DE1538434A1

DE1538434A1 - Anordnung zum Schneiden eines langgestreckten Werkstueckes

Info

Publication number: DE1538434A1
Application number: DE1965D0051237
Authority: DE
Inventors: Alan Phillipson
Original assignee: Decca Ltd
Current assignee: Decca Ltd
Priority date: 1964-05-06
Filing date: 1965-05-06
Publication date: 1969-11-06
Also published as: CS152419B2; BE663487A; FR1448841A; SE341092B; DE1538434B2; LU48522A1; GB1087467A; CS152418B2; US3344632A; DE1274721B

Description

DIPL.-ING. F.Weickmann, Dr. Ing. A/Weickmann, Dipping. H/Weickmann Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Patentanwälte

8 MÜNCHEN 27, MDHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 483921/22 Λ C O Q Λ Ο Λ

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DSCCA LTD.» Decca House» London S.^.'l, Engaland

Anordnung zum Schneiden eines langgestreckten V7erkstüekes

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Schneiden eines langgestreckten 7/erkstücks unbekannter Länge in eine Violzahl von Stücken gleicher Länge» wobei die Länge der otücke innerhalb vorgegebener oberer und unterer Grenzen liegen muß, insbesondere zum Schneiden von langgestreckten, in einem Walzwerk hergestellten Barren. .^ine derartige Anordnung eignet sich vorzugsweise -für die Steuerung von Herstellungsvorgängen, bei denen die Geschwindigkeit oder die Lange des Werkstücks während des Herstellungsvorgangs nicht durch Kontaktgabe mit dem

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Werkstück bestimmt werden kannj dies ist beispielsweise

der Fall, wenn das Werkstück zu heiß oder zu zerbrechlich ist.

Wie oben angeführt, eignet sich die Anordnung gemäß der Erfindung für die Verwendung in Vorrichtungen, in denen ein langgestrecktes Werkstück unbekannter Länge in Teile zu schneiden ist» deren Länge in vorgegebenen Grenzen liegt j

eine derartige Anordnung findet sich z.B. in den letzten Stufen eines Walzwerks, indem der gewalzte Artikel gegen einen Anschlag gebracht wird und dann in Jtücke der gewünschten Länge geschnitten wird. Bisher bekannte Anordnungen in dieser Art haben den Nachteil, daß die zum Durchschneiden des langgestreckten Werkstücks verswendete Schneideinrichtung eine Serie von Schnitten mit definiertem Abstand ausführt. Dabei kann ein beträchtlicher Ausfall auftreten, wenn das fertige S^ück des Werkstücks kürzer als gefordert ist. ■

IiIs ist Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung anzugeben, durch die ein langgestrecktes "Werkstück automatisch in Stücke geschnitten werden kann, deren Länge in vorgegebenen Grenzen liegt, wobei ein Ausschuß nicht auftritt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Anordnung der eingangs genahnten Art der Erfindung durch folgende Merkmale gekennzeichnet: einen Laser, welcher einen kohotrenten Lichtstrahl schräg auf das Werkstück richtet, einen das vom Werkstück reflektierte Licht aufnehmenden Lmpfanger und

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einen Schaltkreis, welcher ein der Frequenzdifferenz ■ zwischen dem auf das Werks tue Ic gestrahlte und von diesem reflektierte Licht proportionales Ausgangssignal liefert, einen Integrator zur Integrierung des Ausgangssignals während des gesamten Vorbeilaufs des Werkstücks am Laser»

Devisor, welcher das Ausgangs signal durch einen der möglichen Anzahl von selben entsprechenden Teiler teilt, wobei dieselben das Werkstück in dem Quotienten aus dem integrierten Signal und dem Teilersignal entsprechenden Intervallen durchschneiden und durch einen Komparator, welcher äas Schneiden des Werkstücks nur ermöglicht, wenn der Quotient innerhalb der vorgegebenen Grenzen liegt.

