DE2340636C3

DE2340636C3 - Einrichtung zum schrittweisen Ausziehen eines Stranges aus einer horizontalen Stranggießkokille

Info

Publication number: DE2340636C3
Application number: DE19732340636
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl.-Ing. 8500 Nuernberg Poesl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-08-10
Filing date: 1973-08-10
Publication date: 1980-04-24
Also published as: ATA565774A; DE2340636B2; JPS5044927A; CH570218A5; AT330391B; DE2340636A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung /um schrittweisen Ausziehen eines Stranges aus einer horizontalen Stranggießkokille, bei der mindestens ein die Ausziehrollen antreibender, schrittweise arbeitender Schrittmotor mit einem Steuergerät verbunden ist, das Steuerbefehle in prograrrmabhängig einstellbarer Dauer und Folge in Form von Pulsfolgen abgibt.

Es ist bereits bekannt, zum Antrieb der Rollen einen Elektromotor, eventuell in Verbindung mit Kupplungen oder Bremsen, vorzusehen (vergleiche z. B. DE-PS 77 028).

Diese bekannten elektrischen Anordnungen sind insofern nachteilig, da mit ihnen keine genau einstellbare Bewegung des Stranges bzw. eine Stillsetzung zu einem ganz genau definierten Zeitpunkt möglich ist, was wiederum für die Qualität des gezogenen Stranges von außerordentlicher Bedeutung ist. Diese Nachteile gelten im wesentlichen auch für Hydraulikmotoren mit konventioneller Ansteuerung (vgl. beispielsweise schweizerische Patentschrift 4 J7 660).

Zur Überwindung dieser Schwierigkeiten ist es be rcits bekannt, einen aus elektrischem Schrittmotor und hydraulischen Verstärkermotor bestehenden elektrohydratilischcn Schrittmotor als Antrieb vorzusehen, mit dem genau definierte Bewegungen möglich sind (vgl DE-AS 17 83 032 und DE-OS 21 10 548).

Wenn auch dieser Motor nahezu sämtliche Forderungen erfüllt, so ist doch in manchen Anwendungsfällen die Verwendung von Hydraulik aufwendig und störend; ferner fordert die Hydraulik hinsichtlich einer Momentenregelung oftmals gewissen Aufwand.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine rein elektrische Einrichtung der eingangs genannten Gattung zum schrittweisen Ausziehen des Stranges zu schaffen, mit der eine genau definierte Bewegung je Schritt bei ausreichendem und überwachbarem Drehmoment erreichbar ist.

ίο Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen mit einer digitalen Drehwinkelregelung verbundenen, schrittweise arbeitenden Gleichstrommotor, durch zugeordnete Grenzwertmelder für das jeweils zulässige Motordrehmoment und durch selbsttätige Korrektur if der eingestellten Strangstillstandszeit beim Überschreiten des vorgegebenen Drehmomentes gelöst.

Auf diese Weise erhält man einen präzisen elektrischen Schrittantrieb für den Ziehvorgang, der ohne Hydraulik für die Kraftverstärkung auskommt und ao trotzdem ein ausreichendes und einstellbares Moment für die einzelnen Ziehschritte Hefen.

Das erfaßte Moment dient dann wieder gleichzeitig zur Meldung von Störungen in der Anlage, wie z. B. Erweiterungen der Kokillen und zur Anpassung des Antriebes an die jeweiligen Betriebsbedingungen.

In diesem Zusammenhang sei bemerkt, daß bei Gleichstromantriefwn sowohl digitale Drehwinkelregelungen (vgl. z.B. AEG-Mitteilungen 1964, Seiten 672—681) als auch Drehmomentüberwachungen bei Gleichstromantrieben mit Drehzahl- und überlagerten Lageregelungen an sich bereits bekannt sind (vgl. z. B. Techn. Mitteilungen AEG 1972, Seiten 210-211).

Auf diese Weise können gegebenenfalls Störungen in der Anlage, wie z. B. Erweiterungen der Kokillen, erfaßt werden. Ferner ist es möglich, beim Überschreiten des vorgegebenen Motordrehmomentes selbsttätig die eingestellte Strangstillstandszcit zu korrigieren. Dadurch wird eine gewisse selbsttätige Anpassung der Einrichtung an die jeweiligen Betiiebsbedingungen erreicht.

