WO2000059678A1 - Verfahren und vorrichtung zum schleifen eines gewalzten metallbandes - Google Patents

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WO2000059678A1
WO2000059678A1 PCT/DE2000/000977 DE0000977W WO0059678A1 WO 2000059678 A1 WO2000059678 A1 WO 2000059678A1 DE 0000977 W DE0000977 W DE 0000977W WO 0059678 A1 WO0059678 A1 WO 0059678A1
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WO
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grinding
process model
metal strip
rolled metal
grinding process
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PCT/DE2000/000977
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Martin Schlang
Michael Jansen
Klaus Schmitt
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B17/00—Special adaptations of machines or devices for grinding controlled by patterns, drawings, magnetic tapes or the like; Accessories therefor
    • B24B17/10—Special adaptations of machines or devices for grinding controlled by patterns, drawings, magnetic tapes or the like; Accessories therefor involving electrical transmission means only, e.g. controlled by magnetic tape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B21/00—Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor
    • B24B21/008—Machines comprising two or more tools or having several working posts
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    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B21/00—Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor
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    • B24B21/12—Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor for grinding plane surfaces involving a contact wheel or roller pressing the belt against the work
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    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B7/00—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor
    • B24B7/10—Single-purpose machines or devices
    • B24B7/12—Single-purpose machines or devices for grinding travelling elongated stock, e.g. strip-shaped work
    • B24B7/13—Single-purpose machines or devices for grinding travelling elongated stock, e.g. strip-shaped work grinding while stock moves from coil to coil
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills

Definitions

  • the invention relates to a method for grinding a rolled metal strip, in which the grinding of the metal strip is influenced by actuators, or to a device for grinding a rolled metal strip with abrasives, by means of which the rolled metal strip can be ground, actuators, by means of which the Grinding of the rolled metal strip can be influenced, and a control device by means of which the actuators can be adjusted or adjusted.
  • the present invention has for its object to extend the process control in such a method for grinding a rolled metal strip or in the control of a corresponding device for grinding a rolled metal strip by a higher level of automation, so that a higher accuracy, ie a more uniform grinding over the total strip length of the rolled metal strip can be achieved, so that the consumption of abrasives can be reduced, so that the quality can be made more uniform as a result of adaptation and thus the operators when carrying out the method for grinding a rolled metal strip or during control the device for grinding a rolled metal strip can be relieved.
  • this object is achieved in that at least one actuator is set as a function of output variables of a grinding process model.
  • a grinding process model including automation functions to be implemented with it is installed in the control device of the device and that at least one actuator of the device for grinding a rolled metal strip can be set as a function of output variables of the grinding process model.
  • the grinding process model including automation functions to be implemented with it, is advantageously installed in a separate computer.
  • the commissioning of the higher-level functions is then independent of the basic process or the basic automation.
  • the grinding process model is expediently created on the basis of an analytical grinding process model.
  • the analytical grinding process model is advantageously corrected by a neural network and expanded to a hybrid process model.
  • a rule-based system can expediently be assigned to the grinding process model, which system can advantageously be designed as an expert system or the like and thus permit external interventions.
  • Parameters of an abrasive that abrades the rolled metal strip can function as input variables for the creation of the grinding process model.
  • the type of an abrasive belt forming the abrasive can function as an input variable for the creation of the grinding process model. Additionally or alternatively, it is possible that the grain size of an abrasive belt forming the abrasive acts as an input variable for the creation of the grinding process model.
  • the service life of an abrasive belt forming the abrasive can also act as an input variable for the creation of the grinding process model.
  • parameters of a coolant and / or lubricant used with the abrasive function as input variables for the creation of the grinding process model.
  • Parameters of the rolled metal strip to be ground can also function as input variables for the creation of the grinding process model, the width of the rolled metal strip to be ground being considered as input variable for the creation of the grinding process model.
  • the input variables for the creation of the grinding process model can, optionally additionally, also be the thickness of the rolled metal strip to be ground and / or the hardness of the rolled metal strip to be ground.
  • the profile of the rolled metal strip to be ground acts as an input variable for the creation of the grinding process model.
  • strip thickness deviations of the rolled metal strip to be ground can act as input variables for the creation of the grinding process model.
  • the running speed of the constructed as abrasive belt grinding means act can also be varied, and this variation advantageously in increments of preferably about 2 m / min vorg -e * taken.
  • the 'further can function the apparatus for grinding the rolled metal strip as input variables for the preparation of the grinding process model parameters.
  • the input force for the creation of the grinding process model is the grinding force or the contact pressure of a counter pressure roller.
  • the grinding force or the contact pressure of the counter pressure roller can be varied. The variation of
  • Grinding force or the contact pressure of the counter pressure roller can be carried out in steps of preferably 5 N / mm.
  • the feed rate of the rolled metal strip which can be varied, can act as an input variable for the creation of the grinding process model, the variation preferably being possible in steps of approximately 2 m / min.
  • only the motor power of the drive device driving the abrasive is varied via the grinding force or the starting pressure of the counterpressure roller and the feed speed of the rolled metal strip with constant other input variables for the creation of the grinding process model.
  • Process data recorded for the creation of the grinding process model are advantageously recorded in a separate computer in accordance with their arrival in time and assigned synchronized to the same band points of the rolled metal strip.
  • the strip thickness of the rolled metal strip is advantageously transmitted to the separate computer in a first data telegram depending on the length and in a second data telegram depending on the strip profile.
  • Input or influencing variables on the belt grinding e.g. the influence of the hardness of the rolled metal strip to be ground, the influence of the feed speed of the rolled metal strip to be ground, etc. is detected or learned, the neural network creating a correction term depending on the detected or learned influence and by means of this correction term the initial value of the analytical Grinding process model is modified.
  • the grinding of rolled metal strips after the grinding process is calculated from the measured strip thicknesses of the rolled metal strip, the grinding that has been recalculated in this way is compared with the grinding calculated by the grinding process model, and the neural network is adapted in such a way that the subsequent calculation is carried out, taking into account the detected process parameters assigned to the recalculated grinding Grinding corresponds to the pre-calculated grinding.
  • the effectiveness of the pressurization of the counterpressure rollers is determined by means of the grinding process model Actuators controlling grinding cabins are calculated, this effectiveness of the actuators calculated by means of the grinding process model being taken into account when setting the pressurization of the counterpressure rollers by means of a basic automation stage.
  • the pressurization on the left and on the right side of a counterpressure roller of a grinding cabin is advantageously set differently, taking into account the limits specified by a minimum and a maximum grinding, so as to even out the profile of the rolled metal strip to be ground.
  • the output variable of the grinding process model which is a measure of the effectiveness of the control element, is expediently entered into an adaptive controller of the process control, which controls the control element as a function of this output variable of the grinding process model, the predetermined target grinding and target profile and the measured actual grinding or the actual profile calculated therefrom.
  • a large number of grinding booths are expediently controlled by means of the grinding process model.
  • the deviation of the measured grinding from the target grinding is compensated for by intervening in a large number of grinding cabins controlled by the grinding process model.
  • the control device of the device according to the invention for grinding the rolled metal strip advantageously has a separate computer in which the grinding process model and the automation functions to be implemented with it are installed.
  • the control device or the additional computer expediently has an external data interface which can be implemented by means of an ISDN card. This enables online access to the saved data via a telephone line
  • Windows NT can be provided as the operating system on the computer.
  • a separate database system for process data acquisition is not required if the additional computer has a ring buffer, by means of which the process data recorded for creating the grinding process model can be stored in standard file format on a hard disk built into the additional computer.
  • the control device expediently has strip thickness measuring devices which have a data interface by means of which strip thickness data can be transmitted to the separate computer.
  • 1 shows a basic illustration of a hybrid grinding process model, as is used in the case of the method and the device according to the invention for grinding a rolled metal strip, including several relevant influencing variables; 2 shows the sanding or the roughness of two sanding belts having a different grain size as a function of the sanded belt length of the sanding belt to be sanded. the rolled metal strip or the service life of the grinding belts with constant motor current of a drive device driving the grinding belt and constant feed speed of the rolled metal strip to be ground by the device for
  • Adaptive controller assigned to the grinding process model for regulating the grinding and the profile of the rolled metal strip to be ground a schematic representation of the optimization possibilities of the grinding process model used in the case of the method according to the invention or the device according to the invention for grinding a rolled metal strip; in side and front view, the schematic structure of an embodiment of a grinding cabin, as in
  • the device according to the invention for grinding a rolled metal strip can be used; a schematic representation of the basics of a grinding process model on which the method according to the invention and the device according to the invention for grinding a rolled metal strip are based; a schematic diagram for eliminating profile irregularities of the rolled metal strip to be ground by means of the method according to the invention or the device according to the invention for grinding a rolled metal strip; 10 shows an embodiment of a structure of the adaptive controller shown in FIG. 5 in cooperation with the grinding process model, as is used in the case of the method according to the invention or the device according to the invention for grinding a rolled metal strip; and FIG. 11 shows a basic illustration of an embodiment of a device according to the invention for grinding a rolled metal strip in cooperation with the grinding process model.
  • a grinding process model 1 used in the case of a method according to the invention for grinding a rolled metal strip or a device according to the invention for grinding a rolled metal strip serves to:
  • the grinding process model 1 contains an analytical one
  • parameters that characterize the abrasive or grinding belt 5 shown in FIG. 7 a material to be ground or a rolled metal band ⁇ to be ground, as also shown in FIG 7 shows characteristic parameters which are used in the actual grinding process
  • the parameters characterizing the abrasive or the abrasive belt 5 come into question as to the type of abrasive belt, the grain size of the abrasive belt 5, the age or the service life of the Abrasive belt 5 and the type of coolant / lubricant that is used in the grinding process.
  • the width, the thickness and the profile of the rolled metal strip 6 to be ground as well as the hardness of the material forming this metal strip 6 and the further strip thickness deviations of the metal strip 6 are provided as influencing or output variables.
  • the parameters characterizing the grinding energy result from the motor power of a drive device 7 of the abrasive or abrasive belt 5 shown in FIG. 7 and from the running speed of the abrasive or abrasive belt 5.
  • the system parameters of the device according to the invention for grinding the rolled metal strip 6 are the setting or the setting pressure of a counterpressure roller 8 shown in FIG Side of the counter-pressure roller 8 can be of different heights, and the feed rate at which the rolled metal strip 6 to be ground is conveyed by the device according to the invention.
  • the so-called actuator effectiveness is determined as the output variable in the grinding process model 1, this actuator effectiveness being taken into account in the control or regulation of an actuator 9 shown in principle in FIG. 7 for the counter-pressure roller 8.
  • the grinding process model 1 explained above in principle and the automation functions to be implemented therefrom are installed on a separate computer, not shown in the FIGURES, so that the higher-level automation tion functions can be put into operation independently of a basic process.
  • the above-mentioned separate computer is additionally equipped with an external data interface, which is preferably designed as an ISDN card, which enables online access by telephone line to the process data stored in the separate computer or in the grinding process model, and thus constant monitoring and possibly manual adaptation of the parameters by technical specialists.
  • an external data interface which is preferably designed as an ISDN card, which enables online access by telephone line to the process data stored in the separate computer or in the grinding process model, and thus constant monitoring and possibly manual adaptation of the parameters by technical specialists.
  • Windows NT is intended as the operating system for the separate computer.
  • the user software is generated under C ++ and loaded as an executable program after compilation.
  • the sub-processes of grinding the rolled metal strip required for this control are represented in the grinding process model 1.
  • the mapping of these sub-processes within the grinding process model 1 data acquisition of the current grinding process at various working points is necessary with regard to the feed speed of the rolled metal strip 6 to be ground, the running speed of the grinding means or grinding strips 5, the starting pressure of the counter-pressure rollers 8 or the grinding force, etc.
  • the grinding process model 1 shown there in principle contains, as shown in FIG. 1, the analytical grinding process model 2, the rule-based system 3 and the neural network 4.
  • the setpoints, service life and process data already explained in connection with FIG. 1 are entered into the process model.
  • the grinding process model 1 is used to serve as the basis for the control of a device for grinding a rolled metal strip 6, as shown in FIG.
  • This device has six grinding cabins 10, 11, 12, 13, 14 and 15.
  • the first two grinding cabins 10, 11 are arranged on the input side of the device for grinding the rolled metal strip 6 and grind the rolled metal strip 6 on the upper side thereof.
  • the subsequent grinding booths 12, 13 and 14 effect the grinding of the rolled metal strip 6 on the underside thereof.
  • the grinding cabin 15 arranged on the output side of the device for grinding the rolled metal strip 6 in turn grinds the rolled metal strip 6 on its upper side.