Das vom Laserausgang erhaltene Geschwindigkeitssignal ergibt durch Integrierung ein Maß der gesamten Länge des Werkstücks· In der Anordnung 1st normalerweise eine Einrichtung vorgesehen, welche das Quotientensignal mit Signalen welche den vorgegebenen Grenzen enteprechen, vergleicht, wobei f.q &99 6β«β* genannte Komparator die Schneideinrichtung spent, wenn das Qüotientensignal außerhalb der vorgegebenen Grenzen liegt. Bei dieser Anordnung kann das Teilersignal so voreingestellt werden, daß sich ein erster (Prüf-)quotient ereibt« durch den die ungefähre Lange des langgestreckten Werks tücks in Re clmuiiE ge s te 111 werden kann. Da die vorgegebene Lunge, in die das. Werkstück geschnitten werden kann* innerhalb definierter Grenzen lieet, ist jede spezielle Lunre des "Jerks tücks ohne Ausfall möslich, wenn e:ne Anzahl fivc" i.'erkstücken zu sclri^iden ist und die gefor-

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derten Grenzen soweit auseinander ließen, daß der Schneid- ι Vorgang möglich ist. Fällt daher der erhaltene Quotient ! in die Grenzen, so kann der Antrieb einen Anschlag in eine ^teilung bringen, in der der Abstand zwischen diesen Anschlag und der Säge dem Quoteientensignal entspricht. Das am Anschlag anliegende Werkstück kann dann in eine dem Quotientensignal entsprechende Anzahl von Längen geschnitten werden, wobei die abgeschnittenen Teile weggeführt werden, und das noch nicht geschnittene Teil zwischen den Schnitten ■* gegen den Anschlag bewegt wird. Allerdings kann dar erste erhaltene Quotient auch außerhalb der vorgegebenen Grenzen liegen. Der Komparator ist daher so ausgebildet, daß er das Teilersignal ändert, wenn der Quotient außerhalb der vorgegebenen Grenzen liegt, und zwar derart, daß der resultierende Quotient wieder innerhalb der Grenzen liegt. Zweck« mäßigerweise verwendet man hierzu analoge oder digitale Rechenverfahren, wobei das Quotienten- und ^eilersignal in Digitalspeichern gespeichert werden kann und der Komparator das Teilersignal abändert. Wie bereits erwähnt, eignet sich die erfindungsgemäße Anordnung für ein Walzwerk, wobei die Sägeeinrichtung an das Walzwerk angeschlossen ist. Die Sägeeinrichtung kannunabhängig in Betrieb genommen werden, um beispielsweise einen nicht einwandfrei bearbeiteten Abschnitt einesWerkstücks zu entfernen, oder dieAnordnung auf Handsteuerung umschalten zu können.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines AusführunESbeispiels anhand der B^ Figur.

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'. Figur zeigt in schaubildlicher Darstellung ein Walzwerk mit Walzen 50 und 51 durch die ein Werkstück 52 in der dargestellten Richtung gewalzt wird« wobei das Material auf einer Walzenstraße 53 gegen einen Anschlag Jk transportiert wird. Neben der Walzenstraße 53 ist ein konventioneller Laser VJ angeordnet» welcher einen kohärenten Lichtstrahl auf die Oberfläche des Werkstücks 52 richtet. Der an sich bekannte Laser ist so angeordnet» daß er einen Lichtstrahl schräg zur Bewegungsebene auf das Werkstück richtet, so daß in dem vom Werkstück reflektierten Licht eine FrequenzverSchiebung auftritt. Der schematisch dargestellte Laser weist einen einzigenFrequenzoszillator 18 und eten Empfänger 19 auf^ welcher das vom ausgewalzten _; Material reflektierte Licht empfänkt. Der Mischer- 20 empfänkt sowohl das ausgestrahlte als auch 'das reflektierte Licht und erzeugt ein Schwebungsfrequenz-Ausgangssignal» das der Geschwindigkeit des Werkstücks 52 entspricht. Das

wird

ASchwebungsfrequenz-Signal/auf einen Diskriminator 21 gegeben» welcher ein Gleichspannungsausgangssignal erzeugt, dessen Amplitude der Geschwindigkeit- des sich am Laser Y] vorbeibewegenden Werkstücks entspricht.

