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Verfahren zum Kanten von Walzgut um eine horizontale Gutachse Zum
Walzen von Walzgut wird der Walzblock vom Ofen über eine mit Rollen angetriebene
Walzenstraße dem Walzgerüst zugeführt und nach dessen einmaligem Durchlaufen in
der Regel in mehreren weiteren Stichen im Reversierbetrieb erneut durch das Walzgerüst
gefahren, dessen Walzspalt von Stich zu Stich verkleinert wird. Bei bestimmten Stichen
ist es notwendig, den Walzgutblock zuvor um 90o um eine horizontale Achse zu schwenken.
Diese Schwenkbe-wegung soll mittels Kanthaken ausgeführt werden, die im Verschieber
eingelassen sind. Die Figur 1 veranschaulicht die Wirkungsweise des Kanters, wobei
die linke untere Blockkante als Drehachse angenommen ist.
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Bevor das "Kanten" des Blocks durchgeführt werden kann, müssen im
allgemeinen einige Verschieberbewegungen vorausgehen. Wird dabei angenommen, daß
der Block das Walzgerüst so verläßt, daß er nicht an Ort und Stelle gekantet werden
kann, und ist der Block schmaler als die doppelte Kantfingerlänge, so ist es notwendig,
den Kantvorgang in vierProzeßphasen aufzuteilen, nämlich erstens dam Verschieben
des Blocks zum Kanten, zweitens das Richten des Blocks, drittens das Ausfahren der
Verschieber in die Ausgangsstellung zum Kanten und viertens das Starten des Kanterantriebs
und der Verschieberantriebe zum Kanten.
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Zur Automatisierung dieses Arbeitsganges müssen somit drei Antriebe,
nämlich der Antrieb des linken Verschiebers, der Antrieb des rechten Verschiebers
und der Kanterantrieb in gegenseitiger Abhängigkeit gesteuert bzw. geregelt werden.
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Der Angriffspunkt des Kanters am Walzgut soll außerhalb des Walzgutkörperschwerpunkts
li;gen, um zu verhindern,- daß durch die Verschieberbewegung während des Kantvorganges
ein Wegschieben
des Blockes erfolgt, was dann eintritt, wenn der
Kanterantrieb dem Verschieberantrieb nacheilt. Kanthakenantrieb und Verschieberantrieb
sollen deshalb aufeinander abgestimmt geregelt werden, und zwar so, daß der Kanthakenfinger
beim Kanten angenähert einen Kreisbogen beschreibt. Demgemäß besteht die Lehre nach
der Erfindung darin, daß der Kanthakenantrieb dem Verschieberantrieb gegenüber um
einen vörgebbaren Betrag voreilt.
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Zur Durchführung des Erfindungsgedankens ist sowohl dem Kanthakenantrieb
als auch dem Verschieberantrieb jeweils eine Wegregelung zugeordnet. Zweckmäßig
ist eine digitale Wegeregelung für den Verschieberantrieb und eine Analogregelung
mit digitaler Sollwertvorgabe für den Kanterantrieb.
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Zum Kanten muB im Hinblick auf eine digitale Wegregelung für den Verschieberantrieb,
der Block um den Betrag z alt -xLalt verschoben werden. Diese Differenz kann ein
Rechenwerk in Form einer Impulsserie an die Sollregister beider Verschieber liefern.
Zur Erläuterung mögen die Figuren 2 und 3 dienen, in denen der alte Anstellsollwert
mit zalt, der neue Anstellsollwert mit zneu, die Kantfingerlänge mit f, der Abstand
des rechten Verschiebers zu einer Bezugslinie mit xR und der Abstand des linken
Verschiebers zu der Bezugslinie mit xL bezeichnet sind.
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Zum Richten des Blocks werden die Verschieber gemäß Figur 4 um den
Betrag 2 # x3 geschlossen. Dieser Betrag wird einem Festwertspeicher entnommen und
in die beiden Sollregister dynamisch übertragen. x3 ist hierbei etwa der Wert, um
den die Verschieber beim vorhergehenden Stich geöffnet werden (x3 ..r X1 + x2).
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Um die Verschieber zum Zwecke des Kantens in die Ausgangsstellung
fahren zu können, wird der linke Verschieber gemäß Figur 5 um den Wert z alt aufgefahren;
die Positionsangabe für den linken Verschieber wird aus dem gleichen Rechenwerk,
in dem z alt - xLalt ermittelt wurde, parallel in das Sollregister übertragen. Im
angenommenen Fall z4 1t
xLalt ist dieser Wert gleich 0. Der Verschieber startet gleichzeitig mit dem Sollwertübertrag.
Nach einer gewissen Zeitspanne, etwa nach 200 bis 300 millsec, hat
der
Verschieber einen Weg zwischen etwa 5 und 10 cm zurückgelegt und damit die
beim Richten beanspruchte Feder sicher entspannt. Danach kann der rechte Verschieber
um den Betrag - f zurückgenommen werden, ohne daß der Block nachgeschoben wird.
