FR2526775A1

FR2526775A1 - Position control for lifting tongs - esp. for lifting slabs from stack in soaking pit

Info

Publication number: FR2526775A1
Application number: FR8208626A
Authority: FR
Inventors: Louis Linck; Claude Bonnefond
Original assignee: CLEMESSY
Current assignee: CLEMESSY
Priority date: 1982-05-14
Filing date: 1982-05-14
Publication date: 1983-11-18
Also published as: FR2526775B1

Abstract

A device for lifting slabs from a stack of slabs in a soaking pit consists of a double-tongs device with self-clamping jaws connected to a bridge or a motor by a lifting cable and opened and closed by a block-and-tackle drive. The position and the height of grip of the device are controlled by an assembly comprising one or more level probes mounted on the lower traverse of the device and consisting of a motor, reduction gearing and a drum connected to a weight by a flexible belt which is wound on the drum. The motor is driven in the direction of raising of the weight and has an absolute angular encoder connected by a transmission chain to the lifting motor of the device. The device is useful for lifting cast slabs from a soaking pit for feeding to a rolling mill. The equipment is simple, robust, resistant to heat and shock, and can be positioned accurately for lifting one or more slabs from a stack.

Description

L'invention se rapporte à un ensemble de repérage et de commande de position d'un organe de préhension par rapport à la face supérieure d'un empilement d'éléments en vue de la détermination de la hauteur optimale de prise par un organe de préhension opérant en aveugle. The invention relates to an assembly for locating and controlling the position of a gripping member with respect to the upper face of a stack of elements for the purpose of determining the optimum gripping height by a gripping member operating blind.

Dans diverses industries, on est amené régulièrement à soulever des produits entreposés en tas sans connaître précisément la position des éléments de prise de l'organe de préhension. C'est le cas, par exemple, dans le domaine sidérurgique ou les brames sortant de coulée sont empilées temporairement en tas à l'extérieur des ateliers à des températures encore élevées. In various industries, it is necessary regularly to lift products stored in heaps without knowing precisely the position of the gripping elements of the gripping member. This is the case, for example, in the steel industry where the slabs coming out of casting are temporarily stacked in heaps outside the workshops at still high temperatures.

Avant leur conformation intermédiaire en produit semi-oeuvré par passage - en laminoir, les brames subissent un réchauffage jusqu'à des températures de 800 - 9000C. Before their intermediate conformation into semi-finished product by passage - in a rolling mill, the slabs undergo heating up to temperatures of 800 - 9000C.

Afin de réduire l'apport énergétique complémentaire, on réalise un stockage temporaire en fosses isolées thermiquement, au fond desquelles les brames sont empilées les unes sur les autres pour garder sensiblement leur température jusqu'au traitement ultérieur. In order to reduce the additional energy supply, temporary storage is carried out in thermally insulated pits, at the bottom of which the slabs are stacked on top of each other to keep their temperature appreciably until further treatment.

a manutention et notamment le levage de ces brames se pratiquent à l'aide d'un couple de pinces géantes dont les mors enserreilx'par I par ses flancs la brame inférieure de ltempilement transporté. handling and in particular the lifting of these slabs are practiced using a pair of giant pliers, the jaws of which are gripped by the flanks of the lower slab of the transported stack.

Si la manoeuvre de prise s'avère relativement aisée pour des empilements en plein air, il en va tout autrement pour le levage des brames déposées au fond des fosses. If the gripping maneuver proves relatively easy for open-air stacks, it is quite different for lifting the slabs deposited at the bottom of the pits.

L'opérateur peut guider visuellement la pince pour l'amener en position correcte au-dessus de l'empilement. The operator can visually guide the clamp to bring it into the correct position above the stack.

Il opère par contre totalement en aveugle pour la prise d'une brame isplée ou d'une pluralité de brames.On the other hand, it operates completely blind for the capture of an isolated slab or of a plurality of slabs.

Cette difficulté est augmentée parce que l'on empile des brames de différentes épaisseurs. This difficulty is increased because we stack slabs of different thicknesses.

L'invention a pour but de déterminer le niveau optimal de prise en vue de la mise en position de la pince et du levage d'une brame isolée ou d'une pluralité de brames dans un empilement disposé au fond d'une fosse. The object of the invention is to determine the optimum level of grip for positioning the clamp and lifting an isolated slab or a plurality of slabs in a stack placed at the bottom of a pit.

Ce but est obtenu selon l'invention par un matériel simple, robuste, dont le fonctionnement reste insensible aux chocs et à la chaleur rayonnée par les brames. This object is obtained according to the invention by a simple, robust material, the operation of which remains insensitive to shocks and to the heat radiated by the slabs.

