TWI826152B - 具有矯直檢測的雙輥矯直系統 - Google Patents
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Abstract
一種具有矯直檢測的雙輥矯直系統包含矯直機、量測裝置及定位裝置。矯直機包含導引組件、凹輥輪及凸輥輪。導引組件具有導引軸。凹輥輪位於導引組件之一側並具有凹輥軸,凹輥軸與導引軸具有凹輥夾角。凸輥輪位於導引組件另一側並具有凸輥軸,凸輥軸與導引軸具有凸輥夾角。量測裝置鄰近設置於矯直機。量測裝置包含棒材轉動單元及盲區量測單元。棒材轉動單元用以產生旋轉運動。盲區量測單元用以在端部區量測偏擺值。定位裝置鄰近設置於量測裝置,用以移動至定位軸,定位軸及凹輥軸之長度定義出端部區。
Description
一種具有矯直檢測的雙輥矯直系統,尤指一種透過盲區量測單元在端部區量測偏擺值,並可依據偏擺值調整矯直機的具有矯直檢測的雙輥矯直系統。
矯直製程可以在連鑄製程、熱處理製程、冷軋/冷拔製程或削皮製程等因施加應力或溫度而產生形變的製程之後,對在前述製程中產生彎曲變形的原始棒材進行加工,提高棒材的直度,是生產高精度棒材的必要製程。若原始棒材的變形程度超過一定程度,原始棒材可能會無法達到需要的規格。因此,原始棒材皆需要透過矯直設備進行矯直,使矯直後的棒材可以符合規格。然而,矯直後的棒材仍需要檢測才能確認棒材是否符合規格。若矯直後的棒材仍不符合規格,需要操作員依經驗反覆地調整矯直設備及檢測,以逐步將棒材調整至需要的規格。如此重複多次調整矯直設備及檢測棒材,需要耗費大量的時間而造成製程延宕。
有鑑於此,在一些實施例中,一種具有矯直檢測的雙輥矯直系統包含矯直機、量測裝置及定位裝置。矯直機包含導引組件、凹輥輪及凸輥輪。導引組件具有導引軸。凹輥輪位於導引組件之一側並具有凹輥
軸,凹輥軸與矯直軸具有凹輥夾角。凸輥輪位於導引組件之另一側並具有凸輥軸,凸輥軸與矯直軸具有凸輥夾角。量測裝置鄰近設置於矯直機並包含棒材轉動單元及盲區量測單元。棒材轉動單元用以產生旋轉運動。盲區量測單元用以在端部區量測偏擺值。定位裝置鄰近設置於量測裝置,用以移動至定位軸。定位軸及凹輥軸之長度定義出端部區。
在一些實施例中,量測裝置更包含運算單元,用以在獲得偏擺值下:判斷偏擺值是否小於偏擺值閾值。依據偏擺值獲得調整角度。依據調整角度、凹輥夾角及凸輥夾角,獲得凹輥調整角度及凸輥調整角度。判斷凹輥調整角度及凸輥調整角度是否符合調整角度限制條件。
在一些實施例中,運算單元依據調整角度獲得一調整訊號。矯直機更包含控制單元,用以依據調整訊號調整凸輥夾角或凹輥夾角。
在一些實施例中,調整角度包含第一調整角度、第二調整角度或第三調整角度,偏擺值介於第一偏擺範圍時獲得第一調整角度,偏擺值介於第二偏擺範圍時獲得第二調整角度,偏擺值大於第二偏擺範圍時獲得第三調整角度。
在一些實施例中,調整角度限制條件包含第一限制條件,第一限制條件為:第一限制角度<凹輥調整角度+凸輥調整角度<第二限制角度。其中,第一限制角度為10度至20度,第二限制角度為42度至50度。
在一些實施例中,該定位軸及該凹輥軸之該長度定義出該端部區及棒身區。量測裝置更包含棒身量測單元,用以在棒身區量測直度值,其中,直度值小於直度閾值時,量測裝置致動盲區量測單元以獲得偏擺值。
在一些實施例中,一種具有矯直檢測的雙輥矯直系統包含矯直機、量測裝置及定位裝置。矯直機包含導引組件、凹輥輪及凸輥輪。導引組件具有導引軸。凹輥輪位於導引組件之一側並具有凹輥軸,凹輥軸與矯直軸具有凹輥夾角。凸輥輪位於導引組件之另一側並具有凸輥軸,凸輥軸與矯直軸具有凸輥夾角。量測裝置鄰近設置於矯直機並包含棒材轉動單元、移動組件及盲區量測單元。棒材轉動單元用以產生旋轉運動。移動組件用以產生直線運動。盲區量測單元連接於移動組件,用以在端部區量測盲區範圍及最大偏擺值。定位裝置鄰近設置於量測裝置,用以移動至定位軸。定位軸及凹輥軸之長度定義出端部區。
在一些實施例中,量測裝置更包含運算單元,用以在獲得該盲區範圍及該最大偏擺值下:判斷盲區範圍是否小於盲區預設範圍。依據最大偏擺值獲得調整角度。
在一些實施例中,定位軸及凹輥軸之長度定義出端部區及棒身區。量測裝置更包含棒身量測單元,用以在棒身區量測直度值,其中,直度值小於直度閾值時,量測裝置致動盲區量測單元以獲得盲區範圍及最大偏擺值。
