RU2579408C2

RU2579408C2 - Automation of pipe-forming press with light source for measurement of pipe internal outline

Info

Publication number: RU2579408C2
Application number: RU2013130972/02A
Authority: RU
Inventors: Михаэль КРАУХАУЗЕН; Манфред КОЛЬБЕ; Райнер ЛОРЕНЦ; Уве ФЕЛЬДМАНН; Йоханнес ВАН САНТЕН; Йохен ФОХЗЕН
Original assignee: Смс Меер Гмбх
Priority date: 2011-01-27
Filing date: 2011-12-16
Publication date: 2016-04-10
Also published as: EP2667984A1; DE102011009660A1; EP2667984B1; RU2013130972A; CN103328121A; WO2012100802A1; JP2014508042A; KR20130058064A; DE102011009660B4; CN107716606A

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: claimed device for forming of flat rolled stock (1) to tubes with cutout (2 comprises at least one internal forming tool (3) for at least stepwise forming of flat rolled stock (1) in radial direction of cross-sections of shell rings to be made or pipe semis, as well as at least one external forming tool (4) for forming of flat rolled stock (1) from outside. At least one light source (7) and at least one receiver (8) are connected with at least one inner internal tool (3) for measurement of at least the internal outline of tube with cutout or semi-finished pipe. Claimed process consists in that the local outline or shape of formed flat rolled stock (1) is registered during the forming process.

EFFECT: higher precision of shape and sizes.

19 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к устройству, а также к способу для формования плоского проката в трубы с прорезью или трубные заготовки, включающему, по меньшей мере, один внутренний формовочный инструмент для, по меньшей мере, поэтапного формования плоского проката в радиальном направлении образуемого поперечного сечения трубы с прорезью или трубной заготовки, а также, по меньшей мере, один наружный формовочный инструмент для формования плоского проката снаружи.The invention relates to a device, as well as to a method for forming flat products into grooved pipes or pipe blanks, comprising at least one internal forming tool for at least phased forming flat products in the radial direction of a cross section of a pipe with a slot or tubular billet, as well as at least one external molding tool for forming flat products from the outside.

Производство, в частности, толстостенных труб, к примеру для трубопроводов, или аналогичных применений, происходит, как правило, посредством поэтапного формования плоского проката в так называемую трубу с прорезью. В первом случае листовые металлы наматывают спиралеобразно так, что их боковые кромки примыкают друг к другу, и за счет нанесения спиралеобразного сварного шва изготавливают трубу с круглым поперечным сечением. В альтернативном процессе производства поэтапное формование плоского проката происходит по всей его длине до получения в конечном итоге изделия в форме трубы с, по существу, круглым поперечным сечением, которое после нанесения продольного сварного шва становится из трубы с прорезью или трубной заготовки трубой.The production, in particular, of thick-walled pipes, for example for pipelines, or similar applications, occurs, as a rule, through the stepwise formation of flat products into the so-called slotted pipe. In the first case, the sheet metals are wound in a spiral fashion so that their side edges are adjacent to each other, and by applying a spiral weld, a pipe with a circular cross section is made. In an alternative manufacturing process, the stepwise forming of flat products takes place along its entire length until the end product is obtained in the form of a pipe with a substantially circular cross-section, which, after applying a longitudinal weld, becomes a slotted pipe or pipe billet.

Формование плоского проката происходит, как правило, также в два этапа, причем первое формование приводит к получению заготовки с контуром, который соответствует последовательности многоугольников. На втором этапе с помощью растяжителя достигают почти круглый контур поперечного сечения.Forming of flat products, as a rule, also takes place in two stages, the first molding resulting in a blank with a contour that corresponds to a sequence of polygons. In the second stage, an almost round contour of the cross section is reached with a stretcher.

Посредством гибочного пуансона и, как правило, двух контропор, или нижних половин штампа, к примеру в форме нижних балок, плоский прокат на вышеназванном первом этапе формования формуется локально, и за счет последовательного выполнения нескольких таких формовочных операций достигается, в конце концов, желаемая форма детали.By means of a bending punch and, as a rule, two counter supports, or the lower halves of the die, for example in the form of lower beams, flat products at the above-mentioned first molding step are molded locally, and due to the sequential execution of several such molding operations, the desired shape is finally achieved the details.

