DE1538434C - Elektrische Regeleinrichtung fur eine Anordnung zum Schneiden eines langgestreck ten Werkstuckes beliebiger Lange - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Das vom Laserausgang erhaltene Geschwindig-,

Regeleinrichtung für eine Anordnung zum Schneiden keitssignal ergibt durch Integrierung ein Maß der

eines langgestreckten Werkstücks beliebiger Länge in gesamten Länge des Werkstücks. In der Anordnung

eine Vielzahl von Stücken gleicher Länge, die inner- ist normalerweise eine Einrichtung vorgesehen,

halb vorgegebener oberer und unterer Grenzen 5 welche das Quotientensignal mit Signalen, welche

liegen muß, unter Verwendung einer fotoelektrischen den vorgegebenen Grenzen entsprechen, vergleicht,

Meßeinrichtung, insbesondere zum Schneiden von wobei der genannte Komparator die Schneideinrich-

langgestreckten, in einem Walzwerk hergestellten tung sperrt, wenn das Quotientensignal außerhalb

Barren. Eine derartige Anordnung eignet sich vor- der vorgegebenen Grenzen liegt. Bei dieser Anord-

zugsweise für die Steuerung von Herstellungsvor- io nung kann das Teilersignal so voreingestellt werden,

gangen, bei denen die Geschwindigkeit oder die daß sich ein erster (Prüf-)Quotient ergibt, durch den

Länge des Werkstücks während des Herstellungs- die ungefähre Länge des langgestreckten Werkstücks

Vorgangs nicht durch Kontaktgabe mit dem Werk- in Rechnung gestellt werden kann. Da die vorgege-

stück bestimmt werden kann; dies ist beispielsweise bene Länge, in die das Werkstück geschnitten werden

der Fall, wenn das Werkstück zu heiß oder zu zer- 15 kann, innerhalb definierter Grenzen liegt, ist jede

brechlich ist. spezielle Länge des Werkstücks ohne Ausfall mög-

Schneidanordnungen, wie sie hier geregelt werden lieh, wenn eine Anzahl von Werkstücken zu schneisollen, finden sich z. B. in den letzten Stufen eines den ist und die geforderten Grenzen so weit ausWalzwerks, wo das gewalzte Material gegen einen einander liegen, daß der Schneidvorgang möglich ist. Anschlag gebracht wird und dann in Stücke der 20 Fällt daher der erhaltene Quotient in die Grenzen, gewünschten Länge geschnitten wird. so kann der Antrieb einen Anschlag in eine Stellung

Bisher bekannte Anordnungen in dieser Art haben bringen, in der der Abstand zwischen diesem An-

den Nachteil, daß die zum Durchschneiden des schlag und der Säge dem Quotientensignal entspricht,

langgestreckten Werkstücks verwendete Schneidein- Das am Anschlag anliegende Werkstück kann dann

richtung eine Serie von Schnitten mit definiertem 25 in eine dem Quotientensignal entsprechende Anzahl

Abstand ausführt. Dabei kann ein beträchtlicher von Längen geschnitten werden, wobei die abge-

Ausfall auftreten, wenn das fertige Stück des Werk- schnittenen Teile weggeführt werden und das noch

Stücks kürzer als gefordert ist. nicht geschnittene Teil in der Zeit zwischen den

Es ist bereits eine digitale Schnittbettsteuerung Schnitten gegen den Anschlag bewegt wird. Allerfür Kühlbettscheren bekannt, die zur Wegerfassung 30 dings kann das erste erhaltene Quotient auch außereinen Impulsgeber verbunden mit einer fotoelektri- halb der vorgegebenen Grenzen liegen. Der Kompaschen Meßeinrichtung benutzt, die zur Eichung des rator ist daher so ausgebildet, daß er das Teilersignal Impulsgeber dient. Die Meßeinrichtung benötigt ändert, wenn der Quotient außerhalb der vorgegebeeine Reihe von Fotozellen, deren Fehler sich addie- nen Grenzen liegt, und zwar derart, daß der resulren und gleichfalls zu Ausschuß führen. . 35 tierende Quotient wieder innerhalb der Grenzen liegt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Regeleinrich- Zweckmäßigerweise verwendet man hierzu analoge

tung zu schaffen, die eine Anordung ermöglicht, oder digitale Rechenverfahren, wobei das Quotien-

durch die ein langgestrecktes Werkstück automatisch ten- und Teilersignal in Digitalspeichern gespeichert

in Stücke geschnitten werden kann, deren Länge in werden kann und der Komparator das Teilersignal

vorgegebenen Grenzen liegt, wobei ein minimaler 40 abändert. Wie bereits erwähnt, eignet sich die erfin-

