EP0911092A2 - Ablegeverfahren für Drahtwindungen auf ein Transportband und hiermit korrespondierende Ablegevorrichtung - Google Patents

Ablegeverfahren für Drahtwindungen auf ein Transportband und hiermit korrespondierende Ablegevorrichtung Download PDF

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EP0911092A2
EP0911092A2 EP98118614A EP98118614A EP0911092A2 EP 0911092 A2 EP0911092 A2 EP 0911092A2 EP 98118614 A EP98118614 A EP 98118614A EP 98118614 A EP98118614 A EP 98118614A EP 0911092 A2 EP0911092 A2 EP 0911092A2
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wire
belt
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Uwe Dipl.-Ing. Plociennik
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SMS Demag AG
Schloemann Siemag AG
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C47/00—Winding-up, coiling or winding-off metal wire, metal band or other flexible metal material characterised by features relevant to metal processing only
    • B21C47/02—Winding-up or coiling
    • B21C47/10—Winding-up or coiling by means of a moving guide
    • B21C47/14—Winding-up or coiling by means of a moving guide by means of a rotating guide, e.g. laying the material around a stationary reel or drum
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    • B21C47/00—Winding-up, coiling or winding-off metal wire, metal band or other flexible metal material characterised by features relevant to metal processing only
    • B21C47/26—Special arrangements with regard to simultaneous or subsequent treatment of the material
    • B21C47/262—Treatment of a wire, while in the form of overlapping non-concentric rings

Definitions

  • the present invention relates to a laying process for wire windings on a conveyor belt with a belt center, in particular on a Stelmor conveyor belt, the wire turns on the
  • the conveyor belt is placed in an actual position with respect to the belt center be, as well as a depositing device for depositing wire windings on a conveyor belt with a belt center, in particular Stelmor conveyor belt, with a winding layer for depositing the wire turns on the conveyor belt and an actuator to influence the Current position of the wire turns on the conveyor belt.
  • the object of the present invention is therefore a Laying process and the corresponding laying device to create an even cooling of the wire windings can be reached on the conveyor belt.
  • the object is achieved for the method in that the wire turns position-controlled on the conveyor belt with respect to the belt center be filed.
  • the object is achieved in that a sensor for detecting the actual position of the wire turns on the Has conveyor belt and a controller, the controller the actual position and a target position are supplied and the controller from the Difference between the actual position and the target position an actuating signal for the actuator determined and output to this.
  • Cooling flows can therefore coordinate in this way given this defined situation and directed that there is even cooling of the wire windings results.
  • the situation of the wire windings are regulated so that there is a uniform Cooling results.
  • an ultrasonic or infrared sensor can be used as a sensor device for detecting the actual position of the wire windings
  • an optical sensor device has proven particularly suitable proven the z. B. be designed as a CCD camera can.
  • the winding of the wire is deposited on the conveyor belt in the State of the art by means of a winding layer, which deals with a Speed rotates around an axis of rotation, the speed being changeable is.
  • the wire windings are first of all by the coiler placed on a ramp, one opposite the horizontal Inclination angle includes.
  • the wire turns are off the ramp transported to the conveyor belt.
  • the slope of the ramp is changeable.
  • the angle of inclination Ramp and / or the position of the guide rulers can be changed.
  • That wire is formed by the winding layer 1 into wire turns 2 and on a Ramp 3 filed. From there, it is further via transport rollers 4 transported on a Stelmor conveyor belt 5.
  • the wire turns 2 are by means of guide rulers arranged on the side of the ramp 6 laterally guided.
  • the optical sensor device 7 is as CCD camera trained. So it has a variety of side by side arranged photosensitive cells.
  • the sensor signal the sensor device 7 is fed to a controller 8.
  • the controller 8 is also a superordinate simulation computer 9 Target position for the wire windings 2 supplied.
  • the controller 8 Determined from the sensor signal of the optical sensor device 7 the controller 8 an actual position of the wire turns 2.