  • Each grinding cabin 10, 11, 12, 13, 14, 15 is assigned a counter pressure roller 8, 16, 17, 18, 19 and 20, to each of which an actuator 9, 21, 22, 23, 24 and 25 belongs.
  • the device according to the invention for grinding the rolled metal strip 6 has deflection rollers 26, the deflection roller 26 on the input side having a measuring unit 27 with a strip thickness measuring device D1 and a load cell F4, the two deflection rollers 26 between the the top of the rolled metal strip 6 processing second grinding cabin 11 and the bottom of the rolled metal strip 6 processing third grinding cabin 12 a second measuring unit 28 with a strip thickness measuring device D2 and a load cell F2, which is between the fourth grinding cabin 13 and the fifth grinding cabin 14 arranged deflection roller 26, a third measuring unit 29 with a load cell F3, the two between the fifth grinding cabin 14 arranged on the underside of the rolled metal strip 6 and the sixth grinding cabin 15 arranged on the upper side of the rolled metal strip 6 a fourth Measuring unit 30 with a strip thickness measuring device D3 and the output-side deflection roller 26 is assigned a fifth measuring unit 31 with a strip thickness measuring device D4 and a
  • All six grinding cabins 10, 11, 12, 13, 14 and 15 of the device for grinding the rolled metal strip 6 shown in FIG. 11 are influenced by the one neural network 4 of the grinding process model 1 shown in principle in FIG. Any detected grinding error is divided between the controls and the actuators 8, 21, 22, 23, 24 and 25 of all grinding cabins 10, 11, 12, 13, 14 and 15 connected to them.
  • the adaptation or adaptation of the grinding process model 1 takes place on the basis of the different ones
  • the type of abrasive belt 5 and the lubricant / coolant are specified as the standard.
  • the most frequently ground material is assumed as the starting material.
  • the contact pressure of the counter pressure rollers 8, 16, 17, 18, 19, 20 or the grinding force is varied, for example, between 5 and 20 N / mm in steps from 5 N / mm.
  • the motor power of the drive devices 7 of the grinding booths 10, 11, 12, 13, 14, 15, for which a nominal power of 250 kW can be used, for example, is varied in steps of, for example, approximately 25 kW.
  • the running speed of the grinding belt 5 is varied, for example, in steps of approximately 5 m / s in the range up to 30 m / s.
  • the feed speed of the rolled metal strip 6 to be ground is e.g. varied in steps from approx. 2 m / min up to 40 m / min.
  • the varying system parameters namely the contact pressure of the pressure rollers 8, 16, 17, 18, 19, 20 or the grinding force, the motor power of the drive devices 7 of the grinding booths 10, 11, 12, 13, 14, 15, the running speed of the grinding belts 5 of the grinding booths 10, 11, 12, 13, 14, 15 and the feed speed of the rolled metal belt 6 to be ground down are recorded successively.
  • the motor power of the drive devices 7 of the grinding cabins 10, 11, 12, 13, 14, 15 is determined via the contact pressure or the contact force of the counter pressure rollers 8, 16, 17, 18, 19, 20 of the respective grinding cabins 10, 11, 12 , 13, 14, 15 and the feed speed of the rolled metal strip 6 to be ground varies with otherwise constant other influencing variables.
  • a simple grinding process model is first created. The parameters for additional influencing variables are then run in further steps.
  • the process data arising or occurring in the device for grinding the rolled metal strip 6 is obtained from various measuring devices of this device, Eg detected by the measuring units 27, 28, 29, 30 and 31 or their strip thickness measuring devices D1, D2, D3, D4 or load cells F1, F2, F3, F4.
  • the above-mentioned measuring devices are part of a basic automation or a basic automation stage of the device according to the invention for grinding the rolled metal strip 6.
  • the process data mentioned are forwarded by data telegram from this basic automation stage to the separate computer.
  • process data are recorded in the separate computer in accordance with their arrival in time; they are assigned to the rolled metal strip 6 to be ground in a length-oriented manner, synchronized with the same strip points; e.g. the thickness error or the strip thickness deviation of the rolled metal strip 6 to be ground is measured by the strip thickness measuring device D1 of the measuring unit 27 arranged upstream of the first grinding booth 10, by the strip thickness measuring device D2 of the second measuring unit 28 arranged downstream of the second grinding booth 11, the strip thickness measuring device D3 of the downstream of the fifth grinding booth 14 arranged fourth measuring unit 30 and the strip thickness measuring device D4 of the fifth measuring unit 31 arranged downstream of the sixth grinding cabin 15.
  • the process data is collected on the separate computer (not shown in the FIGURES) which forms the process computer.
  • the process data preprocessed by the measuring devices or by the basic automation stage is stored with the aid of a ring buffer in standard file format on the hard disk built into the separate computer.
  • a separate database system for process data acquisition is therefore not required.
  • Date, time and volume number once per coil as parameters for the starting material the width, the thickness and the hardness of the metal strip 6 once per coil;
  • the replacements of the sanding belts 5, the contact pressure of the counter pressure rollers 8, 16, 17, 18, 19, 20 on the right and left side, or the grinding forces that act on the deflection roll 26 attacking forces, the motor powers of the drive devices 7 of the grinding cabins 10, 11, 12, 13, 14, 15, the running speeds of the grinding belts 5 of the grinding cabins 10, 11, 12, 13, 14, 15, the feed speed of the grinding machine rolled metal strip 6 and the strip thickness curves are stored synchronously on the strip length of the metal strip 6.
  • the data recorded in the first measuring unit 27 influence the actuators 9 and 21, which are assigned to the first grinding cabin 10 and the second grinding cabin 11, respectively.
  • the data recorded in the measuring unit 28 influence the actuators 9, 21, 22, 23 and 24 of the first grinding cabin 10, second grinding cabin 11, third grinding cabin 12, fourth grinding cabin 13 and fifth grinding cabin 14.
  • the data determined in the measuring unit 29 influence this
  • Actuator 22 of third grinding cabin 12 actuator 23 of fourth grinding cabin 13, actuator 24 of fifth grinding cabin 14 and actuator 25 of sixth grinding cabin 15.
  • the data recorded in the measuring unit 30 influence the actuators 22, 23, 24 and 25 of the third grinding cabin 12, fourth grinding cabin 13, fifth grinding cabin 14 and sixth grinding cabin 15.
  • the data recorded in the measuring unit 31 influence the actuators 24 and 25 of the fifth grinding cabin 14 and sixth grinding cabin 15, respectively.
  • the strip thicknesses or the thickness deviations of the rolled metal strip 6 to be ground are determined by the strip thickness measuring devices D1, D2, D3 and D4 of the first measuring unit 27 second measuring unit 28, fourth measuring unit 30 and fifth measuring unit 31 are made available to the separate computer via a data interface provided in each of them.
  • a first data telegram in which the strip thickness of the metal strip 6 is shown as a function of length
  • a second data telegram which describes the strip profile of the metal strip 6, are transmitted.
  • the detection of the time of a replacement of a grinding belt 5 in the grinding booths 10, 11, 12, 13, 14, 15 or the change in the type of a grinding belt 5 must be entered by the operator. If certain grinding booths 10, 11, 12, 13, 14, 15 are assigned grinding belt types with predetermined parameters, e.g. in the event that the used in the grinding cabin 10
  • Sanding belt 5 always has a 40 grit, an acknowledgment by a push button is sufficient. If the assembly of the grinding booths 10, 11, 12, 13, 14, 15 e.g. must be variable depending on the grinding process, a separate input image is provided in a visualization system for the input.
  • Grinding plans for the grinding of a rolled metal strip 6 are transferred from a production computer on the operator side to a level 1 level and from there to a level 2 level in the form of a separate computer. These grinding plans can be changed or confirmed by the operator before delivery.
  • the grinding process model 1 is analytical, i.e. it is based on mathematical formulas or curves.
  • the grinding process model to be carried out on the rolled metal strip 6 is modeled by means of the grinding process model 1 as a function of some of the influencing or output variables indicated in FIG.
  • a grinding process model 1 in the form of a characteristic field is shown in FIG. 2, in which case one of constant motor current in the area of the drive devices 7 of the grinding belts 5 of the grinding booths 10, 11, 12, 13, 14, 15 is assumed.
  • this grinding process model 1 the grinding of the respective grinding belt 5 is modeled as a function of the service life, which corresponds to the belt length in FIG.
  • these analytical partial models are expanded with neuronal networks 4 to form a hybrid system.
  • the neural networks 4 have the task of compensating for inaccuracies in the analytical sub-models and for compensating for these inaccuracies during operation by means of correction terms, as is shown in principle in FIG. 3. This can advantageously be carried out as described in DE 43 38 607 A, DE 43 38 608 A or DE 43 38 615 A.
  • the neural network 4 is then successively expanded by additional inputs.
  • further or additional influencing variables e.g.
  • the hardness factor of the rolled metal strip 6 and the feed speed of the metal strip 6, on the strip grinding, are learned from the neural network 4 with the aid of measured process data.
  • the grinding is recalculated for each metal strip 6 on the basis of the currently measured thickness records after the grinding process has ended.
  • the recalculated grinding is compared with that calculated by the grinding process model 1. If these two quantities do not match, the neural network 4 has to learn again, i.e. the recalculated grinding and the associated process parameters, as indicated in FIG. 1, are used in order to process the grinding process model 1 provided with the neural network 4 online, i.e. to adapt directly on a visualization server to the modified device for grinding rolled metal strips 6.
  • the correspondingly developed grinding process model 1 is now used to control the adjustment of the counter pressure rollers 8, 16, 17, 18, 19, 20 depending on the length of the metal strip 6 so that there is a constant grinding.
  • the specified process and system parameters are used to determine the motor speed or the motor speed specified in the data telegram of the drive devices 7 of the grinding booths 10, 11, 12, 13, 14, 15, the feed speed of the rolled metal strip 6, the type of grinding belts 5 used in the grinding booths 10, 11, 12, 13, 14, 15, the input-side strip thickness of the rolled metal strip 6 to be ground the width on the input side and the desired grinding of the rolled metal strip 6 on the output side, the effectiveness ⁇ of the actuators 9, 21, 22, 23, 24, 25 of the grinding booths 10, 11, 12, 13, 14, 15 is calculated.
  • the grinding process model 1 is used to improve the course of the technological grinding process. This is shown in principle in FIG. 4. As already mentioned above, the process or measured values or data recorded in the basic automation, which can be thicknesses, currents or speeds, for example, go into the actual process control by means of a recalculation assigned to the actual process control on.
  • the process control shown in FIG. 4 includes an adaptive model-based controller 32, as shown in FIG. 5.
  • the starting value for this adaptive controller 32 with regard to the effectiveness ⁇ of the respective actuator 9, 21, 22, 23, 24 and 25 is specified by the described hybrid grinding process model 1.
  • this grinding process model 1 is adjusted on the basis of measured process data. With this adjustment, the measured grinding is used as a basis for the effectiveness of the respective actuator 9, 21, 22, 23, 24, 25 to be set by means of the adaptive controller 32 while observing further principles considered.
  • the profile of the metal strip 6 created by the grinding process is also recorded, these profile values also being the basis for the setting of the actuators 9, 21, 22, 23, 24, 25 by the adaptive controller 32 serve.
  • the free sizes e.g. the grinding force of the grinding process model 1 is determined so that the desired grinding of the metal strip 6 is obtained.
  • the control variables thus calculated taking into account the grinding process model 1 are then, as shown in FIG. 4, transferred to the basic automation as predetermined operating points of the actuators 9, 21, 22, 23, 24, 25.
  • a maximum and a minimum grinding of the metal strip 6 are specified over the width for the profile correction by an operator, whereby a profile setting is accomplished. In this way, the grinding of the grinding belts 5 to be tolerated can be adjusted.
  • control of the grinding process can also be optimized by means of the grinding process model 1 described above.
  • the following are examined as variables to be optimized:
  • Constancy of grinding this is by far the most important size; - minimal sanding; - Maximum throughput through the device for grinding rolled metal strips 6; Service life of the sanding belts 5; Profile setting.
  • FIG. 6 schematically shows which influencing variables and target functions can be used to optimize the grinding process model or process model 1.
  • the grinding cabin 10 has a grinding stand 33 in which the drive device 7 and a grinding roller 34 driven by the drive device 7 are accommodated.
  • the actual grinding process is accomplished by means of the grinding belt 5 rotating on the drive device 7 and the grinding roller 34.
  • the counter-pressure roller 8 is arranged, which forms the grinding gap with the grinding roller 34, through which the rolled metal strip 6 to be ground is guided.
  • the grinding force or the contact pressure of the counter pressure roller 8 is set by the actuator 9.
  • different forces can act on the right and on the left side of the counterpressure roller 8, as is shown by the actuator 9a, 9b shown in two parts.