Для специалиста в данной области техники, как правило, речь идет о двумерном "контуре" поперечных сечений трубы и трехмерной "форме" всей трубы, трубы с прорезью или трубной заготовки. Это формование происходит, при этом, часто на основе опытных данных, полученных обслуживающим персоналом, причем позиционирование плоского проката при формовании, а также регулировка соответствующей степени воздействия при формовании предполагают большой опыт в каждой отдельной части. Этот процесс является тем более сложным, если трубы с прорезью должны быть отформованы из сортовой стали с различными прочностными характеристиками и, соответственно, разным поведением при формовании. Поэтому промышленное производство таких труб с прорезью, по причине многих мешающих параметров, как например, колебания толщин листа и свойств в партии, а упругое восстановление после формования, представляет собой чрезвычайно комплексный процесс.For a specialist in this field of technology, as a rule, we are talking about a two-dimensional "contour" of the cross sections of the pipe and three-dimensional "shape" of the entire pipe, pipe with a slot or pipe billet. This molding occurs, however, often on the basis of experimental data obtained by the maintenance personnel, and the positioning of flat products during molding, as well as adjusting the appropriate degree of impact during molding, require great experience in each individual part. This process is all the more complicated if the pipes with a slot must be molded from high-grade steel with different strength characteristics and, accordingly, different molding behavior. Therefore, the industrial production of such pipes with a slot, due to many interfering parameters, such as fluctuations in sheet thicknesses and properties in the batch, and elastic recovery after molding, is an extremely complex process.

Устройство для производства труб из таких листов стали описано, например, в DE 102 32 098 B4 "Устройство для производства труб из листов стали".A device for the production of pipes from such steel sheets is described, for example, in DE 102 32 098 B4 "Device for the production of pipes from steel sheets".

Поэтому в кругу специалистов существует задача, по мере возможности, автоматизировать такие комплексные процессы формования и одновременно производить поперечные сечения труб с, по возможности, малым отклонением от желаемого контура, преимущественно круглого поперечного сечения, а также, наконец, от желаемой формы по всей длине, чтобы, с одной стороны, удовлетворять всем рыночным требованиям, предъявляемым к качеству и, с другой стороны, не усложнять последующий сварочный процесс.Therefore, among specialists there is a task, as far as possible, to automate such complex molding processes and at the same time produce cross sections of pipes with, if possible, a small deviation from the desired contour, mainly a circular cross section, and, finally, from the desired shape along the entire length, in order to, on the one hand, satisfy all market requirements for quality and, on the other hand, not complicate the subsequent welding process.

Исходя из этого, задачей изобретения являлось создание устройства, а также способа формования плоского проката в трубы с прорезью или трубные заготовки, которые обеспечивают постоянный контроль, а также автоматизацию процесса формования, по существу, независимо от толщины и свойств материала подлежащего формованию плоского проката. Эта задача решается в соответствии с изобретением с помощью устройства с признаками п. 1 формулы изобретения, а также с помощью способа с признаками п. 14 формулы изобретения. Предпочтительные варианты выполнения изобретения раскрываются соответственно в зависимых пунктах формулы изобретения.Based on this, the object of the invention was to provide a device, as well as a method for forming flat products into slots or pipe blanks, which provide constant monitoring and automation of the molding process, essentially regardless of the thickness and material properties of the flat products to be formed. This problem is solved in accordance with the invention using a device with the characteristics of claim 1 of the claims, as well as using the method with the characteristics of claim 14 of the claims. Preferred embodiments of the invention are disclosed in the dependent claims, respectively.

Согласно изобретению, по меньшей мере, один источник света, к примеру суперлюминесцентный диод или источник белого света, и, по меньшей мере, один приемник соединены, по меньшей мере, с одним преобразователем и служат для измерения внутреннего контура трубы с прорезью или трубной заготовки. Согласно изобретению используется каждый оптический измерительный прибор, включающий в себя источник света и приемник. Тем не менее, предпочтительно, если измерительный прибор включает в себя лазерный источник и лазерный детектор.According to the invention, at least one light source, for example a superluminescent diode or a white light source, and at least one receiver are connected to at least one transducer and are used to measure the internal contour of a slit pipe or tube billet. According to the invention, each optical measuring device is used, including a light source and a receiver. However, it is preferable if the measuring device includes a laser source and a laser detector.

Таким образом, создается устройство, которое с помощью средств, работающих с высокой точностью, позволяет осуществлять высокоточный контроль на соответствующих этапах формования вплоть до конечного контроля контура всего поперечного сечения, преимущественно формы, трубы с прорезью или трубной заготовки. Кроме того, измерение происходит быстро и может быть интегрировано с экономией монтажного пространства в обычно применяемые трубоформовочные прессы вышеназванного вида, не мешая при этом собственно процессу формования. В зависимости от результатов измерения, каждый локальный, поэтапный процесс формования или весь процесс формования могут, наконец, преимущественно в онлайн режиме и полностью автоматизировано непрерывно контролироваться, а при необходимости может осуществляться дополнительная юстировка.Thus, a device is created which, with the help of tools operating with high accuracy, allows for high-precision control at the appropriate stages of molding, up to the final control of the contour of the entire cross section, mainly the shape, pipe with a slot or pipe billet. In addition, the measurement is quick and can be integrated with savings in installation space into commonly used tube forming presses of the aforementioned type, without interfering with the actual molding process. Depending on the measurement results, each local, step-by-step molding process or the entire molding process can, finally, predominantly online and fully automatically continuously monitored, and if necessary, additional adjustment can be carried out.