  • the accuracy the actual position is due to the resolution of the optical sensor device 7 in connection with the width of the Stelmor conveyor belt 5 given. With a number of 2200 pixels the optical Sensor device 7 and a conveyor belt width of 1.5 m results for example, a resolution of less than one millimeter.
  • the controller calculates 8 an actuating signal for an actuator for adjusting the actual position to the target position.
  • the wire turns 2 centered with respect to a belt center 10 of the Stelmor conveyor belt 5 be stored with a certain winding diameter.
  • the position of the wire turns 2 on the Stelmor conveyor belt 5 can, for example, by changing the speed n of the Winding layer 1 are affected. This is particularly the case with one Diameter of the wire less than 12 mm advantageous.
  • Changing the speed n of the winding layer 1 affects except the actual position of the wire turns 2 also the turn diameter.
  • a Control over the speed n of the winding layer 1 is therefore only possible within narrow limits.
  • the ramp 3 closes an inclination angle ⁇ with the horizontal on.
  • Alternatively and / or in addition to regulating the speed n of the Winding layer 1 can also determine the actual position of the wire windings 2 Influencing the angle of inclination ⁇ of the ramp 3 and / or the lateral Position s are influenced by guide rulers 6. This is especially with a diameter of the wire larger than 10 mm advantageous. Especially with smaller wire diameters there is a risk that the wire turns 2 at a side Deform displacement through the guide rulers 6.
  • the optical sensor device 7 designed as a CCD camera 7, which over the entire width of the Stelmor conveyor belt 5 extends.
  • Such Sensor device 7 is particularly useful if it is not known beforehand which part of the Stelmor conveyor belt 5 should be covered with wire turns 2.
  • the wire turns 2 are over a large part the range of the Stelmor conveyor belt 5.
  • a Bandwidth of z. B. 1.5 m winding diameter are typically in the range between 1.3 m and 1.45 m. It can therefore be less expensive be instead of a CCD camera 7, which extends over the entire width of the Stelmor conveyor belt 5 extends two CCD cameras 7-1 and 7-2 to be used, each of the left and right marginal areas of the Stelmor conveyor belt 5. This situation is shown in Fig. 4 shown schematically. The two CCD cameras 7-1 and 7-2 capture z. B. the outermost 30 cm of the Stelmor conveyor belt 5, which has a total width of z. B. 1.5 m.
  • the CCD camera 7 (according to FIG. 3) or the CCD cameras 7-1, 7-2 (according to Fig. 4) deliver up to 100 signals per second to the controller 8. Die Number of signals from the detection of one wire winding 2 to the next Wire winding 2 thus gives the time between the Detection of two wire turns 2. In connection with the speed, with which the wire turns 2 on the Stelmor conveyor belt 5 are conveyed, the geometric distance of the Wire turns 2 on the Stelmor conveyor belt.
  • single-line CCD cameras 7, 7-1, 7-2 used.
  • multi-line CCD camera 7 or multi-line CCD cameras 7-1, 7-2 be used.
  • the term "multi-line” means that the relevant camera 7, 7-1, 7-2 has several parallel lines, which each extend over the width or the edge area of the Stelmor conveyor belt 5 extend.
