DE102020213494A1 - Maintenance device for the automated cleaning and maintenance of roll stands or parts thereof, and methods for the automatic cleaning of roll stands using the maintenance device and further use of the maintenance device - Google Patents

Maintenance device for the automated cleaning and maintenance of roll stands or parts thereof, and methods for the automatic cleaning of roll stands using the maintenance device and further use of the maintenance device Download PDF

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Thorsten Noffke
Wolfgang Kraus
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25J11/008Manipulators for service tasks
    • B25J11/0085Cleaning

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wartungseinrichtung (9) zur automatisierten Reinigung und Wartung von Walzgerüsten (1) oder Teilen davon, insbesondere zur Reinigung und Wartung von Walzgerüsten (1) oder Teilen davon in Kaltwalzwerken, umfassend wenigstens ein verfahrbares und/oder verschiebbares Untergestell (10), wenigstens einen auf dem Untergestell (10) angeordneten Gelenkarm-Roboter (11) und wenigstens einen an dem Gelenkarm-Roboter (11) befestigten, mit einem Gelenkarm (12) verbundenen Wartungskopf (13), der Mittel zum Reinigen und/oder zur sensorischen Detektion von Wartungs-, Verschleiß und Verschmutzungszuständen innerhalb des Walzgerüsts (1) aufweist, wobei das Untergestell (10) Mittel zur Führung auf Schienen, insbesondere auf Stützwalzen-Wechselschienen des Walzgerüsts (1) aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur automatisierten Reinigung und Wartung von Walzgerüsten (1) unter Verwendung der Wartungseinrichtung (9) gemäß der Erfindung.The invention relates to a maintenance device (9) for the automated cleaning and maintenance of roll stands (1) or parts thereof, in particular for cleaning and maintenance of roll stands (1) or parts thereof in cold rolling mills, comprising at least one movable and/or displaceable underframe (10) , at least one articulated-arm robot (11) arranged on the base (10) and at least one maintenance head (13) attached to the articulated-arm robot (11) and connected to an articulated arm (12), the means for cleaning and/or sensory detection of maintenance, wear and soiling conditions within the roll stand (1), the subframe (10) having means for guiding on rails, in particular on back-up roll changing rails of the roll stand (1). The invention further relates to a method for the automated cleaning and maintenance of roll stands (1) using the maintenance device (9) according to the invention.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wartungseinrichtung zur automatisierten Reinigung und Wartung von Walzgerüsten, insbesondere zur Reinigung und Wartung von Walzgerüsten in Kaltwalzwerken. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur automatischen Reinigung von Walzgerüsten, insbesondere zur Reinigung und Wartung von Walzgerüsten in Kaltwalzwerken, unter Verwendung der Wartungseinrichtung.The invention relates to a maintenance device for the automated cleaning and maintenance of roll stands, in particular for the cleaning and maintenance of roll stands in cold rolling mills. The invention also relates to a method for automatically cleaning roll stands, in particular for cleaning and maintaining roll stands in cold rolling mills, using the maintenance device.

In Walzgerüsten von Walzwerken werden metallene Bänder unter Druck zwischen zwei Arbeitswalzen hindurchgeführt, um deren Materialdicke zu reduzieren oder deren sonstige Materialeigenschaften zu beeinflussen. Dabei stützen sich die Arbeitswalzen gegen deren Verformung auf Stützwalzen/oder Zwischenwalzen ab. Die Walzen sind vertikal verstellbar in Walzgerüsten gelagert. Die Walzgerüste umfassen sogenannte Walzenständer. In Fenstern der Walzenständer sind die Walzen in ihren Einbaustücken gelagert und entlang Führungsplatten, insbesondere an den Walzenständern befestigte Führungs- und Verschleißplatten, vertikal beweglich geführt, horizontal und axial werden diese über Verriegelungen gehalten.In roll stands of rolling mills, metal strips are fed under pressure between two work rolls in order to reduce their material thickness or to influence other material properties. The work rolls are supported against their deformation on back-up rolls/or intermediate rolls. The rolls are vertically adjustable in roll stands. The roll stands include so-called roll stands. The rolls are mounted in their chocks in windows of the roll stands and are guided vertically movably along guide plates, in particular guide and wear plates fastened to the roll stands. These are held horizontally and axially by means of locks.

Beim Umformen der Metallbänder entsteht Wärme, die abgeführt werden muss. Um die Wärme gezielt abführen zu können, werden die Walzen mit einem Kühl/Schmiermittel gekühlt z.B. einer ÖI-Wasseremulsion. Das Kühl/Schmiermittel wird über mit einer Vielzahl von Düsen versehenen Düsenbalken auf die Oberfläche des Metallbandes und/oder auf die Walzen aufgesprüht. Im Stand der Technik sind sogenannte Multizonenkühlung bekannt, die ein Zu- und Abschalten von einzelnen Düsen oder Düsengruppen erlauben, um durch partielle Beeinflussung der Temperatur an den Walzen die Planheit des Walzgutes partiell zu verändern.When forming the metal strips, heat is generated that has to be dissipated. In order to be able to dissipate the heat in a targeted manner, the rollers are cooled with a coolant/lubricant, e.g. an oil-water emulsion. The coolant/lubricant is sprayed onto the surface of the metal strip and/or onto the rolls via nozzle bars provided with a large number of nozzles. So-called multi-zone cooling is known in the prior art, which allows individual nozzles or groups of nozzles to be switched on and off in order to partially change the flatness of the rolling stock by partially influencing the temperature on the rolls.

Die Walzen unterliegen einem Verschleiß, sodass diese regelmäßig gewechselt werden müssen. Ein Wechsel der Arbeitswalzen ist gegebenenfalls mehrmals täglich erforderlich. Ein Wechsel der Stützwalzen oder von etwa vorhandenen Zwischenwalzen ist in größeren Zeitabständen fällig. Aus der EP 3 590 616 A1 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Wechseln von Stützwalzen an einem Walzgerüst bekannt. Bei dem Verfahren wird nach einem Ausfahren der Arbeitswalzen ein Walzenwechselstuhl quer zur Walzrichtung in das Walzgerüst eingefahren, wobei der Walzenwechselstuhl mit einem unteren Teil auf Einbaustücken der unteren Stützwalzen aufstützbar und die obere Stützwalze auf den Walzenwechselstuhl absenkbar ist. Das Herausziehen und Einfahren der Arbeitswalzen und der Stützwalzen wird über Verschiebeeinrichtungen bewirkt, die als hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnungen ausgebildet sind und auf Schienen geführt werden.The rollers are subject to wear, so they have to be changed regularly. It may be necessary to change the work rolls several times a day. A change of the back-up rolls or any existing intermediate rolls is due at longer intervals. From the EP 3 590 616 A1 a device and a method for changing back-up rolls on a roll stand are known. In the process, after the work rolls have been extended, a roll-changing chair is moved into the roll stand transversely to the rolling direction, with the roll-changing chair being able to be supported with a lower part on chocks of the lower back-up rolls and the upper back-up roll being lowered onto the roll-changing chair. The working rolls and the back-up rolls are pulled out and retracted via displacement devices which are designed as hydraulic piston-cylinder assemblies and are guided on rails.

Die Gelegenheit des Stützwalzenwechsels wird meistens dazu genutzt, an dem Walzgerüst sonstige Wartungs- und Reinigungsarbeiten durchzuführen. Übliche Wartungsarbeiten an Walzgerüsten starten mit dem Errichten eines Wartungsgerüstes innerhalb des von den Walzen befreiten Ständerbereichs, um den Mitarbeitern den sicheren Zugang zu ermöglichen. Danach wird ein Mitarbeiter mit einem Hochdruckwassergerät in die Walzgerüste gehen, um die Oberflächen von anhaftenden Verschmutzungen zu befreien, damit eine Inspektion und eine Beurteilung des Wartungszustandes des Walzgerüstes möglich ist. Nach der Reinigung werden die Gerüste visuell inspiziert.The opportunity to change the backup rolls is mostly used to carry out other maintenance and cleaning work on the roll stand. Normal maintenance work on roll stands begins with the erection of a maintenance stand within the stand area free of the rolls in order to enable the employees to access them safely. After that, an employee will go into the roll stands with a high-pressure water device to remove dirt adhering to the surfaces, so that an inspection and an assessment of the maintenance status of the roll stand is possible. After cleaning, the frameworks are visually inspected.

