DE3618689C2

DE3618689C2 -

Info

Publication number: DE3618689C2
Application number: DE19863618689
Authority: DE
Inventors: Tomoko Kobe Hyogo Jp Sumino
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1985-06-04
Filing date: 1986-06-04
Publication date: 1990-09-06
Also published as: US4724696A; AU570361B2; DE3618689A1; KR870000108A; GB2176141B; GB2176141A; GB8613281D0; KR900000295B1; AU5806186A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung einer fliegenden Stabstahlschere in einer Stabstahlstraße nach dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Als optimale Schneidsteuerung für Stahlstabgut wurde z. B. in einer Arbeit von K. Inasaki et al., "Improvements in Yield of Steel Bar cutting by Computer", auf den Seiten 207-213 von "Tetsu-to-Hagane", Bd. 67, Nr. 15 (1982) vorgeschlagen, bei einer Steuerung zur Optimierung der Schneidoperation Walzgut in mehrere Stäbe zu teilen und zu bestimmen, wie oft die geteilten Stäbe geschnitten werden müssen, um die Restlänge zu minimieren, wenn die Stäbe dann parallel geschnitten werden.

Die konventionelle Schneidsteuerung erfolgt zwar in der vorstehend beschriebenen Weise; die Längenvoraussage des Walzstabguts führt jedoch zu einem Fehler hinsichtlich der Ist-Länge infolge des Schneidens auf der Basis der Längenvoraussage nach Maßgabe des Materialgewichts. Da ferner Schneidfehler auch an der jeweiligen Schneidposition beim Betrieb einer fliegenden Schere auftreten, erhält man eine erhebliche Differenz gegenüber der Ist-Operation. Es ist somit schwierig, den Stabgutverlust zu minimieren.

Aus der DE 24 58 763 C2 ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt. Ein wesentliches Problem bei dieser Vorrichtung besteht jedoch darin, daß Abweichungen zwischen Soll- und Ist-Wert ausschließlich durch Regelverfahren ausgeglichen werden, so daß bei einem ersten zu schneidenden Stab aufgrund von Verzunderungsverlusten ein Fehler auftritt, der erst bei einem später geschnittenen Stab über die Regelung korrigierbar ist. Wenn zwischen dem gerade geschnittenen Stab und dem Stück, an welchem die Gesamtwalzlänge bestimmt wird, mehrere Stäbe liegen, so tritt bei allen diesen Stäben derselbe Fehler wie beim ersten zu schneidenden Stab auf. Wenn sich weiterhin z. B. die Temperatur der Stäbe oder ein anderer, den Verzunderungsverlust mitbestimmender Parameter ändert, so kann die daraus entstehende Abweichung ebenfalls nur nach dem Walzen des Stabes korrigiert werden, bei dem die Änderung erstmalig auftrat. Auch in diesem Fall erfolgt somit die Minimierung der Abweichung erst nach dem Walzen mindestens eines falsch geschnittenen Stückes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß eine Abweichungsminimierung möglichst schnell, das heißt unter Produktion möglichst weniger fehlerhaft abgeschnittener Stäbe, erfolgt.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruches angegebenen Merkmale gelöst.

Dadurch, daß ein Verzunderungsverlust-Koeffizient bestimmt und in die Korrektur eingeführt wird, gelingt eine erheblich schnellere Ausregelung von Fehlern, da der Verzunderungsverlust einen wesentlichen Anteil am Fehler hat. Die Herleitung des Verzunderungsverlust-Koeffizienten ist dem Fachmann an sich bekannt. Es wird auf "Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie", 4. Auflage, Bd. 15, Seite 39: Wagnersche Theorie der Metalloxidation, hingewiesen.

Beim ersten geschnittenen Stab ist also der Schneidfehler durch die Berücksichtigung des Verzunderungsverlust-Koeffizienten bereits wesentlich verringert. Ändert sich die Temperatur der Stäbe, oder ein anderer, den Verzunderungsverlust mitbestimmender Parameter, so wird diese Änderung sofort in die Bestimmung des Verzunderungsverlust-Koeffizienten und damit in die Schneidsteuerung einbezogen, so daß der sonst entstehende Fehler gering gehalten und nicht ausschließlich durch einen Regelvorgang minimiert werden kann.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Stabwalzstraße,

Fig. 2 den Aufbau einer Ausführungsform der Einrichtung zur Steuerung einer Stabstahlschere in einer Stabstahlstaße und

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 1 zeigt schematisch die gesamte Stabwalzstraße. Dabei ist ein Wärmeofen 1 zum Erwärmen von Stabgut 6 vorgesehen. Nachdem das erwärmte Stabgut 6 in einem Vorwalzwerk 2 auf geeignete Dicke und Breite gewalzt ist, wird es einer Schopfschere 7 zugeführt. Diese schneidet die Enden des Stabguts 6 gerade. Das so an den Enden geschopfte Stabgut wird in einem Walzwerk 4 zu Endproduktgröße gewalzt, mittels einer fliegenden Schere 3 zu Längen entsprechend der Kundenspezifikation geschnitten und einem Kühlbett 5 zugeführt.