  • multi-line Cameras 7, 7-1, 7-2 can measure the distance between the wire windings 2 of course directly by evaluating a single one, then two-dimensional sensor signal can be determined.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ablegeverfahren für Drahtwindungen (2) auf ein Transportband (5) mit einer Bandmitte (10), insbesondere auf ein Stelmor-Transportband (5), wobei die Drahtwindungen (2) auf dem Transportband (5) in einer Ist-Lage bezüglich der Bandmitte (10) abgelegt werden. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Ablegeverfahren zu schaffen, mit dem eine gleichmäßige Kühlung der Drahtwindungen (2) auf dem Transportband (5) erreichbar ist. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Drahtwindungen (2) bezüglich der Bandmitte (10) positionsgeregelt auf dem Transportband (5) abgelegt werden. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine mit dem erfindungsgemäßen Ablegeverfahren korrespondierende Ablegevorrichtung. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ablegeverfahren für Drahtwindungen auf ein Transportband mit einer Bandmitte, insbesondere auf ein Stelmor-Transportband, wobei die Drahtwindungen auf dem Transportband in einer Ist-Lage bezüglich der Bandmitte abgelegt werden, sowie eine Ablegevorrichtung zum Ablegen von Drahtwindungen auf ein Transportband mit einer Bandmitte, insbesondere Stelmor-Transportband, mit einem Windungsleger zum Ablegen der Drahtwindungen auf dem Transportband und einem Stellglied zum Beeinflussen der Ist-Lage der Drahtwindungen auf dem Transportband.
Beim Walzen von Draht aus Knüppeln wird im Stand der Technik der gewalzte Draht in Drahtwindungen auf einem Stelmor-Transportband abgelegt und dort gekühlt. Um Festigkeitsschwankungen innerhalb der Drahtwindungen so gering wie möglich zu halten, müssen die Drahtwindungen dabei gleichmäßig gekühlt werden. Dies wird im Stand der Technik bisher nur in unzureichendem Maße gewährleistet.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein Ablegeverfahren und die hiermit korrespondierende Ablegevorrichtung zu schaffen, mit denen eine gleichmäßige Kühlung der Drahtwindungen auf dem Transportband erreichbar ist.
Die Aufgabe wird für das Verfahren dadurch gelöst, daß die Drahtwindungen bezüglich der Bandmitte positionsgeregelt auf dem Transportband abgelegt werden.
Für die Ablegevorrichtung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß sie einen Sensor zum Erfassen der Ist-Lage der Drahtwindungen auf dem Transportband und einen Regler aufweist, wobei dem Regler die Ist-Lage und eine Soll-Lage zugeführt werden und der Regler aus der Differenz von Ist-Lage und Soll-Lage ein Stellsignal für das Stellglied ermittelt und an dieses ausgibt.
Durch die oben stehenden Maßnahmen läßt sich eine definierte Lage der Drahtwindungen auf dem Transportband erreichen. Kühlströme können daher angesichts dieser definierten Lage derart koordiniert und gerichtet werden, daß sich eine gleichmäßige Kühlung der Drahtwindungen ergibt. Umgekehrt kann bei bekanntem Kühlstrom die Lage der Drahtwindungen derart geregelt werden, daß sich eine gleichmäßige Kühlung ergibt.
Als Sensoreinrichtung zum Erfassen der Ist-Lage der Drahtwindungen kann beispielsweise ein Ultraschall- oder Infrarot-Sensor verwendet werden. Als besonders geeignet hat sich jedoch eine optische Sensoreinrichtung erwiesen, die z. B. als CCD-Kamera ausgebildet sein kann.
Das Ablegen der Drahtwindungen auf dem Transportband geschieht im Stand der Technik mittels eines Windungslegers, der sich mit einer Drehzahl um eine Rotationsachse dreht, wobei die Drehzahl veränderbar ist. Die Drahtwindungen werden von dem Windungsleger zunächst auf einer Rampe abgelegt, die gegenüber der Horizontalen einen Neigungswinkel einschließt. Von der Rampe werden die Drahtwindungen weiter zum Transportband transportiert. Der Neigungswinkel der Rampe ist veränderbar. An der Rampe und/oder dem Transportband sind seitlich lageverstellbare Führungslineale angeordnet, welche die auf der Rampe bzw. dem Transportband abgelegten Drahtwindungen seitlich führen. Zur Regelung der Ist-Lage der Drahtwindungen kann wahlweise die Drehzahl des Windungslegers, der Neigungswinkel der Rampe und/oder die Lage der Führungslineale verändert werden.
Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Dabei zeigen in schematischer Darstellung:
Fig. 1
ein Stelmor-Transportband mit einer Ablegevorrichtung für die Drahtwindungen von der Seite,
Fig. 2
ein Stelmor-Transportband mit einer Ahlegevorrichtung für die Drahtwindungen von oben und
Fig. 3 und 4
je eine optische Sensoreinrichtung zum Erfassen der Ist-Lage der Drahtwindungen.
Einem in den Fig. 1 und 2 gezeigten Windungsleger 1 wird von einer nicht dargestellten Knüppel-Walzstraße ein Draht zugeführt. Der Draht hat einen Durchmesser zwischen z. B. 5 und 19 mm. Dieser Draht wird vom Windungsleger 1 zu Drahtwindungen 2 geformt und auf einer Rampe 3 abgelegt. Von dort wird er über Transportrollen 4 weiter auf ein Stelmor-Transportband 5 transportiert. Die Drahtwindungen 2 werden dabei durch seitlich an der Rampe angeordnete Führungslineale 6 seitlich geführt.
Am Anfang des Stelmor-Transportbandes 5 ist eine optische Sensoreinrichtung 7 angeordnet. Die optische Sensoreinrichtung 7 ist als CCD-Kamera ausgebildet. Sie weist also eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten lichtempfindlichen Zellen auf. Das Sensorsignal der Sensoreinrichtung 7 wird einem Regler 8 zugeführt. Dem Regler 8 wird ferner von einem übergeordneten Simulationsrechner 9 eine Soll-Lage für die Drahtwindungen 2 zugeführt.
Aus dem Sensorsignal der optischen Sensoreinrichtung 7 ermittelt der Regler 8 eine Ist-Lage der Drahtwindungen 2. Die Genauigkeit der Ist-Lage ist dabei durch die Auflösung der optischen Sensoreinrichtung 7 in Verbindung mit der Breite des Stelmor-Transportbandes 5 gegeben. Bei einer Anzahl von 2200 Bildpunkten der optischen Sensoreinrichtung 7 und einer Transportbandbreite von 1,5 m ergibt sich beispielsweise eine Auflösung unter einem Millimeter.
Aus der Differenz zwischen vorgegebener Soll-Lage und ermittelter und berechneter Ist-Lage der Drahtwindungen 2 berechnet der Regler 8 ein Stellsignal für ein Stellglied zum Angleichen der Ist-Lage an die Soll-Lage. In der Regel sollen dabei die Drahtwindungen 2 mittig bezüglich einer Bandmitte 10 des Stelmor-Transportbandes 5 mit einem bestimmten Windungsdurchmesser abgelegt werden.
Zum Ablegen der Drahtwindungen 2 durch den Windungsleger 1 dreht sich dieser mit einer veränderbaren Drehzahl n um eine Rotationsachse 11. Die Lage der Drahtwindungen 2 auf dem Stelmor-Transportband 5 kann beispielsweise durch Verändern der Drehzahl n des Windungslegers 1 beeinflußt werden. Dies ist insbesondere bei einem Durchmesser des Drahtes unter 12 mm vorteilhaft.
Ein Verändern der Drehzahl n des Windungslegers 1 beeinflußt außer der Ist-Lage der Drahtwindungen 2 auch den Windungsdurchmesser. Eine Regelung über die Drehzahl n des Windungslegers 1 ist daher nur innerhalb enger Grenzen möglich. Die Rampe 3 schließt mit der Horizontalen einen Neigungswinkel α ein. Alternativ und/oder zusätzlich zur Regelung der Drehzahl n des Windungslegers 1 kann die Ist-Lage der Drahtwindungen 2 auch durch Beeinflussen des Neigungswinkels α der Rampe 3 und/oder der seitlichen Lage s von Führungslinealen 6 beeinflußt werden. Dies ist insbesondere bei einem Durchmesser des Drahtes größer als 10 mm vorteilhaft. Insbesondere bei kleineren Durchmessern des Drahtes besteht die Gefahr, daß sich die Drahtwindungen 2 bei einer seitlichen Verschiebung durch die Führungslineale 6 deformieren.