Die Inspektion umfasst in der Regel auch eine Funktionsprüfung von Düsen zur Bereitstellung des Kühl/Schmiermittels und eine Vermessung von Verschleißplatten, in denen die Walzeneinbaustücke vertikal bewegt werden. Eine solche Reinigung, Inspektion und gegebenenfalls die Durchführung weiterer Wartungsarbeiten ist in einer beengten und verhältnismäßig dunklen Umgebung unter erschwerten Bedingungen durchzuführen. Diese Arbeiten werden meist auf rutschigem Untergrund in Gegenwart von verteilten Ölen oder Fetten bei schlechten Lichtverhältnissen ausgeführt. Der Zeitaufwand hierfür ist beachtlich.The inspection usually also includes a functional test of nozzles for supplying the coolant/lubricant and a measurement of wear plates in which the roll chocks are moved vertically. Such cleaning, inspection and, if necessary, carrying out further maintenance work must be carried out in a cramped and relatively dark environment under difficult conditions. This work is mostly carried out on slippery surfaces in the presence of spilled oils or greases in poor lighting conditions. The time required for this is considerable.

Bei manueller Inspektion ist die Absturzgefahr in die Gerüstwanne stets gegeben, aber auch die Sicherung gegen im oberen Bereich des Ständers angeordnete Bauteile ist besonders zu beachten. Der Zeitaufwand für die Sicherungstätigkeiten verlängert den Anlagenstillstand zusätzlich.During manual inspection, there is always a risk of falling into the scaffolding tub, but special attention must also be paid to securing against components arranged in the upper area of the stand. The time required for the safety activities also extends the system downtime.

Im Stand der Technik ist es grundsätzlich bekannt in verschiedenen industriellen Produktionsbereichen oder Fertigungsbereichen Industrieroboter einzusetzen. Diese werden insbesondere in Gefahrenbereichen eingesetzt, die durch Hitze und Staubentwicklung gekennzeichnet sind.In the prior art, it is known in principle to use industrial robots in various industrial production areas or manufacturing areas. These are used in particular in hazardous areas characterized by heat and dust.

Aus der WO 2010/088935 A1 ist der Einsatz eines Industrieroboters in einer Stranggießanlage bekannt. Die Druckschrift beschreibt einen Industrieroboter mit mindestens einer zugeordneten und den Arbeitsbereich des Industrieroboters erfassenden und/oder erkennend detektierenden Vorrichtung, wobei der Industrieroboter sich dadurch auszeichnet, dass mindestens ein Arbeitsroboter mit einem ersten Manipulationsarm oder Manipulator und mindestens ein damit fest gekoppelter, die detektierende Vorrichtung aufweisender Assistenzroboter und/oder zweiter Manipulationsarm vorgesehen ist.From the WO 2010/088935 A1 the use of an industrial robot in a continuous casting plant is known. The publication describes an industrial robot with at least one assigned device that detects and/or detects the working area of the industrial robot, the industrial robot being characterized in that at least one working robot with a first manipulation arm or manipulator and at least one rigidly coupled thereto and having the detecting device Assistance robot and / or second manipulation arm is provided.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Wartungseinrichtung zur automatisierten Wartung und Reinigung von Walzgerüsten bereitzustellen, um damit die Sicherheit für das Bedienungspersonal durch Automatisieren manueller Vorgänge zu verbessern. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur automatischen Reinigung und/oder Wartung von Walzgerüsten, insbesondere zur Reinigung und/oder Wartung von Walzgerüsten in Kaltwalzwerken bereitzustellen.The object of the present invention is to provide a maintenance device for the automated maintenance and cleaning of roll stands in order to improve safety for the operating personnel by automating manual processes. The invention is also based on the object of providing a method for the automatic cleaning and/or maintenance of roll stands, in particular for the cleaning and/or maintenance of roll stands in cold rolling mills.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der Ansprüche 1, 8 und 19. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The object is achieved by the features of claims 1, 8 and 19. Advantageous refinements of the invention result from the dependent claims.

Ein erster Gesichtspunkt der Erfindung betrifft eine Wartungseinrichtung zur automatisierten Reinigung und Wartung von Walzgerüsten oder Teilen davon, insbesondere zur Reinigung und Wartung von Walzgerüsten oder Teilen davon in Kaltwalzwerken, umfassend wenigstens ein verfahrbares und/oder verschiebbares Untergestell, wenigstens einen auf dem Untergestell angeordneten Gelenkarm-Roboter und wenigstens einen an dem Gelenkarm-Roboter befestigten, mit dem Gelenkarm verbundenen Wartungskopf, der Mittel zum Reinigen und/oder zur sensorischen Detektion von Wartungs-, Verschleiß- und Verschmutzungszuständen innerhalb des Walzgerüsts aufweist, wobei das Untergestell Mittel zur Führung auf Schienen, insbesondere zur Führung auf Stützwalzen-Wechselschienen des Walzgerüsts aufweist. Durch die mit der Wartungseinrichtung erzielbare Automatisierung kann insbesondere die Dauer von Wartungszuständen reduziert werden.A first aspect of the invention relates to a maintenance device for the automated cleaning and maintenance of roll stands or parts thereof, in particular for the cleaning and maintenance of roll stands or parts thereof in cold rolling mills, comprising at least one mobile and/or displaceable underframe, at least one articulated arm arranged on the underframe Robot and at least one maintenance head attached to the articulated arm robot and connected to the articulated arm, which has means for cleaning and/or for sensory detection of maintenance, wear and soiling conditions within the roll stand, the underframe having means for guiding on rails, in particular for guiding on back-up roll changing rails of the roll stand. The automation that can be achieved with the maintenance device can in particular reduce the duration of maintenance states.

Die Vorrichtung eignet sich gleichermaßen für den Einsatz in Warm- und in Kaltwalzwerken, wird jedoch bedingt durch die größeren Reinheitsvorgaben für das Kaltwalzen bevorzugt für Kaltwalzwerke eingesetzt.The device is equally suitable for use in hot and cold rolling mills, but is preferably used for cold rolling mills due to the greater cleanliness requirements for cold rolling.

Eine solche Wartungseinrichtung kann mittels an den Walzgerüsten vorhandener Verschiebeinrichtungen und den dort vorhandenen Stützwalzen-Wechselschienen anstelle der sonst eingebauten Arbeitswalzen und Stützwalzen in das Walzgerüst eingefahren werden. Nach dem Erreichen einer Betriebsstellung im Walzgerüst können vorhandene Walzwerkstore geschlossen werden, um so einen geschützten Raum zu schaffen, in welchem sich kein Personal aufhält oder in welchen kein Personal hineingelangen kann. Innerhalb dieses Raumes kann die Wartungseinrichtung bzw. der an dem Gelenkarm-Roboter befestigte Wartungskopf entweder ferngesteuert werden oder ein automatisch vorprogrammiertes Bewegungsmuster ausführen. Der Gelenkarm-Roboter kann beispielsweise ein vorgegebenes Bewegungsmuster für einen Reinigungsvorgang mit Hochdruckwasser oder mit einem Dampfstrahl nachfahren.Such a maintenance device can be moved into the roll stand by means of shifting devices present on the roll stands and the support roll change rails present there instead of the work rolls and support rolls that are otherwise installed. After reaching an operating position in the rolling stand, existing rolling mill gates can be closed in order to create a protected space in which no personnel are present or into which no personnel can enter. Within this space, the maintenance device or the maintenance head attached to the articulated-arm robot can either be controlled remotely or execute an automatically pre-programmed movement pattern. The articulated-arm robot can, for example, follow a predefined movement pattern for a cleaning process using high-pressure water or a steam jet.