Ce matt;riel permet en outre l'automatisation complète de la prise. This matt; riel also allows complete automation of the grip.

A cet effet, I' iivention se rapporte à un ensem blc de repérage et de commande de position d'un organe de préhension par rapport à la face supérieure d'un empilement d'éléments rectilignes plats caractérisé en ce qu'il se compose jt sondes constituées d'un moteur électrique à un seul sens d'elltrainement et à deux valeurs de couple associé à un treuil et disposé sur la traverse inférieure de l'organe de levage, moteur entraînant, au bout d'un lien flexible, tine masse en mouvements de descente par frein moteur et en mouvements de levage après contact avec la face supérieure de ltempilement. Les mouvements verticaux de l'organe de préhension sont asservis aux mouvements de la charge pendant toute la phase de fermeture de la pince. To this end, the iivention relates to an assembly for locating and controlling the position of a gripping member with respect to the upper face of a stack of flat rectilinear elements characterized in that it consists of: probes consisting of an electric motor with a single direction of drive and two torque values associated with a winch and arranged on the lower crossmember of the lifting member, motor driving, at the end of a flexible link, a mass in lowering movements by engine brake and in lifting movements after contact with the upper face of the stack. The vertical movements of the gripping member are controlled by the movements of the load during the entire closing phase of the clamp.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit, effectuée à titre d'exemple non limitatif sur un mode d'exécution ceci en référence au dessin accompagnant dans lequel
.La figure 1 est une vue générale schématique mixte en
perspective et en coupe il lustrant le stockage temporaire
des brames dans une fosse et la prise par la pince à mors
autoserrants.Other characteristics and advantages of the invention will appear in the description which follows, given by way of nonlimiting example in an embodiment, this with reference to the accompanying drawing in which
. Figure 1 is a general schematic view mixed in
perspective and in section it buffing the temporary storage
slabs in a pit and the grip by the jaw pliers
self-locking.

.La figure 2 est une vue en élévation représentant globale
ment l'ensemble des moyens mis en oeuvre par l'invention.Figure 2 is an elevational view showing overall
ment all the means implemented by the invention.

.Les figures 3 à 6 rieprésentént de façon schématique les
différentes phases correspondant à la prise d'un groupe
de brames et à son levage;
- figure 3 : pinces en cours de descente,
- figure 4 : contact de la masse avec la face supérieure
de la brame supérieure et poursuite de la descente,
- figure 5 : fermeture des- pinces avec maintien de la
traverse inférieure à niveau constant,
- figure 6 : levage.-
Les rêches en trait fin indiquent un mouvement local,
alors que les flêches en trait fort marquent un mouvement
d'ensemble.Figures 3 to 6 schematically show the
different phases corresponding to taking a group
slabs and its lifting;
- Figure 3: clamps during descent,
- Figure 4: earth contact with the upper face
of the upper slab and continuation of the descent,
- Figure 5: closing of the clamps with maintenance of the
lower cross at constant level,
- figure 6: lifting.
The rough lines indicate a local movement,
while the arrows in strong lines mark a movement
overall.

.La figure 7 est une vue en plan représentant un exemple
de disposition des sondes en trois zones de contact permet
tant d'apprécier l'hori-zontalité des brames et de déterminer -la possibi I ité d'une prise.Figure 7 is a plan view showing an example
arrangement of the probes in three contact zones allows
so much to appreciate the hori-zontality of the slabs and to determine the possibility of a catch.

L'invention est un dispositif auxiliaire de repérage et de commande en position d'une pince double à mors autoserrants tel le que celle utilisée dans l'industrie sidérurgique pour la manutention des brames. The invention is an auxiliary device for locating and controlling the position of a double clamp with self-gripping jaws such as that used in the steel industry for handling slabs.

Bien entendu, - d'autre applications s' avèrent possibles dès qu'il s'agit de la prise d'éléments rectilignes empilés, notamment ceux portés à des températures élevées. Of course, - other applications are possible when it comes to taking stacked rectilinear elements, especially those brought to high temperatures.

L'ensemble selon l'invention est appelé à assister l'opérateur durant la phase précédant la prise lorsque
les flancs de l'empilement restent invisibles pendant toute la manoeuvre.The assembly according to the invention is called upon to assist the operator during the phase preceding the taking when
the sides of the stack remain invisible during the whole maneuver.

