DE2005213A1 - Walzblechbreitenmeßvorrichtung - Google Patents

Description

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GENERAL ELECTRIC COMPANY, Schenectady, N.Y. VStA

Walzblechbreitenmeßvorrichtung

In einem Reversierblechwalzwerk werden kurze und dicke Brammen in mehreren Vorwärts- und Rückwärtsdurchgängen, sogenannten Stichen,-durch ein einziges Walzgerüst dün- ,· ner und länger gewalzt. Bei einem typischen Blechwalz-_t werk werden Brammen mit verschiedenen metallurgischen Zusammensetzungen nacheinander, auf verschiedene Fertigmaße gewalzt, so daß bei jeder Bramme ein anderes Walzprogramm (Folge von Walzbefehlen) eingestellt werden muß. Um die Möglichkeit zu verringern, daß ein falsches Walzprogramm. verwendet wird, können die Dicke · f| und Breite, jeder Bramme gemessen werden, um zu prüfen, ob diese Abmessungen innerhalb bestimmter Grenzen mit den programmierten Brammenidentifizierungsdaten übereinstimmen. Wenn die Identität, d.h. die Übereinstimmung. von Bramme und Identifizierungsteil eines Walzprogramms feststeht, kann der eigentliche Walzvorgang beginnen.

Die Einzelheiten des Walzvorgangs ändern sich mit dem Betrag,/um den die Dicke der Bramme verringert werden soll, und mit dem Aufbau des Walzgerüsts. Im allgemeinen wird die Bramme jedoch in einer Folge von Querstichen bis auf einen für die Sollbreite gehaltenen

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Wert gewalzt und dann auf einem Drehtisch um 90° gedreht. Dann wird die Breite der Bramme gemessen. V/enn die Bramme Untermaß aufweist, wird sie nochmals um 90° gedreht und ihre Breite in einem oder mehreren zusätzlichen Querstichen erhöht. Sobald die Bramme auf die gewünschte Breite gewalzt ist, wird sie wieder um 90° gedreht und bis auf die gewünschte Dicke gewalzt.

Um die Dicke der Bramme bei der Identitätsprüfung vor dem Y/alzen und während der Querstiche zu messen, ist eine Breitenmeßvorrichtung erforderlich. Es ist zwar möglich, mit bekannten Breitenmeßvorrichtungen die Breite zu messen, doch haben diese Meßvorrichtungen den Nachteil, daß sie für die beschriebene Umgebung nicht besonders geeignet sind. Eine extreme Meßgenauigkeit ist hierbei nicht so kritisch wie die Haltbarkeit bei Umwelteinflüssen, wie starke Hitze, Erschütterung und Verschmutzung der Luft, wenn man mit einem geringen, kostensparenden Aufwand auskommen will.

Nach der Erfindung wird dies durch Verwendung von Blechseitenführungen erreicht, die durch eine Antriebsvorrichtung in Richtung aufeinanderzubewegt werden können. Die Meßvorrichtung enthält eine erste an die Antriebsvorrichtung angeschlossene Vorrichtung, die ein Signal erzeugt, das anzeigt, daß die Antriebsvorrichtung überlastet zu sein scheint. Eine zweite an mindestens eine der Seitenführungen angeschlossene Vorrichtung überwacht die Bewegungen der Seitenführungen und erzeugt ein weiteres Signal bei der Geschwindigkeit Null, \ieun die beiden Signale eine vorbestimmte Zeitlang gleichzeitig auftreten, erzeugt eine dritte Vorrichtung ein Signal, das anzeigt, daß die Seitenführungen an den sich gegenüberliegenden Rändern der Bramme angeschlagen sind. Nach dem Auftreten dieses zuletzt erwähnten Signals erzeugt eine vierte Vorrichtung ein Signal, das den Abstand der Seitenführungen, und mithin die Brammenbreite, darstellt.

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Die Erfindung und ihre Weiterbildungen sind in den Ansprüchen gekennzeichnet. -

Sie werden im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.

In Fig. 1 sind konstruktive Einzelheiten eines Blechwalzwerks, in vereinfachter Form zusammen mit einem Blockschaltbild einer nach der Erfindung ausgebildeten 'Breitenmeßvorrichtung dargestellt.