  • the grinding process is essentially determined by the normal force Fn exerted by the counterpressure roller 8 in accordance with the action on the actuator 9 and the tangential force Ft dependent thereon.
  • the metal strip 6 has the thickness DEIN on the input side and the thickness DAUS on the output side.
  • the normal forces Fni or Fn2 on the right and on the left side of the counter-pressure roller 8 can be of different sizes, depending on the loading of the individual parts of the two-part actuator device 9a, 9b. Actuation of the actuator 9 takes place in accordance with the target forces Fnd or Fni, d and Fn2, d determined on the basis of the grinding process model 1.
  • the grinding performance results from the quotient of the grinding volume V and the time and accordingly from a product of a constant with the normal force Fn.
  • the grinding volume V is calculated from the product of the actuator effectiveness ⁇ and the normal force Fn. Furthermore, the grinding volume V corresponds to the product of the area A shown in FIG. 8 and the feed speed of the metal strip 6 V ⁇ and.
  • the area A is calculated from the product of the width B of the metal strip 6 with the difference in thickness between the input thickness DEIN and the output thickness DAUS, as in the equation in FIG 8 indicated.
  • the tangential force Ft corresponds to the product of the coefficient of friction ⁇ and the normal force Fn.
  • the actuator effectiveness ⁇ and the coefficient of friction ⁇ depend on the process, the quality of the sanding belt 5, the running speed of the sanding belt 5 and the feed speed of the metal belt 6 as well as any other variables.
  • the normal force Fn is calculated from the contact force of the hydraulic actuator 9.
  • the tangential force Ft is calculated from the engine torque of the drive device 7 of the grinding cabin 10.
  • Modeled off G ( ⁇ ) x grinding force and a dead time Ta until measurement.
  • the actuators 9 and 21, 22, 23, 24, 25 are controlled hydraulic drives. In the procedure adopted here, it is assumed that the actual grinding force, which corresponds to the normal force Fnd, follows the target specification Fn with sufficient accuracy and speed. This means that the actuators 9, 21, 22, 23, 24, 25 are modeled as static members.
  • FIG. 9 it is shown in an exaggerated manner to what extent a rolled metal strip 6 to be ground, which is considerably thicker on one side than on the other, by appropriate action on the counterpressure roller 8 by means of the actuator 9 or 9a, 9b assigned to it its thickness can be made uniform.
  • the counterpressure roller 8 is acted on by means of the actuator 9 assigned to it in such a way that a minimally permissible grinding of the metal strip 6 takes place on the right-hand side in FIG. 9, whereas the maximum permissible grinding is carried out on the left-hand side in FIG Sanding is set.
  • the thickness irregularity of the metal strip 6 on the output side of the grinding booth 10 is considerably reduced.
  • FIG. 10 shows a controller structure of the process control resulting from FIG. 4, for example.
  • the grinding process model 1 includes the desired thickness dsoii of the rolled metal strip 6 to be ground, the right-hand and left-hand input-side thicknesses deinl, 2, the feed speed Vband of the metal strip 6 and other process variables.
  • the grinding process model also includes the grinding performance, which was determined in accordance with the above statements after the grinding process had ended.
  • the grinding process model 1 uses the data available to it to determine an actuator effectiveness ⁇ i for the partial element 9a of the actuator 9 on the left in FIG. 7 and an actuator efficiency ⁇ z for the partial element 9b of the actuator 9 on the right in FIG. 7.
  • the thickness values at the end of the grinding process are taken into account by means of model adaptation 1 or model adaptation 2.
  • the respective target force Fni, d or Fn2, d for the actuators, the thickness on the input side Deinl or the thickness on the input side Dem2 is used to calculate a thickness on the output side Dausl or Daus2 turns, this calculated output thickness Dausl or Das2 with the actual output thickness Dausl or Daus2 are compared and the resulting value is included in model adaptation 1 or model adaptation 2.
  • the dead time ta until the measurement is taken into account At the beginning of the grinding process, start values are specified by the grinding process model 1, the actuator efficiencies being adapted or adapted based on the data basis then available after the grinding process has been initiated.
  • the grinding process model 1 is thus expediently used for presetting the respective grinding booths 10, 11, 12, 13, 14, 15 with regard to the grinding gap to be set and / or with regard to the grinding forces to be set.

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Abstract

Zur Verbesserung eines Schleifprozesses bei einem Verfahren zum Schleifen eines gewalzten Metallbandes (6), bei dem der Abschliff des Metallbandes (6) mittels Stellgliedern beeinflusst wird, wird vorgeschlagen, dass zumindest ein Stellglied in Abhängigkeit von Ausgangsgrössen eines Schleifprozessmodells (1) eingestellt wird. Bei der Erstellung und der Weiterbildung des Schleifprozessmodells (1) werden die variierenden Anlagenparameter, nämlich der Anstellungsdruck der Gegendruckrollen (8, 16, 17, 18, 19, 20) bzw. die Schleifkraft, die Motorleistung der antriebs einrichtungen (7) der Schleifkabinen (10, 11, 12, 13, 14, 15) und die Laufgeschwindigkeit der Schleifbänder (5) der Schleifkabinen (10, 11, 12, 13, 14, 15) und die Vorschubgeschwindigkeit des abzuschleifenden gewalzten Metallbandes (6) sukzessive aufgenommen.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zum Schleifen eines gewalzten Metallbandes
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zu Schleifen eines gewalzten Metallbandes, bei dem der Abschliff des Metallbandes mittels Stellgliedern beeinflußt wird, bzw. auf eine Vorrichtung zum Schleifen eines gewalzten Metallbandes mit Schleifmitteln, mittels denen das gewalzte Metallband abschleifbar ist, Stellgliedern, mittels denen der Abschliff des gewalzten Metallbandes beeinflußbar ist, und einer Steuereinrichtung, mittels der die Stellglieder ver- bzw. einstellbar sind.
Die Prozeßführung bei der Durchführung eines derartigen Verfahrens zum Schleifen eines gewalzten Metallbandes bzw. bei der Steuerung einer entsprechenden Vorrichtung zum Schleifen eine's gewalzten Metallbandes ist bei aus dem Stand der Tech- nik bekannten Vorgehensweisen bisher auf die Funktionalität einer Basisautomatisierung begrenzt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Prozeßführung bei einem derartigen Verfahren zum Schleifen eines gewalzten Metallbandes bzw. bei der Steuerung einer entsprechenden Vorrichtung zum Schleifen eines gewalzten Metallbandes um eine höhere Automatisierungsebene zu erweitern, damit eine höhere Genauigkeit, d.h. ein gleichmäßigerer Abschliff über die gesamte Bandlänge des gewalzten Metall- bandes erreicht werden kann, damit der Verbrauch an Schleifmitteln reduziert werden kann, damit die Qualität infolge von Adaption vergleichmäßigt werden kann und damit die Bedie- nungspersonen bei der Durchführung des Verfahrens zum Schleifen eines gewalzten Metallbandes bzw. bei der Steuerung der Vorrichtung zum Schleifen eines gewalzten Metallbandes entlastet werden. Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens zum Schleifen eines gewalzten Metallbandes dadurch gelöst, daß zumindest ein Stellglied in Abhängigkeit von Ausgangsgrößen eines Schleifprozeßmodells eingestellt wird. Hinsichtlich der
Vorrichtung zum Schleifen eines gewalzten Metallbandes wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in der Steuereinrichtung der Vorrichtung ein Schleifprozeßmodell einschließlich von mit diesem zu realisierenden Automatisierungsfunktionen installiert ist und daß zumindest ein Stellglied der Vorrichtung zum Schleifen eines gewalzten Metallbandes in Abhängigkeit von Ausgangsgrößen des Schleifprozeßmodells einstellbar ist. Durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Schleifprozeßmodells wird die Möglichkeit gegeben, dieses durch Erlernen auf der Grundlage von Prozeßdaten zu installieren; es muß nicht im vorhinein programmiert werden. Ein derartiges Schleifprozeßmodell kann vorteilhaft auch zur Optimierung des Gesamtprozesses eingesetzt werden.
Vorteilhaft werden das Schleifprozeßmodell einschließlich von mit diesem zu realisierenden Automatisierungsfunktionen in einem separaten Rechner installiert. Die Inbetriebnahme der übergeordneten Funktionen ist dann unabhängig vom Basisprozeß bzw. von der Basisautomatisierung.
Das Schleifprozeßmodell wird zweckmäßigerweise unter Zugrundelegung eines analytischen Schleifprozeßmodells erstellt.
Das analytische Schleifprozeßmodell wird vorteilhaft durch ein neuronales Netz korrigiert und zu einem hybriden Prozeßmodell erweitert.
Zweckmäßigerweise kann dem Schleifprozeßmodell ein regelbasiertes System zugeordnet werden, welches vorteilhaft als Expertensystem od. dgl. ausgebildet sein kann und so externe Eingriffe zuläßt. Als Eingangsgrößen für die Erstellung des Schleifprozeßmodells können Parameter eines das gewalzte Metallband abschleifenden Schleifmittels fungieren.
Beispielsweise kann als Eingangsgröße für die Erstellung des Schleifprozeßmodells der Typ eines das Schleifmittel bildenden Schleifbands fungieren. Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, daß als Eingangsgröße für die Erstellung des Schleifprozeßmodells die Körnung eines das Schleifmittel bildenden Schleifbands fungiert.
Darüber hinaus kann als Eingangsgröße für die Erstellung des Schleifprozeßmodells auch die Standzeit eines das Schleifmittel bildenden Schleifbandes fungieren.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, daß als Eingangsgrößen für die Erstellung des Schleifprozeßmodells Parameter eines mit dem Schleifmittel eingesetzten Kühl- und/oder Schmiermittels fungieren.
Als Eingangsgrößen für die Erstellung des Schleifprozeßmodells können auch Parameter des zu schleifenden gewalzten Metallbandes fungieren, wobei als Eingangsgröße für die Er- Stellung des Schleifprozeßmodells die Breite des zu schleifenden gewalzten Metallbandes in Frage kommt.
Als Eingangsgrößen für die Erstellung des Schleifprozeßmodells können, ggf. zusätzlich, auch die Dicke des zu schlei- fenden gewalzten Metallbandes und/oder die Härte des zu schleifenden gewalzten Metallbandes fungieren.
Es ist auch möglich, daß das Profil des zu schleifenden gewalzten Metallbandes als Eingangsgröße für die Erstellung des Schleifprozeßmodells fungiert. Darüber hinaus können als Eingangsgrößen für die Erstellung des Schleifprozeßmodells Banddickenabweichungen des zu schleifenden gewalzten Metallbandes fungieren.
Es ist auch möglich, als Eingangsgröße für die Erstellung des Schleifprozeßmodells die Motorleistung einer das Schleifmittel antreibenden Antriebseinrichtung fungieren zu lassen, wobei diese variiert werden kann und die Variation vorteilhaft in Schritten von vorzugsweise ca. 25 kW vorgenommen werden kann.
Alternativ oder zusätzlich kann als Eingangsgröße für die Erstellung des Schleifprozeßmodells die Laufgeschwindigkeit des als Schleifband ausgebildeten Schleifmittels fungieren, wobei diese Laufgeschwindigkeit ebenfalls variiert werden kann, und diese Variation vorteilhaft in Schritten von vorzugsweise ca. 2 m/min vorg -e*nommen werden kann.
Des 'weiteren können als Eingangsgrößen für die Erstellung des Schleifprozeßmodells Parameter der Vorrichtung zum Schleifen des gewalzten Metallbandes fungieren. Hierbei kommt als Eingangsgröße für die Erstellung des Schleifprozeßmodells die Schleifkraft bzw. der Anstellungsdruck einer Gegendruckrolle in Frage. Die Schleifkraft bzw. der Anstellungsdruck der Gegendruckrolle können variiert werden. Die Variation der
Schleifkraft bzw. des Anstellungsdrucks der Gegendruckrolle kann in Schritten von vorzugsweise 5 N/mm vorgenommen werden.
Des weiteren ist es möglich, die Schleifkraft bzw. den An- Stellungsdruck der Gegendruckrolle in Längsrichtung derselben unterschiedlich einzustellen.
Darüber hinaus kann als Eingangsgröße für die Erstellung des Schleifprozeßmodells die Vorschubgeschwindigkeit des gewalz- ten Metallbandes fungieren, die variiert werden kann, wobei die Variation vorzugsweise in Schritten von ca. 2 m/min möglich ist. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird für die Erstellung des Schleifprozeßmodells zunächst nur die Motorleistung der das Schleifmittel antrei- benden Antriebseinrichtung über die Schleifkraft bzw. den Anstellungsdruck der Gegendruckrolle und die Vorschubgeschwindigkeit des gewalzten Metallbandes bei konstanten anderen Eingangsgrößen variiert.