In den Fig. 1 und 2 und auch in Fig. 3 ist die optische Sensoreinrichtung 7 als CCD-Kamera 7 ausgebildet, welche sich über die gesamte Breite des Stelmor-Transportbandes 5 erstreckt. Eine derartige Sensoreinrichtung 7 ist insbesondere dann sinnvoll, wenn nicht vorher bekannt ist, welcher Teil des Stelmor-Transportbandes 5 mit Drahtwindungen 2 belegt werden soll.
In der Regel werden die Drahtwindungen 2 jedoch über einen Großteil der Bandbreite des Stelmor-Transportbandes 5 gelegt. Bei einer Bandbreite von z. B. 1,5 m liegen Windungsdurchmesser typischerweise im Bereich zwischen 1,3 m und 1,45 m. Es kann daher kostengünstiger sein, statt einer CCD-Kamera 7, welche sich über die gesamte Breite des Stelmor-Transport-bandes 5 erstreckt, zwei CCD-Kameras 7-1 und 7-2 zu verwenden, welche jeweils den linken und rechten Randbereich des Stelmor-Transportbandes 5 erfassen. Diese Situation ist in Fig. 4 schematisch dargestellt. Die beiden CCD-Kameras 7-1 und 7-2 erfassen z. B. die jeweils äußersten 30 cm des Stelmor-Transportbandes 5, das eine Gesamtbreite von z. B. 1,5 m aufweist.
Die CCD-Kamera 7 (gemäß Fig. 3) bzw. die CCD-Kameras 7-1, 7-2 (gemäß Fig. 4) liefern pro Sekunde bis zu 100 Signale an den Regler 8. Die Anzahl der Signale vom Erfassen einer Drahtwindung 2 bis zur nächsten Drahtwindung 2 ergibt somit direkt die Zeit zwischen dem Erfassen zweier Drahtwindungen 2. In Verbindung mit der Geschwindigkeit, mit der die Drahtwindungen 2 auf dem Stelmor-Transportband 5 befördert werden, ergibt sich somit der geometrische Abstand der Drahtwindungen 2 auf dem Stelmor-Transportband.
Im gegebenen Ausführungsbeispiel werden einzeilige CCD-Kameras 7, 7-1, 7-2 verwendet. Alternativ könnten selbstverständlich auch eine mehrzeilige CCD-Kamera 7 bzw. mehrzeilige CCD-Kameras 7-1, 7-2 verwendet werden. Der Begriff "mehrzeilig" bedeutet dabei, daß die betreffende Kamera 7, 7-1, 7-2 mehrere parallele Zeilen aufweist, welche sich jeweils über die Breite bzw. dem Randbereich des Stelmor-Transportbandes 5 erstrecken. Bei Verwendung von mehrzeiligen Kameras 7, 7-1, 7-2 kann der Abstand der Drahtwindungen 2 voneinander selbstverständlich direkt durch Auswerten eines einzigen, dann zweidimensionalen Sensorsignals ermittelt werden.
Das erfindungsgemäße Ablegeverfahren und die hiermit korrespondierende Ahlegevorrichtung wurden vorstehend in Verbindung mit einem Stelmor-Transportband 5 beschrieben. Sie ist aber auch bei anderen Transportbändern anwendbar, bei denen ein positionsgenaues Ablegen der Drahtwindungen 2 auf dem Transportband erforderlich bzw. erwünscht ist.