Fig. 2 ist eine teilweise schematische Darstellung eines Seitenführungslagefühlers für mechanisch verbünde . ne Seitenführungen.

Fig. 3 ist ein Blockschaltbild des Übertragungssignalerzeugungsteils-einer Breitenmeßvorrichtung und

Fig. 4 ist ein Blockschaltbild eines Überlastungsfühlers für eine Seitenführungsantriebsstrecke mit einer Friktionskupplung.

Nach Fig. 1- liegt eine Bramme 10 auf einem Walztisch- 12 eir.es Blechwalzwerks mit einem Walzgerüst, von dem nur zwei- Walzen 14 und 1.6' dargestellt sind. Zwei herkömmliche Seitenführungen' 18 und 20 auf dem Walztisch 12 werden vorzugsweise vom selben Antrieb über ein Getriebe mit einem Ritzel 22, das eine mit der Seitenführung 18 verbundene Zahnstange 24 in der einen und eine zweite mit der Seitenführung 20 verbundene Zahnstange 26 in der anderen Richtung antreibt, synchron aufeinanderzu oder voneinanderweg~bewegt. Das Ritzel 22 wird von einer Antriebsvorrichtung 28 angetrieben, die vorzugsweise einen ' elektrischen Antriebsmotor und ein Drehzahluntersetzungsgetriebe enthält. Die Geschwindigkeit und Lage der Seitenführungen 18 und 20 wird durch Fühler abgetastet, die mit dem

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Ritzel 22 über ein kleineres Zahnrad 32 in Verbindung stehen. Ein Antriebsüberlastungsfühler 34 ist mit der Antriebsvorrichtung 28 verbunden, während ein Seitenführungslagefühler 36 und ein Seitenführungsgeschwindigkeitsfühler 38 mechanisch mit dem Zahnrad 32 verbunden sind. Der Seitenführungsgeschwindigkeitsfühler 38 und der Antriebsüberlastungsfühler 34 sind mit einem Übertragungssignalgenerator 40 verbunden, der unter bestimmten Umständen einen Übertragungsimpuls erzeugt, um die Übertragung eines Lagesignals zu einer Auswertevorrichtung 42 zu gestatten. Die nur als Blöcke dargestellten Vorrichtungen können in verschiedener Weise ausgebildet sein. Bevorzugte Ausführungsformen werden φ an Hand der Figuren 2 bis 4 beschrieben.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Meßvorrichtung ist folgende: Während sich die Bramme 10 auf dem Walztisch 12 entlang in den Bereich zwischen den Seitenführungen 18 und bewegt, sind die Seitenführungen auf ihren größten Abstand eingestellt. Nachdem die Bramme 10 von Hand oder selbsttätig über (nicht dargestellte) Antriebswalzen, die sich in dem Walztisch 12 befinden, in die richtige Lage gebracht worden ist, wird die Antriebsvorrichtung 28 je nach der Betriebsart des Walzwerks von Hand oder selbsttätig eingeschaltet. Eine (selbsttätige) Regelung der Brammenlage läßt sich mit Hilfe von Heißmetall- oder anderen Fühlern durchführen, wobei die-™ se die Bramme in die Richtige Lage führen.

Wenn die Antriebsvorrichtung 28 das Ritzel 22 antreibt, treiben die Zahnstangen 24 und 26 die Seitenführungen 18 und in Richtung auf die Mittellinie des Walzwerks an. Während sich die Seiteriführungen 18 und 20 aufeinanderzu-bewegen, überwacht der Antriebsüberlastungsfühler 34 den Zustand der Antriebsvorrichtung 28 auf eine Überlastung. Eine genaue Definition des Begriffs Überlastung hängt vom speziellen Aufbau der Antriebsvorrichtung 28 ab. Generell kann man darunter jedoch einen Zustand verstehen, in dem die Belastung der An-

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triebsvorrichtung vorbestimmte Grenzwerte überschreitet. Diese Grenzwerte können wesentlich geringer als die maximale Belastung sein, auf die die Antriebsvorrichtung ausgelegt ist. Wenn eine Überlastung auftritt, gibt der Fühler 34 ein Freigabesignal an einen Eingang des Über«~ tragungssignalgenerators 40 ab. Die Geschwindigkeit, mit der sich die Seitenführungen 18 und 20 aufeinanderzu^bewegen, wird vom Geschwindigkeitsfühler 38 überwacht, der nur dann ein Freigabesignal abgibt, wenn die Geschwindigkeit der Seitenführungen Null ist.

