EP0621089B1

EP0621089B1 - Filter for turning over rolling stock

Info

Publication number: EP0621089B1
Application number: EP94890072A
Authority: EP
Inventors: Otto Ing. Hein
Original assignee: GFM Gesellschaft fuer Fertigungstechnik und Maschinenbau AG
Current assignee: GFM Gesellschaft fuer Fertigungstechnik und Maschinenbau AG
Priority date: 1993-04-22
Filing date: 1994-04-20
Publication date: 1995-12-06
Anticipated expiration: 2014-04-20
Also published as: AT401025B; ATA79093A; DE59400057D1; US5419675A; EP0621089A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kanter zum Drehen von Walzgut mit einem greiferbestückten, um eine durch den das Walzgut erfassenden Greifer bestimmte Kantachse drehverstellbaren Kantkopf, der sich an einer Hubeinrichtung eines quer zur Kantachse verfahrbaren Querschlittens abstützt.The invention relates to a canter for rotating rolled material with a gripper equipped with a cantilever head that can be rotated about a canting axis determined by the gripper that grips the rolling stock and that is supported on a lifting device of a cross slide that can be moved transversely to the canting axis.

Kanter sind vor und/oder hinter Walzgerüsten, insbesondere Reversiergerüste, eingesetzte Manipulatoren, die das aus dem Walzgerüst austretende Walzgut, beispielsweise ein Walzstab oder Knüppel, erfassen, abbremsen, um einen bestimmten Winkel um die Walzgutachse drehen, es reservieren, für den nächsten Walzstich seitlich versetzen und den jeweiligen Einlaufrührungen zubringen. Um diese Manipulationen des Walzgutes vornehmen zu können, weisen die Kanter drehverstellbare, über eine Hubeinrichtung auf einem Querschlitten abgestützte Kantköpfe auf, die als Greifer meist mit einem Klemmrollenpaar bestückt sind, das in beide Richtungen antreibbare und zum Greifen bzw. Freigeben des Walzgutes verstellbare Klemmrollen besitzt. Da das Walzgut um die eigene Längsachse gedreht werden soll, bestimmt auch der das Walzgut erfassende Greifer die Kantachse, also die Achse um die das Walzgut durch den Kantkopf gekantet wird. Bei den bekannten Kantern werden die Kantköpfe daher auch um diese Kantachse drehverstellbar an der Hubeinrichtung gelagert, wozu es sehr aufwendige und platzraubende Stützkonstruktionen aus ineinandergreifenden, gegengleich verstellbaren Schwenkhebelpaaren u. dgl. gibt. Die diese Stützkonstruktionen aufnehmenden Hubeinrichtungen und Querschlitten erlauben zusätzlich ein Absenken des ganzen Kantkopfes unter die Walzachse und ein Hindurchtauchen des Kantkopfes unter dem Walzgut bzw. ein seitliches Querversetzen des Kantkopfes von Walzkaliber zu Walzkaliber. Durch dieses funktionelle Nebeneinander von Hubeinrichtungen und Querschlitten zum Heben, Senken und Querverschieben einerseits und von Stützkonstruktionen zur eigentlichen Drehverstellbewegung des Kantkopfes anderseits werden Bauaufwand und Platzbedarf weiter erhöht und es kommt zu einem umständlichen und damit störanfälligen Kanterbetrieb.Canters are manipulators inserted in front of and / or behind rolling stands, in particular reversing stands, which capture the rolling stock emerging from the rolling stand, for example a rolling rod or billet, brake it, rotate it by a certain angle around the rolling stock axis, reserve it laterally for the next rolling pass move and bring the respective inlet stirrers. In order to be able to carry out these manipulations of the rolling stock, the canters have cantilever heads which are rotatably supported by a lifting device on a cross slide and which, as grippers, are usually equipped with a pair of clamping rollers which have clamping rollers which can be driven in both directions and are adjustable for gripping or releasing the rolling stock . Since the rolling stock is to be rotated about its own longitudinal axis, the gripper that grips the rolling stock also determines the edge axis, that is to say the axis around which the rolling stock is folded by the edge head. In the known canters, the square heads are therefore also around this cantilever axis rotatably mounted on the lifting device, for which it is very expensive and space-consuming support structures made of interlocking, oppositely adjustable pairs of pivot levers u. Like there. The lifting devices and cross slides that accommodate these support structures also allow the entire square head to be lowered below the rolling axis and the square head to be immersed under the rolling stock, or the lateral head to be moved laterally from the caliber to the caliber. This functional juxtaposition of lifting devices and cross slides for lifting, lowering and transverse displacement on the one hand and of supporting structures for the actual rotary adjustment movement of the square head on the other hand further increases the construction effort and space requirements and leads to a cumbersome and therefore prone to failure edge operation.