綜上所述,在一些實施例中,當盲區量測單元在端部區測得偏擺值後,運算單元可依據偏擺值產生調整訊號,矯直機的控制單元可依
據調整訊號調整凹輥夾角或凸輥夾角,使棒材透過調整後的矯直機進行矯直後,可使棒材符合需要的規格。
以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點,其內容足以使任何熟習相關技藝者瞭解本發明之技術內容並據以實施,且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式,任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。
10:具有矯直檢測的雙輥矯直系統
101:矯直機
102:定位裝置
103:量測裝置
105:導引組件
106:導板
107:凹輥輪
108:導板
109:凸輥輪
111:棒材轉動單元
113:盲區量測單元
115:主動組件
117:從動組件
119:端部區
121:棒身區
123:入導引件
125:出導引件
127:傳輸組件
129:運算單元
131:控制單元
133:棒身量測單元
135:移動組件
20:棒材製造或加工設備
30:棒材
D1:直度量測範圍
D2:距離
DL2:長度
h:距離
L1:導引軸
L2:凹輥軸
L3:凸輥軸
L4:定位軸
L5:入導引軸
L6:出導引軸
P1:輥壓位置
P2:輥壓位置
P3:輥壓位置
P4:最大座標
P5:最小座標
P71:量測起座標
P72:量測迄座標
P73:直度量測座標
P8:理想直度量測點
S:矯直空間
S61,S63,S64,S65S67,S91,S93,S94,S95,S97:步驟
圖1為本發明在一些實施例中,具有矯直檢測的雙輥矯直系統的方塊圖。
圖2為本發明在一些實施例中,具有矯直檢測的雙輥矯直系統的方塊圖。
圖3為本發明在一些實施例中,凹輥輪與凸輥輪的俯視圖,顯示矯直軸、凹輥軸及出輥軸的位置。
圖3a為圖3在A-A位置之剖面圖,顯示在矯直過程中,棒材在矯直空間中運動。
圖3b為本發明在一些實施例中,凹輥軸與凸輥軸的側視圖,顯示凹輥輪與凸輥輪之間的輥壓位置。
圖4為本發明在一些實施例中,棒材轉動單元包含主動組件及從動組件,量測裝置量測棒材之偏擺值的示意圖。
圖4a為本發明在一些實施例中,棒材轉動單元包含多個主動組件,量測裝置量測棒材之偏擺值的示意圖。
圖5為本發明在一些實施例中,棒材在旋轉運動過程中,盲區量測單元對棒材進行量測的示意圖。
圖6為本發明在一些實施例中,運算單元依據偏擺值獲得調整訊號的流程圖。
圖7為本發明在一些實施例中,棒身量測單元量測直度值的示意圖。
圖8為本發明在一些實施例中,盲區量測單元連接移動組件的示意圖。
圖9為本發明在一些實施例中,運算單元依據盲區範圍及最大偏擺值獲得調整訊號的流程圖。
請參閱圖1至圖4。圖1為本發明在一些實施例中,具有矯直檢測的雙輥矯直系統的方塊圖。圖2為本發明在一些實施例中,具有矯直檢測的雙輥矯直系統的方塊圖。圖3為本發明在一些實施例中,凹輥輪與凸輥輪的俯視圖,顯示矯直軸、凹輥軸及出輥軸的位置。圖4為本發明在一些實施例中,棒材轉動單元包含主動組件及從動組件,量測裝置量測棒材之偏擺值的示意圖。如圖1至圖4所示,在一些實施例中,具有矯直檢測的雙輥矯直系統10包含一矯直機101、一定位裝置102及一量測裝置103。矯直機101包含一導引組件105、一凹輥輪107及一凸輥輪109。導引組件105具有一導引軸L1。凹輥輪107位於導引組件105之一側並具有一凹輥軸L2。凸輥輪109位於導引組件105之另一側並具有一凸輥軸L3。凹輥軸L2與導引軸L1具有一凹輥夾角,凸輥軸L3與導引軸L1具有一凸輥夾角。量測裝置103鄰近設置於矯直機101。量測裝置103包含一棒材轉動單元111及一盲區量測單元113。棒材轉動單元111用以產生一旋轉運動,以帶動一
棒材30旋轉。盲區量測單元113用以在一端部區119量測一偏擺值。定位裝置102鄰近設置於量測裝置103。定位裝置102用以移動至一定位軸L4,定位軸L4及凹輥軸L2之一長度DL2定義出端部區119及一棒身區121(容後說明)。