Durch diese Zurücknahme des Kantenhakens wird gewährleistet, daß der Angriffspunkt
beim Kanten in jedem Falle außerhalb des Blockschwerpunktes liegt, was besonders
notwendig bei nicht abgeschrägtem Kanthaken ist: Der Wert b/2 - f wird einem
weiteren Rechenwerk entnommen und dynamisch in das Sollregister des rechten Verschiebers
übertragen. Hat der rechte gerschieber diese Position erreicht, so wird der
Kanterantrieb gestartet.
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Nach dem Start des Kanterantriebes
muß der rechte Verschieber
so nachgefahren werden, daß der Block
um seine horizontale Achse geschwenkt
wird. Die Figur 6 zeigt einen Kantvorgang in drei Phasen; es
wurde dabei
angenommen, daß der Block am abgerundeten Kantfinger abrollt, ohne zu gleiten. Bei
dieser Annahme unterscheidet sich die Kanterbewegung unwesentlich von einem Kreis.
Eilt dagegen gegenüber diesem Idealfall der Kanterantrieb nach, so wird der Block
weggeschoben,
was vermieden werden muß. Vielmehr muß die zeitliche Steuerung
beider Antriebe so festgelegt
werden, daß der Kanterantrieb dem Verschieber
stets voreilt.
| Eine beispielsweise Ausführungsform des Kanterantriebs ist
in |
| der Figur 7 veranschaulicht, welche das Schema eines Hubkurbel- |
| getriebes mit Motor und Regler veranschaulicht, dessen Sollwerte |
| von einem Bedienungsmann oder von einer Automatik vorgegeben
wer- |
| den. Der Bedienungsmann startet den Antrieb mit einem Fußschal- |
| ter. Bei Betätigung des Schalters läuft der Motor mit maximal |
| zulässiger Beschleunigung auf seine Nenndrehzahl. welche mlt |
| gleicher Verzögerung wieder abgebaut wird, sobald der Schalter |
| öffnet. Beim Rücklauf wird der Antrieb mit denselben Beschleuni- |
| gungs- und Drehzahlgrenzwerten reversiert. Würde dieser Vorgang |
| jedoch eine Zeit benötigen, die größer ist als die Seit, welche |
| der Antrieb für eine volle Umdrehung der Kurbelwelle ben5tigt, |
| so wird der Ar tr-_eb nicht reversiert. Eine vom Is
twert abh#ingige |
| Steuerung übern=t in diesem Falle die Sollwertvorgabe. |
| leben 'dieser Handsteuerung enthält der Regler aus einer au
:t_z=.ti- |
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Kanthub. Um diesen Sollwert in Abhängigkeit vom Kanthub zu bestimmen,
muß die Kennlinie des Istwertgebers bekannt sein.
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Als Istwert für die Wegregelung des Kanterantriebs dient gemäß einem
weiteren Merkmal der Erfindung eine Ersatzgröße, welche vom Drehwinkel des Hubkurbelantriebs
des Kanters abgeleitet ist. Die Näherung y = k (1 - cos e), wobei- mit 9 der Drehwinkel
des Hubkurbelantriebes des Kanters bezeichnet ist, beschreibt die gegenseitige Abhängigkeit
mit ausreichender Genauigkeit.
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Da die gegebenen Betriebsbedingungen eine periodische Wiederholung
der Kennlinie erfordern, muß diese notwendigerweise eine Sprungstelle aufweisen.
Darüberhinaus muß gefordert werden, daß der Nullpunkt der Regelung einen genügend
großen Abstand von die- . ser Sprungstelle hat, damit auch beim@Überschwingen der
Wegregelung keine Instabilität auftritt. Ist. gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung
die Kurbelwelle mit einem Impulsgeber gekuppelt, dessen Impulsanzahl während einer
Kurbelwellenumdrehung einen nachgeschalteten Zähler gerade füllt, dann kann eine
solche Kennlinie mit einem solchen Zähler verwirklicht werden; der bekanntlich die
Eigenschaft hat, auf 0 zurückzuspringen, wenn seine Kapazität überschritten wird.
Da der Antrieb in beiden Drehrichtungen geregelt wird, ist in diesem Falle ein Zweirichtungszähler
zu wählen. Im Hinblick auf die relativ geringe Genauigkeit, die eine solche Wegregelung
erfordert, ist ein digitaler Regler nicht vonnöten. Der Istwert kann deshalb als
analoge Größe dargestellt werden, welche aus dem Zähler mit einem Digital-Analog-Wandler
abgeleitet werden kann.
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Der Istwert kann auch durch phasenempfindliche Gleichrichtung einer
Drehmelderspannung gebildet werden, wobei die Referenzspannung des Drehmelders an
der Sprungstelle der Kennlinie umgepolt wird. Demgemäß kann die Kurbelwelle mit
einem Drehmelder, vorzugsweise über ein Getriebe mit einer Übersetzung vom etwa
2 : 1, gekuppelt sein und von dem Drehmelder kinnen Spannungen abgeleitet
| werden, von de.-" . die eine dem Sinus, die andere dem Ko:"inug
des |
| Drehwinkels prop#::-`@cY:-a@ ist; d.@=;sE Spar.nu.rgen werden
derart |
| phasenselektiv d32 die @eferenzspanriun;; fi;r d-(_ |
| Zrsatz @a @vr |
dient, unabhängig von einer Phase der anderen Spannung umgeschaltet
wird.