Da die Geschwindigkeit der Seitenführungen 18 und 20 sowohl dann Null ist, bevor sie sich aufeinanderzubewegen, als. auch dann, wenn sie durch das gleichzeitige Anstössen an den Rändern der Bramme 10 blockiert sind, und da die Antriebsvorrichtung 28 überlastet werden kann, wenn sie das Trägheitsmoment der Seitenführungen überwindet oder wenn eine der Seitenführungen beginnt, die Bramme zu zentrieren oder zu dezentrieren, muß die Meßvorrichtung in der Lage sein, zwischen diesen falschen Blockierungs_r fällen und einem echten Blockierungsfall zu unterscheiden, in dem beide Seitenführungen die sich gegenüberliegenden Ränder der Bramme 10 berühren. Der Fall, daß die Geschwindigkeit Null und der Antrieb gleichzeitig überlastet ist, tritt beim Einschalten der Antriebsvorrichtung 28 nur kurzzeitig auf. Ein Verzögerungsglied im Übertra- -gungssignalgenerator 40 verhindert, daß die zu Anfang erzeugten Freigabesignale wirksam werden, indem das Ausgangssignal des Generators 40 solange gesperrt wird,' bis beide Freigabesignale eine längere.Zeit aufgetreten sind, als zu Anfang erzeugte Freigabesignale gleichzeitig auftreten würden. Nachdem sich die Seitenführungen in Bewegung gesetzt haben, tritt der Fall, daß die Geschwindigkeit gleichzeitig mit einer Überlastung des Antriebs Null ist, nicht eher wieder auf, als bis die Seitenführungen

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18 und 20 beide gegen die Bramme 10 gestoßen sind. In diesem Falle treten das Null-Geschwindigkeits-Freigabesignal und das Antriebsüberlastungs-Freigabesignal so lange gleichzeitig auf, daß der Generator 40 währenddessen ein Übertragungssignal erzeugen kann.

Wenn das Übertragungssignal erzeugt worden ist, wird der Inhalt des Seitenführungslagefühlers 36, der den Abstand der Seitenführungen 18 und 20 und mithin die Breite der Bramme 10 darstellt, zur Auswertevorrichtung 42 übertragen, bei der es sich beispielsweise um einen Walzwerksteuerungsrechner oder eine visuelle Anzeigevorrichtung für eine Bedienungsperson handeln kann. Das Übertragungssignal kann auch zur Auslösung eines Steuervorgangs verwendet werden, bei dem die Seitenführungen 18 und 20 zurückgezogen werden und der Seitenführungslagefühler 36 zur Vorbereitung der nächsten Breitenmessung zurückgesetzt wird.

Während der Branimenidentifizierungsprüfung und während des Breitenmeßvorgangs, der sich an die Querstiche anschließt, ist die erwartete Breite der Bramme 10 eine bekannte Größe, die in Verbindung mit dem Seitenführungslagefühler 36 zur Regelung der Geschwindigkeit verwendet werden kann, mit der sich die Seitenführungen 18 und 20 aufeinanderzubewegen. Wenn der Lagefühler 36 anzeigt, daß die Seitenführungen gleich gegen die Bramme 10 stossen werden, zumindest auf Grund der erwarteten Brammenbreite, kann eine an sich bekannte Motorregeleinrichtung die Drehzahl des Motors so weit verringern, daß weder die Bramme 10 noch die Seitenführungsantriebsbauteile bei dem Zusammenstoß zwischen Bramme und Seitenführung nicht beschädigt werden.