Mit Viirtei' wird bei de" vorstehend beschrieben η

Einrichtung das Steuergeri!¹ .in einer· Rechner acce schlossen, der uns den einzuspeisenden Beiricbsd.rt ι· wie Temperatur. Druck. Ftilirpengc usw. die erfordertehen optimalen Werte bcrechr . ·

Werden mehrere Gleichstrommotoren mit entsprechender Regelung zum Antrieb verschiedener Trcibrol len verwendet, so kann vorteilhaf(erweise das Steuer gerät über einstellbare Frequenzteiler die cntsprechcnden Sollpulsfolgen für eine Reihe von Motoren liefern. Ferner kann auch eine Momenicnübereinstimmung der beiden Motoren dadurch erzwungen werden, daß die Differenz der Stromislwerte zweier Motoren als Kor rekturgröße für die Stromregelung des einen Motors vorgesehen wird, oder dall die einzelnen Gleichstrommotoren strommäQig in Reihe geschaltet werden.

An Hand einer Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert; es zeigt

F i g. I ein Prinzipschallbild der Ausziehvorrichtung und

F i g. 2 einen möglichen Momefilenvefhuif :im Gleichstrommotor.

Bei der in F i g. 1 dargestellten Stranggieöanlagc wird der Metallstrang 3 in Richtung des Pfeiles 4 durch f·5 TYcibrollen 5, 6 absatzweise aus der Kokille 2 des Ofens 1 einer horizontalen Stranpgicßmaschinc gezogen. Zum Antrieb der Treibrollcn 5 dient ein elektrischer Gleichstrommotor 7 geringer Induktivität und damit

hoher Schnelligkeit, mil de.-.son Welle außerdem eine Tuchomtuermaschine 8 und em digitaler Impulsgeber 9 gekuppelt ist. Die nachstehend beschriebene Steuerung des Motors 7 ist nun so ausgebildet, dall der Mül.ir 7 die Eigenscnaften eines elektrischen SJirittniouirv je üocn mit ausreichendem Drehmoment, auiwjist.

Die zur Steuerung des Mo; >rs 7 ei forderlichen Pulsiolgcn werden von einem Stnicrgerii \? ^eIu fen. Du· ses Steuergerät 17 kann eine PuUiiilg·-· ;t. n. ein; bestimmte Anzahl von Pulsen für die Drehriclitung vor warts oder eine bestimmte Anzahl von Pulsen für die Dreiirichuing rückwärt¹· liefern und auch eine vorgegebene Zeitlang die Ausgabe von Steuerimpulsen ganz sperren.

Die Steuerung, die nachfolgend noch beschrieben wird, ist dabei so getroffen, daß jedem Steuerpuls ein bestimmter Drehwinkel des Motors 7 und damit ein bestimmter Weg des Stranges 3 zugeordnet ist. Die Frequenz der Pulsfolgen, d. h. die Geschwindigkeit, mit der dieser Ziehvorgang jeweils abläuft, ist dabei an einem Potentiometer 19 einstellbar, das über einen Spannungsfrequenzwandler 18 eine entsprechende Pulsfolgefrequenz dem Steuergerät aufdrückt. Die Programmierung des Steuergerätes 17 hinsichtlich der einzelnen Pulsfolgen, d. h. ihrer Dauer und Zahl, kann von Hand vorgenommen werden, weitaus vorteilhafte- ist jedoch die Programmierung von einem Rechner 20 her, der aus den einzelnen Werten der Anlage, wie Temperatur. Druck usw. die optimalen Werte berechnet und dem Steuergerät vorgibt.

Die vom Steuergerät 17 abgegebenen Steuerpulse gelangen über einen einstellbaren Frequenzteiler 16 ζτ einem Mischgatter 15 und werden hier mit den vom digitalen Impulsgeber 9 gelieferten Puls synchronisiert. Der Ausgang des Mischgatters 15 ist seinerseits wieder mn einem Vor-Rückwärtszähler 14 verbunden. Würde .lic Anlage ohne jede Trägheil arbeiten, mi wiirckeinem Steuerpuls des Steuergerätes 17 so ι ort ο ir Kiweriinipuls des Gebers 9 entgegengesetzter Polarität entsprecher und der Vor-Rückwärtszähler 14 den Stand Null aufweisen. Infolge des unvermeidlicher Schleppfchlers der Anordnung wird sich eine geringfügige Differenz aufDauen, die über den Digitalanalog wandle- 13 zur Vorgabe der Führungsgröße fur einen imierlagerten Drchzahlregclkrcis dient. Dieser Drc-hzahlregelkveis bestellt aus dem Drehzahlregler 12, dem der Drehzahlistwcrt von der Tachometermaschine 8 zugeführt wird. Die Ausgangsgröße des Drehzahlreglers 12 dient wiederum als FührungsgröUe für eine Stromregelung. Der Stro.mrcglcr 11 dieser unterlagerten Stromregelung erhält seinen Istwert von einem in der Motorzuleitung liegenden Ankerstrnmwandler }7. Das Ausgangssignal des Stromreglers 11 steuert einen Thyristorstellsatz 10 in der Weise aus, daß der Motor 7 stets versucht, die Differenz zwischen Soll- und Istptilsen zu Null zu machen. Die erreichbare Genauigkeit dieser Anordnung ist dabei so hoch, daß der Motor 7 exakt den mit Pulsen vorgegebenen Drehwinkel einhält; d. h. eine genau definierte Schrittlänge ermöglicht.