在一些實施例中,矯直機101可以鄰近設置於一棒材製造或加工設備20,當棒材製造或加工設備20製造或加工出棒材30(例如金屬材質之鑄造物)後,棒材30可直接或間接運送至矯直機101,使矯直機101可對棒材30進行一矯直作業。矯直作業進行過程中,棒材30會產生連續性的彎曲變形,使棒材30達到所需的規格。前述「棒材30可直接或間接運送至矯直機101」,可以是指矯直機101連接至棒材製造或加工設備20,並設置於棒材製造或加工設備20的一輸送路徑上,當棒材製造或加工設備20製造或加工出棒材30後,可直接將棒材30輸入於矯直機101。也可以是指矯直機101鄰近設置於棒材製造或加工設備20,當棒材製造或加工設備20製造或加工出棒材30後,可以人力或搬運設備將棒材30輸入於矯直機101,前述棒材製造或加工設備20可為但不限於用於連鑄、熱處理、熱軋、冷軋、冷拔、削皮等製程之設備其中一種或前述設備二種以上之組合。
在一些實施例中,如圖4所示,定位裝置102鄰近設置於量測裝置103,可以是指定位裝置102設置於量測裝置103一側,使定位裝置102可面對放置於棒材轉動單元111之棒材30,並且定位裝置102推頂棒材30一端至定位軸L4再復位(或遠離定位軸L4)。使得棒材30可依量測需求移動至定位軸L4,其中,定位軸L4與量測裝置103之相對位置依量測需求,設定棒材30的端部區119相對位於定位軸L4特定距離(依量測需求而
定)之位置。也可以是指定位裝置102設置於矯直機101與量測裝置103之間,當棒材30於矯直機101輸送到量測裝置103之過程中,定位裝置102可先推頂棒材30一端至定位軸L4,並在輸送過程中維持棒材30一端位於定位軸L4,再輸送到量測裝置103,即當棒材30放置於棒材轉動單元111時,棒材30之一端仍位於定位軸L4。
請一併參閱圖3及圖3a。圖3a為圖3在A-A位置之剖面圖,顯示在矯直過程中,棒材在矯直空間中運動。如圖3及圖3a所示,在一些實施例中,導引組件105位於凹輥輪107與凸輥輪109之間。導引組件105具有導引軸L1與一組導板(106、108),導板(106、108)之間有間隙,棒材30在矯直過程中受間隙導向,實質沿導引軸L1移動。需說明的是,由於凹輥輪107、凸輥輪109與導引組件105的間隙之間構成一矯直空間S,棒材30在矯直過程中,可被限制於矯直空間S中運動,因此,導引組件105導引棒材30大致於導引軸L1移動時,導引組件105可確保棒材30維持矯直空間S中運動,使矯直機101對棒材30進行矯直作業時,棒材30可在矯直空間S中持續地受到凹輥輪107與凸輥輪109的輥壓(容後說明)。
再如圖3中所示,在一些實施例中,導引組件105進一步包含一入導引件123及一出導引件125。入導引件123及出導引件125可例如為一凹槽管道或一滾輪組。入導引件123鄰近於凹輥輪107與凸輥輪109之一端,出導引件125鄰近於凹輥輪107與凸輥輪109之另一端。其中,入導引件123具有一入導引軸L5,出導引件125具有一出導引軸L6,入導引軸L5、出導引軸L6與導引軸L1實質上同軸。藉此,棒材30可沿著入導引軸L5經由入導引件123進入矯直機101進行矯直,並可沿著出導引軸L6經由
出導引件125離開矯直機101。在一些實施例中,入導引件123可連接至棒材製造或加工設備20,使入導引軸L5銜接於棒材製造或加工設備20之輸送路徑,而出導引件125可直接或間接連接至量測裝置103,使矯直過後的棒材30可沿著出導引軸L6輸入於量測裝置103,藉此將製造、矯直與量測的製程銜接在一起。在一些實施例中,出導引件125可先將棒材30輸入至定位裝置102,使棒材30鄰近定位裝置102之一端,並受到定位裝置102帶動而移動至定位軸L4。
如圖3所示,在一些實施例中,凹輥輪107對應於凸輥輪109,從本圖俯視角度觀之,凹輥輪107與凸輥輪109位於同一鉛錘線上。再請合併參閱圖3及圖3b。圖3b為本發明在一些實施例中,凹輥軸與凸輥軸的側視圖,顯示凹輥輪與凸輥輪之間的輥壓位置。如圖3、圖3b所示,棒材30沿導引軸L1移動時,凹輥輪107與凸輥輪109可形成三個輥壓位置(P1、P2、P3),棒材30沿著導引軸L1移動時,棒材30會依序受到三個位置(P1、P2、P3)的輥壓。需注意的是,因每根棒材30的翹曲狀況不同,或者調機參數的不同,且棒材30在輥壓時會不斷轉動,因此輥壓位置(P1、P2、P3)也一直在變動,圖3b所示僅為相對位置供參考,實際上輥壓位置(P1、P2、P3)非固定點,也不一定會構成一直線。
