JPWO2020074520A5 - - Google Patents
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Description
本発明は、請求項1の上位概念に記載の、圧延スタンド用の、センサプレートの形態の滑り軸受要素又はガイド要素と、圧延スタンドにおけるロールの姿勢及び/又は位置を特定する装置及び方法とに関する。
従来技術によれば、金属製品を加工するための圧延ラインを運転するとき、付属のロールハウジングに、ロールを、具体的にはワークロールを取り付ける、そして通常はワークロールに隣り合うバックアップロールも取り付けることが知られている。ワークロール、中間ロール、バックアップロール又はマルチロールスタンド(例えばセンジミアロールスタンド)の配置も知られている。圧延スタンドのロールハウジングへのロールの取付けは、通常、いわゆるチョックによって行われる。
圧延時における所望の圧延厚さを調整するために、又は厚さ制御のために、圧延スタンドにおいて、ロールのチョックと対応付けられたロールハウジングとの間に遊びが存在し、遊びが圧延スタンドにおいてロールの鉛直方向の動きを可能にすることが想定されている。チョックとロールハウジングとの間に、摩耗プレートが取り付けられている。摩耗プレートは、滑り軸受の機能を満たす。また前述の遊びは、とりわけ、圧延中の圧延力と、これに伴うロールハウジングのネッキングとに依存する。ネッキングは推算することができるので、とりわけロールのチョックにおける摩耗プレートの厚さが、チョックがスタンド内で挟まらないように、選択される。ハウジングにおける遊びが大きすぎると、例えば上側のバックアップロールのチョックが傾倒し得る、又は1本のロールの複数のチョックがロールハウジングの異なる側に位置し得る。いずれも、圧延スタンドにおけるロールの振れを招いてしまうおそれがある。圧延スタンドにおけるロールの振れの他の理由は、「ジオメトリ」的なエラーにあり得る。つまり、ハウジングにおいて使用される摩耗プレートとチョックにおいて使用される摩耗プレートとの対偶が、ロールの振れをもたらす。例えばスタンドの出口側で、駆動側と操作側とにおいて異なる厚さの摩耗プレートがチョックに組み付けられているとき、両方のチョックがハウジングの出口側に位置するときであっても、相応にロール軸線が傾斜姿勢をもたらす。相応して、使用される摩耗条片の現在の摩耗に依存するジオメトリが、圧延スタンドにおけるロールの姿勢に決定的な影響を及ぼす。
圧延スタンド内に取り付けられたロールの主軸線に関する、圧延ラインの圧延スタンドの測定は、極めて面倒であり、したがって必要な場合にのみ実施される。上記関連において、例えば独国実用新案第20104695号明細書において、摩耗プレートの摩耗状態を特定するために、圧延ラインの運転を中断して、これに続いてロールセットをロールハウジングから取り外すことが知られている。さらに、摩耗プレートに貫通孔の形態で形成された計測孔を、深さ測定器を用いて計測することによって、摩耗プレートの摩耗状態を特定する又は検査することができる。このようにして、各々の計測孔の位置で摩耗プレートの残りの厚さ又は幅の計測値が生成される。その際、全ての摩耗プレートのそのような検査に基づいて、圧延スタンドの全ての状態を、計算によって、各々のロールの姿勢に関しても特定することができる。しかしそのような手法は、不都合には、多大な労力がかかり、その上、費用の嵩む圧延ラインの停止を伴う。
相応して、本発明の根底を成す課題は、圧延スタンド内でのロールの姿勢の検査とロールの位置決めとを最適化することである。
この課題は、請求項1の特徴を有するセンサプレートと、請求項12に記載の特徴を有する装置と、請求項18の特徴を有する方法とによって解決される。本発明の有利な発展形態は、従属請求項に定義されている。
本発明に基づくセンサプレートは、圧延スタンド用の滑り軸受要素又はガイド要素として用いられ、圧延部品と接触可能であるとともに圧延スタンドの運転中に摩耗する少なくとも1つの滑り軸受面を備える。さらに、本発明に係るセンサプレートは、少なくとも1つの計測センサ、つまり具体的には、複数のそのような計測センサを備え、計測センサは、一方では、滑り軸受面における摩耗に曝されず、他方では、センサプレートと部品との面接触、線接触又は点接触の結果として生じる、センサプレートに作用する力及び/又は歪み及び/又は変形を把握することができるように、(a×b)の行列の形態で、好適には滑り軸受面に近付けて配置されている。
ここで、本発明の観点では、計測センサは、本発明に係るセンサプレートが圧延スタンド又は圧延ラインの運転中に他の部品と接触するとき、センサプレートの形態のプレート状の要素に又はその傍に生じ得る力及び/又は歪み及び/又は変形を把握することができるセンサであることを別途指摘する。
既に述べたように、そのような計測センサは、センサプレート内に、好適には、センサプレートの滑り軸受面に近付けて配置することができる。したがって、これは、そのような計測センサが適切にセンサプレート内に組み付けられていることを意味する。その際、計測センサがセンサプレートの滑り軸受面に直接には露出して配置されていないので、センサプレートが使用される圧延スタンドの運転時に、滑り軸受面が摩耗しても、計測センサが破損されない又は破壊されないことが重要である。
本発明はさらに、圧延スタンドにおけるロールの姿勢及び/又は位置を特定する装置であって、前述の本発明に係るセンサプレートの計測センサに信号接続されている判定装置を備える、装置を想定している。相応して、判定装置によって、センサプレートの個々の計測センサの信号値を受信することができる。判定装置が、プログラム技術的に調整されていて、これにより、センサプレートに隣り合う部品との、センサプレートの滑り軸受面に生じ得る面接触、線接触又は点接触を考慮して、圧延スタンドの、対応付けられたロールハウジング及び/又は同一の圧延スタンドにおける少なくとも1本の他のロール及び/又は同一の圧延ラインにおける少なくとも1本の他のロールに対して相対的な、センサプレートが対応付けられたロールの位置及び/又はロールの付属のロール軸線の向きを特定することができることが、本発明にとって重要である。
特に、本発明は、前述の装置を使用して、同様に、圧延スタンドの運転途中に圧延スタンドにおける少なくとも1本のロールの姿勢及び/又は位置を特定する方法を想定している。この方法では、前述の本発明に係るセンサプレートの計測センサに信号接続されている判定装置が使用される。詳細には、この方法では、以下のステップが設けられている。(i)判定装置によって、請求項10に記載のセンサプレート及び/又は請求項11に記載のセンサプレートの計測センサの信号値を受信する、ステップ。
(ii)圧延スタンドにおけるロールのチョックに、かつ/又は圧延スタンドのロールハウジングに、かつ/又は同一の圧延ラインの少なくとも1本の他のロールに取り付けられた、全てのセンサプレートについてステップ(i)を実行する、ステップ。
(iii)特定のロールハウジングにおける特定のロールに対応付けられたセンサプレートの滑り軸受面に生じる、センサプレートに隣り合う部品との面接触、線接触又は点接触を考慮して、圧延スタンドの、対応付けられたロールハウジング及び/又は同一の圧延スタンドにおける少なくとも1本の他のロール及び/又は同一の圧延ラインにおける少なくとも1本の他のロールに対して相対的な、特定のロールの位置及び/又は特定のロールの付属のロール軸線の向きが特定されるように、ステップ(ii)の全ての信号値を判定する、ステップ。
(ii)圧延スタンドにおけるロールのチョックに、かつ/又は圧延スタンドのロールハウジングに、かつ/又は同一の圧延ラインの少なくとも1本の他のロールに取り付けられた、全てのセンサプレートについてステップ(i)を実行する、ステップ。