Der Einsatz der Wartungseinrichtung gemäß der Erfindung ist mit einer Vielzahl von Vorteilen verbunden. Es kann eine effiziente und schnelle Reinigung der Walzgerüste durchgeführt werden, ohne dass hierfür Personal den Gefährdungsbereich des Walzgerüsts gegebenenfalls mehrfach betreten und verlassen müsste. Zusätzlich entfällt der Aufbauaufwand einer Wartungsplattform für das Personal innerhalb des Ständers. Darüber hinaus ist eine einfache Inspektion und Protokollierung des Verschleißes bestimmter Teile des Walzgerüstes möglich. Beispielsweise ist eine frühzeitige Erkennung des Verschleißes der Düsen oder der Verschleißplatten möglich. Ein Wechsel der Düsen muss nur erfolgen, wenn konkrete Messergebnisse das belegen.The use of the maintenance device according to the invention is associated with a large number of advantages. Efficient and rapid cleaning of the roll stands can be carried out without personnel having to repeatedly enter and leave the hazardous area of the roll stand. In addition, there is no need for the staff to set up a maintenance platform inside the stand. In addition, a simple inspection and logging of the wear of certain parts of the roll stand is possible. For example, early detection of wear on the nozzles or wear plates is possible. The nozzles only have to be changed if concrete measurement results prove this.

Die Position der Wartungseinrichtung innerhalb des Walzgerüstes kann fixiert oder verriegelt werden. Die Fixierung kann über eine Klemmung einer Verfahreinrichtung für die Stützwalzen erfolgen. Eine Verriegelung kann über eine Verriegelung der Stützwalzeneinbaustücke erfolgen. Somit ist eine Betriebsstellung der Wartungseinrichtung gesichert und mit Blick auf das Verfahren definiert.The position of the maintenance device within the roll stand can be fixed or locked. The fixation can be done by clamping a traversing device for the support rollers. Locking can take place by locking the back-up roll chocks. An operating position of the maintenance device is thus secured and defined with regard to the method.

Die Wartungseinrichtung gemäß der Erfindung kann Mittel zur Bereitstellung und/oder Förderung von Reinigungsmedien an den Wartungskopf aufweisen. Diese kann weiterhin wenigstens eine elektrische Steuerung sowie wenigstens einen Tank zur Bevorratung eines Reinigungsmittels umfassen.The maintenance device according to the invention can have means for providing and/or conveying cleaning media to the maintenance head. This can also include at least one electrical controller and at least one tank for storing a cleaning agent.

Vorzugsweise ist der Gelenkarm-Roboter auf dem Untergestell verfahrbar angeordnet.The articulated-arm robot is preferably arranged so that it can be moved on the base frame.

Zweckmäßigerweise ist der Gelenkarm-Roboter so ausgebildet, dass er Freiheitsgrade in wenigstens sechs Achsen aufweist. Als Freiheitsgrade sind sowohl Schwenk-Freiheitsgrade als auch Rotations-Freiheitsgrade vorgesehen. Die Freiheitsgrade ermöglichen vorzugsweise eine freie orbitale Bewegung des Wartungskopfs, der an dem abliegenden (distalen) Ende des Gelenkarms angeordnet ist.The articulated arm robot is expediently designed in such a way that it has degrees of freedom in at least six axes. Both pivoting degrees of freedom and rotational degrees of freedom are provided as degrees of freedom. The degrees of freedom preferably allow for free orbital movement of the service head located at the distal end of the articulating arm.

Vorzugsweise sind die Mittel zum Reinigen und/oder zur Detektion von Wartungs-, Verschleiß- und Verschmutzungszuständen ausgewählt aus einer Gruppe umfassend eine oder mehrere Reinigungsdüsen, wenigstens einen Kantentaster, wenigstens einen Lasersensor, wenigstens einen Ultraschallsensor, wenigstens einen optischen Sensor, wenigstens eine Kamera und wenigstens eine Druckmesseinrichtung zur Erfassung des Drucks und des Sprühwinkels eines Kühl- und/oder Schmiermittels.The means for cleaning and/or for detecting maintenance, wear and soiling conditions are preferably selected from a group comprising one or more cleaning nozzles, at least one edge finder, at least one laser sensor, at least one ultrasonic sensor, at least one optical sensor, at least one camera and at least one pressure measuring device for detecting the pressure and the spray angle of a coolant and/or lubricant.

Es ist weiterhin zweckmäßig, wenn die Wartungseinrichtung wenigstens eine begehbare Bühne zur Überbrückung einer Wartungsgrube, vor dem Walzgerüst aufweist. Die Bühne erstreckt sich zweckmäßigerweise quer zur Längserstreckung des Untergestells. Die Bühne schafft eine Verbindung der Wartungseinrichtung zu einem Bereich außerhalb des Walzenständers und überbrückt zumindest teilweise die Walzenwechselgrube. Es wird eine Verbindung zum bedienseitigen Werksflur geschaffen. Durch diese Anordnung ist die Bühne der bevorzugte Bereich für die Anordnung der Anschlüsse für Medien, wie z.B. Hochdruckwasser oder Strom, aber auch für die Anordnung von Pumpeinrichtungen und/oder Speichereinrichtungen für Medien. Die Medienanschlüsse können für eine manuelle oder automatische Verbindung eingerichtet sein.It is also expedient if the maintenance device has at least one accessible platform for bridging a maintenance pit in front of the roll stand. The stage expediently extends transversely to the longitudinal extension of the underframe. The platform connects the service facility to an area outside the roll stand and at least partially bridges the roll change pit. A connection to the operator-side factory floor is created. This arrangement makes the stage the preferred area for arranging connections for media, such as high-pressure water or electricity, but also for arranging pumping devices and/or storage devices for media. The media ports can be set up for manual or automatic connection.

Bei einer vorteilhaften Variante der Wartungseinrichtung gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass als Druckmesseinrichtung zur Erkennung des Verschleißzustandes von Düsen zur Bereitstellung eines Kühl- und/oder Schmiermittels an die Walzen des Walzgerüsts wenigstens ein Druckmessaufnehmer vorgesehen ist, vorzugsweise als Druckmessplatte, die zur Durchführung einer Druckverteilungsmessung ausgebildet ist. Die Druckmessplatte kann beispielsweise als Bestandteil des Wartungskopfs ausgebildet sein und mit dem Gelenkarm zur Durchführung eines Düsentests vor einen innerhalb des Walzgerüsts angeordneten Düsenbalken mit einer Vielzahl von Düsen für das Kühl -und/oder Schmiermittel verbracht werden. Der Test kann beispielsweise nach einem Reinigungsvorgang durchgeführt werden. Mit der Druckmessplatte lassen sich der Sprühwinkel, das Sprühbild und der Sprühdruck einer Düse oder mehrerer Düsen gleichzeitig bestimmen.In an advantageous variant of the maintenance device according to the invention, it is provided that at least one pressure measuring sensor is provided as a pressure measuring device for detecting the state of wear of nozzles for providing a coolant and/or lubricant to the rolls of the roll stand, preferably as a pressure measuring plate, which is used to carry out a pressure distribution measurement is trained. The pressure measuring plate can be designed, for example, as part of the maintenance head and can be brought with the articulated arm to carry out a nozzle test in front of a nozzle bar arranged inside the roll stand with a large number of nozzles for the coolant and/or lubricant. The test can be carried out, for example, after a cleaning process. With the pressure measuring plate, the spray angle, the spray pattern and the spray pressure of one or more nozzles can be determined simultaneously.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Wartungseinrichtung umfasst diese wenigstens eine Pumpeneinheit und/ oder wenigstens eine Speichereinheit für Hochdruckwasser und/ oder ein Reinigungsmittel, die auf dem Untergestell der Wartungseinrichtung vorgesehen ist.An advantageous embodiment of the maintenance device comprises at least one pump unit and/or at least one storage unit for high-pressure water and/or a cleaning agent, which is provided on the underframe of the maintenance device.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann für verschiedene Walzgerüste konfigurierbar ausgebildet sein. Dadurch kann die Vorrichtung für mehrere Walzgerüste innerhalb einer Werksanlage eingesetzt werden. Die Anpassbarkeit kann beispielsweise mittels Adapterplatten gewährleistet werden, sodass die Wartungseinrichtung an die geometrischen Rahmenbedingungen unterschiedlicher Gerüste angepasst werden kann.The device according to the invention can be designed to be configurable for different roll stands. As a result, the device can be used for several roll stands within a plant. The adaptability can be ensured, for example, by means of adapter plates, so that the maintenance device can be adapted to the geometric framework of different scaffolding.

Ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Reinigung und/oder Wartung von Walzgerüsten, welches unter Verwendung der Wartungseinrichtung der vorstehend beschriebenen Art durchgeführt wird.A further aspect of the invention relates to a method for the automatic cleaning and/or maintenance of roll stands, which is carried out using the maintenance device of the type described above.

Das Verfahren umfasst vorzugsweise folgende Verfahrensschritte:

  1. a) Vorbereiten des Walzgerüsts für eine Wartung,
  2. b) Positionieren der Wartungseinrichtung mit dem Untergestell auf den Stützwalzen-Wechselschienen des Walzgerüsts,
  3. c) Einschieben der Wartungseinrichtung in das Walzgerüst unter Verwendung wenigstens einer Verschiebeeinrichtung für die Stützwalzen,
  4. d) Ausführen eines Reinigungsprogramms, nach welchem der Wartungskopf mit dem Gelenkarm-Roboter nach einem vorgegebenen Bewegungsmuster wenigstens ein Reinigungsmedium auf die zu reinigenden Flächen des Walzgerüsts aufbringt und/oder
  5. e) Ausführen eines Messprogramms zur Erkennung von Wartungs-, Verschleiß- und Verschmutzungszuständen des Walzgerüsts und gegebenenfalls Wiederholen des Verfahrensschritts d) und
  6. f) Herausfahren der Wartungseinrichtung aus dem Walzgerüst sowie Einbauen der Stützwalzen und der Arbeitswalzen, sowie Vorbereiten des Walzgerüsts für einen Betrieb.
The method preferably comprises the following method steps:
  1. a) preparing the roll stand for maintenance,
  2. b) Positioning of the maintenance device with the subframe on the back-up roll changing rails of the roll stand,
  3. c) pushing the maintenance device into the roll stand using at least one displacement device for the back-up rolls,
  4. d) Executing a cleaning program, according to which the maintenance head with the articulated arm robot applies at least one cleaning medium to the surfaces of the roll stand to be cleaned according to a predetermined movement pattern and/or
  5. e) running a measurement program to identify maintenance, wear and contamination states of the roll stand and, if necessary, repeating method step d) and
  6. f) moving out the maintenance device from the roll stand and installing the back-up rolls and the work rolls, and preparing the roll stand for operation.

Diese Verfahrensschritte werden vorzugsweise in der Reihenfolge ihrer Aufzählung durchgeführt.These method steps are preferably carried out in the order in which they are listed.

Die Vorbereitung für die Wartung umfasst den Ausbau aller Walzen und das Entfernen der Walzen aus dem Gerüstbereich sowie ggf. weiterer Umbaumaßnahmen. Diese weiteren Umbaumaßnahmen umfassen beispielsweise das Verfahren und Verschwenken von Leittischen, das Schließen von Abflusszugängen in Auffangbehälter sowie eine Medienumlenkung. Dafür können Schnittstellen zu einer Maschinensteuerung vorgesehen sein.The preparation for the maintenance includes the dismantling of all rolls and the removal of the rolls from the area of the stand as well as further conversion measures if necessary. These other conversion measures include, for example, moving and swiveling control tables, closing drain accesses to collection containers and media deflection. Interfaces to a machine control can be provided for this.

Wenn die Wartungseinrichtung gemäß der Erfindung ihre Betriebsstellung innerhalb des Walzgerüsts eingenommen hat, kann eine Selbstkalibrierung der Wartungseinrichtung vorgesehen sein. Eine solche Selbstkalibrierung kann beispielsweise automatisch unter Zuhilfenahme von optischen oder taktilen Sensoren erfolgen. Die Selbstkalibrierung kann beispielsweise nach dem Verfahrensschritt c) und vor dem Verfahrensschritt d) erfolgen. Hierzu kann innerhalb des Walzgerüsts wenigstens eine Referenzmarke oder wenigstens ein Bezugspunkt mit einer bestimmten und bekannten Position vorgesehen sein, an der sich der Gelenkarm-Roboter bzw. dessen Sensorik orientieren kann.When the maintenance device according to the invention has assumed its operating position within the roll stand, a self-calibration of the maintenance device can be provided. Such a self-calibration can, for example, take place automatically with the aid of optical or tactile sensors. The self-calibration can take place, for example, after method step c) and before method step d). For this purpose, at least one reference mark or at least one reference point with a specific and known position can be provided within the roll stand, by which the articulated-arm robot or its sensor system can be oriented.

Die Betriebsstellung des Untergestells innerhalb des Walzgerüsts kann beispielsweise über Endanschläge und/oder Endschalter erfasst werden.The operating position of the subframe within the roll stand can be detected, for example, via end stops and/or limit switches.

Die Verfahrensschritte d) und e) können kumulativ oder alternativ ausgeführt werden.Process steps d) and e) can be carried out cumulatively or alternatively.

Bei einer Variante des Verfahrens gemäß der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Reinigungsprogramm mehrere Reinigungsstufen umfasst, wobei in wenigstens einer ersten Reinigungsstufe eine Hochdruckreinigung, vorzugsweise mit Wasser, durchgeführt wird und vorzugsweise in einer zweiten als Einwirkstufe vorgesehenen Reinigungsstufe wenigstens ein chemisches Reinigungsmittel auf die zu reinigenden Oberflächen aufgebracht wird. Nach einer gewissen Einwirkzeit kann dann die erste Reinigungsstufe wiederholt werden. In einer Reinigungsstufe können auch mehrere Reinigungszyklen durchgeführt werden.In a variant of the method according to the invention, it can be provided that the cleaning program comprises several cleaning stages, wherein in at least a first cleaning stage a high-pressure cleaning, preferably with water, is carried out and preferably in a second cleaning stage provided as an action stage at least one chemical cleaning agent is applied to the cleaning surfaces is applied. After a certain exposure time, the first cleaning step can be repeated. Several cleaning cycles can also be carried out in one cleaning stage.

Die Durchführung eines automatischen Reinigungsprogramms verhindert das unerwünschte Bespritzen sensibler Sensorik und dadurch deren Beschädigung.The implementation of an automatic cleaning program prevents the unwanted splashing of sensitive sensors and their damage.

Vorzugsweise umfasst das Messprogramm die Überprüfung des Sprühwinkels und des Sprühbilds sowie des Sprühdrucks wenigstens einer Düse zur Bereitstellung eines Kühl- und/oder Schmiermittels an die Walzen des Walzgerüsts. Dies kann beispielsweise unter Verwendung wenigstens einer Druckmessplatte der vorstehend beschriebenen Art erfolgen.The measurement program preferably includes checking the spray angle and the spray pattern as well as the spray pressure of at least one nozzle for providing a coolant and/or lubricant to the rolls of the roll stand. This can be done, for example, using at least one pressure measuring plate of the type described above.

Innerhalb der Verfahrensschritte d) und/oder e) kann ein Verfahren des Gelenkarmroboters auf dem Untergestell erforderlich werden, um alle Bereiche innerhalb des Walzgerüsts zu erfassen. Dies wird bevorzugt über Automatiksequenzen in der Steuerung mit umfasst.Within method steps d) and/or e), it may be necessary to move the articulated-arm robot on the subframe in order to cover all areas within the roll stand. This is preferably included in the control via automatic sequences.

Weiterhin kann das Messprogramm die Vermessung der Verschleißplatten des Walzgerüsts umfassen. Die Verschleißplatten sind an den einander zugewandten Seiten des Ständerfensters des Walzgerüsts angeordnet. Der Wartungskopf kann beispielsweise mittels des Kantentasters die Verschleißplatten abtasten und deren Abstand bezüglich einer bekannten Mittellinie des Walzgerüsts ermitteln. Das kann alternativ oder zusätzlich optisch, beispielsweise mittels Laservermessung, erfolgen.Furthermore, the measurement program can include the measurement of the wear plates of the roll stand. The wear plates are arranged on the mutually facing sides of the stand window of the roll stand. The maintenance head can, for example, use the edge finder to scan the wear plates and determine their distance from a known center line of the roll stand. Alternatively or additionally, this can be done optically, for example by means of laser measurement.

