RS50159B - Postupak za podešavanje u realnom vremenu i uređaj za ispravljanje metalnih traka - Google Patents

Abstract

Postupak za podešavanje u realnom vremenu uredjaja (1) koji je namenjen za ispravljanje metalnih traka, ploča ili listova, kojim se posle ispravljanja trake (5), ona seče radi dobijanja jedne ispravljene ploče (8) ili jednog ispravljenog lista, naznačen time, što se zakrivljenost ispravljene ploče (8), dobijene ili odsecanjem od ispravljene trake (5) ili ispravljanjem same ploče (8), meri na izlazu iz uredjaja (1) izvan zone oslonca; koriguje merenje u cilju eliminisanja uticaja sopstvene težine ispravljene ploče (8) i reguliše, ako je to potrebno, stezanje valjaka (4a) i (4b) postavljenih na izlazu iz uredjaja (1) tako da se dobije ispravljena ploča (8) sa kontrolisanim zakrivljenjem. Prijava sadrži još 2 nezavisna i 7 zavisnih patentnih zahteva.

Description

Oblast tehnike

Predmet pronalaska pripada, uopšteno posmatrano, u oblast mašina za ispravljanje metalnih traka, odnosno u oblast mehaničke obrade ili prerade metalnih limova ili metalnih cevi, sipki ili profila bez znatnog skidanja materijala.

Prema Medjunarodnoj klasifikaciji patenata (MKP<8>) predmet pronalaska je označen i klasifikovan osnovnim klasifikacionim simbolom B 21 D 1/02 koji se odnosi na ispravljanje, vraćanje u prvobitni oblik ili uklanjanje lokalnih deformacija na limu ili na specifičnim predmetima koji su izrađeni od lima.a pomoću valjaka.

Tehnički problem

Pronalazak se odnosi na postupak za podešanje u realnom vremenu jednog uredjaja koji je namenjen za ispravljanje- vraćanje u prvobitni oblik metalnih traka namotanih na kalemu ili u namotaju, kao što su čelične trake ili direktno u obliku ploča ili listova.

Pronalazak se primenjuje jednim delom za izravnavanje metalnih traka koje su namenjene da budu odsečene na izlazu iz uređaja za ispravljanje, na način da se dobiju ploče ili listovi odredjene dužine L, i drugim delom na ispravljanje samo ploča ili listova.

Stanje tehnike

Jedna metalna traka ili ploča dobijeni su različitim operacijama, takvim kao što su valjanje na toplo i valjanje na hladno, a koje operacije su namenjene da se dobiju proporcionalno homogene karakteristike na celoj dužini traka ili ploča. Teorijski, jedna valjana metalna traka poseduje u svakoj tački konstantnu debljinu i širinu.

Medjutim, operacija valjanja nije dovoljna da se dobije traka bez nedostataka. U realnosti, traka može da pokaže nedostatke u vidu lokalnih deformacija-neravnina takvih kao što su valovitost u nivou rubova ili u samom centru, i na luku (što znači na zavojima) po dužini ili po širini trake.

Ovi nedostaci se koriguju sa ispravljanjem trake u jednom uredjaju za ispravljanje. Jedan takav uredjaj je obrazovan od dva stana-kućišta koja su postavljena jedan na drugom od kojih svaki nosi više valjaka snabdevenih pogonskim motorima, pri čemu su valjci medjusobno razmaknuti, i postavljeni naizmenično iznad i ispod putanje trake. U slučaju kada je metalna traka namotana u kalem, traka se prethodno razmotava i generalno ispravlja u jednom ispravljaču pre podvrgavanja operaciji izravnavanja. Da bi se isporučili proizvodi koji odgovaraju standardima za ravnu traku,a koje zahteva industrija-naručilac, izravnate trake se ne namotavaju u kalem, zato što se namotavanjem ponovo javljaju napred navedeni nedostaci. Trake se dakle isecaju na izlazu iz uredjaja za ispravljanje, na način da se dobiju ploče, listovi ili okrugli metalni poluproizvodi, bilo pomoću giljotinskih makaza, bilo pomoću pratećih, rotacionih ili letećih makaza. Izravnate ploče ili listovi se zatim transportuju prema uredjaju za slaganje, i slažu se u očekivanju njihove isporuke.