In Fig. 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines Seitenführungslagefühlers für diese Meßvorrichtung darge-

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stellt. Gleiche Bauteile sind in den Figuren 1 und 2 mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der Seitenführungslagefühler enthält einen Drehfeldgeber 44, dessen Rotor über das Zahnrad 32 vom Ritzel 22 angetrieben Wird. Wenn sich das Ritzel 22 dreht, ändern sich die relative Lage des Rotors und des Stators des Drehfeldgebers 44 und rufen ein Drehmoment in einem Drehfeldempfänger hervor, das daraufhin den Rotor des Drehfeldempfängers in die gleiche relative Lage in bezug auf dessen Stator bringt. Der Drehfeldempfänger 46, der vorzugsweise in einem vom Drehfeldgeber 44 entfernten Walzwerkssteuerraum angeordnet ist, ist fest mit einem Analog/Digital-Umsetzer verbunden, bei dem es sich vorzugsweise um einen Drehwinkelverschlüssler 48 handelt. Der Drehwinkelverschlüssler 48 enthält eine zylindrische Walze 50 mit mehreren in parallelen Ringen und binärcodiert angeordneten Kontakten auf der Oberfläche der Wälze. In der Nähe mehrerer Leseköpfe 52 ist an jeden parallelen Ring eine Spannung gelegt. Wenn die Drehwinkellage der Walze 50 durch den Drehfeldempfänger 46 geändert wird, werden über die binärcodierten Kontakte wählbar verschiedene Stromkreise zwischen der (nicht gezeigten) Spannungsquelle und den Leseköpfen geschlossen. Die von den Leseköpfen 52 abgegebenen Signale sind binärcodierte digitale Signale, die die Winkellage der Walze 50 und mithin den Betrag des von den Seitenführungen zurückgelegten Weges darstellen. Diese Signale werden einem Schieberegister 54 zugeführt, in dem sie so lange gespeichert werden, bis das Ubertragungssignal erzeugt wird.

Die den Inhalt des Schieberegisters 54 in die Übertragungsvorrichtung 42 übertragende Vorrichtung kann in an sich bekannter Weise ausgebildet sein, so daß eine ausführliche Beschreibung entfallen kann. Der Inhalt des Schieberegisters 54 kann unmittelbar die Brammenbreite

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darstellen, wenn man einen der Ausgangslage der Seitenführungen entsprechenden Wert in das Schieberegister setzt und dann den durch die Ausgangssignale des Drehwinkelverschlüsslers 48 dargestellten V/ert davon subtrahiert. In ähnlicher Weise können die Kontakte auf der Walze 50 des Drehwinkelverschlüsslers 48 so angeordnet und ausgebildet sein, daß sie unmittelbar die Brammenbreite darstellen.

Vorzugsweise wird das Breitenmeßgerät wiederholt im angeschlagenen Zustand geeicht. Wenn die Seitenführungen 18 und 20 so weit zusammengeführt werden können, bis sie aneinanderstoßen, kann der Inhalt des Schieberegisters' 54 entweder von Hand oder nach der Erzeugung eines Anschlagsignals selbsttätig auf Null eingestellt werden. Die Ausgangssignale des Drehwinkelverschlüsslers 48 können dann dazu verwendet werden, den Inhalt des Schieberegisters 54 direkt proportional zum Abstand der Seitenführungen von der im angeschlagenen Zustand eingestellten Null-Lage zu ändern. Wenn die Seitenführungen nicht vollständig miteinander in Berührung gebracht werden können, kann eine Bezugsbramme mit bekannter Breite zum Eichen der Einrichtung, wie oben beschrieben, verwendet werden. Der einzige Unterschied besteht dann darin, daß der Inhalt des Schieberegisters auf einen Wert eingestellt wird, der dieser bekannten Breite entspricht.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform einer Meßvorrichtung, die dann verwendet werden kann, wenn eine Antriebsvorrichtung 55 mit mindestens einer der Seitenführungen unmittelbar über eine aus Zahnstange und Ritzel bestehende Getriebeanordnung in Verbindung steht, von der nur das Ritzel 57 dargestellt ist. Bei dieser Ausführung ist der Antriebsüberlastungsfühler eine Strombegrenzungsschaltung 56, die nur dann ein Signal abgibt, wenn der durch