Bei einer bevorzugten Variante des Verfahrens gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass das Walzgerüst nach dem Verfahrensschritt c) und vor dem Durchführen des Reinigungsprogramms verschlossen wird, wenn sich die Wartungseinrichtung in einer Betriebsstellung befindet.In a preferred variant of the method according to the invention, it is provided that the roll stand is closed after method step c) and before the cleaning program is carried out, if the maintenance device is in an operating position.

Vorzugsweise wird nach dem Erreichen der Betriebsstellung der Wartungseinrichtung wenigstens ein vorhandenes Walzwerkstor geschlossen, sodass sich die Wartungseinheit innerhalb des Walzgerüsts in einem geschlossenen Raum befindet. Danach kann die Selbstkalibrierung und gegebenenfalls die Ausführung eines Reinigungsprogramms erfolgen.Preferably, after the maintenance device has reached the operating position, at least one existing rolling mill gate is closed, so that the maintenance unit is located in a closed space within the rolling stand. After that, the self-calibration and, if necessary, the execution of a cleaning program can take place.

Das Verschließen des Raums, innerhalb dessen sich die Wartungseinheit befindet, hat den Vorzug, dass beispielsweise das Walzwerkstor oder die Walzwerkstore von innen gereinigt werden können. Das Schließen der Rolltore verhindert ein Herausspritzen von Reinigungsmedien und verringert die Rutschgefahr vor dem Walzgerüst.Closing the space in which the maintenance unit is located has the advantage that, for example, the rolling mill gate or gates can be cleaned from the inside. Closing the roller doors prevents cleaning media from spraying out and reduces the risk of slipping in front of the roll stand.

Nach der Durchführung aller erforderlichen Reinigungs-, Inspektions-, und Wartungsvorgänge kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Wartungseinheit ein Selbstreinigungsprogramm ausführt.After all the necessary cleaning, inspection and maintenance processes have been carried out, it can be provided according to the invention that the maintenance unit runs a self-cleaning program.

Da die Wartungseinheit nur in Wartungsintervallen zum Einsatz kommt, kann sie in den nicht im Gerüst einsetzbaren Zeiten einer anderen Verwendung zugeführt werden. Sie kann beispielsweise in einer Walzenwerkstatt an einer definierten Position zur Reinigung und/oder Vermessung von Einbaustücken verwendet werden.Since the maintenance unit is only used at maintenance intervals, it can be put to another use when it cannot be used in the scaffolding. For example, it can be used in a roll workshop at a defined position for cleaning and/or measuring chocks.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine perspektivische Darstellung eines für die Wartung vorbereiteten Walzgerüsts,
  • 2 eine schematische Darstellung der Wartungseinrichtung gemäß der Erfindung,
  • 3 eine perspektivische und schematische Darstellung der Wartungseinrichtung innerhalb des Walzgerüsts.
  • 4 eine alternative Verwendung der Wartungseinrichtung.
The invention is explained below using an exemplary embodiment with reference to the accompanying drawings. Show it:
  • 1 a perspective view of a roll stand prepared for maintenance,
  • 2 a schematic representation of the maintenance device according to the invention,
  • 3 a perspective and schematic representation of the maintenance facility within the roll stand.
  • 4 an alternative use of the maintenance facility.

1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines für eine Wartung vorbereiteten Walzgerüsts 1, aus welchem die Arbeitswalzen und die Stützrollen ausgebaut wurden. Etwa vorgesehene Einrichtungen wie Leittische und dergleichen wurden entfernt. Das Walzgerüst 1 umfasst in bekannter Art und Weise Walzenständer 5, die jeweils Fenster bilden, zwischen denen sich ein Einbauraum 18 für eine Wartungseinrichtung 9 gemäß der Erfindung erstreckt. Das Walzgerüst 1 ist in dem in 1 gezeigten Wartungszustand dazu vorbereitet die Wartungseinrichtung 9 aufnehmen zu können. Auf die Darstellung von Baugruppen, die für die Funktion der Wartungseinrichtung nicht relevant sind, wird aus Gründen der Einfachheit verzichtet. 1 shows a perspective view of a roll stand 1 prepared for maintenance, from which the work rolls and the support rolls have been removed. Any planned facilities such as control desks and the like were removed. The roll stand 1 comprises, in a known manner, roll stands 5 which each form windows between which an installation space 18 for a maintenance device 9 according to the invention extends. The roll stand 1 is in the in 1 maintenance condition shown prepared to receive the maintenance device 9 can. On the representation of assemblies necessary for the function of the maintenance facility are omitted for the sake of simplicity.

Das Walzgerüst 1 weist im unteren Bereich der voneinander beabstandeten Walzenständer 5 ein Schienenpaar 2 auf, die sowohl zum Ein- und Ausbringen der Stützwalzen vorgesehen sind, auf denen auch die Wartungseinrichtung in den Gerüstbereich einbringbar ist. Das Schienenpaar 2 erstreckt sich sowohl innerhalb als auch außerhalb des Walzenständers 5. An der Außenseite eines Walzenständers 5 sind Verriegelungslaschen 3 vorgesehen, die sowohl die Stützwalzen, aber auch die Wartungseinrichtung 9 in eingefahrenem Zustand im Gerüst verriegeln können und somit eine unbeabsichtigte Bewegung auf den Schienen 2 verhindern. Die Wartungseinrichtung lässt sich in einer Betriebsstellung innerhalb des Einbauraums fixieren. An den Innenseiten von Ständerholmen 6 der Walzenständer 5 sind eine Anzahl Verschleißplatten 4 angebracht, die eine vertikale Bewegung der Walzen führen. Zwischen den Walzenständern 5 sind Düsenbalken 7 befestigt, aus denen die Walzen und/oder das Walzgut mit einem Kühl- und/oder Schmiermittel beaufschlagt werden können.The roll stand 1 has a pair of rails 2 in the lower area of the spaced-apart roll stands 5, which are provided both for bringing in and removing the support rolls, on which the maintenance device can also be brought into the stand area. The pair of rails 2 extends both inside and outside of the roller stand 5. On the outside of a roller stand 5 there are locking tabs 3 which can lock both the support rollers and the maintenance device 9 in the retracted state in the stand, thus preventing unintentional movement on the rails 2 prevent. The maintenance device can be fixed in an operating position within the installation space. A number of wear plates 4 are attached to the insides of stand beams 6 of the roll stands 5, which guide vertical movement of the rolls. Nozzle beams 7 are fastened between the roll stands 5, from which the rolls and/or the rolling stock can be subjected to a coolant and/or lubricant.

Im oberen Bereich des vorderen Walzenständers 5 ist eine Gerüstverkleidung in Form eines eingefahrenen Rolltors 8 schematisch dargestellt.In the upper area of the front roller stand 5, a frame cladding in the form of a retracted roller door 8 is shown schematically.

Das Verfahren gemäß der Erfindung umfasst zunächst die Vorbereitung des Walzgerüstes 1 für die Reinigung. Die Vorbereitung umfasst den Ausbau von Arbeitswalzen, Stützwalzen und etwa vorgesehener weiterer Walzen aus dem Walzgerüst 1, sodass innerhalb des Walzgerüsts 1 ein freier Raum entsteht, der im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens als Einbauraum 18 bezeichnet wird, innerhalb dessen eine Reinigung, Inspektion und Wartung des Walzgerüsts 1 möglich ist. Anstelle einer Begehung des Walzgerüsts 1 durch einen Mitarbeiter wird erfindungsgemäß die in 2 dargestellte Wartungseinrichtung 9 in das Walzgerüst 1 eingefahren bzw. eingeschoben.The method according to the invention firstly comprises preparing the roll stand 1 for cleaning. The preparation includes the removal of work rolls, back-up rolls and any additional rolls provided from roll stand 1, so that a free space is created within roll stand 1, which is referred to as installation space 18 within the scope of the method according to the invention, within which cleaning, inspection and maintenance of the Rolling stand 1 is possible. Instead of an inspection of the roll stand 1 by an employee, according to the invention 2 shown maintenance device 9 retracted or pushed into the roll stand 1 .