Такая предпочтительная автоматизация процесса формования в целом, при которой происходит постоянное отслеживание результатов отдельных этапов формования, обеспечивает эффективное применение способа и намного более контролируемое формование исходных материалов в отформованные стальные структуры с определенными контурами или формами, по сравнению с практикуемым до сих пор формованием на основе опытных данных, получаемых оператором установки. Наконец, отклонения могут быть компенсированы гораздо быстрее и точнее, и отформованные стальные структуры могут производиться существенно надежнее и точнее. Наконец, это приводит к меньшему браку во время производства и, следовательно, также к экономии на издержках, не в последнюю очередь также за счет меньшей потребности в обслуживающем персонале.Such a preferred automation of the molding process as a whole, in which there is constant monitoring of the results of individual molding steps, provides an effective application of the method and a much more controlled molding of raw materials into molded steel structures with certain contours or shapes, compared with the previously practiced molding based on experienced data received by the installation operator. Finally, deviations can be compensated much faster and more accurately, and molded steel structures can be produced much more reliably and more accurately. Finally, this leads to less rejection during production and, consequently, also to cost savings, not least also due to the lower need for maintenance personnel.

Так как управление и регулирование происходят регулярно на основе результатов отдельных этапов формования или всего процесса формования, мешающие параметры, такие как колебания материала или неточности при предварительном моделировании процесса, могут быть, к тому же, сразу компенсированы.Since control and regulation take place regularly on the basis of the results of individual molding steps or the entire molding process, interfering parameters, such as material vibrations or inaccuracies in the preliminary modeling of the process, can also be compensated immediately.

Источник света проецирует для этого световые структуры, в частности точки, линии или узоры на внутреннюю поверхность, по меньшей мере, частично формованного плоского проката. Эта световая структура может изменяться, особенно предпочтительно по месту и/или по времени. Детектирование и обработка рассеянной световой структуры производятся с помощью приемника и преимущественно с помощью соответствующего блока управления, вследствие чего возможно определение (двумерного) контура и весьма предпочтительно также (трехмерной) формы трубы с прорезью или трубной заготовки.For this, a light source projects light structures, in particular points, lines or patterns onto the inner surface of at least partially molded flat products. This light structure can vary, particularly preferably in place and / or in time. Detection and processing of the scattered light structure is carried out using a receiver and mainly using an appropriate control unit, as a result of which it is possible to determine the (two-dimensional) contour and very preferably also the (three-dimensional) shape of a pipe with a slot or a tube billet.

Особенно предпочтительно, если внутренний формовочный инструмент является частью формовочного пуансона трубоформовочного пресса. Во время этого процесса формования, отдельные этапы которого представлены по существу на фиг. 1, формовочный пуансон, в частности соединенный с пуансоном инструмент, прерывисто опускается на плоский прокат, который лежит, как правило, на двух контропорах. Формование происходит в этом случае в зависимости от расстояния между контропорами от контура самого формовочного пуансона, а также его хода. Формование происходит поэтапно до достижения желаемого контура поперечного сечения или формы трубы с прорезью или трубной заготовки.It is particularly preferred if the inner forming tool is part of the molding punch of the tube forming press. During this molding process, the individual steps of which are presented essentially in FIG. 1, the molding punch, in particular the tool connected to the punch, is intermittently lowered onto a flat roll, which usually lies on two counter supports. In this case, molding takes place depending on the distance between the counter supports from the contour of the molding punch itself, as well as its progress. Molding occurs in stages until the desired cross-sectional contour or shape of the slit pipe or pipe billet is achieved.

Преимущественно могут изменяться также расстояние между контропорами или относительные позиции формовочного пуансона и контропор относительно друг друга, а также их изгиб по длине трубы с прорезью или трубы, чтобы целенаправленно влиять, таким образом, на результат формования.Advantageously, the distance between the counter supports or the relative positions of the molding punch and the counter supports relative to each other, as well as their bending along the length of the slit pipe or pipe, can be varied in order to purposefully influence the molding result.

Как раз во время этого процесса формования, который состоит из множества последовательно выполняемых операций формования, особенно предпочтительно использовать соответствующее изобретению устройство и соответствующий изобретению способ, так как локальные формовки, в частности скругления, могут определяться особенно просто, прежде всего, после окончания процесса формования и отвода формовочного пуансона от формованного плоского проката.Just during this molding process, which consists of many sequential molding operations, it is especially preferable to use the device according to the invention and the method according to the invention, since local moldings, in particular roundings, can be determined especially simply, especially after the molding process is completed and removal of the molding punch from the molded flat products.

Кроме того, предпочтительно, если, по меньшей мере, один источник света и, по крайней мере, один оптический приемник интегрированы в одну общую сенсорную систему. Таким образом, осуществляется или особенно предпочтительно поддерживается, модульная конструкция всей измерительной аппаратуры и осуществляется экономичное использование монтажного пространства. В результате создается устройство, в котором лазерная сенсорная система может так компактно помещаться на формовочном инструменте, что не препятствует процессу формования.In addition, it is preferable if at least one light source and at least one optical receiver are integrated into one common sensor system. In this way, the modular design of the entire measuring apparatus is realized, or particularly preferably supported, and the installation space is economically used. As a result, a device is created in which the laser sensor system can be so compactly placed on the molding tool that it does not interfere with the molding process.