Tačno ispravljanje se realizuje sa prolaskom trake ili ploče izmedju razmaknutih valjaka uredjaj za ispravljanje, gde se podešava stezanje valjaka na ulazu, što znači razmicanje valjaka na izlazu iz uredjaja. Na ulazu u uredjaj za ispravljanje homogenizuju se preostale deformacije-naprezanja u traci, i tako se otklanjanju nedostaci u geometriji takvi kao što su valovitost i uvijanje po širini. Na izlazu iz uredjaja za ispravljanje, tretira se zakrivljenje po dužini trake. Radi bolje jasnoće u nastavku teksta, kada se označi "lučno zakrivljenje po dužini" biće dovoljno da se pomene "zakrivljenje".

Podešavanje parametara stezanja na ulazu i izlazu iz uredjaja za ispravljanje vrši se kod svake promene kalema trake, ploče (ili lista), kako bi se podesili ovi parametri ne samo dimenzionalnim karakteristikama i tipovima nedostataka trake ili ploče, već takodje u funkciji zakrivljenja, prema obliku koji se želi dobiti na ploči (ili listu) posle ispravljanja.

Naime, prema primeni kojima industrija namenjuje ove ispravljene ploče (ili listove), ili još u funkciji opreme koju poseduju naručioci, ploče će biti isporučene sa nultim zakrivljenjem (ploča potpuno ravna), sa pozitivnim zakrivljenjem ili negativnim zakrivljenjem.

Prvo se vrši podešavanje stezanja valjaka uredjaja za ispravljanje na ulazu prema poznatim postupcima, zatim se podešava stezanje valjaka na izlazu.

Jedan poznati uredjaj za podešavanje valjaka na izlazu sadrži kontroler preostalog zakrivljenja ploče (ili lista) posle ispravljanja. U ovom cilju, podiže se ploča pomoću jednog podizača na način da se ova ploča bilo podigne iznad sa osloncem na jednu ili dve tačke, zatim operator meri zakrivljenost ploče podižući vrh u centru ploče pomoću šablona. Operator može zatim da podesi stezanje valjaka na izlazu radi korigovanja zakrivljenosti ploče i podešavanja prema zahtevu naručioca. Ova operacija merenja se ponavlja onoliko puta koliko je potrebno za svaku promenu proizvoda (u obliku kalema, ploče ili lista).

Ova navedena tehnologija sadrži sledeće nedostatke:

merenje zakrivljenosti jedne ploče kada se menja proizvod i podešavanje stezanja valjaka na izlazu od strane operatora dovodi do zaustavljanja linije za ispravljanje za vreme operacije, ili do gubitka produktivnosti; - neke linije za ispravljanje su kompaktne, i nije uvek moguće da se tu postavi uredjaj za podizanje ploča; u ovom slučaju merenje zakrivljenosti ploče vrši se izvan linije i sa vremenskim zaustavljanjem linije^što je još značajnije; - operacija podizanja ploče može da uključi opasnost za bezbednost samog operatora, naročito za ploče velikih dimenzija (veće od 2 m dužine).

Osim toga, dimenzionalne karakteristike jedne trake u kalemu su konstantne za svaku njenu dužinu, dok nije isto kada su u pitanju mehaničke karakteristike. Ili varijacije mehaničkih karakteristika jedne trake imaju negativan uticaj na finalno ponašanje zakrivljenosti ploče posle ispravljanja trake. Naime, stezanje valjaka na izlazu iz uredjaja za ispravljanje koje je podešeno na jednu zadatu mehaničku karakteristiku trake, u toku ispravljanja ovo stezanje, neće biti više podešavano i ako se mehaničke karakteristike trake menjaju na značajan način.