(iii)特定のロールハウジングにおける特定のロールに対応付けられたセンサプレートの滑り軸受面に生じる、センサプレートに隣り合う部品との面接触、線接触又は点接触を考慮して、圧延スタンドの、対応付けられたロールハウジング及び/又は同一の圧延スタンドにおける少なくとも1本の他のロール及び/又は同一の圧延ラインにおける少なくとも1本の他のロールに対して相対的な、特定のロールの位置及び/又は特定のロールの付属のロール軸線の向きが特定されるように、ステップ(ii)の全ての信号値を判定する、ステップ。
本発明は、これにより圧延スタンド内でのロールの姿勢を、具体的には「オンラインで」、つまり圧延スタンド又は圧延ラインの圧延運転途中に、特定する又は認識することができるという主要な認識に基づく。本発明の観点では、「ロールの姿勢」とは、例えばロールチョックの当接面がロールハウジングの当接面に対して占める位置を意味している。その際、これにより、ロールハウジング内でのロール及びロールのロール軸線の位置の推測が可能である。その際、これに基づいて、スタンドにおける全てのロール軸線の姿勢を相互に関連付ける、又はそのために情報を、具体的には前述のように既に直接にロール運転途中に得ることも可能である。
圧延運転途中に、隣り合うロールに対するロール及びロールに付属のロール軸線の許容されない位置のずれが生じ、これにより場合によってはロールの振れが生じるとき、本発明では、これは、(a×b)の行列の形態の測定センサの配置によって認識することができる。というのも、測定センサのこの行列配置が、場合によってはロールチョックと、圧延スタンドの、ロールチョックに隣り合う部品との間に生じる面接触、線接触又は点接触の検出を可能にするからである。これについては、計測センサのこの行列配置がより密に選択されているほど(同じ意味でパラメータa、bの値がより高いほど)、より正確に又はより良好に、ロールチョックの「移動」又はロールチョックに隣り合う部品に対して相対的なロールチョックの傾倒を認識することができることが分かる。これは、特に、本発明に係るセンサプレートが圧延スタンドのロールのチョックに取り付けられていて、その際、圧延スタンドにおける滑り軸受要素又はガイド要素の機能を満たすときに可能である。
本発明の有利な発展形態では、センサプレート内に複数の袋穴が形成されていることによって、センサプレート内の計測センサの配置を行うことができる。計測センサは、この場合、これらの袋穴内に収容されている又は挿入されている。これについて、そのようなセンサプレートの製造時、袋穴を、滑り軸受面とは反対の背面からセンサプレート内に加工することができることが分かる。これに対して補足的に又は付加的に、そのような袋穴は、センサプレートの側方の面から加工することも可能である。計測センサを収容するための各々の袋穴がセンサプレートの製造途中にセンサプレートに加工される方向は、センサプレートの具体的な寸法と圧延スタンドにおけるセンサプレートの組付け又はチョックにおける取付けにそれぞれ依存する。
本発明の有利な発展形態によれば、センサプレートについて、センサプレートの滑り軸受面に少なくとも1つの摩耗センサも組み付けられていて、これにより圧延運転の進行中に滑り軸受面における材料除去を把握することができることも想定されている。そのような摩耗センサは、電気抵抗を有し、電気抵抗は、少なくとも1つの電気的な導体から形成されていて、電気的な導体は、好適には部分的に滑り軸受面に対して平行に延在するように配置されていて、摩耗センサは、滑り軸受面において材料が削剥されるときにそれ自体も一緒に機械的に削剥される。その際、好適には、センサプレートの滑り軸受面内にそのような複数の摩耗センサが組み付けられている。複数の摩耗センサは、(m×n)の行列の形態で配置することができる。さらに、摩耗センサの電気抵抗が、複数の電気的な導体から形成されていて、電気的な導体は、好適には、滑り軸受表面に対して少なくとも部分的に平行にかつ異なる深さに配置されている。
本発明の有利な発展形態によれば、計測センサを配置するための(a×b)の行列を形成するためのパラメータa、bと、摩耗センサを配置するための(m×n)の行列を形成するパラメータm、nとが、それぞれ整数値からなり、これにより計測センサ又は摩耗センサの行列配置がセンサプレートの周輪郭に適合されている。これについて、圧延スタンドにおけるロールの姿勢及び/又は位置の特定が、計測センサの行列配置についてのパラメータa、bがより大きく選択されているほど、より正確である又はより精密であることが分かる。これは、計測センサによる滑り軸受面における面積占有率がより大きいことに理由付けされるので、ロールチョックが傾倒するときに発生し得る、考えられる線接触を、又はそれどころか点接触のみを、滑り軸受面に近付けて配置された計測センサによって、より高い確率又は精度で把握することができる。これは、摩耗センサの行列配置のパラメータm、nに関して、センサプレートの滑り軸受面における摩耗状態の特定にも準用される。
本発明の有利な発展形態によれば、計測センサを配置するための(a×b)の行列を形成するためのパラメータa、bと、摩耗センサを配置するための(m×n)の行列を形成するパラメータm、nとが、それぞれ整数値からなり、整数値は、1から100の数値範囲から、好適には1から50の数値範囲から、さらに好適には1から20の数値範囲から選択されている。例えば、計測センサ又は摩耗センサは、2×2の行列の形態で、3×2の行列の形態でで、3×1の行列の形態で、3×3の行列の形態で、4×4の行列の形態で、5×5の行列の形態で、6×6の行列の形態で、6×4の行列の形態で、7×7の行列の形態で、8×8の行列の形態で、9×9の行列の形態で、10×10の行列の形態で、11×11の行列の形態で、又は12×12の行列の形態で配置することができる。
本発明の有利なさらなる発展形態では、測定センサの信号値又は計測値を記憶させることができる少なくとも1つの機械読取り可能なデータメモリをセンサプレートに取り付ける又は設けることができる。同様に、摩耗センサの計測値も、そのような摩耗センサが補足的にセンサプレートの滑り軸受面に組み付けられている場合には、このデータメモリに格納することができる。
例えば前述のデータメモリに格納されていた計測値を外部の通信パートナへ伝送するために、センサプレートに送信ユニットが備え付けられていて、送信ユニットは、測定センサに信号接続されていて、場合によっては摩耗センサにも信号接続されていると好適である。この場合、センサの計測値の伝送は、無線リンクを介して又は有線接続されて判定装置へ伝送可能である。
得られたセンサプレートの計測値の空間的な対応付けに関して、圧延スタンドにおいてどの位置で、例えばどのロールセットに又は具体的にどのロールハウジングにこれらのセンサプレートが組み付けられている又は取り付けられているかを知ることが有利である。この目的のために、本発明の有利な発展形態は、センサプレートに、それぞれ機械読取り可能な識別子を有するデータキャリアが備え付けられていて、識別子によって、センサプレートが、一義的に識別可能であり、圧延スタンドにおけるセンサプレートの位置が特定可能であることを想定している。例えば、そのようなデータキャリアは、RFIDトランスポンダから、NFC(近距離通信)素子から、かつ/又はQRコードから形成することができる。このようにして、圧延スタンドに組み付けられたセンサプレートについて、対応する位置特定と関連して一義的な識別が保証されている。
既に述べたように、本発明に係るセンサプレートにおいて、センサプレートがロールのチョックに取り付けることを推奨することができる。これは、圧延スタンドにおけるワークロール及び/又はバックアップロール又は他のロールにおいて同様に可能である。
補足的にかつ/又は代替的に、本発明に係るセンサプレートが圧延スタンドのロールハウジングに取り付けられていることが推奨される。
有利な発展形態では、本発明に係る装置において、装置の判定装置が、記憶装置及び判定装置を有する中央システムに信号接続されていることを想定することができる。この場合、判定装置のデータは、信号経路を介して中央システムに伝送することができ、次いでその中で判定することができる。データ伝送を実現するために、有利には、判定装置に通信モジュールが備え付けられていて、通信モジュールによって、判定装置のために、中央システム及び/又は外部の通信パートナとのデータ交換が可能である。
