AT524979A1

AT524979A1 - Drahtrichtmaschine und Verfahren zum Geraderichten von Draht oder Bandmaterial

Info

Publication number: AT524979A1
Application number: ATA50312/2021A
Authority: AT
Original assignee: Evg Entwicklungs U Verwertungs Ges M B H
Priority date: 2021-04-27
Filing date: 2021-04-27
Publication date: 2022-11-15
Also published as: IL308038A; US20240207921A1; EP4329959A1; CN117241901A; WO2022229850A1; BR112023019770A2

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zum Geraderichten von Draht oder Bandmaterial mittels einer Dressurvorrichtung mit an gegen- überliegenden Seiten des durchlaufenden Materials (1) versetzt angreifenden Richtrollen, von denen einige abhängig von einem Modell, das anhand von Eingangsdaten des Materials ermittelt worden ist, automatisch so angestellt werden, dass die Anforderungen an die Geradheit erfüllt werden, wobei die Stellung mindestens einer Richtrolle laufend adaptiert wird aufgrund der genannten, beim Durchlauf durch die Dressurvorrichtung er- fassten Daten, welche für die erzielte Geradheit repräsentativ sind, wobei die Auslenkung des Materials nach dem Durchgang durch die Anordnung der Richtrollen (3, 4, 6, 10) in Y- und in Z-Richtung mittels drei voneinander entlang der X-Achse des Materials angeordneter Sensoren (13, 14, 15) gemessen und die erhaltenen Messwerte in das die Anstellung der anstellbaren Richtrollen steuernde Modell eingegeben werden.

Description

PATENTANWÄLTE KG EUROPEAN PATENT AND TRADEMARK ATTORNEYS

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Drahtrichtmaschine und Verfahren zum Geraderichten

von Draht oder Bandmaterial

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Geraderichten von Draht oder Bandmaterial mittels einer Dressurvorrichtung mit an gegenüberliegenden Seiten des durchlaufenden Materials versetzt angreifenden Richtrollen, von denen einige abhängig von einem Modell, das anhand von Eingangsdaten des Materials ermittelt worden ist, automatisch so angestellt werden, dass die Anforderungen an die Geradheit erfüllt werden, wobei die Stellung mindestens einer Richtrolle laufend adaptiert wird aufgrund der genannten, beim Durchlauf durch die Dressurvorrichtung erfassten Daten, welche für die erzielte Geradheit repräsentativ sind, wobei innerhalb des Modells eine X-Achse in der Durchlaufrichtung des Materials liegt, sowie eine Y- und eine

Z-Achse senkrecht zueinander und zur X-Achse.

Die Erfindung betrifft ferner eine Drahtrichtmaschine bzw. eine Vorrichtung zum Geraderichten von Draht oder Bandmaterial mit einer Dressurvorrichtung mit zwei einander gegenüber längsversetzt angeordneten Reihen von antriebslosen Richtrollen, die im Betrieb an einem zwischen den Reihen durchlaufenden Material angreifen, um dieses geradezurichten, wobei einige Richtrollen abhängig von einem Modell automatisch gesteuert so an das Material anstellbar sind, dass die Anforderungen an

die Geradheit des aus der Dressurvorrichtung austretenden Ma-

und eine Z-Achse senkrecht zueinander und zur X-Achse.

Die WO 2020/172694 lehrt ein Verfahren und eine Vorrichtung, bei welchen ein Draht in einer anpassbaren Richtvorrichtung gerade gerichtet werden kann. Dafür werden laufend entweder die Temperatur des Drahtes, die Kräfte auf die Richtrollen oder die Auslenkung des gerichteten freien Drahtes nach Verlassen der Richtvorrichtung gemessen, in ein Modell eingegeben und zur Anpassung der Anstellung einiger Richtrollen an den Draht verwendet. Nachteilig ist, dass im Fall der Messung der Drahtauslenkung ein freier Draht vorhanden sein muss, der

nicht unmittelbar automatisiert weiterverarbeitbar ist.