Plus précisément, la pince de manutention à mors autoserrants se compose de deux ensembles de préhension 1 à bras articulés 2 selon une suspension du type parallèlogramme à articulation supérieure 3 et à deux articulations latérales tel les que 4. Ces bras se terminent par des mors à griffes ou crantés 5 qui assurent une prise efficace. More precisely, the handling clamp with self-gripping jaws consists of two gripping assemblies 1 with articulated arms 2 according to a suspension of the parallelogram type with upper articulation 3 and with two lateral articulations such as 4. These arms end in jaws with claws or notches 5 which ensure an effective grip.

Les ensembles de préhension 1 s'étendent de part et d'autre d'une traverse supérieure 6 et d'une traverse
inférieure 7 sur laquelle ils sont montés articulés en deux po i nts, ce I I e-c i servant de plan support à I' i nvent ion. The gripping assemblies 1 extend on either side of an upper cross member 6 and a cross member
lower 7 on which they are mounted articulated in two points, this II ec i serving as a support plane for the invention.

Les pinces sont actionnées en ouverture et en fermeture par un ensemble moteur 8 du type à palan et à câble 9 et point fixe 10, dont l'action a essentiellement pour but de rapprocher ou d'éloigner les traverses 6 et 7 entre elles. Bien entendu, d'autres montages conviennent par exemple à moteur sur la traverse supérieure 6 et à poulie sur la traverse inférieure 7. The clamps are actuated in opening and closing by a motor assembly 8 of the hoist and cable type 9 and fixed point 10, the action of which essentially has the aim of bringing the cross members 6 and 7 apart or moving them apart. Of course, other arrangements are suitable, for example, with a motor on the upper cross member 6 and a pulley on the lower cross member 7.

L'organe de préhension à double pince est porté par un engin ou un portique (non représenté) qui l'anime en mouvements verticaux et de translation d'ensemble par l'intermédiaire d'une suspension à câble 11 et d'un moteur de levage 12. The gripper with double pliers is carried by a machine or a gantry (not shown) which animates it in vertical movements and overall translation by means of a cable suspension 11 and a motor lifting 12.

On prévoit sur l'un des câbles, par exemple le câble central, une jauge de contrainte 13 qui a pour but de détecter la tension marquant le début de la prise. A strain gauge 13 is provided on one of the cables, for example the central cable, the purpose of which is to detect the tension marking the start of the grip.

Le dispositif selon 1 'invention appelé ci-après sonde de niveau 14 est monté sur la traverse inférieure 7. Elle est constituée d'un moteur électrique 15 à un seul sens .iten,-raîllement d'un réducteur 16 entraînant une masse 17 par un lien flexible 18 sur un tambour 19 du type dévidoir jouant le-rôle dc treuil. The device according to the invention hereinafter called level probe 14 is mounted on the lower cross member 7. It consists of an electric motor 15 in one direction only .iten, -reduction of a reduction gear 16 driving a mass 17 by a flexible link 18 on a drum 19 of the reel type playing the role of winch.

Le moteur électrique 15 fonctionnera selon deux valeurs de couple : un couple faible devant le poids de la masse 17 et un couple moteur de remontée qui sert uniquement à remonter la masse en fin d'opération pour la remettre en place sous la traverse inférieure en position de retrait. The electric motor 15 will operate according to two torque values: a low torque in front of the weight of the mass 17 and a lifting motor torque which is only used to raise the mass at the end of the operation to put it back under the lower cross member in position withdrawal.

Le moteur électrique 15 sera toujours sollicité dans le sens de la montée. The electric motor 15 will always be stressed in the direction of ascent.

Le premier couple ne sera pas assez fort pour entraîner la masse 17 vers le haut. II constituera par conséquent un frein motéur destiné à amortir ia descente de la masse -
Le deuxième couple permet bien entendu la remontée de la masse. I I sera utilisé pour ramener la masse en position initiale escamotée sous la traverse inférieure 7.The first couple will not be strong enough to drive mass 17 upwards. It will therefore constitute a motor brake intended to dampen the descent of the mass -
The second pair of course allows the ascent of the mass. It will be used to return the mass to the initial position retracted under the lower cross member 7.

Le réducteur 16 est équipé d'un codeur angulaire absolu 20 qui fournira les informations sur la longueur du dévidage. The reducer 16 is equipped with an absolute angular encoder 20 which will provide the information on the length of the unwinding.

On asservit le moteur de levage 12 de la pince au moteur 15 de la sonde de niveau 14 pour maintenir la pince à la hauteur optimale de prise pendant toute la phase de serrage. The lifting motor 12 of the clamp is slaved to the motor 15 of the level probe 14 to maintain the clamp at the optimum gripping height throughout the tightening phase.

