Stapeltische erfolgt beispielsweise über Hubzylinder oder motorisch
verfahrbare Zahnstangen bzw. Spindeln. Aufgrund des Gewichtes der
gestapelten Profillagen müssen
die Zylinder und die dazu gehörige
Hydraulik bzw. die Zahnstangen und Motoren entsprechend dimensioniert
werden.
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Eine
Stapelvorrichtung, die von Schwenkarmen getragene Elektromagneten
aufweist, ist weiterhin durch die
DE 1 183 020 A bekannt geworden. Die Elektromagneten
werden zum Anheben und Ablegen von zu Gruppen bzw. Lagen zusammengestellten Profilen
ein- oder ausgeschaltet.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren
zu schaffen, das eine einfachere Stapelung verschiedenartigster Profile
ermöglicht
und den Einsatz von mechanischen Bauteilen verringert.
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Diese
Aufgabe wird mit einem Verfahren lösungsgemäß mit den im kennzeichnenden
Teil von Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Hierbei werden die jeweiligen
Winkelpositionen des Dreharmes und des in einem Magnetträger gehaltenen
Magneten aktuell erfasst, mittels der Steuerung und einem übergeordneten
Regelkreis für
einen nachfolgenden Stapelvorgang verändert und so angepaßt, daß jede Profillage
zwar versetzt, aber exakt waagerecht auf der zuvor auf der Stapelablage
abgelegten Profillage aufliegt. Die permanente Anpassung der Winkelpositionen
von Dreharm und Magnet ermöglicht
die Verwendung einer ortsfesten Stapelablage, da die variablen Drehwinkeleinstellungen
des Dreharmes und des Magneten ein Stapeln der einzelnen Profillagen
auf einem unterschiedlichen Höhenniveau
ermöglichen.
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Eine
zugehörige
Vorrichtung zur Lösung
der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe weist eine Stapelanlage
mit mehreren mit der übergeordneten
Steuerung verbundenen, sowohl die Winkelposition des Dreharmes und
des Magneten als auch die Position des Stoppers ermittelnde Meßeinrichtungen auf.
Als Messeinrichtung zum Erfassen der Winkelpositionen bzw. Gradstellungen
(0° bis
360°) des
auf einer Wendewelle angeordneten Dreharmes und des daran schwenkbeweglich
gelagerten, mit einem oder mehreren Magneten versehenen Magnetträgers eignen
sich insbesondere elektronische Winkelmesser, elektronische Wasserwaagen
mit Winkelmessern oder an geeigneter Stelle vorgesehene Dehnungsmessstreifen.
Zur Positionserfassung bzw. zum exakten Positionieren des Stoppers,
der die Profillage vor der Übernahme
des Magneten ausrichtet, um den jeweiligen Versatz von Profillage
zu Profillage in einem Stapelpaket zu erreichen, sind insbesondere elektronische
Messlineale oder inkrementale bzw. deinkrementale Messwertgeber
geeignet.
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Die
für den
jeweiligen Stapelvorgang benötigten
Sollwerte zur Steuerung bzw. Regelung des Positionierers bzw. Stoppers/Anschlags,
des Dreharmes und des Magneten werden profilabhängig, hier wird also berücksichtigt,
ob es sich bei den zu stapelnden Profilen beispielsweise um ein
H-, U-, L- oder
Z-Profil handelt, in der übergeordneten
Steuerung bzw. im Regelkreis ermittelt und/oder vorher dort als
feste Parameter hinterlegt.
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Eine
Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß dem Dreharm und dem Magneten
eine ortsfeste Stapelablage zugeordnet ist. Die Stapelablage ist
auf der dem Lagenbildemittel (Kette) und dem Stopper horizontal
gegenüber
liegenden Seite angeordnet. Somit vollzieht der Dreharm und der
Magnet, gerechnet von der Aufnahme der Profillage von dem Lagenbildemittel,
bis zum Absetzen der Profillage auf der Stapelablage, in etwa eine
Drehung um 180°.