Ausschuß auftritt. . dungsgemäße Anordnung für ein Walzwerk, wobei

Diese Aufgabe wird bei einer elektrischen Regel- die Sägeeinrichtung an das Walzwerk angeschlossen

einrichtung der eingangs genannten Art dadurch ist. Die Sägeeinrichtung kann unabhängig in Betrieb

gelöst, daß ein Lasersender vorgesehen ist, welcher genommen werden, um beispielsweise einen nicht

einen kohärenten Lichtstrahl schräg auf das Werk- 45 einwandfrei bearbeiteten Abschnitt eines Werkstücks

stück richtet, und daß ferner ein das vom Werkstück zu entfernen oder die Anordnung auf Handsteuerung

reflektierte Licht aufnehmender Empfänger vorge- umschalten zu können.

sehen ist, dessen Ausgang mit einem Diskriminator- Weitere Einzelheiten der Erfindung, die Gegen-

Schaltkreis verbunden ist, welcher ein der Frequenz- stand der Patentansprüche sind, ergeben sich aus der

differenz zwischen dem auf das Werkstück gestrahlten 50 Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand

und von diesem reflektierten Licht und somit der der Figur.

Werkstückgeschwindigkeit proportionales Signal Die Figur zeigt in schaubildlicher Darstellung ein liefert, das zur Integrierung des Ausgangssignals Walzwerk mit Walzen 50 und 51, durch die ein Werkwährend des gesamten Vorbeilaufs des Werkstücks stück 52 in der dargestellten Richtung gewalzt wird, am Lasersender einem Integrator zugeführt ist, des- 55 wobei das Material auf einer Walzenstraße 53 gegen sen Ausgangssignal einer Dividierschaltung züge- einen Anschlag 54 transportiert wird. Neben der führt ist, die dieses durch einen der möglichen Walzenstraße 53 ist ein konventioneller Laser-Sender Anzahl von Stücken gleicher Länge entsprechenden 17 angeordnet, welcher einen kohärenten Lichtstrahl Teiler teilt, deren Ausgangssignal einem Komparator auf die Oberfläche des Werkstücks 52 richtet. Der zugeführt ist, der derart mit der Steuerung einer Säge 60 Laser ist so angeordnet, daß er einen Lichtstrahl verbunden ist, daß das Werkstück in Intervallen schräg zur Bewegungsebene auf das Werkstück 52 durchgeschnitten wird, die dem Quotienten aus dem richtet, so daß in dem vom Werkstück reflektierten integrierten Signal und dem Teilersignal entsprechen Licht eine Frequenzverschiebung auftritt. Der sche- und dem als Vergleichssignal die vorgegebenen matisch dargestellte Laser weist einen einzigen Freoberen und unteren Grenzen derart eingegeben sind, 65 quenzoszillator 18 und einen Empfänger 19 auf, daß er das Schneiden des Werkstücks nur dann welcher das vom ausgewalzten Material reflektierte freigibt, wenn der Quotient innerhalb der vorgegebe- Licht empfängt. Der Mischer 20 empfängt sowohl nen Grenzen liegt. das ausgestrahlte als auch das reflektierte Licht und

erzeugt ein Schwebungsfrequenz-Ausgangssignal, das der Geschwindigkeit des Werkstücks 52 entspricht. Das Schwebungsfrequenz-Signal wird auf einen Diskriminator 21 gegeben, welcher ein Gleichspannungsausgangssignal erzeugt, dessen Amplitude der Geschwindigkeit des sich am Laser-Sender 17 vorbeibewegenden Werkstücks entspricht.