Ainsi les variations de hauteur détectées par le codeur 20 pendant l'opération de serrage seront compensées en agissant sur le moteur de levage 12 par une chaîne d'asserpissement classique. Thus the variations in height detected by the encoder 20 during the tightening operation will be compensated for by acting on the lifting motor 12 by a conventional scouring chain.

Pour plus de clarté, on décrira maintenant le fonctionnement du dispositif. Le plan dans lequel se trouvent les mors sera appelé plan de prise et référencé 21 -
L'opérateur souhaite saisir et lever plusieurs brames de l'empilement. I I amène et met en place, mors ouverts l'organe de levage au-dessus du tas, en le centrant le plus parfaitement possible. Cette manoeuvre s' avère aisée car I l'extrémité supérieure de l'empilement est visible. For clarity, we will now describe the operation of the device. The plane in which the jaws are located will be called grip plane and referenced 21 -
The operator wishes to enter and raise several slabs from the stack. It brings and sets up, with the jaws open, the lifting member above the pile, centering it as perfectly as possible. This maneuver turns out to be easy because the upper end of the stack is visible.

La masse 17 logée initialement en position escamotée sous la traverse inférieure 7 est amenée en descente lènte dans le plan de prise 21. Son arrêt dans le plan de prise est obtenu par butée ou par la fin du lien flexible
18. On utilise ce point bas comme référence pour le codeur.The mass 17 housed initially in the retracted position under the lower cross member 7 is brought downhill slowly in the grip plane 21. Its stopping in the grip plane is obtained by abutment or by the end of the flexible link
18. This low point is used as a reference for the encoder.

Dès que la masse rencontre la face supérieure
de la dernière brame, le lien flexible 18 devient lâche
puis se tend en raison de ia diminution de poids et du faible
couple qui devient alors entraîneur. Comme indiqué, sa valeur
ne suffît pas, elle permet toutefois de garder le lien tendu
et de l'enrouler sur le tambour 19 pendant toute la descente des mors.As soon as the mass meets the upper face
from the last slab, the flexible link 18 becomes loose
then tightens due to the reduced weight and low
couple who then becomes a coach. As indicated, its value
is not enough, however it keeps the link tense
and to wind it on the drum 19 during the entire descent of the jaws.

A partir du moment où la masse rencontre la face supérieure de la dernière brame, le codeur 20 donne des informations sur la longueur de descente des mors. From the moment when the mass meets the upper face of the last slab, the encoder 20 gives information on the length of descent of the jaws.

La pince descend jusqu'à ce que le codeur 20 arrive à la valeur de consigne. L'extrémité des mors se trouve alors au niveau de la brame inférieure définissant
le groupe à -soulever et le lien flexible 's'est enroulé d'une
longueur égale à la descente des mors.The clamp descends until the encoder 20 reaches the set value. The end of the jaws is then at the level of the lower slab defining
the group to be lifted and the flexible link 'wound
length equal to the descent of the jaws.

Lorsque la descente des mors atteint l-a valeur de consigne, ctest-à-dire ceile mise en mémoire pour le nombre de brames choisies, la pince est immobilisée et on commande la fermeture des mors. Cette fermeture a lieu en maintenant la traverse inférieure 7 à un niveau constant afin de garder la référence de distance D entre ladite traverse et la face supérieure de l'empilement. When the descent of the jaws reaches the set value, that is to say the memory stored for the number of slabs chosen, the clamp is immobilized and the jaws are closed. This closure takes place by maintaining the lower cross member 7 at a constant level in order to keep the distance reference D between said cross member and the upper face of the stack.

La phase de fermeture combine les actions des moteurs de levage 12 et de fermeture 8 de pince. Ces actions sont commandées par la chaîne d'asservissement qui a pour but de maintenir la traverse inférieure 7 à un niveau constant de la façon suivante. The closing phase combines the actions of the lifting 12 and closing gripper 8 motors. These actions are controlled by the servo chain which aims to maintain the lower cross member 7 at a constant level as follows.

Le moteur 8 de fermeture de pince agit. E-n raison des caractéristiques de la pince, ceci a pour effet de descendre la traverse inférieure. Ce mouvement de descente est compensé de façon continue par un mouvement de levage de l'ensemble par le moteur 12 de manière à garder la traverse
inférieure 7 à un niveau constant correspondant à la consigne.The clamp closing motor 8 acts. Due to the characteristics of the clamp, this has the effect of lowering the lower cross member. This downward movement is continuously compensated by a lifting movement of the assembly by the motor 12 so as to keep the cross member
lower than 7 at a constant level corresponding to the setpoint.