再如圖2、圖3及圖4所示,在一些實施例中,矯直機101更包含一傳輸組件127。傳輸組件127可為一輥軸式輸送帶或一導軌組。傳輸組件127用以輸送棒材30於入導引件123至出導引件125,使棒材30可依序沿著入導引軸L5、導引軸L1及出導引軸L6之方向移動。其中,棒材30在矯直的過程中,受凹輥輪107與凸輥輪109之轉動及輥壓運動之帶動,
使棒材30可持續地產生旋轉運動,並同時大致沿著導引軸L1移動。藉此,矯直機101可依據需求設定凹輥輪107與凸輥輪109的轉動速度,以調整棒材30在矯直時的一移動速度及一旋轉速度,使棒材30達到需要的規格。在一些實施例中,棒材30經矯直後,經傳輸組件127直接或間接輸送至量測裝置103進行量測。以傳輸組件127間接輸送至量測裝置103為例,傳輸組件127先將棒材30輸送到定位裝置102,使定位裝置102可先將棒材30移動至定位軸L4後,再由傳輸組件127將棒材30輸送至量測裝置103。也可以是定位裝置102設置於量測裝置103一側,將棒材30放置於棒材轉動單元111,定位裝置102再推動棒材30移動至定位軸L4後,定位裝置102再復位。以傳輸組件127直接輸送至量測裝置103為例,定位裝置102可設置於量測裝置103一側,當傳輸組件127將棒材30直接輸送至量測裝置103,定位裝置102可抵頂至棒材30之一端,並且推動棒材30至定位軸L4,使棒材30一端可被定位裝置102定位在定位軸L4,當棒材30一端定位於定位軸L4後,定位裝置102再復位。
前述「凹輥軸L2與導引軸L1具有凹輥夾角,凸輥軸L3與導引軸L1具有凸輥夾角」,其中,凹輥軸L2可以是指凹輥輪107之輥軸中心所延伸的軸線,凸輥軸L3可以是指凸輥輪109之輥軸中心所延伸的軸線。並且凹輥軸L2與導引軸L1之間的夾角可稱為凹輥夾角(從俯視圖觀視的夾角,即圖3之視角),凸輥軸L3與導引軸L1之間的夾角可稱為凸輥夾角(從俯視圖觀視的夾角,即圖3之視角)。在一些實施例中,矯直機101可透過調整凹輥夾角或凸輥夾角,調整矯直機101對棒材30的矯直結果,以符合不同客戶對於棒材30之規格需求(容後詳述)。在一些實施例中,
矯直機101在調整凹輥夾角或凸輥夾角時,可優先調整凹輥夾角,即可改善矯直結果。
如圖2及圖4所示,在一些實施例中,棒材轉動單元111包含一主動組件115及一從動組件117。當棒材30被輸入於量測裝置103後,棒材30會被放置於棒材轉動單元111。主動組件115與從動組件117用以支撐棒材30。其中,主動組件115用以產生一旋轉運動,使棒材30產生定速的旋轉運動。從動組件117常態下是靜止不動,當主動組件115帶動棒材30轉動時,從動組件117可在棒材30的帶動下順勢轉動,以使棒材30可以平穩地轉動。在一些實施例中,主動組件115可以是鄰近設置於盲區量測單元113,而從動組件117相對遠離於盲區量測單元113,也可以是從動組件117鄰近設置於盲區量測單元113,而主動組件115相對遠離於盲區量測單元113,但凡主動組件115可轉動棒材30者,皆可以實施,本發明不以此為限。在一些實施例中,主動組件115可以是具有動力源的滾輪,而從動組件117則是不具有動力源的滾輪。
在一些實施例中,主動組件115也可以是接收到一驅動訊號後帶動棒材30旋轉。具體而言,量測裝置103可包含至少一感測器,用以在棒材30放置在主動組件115上時產生一啟訊號,並用以在棒材30離開主動組件115時產生一迄訊號。使得主動組件115可依據啟訊號進行旋轉運動,並依據迄訊號停止旋轉運動。也可以是量測裝置103依據啟訊號致動主動組件115,並依據迄訊號停止主動組件115。
再如圖4及圖4a所示。圖4a為本發明在一些實施例中,棒材轉動單元包含多個主動組件,量測裝置量測棒材之偏擺值的示意圖。前述