В особенно предпочтительном варианте осуществления соответствующего изобретению устройства предусмотрено, что соответственно один источник света и соответственно один приемник, преимущественно по одному на каждую интегрированную сенсорною систему, установлены с каждой стороны формовочного пуансона. Кроме того, предпочтительно в этой связи, если источник света, преимущественно вместе с приемником, установлен с возможностью поворота на внутреннем формовочном инструменте. Таким образом, благодаря устройству возможно, чтобы один единственный источник света смог обеспечить желаемые измерительные результаты соответственно, по меньшей мере, для половины поперечного сечения трубы с прорезью или трубной заготовки.In a particularly preferred embodiment of the device according to the invention, it is provided that, respectively, one light source and, accordingly, one receiver, preferably one for each integrated sensor system, are installed on each side of the molding punch. In addition, it is preferable in this regard, if the light source, mainly together with the receiver, is mounted with the possibility of rotation on the inner molding tool. Thus, thanks to the device, it is possible for one single light source to be able to provide the desired measurement results, respectively, for at least half of the cross section of the slit pipe or pipe billet.

Особенно предпочтительно устройство, в котором формовочный инструмент, расположенный на пуансоне, имеет одну или несколько щелей или отверстий, сквозь которые, также и в области локальной формовки, луч света может падать собственно на внутреннюю поверхность детали. Таким образом, обеспечивается возможность точного определения контура и/или формы детали, при необходимости также собственно во время процесса формования.Particularly preferred is a device in which the forming tool located on the punch has one or more slots or holes through which, also in the area of local molding, a beam of light can actually fall on the inner surface of the part. Thus, it is possible to accurately determine the contour and / or shape of the part, if necessary also during the molding process itself.

Таким образом, создается устройство, которое особенно простыми средствами и без необходимости модификации конструктивной формы внутреннего формовочного инструмента, в частности формовочного пуансона, обеспечивает возможность измерения всего поперечного сечения подлежащего изготовлению продукта.In this way, a device is created which, with especially simple means and without the need to modify the structural form of the inner molding tool, in particular the molding punch, makes it possible to measure the entire cross section of the product to be manufactured.

Предпочтительно, если более чем два источника света и приемника, преимущественно сенсорная система вышеописанного вида, расположены преимущественно эквидистантно распределенными по длине трубы с прорезью или трубной заготовки. Таким образом, надежно обеспечивается, чтобы торцевые поверхности оставались округлыми, а также требования к качеству трубы по ее длине. При производстве трубы с прорезью длиной 18 м применяют, как правило, примерно 15 формовочных инструментов, расположенных на общем формовочном пуансоне. Посредством распределенных по этой длине, преимущественно эквидистантно друг от друга, трех измерительных приборов может определяться с достаточной точностью контур или форма формованного плоского проката по всей длине трубы с прорезью. В то время как в области торцевых поверхностей трубы необходима возможно более точная округлость, чтобы обеспечивать сварку двух труб друг с другом без предварительных подгонок контура, то по длине трубы допустимы только небольшие отклонения в пределах нормы от этой заданной формы, так называемая овальность.Preferably, if more than two light sources and a receiver, mainly a sensor system of the kind described above, are located predominantly equidistantly distributed along the length of the pipe with a slot or pipe billet. Thus, it is reliably ensured that the end surfaces remain rounded, as well as the requirements for the quality of the pipe along its length. In the manufacture of pipes with a slit length of 18 m, approximately 15 molding tools are generally used, located on a common molding punch. Three measuring instruments distributed along this length, mainly equidistant from each other, can determine with sufficient accuracy the contour or shape of the molded flat products along the entire length of the pipe with a slot. While in the area of the pipe end surfaces, the most accurate roundness is necessary to ensure welding of two pipes with each other without preliminary fitting of the contour, only small deviations within the normal range from this predetermined shape, the so-called ovality, are allowed along the pipe length.

Предпочтительно, если источник света, преимущественно вместе с приемником, установлен на внутреннем формовочном инструменте с возможностью регулировки по высоте. Это, в частности во время трубоформовочного прессования с помощью формовочного пуансона, особенно предпочтительно повышает гибкость устройства при формовании плоского проката в трубы с прорезью с разным поперечным сечением трубы. При этом регулировка по высоте источника света и приемника происходит в идеале таким образом, что источник света расположен по существу вблизи центра конечного поперечного сечения трубы, вследствие чего облегчается измерение, в частности, готового поперечного сечения трубы после заключительного хода формовочного пуансона.Preferably, if the light source, mainly together with the receiver, is mounted on an internal molding tool with height adjustment. This, in particular during tube forming using a molding punch, particularly preferably increases the flexibility of the device when forming flat products into pipes with a slot with different pipe cross-sections. In this case, the height adjustment of the light source and the receiver occurs ideally in such a way that the light source is located essentially near the center of the final cross section of the pipe, which makes it easier to measure, in particular, the finished cross section of the pipe after the final stroke of the molding punch.