Die Wartungseinrichtung 9 umfasst ein Untergestell 10, einen auf dem Untergestell 10 angeordneten Gelenkarm-Roboter 11 mit einem Gelenkarm 12 und einem an dem abliegenden Ende des Gelenkarms 12 angeordneten Wartungskopf 13.The maintenance device 9 comprises a base 10, an articulated arm robot 11 which is arranged on the base 10 and has an articulated arm 12 and a maintenance head 13 which is arranged at the far end of the articulated arm 12.

Der Gelenkarm-Roboter 11 ist auf dem Untergestell 10 verfahrbar angeordnet. Dazu weist das Untergestell Führungs- und Antriebsmittel 15 auf. So kann der Gelenkarm-Roboter 11 beispielsweise über eine Ritzel-/Zahnstangen-Kombination auf dem Untergestell 10 verfahrbar sein. Die Verfahrbarkeit ermöglicht einen großflächigen Wirkungsbereich bei gleichzeitig kompakter Bauform des Gelenkarm-Roboters 11. Der Gelenkarm 12 besitzt insgesamt sechs Freiheitsgrade, die eine freie orbitale Bewegbarkeit des Wartungskopfs 13 ermöglichen. Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, dass der Gelenkarm 12 weniger als sechs Freiheitsgrade aufweist. Der Wartungskopf 13 umfasst wenigstens eine Druckmessplatte 14, wenigstens eine Reinigungsdüse 19 zur Abgabe von Reinigungsflüssigkeit sowie wenigstens einen Kantentaster 16 zur taktilen Erfassung einer Position. Mit dem Bezugszeichen 20 ist eine begehbare Bühne der Wartungseinrichtung 9 bezeichnet. Die Bühne 20 erstreckt sich quer zur Längserstreckung des Untergestells 10 und überbrückt in der Betriebsstellung der Wartungseinrichtung 1 eine Grube innerhalb, bzw. vor dem Walzgerüst 1. Unterhalb der Bühne 20 können Tanks 21 zur Bevorratung von Reinigungsmittel angebracht sein. Auch Anschlüsse 22 für extern zuführbare Medien und/oder elektrische Betriebsmittel können an der Bühne angebracht sein. Die Anordnung von Tanks 21 und Anschlüssen 22 in Verbindung mit der Bühne 20 ermöglicht eine äußerst kompakte Bauweise der Wartungseinrichtung 9.The articulated arm robot 11 is arranged to be movable on the base 10 . For this purpose, the subframe has guide and drive means 15 . For example, the articulated arm robot 11 can be moved on the base frame 10 via a pinion/rack combination. The movability enables a large area of action with a compact design of the articulated arm robot 11 at the same time. The articulated arm 12 has a total of six degrees of freedom, which enable the maintenance head 13 to move freely in orbit. Within the scope of the invention, it is possible for the articulated arm 12 to have fewer than six degrees of freedom. The maintenance head 13 comprises at least one pressure measuring plate 14, at least one cleaning nozzle 19 for dispensing cleaning fluid and at least one edge sensor 16 for tactile detection of a position. A walk-on platform of the maintenance facility 9 is designated by reference number 20 . The platform 20 extends transversely to the longitudinal extension of the underframe 10 and in the operating position of the maintenance device 1 bridges a pit inside or in front of the roll stand 1. Below the platform 20, tanks 21 for storing cleaning agents can be attached. Connections 22 for media that can be supplied externally and/or electrical equipment can also be attached to the stage. The arrangement of tanks 21 and connections 22 in connection with the platform 20 enables an extremely compact design of the maintenance facility 9.

Das Untergestell 10 der Wartungseinrichtung 9 ist mit Führungsmitteln 17 versehen, die mit den in 1 dargestellten Schienenpaar 2 des Walzwerks kompatibel sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind als Führungsmittel 17 Gleitschuhe dargestellt. Alternativ können auch Räder vorgesehen sein. Die Führungsmittel 17 wirken mit dem Schienenpaar 2 derart zusammen, dass sich die Wartungseinrichtung 9 in das Walzgerüst 1 einbringen und ausbringen lässt. Der Antrieb für das Ein- und Ausbringen des Untergestells 10 kann mittels einer nicht dargestellten Verschiebeeinrichtungen für die Stützwalzen auf dem Schienenpaar 2 in das Walzgerüst 1 eingeschoben werden. Alternativ kann die Wartungseinrichtung einen eigenen Antrieb aufweisen.The base 10 of the maintenance device 9 is provided with guide means 17, which are connected to the 1 shown pair of rails 2 of the rolling mill are compatible. In the present exemplary embodiment, 17 sliding shoes are shown as guide means. Alternatively, wheels can also be provided. The guide means 17 interact with the pair of rails 2 in such a way that the maintenance device 9 can be brought into and taken out of the roll stand 1 . The drive for moving the subframe 10 in and out can be pushed into the roll stand 1 by means of a displacement device (not shown) for the support rolls on the pair of rails 2 . Alternatively, the maintenance device can have its own drive.

Wenn die Wartungseinrichtung 9 die in 3 dargestellte Betriebsstellung erreicht hat, wird ein Rolltor 8 des Walzwerks 1 verschlossen, sodass sich die Wartungseinrichtung 9 innerhalb des Walzgerüsts 1 in einem geschlossenen Raum befindet.If the maintenance device 9 the in 3 has reached the operating position shown, a roll-up door 8 of the rolling mill 1 is closed, so that the maintenance device 9 is located within the rolling stand 1 in a closed space.

In der Betriebsstellung führt die Wartungseinrichtung 9 zunächst einen Kalibriervorgang durch, der eine Positionsbestimmung des Wartungskopfs 13 umfasst. Das kann beispielsweise durch Abtastung einer Referenzposition innerhalb des Walzgerüsts 1 mit dem Kantentaster 16 oder mittels eines Laserdetektors oder auch zusätzlich optisch mittels einer an dem Wartungskopf 13 vorgesehene Kamera erfolgen.In the operating position, the maintenance device 9 first carries out a calibration process, which includes determining the position of the maintenance head 13 . This can be done, for example, by scanning a reference position within the roll stand 1 with the edge finder 16 or by means of a laser detector or additionally optically by means of a camera provided on the maintenance head 13 .

In einem weiteren Verfahrensschritt werden alle Bauteile innerhalb des Walzgerüsts 1 nach einem vorgegebenen Reinigungsmuster mit Hochdruckwasser gereinigt. Der Reinigungsvorgang kann in mehreren Zyklen durchgeführt werden. In einer zweiten Reinigungsstufe wird mit dem Wartungskopf 13 nach einem vorgegebenen Bewegungsmuster ein chemisches Reinigungsmittel auf die zu reinigenden Oberflächen aufgetragen. Das chemische Reinigungsmittel kann nach einer gewissen Einwirkzeit in einem weiteren Reinigungszyklus mit Wasser oder Wasserdampf wieder entfernt werden.In a further method step, all components within the roll stand 1 are cleaned with high-pressure water according to a predetermined cleaning pattern. The cleaning process can be carried out in several cycles. In a second cleaning stage, a chemical cleaning agent is applied to the surfaces to be cleaned with the maintenance head 13 according to a predetermined movement pattern. After a certain exposure time, the chemical cleaning agent can be removed again in a further cleaning cycle with water or steam.