「定位軸L4及凹輥軸L2之長度DL2定義出端部區119」。由於棒材30之端部位於定位軸L4,因此,棒材30以定位軸L4到距離凹輥軸L2之長度DL2之範圍可稱為端部區119。具體而言,前述「定位軸L4到距離凹輥軸L2之長度DL2之範圍」,此範圍可為凹輥軸L2之長度DL2的二分之一至四分之一,並且此範圍也可稱為一盲區。棒身區121可以是指端部區119以外的區域,即棒材30扣除兩端之端部區119之區域為棒身區121。藉此,當棒材30放置於主動組件115及/或從動組件117時,棒材30可在棒身區121受到主動組件115帶動而產生旋轉運動。在一些實施例中,棒材轉動單元111可以只有主動組件115而不需要從動組件117。如圖4a所示,棒材轉動單元111具有多個主動組件115,主動組件115可以由多個具動力源的滾輪構成,具動力源的滾輪之間透過如傳動皮帶等同步轉速,即可不需要從動組件117。
盲區量測單元113例如為一雷射量測器、一超音波量測器或一紅外線量測器等非接觸式量測器。請參閱圖5,圖5為本發明在一些實施例中,棒材在旋轉運動過程中,盲區量測單元對棒材進行量測的示意圖。前述「盲區量測單元113用以在端部區119量測偏擺值」,可以是指盲區量測單元113在端部區119,量測棒材30在端部區119之偏擺值。如圖5中所示,在一些實施例中,盲區量測單元113可以依據一掃描時間及一棒材轉速獲得一最大座標P4與一最小座標P5,再依據最大座標P4、最小座標P5的距離獲得偏擺值。具體而言,最大座標P4與最小座標P5共為一距離h,距離h即為偏擺值。
再如圖2所示,在一些實施例中,量測裝置103更包含一運算單元129,運算單元129用以依據偏擺值獲得一調整訊號(容後說明)。運算單元129可例如為一電腦或一具計算能力的人機介面設備。運算單元129在接收盲區量測單元113的量測數值後可計算出偏擺值,並且將偏擺值比對於判斷程序,以產生相對應的調整訊號(容後說明)。請合併參閱圖1至圖6,圖6為本發明在一些實施例中,運算單元依據偏擺值獲得調整訊號的流程圖。如圖6所示,在一些實施例中,運算單元129用以在獲得偏擺值下執行:步驟S61:判斷偏擺值是否小於一偏擺值閾值;步驟S63:依據偏擺值獲得一調整角度;步驟S64:依據調整角度、凹輥夾角及凸輥夾角,獲得一凹輥調整角度及一凸輥調整角度;及步驟S65:判斷凹輥調整角度及凸輥調整角度是否符合一調整角度限制條件。
前述步驟S61之「判斷偏擺值是否小於偏擺值閾值」,其中,偏擺值閾值可以依據客戶需求之規格設定。以偏擺值閾值為0.3公釐(mm)為例,當偏擺值大於0.3公釐時,運算單元129判斷棒材30的偏擺值不符合客戶需求之規格,運算單元129會依序後續步驟產生及發出調整訊號。當偏擺值小於0.3公釐時,運算單元129判斷棒材30的偏擺值符合客戶需求之規格,不必調整矯直機101,因此不會發出調整訊號至矯直機101。需說明的是,操作者可依據棒材30的偏擺值要求(例如客戶需求或製程需求),預先於運算單元129設定偏擺值閾值。
在一些實施例中,前述步驟S63之「依據偏擺值獲得調整角度」,其中,調整角度包含一第一調整角度、一第二調整角度及一第三調整角度。第一調整角度可例如為1度、第二調整角度可例如為2度、第三調整角度可例如為3度。運算單元129可依據偏擺值決定調整角度為第一調整角度、第二調整角度或第三調整角度。在一些實施例中,當偏擺值在一第一偏擺範圍時獲得第一調整角度,當偏擺值在一第二偏擺範圍時獲得第二調整角度。當偏擺值在一第三偏擺範圍時獲得第三調整角度。其中,第一偏擺範圍可以是0.3公釐<偏擺值<0.4公釐。第二偏擺範圍可以是0.4公釐<偏擺值<0.5公釐。第三偏擺範圍可以是0.5公釐<偏擺值<1.5公釐。在一些實施例中,若偏擺值超過第三偏擺範圍(例如超過1.5公釐),則棒材30之偏擺值可能超過客戶需求之規格,棒材30需要重複矯直數次,使棒材30之偏擺值可以落在第一偏擺範圍、第二偏擺範圍或第三偏擺範圍之中。
在一些實施例中,前述步驟S64之「依據調整角度、凹輥夾角及凸輥夾角,獲得一凹輥調整角度及一凸輥調整角度」,其中,運算單元129獲得調整角度(例如,第一調整角度、第二調整角度或第三調整角度)後,運算單元129可依據調整角度修正凹輥夾角及凸輥夾角,以獲得凹輥調整角度及凸輥調整角度。以下以第三調整角度作為舉例。運算單元129可以只調整凹輥夾角,凹輥調整角度即為凹輥夾角+3度,凸輥調整角度即為凸輥夾角+0度。也可以只調整凸輥夾角,凹輥調整角度即為凹輥夾角+0度,凸輥調整角度即為凸輥夾角+3度。也可以是同時調整凹輥輪107和凸輥輪109,凹輥調整角度即為凹輥夾角+1.5度,凸輥調整角度即為凸輥夾角+1.5度。需說明的是,若同時調整凹輥夾角和凸輥夾角時,只要凹