В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения приемник для процесса формования соединен с блоком управления. Этот блок управления особо предпочтительно проводит сравнение истинного значения с заданным значением для отдельных измерений и, базируясь на этом сравнении истинного значения и с заданным значением, задает значения коррекции, по меньшей мере, для внутреннего формовочного инструмента, при необходимости также для одного или несколько внешних инструментов. Блок управления может при этом получать заданные значения из предусмотренного для этого запоминающего устройства, корректирующие значения для управления внутренним формовочным инструментом выдаются снова, как результат модели для формовочного процесса, исправленной на основе измеренных истинных значений.In another preferred embodiment, the receiver for the molding process is connected to a control unit. This control unit particularly preferably compares the true value with the setpoint for individual measurements and, based on this comparison of the true value and the setpoint, sets correction values for at least the internal forming tool, and if necessary also for one or more external tools . The control unit can then receive setpoints from the memory provided for this device, correction values for controlling the internal molding tool are output again as a model result for the molding process, corrected based on the measured true values.

Таким образом, в конечном итоге посредством управления и регулирования с помощью блока управления обеспечивается, как это уже было упомянуто выше, особенно предпочтительное, полностью автоматизированное формование плоского проката с образованием трубы с прорезью или трубной заготовки.Thus, ultimately, through control and regulation by means of the control unit, it is ensured, as already mentioned above, a particularly preferred, fully automated molding of flat products to form a slit pipe or pipe billet.

Согласно способу изобретение характеризуется тем, что источник света и приемник соединены с внутренним формовочным инструментом и произведенное до этих пор формование, преимущественно локальный изгиб, которому подвергся плоский прокат под воздействием внутреннего формовочного инструмента, определяется, по меньшей мере, во время процесса формования. При этом может быть предпочтительно, если определение контура или формы плоского проката выходит за рамки собственно процесса формования, чтобы таким образом обеспечить возможность также определять упругие восстановления ранее отформованного материала. Предпочтительно, в частности, если световое измерение продолжается вплоть до одной секунды и после окончания процесса формования, то есть после окончания контакта внутреннего формовочного инструмента с плоским прокатом. Особенно предпочтительна продолжительность светового измерения, которая на величину, составляющую между 0,5 и 1 секундой, дольше, чем фактический формовочный процесс.According to the method, the invention is characterized in that the light source and the receiver are connected to the internal molding tool and the molding performed so far, mainly the local bend to which the flat rolled has undergone the influence of the internal molding tool, is determined at least during the molding process. In this case, it may be preferable if the definition of the contour or shape of the flat products is beyond the scope of the molding process itself, so as to enable it to also determine the elastic recovery of the previously formed material. Preferably, in particular, if the light measurement lasts up to one second and after the end of the molding process, that is, after the end of the contact of the inner forming tool with flat products. Particularly preferred is the duration of the light measurement, which is an amount between 0.5 and 1 second longer than the actual molding process.

В другом предпочтительном варианте осуществления соответствующего изобретению способа происходит определение выполненного формованием контура или формы плоского проката посредством триангуляционного метода. При этом известным специалисту способом луч света направляется на деталь. Рассеянный деталью луч света отображается объективом на смещенном приемнике, например строке ПЗС. В зависимости от положения световой точки, отображенной на приемнике, определяется расстояние от внутренней поверхности детали до приемника. Таким образом, создается особенно простой и понятный метод для определения истинного значения хода формования. Из множества соседних друг с другом измеренных точек в этом случае могут быть таким же образом выведены контур или форма формованного плоского проката.In another preferred embodiment of the method according to the invention, the contour or shape of the rolled product is formed by means of a triangulation method. In this case, in a manner known to the person skilled in the art, a beam of light is directed onto the part. The beam of light scattered by the part is displayed by the lens on a biased receiver, for example, a CCD line. Depending on the position of the light point displayed on the receiver, the distance from the inner surface of the part to the receiver is determined. Thus, a particularly simple and understandable method is created for determining the true value of the molding process. From the plurality of measured points adjacent to each other, in this case, the contour or shape of the molded flat product can be deduced in the same way.