Ces mouvements sont obtenus par asservissement du moteur de levage 12 au codeur 20.,
Le signal de détection de fermeture est provoqué par la tension du câble de levage modifiant les caractéristiques de la jauge de contrainte 13. En effet, en raison même du caractère autoserrant des mors, ia fermeture se traduit par une tension du câble porteur.These movements are obtained by slaving the lifting motor 12 to the encoder 20.,
The closing detection signal is caused by the tension of the lifting cable modifying the characteristics of the strain gauge 13. Indeed, due to the self-tightening nature of the jaws, ia closing results in a tension of the carrying cable.

La distance D entre la traverse inférieure et le plan de prise restant constante, la prise s'effectue au niveau optimal déterminé préalablement et, le cas échéant, mis en memoire. The distance D between the lower cross member and the gripping plane remaining constant, gripping takes place at the optimal level determined beforehand and, if necessary, stored.

Une a correction apportée sur la commande de hauteur de la pince permet de rattraper le léger décalage de niveau des mors entre la position ouverte et fermée. A correction made on the clamp height control makes it possible to make up for the slight level difference in the jaws between the open and closed position.

En mesurant le temps de fermeture, on connaît ce décalage et on commande une faible variation en hauteur au début du serrage. By measuring the closing time, this offset is known and a small variation in height is controlled at the start of tightening.

Comme déjà indiqué, on détermine la fin de prise par la détection d'une variation de la jauge de contrain- te 13 prévue sur le câble de levage. As already indicated, the end of setting is determined by detecting a variation in the stress gauge 13 provided on the lifting cable.

Comme représenté en figure 7, on envisage le montage de trois sondes de niveau 14 disposées en triangle sur la traverse inférieure 7 à une distance suffisante pour la précision requise. Cette détection selon trois zones permet d'apprécier l'horizontalité des brames et de déterminer en fonction des caractéristiques de. la pince si une prise est possible ou dangereuse. As shown in FIG. 7, consideration is given to mounting three level probes 14 arranged in a triangle on the lower cross member 7 at a distance sufficient for the required precision. This detection according to three zones makes it possible to appreciate the horizontality of the slabs and to determine according to the characteristics of. the pliers if a grip is possible or dangerous.

L'invention décrite ci-dessus est susceptible de variantes et de modifications. Celles-ci entrent dans le cadre de la présente protection dès lors qu qu'elles ne concernent que des aménagements sans apport invent-if. The invention described above is subject to variations and modifications. These fall within the scope of this protection as soon as they only concern developments without an invent-if contribution.

Claims

1. Set for locating and controlling in position and engaging a gripping member operating blindly along a stack of rectilinear and flat elements with a view to determining the height of grip and the command in grip , in particular in the case of slabs stacked in a pit to be grabbed in bundles using a double gripper with self-gripping jaws and a lower and upper cross member, connected to a gantry or to a machine by a lifting cable and controlled by opening and. closing by a hoist-type motor unit, assembly characterized in that it comprises at least one level probe (14) installed on the lower cross member (7) composed of a motor (15), a reduction gear (16) and a drum (19) kinematically connected to one. mass (17) by a flexible link (18) winding on the drum, said motor (15) always stressed in the direction of the rise of the mass operates according to two torque values and is equipped with an absolute angular encoder ( 20) connected to the lifting motor (12) of the clamp by a servo chain.

2. Assembly according to claim 1 characterized in that the low value of the torque is less than that necessary to lift the mass (17) while the other value is greater than or equal to the engine torque necessary to lift the mass (17).

3. An assembly according to claim 1 characterized in that a united strain gauge (13) is mounted on the lifting cable.

4. An assembly according to claim 1 characterized in that the lower cross member is equipped with three level probes (14) intended to assess the horizontality of the elements taken.

5. A method of locating and controlling the position and engagement of a gripping member operating blind along a stack of flat and rectilinear elements by application of the means according to claims from 1 to 4 taken as a whole, characterized in that the clamp is visually centered over the open jaw stack, that the mass í1 / s is lowered to the grip plane (21) defined by the two jaws, that the the clamp is controlled in descent, the link (lj arriving at tension under the motor effect of the low torque when the mass meets the upper face of the first element, that the motor (15) is controlled for winding the link 115 ) during the continuation of the descent to a length corresponding to the set value, that is to say at the distance from the point of engagement on the flank of the stack relative to the upper face of the first element, that we stop the descent when this value is reached from the cod information eur absolute (20), that the clamp is clamped while keeping the lower cross-member at a constant level by continuous take-up in overall lifting movements controlled by a servo chain provided between the encoder (20 ) and the lifting motor (12), which is brought in at the start of tightening, after the detection signal given by the strain gauge (13), the correction corresponding to the offset in height of the jaws between the open and closed positions .