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Die
mit jeder aufgestapelten Profillage zunehmende Höhe des Stapelpaketes wird dabei
durch eine Änderung
bzw. Anpassung der Winkelstellung des Dreharmes und des Magneten
bei der Übergabe der
nächsten
Profillage ausgeglichen.
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Es
ist alternativ vorgesehen, daß die
Stapelablage horizontal verschiebbar ausgebildet ist. Die horizontal
Stapelablage, z. B. ein verfahrbarer Tisch, ein Rost oder dergleichen,
ermöglicht
zum einen, den zum verschachtelten Stapeln der einzelnen Profillagen
benötigten
Versatz herzustellen. Der ansonsten für die Positionierung der Profillagen
zur verschachtelten Stapelung notwendige, verstellbare Stopper, Verstoß bzw. Anschlag
könnte
somit durch einen ortsfesten Stopper ersetzt oder zur exakten Grundpositionierung,
insbesondere bei verschieden breiten Profilen, verwendet werden.
Zum anderen lässt
sich ein Ausgleich der unterschiedlichen Ablagepositionen der Profillagen
in Abhängigkeit
der Pakethöhe bewerkstelligen.
Wenn bei einem Stapelpaket eine maximale Stapelhöhe erreicht ist, kann die Stapelablage
in horizontaler Richtung verschoben werden und neben dem bereits
vorhandenen Stapelpaket ein weiteres Stapelpaket aufnehmen.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der verschiebbaren
Stapelablage eine mit der übergeordneten
Steuerung verbundene Messeinrichtung zugeordnet ist. Als Messeinrichtung
können
auch hierbei Messlineale oder inkrementale bzw. deinkrementale Messwertgeber
zum Einsatz kommen, über
die die Soll- bzw. Istwerte der Stapelablage erfasst und in der übergeordneten
Steuerung zur genauen Positionierung der Ablage, in Abhängigkeit
der ebenfalls aktuell ermittelten Messwerte von Dreharm, Magnet
und gegebenenfalls Stopper, verarbeitet werden.
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Weitere
Merkmale und Einzelheiten der Erfindung sind anhand der Patentansprüche und
der nachfolgenden Beschreibung von in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispielen
der Erfindung erläutert.
Es zeigen:
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1 in
schematischer Darstellung die Einrichtungen einer Stapelanlage für Profilstückgut;
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2 bis 6 in
schematischer Darstellung den Ablauf eines Stapelvorganges von Profillagen
aus H-Profilen; und
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7 bis 16 in
schematischer Darstellung den Ablauf eines Stapelvorganges von Profillagen
aus U-Profilen.
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Eine
in 1 schematisch dargestellte Stapelanlage 1 zum
verschachtelten Stapeln von verschiedenartigen Profilen besteht
aus einer Lagenbildekette 2 und einem horizontal verstellbaren
Stopper bzw. Vorstoß 3 zur
Bildung und positionsgenauen Ausrichtung von Profillagen (vgl. 2).
Des weiteren umfaßt
die Stapelanlage 1 zum Transport der Profillagen und Stapeln
auf einer ortsfesten Stapelablage 4 einen an einem Dreharm 5 drehbar
gelagerten, mit einem Magneten 6 versehenen Magnetträger 7.
Der Dreharm 5 ist auf einer Wendewelle 8 angeordnet.
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Sowohl
die hier nicht dargestellten, üblichen Antriebe
der Lagenbildekette 2, des Stoppers/Vorstoßes 3,
des Dreharmes 5 und des Magnetträgers 7 als auch die
zu deren jeweiligen Positionserfassung benötigten Messeinrichtungen 9, 10, 11, 12 sind über angedeutete
Steuerleitungen 13, 14, 15, 16, 17 an
einer Steuereinheit bzw. Steuerung 18 angeschlossen. Die
Sollwerte für
die Positionierung der vorgenannten Anlagenteile sowie für die Ansteuerung
von deren Antrieben werden profilabhängig im Automatisierungssystem,
d. h. in der Steuereinheit bzw. Steuerung 18 und einem
darin implementierten Regelkreis ermittelt und/oder sind dort als
feste Parameter hinterlegt.