Das Gleichspannungssignal wird durch einen Integrator 38 während des gesamten Vorbeilaufs des langgestreckten Werkstücks am Laser 17 vorbei integriert. Mittels einer Steuerung 56 speist der Integrator 38 das integrierte Signal über eine Torschaltung 55 in einen Digitalspeicher 57 ein. Das

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integrierte Ausgangssignal des Integrators 38 wird dabei durch die Steuerung % in entsprechende digitale Signale umgesetzt. Gleichzeitig speist ein Mehgenspeicher 59 sein Ausgangssignal über eine Torschaltung 8ü in den einen Eingang eines Devisors 60 ein* Der Ausgang des Speichers 57 ist über eine Torschaltung 6l mit dem anderen Eingang des Devisors 60 verbunden. Die Steuerung 56 gibt ein Öffnungssignä^uf die Tor schaltungen 5% 8o und 6l (auf die letztere über eineODER-Sohaltung 78). Der Devisor 60 führt eine digitale Division durch und vergleicht das damit erhaltene Digitalsignal mit zwei Signalen von einer die Werkstück länge steuernden Einrichtung63« Diese Signale stellen die maximal zulässigen Grenzen dar, innerhalb derer die Schnitt-' länge des Materials liegen muß. Wenn der Viert des Quoteienten- ^: signals innerhalb der Werte der Grenzsignale liegt, öffnet der Komparator 62 Tor schaltungen 6*+ und 65» um das Quotienten- und das Mangensignal zu einer Positionsseteuereinrichtung ■■ bzw. einem Mengenspeicher 67 (der in einer Schneideinrichtung 68 angeordnet ist) zu führen. Wann die Steuerung bzw. Speicher 66 und 67 mit diesen Signalen gespeist werden, öffnet si cn eine Torschaltung 75 und eli leitet ein Signal zu einem Steuerventil 69, Hierdurch wird über eine hydraulisch betätigbare Ramme 7I der Anschlag 5¹+ samt Material 52 a'if der Walzenstraße 53 transportiert*' bis der Abstand zwischen den Anschlag und einer Säge 73 dem Quotfentensignal entspricht. Zu diesem ZweQk wird die Stellung des Anschlags durch den Integrators 72 ermittelt, der die vom Umfang einer Walze

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85 zurückgelegte Länge integriert und ein Digitalsignal (gewöhnlich in Gray code) liefert, welches dem Abstand zwischen dem Anschlag 5*f und der Säge 73 entspricht. Da die Säge ■feststeht, kann dies in einfacher Weise durch einen die Ausgangsstellung bestimmenden Signalspeicher und einen Subtraktor im Integrator 72 erreicht werden. Das Positions-

signal des Integrators 72 wird im Speicher 66 mittels eines einfachen digitalen !Comparators verglichen. Wenn das Positionssignal und das im Speicher 66 gesicherte Signal gleich sind, räumt der Komparator den Speicher. Die Torsehaltung75 wird hierauf geschlossen und der Ansdilag . 5*t setzt sich in Bewegung. Die Torschaltung 75 führt der Schneidvorrichtung 68 ein Steuersignal zu, wodurch die Säge 73 zur 2erteilung des Materials 52 quer zum Träger· bewegt wird. Wenn der Echneidvorgang beendet ist, wird die Sägezurückgezogen und die Schneidvorrichtung leitet ein Impuls-förmiges Signal zu einer Torschaltung 68 und dem Speicher 67« um die die gespeicherte Zahl bis auf 1 zu reduzieren· Der Speicher 67 zählt normalerweise in beiden Richtungen. Solange im Speicher eine Zahl gespeichert ist, wird eiaßi ein Signal zum anderen Eingang der Torschaltung 86 geleitet. Hierdurch wird bei Beginn des Sclmeiövorganges Über die Torschaltung 86 ein Signal zu einem Motor Qk geführt, welcher (nicht dargestellte) Hilfsualzen antreibt, um den Rest des lierkstüc^s 52 bis an den/Anschlag heranzuschieben. "Tach einer bestimmten Zeit, innerhalb der die "Walzen dr.s l-iaterlal ge£en den Anschlag geschoben haben,

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wird die Schneidvorrichtung wieder in Täti£keit gesetzt» . wenn dies nicht durch eine fehlende Zahl im Speieher 67 j" verhindert wird; für diesen Zweck ist ein geeignetes (nicht dargestelltes) Gatter vorgesehen. Offensichtlich ist der Speicher. 67 so ausgelegt, daß er (n - 1) Informationen speichert, wenn nTeilstücke gefordert werden. Der Schneidvorgang wird solange fortgesetzt, bis die Zahl der Informationen im Speicher 67 auf Null abgesunken ist. In diesem Zeitpunkt erzeugt der Speicher für den Integrator 38 den Speicher 57* die Polschaltungen 55 und 80 und das Steuerventil 69 Signale, wobei die Ramme 70 in ihre* Ausgangsstellung zurückkehrt. Die Anordnung ist dann für ein weiteres* langgestrecktes Werkstück betriebsbereit. Wenn das Quotientensignal außerhalb der durch die Einrichtung 63 geeetzten Grenzen liegt, bleiben die Torschaltungen 6h und 65 in ihrem geschlossenen Zustand, während die Steuerung 62 einen Impuls auf die eine zweier Leitungen 76 und 77 geben, der zum gespeicherten Wert des Speichers 59 addiert oder von diesem subtrahiert wird. Diesjiängt davon ab, ob das Quotientensignal über oder unter den gewünschten Bereich liegt. Die torschaltung 6l wird über eine ODER-Schaltung 78 wieder geöffnet, um wiederum die Kalkulation in Gang zu setzen, die solange wiederholt wird, bis die richtif.e Anzahl von Teilstücken ermittelt ist.

