PL241776B1

PL241776B1 - Method for shaping corrugated sheets

Info

Publication number: PL241776B1
Application number: PL432330A
Authority: PL
Inventors: Daniel JANUSZ; Daniel Janusz
Original assignee: Feerum Spolka Akcyjna
Priority date: 2019-12-20
Filing date: 2019-12-20
Publication date: 2022-12-05
Also published as: PL432330A1

Abstract

Sposób kształtowania blach falistych na elementy stożkowego dachu silosu, w którym taśmę metalową poddaje się operacji usunięcia naprężeń szczątkowych w prostownicy (4) rolkowej o wysokiej sztywności konstrukcyjnej, podaje się na nożycę (6) kątową, która odcina kątowo arkusz blachy, który poddaje się, ustawioną pod kątem nożycą (5) krążkową, cięciu wzdłużnemu na niesymetryczne formatki (8), składowane na układaczu (7), po czym formatki (8) podlegają profilowaniu w wieloosiowym module (9) profilowania w procesie wielozabiegowego gięcia wokół roboczych promieni za pomocą zestawu walców (11), w których położenie krawędzi roboczych zmienia się według ustalonego algorytmu sterowania, przy czym zmianie ulega zarówno położenie względem osi wzdłużnej, jak i kąt skręcenia powierzchni roboczej, aż do uzyskania ostatecznego kształtu, zaś formatka (8) przechodząc między kolejnymi parami walców (11) podlega stopniowemu gięciu wokół promieni R1 oraz R2, a zarysy walców (11) profilujących pomiędzy kolejnymi przepustami określają stopień odkształcenia osiągany w kolejnym przejściu, zaś po profilowaniu formatkę (8) przenosi się, poprzez podajnik (10) do automatycznego zespołu perforatorów (12) i wykonuje otwory usytuowane precyzyjnie w strukturze okładziny dachowej, po czym formatka (8) trafia na automatyczny układacz (14).The method of shaping corrugated sheets into elements of a conical roof of a silo, in which the metal strip is subjected to the operation of removing residual stresses in a roller straightener (4) with high structural rigidity, is fed to an angle shear (6), which cuts the sheet metal at an angle, which undergoes set at an angle with a circular shear (5), longitudinally cut into asymmetric pieces (8), stored on a stacker (7), after which the pieces (8) are profiled in a multi-axis profiling module (9) in the process of multi-stage bending around working radii using a set cylinders (11), in which the position of the working edges changes according to the established control algorithm, with both the position relative to the longitudinal axis and the angle of rotation of the working surface changing, until the final shape is obtained, and the form (8) passing between successive pairs of cylinders (11) is subject to gradual bending around the radii R1 and R2, and the contours of the profiling rollers (11) between the determine the degree of deformation achieved in the next pass, and after profiling, the mat (8) is transferred through the feeder (10) to the automatic set of perforators (12) and holes are made precisely in the structure of the roof cladding, after which the mat (8) goes to the automatic stacker (14).

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób kształtowania blach falistych na elementy stożkowego dachu silosu.The subject of the invention is a method of shaping corrugated sheets into elements of a conical roof of a silo.

Tendencje rozwojowe stosowania łukowych blach falistych koncentrują się na poszukiwaniu rozwiązań umożliwiających stosowanie technologii produkcji powtarzalnych elementów o wysokiej dokładności geometrycznej i wykonanych z materiałów o coraz wyższych własnościach wytrzymałościowych, co gwarantuje obniżenie masy wyrobu przy zachowaniu wytrzymałościowych własności struktury. Blachy faliste wyposażone są z reguły w szereg otworów, których rozmieszczenie uzależnione jest od wymagań montażowych. W technice istnieje wiele rozwiązań technologicznych procesu produkcji blach falistych, różniących się zarówno technologią profilowania jak również konfiguracją linii produkcyjnej.The development trends in the use of curved corrugated sheets are focused on the search for solutions that enable the use of technology for the production of repeatable elements with high geometric accuracy and made of materials with increasingly higher strength properties, which guarantees a reduction in the weight of the product while maintaining the strength properties of the structure. Corrugated sheets are usually equipped with a series of holes, the arrangement of which depends on the assembly requirements. In technology, there are many technological solutions for the production of corrugated sheets, differing in both the profiling technology and the configuration of the production line.