中央システム内のデータの判定に関して、中央システムの判定ユニットが、プログラム技術的に調整されていて、これにより、圧延ラインにおける全てのロール軸線の姿勢が特定可能であるとともに相互に関係付け可能である又は相互に比較可能である。この場合、ロール軸線の向き又は姿勢が予め設定された境界値から逸脱すると、判定ユニットによって警告信号が生成されるように想定することもできる。この点において、圧延ライン及び付属の圧延スタンドの、起こり得る運転トラブルを既に早期に認識し、必要があれば適宜対策を講じることができる。
本発明に係る装置において、説明した摩耗センサが備え付けられたセンサプレートも使用される場合には、本発明に係る装置の判定装置が、プログラム技術的に調整可能であり、これにより、特定の摩耗センサの電気的な導体のオーム抵抗値の変化、特に増加が、電気的な導体自体の材料削剥に依存して把握可能であり、これにより、認識された抵抗値の変化から、滑り軸受面における材料削剥の大きさ及び/又は特定の摩耗センサの位置における滑り軸受面の残りの厚さの推測が保証される。
前述の本発明に係る方法に関して、方法のステップ(iii)において、特定のロールスタンドにおける全てのセンサプレートからの信号値が判定されるので、これにより、この特定のロールスタンドにおける全てのロール軸線の姿勢が知られていることが有利である。この場合、有利には、全てのセンサプレートの計測値又は信号値が中央システム又は演算システムに送られ、その中でアルゴリズムを用いて処理される又は分析される。アルゴリズムによって、圧延スタンド内の個々のロールの位置の概観をつかむことができる。さらに、個々のロールを相互に比較し、これによりロール同士の相対姿勢を特定することが可能である。これにより、ロールが例えば振れているかどうか、又はどのように構成部材がスタンドに対して位置するか、つまり構成部材が所望の位置にあるかどうか、又は構成部材が傾いていて、その結果、構成部材がスタンド内で挟み込まれているか、又は圧延運転中に構成部材が振動しているか確定することができる。
さらに、本発明に係る方法では、ステップ(iii)の判定の過程で、圧延スタンドの特に隣り合う2本のロール、特に隣り合う2本のワークロール、及び/又はバックアップロール及びこれに隣り合うワークロール、及び/又は同一の圧延ラインにおける2本のロール、及び/又は相互に隣り合うそれぞれ2つのロール対偶、及び/又は、ワークロールとバックアップロールとのセット、及び/又はワークロールと中間ロールとバックアップロールとのセットの信号値が、これらのロールの軸線同士が相互に平行に向けられているか又はこれらのロールの軸線同士の間に角度(α)を形成するのか検査されることが目的にかなっている。このようにして、望ましくないロールの振れが生じようとしているかどうか早期に又は適時に認識することができるので、場合により、適時対抗手段を導入することができる。換言すると、本発明によって、例えば「ジオメトリエラー」に基づくロールの振れのような、生じようとしている圧延の不安定性を早期に認識することができるので、圧延の安定性ひいては圧延機の生産性を向上させることができる。
さらに、請求項18のステップ(iii)の評価の途中に、圧延ラインにおける全てのロール軸線同士の姿勢又は位置を関係付けることが可能であることを指摘する。このことは、様々なロールハウジングに配置されているが、同一の圧延ラインに属するロールにも当てはまる。
本発明は、「インテリジェントな圧延スタンド」を提供し、計測技術を備え付け、その結果、実際にあらゆる時点で、システムの個々のコンポーネント(ロール)がスタンドに対してどこにあるか、又はシステム全体の個々のコンポーネント(ロール、ハウジング、圧延ライン)が圧延されるべき圧延材のロール軸線に対してどこにあるかを特定することができることを意図している、この計測技術には、特に前述のセンサプレートが含まれ、センサプレートには、(a×b)の行列の形態で複数の計測センサが、滑り軸受面に隣り合って配置されていて、好適には(m×n)の行列の形態で、複数の摩耗センサが、センサプレートの滑り軸受面に組み付けられている。これらのセンサの、説明された行列配置は、一方ではロールスタンドにおけるロールの姿勢及び/又は位置に関して、そして場合により各々のセンサプレートの滑り軸受面の摩耗状態に関しても高い情報密度を保証する。
本発明の使用は、特に厚板スタンド、マルチロールスタンド(例えばセンジミアロールスタンド)、又は熱間圧延ライン若しくは冷間圧延ラインに特に適している。
本発明の実施例を、模式的に簡略化された図面に基づいて以下に詳細に説明する。
以下、図1から15を参照して、本発明に係るセンサプレート1及び装置20の好適な実施形態を示し、説明する。装置20によって、圧延スタンドにおけるロールの姿勢及び/又は位置を特定することができる。さらに、図16及び図19は、それぞれ、本発明に係る方法の経過を具体的に示す。図面における同一の特徴には、それぞれ同一の参照符号が付与されている。ここでは、図面は、簡略化されたものでしかなく、特に縮尺通りに表しているものではないことを別途指摘する。
図1は、本発明に係るセンサプレート1の平面図を示す。このセンサプレートは、圧延スタンド用の滑り軸受要素又はガイド要素として用いることができる。そのために、センサプレート1は、片側に、滑り軸受面2を有する。センサプレート1が圧延スタンドにおいて、例えばワークロール若しくはバックアップロールのチョックに又は圧延スタンドのロールハウジングに取り付けられていると、センサプレート1の滑り軸受面2は、これに隣り合う部品に接触し、その際、摩耗し得る。
センサプレート1には、複数の計測センサ10が備え付けられている。これらの計測センサ10は、図1の平面図では簡略化して円で記号化されている。しかしながら、これらの計測センサ10は、以下にさらに説明するように、センサプレート1の滑り軸受面2において直接には露出していない状態にある。
図1の平面図によれば、これらの計測センサ10は、この実施形態では、3×3の行列の形態で、具体的には滑り軸受面2に近付けて配置されている。これは、計測センサ10が滑り軸受面2に直接には露出していないことを意味し、その結果、圧延運転時に滑り軸受面2の材料が削剥されるときに計測センサ10が損傷される又は破損されることがない。その点に関して、図1の描画において、丸によって、計測センサ10が3×3の行列の配置で記号化されていて、丸は、単に簡略化したものと解され、滑り軸受面2に近付くこれらの計測センサ10の位置を具体的に示すだけである。
センサプレート1への又はセンサプレート1内への計測センサ10の取付けは、袋穴11を通して行われる。袋穴11は、図2の横断面図によれば、センサプレート1の、滑り軸受面とは反対の側の背面3からセンサプレート1内に加工される。さらに、袋穴11は、側方の面4からセンサプレート1内へ加工することも可能である。
計測センサ10は、DMS素子としても知られたひずみゲージを有する又はそのようなDMS素子12の形態で構成することができる。この場合、DMS素子12は、袋穴11の端面にかつ/又はそのような袋穴11の内周面に取り付けることができる。いずれにせよ、計測センサ10によって、圧延運転時にセンサプレート1に作用する力及び/又はひずみ及び/又は変形を検出することができる。
図3から図6には、センサプレート1の他の実施形態が、それぞれ平面図で示されている。図3は、文字a、bで、計測センサの行列配置のロジックを具体的に示す。パラメータ「a」によって、垂直方向の計測センサ10のライン(=「列」)が規定されていて、この場合、パラメータ「b」によって、水平方向の計測センサのライン(=「行」)が規定されている。この点については、これらのパラメータa、bは、それぞれ整数値からなり、{1から100}の数値範囲から相互に任意に組み合わせて選択することができることに留意されたい。