輥調整角度與凸輥調整角度的總調整幅度等於第一調整角度、第二調整角度或第三調整角度,皆可以實施。
在一些實施例中,前述步驟S65之「判斷凹輥調整角度及凸輥調整角度是否符合調整角度限制條件」,其中,調整角度限制條件包含依第一限制條件和一第二限制條件。第一限制條件為:一第一限制角度<凹輥調整角度+凸輥調整角度<一第二限制角度。其中,第一限制角度可為10度至20度,優選為20度。第二限制角度可為42度至50度,優選為42度。第二限制條件為:|凹輥調整角度-凸輥調整角度|≦一第三限制角度。其中,第三限制角度可為8度至15度,優選為8度。需說明的是,運算單元129可以選擇第一限制條件或第二限制條件其中之一執行,或者執行第一限制條件後執行第二限制條件。需說明的是,當調整後的凹輥調整角度或凸輥調整角度不符合調整角度限制條件時,操作者可切斷棒材30之盲區之區段。
在一些實施例中,運算單元129完成步驟S65後,可接著執行步驟S67:依據調整角度獲得調整訊號。
在一些實施例中,在步驟S67中,當運算單元129判斷凹輥調整角度及凸輥調整角度符合調整角度限制條件時,運算單元129可產生包含有依據凹輥調整角度及凸輥調整角度的調整訊號。在一些實施例中,調整訊號(凹輥調整角度及/或凸輥調整角度)可以顯示於一人機介面裝置,以告知操作者調整角度,由操作者依據調整角度(凹輥調整角度及/或凸輥調整角度),手動調整矯直機101之凹輥夾角及/或凸輥夾角。運算
單元129也可以將調整訊號傳送至矯直機101,使矯直機101可依據調整訊號自動調整凹輥夾角及/或凸輥夾角(容後說明)。
再如圖2所示,在一些實施例中,矯直機101更包含一控制單元131,用以依據調整訊號調整凸輥夾角或凹輥夾角。控制單元131可例如為一電腦或一具計算能力的人機介面。控制單元131電性連接於凹輥輪107和凸輥輪109,用以控制凹輥輪107及凸輥輪109的轉動,以調整凹輥夾角和凸輥夾角,使棒材30之偏擺值可以符合客戶需求之規格。需說明的是,控制單元131會依據調整訊號中凹輥調整角度及凸輥調整角度,對應調整凹輥夾角或凸輥夾角。例如,調整訊號只有凹輥調整角度需要調整時,控制單元131可以只調整凹輥輪107。再例如,調整訊號只有凸輥調整角度需要調整時,控制單元131可以只調整凸輥輪109。又例如,調整訊號同時需要調整凹輥調整角度及凸輥調整角度時,控制單元131可以同時調整凹輥輪107及凸輥輪109。
再如圖2及圖4所示,在一些實施例中,量測裝置103更包含一棒身量測單元133,用以在棒身區121量測一直度值,其中,直度值小於一直度閾值時,量測裝置103致動盲區量測單元113以獲得偏擺值。棒身量測單元133可例如為一雷射量測器、一超音波量測器或一紅外線量測器等非接觸式量測器。運算單元129在棒材30之直度值符合規格下(即直度值小於直度閾值),運算單元129才會致動盲區量測單元113進行量測。若直度值未符合規格,則操作者可重新設定矯直機101,使重新矯直之棒材30的直度值可以符合規格。
請參閱圖7。圖7為本發明在一些實施例中,棒身量測單元量測直度值的示意圖。如圖7所示,棒身量測單元133量測直度值時,棒身量測單元133可在棒身區121的一直度量測範圍D1,其中,直度量測範圍D1可以是指一量測起座標P71及一量測迄座標P72之間的範圍,理想直度量測點P8為量測起座標P71與量測迄座標P72兩點所形成之理想直線中心點。在直度量測範圍D1內獲得一直度量測座標P73,棒身量測單元133依據直度量測座標P73與一理想直度量測點P8可獲得直度值。具體而言,直度量測座標P73可以是量測起座標P71及量測迄座標P72的中心點,直度量測座標P73與理想直度量測點P8具有一距離D2,距離D2除以直度量測範圍D1之總長度即可得到直度值。