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die Antriebsvorrichtung 55 fließende Belastungsstrom einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, was als Anzeige dafür verwendet werden kann, daß der Motor überlastet wird, wenn die Seitenführungen gegen die sich gegenüberliegenden Ränder einer Bramme gedrückt werden. Die Bewegung der Seitenführungen wird durch ein Tachometer 58 überwacht, das von einem Zahnrad 53 angetrieben wird, das mit dem Ritzel 57 kämmt. Das Tachometeraus- gangssignal wird einer Zeitschaltung 59 zugeführt, die ein Freigabesignal erzeugt, wenn das Tachometer 58 eine vorbestimmte Zeitlang aufgehört hat, Drehzahl- bzw. Geschwindigkeitsanzeigeimpulse abzugeben. Dadurch zeigt sie an, daß die Seitenführungen stillstehen. Die Zeitschaltung 59 kann in an sich bekannter Weise ausgebildet sein. So kann die Schaltung 59 beispielsweise einen Unijunction Transistor mit einem Emitter-Basis-Kondensator, einem mit einer Ladequelle für den'Kondensator in Reihe liegenden Widerstand und einer Festkörper-Schaltvorrichtung zum Kurzschließen des Kondensators beim Auftreten jedes Geschwindigkeitsanzeigeimpulses enthalten. Wenn die Geschwindigkeit Null ist, lädt sich der kondensator weiterhin so lange mit einer Geschwindigkeit auf, die durch die RC-Zeitkonstante bestimmt ist, bis der Unijunction-Transistor in den leitenden Zustand gesteuert wird und einen Freigabesignalstrom über einen im Basiskreis des Transistors liegenden Widerstand leitet.

Die von der Strombegrenzungsschaltung 56 und der Zeitschaltung 59 abgegebenen Freigabesignale, die auch Durchschaltsignale genannt werden können, werden einem,UND-Glied 60 zugeführt, das nur so lange ein Signal abgibt,· wie die Schaltungen 56 und 59 ,gleichzeitig Freigabesignale abgeben. Dem UND-Glied 60 ist eine VerzögerungST schaltung 62 nachgeschaltet, die nur dann ein Übertragungssignal abgibt, wenn das ihrem Eingang zugeführte

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Signal eine vorbestimmte Zeitlang andauert. Wie bereits erwähnt wurde, ist die Verzögerungszeit so lang gewählt, daß falsche Übertragungssignale eliminiert werden, die nur kurzzeitig erzeugt werden, nämlich dann, wenn die Antriebsvorrichtung beim Anfahren, wenn die Geschwindigkeit Null ist, überlastet wird.

Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform für einen Antriebsüberlastungsfühler, der anstelle der Strombegrenzungsschaltung 56 nach Fig. 3 verwendet werden kann, wenn zwischen dem Antriebsmotor 68 und einem Drehzahluntersetzungsgetriebe 70 in der Antriebsvorrichtung für ein Ritzel 72, das ein Teil einer aus Zahnstange und Ritzel bestehenden Anordnung der oben beschriebenen Art bildet, eine Friktionskupplung 66 angeordnet ist. Ein Tachometer 74 mißt die Drehzahl der einen Kupplungsscheibe 76 der Kupplung 66, während ein zweites Tachometer 78 die Drehzahl der anderen Kupplungsscheibe 80 mißt. Bei Belastung stellt sich ein Schlupf zwischen der Kupplungsscheibe 80 und der Kupplungsscheibe 76 ein. Wenn die Drehzahldifferenz der beiden Kupplungsscheiben einen vorbestimmten Wert erreicht, erzeugt ein Schlupfbegrenzungsfühler 82 ein Uberlastungsanzeigesignal.