Соответствующий изобретению способ использует описанное выше соответствующее изобретению устройство, особенно предпочтительно сенсорную систему, которая так поворачивается во время процесса измерения, что лазер может зарегистрировать деформацию на каждом отдельном шаге формования вплоть до контура или формы поперечного сечения всей трубы с прорезью или трубной заготовки. Особенно предпочтительно этого достигают тогда, когда, соответственно, по одному источнику света и приемнику установлены с каждой стороны внутреннего формовочного инструмента, преимущественно формовочного пуансона, таким образом, что они установлены с возможностью поворота так, что посредством сенсорной системы, соответственно, может регистрироваться, по меньшей мере, половина сечения трубы или трубной заготовки.The method of the invention uses the device of the invention described above, particularly preferably a sensor system that rotates so much during the measurement process that the laser can detect deformation at each individual molding step, up to the contour or cross-sectional shape of the entire pipe with a slot or tube billet. This is particularly preferably achieved when, respectively, one light source and a receiver are installed on each side of the inner molding tool, preferably the molding punch, so that they are mounted so that they can be registered by means of a sensor system, respectively at least half the cross section of the pipe or pipe billet.

Особенно предпочтителен вариант осуществления устройства и способа, при котором обеспечивается постоянный поворот сенсорной системы вокруг собственной оси вращения, то есть более чем на 360°. При этом привод для сенсорной системы может быть выполнен особенно просто.An embodiment of the device and method is particularly preferred, in which the sensor system is constantly rotated around its own axis of rotation, that is, more than 360 °. In this case, the drive for the sensor system can be made especially simple.

Изобретение поясняется ниже при помощи нескольких чертежей. В то время как на фиг. 1 показан общий уровень техники, на фиг. 2-5 отображены предпочтительные варианты осуществления изобретения, которые однако не ограничивают область охраны изобретения, как она определена в приложенных пунктах формулы изобретения.The invention is explained below with a few drawings. While in FIG. 1 shows the general state of the art; FIG. 2-5, preferred embodiments of the invention are shown, which however do not limit the scope of the invention as defined in the appended claims.

На чертежах показано:The drawings show:

Фиг. 1 - отдельные рабочие этапы процесса формования для изготовления трубы с прорезью из плоского проката,FIG. 1 - the individual working steps of the molding process for the manufacture of pipes with a slot from flat products,

Фиг. 2 - схематическое изображение устройства согласно изобретению,FIG. 2 is a schematic illustration of a device according to the invention,

Фиг. 3 - вид сверху на световую сенсорную систему, предназначенную для монтажа в устройстве согласно изобретению,FIG. 3 is a plan view of a light sensor system for mounting in a device according to the invention,

Фиг. 4 - схематическое изображение используемого согласно изобретению способа триангуляции, иFIG. 4 is a schematic illustration of a triangulation method used according to the invention, and

Фиг. 5 - блок-схема способа согласно изобретению.FIG. 5 is a flowchart of a method according to the invention.

На Фиг. 1 показано за 8 рабочих этапов a)-h) формование плоского проката 1 в трубу с прорезью или трубную заготовку 2 с по существу круглым поперечным сечением. На этапе a) представлен плоский прокат 1 с уже предварительно формованными областями 1a, 1b кромок. Формование областей 1a, 1b, кромок, как правило, выполняется предварительно, вне трубоформовочных прессов. Как показано на этапе b), процесс формования в трубном прессе начинается с заправки плоского проката 1 между двумя контропорами 4a, 4b и формовочным пуансоном 3. Формовочный пуансон 3 может опять-таки прерывисто перемещаться, по существу, вертикально, по направлению к плоскому прокату 1 между обоими контропорами 4a, 4b. Во взаимодействии контропор 4a, 4b, а также собственно формовочного инструмента 3a формовочного пуансона 3 происходит выполнение локальной формовки плоского проката 1. В то время как в рабочих этапах a)-d) происходит формование первой стороны плоского проката с образованием поперечного сечения трубы с прорезью, то на этапах e)-h) представлено поэтапное формование правой стороны плоского проката 1 с образованием трубы 2 с прорезью. Оба процесса формования происходят, как правило, как последовательное выполнение множества локальных этапов формования, начиная от боковых кромок 1a, 1b вовнутрь.In FIG. 1 shows in 8 steps a) to h) the formation of flat products 1 into a slotted pipe or pipe billet 2 with a substantially circular cross section. At step a), flat products 1 are presented with already preformed edge regions 1a, 1b. The forming of regions 1a, 1b, edges, as a rule, is carried out previously, outside the tube forming presses. As shown in step b), the molding process in the tube press begins with the filling of flat products 1 between the two counters 4a, 4b and the molding punch 3. The molding mold 3 can again intermittently move essentially vertically towards the flat products 1 between both counter supports 4a, 4b. In the interaction of the counter supports 4a, 4b, as well as the molding tool 3a of the molding punch 3, local molding of flat products 1 is carried out. While in steps a) -d), the first side of the flat products is molded to form a pipe cross section with a slot, then in steps e) to h), the stepwise molding of the right side of the flat products 1 is presented to form a pipe 2 with a slot. Both molding processes occur, as a rule, as a sequential execution of many local molding steps, starting from the side edges 1a, 1b inward.