Znane procesy technologiczne produkcji blach falistych mogą być realizowane jako:Known technological processes for the production of corrugated sheets can be implemented as:

- sekwencyjne, w systemie start-stop, w których brak jest powtarzalności geometrycznej pomiędzy poszczególnymi elementami, co znacznie utrudnia, a czasami wręcz uniemożliwia proces montażu na obiekcie;- sequential, in the start-stop system, in which there is no geometric repeatability between individual elements, which significantly hinders, and sometimes even prevents, the assembly process on the object;

- ciągłe, będące zintegrowaną sekwencją kolejnych operacji technologicznych wytwarzania wyrobu o mniejszym lub większym stopniu automatyzacji, co znacznie ogranicza możliwości logistyczne nie pozwalając na elastyczne dostosowanie produkcji do potrzeb wynikających z realizowanych zamówień.- continuous, which is an integrated sequence of successive technological operations of manufacturing a product with a greater or lesser degree of automation, which significantly limits the logistic possibilities, not allowing flexible adaptation of production to the needs resulting from the orders being executed.

Istniejące modele płynięcia plastycznego przy profilowaniu nie uwzględniają odkształceń taśmy, a w szczególności sprężynowania powrotnego, co prowadzi do znacznej rozbieżności geometrii zaprojektowanego wyrobu. Podczas profilowania na zimno występują równocześnie zjawiska sprężynowania powrotnego taśmy, rozciągania w sztywnych strefach zewnętrznych taśmy oraz zmiana grubości taśmy w strefie oddziaływania odkształceń. Skutkiem dotychczas stosowanego sposobu określania kształtów walców w poszczególnych przepustach, jest znana cecha blach falistych i innych, o dużych promieniach gięcia produkowanych na profilarkach wielorolkowych, wyrażająca się w dużych tolerancjach wysokości i szerokości fali. Wada ta uniemożliwia wykonanie blach falistych z dokładnością pozwalającą na konstrukcję szczelnej struktury warstwowej o wymaganym stopniu przylegania. Spowodowane to jest dużymi wartościami promienia gięcia i niewystarczającymi do pełnego uplastycznienia strefy gięcia wartościami odkształceń plastycznych.The existing models of plastic flow in profiling do not take into account belt deformations, in particular, return springback, which leads to a significant discrepancy in the geometry of the designed product. During cold profiling, the phenomena of springback of the strip, stretching in the rigid external zones of the strip and change in the thickness of the strip in the zone affected by deformations occur simultaneously. The result of the hitherto used method of determining the shapes of rolls in individual culverts is the well-known feature of corrugated and other sheets with large bending radii produced on multi-roll profiling machines, expressed in large tolerances in the height and width of the wave. This defect makes it impossible to produce corrugated sheets with accuracy allowing for the construction of a tight sandwich structure with the required degree of adhesion. This is due to the large values of the bending radius and the values of plastic strains which are insufficient to fully plasticize the bending zone.

Znany jest z polskiego opisu patentowego PL124757 sposób wytwarzania blachy falistej, który polega na tym, że symetrycznie, w osi arkusza blachy kształtuje się rowek centralny, zaś po ukształtowaniu rowka, na długości odpowiadającej odległości między kolejnymi parami walców, rozpoczyna się kształtowanie kolejnych rowków rozmieszczonych symetrycznie względem osi arkusza blachy. W dalszej kolejności rozpoczyna się formowanie następnych symetrycznych rowków, aż do wykonania pełnej ich ilości rozplanowanej na całej szerokości arkusza blachy. Formowanie każdego z rowków odbywa się od początku na pełną, zamierzoną głębokość profilu.There is known from the Polish patent description PL124757 a method of producing a corrugated sheet, which consists in forming a central groove symmetrically in the axis of the sheet, and after the groove is formed, at the length corresponding to the distance between successive pairs of rollers, the formation of successive grooves arranged symmetrically begins relative to the sheet metal axis. Subsequently, the formation of the next symmetrical grooves begins, until the full number of grooves, planned over the entire width of the sheet, is made. The formation of each of the grooves takes place from the beginning to the full, intended depth of the profile.