Das Gleichspannungssignal wird durch einen Integrator 38 während des gesamten Vorbeilaufs des langgestreckten Werkstücks am Laser-Sender 17 vorbei integriert. Über einen Analog-Digital-Umsetzer 56 speist der Integrator 38 das integrierte Signal über eine Torschaltung 55 in einen Digitalspeicher 57 ein. Gleichzeitig speist der Anzahl-Speicher 59 sein Ausgangssignal über eine Torschaltung 80 in den einen Eingang einer Dividierschaltung 60 ein. Der Ausgang des Speichers 57 ist über eine Torschaltung 61 mit dem anderen Eingang der Dividierschaltung 60 verbunden. Der Analog-Digital-Umsetzer 56 gibt ein Öffnungssignal auf die Torschaltungen 55, 80 und 61 (auf die letztere über eine ODER-Schaltung 78). Die Dividierschaltung 60 führt eine digitale Division durch und vergleicht das damit erhaltene Digitalsignal mit zwei Signalen von einer die Werkstücklänge steuernden Einrichtung 63. Diese Signale stellen die maximal zulässigen Grenzen dar, innerhalb derer die Schnittlänge des Materials liegen muß. Wenn der Wert des Quotientensignals innerhalb der Werte der Grenzsignale liegt, öffnet der Komparator 62 Torschaltungen 64 und 65, um das Quotienten- und das Anzahl-Signal zu einer Positionssteuereinrichtung 66 bzw. einem die Anzahl der Schnitte speichernden Speicher 67 (der in einer Schneideinrichtung 68 angeordnet ist) zu führen. Wenn die Steuerung bzw. Speicher 66 und 67 mit diesen Signalen gespeist werden, öffnet sich eine Torschaltung 75 und leitet ein Signal zu einem Steuerventil 69. Hierdurch wird über eine hydraulisch betätigbare Ramme 71 der Anschlag 54 samt Material 52 auf der Walzenstraße 53 transportiert, bis der Abstand zwischen dem Anschlag und der Säge 73 dem Quotientensignal entspricht. Zu diesem Zweck wird die Stellung des Anschlags durch den Integrator 72 ermittelt, der die vom Umfang einer Walze 85 zurückgelegte Länge integriert und ein Digitalsignal (gewöhnlich im Gray-Code) liefert, welches dem Abstand zwischen dem Anschlag 54 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 Positionssignal des Integrators 72 wird im Speicher 66 mittels eines einfachen digitalen Komparators verglichen. Wenn das Positionssignal und das im Speicher 66 gespeicherte Signal gleich sind, löscht der Komparator den Speicher. Die Torschaltung 75 wird hierauf geschlossen, und der Anschlag 54 setzt sich in Bewegung. Die Torschaltung 75 führt der Schneidvorrichtung 68 ein Steuersignal zu, wodurch die Säge 73 zur Zerteilung des Materials 52 quer zum Träger bewegt wird. Wenn der Schneidvorgang beendet ist, wird die Säge zurückgezogen, und die Schneidvorrichtung leitet ein impulsförmiges Signal zu einer Torschaltung 68 und dem Speicher 67, um die gespeicherte Zahl bis auf 1 zu reduzieren. Der Speicher 67 zählt normalerweise in beiden Richtungen. Solange im Speicher eine Zahl gespeichert ist, wird ein Signal zum anderen Eingang der Torschaltung 86 geleitet. Hierdurch wird bei Beginn des Schneidvorganges über die Torschaltung 86 ein Signal zu einem Motor 84 geführt, welcher (nicht dargestellte) Hilfswalzen antreibt, um den Rest des Werkstücks 52 bis an den Anschlag heranzuschieben. Nach einer bestimmten Zeit, innerhalb der die Walzen das Material gegen den Anschlag geschoben haben, wird die Schneidvorrichtung wieder in' Tätigkeit gesetzt, wenn dies nicht durch eine fehlende Zahl im Speicher 67 verhindert wird; für diesen Zweck ist ein geeignetes (nicht dargestelltes) Gatter vorgesehen. Der Speicher 67 ist so ausgelegt, daß er (n — 1) Informationen speichert, wenn «Teilstücke gefordert werden. Der Schneidvorgang wird so lange 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 Torschaltungen 55 und 80 und das Steuerventil 69 Rückstell-Signale, wobei die Ramme 71 in ihre Ausgangsstellung zurückkehrt. Die Anordnung ist dann für ein weiteres langgestrecktes Werkstück betriebsbereit. Wenn das Quotientensignal außerhalb der durch die Einrichtung 63 gesetzten Grenzen liegt, bleiben die Torschaltungen 64 und