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Somit
lassen sich über
den ständig
aktualisierten, übergeordneten
Regelkreis bzw. der Steuereinheit 18 die entsprechenden
Positionseinstellungen des Stoppers 3 zur Ausrichtung einer
Profillage zum verschachtelten Stapeln, die Winkelstellungen des
Magnetträgers 7 in
Bezug auf den Dreharm 5 und je nach Stapelhöhe der Profillagen
auf der Stapelablage 4 die Winkelstellungen des Dreharmes 5 in Bezug
auf die zuvor abgelegte Profillage anpassen.
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Im
Folgenden wird anhand der 2 bis 6 ein Ablauf
eines Stapelvorganges von H-Profilen näher erläutert.
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Auf
der Stapelablage 4 befindet sich bereits eine erste Profillage 19,
bestehend beispielhaft aus drei einzelnen H-Profilen. Über die
Lagenbildekette 2 wurde eine weitere, H-förmige Profillage 20 gegen den über den
Regelkreis 18 und seinen Antrieb so vorpositionierten Stopper 3 gefahren
und ausgerichtet, daß die
Profillage 20 mit Versatz auf der ersten Profillage 19 abgelegt
werden kann.
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Der
Dreharm 5 und der Magnetträger 7 mit dem Magnet 6 sind über ihre
Antriebe jeweils in eine von den Messeinrichtungen 11 und 12 erfaßte Grundposition
geschwenkt worden, wobei sich der Magnet 6 in waagerechter
Lage unterhalb der Profillage 20 befindet (vgl. hierzu 2).
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Zum
Abheben und Überleiten
der Profillage 20 auf den Stapeltisch 4 wird der
Magnet 6 erregt, die Profillage 20 durch eine
Drehbewegung der Wendewelle 8 mit Dreharm 5 und
Magnetträger 7 sowie
Magnet 6 geschwenkt und mit linksseitigem Versatz verschachtelt
auf die erste Profillage 19 abgelegt (vgl. hierzu die 3 und 4).
Der Drehwinkel des Dreharmes 5 bzw. seines Antriebs ist
bei der Profilla ge 20 mittels des übergeordneten Regelkreises 18 gegenüber der Überleitbewegung
der ersten Profillage 19 dergestalt geändert worden, daß das veränderte Höhenniveau
der Profillage 20 in Bezug auf die Stapelablage 4 ausgeglichen
wird. Entsprechend dem veränderten
Drehwinkel des Dreharmes 5 ist über den Antrieb des Magnetträgers 7 auch
die Winkelstellung des Magneten 6 verändert worden, so daß der Magnetträger 7 mit
Magnet 6 in exakt waagerechter Position zur Profillage 19 steht.
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Nach
der Übergabe
mit dem verschachtelten Abstapeln der Profillage 20 auf
der Profillage 19 wird der Magnet 6 entregt und über die
Wendewelle 8 mit Dreharm 5 in die Grundposition
gemäß 2 zurückgeschwenkt
(vgl. hierzu die 5 und 6).
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Zur
Stapelung einer nicht dargestellten dritten Profillage würde der
Stopper 3 entsprechend so vorpositioniert, daß diese
Profillage wieder nach rechts gerückt, d. h. in Flucht mit der
Profillage 19 auf der Profillage 20 abgelegt wird.
Dieses Wechselspiel wiederholt sich bis zur endgültigen Höhe des Stapelpakets.
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Bei
einem Stapeln von U-Profilen bzw. L- und Z-Profilen ist ein gegenüber dem
Stapeln von H-Profilen geänderter
Ablauf des Stapelvorgangs notwendig, wie im folgenden anhand der 7 bis 16 näher beschrieben
wird.