Znany jest z polskiego opisu patentowego PL174486 Sposób i urządzenie do wykonywania blach profilowanych polegający na tym, że walcami, według zadanego programu sterownika sprzężonego z przetwornikiem, profiluje się taśmę blachy do zadanej długości, po czym, walce zatrzymują się, a nożycami część wyprofilowanej blachy odcina się, następnie ponownie według zadanego programu sterownika uruchamia się walce do wykonania następnego odcinka wyprofilowanej blachy.It is known from the Polish patent description PL174486. A method and a device for making profiled sheet metal consisting in the fact that the sheet metal strip is profiled to a given length with rollers, according to a given program of the controller coupled with the transducer, then the rollers stop and a part of the profiled sheet is cut off with scissors then, according to the set controller program, the rollers are started again to make the next section of the profiled sheet.

Z opisu patentowego SE525938 znany jest sposób formowania podłużnych przedmiotów, na przykład haka rynnowego. Proces przebiega w sposób ciągły i obejmuje rozwijanie taśmy metalowej z kręgu, pomiar długości formowanego odcinka, kształtowanie w wieloetapowym zespole formującym, gięcie oraz odcinanie gotowego wyrobu. W tym rozwiązaniu dane pomiarowe z pomiaru wzdłużnego rozwijanego materiału oraz dane dotyczące wymiarów detalu, który ma być wytwarzany, są wprowadzane do jednostki sterującej i przetwarzane w jednostce sterującej w celu wzajemnej korelacji tych danych, w wyniku czego są wysyłane sygnały z jednostki sterującej w celu aktywacji kolejnych operacji procesu.From the patent description SE525938, a method of forming elongated objects, for example a gutter hook, is known. The process is continuous and includes unrolling the metal strip from the coil, measuring the length of the formed section, shaping in a multi-stage forming unit, bending and cutting off the finished product. In this solution, measurement data from the longitudinal measurement of the unrolled material and data on the dimensions of the workpiece to be produced are entered into the control unit and processed in the control unit to correlate these data, as a result of which signals are sent from the control unit to activate subsequent process operations.

Znany jest z opisu patentowego IE950490 sposób wytwarzania profilowanej blachy obejmujący stopniowe formowanie płaskiej blachy w sinusoidalny lub falisty profilowany materiał arkuszowy w trakcie wielu przejść, przy czym każde przejście zawiera górny i dolny walec, zaś każdy walec ma określony profil, tak, że arkusz jest stopniowo formowany przy każdym przejściu. Korzystnie sposób obejmuje nakładanie pół fałdowania na każdą stronę uformowanego pofałdowania przy każdym przejściu, abyKnown from patent description IE950490 is a method for producing a profiled sheet comprising stepwise forming a flat sheet into a sinusoidal or corrugated profiled sheet material in multiple passes, each pass comprising an upper and lower roll, and each roll having a defined profile so that the sheet is progressively formed with each pass. Preferably, the method comprises applying a half-corrugation to each side of the formed corrugation on each pass

PL 241 776 B1 zmniejszyć naprężenia wprowadzane do materiału przy kolejnym przejściu. Korzystnie, sposób obejmuje ponadto zaginanie progresywnie uformowanego profilu przed ostatecznym formowaniem arkusza, aby spróbować spłaszczyć materiał i zmniejszyć tendencję do „sprężynowania” materiału po utworzeniu pofałdowań.EN 241 776 B1 reduce the stresses introduced into the material in the next pass. Preferably, the method further comprises bending the progressively formed profile prior to final sheet formation to try to flatten the material and reduce the tendency of the material to "spring back" after formation of the undulations.