Gemäß der DE-AS 1 101 329 wurde auch schon ein Zangenkanter vorgeschlagen, dessen Zange um eine unterhalb der Rollgangsebene liegende Drehachse um 90° schwenkverstellbar auf einem Querschlitten lagert, wobei der Querschlitten über ein Zahnsegment-Ritzel-Getriebe mit dem Zangenstelltrieb verbunden ist und gleichzeitig mit der Schwenkbewegung der Zange eine Querbewegung zum Ausgleich des schwenkbedingten Querversatzes der Walzgutachse ausführt. Diese Zangenkanter können daher das Walzgut nicht um die Walzgut-Längsachse kanten und die Querbewegung zum Querversatz ausgleich läßt sich nur durch Austausch des Zahnsegment-Ritzel-Getriebes an unterschiedliche Walzgutdimensionen anpassen, was die Verwendungsmöglichkeiten dieser Kanter stark einschränkt.According to DE-AS 1 101 329, a pliers cantilever has already been proposed, the pliers of which are mounted on a cross slide so as to be pivotable about 90 ° about an axis of rotation lying below the roller table plane, the cross slide being connected to the pliers actuator via a toothed segment pinion gear and simultaneously executes a transverse movement with the swiveling movement of the pliers to compensate for the swiveling transverse offset of the rolling stock axis. These tongs can therefore not edge the rolling stock around the longitudinal axis of the rolling stock and the transverse movement to compensate for transverse displacement can only be adapted to different rolling stock dimensions by exchanging the toothed segment pinion gear, which greatly limits the possible uses of these canters.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen und einen Kanter der eingangs geschilderten Art zu schaffen, der sich durch seine verhältnismäßig aufwandsarme Konstruktion, die weitgehende Bewegungsfreiheit seines Kantkopfes und damit seinen großen Einsatzbereich sowie seine Kompaktheit und Funktionssicherheit auszeichnet.The invention is therefore based on the object to remedy these deficiencies and to create a canter of the type described which, due to its relatively inexpensive construction, allows extensive freedom of movement distinguishes its square head and thus its large area of application as well as its compactness and functional reliability.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß der Kantkopf um eine zur Kantachse parallele Kantkopfachse drehbar gelagert ist, daß der Kantkopf, die Hubeinrichtung und der Querschlitten eigene Antriebe aufweisen und daß diese Antriebe über eine numerische Steuerung im Sinne einer Zusammensetzung der jeweiligen Kantbewegung aus Dreh-, Hub-und Querbewegungskomponenten ansteuerbar sind. Durch die Zerlegung der Kantbewegung in einzelne Bewegungskomponenten braucht der Kantkopf selbst die Drehbewegung um die Kantachse nicht mehr allein und relativ zur Hubeinrichtung bzw. zum Querschlitten auszuüben, sondern kann diese Drehbewegungen in Kombination mit den Bewegungen der Hubeinrichtung und des Querschlittens ausführen. Aufwendige Stützkonstruktionen sind unnötig und es genügt, den Kantkopf an geeigneter Stelle um eine mit Abstand zur Kantachse und parallel dazu verlaufende Kantkopfachse drehbar zu lagern, um den Greifer bei der entsprechenden Kantbewegung radial zur Kantachse ausrichten zu können. Die Drehbewegung der Kantkopfachse um die Kantachse herum während der Kantkopfdrehung um seine Kantkopfachse wird durch eine Überlagerung der Hub- und Querbewegungskomponenten von Hubeinrichtung und Querschlitten