In einem weiteren Verfahrensschritt führt die Wartungseinrichtung 9 ein Messprogramm aus. Das Messprogramm kann ebenfalls mehrere Zyklen, Stufen oder Varianten umfassen. Im Rahmen des Messprogramms verfährt der Gelenkarm-Roboter 11 die Druckmessplatte 14 des Wartungskopfs 13 vor einzelne Düsen 8 der Düsenbalken 7. Sodann wird ein Düsentest durchgeführt, wobei einzelne Düsen 8 oder bestimmte Düsengruppen betätigt werden und die Emulsion bzw. Kühl- und/oder Reinigungsflüssigkeit auf die Druckmessplatte 14 aufgesprüht wird. Die Druckmessplatte 14 erfasst den Druck, das Sprühbild und den Sprühwinkel der Emulsion. Die Daten werden in einer Steuereinrichtung der Wartungseinrichtung 9 für bestimmte Düsen 8 oder Düsengruppen protokolliert bzw. auslesbar abgespeichert. Per Software wird ein Report erstellt, in welchem das Wartungspersonal über den Zustand jeder einzelnen Düse 8 aufgeklärt wird. Ein Wechseln der Düsen 8 oder ein Korrigieren der Ausrichtung der Düsen 8 ist nur noch bei solchen Düsen 8 erforderlich, die nicht den erforderlichen Sprühdruck aufbringen oder deren Sprühbild nicht zufriedenstellend ist.In a further method step, the maintenance facility 9 executes a measurement program. The measuring program can also include several cycles, stages or variants. As part of the measuring program, the articulated-arm robot 11 moves the pressure measuring plate 14 of the maintenance head 13 in front of individual nozzles 8 of the nozzle bars 7. A nozzle test is then carried out, with individual nozzles 8 or specific nozzle groups being actuated and the emulsion or cooling and/or cleaning fluid is sprayed onto the pressure measuring plate 14. The pressure measuring plate 14 records the pressure, the spray pattern and the spray angle of the emulsion. The data is logged or stored in a control device of the maintenance device 9 for specific nozzles 8 or groups of nozzles. A report is created by software in which the maintenance personnel is informed about the condition of each individual nozzle 8 . Changing the nozzles 8 or correcting the alignment of the nozzles 8 is only necessary for those nozzles 8 that do not apply the required spray pressure or whose spray pattern is not satisfactory.

Eine weitere Variante oder Stufe des Messprogramms umfasst die Vermessung der mit den Arbeitswalzeneinbaustücken und den Stützwalzeneinbaustücken zusammenwirkenden Verschleißplatten des Walzgerüsts 1. Die Verschleißplatten werden beispielsweise mit dem Kantentaster 16 ertastet. Das Verfahren umfasst die Erfassung des Abstandes der Oberfläche der Verschleißplatten zu einer bekannten und bestimmten Mittellinie des Walzgerüsts 1. Unterschreitet dieser Abstand ein vorgegebenes Maß, so müssen die Verschleißplatten ausgetauscht werden.A further variant or stage of the measuring program includes the measurement of the wear plates of the roll stand 1 interacting with the work roll chocks and the back-up roll chocks. The method includes detecting the distance between the surface of the wear plates and a known and determined center line of the roll stand 1. If this distance falls below a predetermined level, the wear plates must be replaced.

Nach Beendigung des Reinigungsprogramms und des Messprogramms führt die Wartungseinrichtung 9 eine Selbstreinigung durch. Nach erfolgter Selbstreinigung wird das Rolltor 8 geöffnet und die Wartungseinrichtung 9 wird aus dem Walzgerüst 1 herausgefahren. Danach erfolgt eine Vorbereitung des Walzgerüsts für den Walzbetrieb, insbesondere das Einfahren der Walzen.After the end of the cleaning program and the measurement program, the maintenance device 9 carries out a self-cleaning. After the self-cleaning has taken place, the roller door 8 is opened and the maintenance device 9 is moved out of the roll stand 1 . This is followed by a preparation of the roll stand for the rolling operation, in particular the running-in of the rolls.

Eine weitere Verwendung der Wartungseinrichtung 9 ist in 4 dargestellt. Die Wartungseinrichtung ist in einem abgegrenzten Bereich 30 zur Reinigung und Vermessung von Walzeneinbaustücken 31 eingesetzt. Der abgegrenzte Bereich 30 kann Teil einer Walzenwerkstatt sein. Analog zum Einsatz in einem Walzgerüst 1 wird das Untergestell 10 in einer definierten Arbeitsstellung 32 positioniert und an eine Medienversorgung angeschlossen. In dieser Arbeitsstellung 32 kann eine Kalibrierung erfolgen und ein zuvor programmiertes Reinigungs- und/oder Vermessungsprogramm abgearbeitet werden. Verwendete Reinigungsmittel werden über Ablaufrinnen 34 abgeführt. Durch diese weitere Verwendung kann eine einzelne Wartungseinrichtung 9 mehrere Aufgaben in einem Walzwerksbetrieb wahrnehmen und somit effizient und kostensparend eingesetzt werden.Another use of the maintenance device 9 is in 4 shown. The maintenance facility is used in a delimited area 30 for cleaning and measuring roll chocks 31 . The demarcated area 30 may be part of a roll shop. Analogous to use in a roll stand 1, the subframe 10 is positioned in a defined working position 32 and connected to a media supply. In this working position 32, a calibration can take place and a previously programmed cleaning and/or measurement program can be processed. Cleaning agents that are used are discharged via drainage channels 34 . As a result of this further use, a single maintenance device 9 can perform a number of tasks in a rolling mill operation and can therefore be used efficiently and cost-effectively.

BezugszeichenlisteReference List

11
Walzgerüstmill stand
22
Schienenpaarpair of rails
33
Verriegelungslaschenlocking tabs
44
Verschleißplattenwear plates
55
Walzenständerroller stand
66
Ständerholmstand beam
77
Düsenbalkennozzle bar
88th
Rolltorrolling gate
99
Wartungseinrichtungmaintenance facility
1010
Untergestellbase
1111
Gelenkarm-RoboterArticulated robot
1212
Gelenkarmarticulated arm
1313
Wartungskopfmaintenance head
1414
Druckmessplattepressure plate
1515
Führungs- und Antriebsmittelguiding and driving means
1616
Kantentasteredge finder
1717
Führungsmittelmeans of guidance
1818
Einbaurauminstallation space
1919
Reinigungsdüsecleaning nozzle
2020
Bühnestage
2121
Tankstanks
2222
Anschlüsseconnections
3030
abgegrenzter Bereichdemarcated area
3131
Walzeneinbaustückeroll chocks
3232
Arbeitsstellungworking position
3333
Medienversorgungmedia supply
3434
Ablaufrinnegutter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • EP 3590616 A1 [0004]EP 3590616 A1 [0004]
  • WO 2010/088935 A1 [0009]WO 2010/088935 A1 [0009]

Claims (20)