Vorteilhaft werden zur Erstellung des Schleifprozeßmodells aufgenommene Prozeßdaten im separaten Rechner entsprechend ihrem zeitlichen Eintreffen erfaßt und zu gleichen Bandpunkten des gewalzten Metallbandes synchronisiert zugeordnet.
Zur Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. zu dessen besserer Durchdringung ist es vorteilhaft, wenn je abzuschleifendem gewalzten Metallband Datum und Uhrzeit, Bandnummer, Breite, Dicke und Härte des gewalzten Metallbandes, der Typ des bzw. der als Schleifmittel eingesetzten Schleifbänder, die Körnung der Schleifbänder, das eingesetzte Kühl- und/oder Schmiermittel, der Zeitpunkt von Schleifbandwechseln, der zyklische Verlauf der Schleifkraft bzw. des Anstellungsdrucks mit den Schleifbändern zusammenwirkender Gegendruckrollen, der zyklische Verlauf von an Umlenkrollen der Vorrichtung angreifenden Kräften, der zyklische Verlauf der Motorleistung der Antriebseinrichtungen der Schleifbänder, der zyklische Verlauf der Laufgeschwindigkeit der Schleifbänder, der zyklische Verlauf der Vorschubgeschwindigkeit des abzuschleifenden gewalzten Metallbandes und der zyklische Verlauf von an unterschiedlichen Meßpunkten innerhalb der Vorrichtung gemessenen Banddicken des gewalzten Metallbandes archiviert werden, wobei der Zeitpunkt von Schleifbandwechseln, der zyklische Verlauf der Schleifkraft bzw. des Anstellungsdrucks mit den Schleifbändern zusammen- wirkender Gegendruckrollen, der zyklische Verlauf von an den Umlenkrollen der Vorrichtung angreifenden Kräften, der zyklische Verlauf der Motorleistung der Antriebseinrichtungen der Schleifbänder, der zyklische Verlauf der Laufgeschwindig- keit der Schleifbänder, der zyklische Verlauf der Vorschubgeschwindigkeit des abzuschleifenden gewalzten Metallbandes und der zyklische Verlauf der an unterschiedlichen Meßpunkten innerhalb der Vorrichtung gemessenen Banddicken des gewalzten Metallbandes, bezogen auf die Länge des Metallbandes, synchron gespeichert werden.
Vorteilhaft wird die Banddicke des gewalzten Metallbandes in einem ersten Datentelegramm längenabhängig und in einem zweiten Datentelegramm bandprofilabhängig an den separaten Rechner übertragen.
Bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mittels des neuronalen Netzes sukzessive der Einfluß von
Eingangs- bzw. Einflußgrößen auf den Bandabschliff, z.B. der Einfluß der Härte des zu schleifenden gewalzten Metallbandes, der Einfluß der Vorschubgeschwindigkeit des zu schleifenden gewalzten Metallbandes etc. erfaßt bzw. erlernt, wobei das neuronale Netz in Abhängigkeit von dem erfaßten bzw. erlernten Einfluß einen Korrekturterm erstellt und mittels dieses Korrekturterms der Ausgangswert des analytischen Schleifprozeßmodells modifiziert wird.
Zweckmäßigerweise wird der Abschliff gewalzter Metallbänder nach Beendigung des Schleifvorgangs aus den gemessenen Banddicken des gewalzten Metallbandes errechnet, der so nacherrechnete Abschliff mit dem vom Schleifprozeßmodell vorberechneten Abschliff verglichen, und das neuronale Netz unter Berücksichtigung der dem nacherrechneten Abschliff zugeordneten erfaßten Prozeßparameter so adaptiert, daß der nacherrechnete Abschliff dem vorberechneten Abschliff entspricht .
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mittels des Schleifprozeßmodells die Wirksamkeit der die Druckbeaufschlagung der Gegendruckrollen von Schleifkabinen steuernden Stellglieder errechnet, wobei diese mittels des Schleifprozeßmodells errechnete Wirksamkeit der Stellglieder bei der Einstellung der Druckbeaufschlagung der Gegendruckrollen mittels einer Basisautomatisierungsstufe berücksichtigt wird.
Vorteilhaft wird die Druckbeaufschlagung an der linken und an der rechten Seite einer Gegendruckrolle einer Schleifkabine unter Berücksichtigung der durch einen minimalen und einen maximalen Abschliff vorgegebenen Grenzen unterschiedlich eingestellt, um so das Profil des abzuschleifenden gewalzten Metallbandes zu vergleichmäßigen.
Zweckmäßigerweise wird die ein Maß für die Wirksamkeit des Stellglieds darstellende Ausgangsgröße des Schleifprozeßmodells in einen adaptiven Regler der Prozeßregelung eingegeben, der in Abhängigkeit von dieser Ausgangsgröße des Schleifprozeßmodells, vom vorgegebenen Sollabschliff und Sollprofil und vom gemessenen Istabschliff bzw. dem daraus errechneten Istprofil das Stellglied steuert.
Zweckmäßigerweise wird eine Vielzahl von Schleifkabinen mittels des Schleifprozeßmodells gesteuert.
Die Abweichung des gemessenen Abschliffs vom Sollabschliff wird durch Eingriff auf eine Vielzahl der vom Schleifprozeßmodell gesteuerten Schleifkabinen kompensiert.
Vorteilhaft werden zur Adaption des Schleifprozeßmodells Sollwerte, Standzeiten und Prozeßdaten aller vom Schleifprozeßmodell gesteuerten Schleifkabinen berücksichtigt.
Vorteilhaft weist die Steuereinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schleifen des gewalzten Metallbandes einen separaten Rechner auf, in dem das Schleifprozeßmodell und die mit diesem zu realisierenden Automatisierungsfunktionen installiert sind. Die Steuereinrichtung bzw. der zusätzliche Rechner weist zweckmäßigerweise eine externe Datenschnittstelle auf, die mittels einer ISDN-Karte realisierbar ist. Hierdurch ist ein Online-Zugriff per Telefonleitung auf die gespeicherten
Prozeßdaten möglich und damit eine ständige Beobachtung und ggf. manuelle Adaption der Parameter durch einen technischen Spezialisten.
Auf dem Rechner kann als Betriebssystem Windows NT vorgesehen sein.
Ein eigenes Datenbanksystem für die Prozeßdatenerfassung wird nicht benötigt, wenn der zusätzliche Rechner einen Ringpuffer aufweist, mittels dem die zur Erstellung des Schleifprozeßmodells aufgenommenen Prozeßdaten im Standard-File-Format auf einer im zusätzlichen Rechner eingebauten Festplatte abspeicherbar sind.
Zweckmäßigerweise weist die Steuereinrichtung Banddickenmeßgeräte auf, die eine Datenschnittstelle aufweisen, mittels der Banddickendaten an den separaten Rechner übertragbar sind.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
FIG 1 eine prinzipielle Darstellung eines hybriden Schleif- prozeßmodells, wie es im Falle des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schleifen eines gewalzten Metallbandes zum Einsatz kommt, einschließlich mehrerer relevanter Einflußgrößen; FIG 2 den Abschliff bzw. die Rauhigkeit zweier eine unterschiedliche Körnung aufweisender Schleifbänder als Funktion der geschliffenen Bandlänge des zu schlei- fenden gewalzten Metallbandes bzw. der Standzeit der Schleifbänder bei konstantem Motorstrom einer das Schleifband antreibenden Antriebseinrichtung und konstanter Vorschubgeschwindigkeit des zu schleifen- den gewalzten Metallbandes durch die Vorrichtung zum
Schleifen eines gewalzten Metallbandes; das Zusammenwirken eines analytischen Schleifprozeßmodells und eines neuronalen Netzes des erfindungsgemäßen Schleifprozeßmodells in einem hybriden, onlin- adaptiven System; eine Prinzipdarstellung der Einsatzstrategie einer neuronalen Prozeßsteuerung in Verbindung mit dem im Falle des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schleifen eines ge- walzten Metallbandes eingesetzten Schleifprozeßmodell; eine Ausführungsform eines dem erfindungsgemäßen
Schleifprozeßmodell zugeordneten adaptiven Reglers zur Regelung des Abschliffs und des Profils des zu schleifenden gewalzten Metallbandes; eine Prinzipdarstellung der Optimierungsmöglichkeiten des im Falle des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schleifen eines gewalzten Metallbandes eingesetzten Schleifprozeßmodells; in Seiten- und Vorderansicht den schematischen Aufbau einer Ausführungsform einer Schleifkabine, wie sie im
Falle der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schleifen eines gewalzten Metallbandes zum Einsatz kommen kann; eine Prinzipdarstellung von Grundlagen eines im Falle des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schleifen eines gewalzten Metallbandes zugrundegelegten Schleifprozeßmodells; eine Prinzipdarstellung zur Beseitigung von Profilunregelmäßigkeiten des abzuschleifenden gewalzten Metallbandes mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schleifen eines gewalzten Metallbandes; FIG 10 eine Ausführungsform einer Struktur des in FIG 5 dargestellten adaptiven Reglers im Zusammenwirken mit dem Schleifprozeßmodell, wie es im Falle des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungs- gemäßen Vorrichtung zum Schleifen eines gewalzten Metallbandes zum Einsatz kommt; und FIG 11 eine Prinzipdarstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schleifen eines gewalzten Metallbandes im Zusammenwirken mit dem Schleifprozeßmodell.
Ein im Falle eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Schleifen eines gewalzten Metallbandes bzw. einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schleifen eines gewalzten Metallbandes zum Einsatz kommendes Schleifprozeßmodell 1 dient dazu, die
Prozeßführung des erfindungsgemäßen Verfahrens um eine höhere Automatisierungsebene zu erweitern und dadurch den Schleifprozeß selbst besser zu gestalten.
Das Schleifprozeßmodell 1 beinhaltet ein analytisches
Schleifprozeßmodell 2, ein regelbasiertes System 3 und ein neuronales Netz 4.
Im Falle der in FIG 1 dargestellten Ausführungsform des Schleifprozeßmodells 1 gehen in dasselbe als Einfluß- bzw. Ausgangsgrößen ein in FIG 7 dargestelltes Schleifmittel bzw. Schleifband 5 kennzeichnende Parameter, ein zu schleifendes Material bzw. ein zu schleifendes gewalztes Metallband β, wie es ebenfalls in FIG 7 dargestellt ist, kennzeichnende Para- meter, die beim eigentlichen Schleifvorgang eingesetzte
Schleifenergie kennzeichnende Parameter sowie die Vorrichtung zum Schleifen des gewalzten Metallbandes 6 kennzeichnende Anlagenparameter ein.
Bei den das Schleifmittel bzw. das Schleifband 5 kennzeichnenden Parametern kommen in Frage der Schleifbandtyp, die Körnung des Schleifbandes 5, das Alter bzw. die Standzeit des Schleifbandes 5 sowie die Art des Kühl-/Schmiermittels, welches beim Schleifvorgang eingesetzt wird.
Bei den das zu schleifende gewalzte Metallband 6 kennzeichnenden Parametern sind die Breite, die Dicke und das Profil des zu schleifenden gewalzten Metallbandes 6 sowie die Härte des dieses Metallband 6 bildenden Materials und des weiteren Banddickenabweichungen des Metallbandes 6 als Einfluß- bzw. Ausgangsgrößen vorgesehen.
Die Schleifenergie kennzeichnende Parameter ergeben sich aus der Motorleistung einer in FIG 7 dargestellten Antriebseinrichtung 7 des Schleifmittels bzw. Schleifbandes 5 sowie aus der Laufgeschwindigkeit des Schleifmittels bzw. Schleifbandes 5.
Als Anlagenparameter der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schleifen des gewalzten Metallbandes 6 fungieren die Anstellung bzw. der Anstellungsdruck einer in FIG 7 gezeigten Gegendruckrolle 8 sowie die sich daraus ergebende Schleifkraft wobei die Schleifkraft entsprechend der Beaufschlagung der Gegendruckrolle 8 bezüglich deren Längsrichtung an der rechten und an der linken Seite der Gegendruckrolle 8 unterschiedlich hoch sein kann, und die Vorschubgeschwindigkeit, mit der das zu schleifende gewalzte Metallband 6 durch die erfindungsgemäße Vorrichtung gefördert wird.
Als Abgabegröße wird in dem Schleifprozeßmodell 1 die sog. Stellglied-Wirksamkeit ermittelt, wobei diese Stellglied- Wirksamkeit bei der Steuerung bzw. Regelung eines in FIG 7 prinzipiell dargestellten Stellgliedes 9 für die Gegendruckrolle 8 berücksichtigt wird.