vorgenommen, wozu die einzelnen Antriebe von Kantkopf, Hubeinrichtung und Querschlitten lediglich über eine entsprechend programmierte numerische Steuerungseinrichtung anzusteuern sind. Da es keine Schwierigkeiten bereitet, die verschiedensten Bewegungsabläufe in die den Kantkopf-, Hubeinrichtungs- und Querschlittenbewegungen entsprechenden Komponenten zu zerlegen und die Steuerungseinrichtung dementsprechend zu programmieren, lassen sich auf rationelle Weise die erforderlichen Kantbewegungen ausführen und sogar zusätzlich zu den üblichen Kantbewegungen, wie das Drehschwenken des Kantkopfes um die Kantachse und das Heben und Senken des Kantkopfes sowie das seitliche Verfahren, noch spezielle Kanterbewegungen, beispielsweise elliptische oder beliebig radial gerichtete Bewegungen, nachvollziehen. Da es keiner komplizierten Kantkopfabstützung mehr bedarf und Kantkopf sowie Hubeinrichtung und Querschlitten gleichwertig eingesetzt werden, kommt es zu einer verhältnismäßig aufwandsarmen Konstruktion mit einfachem, gut überschaubarem Aufbau und trotz seiner Funktionstüchtigkeit entsteht ein besonders robuster und kompakter Kanter.The invention solves this problem in that the edging head is rotatably mounted about an edging head axis parallel to the edging axis, that the edging head, the lifting device and the cross slide have their own drives and that these drives are numerically controlled in terms of a composition of the respective edging movement from rotary , Lifting and transverse movement components can be controlled. By breaking down the edging movement into individual movement components, the edging head itself no longer needs to perform the rotary movement about the edging axis alone and relative to the lifting device or to the cross slide, but can perform these rotary movements in combination with the movements of the lifting device and the cross slide. Complicated support structures are unnecessary and it is sufficient to mount the square head at a suitable location around a square axis parallel to the square axis and parallel to it so that the gripper can be aligned radially to the square axis during the corresponding square movement. The rotary movement of the cant head axis around the cant axis during the cant head rotation around its cant head axis is carried out by superimposing the lifting and transverse movement components of the lifting device and cross slide, for which purpose the individual drives of the cant head, lifting device and cross slide can only be controlled via a correspondingly programmed numerical control device. Since it is not difficult to disassemble the various movement sequences into the components corresponding to the edging head, lifting device and cross slide movements and to program the control device accordingly, the required edging movements can be carried out in a rational manner and even in addition to the usual edging movements, such as swiveling of the square head around the Understand the edge axis and the lifting and lowering of the edge head as well as the lateral movement, still special edge movements, for example elliptical or any radially directed movements. Since there is no longer any need for a complicated edging head support and edging head as well as lifting device and cross slide are used equally, the design is relatively low-cost with a simple, easy-to-understand structure and despite its functionality, a particularly robust and compact edging is produced.