65 in ihrem geschlossenen Zustand, während der Komparator 62 einen Impuls auf die eine zweier Leitungen 76 und 77 gibt, der zum gespeicherten Wert des Speichers 59 addiert oder von diesem subtrahiert wird. Das Vorzeichen hängt davon ab, ob das Quotientensignal über oder unter dem gewünschten Bereich liegt. Die Torschaltung 61 wird über eine ODER-Schaltung 78 wieder geöffnet, um wiederum die Kalkulation in Gang zu setzen, die so lange wiederholt wird, bis die richtige Anzahl von Teilstücken ermittelt ist.

Die Anzahl- und Quotientensignale werden zur Darstellung der Anzahl und Länge der zu schneidenden Stücke auf Anzeigevorrichtungen 81 und 82 gegeben. Die Angabe der Anzahl wird zunächst durch eine Hand-Eingabevorrichtung 83 in den Speicher 59 eingespeist.

Es kann zweckmäßig sein, zum Transport des Materials 52 den Anschlag 54 zu verwenden. Es ist auch möglich, der wiedergeöffneten Torschaltung 64 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 entspricht. Der Speicher 62 speichert Informationen beider Richtungen. Die Torschaltung 75 schließt sich, wenn die Anzahl der im Speicher gespeicherten Informationen auf Null abgesunken ist.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektrische Regeleinrichtung für eine Anordnung zum Schneiden eines langgestreckten Werkstücks beliebiger Länge in eine Vielzahl von Stücken gleicher Länge, die innerhalb vorgegebener oberer und unterer Grenzen liegen muß, unter Verwendung einer fotoelektrischen Meßeinrichtung, insbesondere zum Schneiden von langgestreckten, in einem Walzwerk hergestellten Barren, dadurch gekennzeichnet, daß ein Laser-Sender (17) vorgesehen ist, welcher einen kohärenten Lichtstrahl schräg auf das

Werkstück (52) richtet, und daß ferner ein das vom Werkstück (52) reflektierte Licht aufnehmender Empfänger (19) vorgesehen ist, dessen Ausgang mit einem Diskriminator-Schaltkreis (20, 21) verbunden ist, welcher ein der Frequenzdifferenz zwischen dem auf das Werkstück gestrahlten und von diesem reflektierten Licht und somit der Werkstückgeschwindigkeit proportionales Signal liefert, das zur Integrierung des Ausgangssignals während des gesamten Vorbeilaufs des Werkstücks am Laser-Sender (17) einem Integrator (38) zugeführt ist, dessen Ausgangssignal einer Dividierschaltung zugeführt ist, die dieses durch einen der möglichen Anzahl von Stücken gleicher Länge entsprechenden Teiler teilt, deren Ausgangssignal einem Komparator (62) zugeführt ist, der derart mit der Steuerung (66, 67, 68) einer Säge (73) verbunden ist, daß das Werkstück in Intervallen durchgeschnitten wird, die dem Quotienten aus dem integrierten Signal und dem Teilersignal entsprechen und dem als Vergleichssignal die vorgegebenen oberen und unteren Grenzen derart eingegeben sind, daß er das Schneiden des Werkstücks (52) nur dann freigibt, wenn der Quotient innerhalb der vorgegebenen Grenzen liegt.

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teiler durch den Komparator (62) veränderbar ist, wenn der Quotient außerhalb der Grenzen liegt, derart, daß ein folgender Quotient durch Verwendung des geänderten Quotienten innerhalb der Grenzen liegt.

3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speicher (66) für das Quotientensignal vorgesehen ist, der mit einem Antrieb (75, 71, 54) zur Verstellung der Lage des Werkstücks verbunden ist, der das Werkstück (52) in bezug auf die Säge (73) in eine solche Stellung bringt, daß das erste abgeschnittene Stück eine dem Quotientensignal entsprechende Länge besitzt.

4. Regeleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Antrieb (75, 71, 54) ein Anschlag (54) verstellbar ist und das Werkstück zwischen den Schnitten der aufeinanderfolgend Stücke schneidenden Säge (73) zum Anschlag (54) geführt ist, derart, daß gleich lange Stücke geschnitten werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen