EP0916425A1 - Rollenrichtmaschine zum Richten eines Walzprofils - Google Patents

Rollenrichtmaschine zum Richten eines Walzprofils Download PDF

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EP0916425A1
EP0916425A1 EP98121249A EP98121249A EP0916425A1 EP 0916425 A1 EP0916425 A1 EP 0916425A1 EP 98121249 A EP98121249 A EP 98121249A EP 98121249 A EP98121249 A EP 98121249A EP 0916425 A1 EP0916425 A1 EP 0916425A1
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rolled
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Bruno Böhmer
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Original Assignee
SMS Schloemann Siemag AG
Schloemann Siemag AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D3/00—Straightening or restoring form of metal rods, metal tubes, metal profiles, or specific articles made therefrom, whether or not in combination with sheet metal parts
    • B21D3/02—Straightening or restoring form of metal rods, metal tubes, metal profiles, or specific articles made therefrom, whether or not in combination with sheet metal parts by rollers
    • B21D3/05—Straightening or restoring form of metal rods, metal tubes, metal profiles, or specific articles made therefrom, whether or not in combination with sheet metal parts by rollers arranged on axes rectangular to the path of the work

Definitions

  • the present invention relates to a roller straightening machine for Straightening a rolled profile, with a profile inlet for insertion of the rolled profile in the roll straightening machine and with a number of Bending rollers for straightening the rolled profile.
  • roller straightening machines are, for example, from the published Brochure No. WZ / 3123- "Roll straightening machines for heavy rolled sections and rails "from SMS Schloemann-Siemag Aktiengesellschaft in Dusseldorf known.
  • the object of the present invention is a roller straightening machine to provide which also long rolled sections with the accuracy required by EN 10034 can.
  • the position sensor device at least one laser and at least has a photo sensor, is a particularly accurate measurement of the Location of the rolled profile possible.
  • lasers and photo sensors you can For example, achieve an accuracy of up to 0.1 mm.
  • other sensor devices can also be used, e.g. those with ultrasonic sensors.
  • the residual curvature of the directional rolled profile can be particularly determine exactly when the location of the rolled profile from the position sensor device is determined by triangulation.
  • controller has an adjustable control gain, leave the actually directed actual profile is even closer to the target profile approach.
  • the rolled profile 1 is a rolled profile 1 via a profile inlet 2 and an infeed roller 3 led to bending rollers 4.
  • the bending rollers 4 align the rolled section 1 so that it is as straight as possible.
  • the rolled profile 1 is further via an outlet roller 5 directed to a roller conveyor with transport rollers.
  • Transport rollers of the roller conveyor is only one, labeled with the Reference numeral 6 shown.
  • the distance between the outfeed roller 5 and the first transport roller 6 of the roller conveyor is approximately 3 m.
  • a position sensor device 7 for detecting the location of the rolled profile is arranged between the outfeed roller 5 and the first transport roller 6.
  • the position sensor device 7 has three laser diodes 8 and three photodiodes 9.
  • the location of the rolled profile at predetermined distances x 1 , x 2 , x 3 from the outlet roller 5 is determined by means of the diodes 8, 9. Due to the system, the first carrier piece with a length of half a straightening roller spacing is not detected, since this carrier piece is not directed.
  • a microcontroller 10 triangulates the actual radius of curvature of the rolled section 1. This radius of curvature is called The actual value is further transmitted to a setting controller 11.
  • the processing takes place in the position sensor device 7 a preprocessing of the recorded locations.
  • the Processing but also take place in the setting controller 11.
  • a setpoint generator 12 the natural one is the reference deflection Deflection of the rolled profile 1, which is stored would result if the rolled profile 1 absolutely (or ideally) straightened would.
  • This reference deflection is the controller 11 as a setpoint given. Multiplied from the difference between the setpoint and actual value with an adjustable control gain V, the Controller 11 then a setting signal for a setting element 13, by means of whose the outlet roller 5 is adjustable so that the location of the Rolled profile 1 is varied in the vertical direction. The adjusting element 13 then sets the outlet roller 5 according to this Start signal.
  • controller 11 is designed as an I or PI controller. It therefore has an integral part.
  • the adjusting element 13 is designed as an electric motor.
  • the adjusting element 13 adjusts a threaded spindle 14 one end of which the outlet roller 5 is arranged via a worm gear 15.
  • direct employment would also be possible Outlet roller 5 z. B. possible by a hydraulic cylinder.
  • FIG. 3 shows rolled profiles 1-1 and 1-2, which are generated during straightening with the straightening machine according to the invention.
  • the rolled sections 1-1, 1-2 have considerably lower maximum sheet heights z 1 , z 2 than a rolled section 1-3, which is straightened with a roller straightening machine according to the prior art and a maximum sheet height z 3 has.
  • the radius of curvature of the rolled profile 1-1 increases along a running direction x, so that the rolled profile 1-1 becomes considerably straighter.
  • the controller 11 was given a greater control gain V than when straightening the rolled profile 1-1, the arc height z even has a zero crossing over the running direction x.
  • the roller straightening machine described above straightens the rolled section 1 in the vertical and horizontal directions.
  • the radius of curvature can then be corrected via a pair of runout rollers, not shown for the sake of clarity, which is arranged to the left and right of the rolled section 1 to be straightened and is adjustable by means of a corresponding adjusting drive. It turns out to be particularly advantageous in the control loop according to the invention that it is not necessary to carry out short control interventions, but that it is sufficient to correct the tendency of the rolling profile to curve.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rollenrichtmaschine zum Richten eines Walzprofils (1), mit einem Profileinlauf (2) zum Einführen des Walzprofils (1) in die Rollenrichtmaschine und mit einer Anzahl von Biegerollen (4) zum Richten des Walzprofils (1). Die Erfindung besteht darin, daß die Rollenrichtmaschine mindestens eine durch ein Anstellelement (13) anstellbare Auslaufrolle (5) zum Führen des gerichteten Walzprofils (1) aufweist, daß der Auslaufrolle (5) eine Lagesensoreinrichtung (7) zum Erfassen des Ortes des Walzprofils (1) in einem vorbestimmten Abstand (x1, x2, x3) von der Auslaufrolle (5) nachgeschaltet ist, daß die Lagesensoreinrichtung (7) zum Übermitteln des Ortes mit einem Anstellregler (11) für die Auslaufrolle (5) verbunden ist, daß der Regler (11) aus dem erfaßten Ort ein Anstellsignal für das Anstellelement (13) ermittelt und an das Anstellelement (13) ausgibt und daß das Anstellelement (13) die Auslaufrolle (5) entsprechend dem Anstellsignal anstellt. Hierdurch können erheblich geradere Walzprofile (1) erzeugt werden als bisher. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rollenrichtmaschine zum Richten eines Walzprofils, mit einem Profileinlauf zum Einführen des Walzprofils in die Rollenrichtmaschine und mit einer Anzahl von Biegerollen zum Richten des Walzprofils.
Derartige Rollenrichtmaschinen sind bspw. aus dem veröffentlichten Prospekt Nr. WZ/3123-"Rollenrichtmaschinen für schwere Walzprofile und Schienen" der SMS Schloemann-Siemag Aktiengesellschaft in Düsseldorf bekannt.
Beim Richten von Walzprofilen soll idealerweise ein absolut gerades Profil erzeugt werden. In der Praxis ist das Walzprofil jedoch leicht gebogen, weist also einen zwar großen, aber nicht unendlichen Krümmungsradius auf. Die Bogenhöhe, die ein Walzprofil mit einer Sehne zwischen den Enden des Walzprofils einschließt, ist somit in erster Näherung proportional zum Quadrat der Länge des Walzprofils. Die Norm EN 10034 fordert jedoch eine lineare Abhängigkeit der maximalen Bogenhöhe von der Länge des Walzprofils. Lange Walzprofile müssen daher eine größere Geradheit aufweisen als kurze Walzprofile. Dies führt bei langen Walzprofilen zu erheblichen Problemen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Rollenrichtmaschine zur Verfügung zu stellen, welche auch lange Walzprofile mit der von der EN 10034 geforderten Genauigkeit richten kann.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst,
  • daß die Rollenrichtmaschine mindestens eine durch ein Anstellelement anstellbare Auslaufrolle zum Führen des gerichteten Walzprofils aufweist,
  • daß der Auslaufrolle eine Lagesensoreinrichtung zum Erfassen des Ortes des Walzprofils in einem vorbestimmten Abstand von der Auslaufrolle nachgeschaltet ist,
  • daß die Lagesensoreinrichtung zum Übermitteln des Ortes mit einem Anstellregler für die Auslaufrolle verbunden ist,
  • daß der Regler aus dem erfaßten Ort ein Anstellsignal für das Anstellelement ermittelt und an das Anstellelement ausgibt und
  • daß das Anstellelement die Auslaufrolle entsprechend dem Anstellsignal anstellt.
Eine Reduzierung der nach dem Richten eventuell noch vorhandenen Restkrümmung ist mit verschiedenen Reglercharakteristiken möglich. Besonders vorteilhaft ist jedoch, wenn der Regler als Regler mit Integralanteil ausgebildet ist.
Wenn die Lagesensoreinrichtung mindestens einen Laser und mindestens einen Fotosensor aufweist, ist eine besonders genaue Messung des Ortes des Walzprofils möglich. Mit Lasern und Fotosensoren läßt sich bspw. eine Genauigkeit bis zu 0,1 mm erreichen. Je nach Anwendungsfall sind aber auch andere Sensoreinrichtungen verwendbar, z.B. solche mit Ultraschallsensoren.
Die Restkrümmung des gerichteten Walzprofils läßt sich besonders genau bestimmen, wenn der Ort des Walzprofils von der Lagesensoreinrichtung durch Triangulation ermittelt wird.
Wenn der Regler eine einstellbare Regelverstärkung aufweist, läßt sich das tatsächlich gerichtete Istprofil dem Sollprofil noch weiter annähern.
Wenn durch das Anstellen der Auslaufrolle der Ort des Walzprofils in vertikaler Richtung variiert wird und bei der Ermittlung des Anstellsignals für das Anstellelement eine Referenzdurchbiegung des Walzprofils berücksichtigt wird, lassen sich systematische Fehler beim Richten des Walzprofils vermeiden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Dabei zeigen
Figur 1
eine Prinzipdarstellung einer Rollenrichtmaschine,
Figur 2
eine Prinzipdarstellung der Anstellung der Auslaufrolle und
Fig. 3 und 4
Krümmungsverläufe von Walzprofilen.
Gemäß Fig. 1 wird ein Walzprofil 1 über einen Profileinlauf 2 und eine Einlaufrolle 3 zu Biegerollen 4 geführt. Die Biegerollen 4 richten das Walzprofil 1 derart, daß es möglichst gerade ist. Von den Biegerollen 4 wird das Walzprofil 1 weiter über eine Auslaufrolle 5 zu einem Rollengang mit Transportrollen geleitet. Von den Transportrollen des Rollengangs ist nur eine, bezeichnet mit dem Bezugszeichen 6, dargestellt. Der Abstand zwischen der Auslaufrolle 5 und der ersten Transportrolle 6 des Rollengangs beträgt ca. 3 m.
Zwischen der Auslaufrolle 5 und der ersten Transportrolle 6 ist eine Lagesensoreinrichtung 7 zum Erfassen des Ortes des Walzprofils angeordnet. Die Lagesensoreinrichtung 7 weist drei Laserdioden 8 und drei Fotodioden 9 auf. Mittels der Dioden 8, 9 wird der Ort des Walzprofils an vorbestimmten Abständen x1, x2, x3 von der Auslaufrolle 5 ermittelt. Systembedingt wird dabei das erste Trägerstück von der Länge eines halben Richtrollenabstandes nicht erfaßt, da dieses Trägerstück nicht gerichtet ist.
Auf der Basis der so erfaßten Orte des Walzprofils 1 ermittelt dann ein Microcontroller 10 durch Triangulation den tatsächlichen Krümmungsradius des Walzprofils 1. Dieser Krümmungsradius wird als Istwert weiter an einen Anstellregler 11 übermittelt.
Gemäß Ausführungsbeispiel erfolgt in der Lagesensoreinrichtung 7 eine Vorverarbeitung der erfaßten Orte. Alternativ könnte die Verarbeitung aber auch im Anstellregler 11 erfolgen.
In einem Sollwertgeber 12 ist als Referenzdurchbiegung die natürliche Durchbiegung des Walzprofils 1 abgespeichert, welche sich ergäbe, wenn das Walzprofil 1 absolut (bzw. ideal) gerade gerichtet würde. Diese Referenzdurchbiegung wird dem Regler 11 als Sollwert vorgegeben. Aus der Differenz von Sollwert und Istwert, multipliziert mit einer einstellbaren Regelverstärkung V, ermittelt der Regler 11 dann ein Anstellsignal für ein Anstellelement 13, mittels dessen die Auslaufrolle 5 derart anstellbar ist, daß der Ort des Walzprofils 1 in vertikaler Richtung variiert wird. Das Anstellelement 13 stellt dann die Auslaufrolle 5 entsprechend diesem Anstellsignal an.
Der Regler 11 ist im vorliegenden Fall als I- oder PI-Regler ausgebildet. Er weist also einen Integralanteil auf.
Gemäß Fig. 2 ist das Anstellelement 13 als Elektromotor ausgebildet. Das Anstellelement 13 verstellt dabei eine Gewindespindel 14, an deren einem Ende die Auslaufrolle 5 angeordnet ist, über ein Schnekkengetriebe 15. Alternativ wäre auch eine direkte Anstellung der Auslaufrolle 5 z. B. durch einen Hydraulikzylinder möglich.
Die Figuren 3 und 4 zeigen nunmehr Walzprofile 1-1 und 1-2, die beim Richten mit der erfindungsgemäßen Richtmaschine erzeugt werden. Wie aus den Figuren ersichtlich ist, weisen die Walzprofile 1-1, 1-2 erheblich geringere maximale Bogenhöhen z1, z2 auf als ein Walzprofil 1-3, welches mit einer Rollenrichtmaschine nach dem Stand der Technik gerichtet wird und eine maximale Bogenhöhe z3 aufweist. Ferner ist insbesondere in Fig. 3 ersichtlich, daß der Krümmungsradius des Walzprofils 1-1 entlang einer Laufrichtung x zunimmt, das Walzprofil 1-1 also erheblich gerader wird. Beim Walzprofil 1-2 gemäß Fig. 4, bei dem dem Regler 11 eine größere Regelverstärkung V vorgegeben wurde als beim Richten des Walzprofils 1-1, weist die Bogenhöhe z über die Laufrichtung x sogar einen Nulldurchgang auf.
Die obenstehend beschriebene Rollenrichtmaschine richtet das Walzprofil 1 in vertikaler und horizontaler Richtung. Um die Krümmung in der horizontalen Ebene genauso zu beeinflussen, wie für die vertikale Ebene beschrieben, muß lediglich an den Orten x1, x2, x3 nicht nur die Auslenkung in z-Richtung erfaßt werden, sondern auch die horizontale Abweichung. Die Korrektur des Krümmungsradius kann dann über ein - der besseren Übersichtlichkeit halber nicht dargestelltes - Auslaufrollenpaar erfolgen, welches links und rechts des zu richtenden Walzprofils 1 angeordnet ist und über einen entsprechenden Anstellantrieb verstellbar ist. Als besonders vorteilhaft stellt sich bei dem erfindungsgemäßen Regelkreis heraus, daß es nicht erforderlich ist, kurze Regeleingriffe vorzunehmen, sondern daß es ausreicht, die Tendenz der Krümmung des Walzprofils auszuregeln.
Bezugszeichenliste
1, 1-1, 1-2, 1-3
Walzprofile
2
Profileinlauf
3
Einlaufrolle
4
Biegerollen
5
Auslaufrollen
6
Transportrollen
7
Lagesensoreinrichtung
8
Laserdioden
9
Fotodioden
10
Microcontroller
11
Regler
12
Sollwertgeber
13
Anstellelement
14
Gewindespindel
15
Schneckengetriebe
16
Abschnitt
V
Regelverstärkung
x
Laufrichtung
x1, x2, x3
Orte
z, z1, z2, z3
Bogenhöhen