Celem wynalazku jest wskazanie sposobu kształtowania blach falistych na elementy stożkowego dachu silosu, zwłaszcza blach falistych z perforacją, o różnej grubości i różnych parametrach fali, który by umożliwił zapewnienie wzajemnego połączenia blach w sposób maksymalnie wykorzystujący powierzchnie przylegania elementów składowych.The purpose of the invention is to indicate a method of shaping corrugated sheets for elements of a conical roof of a silo, in particular corrugated sheets with perforation, of various thicknesses and various parameters of the wave, which would enable the interconnection of the sheets in a way that maximizes the use of the contact surfaces of the components.

Zadanie dla blach falistych na elementy stożkowego dachu silosu zostało według wynalazku rozwiązane w ten sposób, że taśmę metalową poddaje operacji usunięcia naprężeń szczątkowych w prostownicy rolkowej o wysokiej sztywności konstrukcyjnej, podaje się na nożycą kątową, która odcina kątowo arkusz blachy, który z kolei poddaje się, ustawioną pod kątem nożycą krążkową, cięciu wzdłużnemu na niesymetryczne formatki, które trafiają na układacz. Następnie formatki podlegają profilowaniu w wieloosiowym module profilowania w procesie wielozabiegowego gięcia wokół roboczych promieni za pomocą zestawu walców, w których położenie krawędzi roboczych zmienia się według ustalonego algorytmu sterowania, przy czym zmianie ulega zarówno położenie względem osi wzdłużnej, jak i kąt skręcenia powierzchni roboczej, aż do uzyskania ostatecznego kształtu. Formatka przechodząc między kolejnymi parami walców podlega stopniowemu gięciu wokół promieni Ri oraz R2. Zarysy walców profilujących pomiędzy kolejnymi przepustami określają stopień odkształcenia osiągany w kolejnym przejściu. Po profilowaniu formatkę przenosi się, poprzez podajnik, do automatycznego zespołu perforatorów i wykonuje otwory usytuowane precyzyjnie w strukturze okładziny dachowej, po czym formatka trafia na automatyczny układacz. Geometrię cięcia formatki ustawia się poprzez dobór kąta α skręcenia nożycy kątowej, dobór kąta β skręcenia nożycy krążkowej, dobór prędkości Vi taśmy metalowej podawanej z przejezdnej rozwijarki oraz dobór prędkości V2 posuwu nożycy krążkowej.The task for corrugated sheets for the elements of the conical roof of the silo has been solved according to the invention in such a way that the metal strip is subjected to the operation of removing residual stresses in a roller leveler with high structural rigidity, fed to an angle shear, which cuts the sheet metal at an angle, which in turn is subjected to , set at an angle circular shear, longitudinal cutting into asymmetric pieces that go to the stacker. Then, the pieces are profiled in the multi-axis profiling module in the process of multi-stage bending around the working radii using a set of rollers, in which the position of the working edges changes according to the established control algorithm, with both the position relative to the longitudinal axis and the angle of rotation of the working surface changing to obtain the final shape. When passing between successive pairs of rollers, the piece undergoes gradual bending around radii Ri and R2. The contours of the profiling rollers between successive passes determine the degree of deformation achieved in the next pass. After profiling, the mat is transferred through the feeder to the automatic set of perforators and holes are made precisely in the structure of the roof cladding, after which the mat goes to the automatic stacker. The cutting geometry of the mat is set by selecting the twisting angle α of the angular shear, selecting the twisting angle β of the circular shear, selecting the speed Vi of the metal strip fed from the mobile decoiler and selecting the feed speed V2 of the circular shear.

Poprzez zaawansowany zintegrowany system sterowania interaktywnego wieloosiowego zespołu profilującego oraz system perforacji, możliwa jest elastyczna konfiguracja poszczególnych operacji technologicznych dla wielu wariantów produktu. Zabieg perforowania prowadzi się w co najmniej czterech indywidualnych portalach automatycznego zespołu perforatorów, które zaopatrzone są w indywidualnie sterowane siłowniki hydrauliczne oraz narzędzia do perforowania formatki.Thanks to the advanced integrated interactive control system of the multi-axis profiling unit and the perforation system, it is possible to flexibly configure individual technological operations for many product variants. The perforating procedure is carried out in at least four individual portals of the automatic perforator set, which are equipped with individually controlled hydraulic cylinders and tools for perforating the form.