図3の描画では、計測センサ10は、7×7の行列の形態で配置されている。計測センサ10の配置について、図4には8×4の行列、図5には6×4の行列、図6には11×7の行列が示されている。
図5及び図6によるセンサプレート1を参照して、これらのセンサプレート1は、図1、図3及び図4の実施形態とは異なり、正方形ではなく長方形に形成されていることを指摘する。いずれにせよ、図5及び図6の実施形態における、示された行列配置の例を基に、パラメータbと比較してより大きなパラメータaの値によって、計測センサ10の、結果として生じる行列配置がセンサプレート1の(長方形の)周の輪郭に適合されていることの達成が明らかになる。
ここで、計測センサ10の行列配置の、ここで図示された実施形態が例でしかないことを指摘する。特に、値100に至るまでの利用可能な数値範囲が用いられると、垂直方向(=パラメータa)又は水平方向(=パラメータb)の計測センサの実現可能な数は、図1及び図3から図6の例よりも著しく大きくなり得るということになる。
本発明に係る装置20は、センサプレート1と一緒に見て、同様に図1に示されている。装置20は、判定装置Aを有する。判定装置Aは、信号経路Sを介して計測センサ10に信号接続されている。これに応じて、個々の計測センサの信号値は、判定装置Aによって受信することができる。
判定装置Aに、通信モジュールKが備え付けられている。これにより、判定装置Aによって受信されたデータは、他の信号経路Sを介して、記憶ユニット5と判定ユニット6とを有する、以下に中央シスシステムZと称される中央の演算システムに送信することができる。図1では、前述の信号経路Sが、それぞれ点線で記号化されている。
センサプレート1に、機械読取り可能なデータメモリ7を備え付けることができる。データメモリ7には、計測センサ10の計測値を(一時)記憶させることができる。さらに、センサプレート1に、送信ユニット8を備え付けることができ、例えば、これによりデータメモリ7に記憶された計測センサ10の計測値が判定装置Aに送信される。これに対して代替的に、送信ユニット8は、計測センサ10に直接に信号接続することができ、この場合、圧延運転時、計測センサ10の計測値又は信号値は、送信ユニット8から直接に判定装置Aに送信される。
センサプレート1に、機械読取り可能な識別子を有するデータキャリア9を備え付けることができる。そのようなデータキャリア9によって、圧延スタンドにおいてセンサプレート1を一義的に識別することも、圧延スタンド内でのセンサプレート1の位置を相応に特定することも可能である。
本発明の他の一実施形態によれば、センサプレート1に、計測センサ10の他に、摩耗センサ121を備え付けることもできる。そのような実施形態は、図7の描画に示されていて、そこでは、計測センサ10は、それぞれ丸で記号化されていて、摩耗センサ121は、それぞれ「×」で記号化されている。
摩耗センサ121は、これらが直接に滑り軸受面2に組み付けられている、又は滑り軸受面2に近付けて延在する状態にある。いずれにせよ、これらの摩耗センサ121は、滑り軸受面2にわたって(m×n)の行列の形態で配置されていて、この場合、パラメータmは、垂直方向の摩耗センサ121の数を決定し、パラメータnは、水平方向の摩耗センサの数を決定する。(a×b)の行列の形態で計測センサが配置されるときと同様に、摩耗センサ121の行列配置のパラメータm、nは、{1から100}の数値範囲から相互に任意に組み合わせて選択することができる。
図7の例では、計測センサ10が、7×7の行列で配置されていて、この場合、摩耗センサ121は、6×6の行列で配置されている。
以下、図8に基づいて、摩耗センサ121の機能形式及びセンサプレート1内の摩耗センサ121の配置を詳細に説明する。
図8は、図7のセンサプレート1を横断面図で示す。そこでは、上側の領域で、まずは計測センサ10が、図2の実施形態に相応して袋穴内に設けられている。図8の描画の中央の又は下側の領域には、それぞれ、電気的な導体122を有する摩耗センサ121が示されている。描画の簡略化を目的として、これらの導体122は、図8では簡単な線として記号化されているだけであるが、しかしながら、これらの導体122の実際の形態では、以下に詳説するように、電気的な導体路の形態で構成された状態にある。
図9は、図8のセンサプレート1の下側の領域を示す。図9では、摩耗センサ121の(閉じた導体路の形態の)電気的な導体122が、滑り軸受面2まではガイドされておらず、ここでは簡略化して破線で記号化されていて滑り軸受面2に対して平行に延在する、予め設定された摩耗境界で終端することが認められる。電気的な導体122は、同様に判定装置Aに信号接続されている。
長方形の中で、図9の実施形態では、電気的な導体121がセンサプレート1内を延在する。長方形は、センサユニットを表している。センサユニットのベース材料は、センサプレート1と少なくとも同じ硬さを有し、しかし理想的にはより軟質であるように構成されているので、圧延運転時にセンサプレート1の滑り軸受面2で材料が削剥すると、ベース材料は、センサプレート1と少なくとも同程度に損耗する。センサユニット内の導体路又は電気的な導体122の位置は、できるだけ正確に規定されている。というのも、これに関してとりわけセンサプレート1の摩耗の分解能が決定されるからであり、滑り軸受面2の形態の計測されるべき表面に対して少なくとも部分的にできるだけ平行に整向しなければならない。
図10によるセンサプレート1の横断面図は、摩耗センサ121を有する2つのセンサユニットの均等な又は規則的な配置を具体的に示す。
さらに、計測装置120は、任意選択的に、判定装置Aによって生成された計測データ又は判定データを、データを後続処理するために遠隔位置に好適には無線で伝送するためのモジュール129(図11参照)を有してよい。
図11には、電気的な抵抗又は導体122が、複数N個の電気的な導体122-n(1≦n≦N)から形成されていて、電気的な抵抗又は導体122は、部分的に相互に平行に、かつ滑り軸受面2の形態の摩耗面に対して平行に配置されていることが具体的に示されている。元来の摩耗面に対する個々の導体122-nの距離は、文字aで示されている。参照符号dは、ここでは隣り合う2つの導体同士の間の距離を示す。この距離が小さいほど、滑り軸受面2の形態の摩耗面における材料削剥を把握することができる分解能の精度がより高い。
摩耗センサ121の機能については、電気的な導体122が、それ自体が一緒に削剥され、このようにしてそれ自体のオーム抵抗値が変化されるように、常に、削剥されるべき摩耗面に組み付けられていることが重要である。
図11による電気的な導体122の実施形態では、電気的な導体122-nが、専ら滑り軸受面2の領域で、滑り軸受面2に対して平行で、かつ相互に平行に形成されていることを想定している。
摩耗センサ121との関連において、図12によって、導体又は電気的な導体122の路領域122-nが、図11の実施形態に対して代替的に、U字状に相互に平行に配置可能であることが具体的に示されている。
(n×m)の行列の形態の、例えば図7によるセンサプレート1における6×6の行列の形態の複数の摩耗センサ121の配置が、図13に再び横断面図で示されている。ここでは、1≦k≦K=7の個々の抵抗122-kのそれぞれに独自の計測装置120を対応付けることが可能である。しかも、代替的に、図13に示されているように、個々の電気的な抵抗122-kが、それぞれ有線接続を介して、中央の計測装置120に、特に中央の判定装置A(図1参照)に接続することも可能である。
本発明に係る装置20の前述の全ての実施形態では、判定装置にエネルギ源128(図1、図11、図12参照)が備え付けられていることを想定することができる。そのようなエネルギ源128は、例えば、従来のように電池又は蓄電池によって、又は例えば有線接続して構成することができる。これに対して代替的に、エネルギ源を、エネルギハーベスティングユニットとして構成することも可能であり、エネルギハーベスティングユニットによって、エネルギを、熱的にかつ/又は機械的に得ることができる。