Bezugszeichenliste
1
Windungsleger
2
Drahtwindungen
3
Rampe
4
Transportrollen
5
Stelmor-Transportband
6
Führungslineale
7
optische Sensoreinrichtung
7-1, 7-2
CCD-Kameras
8
Regler
9
übergeordneter Simulationsrechner
10
Bandmitte
11
Rotationsachse
α
Meigungswinkel
n
Drehzahl
s
seitliche Lage

Claims (10)

  1. Ablegeverfahren für Drahtwindungen (2) auf ein Transportband (5) mit einer Bandmitte (10), insbesondere auf ein Stelmor-Transportband (5), wobei die Drahtwindungen (2) auf dem Transportband (5) in einer Ist-Lage bezüglich der Bandmitte (10) abgelegt werden,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Drahtwindungen (2) bezüglich der Bandmitte (10) positionsgeregelt auf dem Transportband (5) abgelegt werden.
  2. Ablegeverfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Ist-Lage der Drahtwindungen (2) durch eine optische Sensoreinrichtung (7), z.B. eine CCD-Kamera (7), erfaßt wird.
  3. Ablegeverfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Ablegen der Drahtwindungen (2) durch einen Windungsleger (1) erfolgt, der sich mit einer veränderbaren Drehzahl (n) um eine Rotationsachse (11) dreht, und
    daß zur Regelung der Ist-Lage der Drahtwindungen (2) die Drehzahl (n) des Windungslegers (1) verändert wird.
  4. Ablegeverfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Drahtwindungen (2) zunächst auf einer Rampe (3) mit einem gegenüber der Horizontalen veränderbaren Neigungswinkel (α) abgelegt und von dort weiter zum Transportband (5) transportiert werden und
    daß zur Regelung der Ist-Lage der Drahtwindungen (2) der Neigungswinkel (α) der Rampe (3) verändert wird.
  5. Ablegeverfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Drahtwindungen (2) durch seitlich lageverstellbare Führungslineale (6) seitlich geführt werden und
    daß zur Regelung der Ist-Lage der Drahtwindungen (2) die Lage (s) der Führungslineale (6) verändert wird.
  6. Ablegevorrichtung zum positionsgeregelten Ablegen von Drahtwindungen (2) in einer Ist-Lage auf ein Transportband (5) mit einer Bandmitte (10), insbesondere auf ein Stelmor-Transportband (5),
    mit einem Windungsleger (1) zum Ablegen der Drahtwindungen (2) auf dem Transportband (5),
    mit einer Sensoreinrichtung (7) zum Erfassen der Ist-Lage der Drahtwindungen (2) auf dem Transportband (5),
    mit einem Stellglied (1, 3, 6) zum Beeinflussen der Ist-Lage der Drahtwindungen (2) auf dem Transportband (5) und
    mit einem Regler (8), dem die Ist-Lage und eine Soll-Lage zugeführt werden und der aus der Differenz von Ist-Lage und Soll-Lage ein Stellsignal für das Stellglied (1, 3, 6) ermittelt und an dieses ausgibt.
  7. Ablegeeinrichtung nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Sensoreinrichtung (7) eine optische Sensoreinrichtung (7), z.B. eine CCD-Kamera (7), ist.
  8. Ablegeeinrichtung nach Anspruch 6 oder 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Stellglied (1) als drehzahlveränderlicher Windungsleger (1) ausgebildet ist und
    daß das Stellsignal die Drehzahl (n) des Windungslegers (1) ist.
  9. Ablegeeinrichtung nach Anspruch 6, 7 oder 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Stellglied (3) als dem Transportband (5) vorgeschaltete Rampe (3) mit einem gegenüber der Horizontalen veränderbaren Neigungswinkel (α) ausgebildet ist und
    daß das Stellsignal der Neigungswinkel (α) der Rampe (3) ist.
  10. Ablegeeinrichtung nach Anspruch 6, 7, 8 oder 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Stellglied (6) als dem Transportband (5) zugeordnete seitlich lageverstellbare Führungslineale (6) ausgebildet ist und
    daß das Stellsignal die seitliche Lage (s) der Führungslineale (6) ist.
EP98118614A 1997-10-22 1998-10-01 Ablegeverfahren für Drahtwindungen auf ein Transportband und hiermit korrespondierende Ablegevorrichtung Expired - Lifetime EP0911092B1 (de)

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