Zastosowanie sekwencji operacji technologicznych zgodnych z wynalazkiem, dla blach falistych na elementy stożkowego dachu silosu, stwarza możliwość uzyskania wielu wariantów produktu.The use of the sequence of technological operations in accordance with the invention for corrugated sheets for the elements of the conical roof of the silo makes it possible to obtain many variants of the product.

Sposób według wynalazku zostanie bliżej objaśniony na podstawie przykładów realizacji przedstawionych na rysunku, na którym fig. 1 zawiera schemat sposobu kształtowania blach falistych na elementy stożkowego dachu silosu, fig. 2 układ perforatora, fig. 3 schemat tworzenia formatki, fig. 4 promienie profilowania formatki, zaś fig. 5 schemat sterowania cięciem formatki.The method according to the invention will be explained in more detail on the basis of the implementation examples shown in the drawing, in which Fig. 1 contains a diagram of the method of shaping corrugated sheets into elements of the conical silo roof, Fig. 2 perforator layout, Fig. 3 diagram of forming a mat, Fig. 4 radii of profiling a mat , and Fig. 5 is a diagram of controlling the cutting of the mat.

Wykaz oznaczeń:List of markings:

- rozwijarka- decoiler

- układ załadowczy- loading system

- kontroler krawędzi taśmy- tape edge controller

- prostownica rolkowa- roller straightener

- nożyca krążkowa- circular scissor

- nożyca kątowa- angular shear

- układacz- stacker

- formatka- form

- moduł profilowania- profiling module

- podajnik- feeder

- walce profilujące- profiling rollers

- zespół perforatorów- a set of perforators

- portal perforatora- perforator portal

- układacz automatyczny- automatic stacker

- pulpit sterowania- control panel

- siłownik hydrauliczny- hydraulic cylinder

- narzędzia do perforowania- perforating tools

PL 241 776 B1PL 241 776 B1

W sposobie formowania blach falistych na elementy stożkowego dachu silosu, taśmę metalową podawaną z przejezdnej rozwijarki 1, z układem załadowczym 2 i kontrolerem krawędzi 3, poddaje się operacji usunięcia naprężeń szczątkowych w prostownicy 4 rolkowej o wysokiej sztywności konstrukcyjnej. Następnie, ustawioną pod kątem nożycą 6 kątową odcina się kątowo arkusz blachy i poddaje się go, ustawioną pod kątem nożycą 5 krążkową, cięciu wzdłużnemu na niesymetryczne formatki 8, składowane na układaczu 7. Formatki 8 profiluje się w wieloosiowym systemie profilowania 9 w procesie wielozabiegowego gięcia wokół roboczych promieni za pomocą zestawu walców (11), w których położenie krawędzi roboczych zmienia się według ustalonego algorytmu sterowania, przy czym zmianie ulega zarówno położenie względem osi wzdłużnej, jak i kąt skręcenia powierzchni roboczej, aż do uzyskania ostatecznego kształtu. Formatka 8 przechodząc między kolejnymi parami walców (11) podlega stopniowemu gięciu wokół promieni Ri oraz R2, a zarysy walców (11) profilujących pomiędzy kolejnymi przepustami określają stopień odkształcenia osiągany w kolejnym przejściu. Po profilowaniu formatkę 8 przenosi się, poprzez układacz 10, do automatycznego zespołu perforatorów 12 i wykonuje otwory usytuowane precyzyjnie w strukturze okładziny dachowej. Zabieg perforowania prowadzi się w czterech indywidualnych portalach 13 automatycznego zespołu perforatorów 12, które zaopatrzone są w indywidualnie sterowane siłowniki 16 hydrauliczne oraz narzędzia 17 do perforowania formatki 8. Następnie formatka 8 trafia na automatyczny układacz 14. Geometrię cięcia formatki 8 ustawia się poprzez dobór kąta α skręcenia nożycy 6 kątowej, dobór kąta β skręcenia nożycy 5 krążkowej, dobór prędkości Vi taśmy metalowej podawanej z przejezdnej rozwijarki 1 oraz dobór prędkości V2 posuwu nożycy 5 krążkowej. Poprzez zaawansowany zintegrowany system sterowania interaktywnego wieloosiowego zespołu profilującego w module 9 profilującym oraz systemu perforacji w zespole perforatorów 12 możliwa jest elastyczna konfiguracja poszczególnych operacji technologicznych dla wielu wariantów produktu.In the method of forming corrugated sheets for elements of a conical roof of a silo, a metal strip fed from a mobile decoiler 1, with a loading system 2 and an edge controller 3, is subjected to the operation of removing residual stresses in a 4-roll straightener with high structural rigidity. Then, the