エネルギ源128の種類にかかわらず、本発明の他の有利な発展形態は、このエネルギ源128によって、判定装置Aに供給が行われるだけでなく、センサプレート1の様々なセンサ、つまり摩耗センサ121にも、そして場合によっては計測センサ10にも供給が行われ、さらに様々な電気的な構成素子にも供給が行われることにある。電気的な構成素子は、センサプレート1に設ける又はセンサプレート1に取り付けることができ、例えば機械読取り可能なデータメモリ7、送信ユニット8及び/又はセンサプレート1を一義的に識別するための機械読取り可能な識別子を有するデータキャリア9である。このように、この場合、本発明による装置20は、外部の別個のエネルギ源に依存しないエネルギ自給システムである。
図14は、付属のチョックEを含む2本のワークロール202と2本のバックアップロール204とを有する圧延スタンド200を示す。図14において(左図で)それぞれ圧延スタンドの方へ向けられた個々の複数の矢印によって、それぞれセンサプレート1が設けられた又は対応付けられたチョックEに取り付けられた位置が具体的に示されている。
図14の右図は、圧延スタンド200を簡略化した斜視図で示す。そこでは、ロールセットが「212」で示されている。さらに、図14の右図では、そこに設けられたプレートのうちのいくつかに「1」が付されていて、この場合、圧延スタンドの背面に設けられたプレートは、ここでは認められない。
図15は、図14の圧延スタンド200用に設けられたロールハウジング208を、それぞれ斜視図(左図)及び正面図(右図)で示す。図14の場合と同様に、ここでは図15において、プレート1がロールハウジング208のハウジングポスト210に取り付けられた位置が矢印によって示されている。
図14及び図15において個々の矢印で取付け位置が示されたセンサプレート1は、図1による実施形態又は図3から図7による実施形態のいずれかに基づくセンサプレート1であってよい。
図16のフローチャートは、圧延スタンド200の運転途中の圧延スタンド200におけるロール202、204の姿勢及び/又は位置を特定することができる、本発明に係る方法の経過を具体的に示す。この方法は、好適には、本発明に係る装置20(図1参照)を用いて実施される。この方法について、詳細に記載する。
ステップ(i)で、最初に、本発明に係るセンサプレート1の計測センサ10の信号値が、好適には、本発明に係る装置20の判定装置Aによって受信される。センサプレート1が、図7による実施形態であるとき、そこでは計測センサ10の他に複数の摩耗センサ121も説明したように設けられていて、当然ながら、これらの摩耗センサ121の計測値又は信号値を同様に判定装置Aによって受信することができる。
これに次いで、本発明に係る方法の前述のステップ(i)が、圧延スタンド200におけるロール202、204のチョックEにかつ/又はロールハウジング208に取り付けられた全てのセンサプレート1について実行される。個々のセンサプレート1にそれぞれ備え付けられていて、センサプレート1の一義的な識別が保証されているデータキャリア9の信号値によって、判定装置Aへ伝送された計測値を、それぞれ個々のセンサプレート1に対応付けることができる。
これに続いて、本発明に係る方法のステップ(iii)で、先行するステップ(ii)の全ての信号値が判定される又は検査され、その際、ロール202、204のチョックEに又はロールハウジング208に取り付けられたセンサプレート1に、対向するひいては接触する部品と相互作用して面接触、線接触又は点接触が生じているかどうか判定される又は検査される。特に、線接触又は点接触の検出によって、チョックの持上がり又は傾倒が生じていて、その結果、対応付けられたロール(ワークロール又はバックアップロール)の軸線の状態変化を推測することができる。この場合、滑り軸受面2に近付く計測センサの行列配置のおかげで、チョックのそのような持上がり又は傾倒が生じている方向も判定することができる。このようにして、特定のロールハウジングにおける特定のロールに対応付けられたセンサプレートの滑り軸受面に生じ得る、センサプレートに隣り合う部品との面接触、線接触又は点接触を考慮して、圧延スタンドの、対応付けられたロールハウジング及び/又は同一の圧延スタンドにおける少なくとも1本の他のロール及び/又は同一の圧延ラインにおける少なくとも1本の他のロールに対して相対的な、その特定のロールの位置及び/又はその特定のロールの付属のロール軸線の向きが特定される。
図18の描画は、図17と比較して、2本のロールの振れの発生を例として具体的に示している。2本のロールの間の揺動中心点は、ロールジャーナル(図18の上図)とロールの中心(図18の下図)との間で任意に位置し得る。ここで、角度αは、軸同士の角度を表す。いずれにせよ、本発明に係る装置20によって、そして図16による、さきほど述べた本発明に係る方法の実施によって、そのような望ましくない軸線の振れを早期に認識して、これに適時対処することが可能である。
計測センサ10の他に複数の摩耗センサ121も設けられた、図7によるセンサプレート1の実施形態に鑑みて、図7によるそのようなセンサプレート1とともに用いられる、本発明に係る装置20を使用すると、摩耗センサ121のおかげで、それぞれのセンサプレート1の滑り軸受面2における摩耗を補足的に確定することもできる。摩耗状態を計測するそのような方法のための、付属の方法ステップ(i)から(iv)が、図19に示されていて、以下のように特定される。
(i)圧延スタンド200のロール202、294のチョックEに取り付けられたセンサプレート1における摩耗状態と、付属の滑り軸受面2の現在のジオメトリ(トポグラフィ)とを特定する。
(ii)圧延スタンドのロールハウジング208に取り付けられたセンサプレート1における摩耗状態と、付属の滑り軸受面の現在のジオメトリ(トポグラフィ)とを特定する。(iii)ロールのチョックE及び圧延スタンド200のロールハウジング208に取り付けられた全てのセンサプレート1についてステップ(i)及び(ii)を実行する。
(iv)記憶ユニット(5)と判定ユニット(6)とを有する中央システムZにステップ(iii)の計測値を伝送し、その際、これらの計測値を、特定のロールと、そのロールに対して設けられたチョックと、請求項10に記載の、チョックに取り付けられたセンサプレートとからなる特定のロールセットと、請求項11に記載のセンサプレートを有する圧延スタンドの特定のロールハウジングとにそれぞれ対応付ける。
(i)圧延スタンド200のロール202、294のチョックEに取り付けられたセンサプレート1における摩耗状態と、付属の滑り軸受面2の現在のジオメトリ(トポグラフィ)とを特定する。
(ii)圧延スタンドのロールハウジング208に取り付けられたセンサプレート1における摩耗状態と、付属の滑り軸受面の現在のジオメトリ(トポグラフィ)とを特定する。(iii)ロールのチョックE及び圧延スタンド200のロールハウジング208に取り付けられた全てのセンサプレート1についてステップ(i)及び(ii)を実行する。
(iv)記憶ユニット(5)と判定ユニット(6)とを有する中央システムZにステップ(iii)の計測値を伝送し、その際、これらの計測値を、特定のロールと、そのロールに対して設けられたチョックと、請求項10に記載の、チョックに取り付けられたセンサプレートとからなる特定のロールセットと、請求項11に記載のセンサプレートを有する圧延スタンドの特定のロールハウジングとにそれぞれ対応付ける。