Claims (6)

  1. Rollenrichtmaschine zum Richten eines Walzprofils (1),
    mit einem Profileinlauf (2) zum Einführen des Walzprofils (1) in die Rollenrichtmaschine und
    mit einer Anzahl von Biegerollen (4) zum Richten des Walzprofils (1),
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Rollenrichtmaschine mindestens eine durch ein Anstellelement (13) anstellbare Auslaufrolle (5) zum Führen des gerichteten Walzprofils (1) aufweist,
    daß der Auslaufrolle (5) eine Lagesensoreinrichtung (7) zum Erfassen des Ortes des Walzprofils (1) in einem vorbestimmten Abstand (x1, x2, x3) von der Auslaufrolle (5) nachgeschaltet ist,
    daß die Lagesensoreinrichtung (7) zum Übermitteln des Ortes mit einem Anstellregler (11) für die Auslaufrolle (5) verbunden ist,
    daß der Regler (11) aus dem erfaßten Ort ein Anstellsignal für das Anstellelement (13) ermittelt und an das Anstellelement (13) ausgibt und
    daß das Anstellelement (13) die Auslaufrolle (5) entsprechend dem Anstellsignal anstellt.
  2. Rollenrichtmaschine nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Regler (11) als Regler mit Integralanteil ausgebildet ist.
  3. Rollenrichtmaschine nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Lagesensoreinrichtung (7) mindestens einen Laser (8) und mindestens einen Fotosensor (9) aufweist.
  4. Rollenrichtmaschine nach Anspruch 1, 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Lagesensoreinrichtung (7) den Ort des Walzprofils (1) durch Triangulation ermittelt.
  5. Rollenrichtmaschine nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Regler (11) eine einstellbare Regelverstärkung (V) aufweist.
  6. Rollenrichtmaschine nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß durch das Anstellen der Auslaufrolle (5) der Ort des Walzprofils (1) in vertikaler Richtung variiert wird und daß bei der Ermittlung des Anstellsignals für das Anstellelement (13) eine Referenzdurchbiegung des Walzprofils (1) berücksichtigt wird.
EP98121249A 1997-11-17 1998-11-07 Rollenrichtmaschine zum Richten eines Walzprofils Expired - Lifetime EP0916425B1 (de)

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EP0916425A1 true EP0916425A1 (de) 1999-05-19
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