在一些實施例中,棒身量測單元133用以在棒身區121量測一圓度值。其中,棒身量測單元133量測圓度值時,棒身量測單元133可量測棒材30在每個旋轉角度的直徑,以獲得一最大直徑值與一最小直徑值,最大直徑值與最小直徑值之差值即為圓度值。在一些實施例中,當棒材30的圓度值小於一圓度閾值時,運算單元129致動盲區量測單元113以獲得偏擺值。也就是說,當棒材30之圓度值符合規格時,運算單元129才會致動盲區量測單元113。
請參閱圖2及圖8,圖8為本發明在一些實施例中,盲區量測單元連接移動組件的示意圖。如圖2及圖8所示,在一些實施例中,量測裝置103更包含一移動組件135,盲區量測單元113連接於移動組件135,移動組件135用以產生一直線運動。在此實施例中,盲區量測單元113連接於移動組件135,用以在端部區119量測一盲區範圍及一最大偏擺值。移動組
件135可例如為一電動軌道組,盲區量測單元113可固定於移動組件135,跟隨著移動組件135一起移動。需說明的是,盲區量測單元113在移動過程中,盲區量測單元113可於在端部區119持續量測到多個偏擺值,當盲區量測單元113測得偏擺值實質等於偏擺值閾值(例如0.3公釐)時,此刻盲區量測單元113之位置距離棒材30端部之範圍可稱為盲區範圍。並且,盲區量測單元113可在多個偏擺值中選出偏擺幅度最大的數值作為最大偏擺值。
請參閱圖9,圖9為本發明在一些實施例中,運算單元依據盲區範圍及最大偏擺值獲得調整訊號的流程圖。在一些實施例中,運算單元129用以在獲得盲區範圍及最大偏擺值下:步驟S91:判斷盲區範圍是否小於一盲區預設範圍;步驟S93:依據最大偏擺值獲得調整角度;步驟S94:依據調整角度、凹輥夾角及凸輥夾角,獲得一凹輥調整角度及一凸輥調整角度;及步驟S95:判斷凹輥調整角度及凸輥調整角度是否符合調整角度限制條件。
在一些實施例中,前述步驟S91之「判斷盲區範圍是否小於盲區預設範圍」,其中,盲區預設範圍可以是依據客戶需求之規格設定,也可以為凹輥軸L2之長度DL2的二分之一至四分之一。若盲區範圍大於盲區預設範圍,表示棒材30的偏擺值不符合客戶需要的規格,運算單元129會執行步驟S93。若盲區範圍小於盲區預設範圍,表示棒材30的偏擺值符合客戶需要的規格,不必調整矯直機101,因此不會發出調整訊號至矯直
機101。需說明的是,操作者可依據棒材30的偏擺值要求(例如客戶需求或製程需求),預先於運算單元129設定盲區預設範圍。
在一些實施例中,前述步驟S93之「依據最大偏擺值獲得調整角度」,其中,運算單元129可依據最大偏擺值決定調整角度為第一調整角度、第二調整角度或第三調整角度,其餘詳細說明請參考圖6之步驟S63。
前述步驟S94之「依據調整角度、凹輥夾角及凸輥夾角,獲得一凹輥調整角度及一凸輥調整角度」可對應圖6之步驟S64。
前述步驟S95之「判斷凹輥調整角度及凸輥調整角度是否符合調整角度限制條件」可對應圖6之步驟S65。
在一些實施例中,運算單元129完成步驟S95後,可接著執行步驟S97:依據調整角度獲得調整訊號。
步驟S97可對應圖6之步驟S67,在此不再重複說明調整訊號之產生過程。
再如圖8所示,在一些實施例中,棒身量測單元133獲得直度值,且直度值小於直度閾值時,量測裝置103致動盲區量測單元113以獲得盲區範圍及最大偏擺值。相對於圖4之實施例可量測定點之偏擺值,較適用於一維變形的棒材30,圖8之實施例則可量測多點之偏擺值,因此可以再進一步應用於非一維變形(如S形變形)的棒材30。
綜上所述,在一些實施例中,當盲區量測單元113在端部區119測得偏擺值後,運算單元129可依據偏擺值產生調整訊號,矯直機101
的控制單元131可依據調整訊號調整凹輥夾角或凸輥夾角,使棒材30透過調整後的矯直機101進行矯直後,可使棒材30符合需要的規格。
雖然本發明的技術內容已經以較佳實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精神所作些許之更動與潤飾,皆應涵蓋於本發明的範疇內,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10:具有矯直檢測的雙輥矯直系統
101:矯直機
102:定位裝置
103:量測裝置
105:導引組件
107:凹輥輪
109:凸輥輪
111:棒材轉動單元
113:盲區量測單元
115:主動組件
117:從動組件
127:傳輸組件
129:運算單元