センサプレート1の滑り軸受面2における摩耗状態を特定するための、さきほど述べた補足的な方法の主な利点は、とりわけ、特定のロールセット及び特定のロールハウジングの対偶に関するセンサプレートの現在の摩耗状態又は現在のジオメトリを、依然として圧延運転中に予め設定された第1の境界値と比較することができることにある。その際、予め設定された第1の境界値を超えると、圧延スタンドの検査を指示するための少なくとも1つの警告信号をトリガすることができる。その間、予め設定された第2の境界値の確定も可能であり、その際、その境界値を超えると、圧延スタンドの運転を停止するのための少なくとも1つの警告信号がトリガされる、又は場合によっては圧延設備の非常停止が自動で導入される。
ここで、特徴「ロールセット」が、
ロールと、チョックと、チョックに取り付けられたセンサプレートとからなるユニット、ワークロールと、バックアップロールと、中間ロールと、付属のチョックと、チョックに取り付けられたセンサプレートとからなるユニット、及び/又は
マルチロールハウジング
であってよいことについて再度指摘する。
ロールと、チョックと、チョックに取り付けられたセンサプレートとからなるユニット、ワークロールと、バックアップロールと、中間ロールと、付属のチョックと、チョックに取り付けられたセンサプレートとからなるユニット、及び/又は
マルチロールハウジング
であってよいことについて再度指摘する。
また、ロールセットに、例えば生産中断中に圧延スタンドを装備変更するとき、新しい又は他のチョックを備え付けることができることを指摘する。換言すると、装備変更する際に、具体的には、センサプレートが取り付けられた他のチョックを特定のロールに組み付けることによって、前述の例のロールセットをそれぞれ新たに作製する又は構成することが可能である。
上記の方法及び方法のステップ(iv)の実行は、とりわけ、装備変更を準備するための圧延スタンド200の運転が停止されるときに推奨される。本発明の観点では、「装備変更」とは、例えば、変更された生産条件を実現するために、ロールセット(例えばロール及びそこに取り付けられたセンサプレート1を含むチョックE)の交換である。いずれにせよ、これにより、運転停止前のセンサプレート1の現在の状態又は「物体の最終状態」を表す、個々のセンサプレート1の滑り軸受面2についての摩耗データを生成することができる。
最後に、さきほど述べたように、摩耗センサ121によって、センサプレート1の滑り軸受面2に関する摩耗データも得ることができることを考慮して、特に熱間圧延ライン若しくは冷間圧延ライン、厚板スタンド又はマルチロールスタンドの形態の少なくとも1つの圧延スタンド又は複数の圧延スタンドに関する生産計画のための適切な手段を、具体的には一連の以下のステップによって講じることができる。
(i)中央システムZの評価ユニット6(図1参照)によって、センサプレート1の摩耗状態に関する計測値及びその結果として生じる、センサプレート1の滑り軸受面2におけるトポグラフィを提供するステップであって、計測値は、圧延ラインの特定のロールセット212及び特定のロールハウジング208に対応付けられていて、特に請求項20に記載の方法によって、中央システムZの記憶ユニット5に記憶されている、ステップ。
(ii)中央システムZの評価ユニット6によってステップ(i)の計測値を読み出す、ステップ。
(iii)一方では特定のチョックEの、他方では圧延スタンド200の特定のロールハウジング208の、滑り軸受面2のトポグラフィ又は現在のジオメトリを比較する、ステップ。
(iv)計画された新たな生産条件に依存して、そしてステップ(iii)において、一方では圧延ラインの特定のチョック(E)のセンサプレートの、他方では特定のロールハウジング(208)の、滑り軸受面のトポグラフィの一致が確定されたことに依存して、特定のロールハウジングに、ロール(202、204)と、ロール(202,204)のために設けられたチョック(E)と、チョック(E)に取り付けられたセンサプレート(1)とからなる特定のロールセットを配置させる、ステップ。
(i)中央システムZの評価ユニット6(図1参照)によって、センサプレート1の摩耗状態に関する計測値及びその結果として生じる、センサプレート1の滑り軸受面2におけるトポグラフィを提供するステップであって、計測値は、圧延ラインの特定のロールセット212及び特定のロールハウジング208に対応付けられていて、特に請求項20に記載の方法によって、中央システムZの記憶ユニット5に記憶されている、ステップ。
(ii)中央システムZの評価ユニット6によってステップ(i)の計測値を読み出す、ステップ。
(iii)一方では特定のチョックEの、他方では圧延スタンド200の特定のロールハウジング208の、滑り軸受面2のトポグラフィ又は現在のジオメトリを比較する、ステップ。
(iv)計画された新たな生産条件に依存して、そしてステップ(iii)において、一方では圧延ラインの特定のチョック(E)のセンサプレートの、他方では特定のロールハウジング(208)の、滑り軸受面のトポグラフィの一致が確定されたことに依存して、特定のロールハウジングに、ロール(202、204)と、ロール(202,204)のために設けられたチョック(E)と、チョック(E)に取り付けられたセンサプレート(1)とからなる特定のロールセットを配置させる、ステップ。
さきほど述べた方法のステップ(iii)及び(iv)に関して、生産計画の過程で、圧延スタンドに新たなロール又は他のロールを備え付けるべきとき、チャックを、そこに取り付けられたセンサプレートとともに、ロールから取り外すことも可能であることを説明的に指摘してよい。これに続いて、どのチョックがどのタイプの又はどのサイズのロールに適している又は許容されているか検査することができ、その際、さらにステップ(iii)を基に、各々のセンサプレートの滑り軸受面が、その(摩耗)トポグラフィでもって、相互に適合する場合には、そのように許容されるチョックE及びチョックEに取り付けられたセンサプレート1に対して、ロールハウジング208に取り付けられた他のセンサプレート1の形態で適切な「マッチングパートナ」が存在するかどうかも特定される。センサプレート1に関するそのような「マッチングパートナ」が見つかると、チョックを、チョックに取り付けられた適合するセンサプレートとともに、計画されたロールに組み付けて、ロールセットを完成することができ、ロールセットは、次いで、ここで論じられる方法のステップ(iv)に従って、適合するセンサプレートを有する特定のロールハウジングに配置させられる。
生産計画についてのさきほど述べた方法又は一連のステップのステップ(iv)は、ロールハウジング及びロールセットの所定のパートナによって(パートナに関しては付属のセンサプレート1の滑り軸受面2のトポグラフィが一致する)、できるだけ最適な生産条件を生成する又は達成するという目的をもって実行される。相互に適合する、ロールハウジングとロールセットとの対偶が見つかると、一方では、そうでない場合にはコストの嵩むセンサプレート1の仕上げ加工のみならず交換をも少なくとも延期することができる。ゆえに他方では、可能な限りの最良の生産条件が、前述の「マッチングパートナ」の使用によって形成される。
1 センサプレート
2 滑り軸受面(=摩耗面)
3 背面(センサプレート1の)
4 側方の面(センサプレート1の)
5 記憶ユニット
6 判定ユニット
7 機械読取り可能なデータメモリ
8 送信ユニット
9 センサプレート1の一義的な識別のための機械読取り可能な識別コードを有するデータキャリア
10 計測センサ
11 袋穴
12 DMS素子
20 圧延スタンドにおけるロールの姿勢及び/又は位置を特定する装置
120 計測装置
121 摩耗センサ
122 電気的な導体
128 エネルギ源
200 圧延スタンド
202 ワークロール
204 バックアップロール
206 ロール軸線
208 ロールハウジング
210 ハウジングポスト
212 ロールセット
a、b 範囲{1-100}の整数のパラメータ
m、n 範囲{1-100}の整数のパラメータ
A 判定ユニット
E チョック
K 通信モジュール
S 信号ライン
V1 第1の摩耗境界
V2 第2の摩耗境界
Z 中央システム
α 2本のロール軸線206の間の(可能な)角度
2 滑り軸受面(=摩耗面)