Takodje, postupak u vezi merenja preostale zakrivljenosti ploče je značajna operacija posebno kada se tiče dimenzija i zakrivljenosti ploče, za koje naručioci postavljaju sve više uske tolerancije. Kao aktuelni primer, navešćemo tolerancije koje su često manje od ± 3 mm/m a tiču se zakrivljenosti ploče merene pri očitavanjuLASERA,i za neke primene kod automobila takve kao što su delovi za vezu.

Izlaganje suštine pronalaska

Ovaj pronalazak ima za cilj da otkloni nedostatke postupaka koji su korišćeni u prethodno opisanom stanju tehnike. Pronalazak ima dakle za predmet jedan postupak za podešavanje u realnom vremenu kod uredjaja za ispravljanje, koji je namenjen za ispravljanje metalnih traka, ploča ili listova i naznačen je time što se:

- posle ispravljanja dela trake, deo odseca radi dobijanja ploče ili lista,

meri zakrivljenost ploče bilo dobijene iz ispravljene odsečene trake, bilo iz

ispravljanja same ploče, na izlazu iz uredjaja za ispravljanje, izvan zone oslonca,

- koriguje merenje na način da se eliminiše uticaj usled sopstvene težine ploče i

koriguje, ako je potrebno, stezanje valjaka koji su smešteni na izlazu iz uredjaja za ispravljanje na način da se dobije ploča sa kontrolisanim zakrivljenjem.

Prema drugim poželjnim karakteristikama pronalaska:

- merenje preostalog zakrivljenja ispravljene ploče realizuje se počevši od merenja krivine površine na izlazu iz uredjaja za ispravljanje izvan zone oslonca, gde je merenje izvršeno pomoću bar tri senzora rastojanja, - merenje preostale zakrivljenosti ispravljene ploče je izvedeno iz izmerene zakrivljenosti i sopstvene zakrivljenosti izravnate ploče.

Pronalazak ima takodje za predmet uredjaj za ispravljanje koji sadrži jedan sklop za ispravljanje metalnih traka, ploča ili listova koji je naznačen time što sadrži sredstva za odsecanje, posle ispravljanja, trake u ispravljene ploče ili ispravljene listove, sredstva za merenje preostale zakrivljenosti ispravljenih listova dobijenih iz ispravljanja delova odsečene trake, bilo iz ispravljanja ploče ili lista, na izlazu iz uredjaja za ispravljanje i sredstva za podešavanje stezanja valjaka sa sredstvima za merenja preostalog zakrivljenja.

Prema drugim karakteristikama pronalaska:

-sredstva za merenje preostalog zakrivljenja sadrže bar tri senzora takva kao što su optički senzori rastojanja, ili senzori rastojanja pomoću vrtložnih struja (tzv. Fukoove struje), - uredjaj za ispravljanje sadrži automatska sredstva za podešavanje stezanja valjaka na izlazu u funkciji pokazivanja izmerenog rastojanja od strane senzora, - merenje zakrivljenosti ispravljene ploče realizuje se u nivou ispravljene ploče izvan zone oslonca.

Kako se podrazumeva, pronalazak obuhvata vršenje jednog merenja u realnom vremenu zakrivljenosti ploče ili dela trake odsečenog u ploču na njenom izlazu iz uredjaja za ispravljanje, i upravljanje stezanjem valjaka u funkciji rezultata dobijenih merenjem.

Kratak opis slika nacrta

Karakteristike i prednosti pronalaska će se pojasniti u opisu koji sledi. Radi lakšeg razumevanja pronalaska i njegovih osobenih prednosti, kao i zbog prikazivanja kako se on može ostvariti u praksi, podnosilac prijave se poziva na priloženi nacrt u kome:Slika 1je šematski izgled uredjaja za ispravljanje prema pronalasku u

vertikalnom preseku,

-Slika 2pokazuje grafički promenu vrednosti preostale zakrivljenosti u funkciji stezanja valjaka na izlazu iz uredjaja za ispravljanje.