На Фиг. 2 показано соответствующее изобретению устройство для формования плоского проката 1 в трубу 2 с прорезью в виде обыкновенного трубоформовочного пресса с контропорами 4a, 4b и формовочным пуансоном 3, на торце которого установлен собственно формовочный инструмент 3a. На Фиг. 2 показан последний этап формования. На стержне формовочного пуансона 3 установлены слева и справа соответственно лазерные сенсорные системы 5a, 5b, с помощью которых осуществляется измерение всего контура поперечного сечения трубы 2. В то время как лазерная сенсорная система 5a, 5b установлена на формовочном пуансоне 3 с возможностью регулировки по высоте вдоль стрелки A, вращательное движение, представленное стрелкой B, относится не к общему корпусу лазерной сенсорной системы 5a, 5b, а скорее лишь к отдельным составным частям лазерной сенсорной системы 5a, 5b, в частности к лазерному источнику (не показан) и лазерному приемнику (не показан). Посредством вращательного движения и, при необходимости, сопровождаемого перемещением по высоте, можно достичь подсветки общего сформованного поперечного сечения трубы 2 с прорезью с помощью лазерных лучей 6, эмитированных лазерным источником.In FIG. 2 shows a device according to the invention for forming flat products 1 into a pipe 2 with a slot in the form of an ordinary tube forming press with counter supports 4a, 4b and a molding punch 3, on the end of which a molding tool 3a is mounted. In FIG. 2 shows the last molding step. On the rod of the molding punch 3, laser sensor systems 5a, 5b are installed on the left and right, by means of which the entire contour of the cross section of the pipe 2 is measured. While the laser sensor system 5a, 5b is mounted on the molding punch 3 with height adjustment along arrows A, the rotational movement represented by arrow B does not refer to the overall housing of the laser sensor system 5a, 5b, but rather to the individual components of the laser sensor system 5a, 5b, in particular to the laser a source (not shown) and a laser receiver (not shown). By means of a rotational movement and, if necessary, accompanied by a movement in height, it is possible to achieve illumination of the general formed cross-section of the pipe 2 with a slot using laser beams 6 emitted by a laser source.

На Фиг. 3 показан вид сверху на соответствующую изобретению лазерную сенсорную систему 5 для установки на формовочный пуансон (не показан). Лазерная сенсорная система 5 включает в себя в качестве основных компонентов приводной двигатель 9, угломер 10, лазерный источник 7, а также лазерный приемник 8, причем лазерный источник 7 вместе с лазерным приемником 8 образуют соответствующий изобретению триангуляционный датчик. Все эти составные части 7-10 лазерной сенсорной системы 5 интегрированы в корпус и могут надежно устанавливаться посредством устройства 11 сопряжения на формовочный пуансон (не показан). Кроме того, лазерная сенсорная система 5 дистанцирована устройством 11 сопряжения от формовочного пуансона (не показан) таким образом, что лазерные лучи, эмитированные лазерным источником 7, могут подсвечивать, преимущественно непрерывно, весь ранее сформованный объем поперечного сечения трубы с прорезью (не показана).In FIG. 3 shows a top view of a laser sensor system 5 according to the invention for mounting on a molding punch (not shown). The laser sensor system 5 includes, as main components, a drive motor 9, a protractor 10, a laser source 7, and a laser receiver 8, the laser source 7 and the laser receiver 8 forming a triangulation sensor according to the invention. All of these components 7-10 of the laser sensor system 5 are integrated into the housing and can be reliably mounted by means of the interface device 11 on the molding punch (not shown). In addition, the laser sensor system 5 is distanceed by the interface device 11 from the molding punch (not shown) so that the laser beams emitted by the laser source 7 can illuminate, preferably continuously, the entire previously formed volume of the cross section of the pipe with a slot (not shown).

На фиг. 4 схематически кратко представлен принцип измерения методом триангуляции. Лазерный луч 6, эмитированный лазерным источником 7, падает либо на схематически показанную позицию 1 или до позиции 2 на внутренней поверхности подлежащего формовке или уже локально отформованного плоского проката 1. Рассеянные внутренней поверхностью лазерные лучи попадают от объектива 12 на приемник 8, в зависимости от позиции внутренней поверхности плоского проката 1 относительно лазерного источника 7 в разных точках P1', P2' детектора лазерного приемника 8. Позиции P1',P2' на детекторе лазерного приемника 8 позволяют таким образом сделать непосредственный вывод о позиции внутренней поверхности плоского проката P1, P2 относительно лазерного источника 7.In FIG. 4 schematically briefly presents the principle of measurement by the method of triangulation. The laser beam 6 emitted by the laser source 7, falls either on the schematically shown position 1 or to position 2 on the inner surface of the rolled or already locally molded flat 1. The laser beams scattered by the inner surface from the lens 12 to the receiver 8, depending on the position the inner surface of the flat products 1 relative to the laser source 7 at different points P1 ', P2' of the detector of the laser receiver 8. The positions P1 ', P2' on the detector of the laser receiver 8 thus make it possible to direct conclusion about the position of the inner surface of flat products P1, P2 relative to the laser source 7.