Zur Bestimmung der Teilungslänge und Teilungsanzahl des von der fliegenden Schere 3 auf dieser Walzstraße zu schneidenden Guts 6 wird die Gesamtwalzlänge des Stabguts 6 vorausberechnet, wie nachstehend erläutert wird.

Das Stabgut läuft aus dem Wärmeofen 1 aus, durchläuft das Vorwalzwerk und das Fertigwalzwerk 4 und wird von der fliegenden Schere 3 geschnitten. Zu diesem Zeitpunkt wird die folgende Beziehungsgleichung zur Bestimmung der Gesamtwalzlänge angewandt:

L₀ = f (W₀, W _c, kg/m, S _LOSS) (1)

mit
L₀ = vorausgesagte Gesamtwalzlänge
W₀ = Materialgewicht
W _c = Schopfabfallgewicht (d. h. Gewicht der abgeschopften Enden
kg/m = Gewichtseinheit
S _LOSS = Verzunderungsverlust-Koeffizient

Die Teilungslänge und Teilungszahl des zu schneidenden Walzguts werden in bezug auf die vorausgesagte Gesamtwalzlänge entsprechend der Funktion (1) bestimmt, und dementsprechend wird das Gut in einer ersten Stufe von der fliegenden Schere 3 geschnitten.

Wenn also die vorausgesagte Gesamtwalzlänge und der Schneidzeitpunkt der Schere und die daraus folgenden Ist-Werte mit Soll-Werten übereinstimmen, wird eine optimale Schneidsteuerung durchgeführt.

Dazu ist es zuerst erforderlich, den Verzunderungsverlust- Koeffizienten zu kennen, um den vorausgesagten Gesamtwalz- Längenwert in Übereinstimmung mit dem gemessenen Ist-Wert zu bringen. Nachdem das Gut in der Walzstraße behandelt wurde, wird die Länge der an der Kühlbett-Einlaufseite geschnittenen Teilstücke gemessen, die Gesamtlänge der Teilstücke wird als Walzgut-Ist-Wert erhalten, so daß man den einer Gesamtwalzlänge entsprechenden Ist-Wert erhält, und der Ist-Wert wird mit dem entsprechenden Voraussage-Wert verglichen, um den tatsächlichen oder korrigierten Verzunderungsverlust- Koeffizienten zu bestimmen.

Um dann den Schneidfehler der fliegenden Schere zu korrigieren, wird die Länge der Teilstücke, die an der Kühlbett- Einlaufseite geschnitten wurden, gemessen. Ein Korrekturbetrag wird dem Schneidzeitpunkt hinzuaddiert, um diesen so zu verschieben, daß der Schneidfehler reduziert wird.

Eine Ausführungsform, die auf dem vorgenannten Prinzip beruht, ist in Fig. 2 gezeigt.

Die Ausführungsform umfaßt eine Gesamtwalzlänge-Voraussagestufe 11, eine Teilungslänge-Befehlsstufe 12, eine Teilgutlänge- Meßstufe 13, eine Gesamtwalzlänge-Meßstufe 14, eine Verzunderungsverlust-Koeffizient-Entscheidungsstufe 15, eine Fliegende-Schere-Schneidbefehlsstufe 16, eine Stabgut- Erfassungsstufe 17 und einen Schneidzeitpunktregler 18.

Die Verzunderungsverlust-Koeffizient-Entscheidungsstufe 15 errechnet S _LOSS aus der Gleichung (1) auf der Basis der Ist-Meßwerte der Meßstufe 14, so daß ein neuer Wert S _LOSS erhalten wird.

Das Schopfabfallgewicht W _c aus Gleichung (1) ist das Gewicht des am Vorder- und Hinterende des Guts von der Schopfschere abgeschnittenen Materials, unmittelbar bevor das Stabgut 6 das Fertigwalzwerk erreicht. Die Fliegende- Schere-Schneidbefehlsstufe 16 zählt den Zeitpunkt, an dem die Schneidposition an der Schere ankommt, mittels des Meßsignals der Erfassungsstufe 17 und gibt einen Befehl aus. Der Zeitpunkt wird um ein vom Regler 18 kommendes Fehlersignal korrigiert.

In Fig. 2 wird die durch die vorgenannte Gleichung vorausgesagte Walzlänge zuerst durch die Gesamtwalzlänge-Voraussagestufe 11 bestimmt, und ein der Walzlänge entsprechendes Befehlssignal wird der Teilungslänge-Befehlsstufe 12 zugeführt. Dann erfaßt die Erfassungsstufe 17 das Stabgutende und liefert entsprechend der von der Teilungslänge-Befehlsstufe erhaltenen Soll-Länge an die Fliegende-Schere- Schneidbefehlsstufe 16 den Befehl zum Schneiden des Stabguts, wenn der Meßwert die Schneidlänge erreicht.