Opis rešenja tehničkog problema

Na slici 1, šematski je predstavljen jedan uredjaja 1 za ispravljanje koji se sastoji od dva kućišta 2, 3 koja su postavljena jedno iznad drugog i koje nose motorima pogonjene valjke 4. Valjci 4 su. postavljeni razmaknuto jedni u odnosu na druge, i izmedju gornjeg i donjeg niza valjaka 4 prolazi metalna traka 5, ploča 8 ili list. Uredjaj 1 sadrži sredstva 6 za odsecanje koja su postavljena na izlazu iz uredjaja, pult 7 za transport, prevozno sredstvo (nije prikazano na slici) za trake od kojih se odsecaju ploče. U slučaju ispravljanja trake 5, uredjaj 1 sadrži sredstva 6 za odsecanje koja su smeštena na izlazu iz uredjaja. Preciznije, sredstva 6 za odsecanje su nepotrebna kada se direktno ispravljaju ploče ili listovi; medjutim, ona mogu da budu prisutna u uredjaju i u ovom slučaju ona ne funkcionišu. Kada se radi o ploči 8 ili listu (bilo da se dobije sa odsecanjem od trake 5 posle ispravljanja, bilo da se dobije od ispravljanja ploče ili lista) jedan deo je oslonjen na pult 7 a drugi deo prolazi izvan pulta 7. Senzori 9 za merenje rastojanja postavljeni, Slika 1, ispod zone ispravljene ploče 8 nisu podržavani pultom 7, i povezani su sa sistemom 11 za podešavanje sile stezanja valjaka 4a i 4b koji su smešteni na izlazu iz uredjaja 1, koji je i sam povezan sa regulatorom 12 koji upravlja silom stezanja na izlazu (valjci 4a i 4b).

Metalna traka 5 je ispravljena u uredjaju 1 sa prolaskom izmedju valjaka 4. Na izlazu iz uredjaja, deo trake 5 je odsečen sa sredstvima 6 za odsecanje koja su obrazovana od giljotinskih makaza, bilo od pratećih rotacionih ili letećih makaza, na način da se dobiju ploče 8, listovi ili okrugli metalni poluproizvodi dužine L koja je odredjena unapred. Jedan deo ispravljene ploče 8 leži na pultu 7 za transport, dok dužina ploče L' koja je unapred odredjena sa ćelijom 10 za detekciju prolazi preko pulta 7 i nalazi se izvan zone oslonca.

Bar tri senzora 9, koja su smeštena na referentnom položaju (nije prikazano na slici) i pozicionirana bilo iznad, bilo ispod zone koja odgovara dužini L' ploče 8, mere rastojanje koje razvija deo ploče 8 dužine L' na način da se odredi zakrivljenost C. Merenja realizovana sa senzorima 9 su poželjna merenja rastojanja bez kontakta kako bi se izbeglo pogrešno merenje zakrivljenosti dela ploče 8 dužine L'. Koristiće se dakle senzori 9 bez kontakta takvi kao što su senzori za merenje rastojanja pomoću vrtložnih struja (tzv. Fukoove struje) ili optički senzori.

Da bi se odredila preostala zakrivljenost CTploče 8 počevši od izmerene zakrivljenosti C, treba voditi računa o zakrivljenosti Cp ploče usled njene sopstvene težine. Poznavanje sledećih parametara: dužina L' ploče 8 koja prolazi izvan pulta 7, odredjena sa ćelijom 10 za detekciju, debljina ploče 8,

- rastojanje senzora 9 u odnosu na pult 7,

omogućava da se izračuna zakrivljenost CPploče usled njene sopstvene težine. Tako oduzimajući vrednost zakrivljenosti Cp dobija se lako preostala zakrivljenost Ctploče 8.

Znajući preostalu zakrivljenost Ct ploče 8, izračunava se prenosna funkcija koja dozvoljava da se zatim podesi stezanje na izlazu (valjci 4a i 4b) uredjaja 1, na način da se podesi veličina zakrivljenosti sledeće ploče 8 prema zahtevu naručioca,

Zakrivljenost ploče 8 koja je zahtevana može da bude nulta (ploča savršeno ravna), pozitivna (ploča zakrivljena prema gore) ili negativna (ploča zakrivljena prema dole). Radi dobijanja ploča 8 koje poseduju rečene profile, treba da se razmak valjaka 4a u odnosu na valjke 4b, koji su smešteni na izlazu iz uredjaja 1, ili poveća ili smanji.