metal sheet is cut off at an angle with a 6-angle shear and subjected to longitudinal cutting into asymmetric pieces 8, set on an angle, into asymmetric pieces 8, stored on a stacker 7. Pieces 8 are profiled in a multi-axis profiling system 9 in the process of multi-stage bending around the working radii by means of a set of rollers (11), in which the position of the working edges changes according to the established control algorithm, with both the position relative to the longitudinal axis and the angle of rotation of the working surface changing, until the final shape is obtained. The sheet 8 passing between successive pairs of rollers (11) undergoes gradual bending around radii Ri and R2, and the contours of profiling rollers (11) between successive passages determine the degree of deformation achieved in the next passage. After profiling, the sheet 8 is transferred through the stacker 10 to the automatic set of perforators 12 and holes are made precisely in the structure of the roof cladding. The perforating procedure is carried out in four individual portals 13 of the automatic set of perforators 12, which are equipped with individually controlled hydraulic cylinders 16 and tools 17 for perforating the mat 8. Then the mat 8 goes to the automatic stacker 14. The cutting geometry of the mat 8 is set by selecting the angle α twisting of the 6-angle shear, selection of the twisting angle β of the 5-roller shear, selection of the speed Vi of the metal strip fed from the mobile decoiler 1 and selection of the feed speed V2 of the 5-roller shear. Thanks to the advanced integrated control system of the interactive multi-axis profiling unit in the profiling module 9 and the perforation system in the perforator unit 12, it is possible to flexibly configure individual technological operations for many product variants.

Claims

1. A method of shaping corrugated sheets for elements of a conical roof of a silo, in which a metal strip is unrolled from a coil, straightened, fed to a processing line and, in the process of plastic deformation, is continuously profiled between rotary shaping tools, characterized in that the metal strip is subjected to to remove residual stresses in the roller straightener (4) with high structural rigidity, it is fed to the angular shear (6), which cuts off the metal sheet at an angle, which is subjected to longitudinal cutting into asymmetric pieces (8) by the circular shear (5) set at an angle , stored on the stacker (7), after which the pieces (8) are profiled in the multi-axis profiling module (9) in the process of multi-stage bending around the working radii using a set of rollers (11), in which the position of the working edges changes according to the established control algorithm, where both the position relative to the longitudinal axis and the angle of rotation of the surface ro change until it reaches its final shape, and the form (8) passing between successive pairs of rollers (11) undergoes gradual bending around radii Ri and R2, and the outlines of profiling rollers (11) between successive passes determine the degree of deformation achieved in the next pass, and after After profiling, the mat (8) is transferred through the feeder (10) to the automatic set of perforators (12) and holes are made precisely in the structure of the roof cladding, after which the mat (8) goes to the automatic stacker (14).

2. The method of claim 1, characterized in that the cutting geometry of the form (8) is set by selecting the twist angle α of the angular shear (6), the selection of the twist angle β of the circular shear (5), the selection of the speed V1 of the metal strip fed from the mobile decoiler (1) and the selection of the speed V2 of the roller shear (5) feed.

3. The method of claim 1, characterized in that through the advanced integrated control system of the interactive multi-axis profiling unit and the perforation system, it is possible to flexibly configure individual technological operations for many variants of the product.

4. The method of claim 1, characterized in that the perforating procedure is carried out in at least four individual portals (13) of the automatic perforator set (12), which are equipped with individually controlled hydraulic actuators (16) and tools (17) for perforating the form (8).