3 背面(センサプレート1の)
4 側方の面(センサプレート1の)
5 記憶ユニット
6 判定ユニット
7 機械読取り可能なデータメモリ
8 送信ユニット
9 センサプレート1の一義的な識別のための機械読取り可能な識別コードを有するデータキャリア
10 計測センサ
11 袋穴
12 DMS素子
20 圧延スタンドにおけるロールの姿勢及び/又は位置を特定する装置
120 計測装置
121 摩耗センサ
122 電気的な導体
128 エネルギ源
200 圧延スタンド
202 ワークロール
204 バックアップロール
206 ロール軸線
208 ロールハウジング
210 ハウジングポスト
212 ロールセット
a、b 範囲{1-100}の整数のパラメータ
m、n 範囲{1-100}の整数のパラメータ
A 判定ユニット
E チョック
K 通信モジュール
S 信号ライン
V1 第1の摩耗境界
V2 第2の摩耗境界
Z 中央システム
α 2本のロール軸線206の間の(可能な)角度
Claims (25)
- 部品と接触可能であるとともに圧延スタンド(200)の運転途中に摩耗する少なくとも1つの滑り軸受面(2)と、少なくとも1つの計測センサ(10)とを備える、圧延スタンド(200)用の滑り軸受要素又はガイド要素として用いられるセンサプレート(1)において、
複数の計測センサ(10)を備え、計測センサ(10)は、一方では、滑り軸受面(2)における摩耗に曝されず、他方では、センサプレート(1)と部品との面接触、線接触又は点接触の結果として生じる、センサプレート(1)に作用する力と歪みと変形との少なくとも1つを把握できるように、(a×b)の行列の形態で滑り軸受面(2)に近付けて配置されていることを特徴とする、センサプレート(1)。 - 計測センサ(10)が、センサプレート(1)内に組み付けられて収容されていることを特徴とする、請求項1に記載のセンサプレート(1)。
- センサプレート(1)内に複数の袋穴(11)が形成されていて、袋穴(11)は、滑り軸受面(2)とは反対の側の背面(3)と側方の面(4)との少なくとも一方からセンサプレート(1)内に加工されていて、計測センサ(10)が、各々の袋穴(11)内に挿入されていることを特徴とする、請求項2に記載のセンサプレート(1)。
- 滑り軸受面(2)における材料削剥を把握するための、滑り軸受面(2)内に組み付けられた少なくとも1つの摩耗センサ(121)を備え、摩耗センサ(121)は、電気抵抗を有し、電気抵抗は、少なくとも1つの電気的な導体(122)から形成されていて、電気的な導体(122)は、好適には部分的に滑り軸受面(2)に対して平行に延在するように配置されていて、摩耗センサ(121)は、滑り軸受面(2)において材料が削剥されるときにそれ自体も一緒に機械的に削剥され、好適には、滑り軸受面(2)内にそのような複数の摩耗センサ(121)が組み付けられていて、さらに好適には、複数の摩耗センサ(121)が、(m×n)の行列の形態で配置されていて、さらに好適には、摩耗センサ(121)の電気抵抗が、複数の電気的な導体(122)から形成されていて、電気的な導体(122)は、好適には、滑り軸受表面(2)に対して少なくとも部分的に平行にかつ異なる深さに配置されていることを特徴とする、請求項1から3のいずれか1項に記載のセンサプレート(1)。
- 計測センサ(10)を配置するための(a×b)の行列を形成するためのパラメータa、bと、摩耗センサ(121)を配置するための(m×n)の行列を形成するパラメータm、nとが、それぞれ整数値からなり、これにより計測センサ(10)又は摩耗センサ(121)の行列配置がセンサプレート(1)の周輪郭に適合されていることを特徴とする、請求項1から4のいずれか1項に記載のセンサプレート(1)。
- 計測センサ(10)を配置するための(a×b)の行列を形成するためのパラメータa、bと、摩耗センサ(121)を配置するための(m×n)の行列を形成するパラメータm、nとが、それぞれ整数値からなり、整数値は、1から100の数値範囲から、好適には1から50の数値範囲から、さらに好適には1から20の数値範囲から選択されていて、好適には、計測センサ(10)又は摩耗センサ(121)は、2×2の行列の形態と3×2の行列の形態と3×1の行列の形態と3×3の行列の形態と4×4の行列の形態と5×5の行列の形態と6×6の行列の形態と6×4の行列の形態と7×7の行列の形態と8×8の行列の形態と9×9の行列の形態と10×10の行列の形態と11×11の行列の形態と12×12の行列の形態とのいずれかで配置されていることを特徴とする、請求項1から5のいずれか1項記載のセンサプレート(1)。
- 計測センサ(10)の信号値又は計測値を記憶可能である少なくとも1つの機械読取り可能なデータメモリ(7)を備えることを特徴とする、請求項1から6のいずれか1項に記載のセンサプレート(1)。
- 計測センサ(10)に信号接続されている送信ユニット(8)が設けられていて、送信ユニット(8)によって、計測センサ(10)の計測値が、無線リンクを介して又は有線接続されて判定装置(A)へ伝送可能であることを特徴とする、請求項1から7のいずれか1項に記載のセンサプレート(1)。
- 機械読取り可能な識別子を有するデータキャリア(9)を備え、識別子によって、センサプレート(1)が一義的に識別可能であり、好適には、データキャリア(9)は、RFIDトランスポンダとNFC(近距離通信)素子とQRコードとの少なくとも1つから形成されていることを特徴とする、請求項1から8のいずれか1項に記載のセンサプレート(1)。
- センサプレート(1)が、圧延スタンド(200)のロールのチョック(E)に取り付けられていることを特徴とする、請求項1から9のいずれか1項に記載のセンサプレート(1)。
- センサプレート(1)が、圧延スタンド(200)のロールハウジング(208)に取り付けられていることを特徴とする、請求項1から9のいずれか1項に記載のセンサプレート(1)。
- 圧延スタンド(200)におけるロール(202、204)の姿勢と位置との少なくとも一方を特定する装置(20)であって、
請求項1から11のいずれか1項に記載のセンサプレート(1)の計測センサ(10)に信号接続されている判定装置(A)を備え、判定装置(A)によって、個々の計測センサ(10)の信号値が受信可能であり、判定装置(A)は、プログラム技術的に調整されていて、これにより、センサプレート(1)に隣り合う部品との、センサプレート(1)の滑り軸受面(2)に生じる面接触、線接触又は点接触を考慮して、
圧延スタンド(200)の、対応付けられたロールハウジング(208)と、
同一の圧延スタンド(200)における少なくとも1本の他のロール(202、204)と、
同一の圧延ラインにおける少なくとも1本の他のロールと、
の少なくとも1つに対して相対的な、センサプレート(1)が対応付けられたロールの位置とロールの付属のロール軸線(206)の向きとの少なくとも一方が特定可能である、装置(20)。 - 記憶ユニット(5)と判定ユニット(6)とを有する、判定装置(A)に信号接続されている中央システム(Z)を備え、判定装置(A)のデータが、信号経路(S)を介して中央システム(Z)に伝送可能であるとともに中央システム(Z)内で判定可能であり、好適には、判定装置(A)に通信モジュール(K)が備え付けられていて、通信モジュール(K)によって、判定装置(A)のために、中央システム(Z)と外部の通信パートナとの少なくとも一方とのデータ交換が可能である、請求項12に記載の装置(20)。
- 中央システム(Z)の判定ユニット(6)が、プログラム技術的に調整されていて、これにより、圧延ラインにおける全てのロール軸線(206)の姿勢が特定可能であるとともに相互に関係付け可能である又は相互に比較可能であり、好適には、ロール軸線(206)の向き又は姿勢が予め設定された境界値から逸脱していると、判定ユニット(6)によって警告信号が生成可能であることを特徴とする、請求項13に記載の装置(20)。