Sind der Steuerungseinrichtung die jeweiligen Istlagen von Kantkopf, Hubeinrichtung und Querschlitten über Weggeber, insbesondere Winkelschrittgeber, einlesbar, wird nicht nur eine entsprechende Bewegungskontrolle erreicht, sondern es ist auch möglich, für die Steuerung der Antriebe gewissermaßen eine der Istlagen, vorzugsweise die Istlage des Kantkopfes, als Leitwert für die Steuerung der anderen Antriebe heranzuziehen, was verschiedene Programmierungen der Steuerungseinrichtung erlaubt.If the respective actual positions of the square head, lifting device and cross slide can be read into the control device via displacement sensors, in particular angular step sensors, not only is a corresponding movement control achieved, but it is also possible to control one of the actual positions, preferably the actual position of the square head, for controlling the drives. to be used as a master value for the control of the other drives, which allows various programming of the control device.

Die Hubeinrichtung könnte an und für sich beliebig ausgestaltet sein, beispielsweise könnte ein an Schwenkarmen angelenkter Stützrahmen, eine auf Scherenhebeln abgestützte Hebebühne od. dgl. vorgesehen sein, doch ist es besonders günstig, wenn die Hubeinrichtung aus einem in Geradführungen des Querschlittens verfahrbaren Hochschlitten besteht, da so durch die Führungen des Hochschlittens und des Querschlittens einfache Koordinatenrichtungen zur Komponentenzerlegung der Kantbewegungen gegeben sind. Hochschlitten und Querschlitten wirken in Art eines Kreuzschlittens zusammen, der das Anfahren jedes beliebigen Punktes in der durch die Führungen aufgespannten Ebene innerhalb der Schlittenreichweite auf direktestem Wege erlaubt.The lifting device could in itself be of any design, for example a support frame articulated on swivel arms, a lifting platform or the like supported on scissor levers could be provided, but it is particularly advantageous if the lifting device consists of a high slide that can be moved in straight guides of the cross slide, since the guides of the high slide and the cross slide provide simple coordinate directions for component decomposition of the edge movements. Raised sledges and cross sledges work together in the manner of a cross slide, which allows the most direct approach to any point in the plane spanned by the guides within the sled range.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand an Hand eines schematischen Ausführungsbeispieles näher veranschaulicht, und zwar zeigen

Fig. 1 und 2: einen erfindungsgemäßen Kanter in teilgeschnittener Seiten- und Stirnansicht und die
Fig. 3 - 6: verschiedene Arbeitsstellungen dieses Kanters in kleinerem Maßstab.

In the drawing, the subject matter of the invention is illustrated in more detail by means of a schematic embodiment, namely show

1 and 2: a canter according to the invention in a partially sectioned side and end view and the
3 - 6: different working positions of this canter on a smaller scale.

Ein Rollenkanter 1 weist einen Kantkopf 2 auf, der mit zwei Klemmrollen 3 zum Erfassen des zu kantenden Walzgutes ausgerüstet ist. Die Klemmrollen 3 sitzen auf gegengleich beweglichen Schwenkarmen 4 zum Öffnen und Schließen des Klemmrollenpaares und sind über einen Hydromotor 5 reversibel antreibbar. Der Kantkopf 2 lagert um eine zu der durch das Rollenpaar 3 bestimmten Kantachse I parallele Kantkopfachse II drehbar auf einem Hochschlitten 6 und ist über einen Schwenkmotor 7 und ein entsprechendes Getriebe 8 zumindest um 180° verdrehbar. Der Hochschlitten 6 ist in Geradführungen 9 eines quer zur Kantachse I verfahrbaren Querschlittens 10 verschiebbar geführt, wobei ein als Hydraulikzylinder vorgesehener Hubantrieb 11 für die Hubbewegung sorgt. Der Querschlitten 10 sitzt über Laufrollen 12 in Horizontalführungen eines Führungsrahmens 13 und kann über einen ebenfalls als Hydraulikzylinder ausgebildeten Schlittenantrieb 14 quer zur Kantachse I verfahren werden.A roller edging 1 has an edging head 2 which is equipped with two clamping rollers 3 for gripping the rolling stock to be edged. The pinch rollers 3 are seated on pivoting arms 4 which can move in opposite directions to open and close the pair of pinch rollers and can be driven reversibly by means of a hydraulic motor 5. The cantilever head 2 rotates on a cantilever axis II parallel to the cantal axis I defined by the pair of rollers 3 and is rotatable at least 180 ° by means of a swivel motor 7 and a corresponding gear 8. The high slide 6 is displaceably guided in straight guides 9 of a cross slide 10 which can be moved transversely to the edge axis I, a lifting drive 11 provided as a hydraulic cylinder ensuring the lifting movement. The cross slide 10 is seated on rollers 12 in horizontal guides of a guide frame 13 and can be moved transversely to the edge axis I via a slide drive 14 which is also designed as a hydraulic cylinder.