Ova operacija može da bude izvedena od strane operatora koji evidentira različita merenja prethodno očitana i u funkciji ovih podataka merenja izračunava parametre za stezanje na izlazu (valjci 4a i 4b), radi unošenja u sistem 11 za podešavanje prema zakrivljenosti koja se želi postići na ploči.

Ova operacija može takodje da se vrši automatski uz pomoć računara.

Kada su odredjeni parametri za stezanje valjaka 4a i 4b, regulator 12 povezan sa sistemom 11 za podešavanje deluje direktno na stezanje valjaka 4a i 4b na izlazu iz uređaja 1, što znači na njihov međusobni razmak.

Postupak prema pronalasku tako omogućava da se kontroliše u realnom vrmenu zakrivljenost svake od ploča 8. Tako, kada se menjaju mehaničke karakteristike ploče 8 jednog kalema trake, kontrola u realnom vremenu zakrivljenosti ploče 8 omogućava da se utiče odmah na parametre stezanja na izlazu iz uredjaja 1 i da se modifikuju, kada je potrebno podešavanje stezanja na izlazu (valjci 4a i 4b), na način da se dobiju ploče 8 čija je zakrivljenost konstantna, ili čija vrednost zakrivljenosti ostaje u granicama tolerancije koje je defmisao naručilac.

Druga prednost ranije pomenuta, što postupak prema pronalasku ne sadrži operacije podizanja ploče i merenje zakrivljenosti od strane operatora, pri čemu pokazuje u odnosu na stanje tehnike i sledeće prednosti:

- poboljšanje uslova bezbednosti,

- ušteda u vremenu za rukovanje pločama, što omogućava da se poveća opšta produktivnost linije, - povećava se brzina izvršavanja korekcije stezanja valjaka, u slučaju gde se koristi automatika primenom računara, operacija kontrole zakrivljenosti ploče lako se izvodi, nije ograničena na ploče dužine manje od 3 m za debljine od 3 mm a kako je to bio slučaj sa postupkom iz prethodnog stanja tehnike, dobitak u prostoru: uredjaj prema pronalasku je kompatibilan sa kompaktnim linijama, i on zahteva prostor koji je manji od onog koji se zahteva za uredjaj sa podizanjem ploče, - automatska kontrola zakrivljenosti svih ploča (arhiviranje dobijenih vrednosti).

Slika 2 pokazuje grafički promenu vrednosti preostale zakrivljenosti (izražena u mm/m) u funkciji stezanja valjaka na izlazu iz uredjaja (izraženo u mm).

Posmatrani materijal je čelična traka debljine 6 mm, dužine 1500 mm i granične plastičnosti od 350 Mpa. Maksimalni procenat plastičnosti posmatran za ovaj slučaj je 80%. Ovaj diktirani procenat plastičnosti zavisi od korišćene strategije ispravljanja i početne neravnine trake pre ispravljanju. Amplituda varijacija zakrivljenosti posle ispravljanja je u direktnoj korelaciji sa ovim parametrom.

Sledeći primeri imaju za cilj da ilustruju korišćenje postupka.

U primeru 1 senzori za merenje rastojanja bez kontakta mere preostalu zakrivljenost dobijene ploče posle ispravljanja i odsecanja makazama čelične trake od + 7 mm/m. Da bi zakrivljenost ploče bila nulta (ploča savršeno ravna), treba da sistem za regulaciju koriguje stezanje valjaka na izlazu iz uredjaja sa korekcijom od 0,15 mm na način da stezanje dostigne 0,32 mm ((a); Slika 2).