ίο Dies gilt nicht nur für die Bewegung in Vorwärtsrichtung, sondern auch für ein Zurückschieben des Stranges 3 zwecks Ausgleich der Kontraktion.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich, in der ein beispielsweise Drehmoment A-/ (bzw. Ankerstrom) des Gleichstrom motors 7 über, die Zeit / aufgetragen ist. ist zunächst beim Losbrechen des Stranges aus der Kokille 2 ein relaiiv hohe Drehmoment aufzubringen, das dann au? das Betriebsdrehmoment während des eigentlichen Ziehvorganges abfällt. Zur Sicherung und llberwu-

Jo chung der Anlage ist dabei vorgesehen, ein maximal zulässiges Moment M an\. das beir;i Losbrechen nicht überschritten werden darf und ein zulässiges Dauermoment Mn, das während des eigentlichen Schrittvorgauges nicht überschritten werden darf, zu überwacl-cn.

Hierzu sind mit dem Stromwandler 27 zwei Grenzwertmelder 22 und 23 verbunden, die beim Ansprecher, eine Störungsanzeige 24 aufleuchten lassen. Der Grenzwertmelder 23 ist dabei so eingestellt, dall er ansprichi. wenn das maximal zuläßige Moment Λ/nut überschritten wird, der Grenzwertmelder 22 dageger. ist so eingestellt, daß er anspricht, wenn das netriebsmäßig zuläßige Moment M /uihcrschriücn wird. Damit dieser Grenzwertmelder 22 nicht beim Losbrechen anspricht wird er erst kurz nach dem Losbrechen /um

.15 Zeitpunkt (..durch ein Zeitglied 21 wirksam gemacht, das seinen Steuerbefehl ebenfalls vom Steuergerät 17 ernäli

(alls in der vorstehend beschriebenen Anlage, wie gestrichelt angedeutet, cm gleichartiger Motor 26 mil Steuerung 25 für die weiteren Treibrollen 6 vorgesehen ist. «-ei kann diese Steuerung 25 ebenfalls die .Steuerpulse aus dem Steuergerät 17 erhalten Dm außer der gegebenenfalls relativen Drehzahlübereinslimmung auch noch eine Momentenübereinstimmung zu erreichen.

können dabei die Ankerströme der beiden Motoren 7 und 26 in einem Regler 28 miteinander verglichen werden und abhängig davon eine Korrekturgröße für den .Stromregler eines Antriebes abgeleitet werden, und zwar derart, daß sich die Ströme und damit auch die Drehmomente weitgehend aneinander angleichen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hinrichtung zum schrittweisen Ausziehen eines Stranges aus einer horizontalen Stranggießkokille, bei der mindestens ein die Ausziehrollen antreibender, schrittweise arbeitender Motor mit einem Steuergerät verbunden ist, das Steuerbefehle in programmabhängig einstellbarer Dauer und Folge in Form von Pulsfolgen abgibt, gekennzeichne t d u r c h einen mit einer digitalen Drehwinkelregelung (14) verbundenen, schrittweise arbeitenden Gleichstrommotor (7), durch zugeordnete Grenzwertmelder (22, 23) für das jeweils zulässige Motordrehmoment, und durch selbsttätige Korrektur der eingestellten Strangstillstandszeit beim Überschreiten des vorgegebenen Drehmoments.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Drehzahlregelung (12) und eine analoge „S'roniregelung (II) mit einstellbarer Begrenzung vorgesehen sind.

3. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (17) an einen Rechner (20) angeschlossen ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerat (17) iioer einstellbare Frequenzteiler die Sollpiirdoigen nr weitere Gleichstrommotoren (26) liefen.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Differenzslromregler (28) nc: Verwendung mehp-TiM· Gleichstrommotoren (7. 26). der zur Korrektur der Motorstrome dient.