Eine nur angedeutete numerische Steuerungseinrichtung 15 ist über entsprechende Steuerleitungen mit den Antrieben 7, 11, 14 von Kantkopf 2, Hochschlitten 6 und Querschlitten 10 verbunden und erlaubt über ein geeignetes Rechenprogramm eine Zerlegung der von den Klemmrollen 3 bezüglich der Kantachse I durchzuführenden Kantbewegungen in drei Bewegungskomponenten, die einer Drehbewegung um die Kantkopfachse II, einer Hubbewegung entlang der Geradführung 9 und einer Querbewegung entlang des Führungsrahmens 13 entsprechen, so daß zur Durchführung der jeweiligen Kantbewegung die Antriebe 7, 11, 14 gemäß diesen Bewegungskomponenten über die Steuerungseinrichtung 15 ansteuerbar sind und durch die gegenseitige Überlagerung dieser Komponenten die durchzuführende Kantbewegung der Klemmrollen 3 exakt nachvollzogen wird. Zur Erfassung der Istlage des Kantkopfes 2 ist am Schwenkmotor 7 ein Winkelschrittgeber 16 vorgesehen und zur Erfassung der Istlagen von Hochschlitten 6 und Querschlitten 10 gibt es Winkelschrittgeber 17, 18, die über Zahnstangentriebe oder Seilzugverbindungen 19, 20 od. dgl. mit den Schlittenbewegungen gekoppelt sind. Diese Istlagen werden über entsprechende Geberleitungen in die Steuerungseinrichtung 15 eingelesen, so daß die Steuerungen der Antriebe 7, 11, 14 von Kantkopf 2, Hochschlitten 6 und Querschlitten 10 exakt koordinierbar und auch kontrollierbar sind.A numerical control device 15, which is only indicated, is connected to the drives 7, 11, 14 of the square head 2, high slide 6 and cross slide 10 via corresponding control lines and, by means of a suitable computer program, allows the edge movements to be carried out by the pinch rollers 3 with respect to the edge axis I into three movement components , which correspond to a rotary movement around the square head axis II, a lifting movement along the straight guide 9 and a transverse movement along the guide frame 13, so that to carry out the respective edging movement, the drives 7, 11, 14 can be controlled via the control device 15 in accordance with these movement components and the edging movement of the clamping rollers 3 to be carried out is exactly reproduced by the mutual superimposition of these components. An angle step encoder 16 is provided on the swivel motor 7 for detecting the actual position of the square head 2 and there are angle step transmitters 17, 18 for detecting the actual positions of the high slide 6 and cross slide 10, which are coupled to the slide movements via rack drives or cable connections 19, 20 or the like . These actual positions are read into the control device 15 via corresponding encoder lines, so that the controls of the drives 7, 11, 14 of the square head 2, high slide 6 and cross slide 10 can be exactly coordinated and also controlled.

Mit dem Kanter 1 sind über Stelltriebe 21 parallel zum Querschlitten 10 verfahrbare Abdeckschlitten 22 verbunden, um den Kanterbereich bei abgesenktem Kantkopf zum Walzgut bzw. zur Walzgutführung hin abdecken zu können.With the canter 1, movable cover carriages 22 are connected via actuators 21 parallel to the cross slide 10 in order to be able to cover the canter region with the square head lowered towards the rolling stock or the rolling stock guide.