U primeru 2, senzori za merenje rastojanja bez kontakta mere preostalu zakrivljenost ploče dobijene posle ispravljanja i odsecanja makazama čelične trake - 7 mm/m. Da bi zakrivljenost ploče bila nulta (ploča savršeno ravna), treba da sistem za regulaciju koriguje stezanje valjaka na izlazu iz uredjaja sa korekcijom od 0,2 mm na način da stezanje dostigne 0,32 mm ((a'); Slika 2).

Claims (9)

1. Postupak za podešavanje u realnom vremenu uređaja (i) koji je namenjen za ispravljanje metalnih traka, ploča ili listova, kojim se posle ispravljanja trake (5), ona seče radi dobijanj a jedne ispravljene ploče (8) ili jednog ispravljenog lista, naznačen time, što se - zakrivljenost ispravljene ploče (8), dobijene ili odsecanjem od ispravljene trake (5) ili ispravljanjem same ploče (8), meri na izlazu iz uredjaja (1) izvan zone oslonca; - koriguje merenje u cilju eliminisanja uticaja sopstvene težine ispravljen, e ploče (8) i - reguliše, ako je to potrebno, stezanje valjaka (4a) i (4b) postavljenih na izlazu iz uredjaja (1) tako da se dobije ispravljena ploča (8) sa kontrolisanim zakrivljenjem.

2. Postupak prema zahtevu 1 , naznačen time, što se mera preostalog zakrivljenja ispravljene ploče (8) izračunava na osnovu merenja zakrivljenja ispravljene ploče (8) po izlasku iz uredjaja (1) izvan zone oslonca, gde se merenje izvodi pomoću najmanje tri senzora (9) za merenje rastojanja.

3. Postupak prema zahtevima 1 i 2 , naznačen time, što je mera preostalog zakrivljenja ispravljene ploče (8) izvedena na osnovu izmerenog zakrivljenja i sopstvenog zakrivljenja ispravljene ploče (8).

4. Uredjaj za ispravljanje koji sadrži jedan sklop za ispravljanje metalnih traka, ploča ili listova i sredstva (6) za odsecanje ploča (8) ili listova, nakon ispravljanja, iz trake (5), naznačen time , što sadrži sredstva za merenje preostalog zakrivljenja ispravljenih ploča (8) ili listova, đobijenih ili odsecanjem od ispravljene trake (5) ili iz ispravljanja ploče (8) ili lista, đobijenih na izlazu iz uredjaja (1) i sistema (11) za podešavanje stezanja valjaka (4a) i (4b) smeštenih na izlazu iz uredjaja (l) u zavisnosti od podataka đobijenih od sredstava za merenja preostalog zakrivljenja.

5. Uredjaj za ispravljanje prema zahtevu 4 , naznačen time , što sredstva za merenje preostalog zakrivljenja sadrže najmanje tri senzora (9) za merenje rastojanja.

6. Uredjaj za ispravljanje prema zahtevima 4 i 5 , naznačen time , što sredstva za merenje preostalog zakrivljenja sadrže najmanje tri optička senzora (9) za merenje rastojanja.

7. Uredjaj za ispravljanje prema zahtevima 4 i 5 , naznačen time , što sredstva za merenje preostalog zakrivljenja sadrže najmanje tri senzora (9) za merenje rastojanja pomoću vrtložnih struja (tzv. Fukoove struje).

7. Uredjaj za ispravljanje prema zahtevima 4 i 5 ,naznačen time ,što sredstva za merenje preostalog zakrivljenja sadrže najmanje tri senzora (9) za merenje rastojanja pomoću vrtložnih struja (tzv. Fukoove struje).

8. Uredjaj za ispravljanje prema zahtevima 4 do 7 ,naznačen time ,što sadrži sredstva za automatsko podešavanje sile stezanja valjaka (4a) i (4b) na izlazu u zavisnosti od izmerenih vrednosti đobijenih od senzora (9) za merenje rastojanja.

9. Uredjaj za ispravljanje prema zahtevima 4 do 7 ,naznačen tinte ,što se merenje zakrivljenja izravnate ploče (8) vrši u nivou izravnate ploče (8), a izvan zone oslonca.