Das vorstehend im Prinzip erläuterte Schleifprozeßmodell 1 sowie die daraus zu realisierenden Automatisierungsfunktionen werden auf einem in den FIGUREN nicht dargestellten separaten Rechner installiert, so daß die übergeordneten Automatisie- rungsfunktionen unabhängig von einem Basisprozeß in Betrieb genommen werden können.
Der vorstehend erwähnte separate Rechner wird zusätzlich mit einer externen Datenschnittstelle, die vorzugsweise als ISDN- Karte ausgebildet ist, ausgerüstet, die einen Online-Zugriff per Telefonleitung auf die im separaten Rechner bzw. im Schleifprozeßmodell gespeicherten Prozeßdaten ermöglicht und damit eine ständige Beobachtung und ggf. eine manuelle Adap- tion der Parameter durch technische Spezialisten ermöglicht.
Als Betriebssystem für den separaten Rechner ist Windows NT vorgesehen. Die Anwendersoftware wird unter C++ generiert und nach der Kompilierung als ablauffähiges Programm geladen.
Zur Datenerfassung für die Steuerung des Schleifprozesses werden die für diese Steuerung benötigten Teilprozesse des Schleifens des gewalzten Metallbandes in dem Schleifprozeßmodell 1 abgebildet. Für die Abbildung dieser Teilprozesse innerhalb des Schleifprozeßmodells 1 ist eine Datenerfassung des laufenden Schleifprozesses in verschiedenen Arbeitspunkten hinsichtlich der Vorschubgeschwindigkeit des abzuschleifenden gewalzten Metallbandes 6, der Laufgeschwindigkeit der Schleifmittel bzw. Schleifbänder 5, des Anstellungsdrucks der Gegendruckrollen 8 bzw. der Schleifkraft etc. erforderlich.
Diese vorstehend genannten verschiedenen Arbeitspunkte müssen vom Betreiber der Vorrichtung zum Schleifen eines gewalzten Metallbandes 6 beispielsweise in der sog. IBS-Phase angefah- ren werden, so daß eine Sammlung von Prozeßdaten unter verschiedenen Betriebsbedingungen ermöglicht ist und damit das Lernverhalten des auf dem Schleifprozeßmodell 1 basierenden Automatisierungssystems unterstützt werden kann.
Im folgenden wird von einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schleifen des gewalzten Metallbandes 6 ausgegangen, wie sie etwa in FIG 11 dargestellt ist. Das dort prinzipiell gezeigte Schleifprozeßmodell 1 enthält, wie in FIG 1 gezeigt, das analytische Schleifprozeßmodell 2, das regelbasierte System 3 und das neuronale Netz 4. In das Prozeßmodell werden die im Zusammenhang mit FIG 1 bereits erläuterten Sollwerte, Standzeiten und Prozeßdaten eingegeben.
Das Schleifprozeßmodell 1 wird eingesetzt, um als Grundlage für die Steuerung bzw. Regelung einer Vorrichtung zum Schleifen eines gewalzten Metallbandes 6 zu dienen, wie sie in FIG 11 dargestellt ist. Diese Vorrichtung hat sechs Schleifkabinen 10, 11, 12, 13, 14 und 15. Die ersten beiden Schleifkabinen 10, 11 sind eingangsseitig der Vorrichtung zum Schleifen des gewalzten Metallbandes 6 angeordnet und schleifen das gewalzte Metallband 6 auf dessen Oberseite ab. Die darauf folgenden Schleifkabinen 12, 13, und 14 bewirken den Abschliff des gewalzten Metallbandes 6 auf dessen Unterseite. Die ausgangsseitig der Vorrichtung zum Schleifen des gewalz- ten Metallbandes 6 angeordnete Schleifkabine 15 schleift das gewalzte Metallband 6 wiederum an dessen Oberseite ab.
Jeder Schleifkabine 10, 11, 12, 13, 14, 15 ist eine Gegendruckrolle 8, 16, 17, 18, 19 und 20 zugeordnet, zu der jeweils ein Stellglied 9, 21, 22, 23, 24 bzw. 25 gehört.
Eingangsseitig, ausgangsseitig und zwischen den aufeinanderfolgenden Schleifkabinen 10 bis 15 weist die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Schleifen des gewalzten Metallbandes 6 Um- lenkrollen 26 auf, wobei der eingangsseitigen Umlenkrolle 26 eine Meßeinheit 27 mit einem Banddickenmeßgerät Dl und einer Kraftmeßdose F4, den beiden Umlenkrollen 26 zwischen der die Oberseite des gewalzten Metallbandes 6 bearbeitenden zweiten Schleifkabine 11 und der die Unterseite des gewalzten Me- tallbandes 6 bearbeitenden dritten Schleifkabine 12 eine zweite Meßeinheit 28 mit einem Banddickenmeßgerät D2 und einer Kraftmeßdose F2, der zwischen der vierten Schleifkabine 13 und der fünften Schleifkabine 14 angeordneten Umlenkrolle 26 eine dritte Meßeinheit 29 mit einer Kraftmeßdose F3, den beiden zwischen der auf der Unterseite des gewalzten Metallbandes 6 angeordneten fünften Schleifkabine 14 und der auf der Oberseite des gewalzten Metallbandes 6 angeordneten sechsten Schleifkabine 15 angeordneten Umlenkrollen eine vierte Meßeinheit 30 mit einem Banddickenmeßgerät D3 und der ausgangsseitigen Umlenkrolle 26 eine fünfte Meßeinheit 31 mit einem Banddickenmeßgerät D4 und einer Kraftmeßdose F5 zuge- ordnet ist.
Alle sechs Schleifkabinen 10, 11, 12, 13, 14 und 15 der in FIG 11 dargestellten Vorrichtung zum Schleifen des gewalzten Metallbandes 6 werden von dem einen neuronalen Netz 4 des in FIG 11 prinzipiell gezeigten Schleifprozeßmodells 1 beeinflußt. Ein etwaig erfaßter Abschliffehler wird auf die Steuerungen bzw. die mit diesen verbundenen Stellgliedern 8, 21, 22, 23, 24 und 25 aller Schleifkabinen 10, 11, 12, 13, 14 und 15 aufgeteilt. Die Anpassung bzw. Adaption des Schleifprozeß- modells 1 erfolgt aufgrund der für die unterschiedlichen
Kabinen 10, 11, 12, 13, 14, 15 insgesamt ermittelten Prozeßdaten.
Bei der Schaffung des in FIG 1 dargestellten Schleifprozeß- modells 1 werden zumindest die im folgenden aufgeführten Prozeßzustände angefahren bzw. berücksichtigt.
Bezüglich des Schleifmittels wird der Typ des Schleifbandes 5 und des Schmier-/Kühlmittels als Standard vorgegeben.
Hinsichtlich des zu schleifenden gewalzten Metallbandes 6 wird als Ausgangsmaterial das am häufigsten geschliffene Material angenommen.
Der Anstellungsdruck der Gegendruckrollen 8, 16, 17, 18, 19, 20 bzw. die Schleifkraft wird beispielsweise zwischen 5 und 20 N/mm in Schritten ab 5 N/mm variiert. Die Motorleistung der Antriebseinrichtungen 7 der Schleifkabinen 10, 11, 12, 13, 14, 15, für die beispielsweise eine Nennleistung von 250 kW angesetzt werden kann, wird in Schritten von z.B. ca. 25 kW variiert.
Die Laufgeschwindigkeit des Schleifbandes 5 wird beispielsweise in Schritten von ca. 5 m/s im Bereich bis 30 m/s variiert .
Die Vorschubgeschwindigkeit des abzuschleifenden gewalzten Metallbandes 6 wird z.B. in Schritten von ca. 2 m/min bis auf 40 m/min variiert.
Bei der Erstellung und der Weiterbildung des Schleifprozeßmodells 1 werden die variierenden Anlagenparameter, nämlich der Anstellungsdruck der Gecjendruckrollen 8, 16, 17, 18, 19, 20 bzw. die Schleifkraft, die Motorleistung der Antriebseinrichtungen 7 der Schleifkabinen 10, 11, 12, 13, 14, 15, die Laufgeschwindigkeit der Schleifbänder 5 der Schleifkabinen 10, 11, 12, 13, 14, 15 und die Vorschubgeschwindigkeit des abzuschleifenden gewalzten Metallbandes 6 sukzessive aufgenommen. Hierbei wird zunächst nur die Motorleistung der Antriebseinrichtungen 7 der Schleifkabinen 10, 11, 12, 13, 14, 15 über den Anstellungsdruck bzw. die Anstellkraft der Gegendruckrollen 8, 16, 17, 18, 19, 20 der jeweiligen Schleifkabinen 10, 11, 12, 13, 14, 15 und die Vorschubgeschwindigkeit des abzuschleifenden gewalzten Metallbandes 6 bei ansonsten konstanten anderen Einflußgrößen variiert. An Hand der so gewonnenen Daten wird dann zunächst eine einfache Schleifprozeßmodellbildung vorgenommen. In weiteren Schritten werden dann die Parameter für zusätzliche Einflußgrößen abgefahren.
Die hierbei in der Vorrichtung zum Schleifen des gewalzten Metallbandes 6 entstehenden bzw. anfallenden Prozeßdaten werden von verschiedenen Meßeinrichtungen dieser Vorrichtung, z.B. von den Meßeinheiten 27, 28, 29, 30 und 31 bzw. deren Banddickenmeßgeräten Dl, D2, D3, D4 bzw. Kraftmeßdosen Fl, F2, F3, F4, erfaßt. Die vorstehend erwähnten Meßeinrichtungen sind Bestandteile einer Basisautomatisierung bzw. einer Basisautomatisierungsstufe der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schleifen des gewalzten Metallbandes 6. Die genannten Prozeßdaten werden per Datentelegramm von dieser Basisautomatisierungsstufe an den separaten Rechner weitergeleitet.
In dem separaten Rechner werden diese Prozeßdaten entsprechend ihrem zeitlichen Eintreffen erfaßt; sie werden dem abzuschleifenden gewalzten Metallband 6 längenorientiert zu dessen gleichen Bandpunkten synchronisiert zugeordnet; z.B. wird der Dickenfehler bzw. die Banddickenabweichung des abzuschleifenden gewalzten Metallbandes 6 durch das Banddickenmeßgerät Dl der stromauf der ersten Schleifkabine 10 angeordneten Meßeinheit 27, durch das Banddickenmeßgerät D2 der stromab der zweiten Schleifkabine 11 angeordneten zweiten Meßeinheit 28, das Banddickenmeßgerät D3 der stromab der fünften Schleifkabine 14 angeordneten vierten Meßeinheit 30 und das Banddickenmeßgerät D4 der stromab der sechsten Schleifkabine 15 angeordneten fünften Meßeinheit 31 erfaßt.
Die Sammlung der Prozeßdaten wird auf dem in den FIGUREN nicht dargestellten separaten Rechner, der den Prozeßcomputer bildet, durchgeführt. In dem separaten Rechner werden die von den Meßeinrichtungen bzw. von der Basisautomatisierungsstufe vorverarbeiteten Prozeßdaten mit Hilfe eines Ringpuffers im Standard-File-Format auf der im separaten Rechner eingebauten Festplatte abgespeichert. Daher ist ein eigenes Datenbanksystem für die Prozeßdatenerfassung nicht erforderlich.
In der Sammlung der Prozeßdaten werden die folgenden Angaben bzw. Einflußgrößen für jedes einzelne geschliffene Metallband 6 archiviert:
Datum, Uhrzeit und Bandnummer je einmal pro Coil; als Parameter für das Ausgangsmaterial die Breite, die Dicke und die Härte des Metallbandes 6 je einmal pro Coil;
- der Schleifbandtyp der in den sechs Schleifkabinen 10, 11, 12, 13, 14, 15 eingesetzten sechs Schleifbänder 5 sowie deren Körnung und das für den Schleifprozeß eingesetzte Kühl-/Schmiermittel je einmal pro Coil;
- der Zeitpunkt der Auswechselung der Schleifbänder 5 je Wechsel; der Anstellungsdruck der Gegendruckrollen 8, 16, 17, 18, 19, 20 auf der jeweils rechten und linken Seite derselben bzw. die dort wirkenden Schleifkräfte, die zyklisch erfaßt werden;
die an den Kraftmeßdosen Fl, F2, F3 und F4 der Meßein- heiten 27, 28, 29 und 31 angreifenden Kräfte, die zyklisch erfaßt werden; die Motorleistung der Antriebseinrichtungen 7 der Schleifkabinen 10, 11, 12, 13, 14, 15, die zyklisch erfaßt werden; - die Laufgeschwindigkeiten der Schleifbänder 5 der Schleifkabinen 10, 11, 12, 13, 14, 15, die zyklisch erfaßt werden; die Vorschubgeschwindigkeit des zu schleifenden gewalzten Metallbandes 6, die zyklisch erfaßt wird; und - die von den Banddickenmeßgeräten Dl, D2, D3 und D4 der Meßeinheiten 27, 28, 30 und 31 gemessenen Banddickenverläufe stromauf der ersten Schleifkabine 10, stromab der zweiten Schleifkabine 11, stromab der fünften Schleifkabine 14 und stromab der sechsten Schleifkabine 15, wobei die erste, zweite und sechste Schleifkabine 10, 11, bzw. 15 die Bandoberseite und die fünfte Schleifkabine 14 die Bandunterseite des Metallbandes 6 abschleifen, und wobei die gemessenen Banddickenverläufe zyklisch erfaßt werden.