Die beschriebenen Ausführungsbeispiele können in vieler Hinsicht abgewandelt werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. So könnte es beispielsweise zweckmäßig sein, die beiden Seitenführungen unabhängig voneinander anzutreiben, so daß man für jede Seitenführung einen Lage-, Drehzahl- und Uberlastungsfühler benötigt, sofern die Seitenführun'gsantriebe nicht elektrisch synchronisiert sind. Ferner könnte der Drehwinkelverschlüssler'nach Fig. 2 durch einen Festkörper-Analog/Digital-Umsetzer ersetzt werden

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   ^ΙWalzblechbreitenmeßvorrichtung zur Verwendlang in einem Blechwalzwerk,

   d a d u r c h ge k e η ri ze i c h η e t , daß die Meßvorrichtung zwei Seitenführungen (18, 20) mit einer die Seitenführungen aufeinanderzubewegenden Antriebsvorrichtung (28) und eine das Breitenmeßergebnis auswertenden Vorrichtung (42), einen an die Antriebsvorrichtung (28) angeschlossenen Fühler (34), der bei Überlastung der Antriebsvorrichtung ein Signal abgibt, einen an mindestens eine der Seitenführungen angeschlossenen zweiten Fühler (38^ 32), der ein Signal abgibt, wenn die Seitenführung stillsteht, einen dritten Fühler (40), der dann, wenn der erste Fühler (34) und der zweite Fühler (38, 32) eine vorbestimmte Zeitlang gleichzeitig ein Signal abgeben, ein Übertragungssignal erzeugt _; und einen vierten Fühler (36) enthält, der den Abstand der Seitenführungen mißt und das Meßergebnis beim Auftreten des Übertragungssignals der Auswertevorrichtung (42) zuführt,

   2, Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ze ic h η .e t , daß der vierte Fühler einen Analog/Digital-Umsetzer, einen Drehfeldgeber, dessen Rotordrehbewegung direkt proportional der geradlinigen Bewegung der Seitenführungen folgte einen Drehfeldempfänger, dessen Stator elektrisch mit dem Stator des Drehfeldgebers und dessen Rotor mit dem Analog/Digital-Umsetzer verbunden ist, und ein Schieberegister zum Speichern des vom Umsetzer abgegebenen Signals enthält, wobei das Schieberegister an den dritten Fühler angeschlossen ist und auf ein Übertragungssignal dahingehend anspricht, daß es seinen Inhalt in die Auswertevorrichtung Überträgt.

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   3. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Friktionskupplung zwischen der Antriebsvorrichtung und einer Getriebeanordnung, über die die Seitenführungen aufeinanderzubewegt werden, angeordnet ist, daß der erste Fühler (34) eine belastungsempfindliche Schaltung ist, die eine erste drehzahlempfindliche Vorrichtung zum Messen der Drehzahl der einen Kupplungsscheibe der Frictionskupplung, eine zweite drehzahlempfindliche Vorrichtung zum Messen der Drehzahl der anderen Kupplungsscheibe der Friktionskupplung und eine die die Drehzahl anzeigenden Ausgangssignale der beiden drehzahlempfindlichen Vorrichtungen vergleichende Vorrichtung enthält, die beim'Auftreten einer vorbestimmten Drehzahldifferenz ein Überlastungsanzeigesignal abgibt.

   4. Meßvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die belastungsempfindliche Schaltung eine Strombegrenzungsschaltung (56) enthält, die bewirkt, daß nur dann ein Uberlastungsanzeigesignal erzeugt wird, wenn der durch den Antriebsmotor fließende Belastungsstrom einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet.

   w 5. Verfahren zum Messen der Breite eines in einem Blechwalzwerk gemessenen Bleches, unter Verwendung von Seitenführungen und einer die Seitenführungen aufeinanderzubewegenden Antriebsvorrichtung,
   dadurch gekennzeichnet, daß die Belastung der Antriebsvorrichtung auf das Auftreten einer Überlastung hin überwacht, die Geschwindigkeit, mit der sich die Seitenführungen aufeinanderzubewegen, auf das Auftreten der Geschwindigkeit Null hin überwacht werden, daß ein Übertragungssignal erzeugt wird, wenn eine Überlastung und ein Stillstand der Seitenführungen gleichzeitig eine vorbestimmte Zeitlang festgestellt werden, und daß der Abstand der Seitenführungen

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   in dem Augenblick gemessen wird, in dem das Übertragungssignal erzeugt wird.

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