Wenn sich das geschnittene Stabgut an der Kühlbett-Einlaufseite befindet, wird die Istlänge des geschnittenen Stabguts von der Teilgutlänge-Meßstufe 13 erhalten, und der Istwert der Gesamtwalzlänge wird von der Gesamtwalzlänge- Meßstufe 14 erhalten, die der Verzunderungsverlust-Koeffizient- Entscheidungsstufe 15 einen entsprechenden Ausgang zuführt, so daß der Korrekturkoeffizient bestimmt werden kann, der dann dem nächsten zu schneidenden Gut zugeordnet wird. Dann errechnet der Schneidzeitpunktregler 18 den Korrekturbetrag des Schneidzeitpunkts auf der Grundlage der Differenz zwischen dem Istwert und der Soll-Länge und liefert einen entsprechenden Ausgang an die Fliegende-Schere- Schneidbefehlsstufe 16, so daß der Schneidzeitpunkt und das Schneiden des Guts schrittweise korrigiert werden.

Die vorgenannte Operation wird wiederholt unter Eliminierung der Differenz zwischen dem Voraussagewert und dem Istwert, so daß sich der Schneidfehler Null nähert und damit eine optimale Schneidsteuerung erreicht wird.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform für die Korrektur des Schneidzeitpunkts auf der Grundlage einer Differenz zwischen dem Istwert der bereits geschnittenen Stücke von geteiltem Gut und der Soll-Teilungslänge, wenn das Stabgut von der fliegenden Schere geschnitten wird. Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile wie in Fig. 2. Fig. 3 umfaßt eine Gesamtwalzlänge-Meßstufe 11′, eine Teilungslänge- Befehlsstufe 12, eine Teilgutlänge-Meßstufe 13, eine Fliegende-Schere-Schneidbefehlsstufe 16, eine Stabgut-Erfassungsstufe 17 und einen Schneidzeitpunktregler 18.

Bei dieser Ausführungsform wird die Schneidlänge auf der Grundlage eines höherwertigen Befehls von der durch die Gesamtwalzlänge-Meßstufe 11′ gemessenen Walzlänge bestimmt und der Teilungslänge-Befehlsstufe 12 zugeführt. Dann erfaßt die Stabgut-Erfassungsstufe 17 das Vorderende des Stabguts und führt der Fliegende-Schere-Schneidbefehlsstufe 16 den Befehl zum Schneiden des Stabguts zu, wenn der Meßwert die Soll-Länge erreicht. Nach Durchführung dieses Schneidvorgangs wird die Istlänge des geschnittenen Guts von der Teilgutlänge-Meßstufe 13 bestimmt, der Korrekturbetrag für den Schneidzeitpunkt auf der Grundlage der Differenz zwischen dem Istwert und der Soll-Länge wird im Schneidzeitpunktregler 18 errechnet und ein Ausgangssignal an die Fliegende-Schere-Schneidbefehlsstufe 16 zur entsprechenden Korrektur des Schneidzeitpunkts gegeben, so daß das Schneiden des nächstfolgenden Guts schrittweise gesteuert wird. Wenn diese Operation wiederholt durchgeführt wird, werden der Schneidlängenfehler eliminiert und eine optimale Schneidsteuerung erreicht.

Claims

Vorrichtung zur Steuerung einer fliegenden Stahlstahlschere in einer Stabstahlstraße mit
einer Meßstufe, über welche die Ist-Gesamtwalzlänge erfaßt wird,
mit Einrichtungen zur Vorgabe eines Soll-Wertes für die Teilungslänge,
mit Regeleinrichtungen zur Herleitung der Differenz zwischen dem Ist- und dem Soll-Wert und zur Ansteuerung der Stabstahlschere derart, daß die Differenz minimiert wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Regeleinrichtungen derart ausgebildet sind, daß ein Verzunderungsverlust- Koeffizient bestimmt, über einen Korrekturwert in einer Verzunderungsverlust-Koeffizient-Entscheidungsstufe (15) korrigiert und einer Gesamtwalzlänge-Voraussagestufe (11) zugeführt wird, welche eine Teilungslängenbefehlsstufe (12) ansteuert, die den Soll-Wert über eine weitere Stufe (17) zur Erfassung des Stabvorderendes einer Befehlsstufe (16) für die fliegende Schere (3) zuführt,
daß ein Schneidezeitpunktregler (18) vorgesehen ist, der die Differenzbildung und deren Minimierung durchführt, und
daß eine Gesamtwalzlängenmeßstufe (14) vorgesehen und mit der Verzunderungsverlust-Koeffizient-Entscheidungsstufe (15) verbunden ist, um den Korrekturwert für den Verzunderungsverlust- Koeffizienten aus den Ist-Meßwerten herzuleiten.