Die Auswechselungen der Schleifbänder 5, der Anstellungsdruck der Gegendruckrollen 8, 16, 17, 18, 19, 20 auf der rechten und linken Seite bzw. die Schleifkräfte, die an den Umlenk- rollen 26 angreifenden Kräfte, die Motorleistungen der Antriebseinrichtungen 7 der Schleifkabinen 10, 11, 12, 13, 14, 15, die Laufgeschwindigkeiten der Schleifbänder 5 der Schleifkabinen 10, 11, 12, 13, 14, 15, die Vorschubgeschwin- digkeit des zu schleifenden gewalzten Metallbandes 6 sowie die Banddickenverläufe werden auf die Bandlänge des Metallbandes 6 synchron gespeichert.
Wie in FIG 4 mittels Pfeillinien dargestellt ist, beein- flussen die in der ersten Meßeinheit 27 erfaßten Daten die Stellglieder 9 und 21, die der ersten Schleifkabine 10 bzw. der zweiten Schleifkabine 11 zugeordnet sind.
Die in der Meßeinheit 28 erfaßten Daten beeinflussen, wie in FIG 11 entsprechend dargestellt, die Stellglieder 9, 21, 22, 23 und 24 der ersten Schleifkabine 10, zweiten Schleifkabine 11, dritten Schleifkabine 12, vierten Schleifkabine 13 bzw. fünften Schleifkabine 14.
Die in der Meßeinheit 29 ermittelten Daten beeinflussen das
Stellglied 22 der dritten Schleifkabine 12, das Stellglied 23 der vierten Schleifkabine 13, das Stellglied 24 der fünften Schleifkabine 14 sowie das Stellglied 25 der sechsten Schleifkabine 15.
Die in der Meßeinheit 30 erfaßten Daten beeinflussen die Stellglieder 22, 23, 24 und 25 der dritten Schleifkabine 12, vierten Schleifkabine 13, fünften Schleifkabine 14 bzw. sechsten Schleifkabine 15.
Die in der Meßeinheit 31 erfaßten Daten beeinflussen die Stellglieder 24 und 25 der fünften Schleifkabine 14 bzw. sechsten Schleifkabine 15.
Die Banddicken bzw. die Dickenabweichungen des zu schleifenden gewalzten Metallbandes 6 werden von den Banddickenmeßgeräten Dl, D2, D3 und D4 der ersten Meßeinheit 27, der zweiten Meßeinheit 28, der vierten Meßeinheit 30 sowie der fünften Meßeinheit 31 über eine in ihnen jeweils vorgesehene Datenschnittstelle an den separaten Rechner zur Verfügung gestellt. Hierbei wird ein erstes Datentelegramm, in dem die Banddicke des Metallbandes 6 längenabhängig dargestellt ist, und ein zweites Datentelegramm, welches das Bandprofil des Metallbandes 6 beschreibt, übertragen.
Die Erfassung des Zeitpunktes einer Auswechselung eines Schleifbandes 5 in den Schleifkabinen 10, 11, 12, 13, 14, 15 bzw. die Änderung des Typs eines Schleifbandes 5 muß von der Bedienungsperson eingegeben werden. Sofern bestimmten Schleifkabinen 10, 11, 12, 13, 14, 15 jeweils vorgegebene Parameter aufweisende Schleifbandtypen zugeordnet sind, z.B. für den Fall, daß das in der Schleifkabine 10 eingesetzte
Schleifband 5 stets eine 40er Körnung aufweist, genügt eine Quittierung durch einen Druckknopftaster. Falls die Bestückung der Schleifkabinen 10, 11, 12, 13, 14, 15 z.B. in Abhängigkeit vom Schleifprozeß variabel sein muß, wird für die Eingabe ein separates Eingabebild in einem Visualisierungssystem vorgesehen.
Schleifpläne für den Abschliff eines gewalzten Metallbandes 6 werden von einem betreiberseitigen Produktionsrechner an eine Level-1-Ebene übertragen und von dort an eine Level-2-Ebene in Form des separaten Rechners übergeben. Vor der Übergabe können diese Schleifpläne von der Bedienungsperson geändert bzw. bestätigt werden.
Das Schleifprozeßmodell 1 ist analytisch ausgebildet, d.h., es basiert auf mathematischen Formeln bzw. Kurven. Mittels des Schleifprozeßmodells 1 wird der am gewalzten Metallband 6 durchzuführende Abschliff in Abhängigkeit von einigen der in FIG 1 angegebenen Einfluß- bzw. Ausgangsgrößen modelliert.
Ein Schleifprozeßmodell 1 in Form eines Kennlinienfeldes ist in FIG 2 dargestellt, wobei bei dieser Darstellung von einem konstanten Motorstrom im Bereich der Antriebseinrichtungen 7 der Schleifbänder 5 der Schleifkabinen 10, 11, 12, 13, 14, 15 ausgegangen wird. Mittels dieses Schleifprozeßmodells 1 wird der Abschliff in Abhängigkeit von der Standzeit, der in FIG 2 die Bandlänge entspricht, des jeweiligen Schleifbandes 5 modelliert .
Weitere analytische Teilmodelle, wie z.B. die Verschleißfunktion des Schleifbandes 5, werden für die analytische Modellierung erstellt. Die Teilmodelle werden zunächst an
Hand der vorliegenden gemessenen Prozeßdaten verifiziert und optimiert .
Diese analytischen Teilmodelle werden zur Erhöhung der Ge- nauigkeit des Schleifprozeßmodells 1 mit neuronalen Netzen 4 zu einem hybriden System erweitert. Die neuronalen Netze 4 haben hier die Aufgabe, Ungenauigkeiten der analytischen Teilmodelle zu kompensieren und im Betrieb diese Ungenauigkeiten durch Korrekturterme zu kompensieren, wie dieses prin- zipiell in FIG 3 dargestellt ist. Hierbei kann vorteilhafterweise so vorgegangen werden, wie es in der DE 43 38 607 A, der DE 43 38 608 A oder der DE 43 38 615 A beschrieben ist.
Das neuronale Netz 4 wird im Anschluß sukzessive um zusätz- liehe Eingänge erweitert. Der Einfluß dieser, wie aus FIG 3 hervorgeht, weiteren bzw. zusätzlichen Einflußgrößen, wie z.B. Härtefaktor des gewalzten Metallbandes 6 und Vorschubgeschwindigkeit des Metallbandes 6, auf den Bandabschliff wird mit Hilfe gemessener Prozeßdaten von dem neuronalen Netz 4 gelernt. Letztendlich resultiert hieraus ein hybrides Schleifprozeßmodell 1, wie es in FIG 1 dargestellt ist.
Es sei darauf hingewiesen, daß das Prozeßverhalten von Behandlungslinien bzw. Vorrichtungen zum Schleifen gewalzter Metallbänder einer stetigen Drift unterliegt. Diese Drift, die meßtechnisch nicht erfaßt wird, wobei diese beispielsweise auf der Alterung der Kraftmeßdosen Fl, F2, F3, F4 der Meßeinheiten 27, 28, 29, 31 beruhen kann, wird auch als „Tagesform* bezeichnet. Diese „Tagesform" kann durch eine Online-Adaption, d.h. durch ein Nachlernen der neuronalen Netze 4 kompensiert werden.
Zunächst wird der Abschliff nach Beendigung des Schleifvorganges für jedes Metallband 6 an Hand der aktuell gemessenen Dickenschriebe nachberechnet. Der nachberechnete Abschliff wird mit dem vom Schleifprozeßmodell 1 berechneten vergli- chen. Stimmen diese beiden Größen nicht überein, so muß das neuronale Netz 4 nachlernen, d.h., der nachberechnete Abschliff und die zugehörigen Prozeßparameter, wie sie in FIG 1 angegeben sind, werden verwendet, um das mit dem neuronalen Netz 4 versehene Schleifprozeßmodell 1 online, d.h. direkt auf einem Visualisierungs-Server an die veränderte Vorrichtung zum Schleifen gewalzter Metallbänder 6 zu adaptieren.
Das entsprechend weitergebildete Schleifprozeßmodell 1 wird nun Verwendet, um die Anstellung der Gegendruckrollen 8, 16, 17, 18, 19, 20 in Abhängigkeit von der Bandlänge des Metallbandes 6 so zu steuern, daß sich ein konstanter Abschliff ergibt .
Für die Steuerung des Schleifvorgangs wird mittels des vor- stehend geschilderten und in FIG 1 gezeigten Schleifprozeßmodells 1 aus den vorgegebenen Prozeß- und Anlagenparametern, die ebenfalls in FIG 1 gezeigt sind, nämlich der Motordrehzahl bzw. der im Datentelegramm vorgegebenen Motordrehzahl der Antriebseinrichtungen 7 der Schleifkabinen 10, 11, 12, 13, 14, 15, der Vorschubgeschwindigkeit des gewalzten Metallbandes 6, des Typs der eingesetzten Schleifbänder 5 der Schleifkabinen 10, 11, 12, 13, 14, 15, der eingangsseitigen Banddicke des zu schleifenden gewalzten Metallbandes 6, der eingangsseitigen Breite desselben und dem ausgangsseitig angestrebten Abschliff des gewalzten Metallbandes 6 die Wirksamkeit λ der Stellglieder 9, 21, 22, 23, 24, 25 der Schleifkabinen 10, 11, 12, 13, 14, 15 berechnet. Wie ins- besondere auch aus FIG 11 hervorgeht, werden die so für die Stellglieder 9, 21, 22, 23, 24, 25 der Schleifkabinen 10, 11, 12, 13, 14, 15 berechneten Wirksamkeitsmaße λi bei der Steuerung der genannten Stellglieder 9, 21, 22, 23, 24, 25 als Stellgliedwirksamkeiten λi, λz, λ3, λ4, λs und λβ berücksichtigt. Das Schleifprozeßmodell 1 wird eingesetzt, um den Ablauf des technologischen Schleifprozesses zu verbessern. Dieser ist prinzipiell in FIG 4 dargestellt. Die, wie im vorstehenden bereits erwähnt, in der Basisautomatisierung erfaß- ten Prozeß- bzw. Meßwerte bzw. -daten, bei denen es sich beispielsweise um Dicken, Ströme oder Geschwindigkeiten handeln kann, gehen mittels einer der eigentlichen Prozeßsteuerung zugeordneten Nachberechnung in die eigentliche Prozeßsteuerung ein. Das vorstehend geschilderte Schleif- prozeßmodell bzw. in FIG 4 Prozeßmodell dient unter Berücksichtigung der Nachberechnung als Grundlage für die ebenfalls im Bereich der Prozeßsteuerung angesiedelte Vorausberechnung und Regelung, in die Voreinstellungen wie Materialhärte und gewünschter Abschliff eingehen. Als Abgabegröße der Prozeß- Steuerung sind Arbeitspunkte für die Stellglieder 9, 21, 22, 23, 24, 25 vorgesehen, die mittels der Basisautomatisierung zu entsprechenden Verstellungen dieser Stellglieder und ggf. weiterer Basisregler dienen und so den auf der Vorrichtung zum Schleifen des Metallbandes 6 bzw. auf der Bandschleif- maschine durchgeführten Schleifprozeß beeinflussen.
Zu der in FIG 4 dargestellten Prozeßsteuerung gehört ein adaptiver modellbasierter Regler 32, wie er in FIG 5 dargestellt ist. Der Startwert für diesen adaptiven Regler 32 bezüglich der Wirksamkeit λ des jeweiligen Stellglieds 9, 21, 22, 23, 24 bzw. 25 wird durch das geschilderte hybride Schleifprozeßmodell 1 vorgegeben. Dieses Schleifprozeßmodell 1 wird, wie vorstehend beschrieben, an Hand gemessener Prozeßdaten justiert. Bei dieser Justierung wird der gemessene Abschliff als eine Grundlage der mittels des adaptiven Reglers 32 unter Beachtung weiterer Grundlagen einzustellenden Wirksamkeit des jeweiligen Stellglieds 9, 21, 22, 23, 24, 25 berücksichtigt. Unter Verwendung der den gemessenen Abschliff kennzeichnenden Daten wird darüber hinaus das durch den Schleifvorgang entstandene Profil des Metallbandes 6 erfaßt, wobei auch diese Profilwerte als Grundlage für die durch den adaptiven Regler 32 erfolgende Einstellung der Stellglieder 9, 21, 22, 23, 24, 25 dienen.