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Wie
in 7 dargestellt, wurde mittels der Lagenbildekette 2 eine
in diesem Fall aus drei einzelnen U-Profilen bestehende Profillage 21 gegen
den vorpositionierten Stopper 3 gefahren und ausgerichtet.
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Der
Dreharm 5 und der Magnetträger 7 mit Magnet 6 wurden über ihre
Antriebe in eine wiederum von den Messeinrichtungen 11 und 12 erfaßte Grundposition
gefahren. Der Magnet 6 befindet sich unterhalb der auf
ihren Flanschen 22 liegenden, die U-förmige Profillage 21 bildenden
Profile in waagerechter Stellung zu diesen.
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Anschließend wird
der Magnet 6 erregt und die Profillage 21 durch
eine Drehbewegung der Wendewelle 8 mit Dreharm 5 sowie
des Magnetträgers 7 mit
Magnet 6 geschwenkt und auf der Stapelablage 4 abgelegt.
Die U-förmigen
Profile der Profillage 21 liegen dabei, entgegen der Ausgangslage,
auf ihren Stegflächen 23 (vgl.
hierzu die 9 und 10).
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Nach
der Übergabe
der Profillage 21 wird der Magnet entregt und zurückgeschwenkt,
wobei über vorher
in der übergeordneten
Regelung 18 festgelegte Werte die Drehwinkel des Dreharms 5 und
des Magnetträgers 7 bzw.
deren Antriebe so verändert
werden, daß der
Magnet 6 nunmehr in waagerechter Position oberhalb einer
zweiten, auf der Lagenbildenkette 2 durch den Stopper 3 vorpositionierten,
U-förmigen
Profillage 24 steht (vgl. hierzu 10 und 11),
und zwar den Stegflächen 23 der
Profile zugewandt.
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Entsprechend
den von der übergeordneten Regelung 18 vorgegebenen
Winkelstellungen dreht sich nach der Übernahme der zweiten Profillage 24 durch
den Magneten 6 der Dreharm 5 über die Wendewelle 8 und
analog dazu der Magnetträger 7 mit Magnet 6 dergestalt,
daß die
Profillage 24 mit ihren Flanschen 25 voran verschachtelt
auf der Profillage 21 abgelegt wird (vgl. hierzu die 12, 13 und 14).
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Anschließend wird
der Magnet 6 entregt und in eine Ausgangslage wiederum
unterhalb der nächsten,
aufzunehmenden U-förmigen
Profillage geschwenkt (vgl. hierzu die 15 und 16).
Zum verschachtelten Stapeln dieser dritten Profillage wiederholt
sich der Ablauf wie bereits für
die Profillage 21 geschildert, so daß die dritte Stapellage in
vertikaler Flucht mit der ersten Stapellage liegt. Das Wechselspiel
setzt sich mit jeder folgenden Stapellage fort.
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Des
weiteren ist es mit den vorstehend beschriebenen Stapelabläufen auch
möglich,
L- bzw. Z-förmige
Profile zu stapeln. Hierbei ist der Stapelvorgangs der gleiche,
wie für
die U-förmigen
Profillagen 21 und 24, allerdings müssen dann
Vorrichtungen, z. B. Haltekämme
oder dergleichen Arretier- und Haltemittel auf der Stapelablage 4 installiert
werden, die ein Umklappen bzw. Verrutschen der L- bzw. Z-förmigen Profile
verhindern.
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Auch
das Stapeln von Schwellen und Spundwänden ist möglich. Hier ist dann der Ablauf
des Stapelvorganges analog dem des Stapelvorganges der U-förmigen Profillage 24.
Der Magnetträger 7 mit
Magnet 6 steht dann also bei jeder Aufnahme der Schwellen
oder Spundwände
von der Lagenbildekette 2 oberhalb der jeweiligen vorpositionierten
Profillage.