Wie in den Fig. 3 - 6 angedeutet, lassen sich die von einem Kanter 1 durchzuführenden Kantbewegungen durch individuelles Ansteuern der einzelnen Antriebe von Kantkopf 2, Hochschlitten 6 und Querschlitten 10 über die Steuerungseinrichtung 15 komponentenweise zusammensetzen, was eine einfache und robuste Konstruktion des Kanters 1 und einen besonders rationellen Kantbetrieb mit sich bringt. In Fig. 3 ist der Kanter 1 in üblicher Greifposition dargestellt, wobei der Kantkopf 2 aus einer Mittelstellung mit nach oben gerichteten Klemmrollen 3 im Uhrzeigersinn um 90° seitlich neben das Walzgut W gedreht ist. Die nun seitlich zur Kantachse I gerichteten Klemmrollen 3 sind geöffnet, das Walzgut W kann zwischen die Rollen einlaufen und wird durch Schließen der Klemmrollen 3 erraßt. Durch ein Absenken des Hochschlittens 6, ein Querverfahren des Querschlittens 10 und ein 90°-iges Verdrehen des Kantkopfes 2 entgegen dem Uhrzeigersinn werden die Klemmrollen 3 um die Kantachse 1 um 90° verdreht und dabei das Walzgut W um 90° mitverschwenkt, welche Mittelstellung in Fig. 4 angedeutet ist. Wird der Querschlitten 10 weiter in gleicher Richtung bewegt, der Hochschlitten 6 hingegen wieder angehoben und der Kantkopf 2 zusätzlich um 90° gegen den Uhrzeigersinn verdreht, ergibt sich eine 90°-Drehung aus der Mittelstellung gegen den Uhrzeigersinn oder insgesamt eine 180°-Drehung der Klemmrollen 3 um die Kantachse I und damit ein 180°-iges Kanten des Walzgutes W, welche Stellung in Fig. 5 veranschaulicht ist. Gemäß Fig. 6 ist der Kantkopf 2 in Mittelstellung und der Hochschlitten 6 vollständig abgesenkt, so daß sich eine Tauchstellung ergibt, in der bei geschlossenen Abdeckschlitten 22 der Kantkopf 2 mit seinen Klemmrollen 3 unter dem Walzgut hindurchtauchen könnte, wodurch ein Erfassen des Walzgutes W von zwei entgegengesetzten Seiten möglich wäre.As indicated in FIGS. 3 - 6, the edging movements to be carried out by a canter 1 can be assembled component by component by individual control of the individual drives of the edging head 2, high slide 6 and cross slide 10, which results in a simple and robust construction of the canter 1 and brings with it a particularly efficient edging operation. In Fig. 3, the canter 1 is shown in the usual gripping position, the cantilever head 2 being rotated clockwise 90 ° to the side of the rolling stock W from a central position with the clamping rollers 3 pointing upwards. The clamping rollers 3, which are now directed laterally to the edge axis I, are open, the rolling stock W can run in between the rollers and is caught by closing the clamping rollers 3. By lowering of the high slide 6, a transverse movement of the cross slide 10 and a 90 ° rotation of the square head 2 counterclockwise, the pinch rollers 3 are rotated about the edge axis 1 by 90 ° and the rolling stock W is also pivoted through 90 °, which is the central position in FIG. 4 is indicated. If the cross slide 10 is moved further in the same direction, the high slide 6, however, is raised again and the square head 2 is additionally rotated by 90 ° counterclockwise, there is a 90 ° rotation from the central position counterclockwise or a total of 180 ° rotation of the Pinch rollers 3 about the edge axis I and thus a 180 ° edge of the rolling stock W, which position is illustrated in Fig. 5. 6, the square head 2 is in the central position and the high slide 6 is completely lowered, so that there is a plunging position in which, with the cover slide 22 closed, the square head 2 with its clamping rollers 3 could dip under the rolling stock, thereby detecting the rolling stock W from two opposite sides would be possible.

Selbstverständlich beschränkt sich der Bewegungsbereich des Kanters 1 nicht auf die in Fig. 3 - 6 dargestellten Positionen, sondern es ist jede aus den entsprechenden Bewegungskomponenten von Kreisbewegung des Kantkopfes um die Kantkopfachse II, Hubbewegung des Hochschlittens 6 entlang der Geradführung 9 und Querbewegung des Querschlittens 10 entlang des Führungsrahmens 13 zusammensetzbare Bewegung schwierigkeitslos nachvollziehbar.Of course, the range of motion of the canter 1 is not limited to the positions shown in FIGS. 3 - 6, but it is each one of the corresponding components of movement from circular movement of the square head around the square head axis II, lifting movement of the up carriage 6 along the straight guide 9 and transverse movement of the cross slide 10 Movement that can be assembled along the guide frame 13 is easy to understand.

Claims

A manipulator (1) for rotating rolled stock (W) and comprising a tilting head (2) equipped with grippers and adjustable in rotation around a tilting axis (I) defined by the gripper (3) gripping the rolled stock (W), said head (2) bearing against a lifting device (6) on a cross slide (10) movable transversely to the tilting axis (I), wherein the tilting head (2) is mounted for rotation around a tilting-head axis (II) parallel to the tilting axis (I), characterised in that the tilting head (2), the lifting device (6) and the cross slide (10) have separate drives (7, 11, 14) and these drives (7, 11, 14) are actuated via a numerical control system (15) so as to make up the respective tilting motion out of rotary, lifting and transverse components of motion.
A manipulator according to claim 1, characterised in that the respective actual positions of the tilting head (2), the lifting device (6) and the cross slide (10) can be read into the control device (15) via travel sensors, more particularly angle increment sensors (16, 17, 18).
A manipulator according to claim 1 or 2, characterised in that the lifting device comprises a vertical slide (6) movable in straight guides (9) on the cross slide (10).