Bei vorgegebenen Material- und Schleifmittelparametern werden mit Hilfe eines Optimierungsverfahrens die freien Größen, z.B. die Schleifkraft, des Schleifprozeßmodells 1 so ermittelt, daß sich der gewünschte Abschliff des Metallbandes 6 einstellt. Die so unter Berücksichtigung des Schleifprozeßmodells 1 errechneten Steuergrößen werden dann, wie in FIG 4 dargestellt, als vorgegebene Arbeitspunkte der Stellglieder 9, 21, 22, 23, 24, 25 an die Basisautomatisierung übergeben. Eine maximaler und ein minimaler Abschliff des Metallbandes 6 werden über der Breite zur Profilkorrektur von einer Bedienungsperson vorgegeben, wodurch eine Profileinstellung bewerkstelligt wird. Hierdurch kann der zu tolerierende Ab- schliff der Schleifbänder 5 eingestellt werden.
Die Steuerung des Schleifprozesses kann darüber hinaus mittels des vorstehend geschilderten Schleifprozeßmodells 1 optimiert werden. Hierbei werden als zu optimierende Größen untersucht:
Konstanz des Abschliffs; hierbei handelt es sich um die bei weitem wichtigste Größe; - minimaler Abschliff; - maximaler Durchsatz durch die Vorrichtung zum Schleifen von gewalzten Metallbändern 6; Standzeit der Schleifbänder 5; Profileinstellung.
Es handelt sich hier um eine Mehrgrößenoptimierung, wobei die anzustrebenden Optimierungsziele einander zum Teil widersprechen; z.B. wirkt sich eine Maximierung des Durchsatzes negativ auf die Standzeit der Schleifbänder 5 aus. Deshalb wird in Abstimmung mit dem Betreiber der Vorrichtung zum Schleifen gewalzter Metallbänder 6 eine sog. Ziel- oder Kostenfunktion festgelegt, aus der hervorgeht, welches Optimierungsziel wie stark gewichtet werden soll.
Die vorstehend genannten Optimierungsziele können durch Variation der folgenden Einfluß- bzw. Steuergrößen beeinflußt werden:
- Motordrehzahl; Schleifkraft; Schnittgeschwindigkeit; Bandgeschwindigkeit. Die Bandgeschwindigkeit kann ledig- lieh mit Einschränkungen variiert werden, da die einzelnen Schleifkabinen 10, 11, 12, 13, 14, 15 durch die Vorschubgeschwindigkeit bzw. den Bandfluß des Metallbandes 6 miteinander gekoppelt sind. In FIG 6 ist schematisch dargestellt, unter Berücksichtigung welcher Einflußgrößen und Zielfunktionen das Schleifprozeßmodell bzw. Prozeßmodell 1 optimiert werden kann.
FIG 7 zeigt in Seiten- und Vorderansicht den prinzipiellen Aufbau der Schleifkabine 10, die hier beispielhaft angeführt ist. Die Schleifkabine 10 hat ein Schleifgerüst 33, in dem die Antriebseinrichtung 7 und eine von der Antriebseinrichtung 7 angetriebene Schleifwalze 34 aufgenommen sind. Mittels des auf der Antriebseinrichtung 7 und der Schleifwalze 34 umlaufenden Schleifbandes 5 wird der eigentliche Schleifvor- gang bewerkstelligt.
In Gegenüberlage zur Schleifwalze 34 ist die Gegendruckrolle 8 angeordnet, die mit der Schleifwalze 34 den Schleifspalt bildet, durch den hindurch das zu schleifende gewalzte Metallband 6 geführt wird. Die Schleifkraft bzw. der Anstellungsdruck der Gegendruckrolle 8 wird durch das Stellglied 9 eingestellt. Wie aus der Vorderansicht hervorgeht, können auf der rechten und auf der linken Seite der Gegendruckrolle 8 unterschiedliche Kräfte wirken, wie es durch das zweigeteilt dargestellte Stellglied 9a, 9b gezeigt ist.
Auf das in der Schleifkabine 10 bearbeitete Metallband 6 wirken als Zugkräfte die eingangsseitige Zugkraft FZEIN und als ausgangsseitige Zugkraft FZAUS. Der Schleifvorgang wird im wesentlichen bestimmt durch die von der Gegendruckrolle 8 entsprechend der Beaufschlagung des Stellglieds 9 ausgeübte Normalkraft Fn und die davon abhängige Tangentialkraft Ft. Eingangsseitig besitzt das Metallband 6 die Dicke DEIN, ausgangsseitig die Dicke DAUS. Wie aus der in FIG 7 rechts dargestellten Vorderansicht hervorgeht, können die Normalkräfte Fni bzw. Fn2 auf der rechten und auf der linken Seite der Gegendruckrolle 8 unterschiedlich groß sein, je nach Beaufschlagung der einzelnen Teile der zweiteiligen Stell- gliedeinrichtung 9a, 9b. Die Beaufschlagung des Stellglieds 9 erfolgt entsprechend der unter Zugrundelegung des Schleifprozeßmodells 1 ermittelten Sollkräfte Fnd bzw. Fni,d und Fn2,d.
Wie in FIG 8 dargestellt, ergibt sich die Schleifleistung aus dem Quotienten des Schleifvolumens V und der Zeit und entsprechend aus einem Produkt einer Konstanten mit der Normalkraft Fn.
Das Schleifvolumen V errechnet sich aus dem Produkt der Stellgliedwirksamkeit λ und der Normalkraft Fn. Des weiteren entspricht das Schleifvolumen V dem Produkt aus der in FIG 8 dargestellten Fläche A und der Vorschubgeschwindigkeit des Metallbandes 6 Vβand.
Die Fläche A errechnet sich aus dem Produkt der Breite B des Metallbandes 6 mit der Dickendifferenz zwischen der Eingangsdicke DEIN und der Ausgangsdicke DAUS, wie in der Gleichung in FIG 8 angegeben. Die Tangentialkraft Ft entspricht dem Produkt aus dem Reibbeiwert μ und der Normalkraft Fn. Die Stellgliedwirksamkeit λ und der Reibbeiwert μ ist prozeßabhängig von der Qualität des Schleifbandes 5, der Laufgeschwindigkeit des Schleifbandes 5 sowie der Vorschubgeschwindigkeit des Metallbandes 6 sowie ggf. weiterer Größen.
Die Normalkraft Fn errechnet sich aus der Anstellkraft des hydraulischen Stellglieds 9. Die Tangentialkraft Ft errechnet sich aus dem Motormoment der Antriebseinrichtung 7 der Schleifkabine 10.
Der an Hand der FIGUREN 7 und 8 erläuterte Schleifprozeß wird als nicht lineares statisches System mit einer zustandsabhän- gigen Ubertragungscharakteristik
Abschliff = G(λ) x Schleifkraft und einer Totzeit Ta bis zur Messung modelliert.
Die Stellglieder 9 bzw. 21, 22, 23, 24, 25 sind geregelte hydraulische Antriebe. Bei der hier eingeschlagenen Vorgehensweise wird davon ausgegangen, daß die Istschleifkraft, die der Normalkraft Fnd entspricht, der Sollvorgabe Fn hinreichend genau und hinreichend schnell folgt. Das heißt, die Stellglieder 9, 21, 22, 23, 24, 25 werden als statische Glie- der modelliert.
In FIG 9 ist prinzipiell in übertriebener Weise dargestellt, in welchem Ausmaß durch entsprechende Beaufschlagung der Gegendruckrolle 8 mittels des ihr zugeordneten Stellglieds 9 bzw. 9a, 9b ein zu schleifendes gewalztes Metallband 6, das an einer Seite erheblich dicker ist als an der anderen, hinsichtlich seiner Dicke vergleichmäßigt werden kann. Dies wird dadurch erreicht, daß die Beaufschlagung der Gegendruckrolle 8 mittels des ihr zugeordneten Stellglieds 9 in der Weise erfolgt, daß an der in FIG 9 rechten Seite ein minimal zulässiger Abschliff des Metallbandes 6 erfolgt, wohingegen an der in FIG 9 linken Seite der maximal zulässige Abschliff eingestellt wird. Hierdurch wird die Dickenunregelmäßigkeit des Metallbandes 6 ausgangsseitig der Schleifkabine 10 erheblich reduziert. Es ist möglich, durch entsprechende Einstellungen der aufeinanderfolgenden Schleifkabinen 10, 11, 12, 13, 14, 15 die Dicke bzw. das Profil des Metallbandes 6 zu vergleichmäßigen, selbst für den Fall, daß der für die Vergleichmäßigung und für den Schleifvorgang erforderliche Abschliff größer ist als ein in einer Schleifkabine 10, 11, 12, 13, 14, 15 maximal zulässiger Abschliff.
In FIG 10 ist eine Reglerstruktur der beispielsweise aus FIG 4 hervorgehenden Prozeßsteuerung dargestellt.
In das Schleifprozeßmodell 1 gehen als Einflußgrößen ein die angestrebte Dicke dsoii des zu schleifenden gewalzten Metallbandes 6, die rechts- und linksseitigen eingangsseitigen Dicken deinl,2 , die Vorschubgeschwindigkeit Vband des Metallbandes 6 sowie weitere Prozeßgrößen. Des weiteren geht in das Schleifprozeßmodell ein die Schleifleistung, die gemäß der vorstehenden Ausführungen nach Beendigung des Schleifprozes- ses ermittelt wurde.
Das Schleifprozeßmodell 1 ermittelt aus den ihm zur Verfügung stehenden Daten eine Stellgliedwirksamkeit λi für das in FIG 7 linke Teilglied 9a des Stellglieds 9 und eine Stellgliedwirksamkeit λz für das in FIG 7 rechte Teilglied 9b des Stellglieds 9. Bei der Vorgabe der Stellgliedwirksamkeiten λi und λ2 werden die Dickenwerte am Ende des Schleifprozesses mittels der Modelladaption 1 bzw. der Modelladaption 2 be- rücksichtigt. In einer weiteren Vergleichsstufe wird bei der in FIG 10 dargestellten Reglerstruktur die jeweilige Sollkraft Fni,d bzw. Fn2,d für die Stellglieder, die eingangs- seitige Dicke Deinl bzw. die eingangsseitige Dicke Dem2 zur Errechnung einer ausgangsseitigen Dicke Dausl bzw. Daus2 ver- wendet, wobei diese errechnete ausgangsseitige Dicke Dausl bzw. Das2 mit der tatsächlichen ausgangsseitigen Dicke Dausl bzw. Daus2 verglichen und der resultierende Wert in die Modelladaption 1 bzw. die Modelladaption 2 eingeht.
Bei diesem Vorgang wird die Totzeit ta bis zur Messung be- rücksichtigt. Zu Beginn des Schleifprozesses werden Startwerte durch das Schleifprozeßmodell 1 vorgegeben, wobei die Stellgliedwirksamkeiten nach Einleitung des Schleifprozesses dann aufgrund der dann vorliegenden Datengrundlage adaptiert bzw. angepaßt werden. Das Schleifprozeßmodell 1 wird somit zweckmäßigerweise zur Voreinstellung der jeweiligen Schleifkabinen 10, 11, 12, 13, 14, 15 hinsichtlich des einzustellenden Schleifspaltes und/oder hinsichtlich der einzustellenden Schleifkräfte eingesetzt.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Schleifen eines gewalzten Metallbandes (6), bei dem der Abschliff des Metallbandes (6) mittels Stell- gliedern (9) beeinflußt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zumindest ein Stellglied (9) in Abhängigkeit von Ausgangsgrößen eines Schleifprozeßmodells (1) eingestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Schleifprozeßmodell (1) einschließlich von mit diesem zu realisierenden Automatisierungsfunktionen in einem separaten Rechner installiert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Schleifprozeßmodell (1) unter Zugrundelegung eines analytischen Schleifprozeßmodells (2) erstellt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das analytische Schleifprozeßmodell (2) durch ein neuronales Netz (4) korrigiert und zu einem hybriden Prozeßmodell erweitert wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem dem Schleifprozeßmodell (1) ein regelbasiertes System (3) zu- geordnet ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem als Eingangsgrößen für die Erstellung des Schleifprozeßmodells
(1) Parameter eines das gewalzte Metallband (6) abschleifen- den Schleifmittels (5) fungieren.