- 判定ユニット(A)が、プログラム技術的に調整可能であり、これにより、特定の摩耗センサ(121)の電気的な導体(122)のオーム抵抗値の変化、特に増加が、摩耗センサ(121)自体の材料削剥に依存して把握可能であり、これにより、認識された抵抗値の変化から、滑り軸受面(2)における材料削剥の大きさと特定の摩耗センサ(121)の位置における滑り軸受面(2)の残りの厚さとの少なくとも一方の推測が保証される、請求項4にも記載のセンサプレート(1)の摩耗センサ(121)の信号値が受信可能である請求項12から14のいずれか1項に記載の装置(20)。
- 判定装置(A)にエネルギ源(128)が備え付けられていて、判定装置(A)は、少なくともセンサ、特に摩耗センサ(121)に接続されていて、摩耗センサ(121)には、エネルギ源(128)を介してエネルギが供給され、好適には、エネルギ源(128)が、請求項7から9のいずれか1項に記載のセンサプレート(1)に設けられた又はセンサプレート(1)に取り付けられた他の電気素子(7、8、9)にエネルギを供給することを特徴とする、請求項12から15のいずれか1項に記載の装置(20)。
- エネルギ源(128)が、エネルギハーベスティングユニットの形態で構成されていて、好適には、エネルギハーベスティングユニットは、
熱的にエネルギを得ることと、
機械的にエネルギを得ること、
の少なくとも一方であることを特徴とする、請求項16に記載の装置(20)。 - 圧延スタンド(200)の運転中に圧延スタンド(200)における少なくとも1本のロールの姿勢と位置との少なくとも一方を特定する方法であって、
請求項1から11のいずれか1項に記載のセンサプレート(1)の計測センサ(10)に信号接続されている判定装置(A)を使用し、
(i)判定装置(A)によって請求項10に記載のセンサプレート(1)と請求項11に記載のセンサプレート(1)との少なくとも一方の計測センサ(10)の信号値を受信する、ステップと、
(ii)圧延スタンド(200)におけるロールのチョック(E)と、
圧延スタンド(200)のロールハウジング(208)と、
同一の圧延ラインの少なくとも1本の他のロールと、
の少なくとも1つに取り付けられた、全てのセンサプレート(1)についてステップ(i)を実行する、ステップと、
(iii)特定のロールハウジング(208)における特定のロール(202、204)に対応付けられたセンサプレート(1)の滑り軸受面(2)に生じる、センサプレート(1)に隣り合う部品との面接触、線接触又は点接触を考慮して、
圧延スタンド(200)の、対応付けられたロールハウジング(208)と、
同一の圧延スタンド(200)における少なくとも1本の他のロールと、
同一の圧延ラインにおける少なくとも1本の他のロールと、
の少なくとも1つに対して相対的な、特定のロール(202、204)の位置と特定のロール(202、204)の付属のロール軸線(206)の向きとの少なくとも一方が特定されるように、ステップ(ii)の全ての信号値を判定する、ステップと、
を有する、方法。 - ステップ(iii)において、特定のロールハウジング(208)における全てのセンサプレート(1)の信号値を判定し、これにより特定のロールハウジング(208)における全てのロール軸線(206)の姿勢が分かることを特徴とする、請求項18に記載の方法。
- ステップ(iii)の判定の過程で、
隣り合う2本のロールの、特に隣り合う2本のワークロール(202)と、
圧延スタンド(200)のバックアップロール(204)及びバックアップロール(204)に隣り合うワークロール(202)と、
相互に隣り合うそれぞれ2つのロール対偶と、
ワークロールとバックアップロールとのセットと、
ワークロールと中間ロールとバックアップロールとのセットと、
の少なくとも1つの信号値が、これらのロール(202、204)の軸線(208)が相互に平行に向けられているか又は角度(α)を形成しているかどうか検査され、好適には、請求項18のステップ(iii)の判定の過程で、圧延ラインにおける全てのロール軸線の姿勢又は位置が相互に関連付けられることを特徴とする、請求項18又は19に記載の方法。 - 方法に際して、請求項12から17のいずれか1項に記載の装置(20)を使用することを特徴とする、請求項18から20のいずれか1項に記載の方法。
- 特に請求項15に記載の装置(20)を使用して、圧延スタンド(200)の運転中に滑り軸受要素又はガイド要素の摩耗状態を計測する方法において、
(i)請求項10に記載のセンサプレート(1)における摩耗状態と、付属の滑り軸受面(2)の現在のジオメトリ(トポグラフィ)とを特定する、ステップと、
(ii)請求項11に記載のセンサプレート(1)における摩耗状態と、付属の滑り軸受面(2)の現在のジオメトリ(トポグラフィ)とを特定する、ステップと、
(iii)ロールのチョック(E)及び圧延スタンド(200)のロールハウジング(208)に取り付けられた全てのセンサプレート(1)についてステップ(i)及びステップ(ii)を実行する、ステップと、
(iv)ステップ(iii)の計測値を、記憶ユニットと評価ユニット(6)とを有する中央システム(Z)へ伝送し、これらの計測値を、特定のロールとロールに対して設けられたチョック(E)とチョック(E)に取り付けられた請求項10に記載のセンサプレート(1)とからなる特定のロールセット(212)と、請求項11に記載のセンサプレート(1)を有する圧延スタンド(200)の特定のロールハウジング(208)とに対応付ける、ステップと、
を有する、方法。 - 装備変更を準備するために圧延スタンド(200)の運転を停止する前に、ステップ(iv)を実行することを特徴とする、請求項22に記載の方法。
- 特定のロールセット(212)と特定のロールハウジング(208)との対偶におけるセンサプレート(1)の現在の摩耗状態又は現在のトポグラフィを、予め設定された第1の境界値と比較し、予め設定された第1の境界値を超えると、圧延スタンド(200)の検査を指示するための少なくとも1つの警告信号がトリガされ、好適には、予め設定された第2の境界値を超えると、圧延スタンド(200)の運転停止のための警告信号がトリガされることを特徴とする、請求項22又は23に記載の方法。
- 特に厚板スタンド、マルチロールスタンド又は熱間ライン若しくは冷間圧延ラインの形態の少なくとも1つの圧延スタンド(200)又は複数の圧延スタンド(200)における生産計画方法であって、
(i)中央システム(Z)の判定ユニット(6)によって、請求項1から11のいずれか1項に記載のセンサプレート(1)の摩耗状態に関する計測値、及びその結果として生じる、センサプレート(1)の滑り軸受面(2)におけるトポグラフィを用意するステップであって、計測値は、圧延ラインの特定のロールセット(212)及び特定のロールハウジング(208)に対応付けられていて、特に請求項20に記載の方法によって中央システム(Z)の記憶ユニット(5)に記憶されている、ステップと、
(ii)中央システム(Z)の判定ユニット(6)によってステップ(i)の計測値を読み出す、ステップと、
(iii)圧延スタンド(200)の、一方では特定のロールセットの、他方では特定のロールハウジング(208)の、滑り軸受面(2)のトポグラフィ又は現在のジオメトリを比較する、ステップと、
(iv)計画された新しい生産条件に依存して、かつステップ(iii)で一方では圧延ラインの、特定のチョック(E)のセンサプレート(1)の、他方では特定のロールスタンド(208)の、滑り軸受面(2)のトポグラフィの一致が確定されていたことに依存して、特にロール(202、204)と、ロール(202,204)に対して設けられたチョック(E)と、チョック(E)に取り付けられたセンサプレート(1)とからなる特定のロールセット(212)を、特定のロールハウジング(208)に配置させる、ステップと、
を有する、方法。
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