131:控制單元
133:棒身量測單元
135:移動組件
Claims (12)
- 一種具有矯直檢測的雙輥矯直系統,包含:一矯直機,包含:一導引組件,具有一導引軸;一凹輥輪,位於該導引組件之一側並具有一凹輥軸,該凹輥軸與該導引軸具有一凹輥夾角;及一凸輥輪,位於該導引組件之另一側並具有一凸輥軸,該凸輥軸與該導引軸具有一凸輥夾角;一量測裝置,鄰近設置於該矯直機,包含:一棒材轉動單元,用以產生一旋轉運動;一盲區量測單元,用以在一端部區量測一偏擺值;一運算單元,用以在獲得該偏擺值下:判斷該偏擺值是否小於一偏擺值閾值;依據該偏擺值獲得一調整角度;依據該調整角度、該凹輥夾角及該凸輥夾角,獲得一凹輥調整角度及一凸輥調整角度;及判斷該凹輥調整角度及該凸輥調整角度是否符合一調整角度限制條件;及一定位裝置,鄰近設置於該量測裝置,用以移動至一定位軸,該定位軸及該凹輥軸之一長度定義出該端部區。
- 如請求項1所述之具有矯直檢測的雙輥矯直系統,其中,該運算單元依據該凹輥調整角度及該凸輥調整角度獲得一調整訊號, 該矯直機更包含一控制單元,用以依據該調整訊號調整該凸輥夾角或該凹輥夾角。
- 如請求項2所述之具有矯直檢測的雙輥矯直系統,其中,該調整角度包含一第一調整角度、一第二調整角度或一第三調整角度,該偏擺值介於一第一偏擺範圍時獲得該第一調整角度,該偏擺值介於一第二偏擺範圍時獲得該第二調整角度,該偏擺值大於該第二偏擺範圍時獲得該第三調整角度。
- 如請求項3所述之具有矯直檢測的雙輥矯直系統,其中,該調整角度限制條件包含一第一限制條件,該第一限制條件為:一第一限制角度<該凹輥調整角度+該凸輥調整角度<一第二限制角度;其中,該第一限制角度為10度至20度,該第二限制角度為42度至50度。
- 如請求項5所述之具有矯直檢測的雙輥矯直系統,其中,該定位軸及該凹輥軸之該長度定義出該端部區及一棒身區,該量測裝置更包含一棒身量測單元,用以在該棒身區量測一直度值,其中,該直度值小於一直度閾值時,該量測裝置致動該盲區量測單元以獲得該偏擺值。
- 一種具有矯直檢測的雙輥矯直系統,包含: 一矯直機,包含:一導引組件,具有一導引軸;一凹輥輪,位於該導引組件之一側並具有一凹輥軸,該凹輥軸與該導引軸具有一凹輥夾角;及一凸輥輪,位於該導引組件之另一側並具有一凸輥軸,該凸輥軸與該導引軸具有一凸輥夾角;一量測裝置,鄰近設置於該矯直機,包含:一棒材轉動單元,用以產生一旋轉運動;一移動組件,用以產生一直線運動;一盲區量測單元,連接於該移動組件,用以在一端部區量測一盲區範圍及一最大偏擺值;一運算單元,用以在獲得該盲區範圍及該最大偏擺值下:判斷該盲區範圍是否小於一盲區預設範圍;依據該最大偏擺值獲得一調整角度;依據該調整角度、該凹輥夾角及該凸輥夾角,獲得一凹輥調整角度及一凸輥調整角度;及判斷該凹輥調整角度及該凸輥調整角度是否符合一調整角度限制條件;及一定位裝置,鄰近設置於該量測裝置,用以移動至一定位軸,該定位軸及該凹輥軸之一長度定義出該端部區。
- 如請求項7所述之具有矯直檢測的雙輥矯直系統,其中,該運算單元依據該凹輥調整角度及該凸輥調整角度獲得一調整訊號, 該矯直機更包含一控制單元,用以依據該調整訊號調整該凸輥夾角或該凹輥夾角。
- 如請求項8所述之具有矯直檢測的雙輥矯直系統,其中,該調整角度包含一第一調整角度、一第二調整角度或一第三調整角度,該最大偏擺值介於一第一偏擺範圍時獲得該第一調整角度,該最大偏擺值介於一第二偏擺範圍時獲得該第二調整角度,該最大偏擺值大於該第二偏擺範圍時獲得該第三調整角度。
- 如請求項9所述之具有矯直檢測的雙輥矯直系統,其中,該調整角度限制條件包含一第一限制條件,該第一限制條件為:一第一限制角度<該凹輥調整角度+該凸輥調整角度<一第二限制角度;其中,該第一限制角度為10度至20度,該第二限制角度為42度至50度。
- 如請求項11所述之具有矯直檢測的雙輥矯直系統,其中,該定位軸及該凹輥軸之該長度定義出該端部區及一棒身區,該量測裝置更包含一棒身量測單元,用以在該棒身區量測一直度值,其中,該直度值小於一直度閾值時,該量測裝置致動該盲區量測單元以獲得該盲區範圍及該最大偏擺值。
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