На фиг. 5, наконец, представлена блок-схема для осуществления соответствующего изобретению способа. Исходя из принципа изготовления определенного типа трубы, содержащего данные о инструменте и данные о детали, изготовление осуществляется как последовательность отдельных этапов. В заключение или в онлайн режиме производится обмер детали, или, по меньшей мере, отдельных ее формообразований посредством соответствующей изобретению системы. На основании этого определяют возможные параметры коррекции модели для последующего этапа или этапов. Вслед за тем определяют, был ли осуществлен этот последний этап, а именно определение параметров коррекции. Если да, то готовая и соответствующая размерам труба с прорезью выпускается. Если нет, происходит возврат к процессу изготовления для дальнейшего выполнения процесса формования.In FIG. 5 finally presents a flowchart for implementing the method of the invention. Based on the principle of manufacturing a certain type of pipe containing data on the tool and data on the part, manufacturing is carried out as a sequence of separate steps. In conclusion, or in the online mode, the part, or at least its individual formations, is measured by means of the system corresponding to the invention. Based on this, possible model correction parameters for the next step or steps are determined. Subsequently, it is determined whether this last step has been carried out, namely the determination of correction parameters. If yes, then a finished and corresponding pipe with a slot is produced. If not, there is a return to the manufacturing process to further perform the molding process.

Claims

1. Device for forming flat products (1) into pipes with a slot, containing at least one internal molding tool (3) for at least stepwise forming flat products (1) in the radial direction of the formed cross-sections of pipes with a slot and at least one external molding tool (4) for forming flat products (1) from the outside, characterized in that it is equipped with a device for registering the inner contour of the cross section of the pipe with a slot or the whole pipe with a slot made in the form of enshey least one light source (7) and at least one receiver (8) of the light beam, connected to the at least one internal forming tool (3).

2. The device according to p. 1, characterized in that the light source (7) and the receiver (8) of the light beam are made with the possibility of registering the internal shape of the pipe with a slot.

3. The device according to claim 1, characterized in that the internal molding tool (3) is made in the form of a molding punch of a pipe forming press.

4. The device according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that the light source (7) is made in the form of a laser source.

5. The device according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that at least one light source (7) and at least one receiver (8) of the light beam are integrated into a common sensor system (5).

6. The device according to claim 3, characterized in that, respectively, one light source (7) and, accordingly, one receiver (8) of the light beam, mainly in the form of a sensor system (5), are installed on each side of the molding punch (3).

7. The device according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that the light source (7), mainly together with the receiver (8) of the light beam, is mounted with the possibility of rotation on the internal molding tool (3).

8. The device according to claim 7, characterized in that the range of angles of rotation of the light source (7) makes it possible to illuminate at least half of the cross section of the pipe with light (6).

9. The device according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that the light source is configured to project a light structure, mainly a point or line, particularly preferably a pattern, on the inner surface of the pipe with a slot.

10. The device according to p. 9, characterized in that it is made with the possibility of changing projected onto the inner surface of the pipe light structure at the place and / or time of molding.

11. The device according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that the light source (7) is installed mainly together with the receiver (8) of the light beam with the possibility of height adjustment on the inner molding tool (3).

12. The device according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that the light beam receiver (8) is connected to a control unit for controlling the molding process by comparing the true value and the set value for individual recording results and issuing correction values for at least the internal molding tool (3) based on said comparison of a true value with a given value.

13. The device according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that it has molding tools (3A) in an amount of up to 20, mainly from 12 to 16, and at least two, mainly three, light sources (7) and a receiver (8) of a light beam, predominantly equidistantly distributed along the length of the pipe with a slot.

14. A method of forming flat products (1) into pipes with a slot, comprising applying at least one internal molding tool (3) for forming flat products (1) in the radial direction of the transverse section of the pipe with a slot and at least one external molding tool (4) for forming flat products (1) from the outside, characterized in that, at least in the molding process, a local contour of the cross section or the contour of the entire moldable pipe with a slot is recorded by at least -stand the light source (7) and at least one receiver (8) of the light beam, connected to the inner molding tool (3).

15. The method according to p. 14, characterized in that the molding takes place in stages.

16. The method according to p. 14, characterized in that the said registration is performed by laser radiation, the duration of which exceeds the duration of the actual molding process, mainly up to 1 second, particularly preferably between 0.5 and 1 second.

17. The method according to any one of paragraphs. 14-16, characterized in that the bending of flat products (1) is determined using the method of laser triangulation.

18. The method according to any one of paragraphs. 14-16, characterized in that the light source (7), mainly together with the receiver (8) of the light beam, is turned during registration so that the laser beam (6) illuminates at least half, mainly the entire cross section of the pipe with a slot.

19. The method according to any one of paragraphs. 14-16, characterized in that the registration results are transmitted to the control unit, and the control unit compares the true value with the set value for individual registration results and provides correction values for at least the internal molding tool (3), based on the comparison true value with a given value for control and regulation, mainly in the online mode, of the fully automated process of forming flat products (1) into a pipe with a slot.