Die Mengen- und (.-,,uotientensignale werden zur Darstellung der Menge und Länge der zu schneidenden Stücke auf eünzelge-

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j ^richtungen 81 und 82 gegeben. Die Angabe der Menge wird zunächst durch die handbetatigbare Vorrichtung 81 in den Speicher 59 eingespeist.

Es kann zweckmäßig sein» zijm Transport des Materials 52 den Anschlag 5*+ zu verwenden. Es ist auch möglicht der wiedergeöffneten Torschaltung 6k zum Betrieb der Schneidvorrichtung ein Signal zuzuführen» um eine entsprechende Zahl im Speicher 66 zu speichern, so daß die Torschaltung 75 geöffnet und die Ramme in Betrieb gesetzt werden kann. Bei einer derartigen Anordnung muß der Integrator in bestimmten Intervallen Signale abgeben, deren Abstand einer vom Werkstück zurückgelegten Wegstrecke entsprfcht. Der Sepeicher 62 speichert Informationen beider Richtungen. Die Torschaltung 75% schließt siqh, wenn die Anzahl der im Speicher gespeicherten Informationen auf Null abgesunken

ist. :

'- Patentansprüche -

SAD

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Claims

Patentansprüche:

Anordnung zum Schneiden eines langgestreckten Werkstücks unbekannter Länge in eine Vielzahl von Stücken gleicher Länge, wobei die Länge der Stücke innerhalb vorgegebener oberer und unterer Grenzen liegen muß» insbesondere zum Schneiden von langgestreckten, in einem Walzwerk hergestellten Barren« gekennzeichnet durch einen Laser (I7), welcher einen kohärenten Lichtstrahl % schräg auf das, Werkstück (52) richtet» durch einen das vom Werkstück reflektierten Licht aufnehmenden Empfänger (19) und einen Schaltkreis (20,21), welcher ein der Frequenzdifferenz zwischen dem auf das Werkstück gestrahlte und von diesem reflektierte Licht propertionales Signal liefert, durch einen Integrator (38) zur Integrierung des Ausgangssignals während des gesamten Vorbeilaufs des Werkstücks am Laser (17), durch einen Divisor (60), welcher das Ai^sgangssignal durch einen der möglichen Anzahl von Sägen (73)} entsprechenden Teiler teilt, wobei die Sägen das Werkstück in den Quotienten aus dem integrierten Signal dem Teilerlsignal entsprechenden Intervallen durchschneiden und durchweinen Komparator (62), welcher das Schneiden des Werkstücksj nur dann ermöglicht, wenn der Quotient innerhalb der vorgegebenen Grenzen liegt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Komparator (62) den Taller ändert, wenn der. Quotient außerhalb der Grenzen liegt, derart, daß ein folgender

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Quotient durch Verwendung des geänderten Quotienten innerhalb d er Grenzen liegt.

3· Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch

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einen Speicher (SJ für das Vuotienintensignal und durch eine Lökalislerungseinrichtung (75·71·5¹*)· weiche auf das gespeicherte Quotlentensignal anspricht» und das Werkstück (52) In Bezug auf die Säge (73) in eine solche Stellung bringt, daß das erste abgeschnittene Stück eine dem Quotlentensignal entsprechende Länge besitzt.

¹U Anordnung nach Anspruch 3· dadurch gekennzeichnet« daß die Säge (73) aufeinanderfolgend Stücke schneidet und das Werkstück zwischen den Schnitten zur Lokalisierungseinrichtung (75%71«5¹O geführt ist, so daß gleichlange Stückge geschnitten werden« '

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