Wartungseinrichtung (9) zur automatisierten Reinigung und Wartung, von Walzgerüsten (1) oder Teilen davon, insbesondere zur Reinigung und Wartung von Walzgerüsten (1) oder Teilen davon in Kaltwalzwerken, umfassend wenigstens ein verfahrbares und/oder verschiebbares Untergestell (10), wenigstens einen auf dem Untergestell (10) angeordneten Gelenkarm-Roboter (11) und wenigstens einen an dem Gelenkarm-Roboter (11) befestigten, mit einem Gelenkarm (12) verbundenen Wartungskopf (13), der Mittel zum Reinigen und/oder zur sensorischen Detektion von Wartungs-, Verschleiß und Verschmutzungszuständen von Teilen des Walzgerüsts (1) aufweist, wobei das Untergestell (10) Mittel zur Führung auf Schienen, insbesondere auf Stützwalzen-Wechselschienen des Walzgerüsts (1) aufweist.Maintenance device (9) for automated cleaning and maintenance of roll stands (1) or parts thereof, in particular for cleaning and maintenance of roll stands (1) or parts thereof in cold rolling mills, comprising at least one movable and/or displaceable underframe (10), at least one articulated arm robot (11) arranged on the base (10) and at least one maintenance head (13) attached to the articulated arm robot (11) and connected to an articulated arm (12), the means for cleaning and/or for sensory detection of maintenance - Has wear and contamination of parts of the roll stand (1), wherein the base (10) has means for guiding on rails, in particular on back-up roll changing rails of the roll stand (1). Wartungseinrichtung (9) nach Anspruch 1 weiterhin umfassend Mittel zur Bereitstellung und/oder Förderung von Reinigungsmedien an den Wartungskopf (13).Maintenance device (9) after claim 1 furthermore comprising means for providing and/or conveying cleaning media to the maintenance head (13). Wartungseinrichtung (9) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gelenkarm-Roboter (11) auf dem Untergestell (10) verfahrbar ist.Maintenance device (9) according to one of Claims 1 or 2 , characterized in that the articulated arm robot (11) can be moved on the underframe (10). Wartungseinrichtung (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gelenkarm-Roboter (11) wenigsten sechs Freiheitsgrade aufweist, die eine freie orbitale Bewegung des Wartungskopfs (13) ermöglichen.Maintenance device (9) according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the articulated arm robot (11) has at least six degrees of freedom, which allow free orbital movement of the maintenance head (13). Wartungseinrichtung (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Reinigen und/oder zur Detektion von Wartungs-, Verschleiß- und Verschmutzungszuständen ausgewählt sind aus einer Gruppe umfassend eine oder mehrere Reinigungsdüsen (19), wenigstens einen Kantentaster (16), wenigstens einen Lasersensor, wenigstens einen Ultraschallsensor, wenigstens einen optischen Sensor, wenigstens eine Kamera und wenigstens eine Druckmesseinrichtung zur Erfassung des Drucks und des Sprühwinkels eines Kühl- und/oder Schm ierm ittels.Maintenance device (9) according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that the means for cleaning and/or for detecting maintenance, wear and soiling states are selected from a group comprising one or more cleaning nozzles (19), at least one edge sensor (16), at least one laser sensor, at least one ultrasonic sensor , at least one optical sensor, at least one camera and at least one pressure measuring device for detecting the pressure and the spray angle of a coolant and/or lubricant. Wartungseinrichtung (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wartungseinrichtung (9) wenigstens eine begehbare Bühne (20) zur Überbrückung einer Wartungsgrube des Walzgerüsts (1) aufweist.Maintenance device (9) according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that the maintenance device (9) has at least one accessible platform (20) for bridging a maintenance pit of the roll stand (1). Wartungseinrichtung (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Druckmesseinrichtung zur Erkennung des Verschleißzustands von Düsen zur Bereitstellung eines Kühl- und/oder Schmiermittels an die Walzen des Walzgerüsts (1) wenigstens ein Druckmessaufnehmer vorgesehen ist, vorzugsweise als Druckmessplatte (14), die zur Durchführung einer Druckverteilungsmessung ausgebildet ist.Maintenance device (9) according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that at least one pressure measuring sensor is provided as the pressure measuring device for detecting the state of wear of nozzles for providing a coolant and/or lubricant to the rolls of the roll stand (1), preferably as a pressure measuring plate (14), which is designed to carry out a pressure distribution measurement . Wartungseinrichtung (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch wenigstens eine Pumpeneinheit und/ oder wenigstens eine Speichereinheit für Hochdruckwasser und/ oder ein Reinigungsmittel, die auf dem Untergestell der Wartungseinrichtung vorgesehen ist.Maintenance device (9) according to one of Claims 1 until 7 , characterized by at least one pump unit and/or at least one storage unit for high-pressure water and/or a cleaning agent, which is provided on the base of the maintenance facility. Verfahren zur automatischen Reinigung und/oder Wartung von Walzgerüsten oder Teilen davon, insbesondere zur Reinigung und Wartung von Walzgerüsten oder Teilen davon in Kaltwalzwerken, unter Verwendung der Wartungseinrichtung (9) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8.Method for the automatic cleaning and/or maintenance of roll stands or parts thereof, in particular for the cleaning and maintenance of roll stands or parts thereof in cold rolling mills, using the maintenance device (9) according to at least one of Claims 1 until 8th . Verfahren nach Anspruch 9, folgende Verfahrensschritte umfassend: a) Vorbereiten des Walzgerüstes für eine Wartung b) Positionieren der Wartungseinrichtung mit dem Untergestell auf den Stützwalzen-Wechselschienen des Walzgerüsts, c) Einschieben der Wartungseinrichtung in das Walzgerüst unter Verwendung wenigstens einer Verschiebeeinrichtung für die Stützwalzen, d) Ausführen eines Reinigungsprogramms, nach welchem der Wartungskopf mit dem Gelenkarm-Roboter nach einem vorgegebenen Bewegungsmuster wenigstens ein Reinigungsmedium auf die zu reinigenden Flächen des Walzgerüsts aufbringt und/oder e) Ausführen eines Messprogramms zur Erkennung von Wartungs-, Verschleiß- und Verschmutzungszuständen des Walzgerüsts und gegebenenfalls Wiederholen des Verfahrensschritts d) und f) Herausfahren der Wartungseinrichtung aus dem Walzgerüst sowie Einbauen der Stützwalzen und der Arbeitswalzen sowie Vorbereiten des Walzgerüst für einen Betrieb.procedure after claim 9 , comprising the following process steps: a) Preparing the roll stand for maintenance b) Positioning the maintenance device with the subframe on the back-up roll changing rails of the roll stand, c) Pushing the maintenance device into the roll stand using at least one displacement device for the back-up rolls, d) Carrying out a cleaning program, according to which the maintenance head with the articulated-arm robot applies at least one cleaning medium to the surfaces of the roll stand to be cleaned according to a predetermined movement pattern and/or e) execution of a measuring program to identify maintenance, wear and soiling states of the roll stand and, if necessary, repeating the Method steps d) and f) moving out the maintenance device from the roll stand and installing the back-up rolls and the work rolls and preparing the roll stand for operation. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte a) bis f) in der Reihenfolge ihrer Aufzählung durchgeführt werden.procedure after claim 10 , characterized in that the process steps a) to f) are carried out in the order in which they are listed. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungsprogramm mehrere Reinigungsstufen umfasst, wobei in wenigstens einer ersten Reinigungsstufe eine Hochdruckreinigung durchgeführt wird und in einer zweiten als Einwirkstufe vorgesehenen Reinigungsstufe wenigsten ein chemisches Reinigungsmittel auf die zu reinigende Oberflächen aufgebracht wird.Procedure according to one of claims 9 until 11 , characterized in that the cleaning program comprises several cleaning stages, with a high-pressure cleaning being carried out in at least a first cleaning stage and at least one chemical cleaning agent being applied to the surfaces to be cleaned in a second cleaning stage provided as an action stage. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Messprogramm die Überprüfung des Sprühwinkels und des Sprühbilds sowie des Sprühdrucks wenigstens einer Düse zur Bereitstellung eines Kühl- und/oder Schmiermittels an die Walzen des Walzgerüsts umfasst.Procedure according to one of claims 9 until 12 , characterized in that the measurement program includes checking the spray angle and the spray pattern as well as the spray pressure of at least one nozzle for providing a coolant and/or lubricant to the rolls of the roll stand. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Überprüfung des Sprühwinkels und des Sprühbilds sowie des Sprühdrucks unter Verwendung wenigstens einer Druckmessplatte gemäß Anspruch 6 durchgeführt wird.procedure after Claim 13 , characterized in that the verification of the spray angle and the spray pattern and the spray pressure using at least one pressure plate according to claim 6 is carried out. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Messprogramm die Vermessung von Verschleißplatten des Walzgerüsts umfasst.Procedure according to one of claims 9 until 14 , characterized in that the measurement program includes the measurement of wear plates of the roll stand. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Vermessung der Verschleißplatten optisch mittels wenigstens eines Lasers und/oder taktil mittels wenigstens eines Kantentasters durchgeführt wird.procedure after claim 15 , characterized in that the wear plates are measured optically by means of at least one laser and/or tactilely by means of at least one edge finder. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Verschleißplatten in Bezug auf die Mitte des Walzgerüsts ermittelt wird.procedure after claim 15 or 16 , characterized in that the thickness of the wear plates is determined in relation to the center of the roll stand. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Walzgerüst nach dem Verfahrensschritt c) und vor dem Durchführen des Reinigungsprogramms verschlossen wird, wenn sich die Wartungseinrichtung in einer Betriebsstellung befindet.Procedure according to one of claims 9 until 17 , characterized in that the roll stand is closed after method step c) and before carrying out the cleaning program when the maintenance device is in an operating position. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Verfahrensschritt f) ein Selbstreinigungsprogramm durchgeführt wird.Procedure according to one of Claims 1 until 18 , characterized in that after method step f) a self-cleaning program is carried out. Verwendung einer Wartungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Reinigung und Vermessung von Walzeneinbaustücken (31) in einem Werkstattbereich.Use of a maintenance device according to one of Claims 1 until 9 for cleaning and measuring roll chocks (31) in a workshop area.
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