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem als Eingangsgröße für die Erstellung des Schleifprozeßmodells (1) der Typ eines das Schleifmittel (5) bildenden Schleifbands (5) fungiert.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, bei dem als Eingangsgröße für die Erstellung des Schleifprozeßmodells (1) die Körnung eines das Schleifmittel (5) bildenden Schleifbands (5) fungiert.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem als Eingangsgröße für die Erstellung des Schleifprozeßmodells (1) die Standzeit eines das Schleifmittel (5) bildenden Schleifbands (5) fungiert.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, bei dem als Eingangsgrößen für die Erstellung des Schleifprozeßmodells
(1) Parameter eines mit dem Schleifmittel (5) eingesetzten Kühl- und/oder Schmiermittels fungieren.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem als Eingangsgrößen für die Erstellung des Schleifprozeßmodells
(1) Parameter des zu schleifenden gewalzten Metallbandes (6) fungieren.
12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem als Eingangsgröße für die Erstellung des Schleifprozeßmodells (1) die Breite des zu schleifenden gewalzten Metallbandes (6) fungiert.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, bei dem als Eingangsgröße für die Erstellung des Schleifprozeßmodells (1) die Dicke des zu schleifenden gewalzten Metallbandes (6) fungiert .
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei dem als Eingangsgröße für die Erstellung des Schleifprozeßmodells (1) die Härte des zu schleifenden gewalzten Metallbandes (6) fungiert.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei dem als Eingangsgröße für die Erstellung des Schleifprozeßmodells (1) das Profil des zu schleifenden gewalzten Metallbandes (6) fungiert .
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, bei dem als Eingangsgröße für die Erstellung des Schleifprozeßmodells (1) Banddickenabweichungen des zu schleifenden gewalzten Metallbandes (6) fungieren.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei dem als Eingangsgröße für die Erstellung des Schleifprozeßmodells (1) die Motorleistung einer das Schleifmittel (5) antreibenden Antriebseinrichtung (7) fungiert.
18. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem die Motorleistung variiert wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, bei dem die Motorleistung in Schritten, vorzugsweise von ca. 25 kW, variiert wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, bei dem als Eingangsgröße für die Erstellung des Schleifprozeßmodells (1) die Laufgeschwindigkeit des als Schleifband (5) ausgebildeten Schleifmittels (5) fungiert.
21. Verfahren nach Anspruch 20, bei dem die Laufgeschwindigkeit des Schleifbandes (5) variiert wird.
22. Verfahren nach Anspruch 21, bei dem die Laufgeschwindigkeit des Schleifbandes (5) in Schritten, vorzugsweise von ca. 2m/min, variiert wird.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22, bei dem als Eingangsgrößen für die Erstellung des Schleifprozeßmodells
(1) Parameter der Vorrichtung zum Schleifen des gewalzten Metallbandes (6) fungieren.
24. Verfahren nach Anspruch 23, bei dem als Eingangsgröße für die Erstellung des Schleifprozeßmodells (1) die Schleifkraft bzw. der Anstellungsdruck einer Gegendruckrolle (8) fungiert.
25. Verfahren nach Anspruch 24, bei dem die Schleifkraft bzw. der Anstellungsdruck der Gegendruckrolle (8) variiert wird.
26. Verfahren nach Anspruch 25, bei dem die Schleifkraft bzw. der Anstellungsdruck der Gegendruckrolle (8) in Schritten, vorzugsweise von 5 N/mm, variiert wird.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26, bei dem die Schleifkraft bzw. der Anstellungsdruck der Gegendruckrolle (8) in Längsrichtung derselben unterschiedlich eingestellt wird.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 27, bei dem als Eingangsgröße für die Erstellung des Schleifprozeßmodells (1) die Vorschubgeschwindigkeit des gewalzten Metallbandes (6) fungiert .
29. Verfahren nach Anspruch 28, bei dem die Vorschubgeschwindigkeit des gewalzten Metallbandes (6) variiert wird.
30. Verfahren nach Anspruch 29, bei dem die Vorschubgeschwindigkeit des gewalzten Metallbandes (6) in Schritten, vorzugsweise von ca. 2 m/min, variiert wird.
31. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 30, bei dem für die Erstellung des Schleifprozeßmodells (1) zunächst nur die Motorleistung der das Schleifmittel (5) antreibenden Antriebseinrichtung (7) über die Schleifkraft bzw. den Anstellungsdruck der Gegendruckrolle (8) und die Vorschubgeschwin- digkeit des gewalzten Metallbandes (6) bei konstanten anderen Eingangsgrößen variiert wird.
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 31, bei dem zur Erstellung des Schleifprozeßmodells (1) aufgenommene Prozeß- daten im separaten Rechner entsprechend ihrem zeitlichen
Eintreffen erfaßt und zu gleichen Bandpunkten des gewalzten Metallbandes (6) synchronisiert zugeordnet werden.
33. Verfahren nach Anspruch 32, bei dem je abzuschleifendem gewalzten Metallband (6) Datum und Uhrzeit, Bandnummer, Breite, Dicke und Härte des gewalzten Metallbandes (6), der Typ des bzw. der als Schleifmittel (5) eingesetzten Schleifbänder (5) , die Körnung der Schleifbänder (5) , das eingesetzte Kühl- und/oder Schmiermittel, der Zeitpunkt von Schleifbandwechseln, der zyklische Verlauf der Schleifkraft bzw. des Anstellungsdrucks mit den Schleifbändern (5) zu- sammenwirkender Gegendruckrollen (8), der zyklische Verlauf von an Umlenkrollen (26) der Vorrichtung angreifenden Kräften, der zyklische Verlauf der Motorleistung der Antriebseinrichtungen (7) der Schleifbänder (5), der zyklische Verlauf der Laufgeschwindigkeit der Schleifbänder (5) , der zyk- lische Verlauf der Vorschubgeschwindigkeit des abzuschleifenden gewalzten Metallbandes (6) und der zyklische Verlauf von an unterschiedlichen Meßpunkten innerhalb der Vorrichtung gemessenen Banddicken des gewalzten Metallbandes (6) archiviert werden, wobei der Zeitpunkt von Schleifbandwechseln, der zyklische Verlauf der Schleifkraft bzw. des Anstellungsdrucks mit den Schleifbändern (5) zusammenwirkender Gegendruckrollen (8), der zyklische Verlauf von an den Umlenkrollen (26) der Vorrichtung angreifenden Kräften, der zyklische Verlauf der Motorleistung der Antriebseinrichtungen (7) der Schleifbänder (5), der zyklische Verlauf der Laufgeschwindigkeit der Schleifbänder (5) , der zyklische Verlauf der Vorschubgeschwindigkeit des abzuschleifenden gewalzten Metallbandes (6) und der zyklische Verlauf der an unterschiedlichen Meßpunkten innerhalb der Vorrichtung gemessenen Banddicken des gewalzten Metallbandes (6), bezogen auf die Länge des Metallbandes (6), synchron gespeichert werden.
34. Verfahren nach Anspruch 33, bei dem die Banddicke des gewalzten Metallbandes (6) in einem ersten Datentelegramm längenabhängig und in einem zweiten Datentelegramm band- profilabhängig an den separaten Rechner übertragen wird.
35. Verfahren nach Anspruch 33 oder 34, bei dem mittels des neuronalen Netzes (4) sukzessive der Einfluß von Eingangsbzw. Einflußgrößen auf den Bandabschliff, z.B. der Einfluß der Härte des zu schleifenden gewalzten Metallbandes (6), der Einfluß der Vorschubgeschwindigkeit des zu schleifenden gewalzten Metallbandes (6) etc., erfaßt bzw. erlernt wird, und das neuronale Netz (4) in Abhängigkeit von dem erfaßten bzw. erlernten Einfluß einen Korrekturterm erstellt und mittels dieses Korrekturterms der Ausgangswert des analytischen Schleifprozeßmodells (2) modifiziert wird.
36. Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 35, bei dem der Abschliff gewalzter Metallbänder (6) nach Beendigung des Schleifvorgangs aus den gemessenen Banddicken des gewalzten Metallbandes (6) errechnet wird, der so nacherrechnete Abschliff mit dem vom Schleifprozeßmodell (1) vorberechneten Abschliff verglichen wird, und das neuronale Netz (4) unter Berücksichtigung der dem nacherrechneten Abschliff zugeordneten erfaßten Prozeßparameter so adaptiert wird, daß der nacherrechnete Abschliff dem vorberechneten Abschliff entspricht .
37. Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 36, bei dem mittels des Schleifprozeßmodells (1) die Wirksamkeit der die Druckbeaufschlagung der Gegendruckrollen (8, 16, 17, 18, 19, 20) steuernden Stellglieder (9, 21, 22, 23, 24, 25) errechnet wird, wobei diese mittels des Schleifprozeßmodells (1) errechnete Wirksamkeit der Stellglieder (9, 21, 22, 23, 24, 25) bei der Einstellung der Druckbeaufschlagung der Gegendruck- rollen (8, 16, 17, 18, 19, 20) mittels einer Basisautomatisierungsstufe berücksichtigt wird.
38. Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 37, bei dem die Druckbeaufschlagung an der linken und der rechten Seite einer Gegendruckrolle (8) einer Schleifkabine (10) unter Berücksichtigung der durch einen minimalen und einen maximalen Abschliff vorgegebenen Grenzen unterschiedlich eingestellt wird, um das Profil des abzuschleifenden gewalzten Metallbandes (6) zu vergleichmäßigen.
39. Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 38, bei dem die ein Maß für die Wirksamkeit des Stellglieds (9) darstellende
Ausgangsgröße des Schleifprozeßmodells (1) in einen adaptiven Regler (32) der Prozeßregelung eingegeben wird, der in Abhängigkeit von dieser Ausgangsgröße des Schleifprozeßmodells (1), vom vorgegebenen Sollabschliff und Sollprofil und vom gemessenen Istabschliff bzw. dem daraus errechneten Istprofil das Stellglied (9) steuert.
40. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 39, bei dem eine Vielzahl von Schleifkabinen (10, 11, 12, 13, 14, 15) mittels eines Schleifprozeßmodells (1) gesteuert wird.
41. Verfahren nach Anspruch 40, bei dem eine Abweichung des gemessenen Abschliffs vom Sollabschliff durch Eingriff auf eine' Vielzahl der vom Schleifprozeßmodell (1) gesteuerten Schleifkabinen (10, 11, 12, 13, 14, 15) kompensiert wird.
42. Verfahren nach Anspruch 40 oder 41, bei dem zur Adaption des Schleifprozeßmodells (1) Sollwerte, Standzeiten und Prozeßdaten aller vom Schleifprozeßmodell (1) gesteuerten Schleifkabinen (10, 11, 12, 13, 14, 15) berücksichtigt werden.
43. Vorrichtung zum Schleifen eines gewalzten Metallbandes (6), mit Schleifmitteln (5), mittels denen das gewalzte Metallband (6) abschleifbar ist, Stellgliedern (9, 21, 22, 23, 24, 25) , mittels denen der Abschliff des gewalzten Metallbandes (6) beeinflußbar ist, und einer Steuereinrichtung, mittels der die Stellglieder (9, 21, 22, 23, 24, 25) ver- bzw. einstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuereinrichtung ein Schleifprozeßmodell (1) einschließlich von mit diesem zu realisierenden Automatisierungsfunktionen installiert ist, und daß zumindest ein Stellglied (9, 21, 22, 23, 24, 25) der Vorrichtung zum Schleifen eines gewalzten Metallbandes (6) in Abhängigkeit von Ausgangsgrößen des Schleifprozeßmodells (1) einstellbar ist.
44. Vorrichtung nach Anspruch 43, deren Steuereinrichtung einen separaten Rechner aufweist, in dem das Schleifprozeßmodell (1) und die mit diesem zu realisierenden Automatisierungsfunktionen installiert sind.
45. Vorrichtung nach Anspruch 44, deren Steuereinrichtung bzw. deren zusätzlicher Rechner eine externe Datenschnittstelle aufweist.
46. Vorrichtung nach Anspruch 45, bei der die externe Datenschnittstelle mittels einer ISDN-Karte realisiert ist.
47. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 44 bis 46, bei der auf dem zusätzlichen Rechner als Betriebssystem Windows NT vorgesehen ist.
48. Vorrichtung einem der Ansprüche 44 bis 47, bei der dem zusätzlichen Rechner ein Ringpuffer zugeordnet ist, mittels dem die zu Erstellung des Schleifprozeßmodells (1) aufge- nommenen Prozeßdaten im Standard-File-Format auf einer im zusätzlichen Rechner eingebauten Festplatte abspeicherbar sind.
49. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 44 bis 48, bei der der Steuereinrichtung Banddickenmeßgeräte Dl, D2, D3, D4 zugeordnet sind, die eine Datenschnittstelle aufweisen, mittels der Banddickendaten an den separaten Rechner übertragbar sind.
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