Die WO 2015/144539 Al offenbart ein Verfahren, bei welchem innerhalb einer Testmessung ein Zusammenhang u.a. von Kräften, die auf Richtwalzen wirken, und „Richtguteigenschaften“, wie etwa die Planheit des Richtgutes, ermittelt wird. Anschließend wird ein Modell gebildet, das es erlaubt, innerhalb eines Richtprozesses aus laufenden Richtguteigenschaften die Anstellung von Richtwalzen anzupassen, allerdings ohne dabei Kräfte zu messen. Nachteilig ist, dass das Verfahren nur im Rahmen

einer Testmessung stattfindet.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, einen geschlossenen Regelkreis für ein autonomes Verfahren anzugeben, um Richtgut von unbekannter, variabler Krümmung geradezurichten, wobei das Drahtende nicht frei sein, wobei die Richtmaschine nicht besonders viel länger als herkömmlich gebaut werden, und wobei

keine gesonderte Testmessfahrt durchgeführt werden muss.

geben werden.

In einer Ausführungsform des Verfahrens werden Dressurvorrichtungen hintereinander vom Draht oder vom Bandmaterial durchlaufen, wobei die eine Dressurvorrichtung horizontal angeordnete Richtrollen und die andere vertikal angeordnete Richtrol-

len aufweist.

In einer weiteren vorteilhaften Alternative wird das Material in Durchlaufrichtung gesehen hinter dem dritten Sensor auf

vorbestimmte Längen geschnitten.

Die Messung der Position des Materials erfolgt in Durchlaufrichtung gesehen hinter allen Richtrollen durch Messung der Abweichung des Materials von der Durchlaufachse (der X-Achse) in der Anstellrichtung der Richtrollen (Y-Achse) und senkrecht zu diesen beiden Achsen (der Z-Achse). Hierfür kommen bekannte optische Messverfahren durch z.B. Laserabstandssensoren (sogenannte Laserscanner) oder Ultraschallsensoren in Frage. Es ist denkbar, dass die Positionsmessung nur zu Beginn des Verfahrens zu Kalibrationszwecken durchgeführt wird, während im laufenden Betrieb die Messung der an den Richtrollen angreifenden Kräfte zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ge-

nügt.

bar sind.

In einer Alternative der Erfindung ist in Durchlaufrichtung

gesehen hinter dem dritten Sensor eine Drahtschere angeordnet.

Bevorzugt ist in einer weiteren Ausführungsform, dass zwei Dressurvorrichtungen hintereinander vom Draht durchlaufen werden, wobei eine Dressurvorrichtung horizontal angeordnete Richtrollen und die andere vertikal angeordnete Richtrollen

aufweist.

Ebenso ist in einer Alternative denkbar, dass sich in Durchlaufrichtung gesehen hinter dem dritten Sensor eine zweite Dressurvorrichtung mit zwei einander gegenüber längsversetzt angeordneten Reihen von antriebslosen Richtrollen, die im Betrieb an einem zwischen den Reihen durchlaufenden Material angreifen, angeordnet ist, wobei die zweite Dressurvorrichtung

gegenüber der ersten um 90° versetzt am Material angreift.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert, worin Fig. 1 eine Dressurvorrichtung mit einem durch diese laufenden Draht, Fig. 2 dieselbe Dressurvorrichtung mit angedeuteten Messstellen, Fig. 3 das graphische Modell einer Drahtauslen-

kung und Fig. 4 einen Regelkreis als Blockdiagramm zeigt.

20 mm.

Die ersten beiden Richtrollen 3 der in der Fig. 1 unteren Reihe haben feststehende Drehachsen. Die an diese anschließende untere Richtrolle 4 ist mittels einer bei 5 angedeuteten Stellvorrichtung einzeln für sich an das durchlaufende Material 1 anstellbar. Die drei ersten Richtrollen 6 der oberen Reihe sind gemeinsam an das Material 1 anstellbar und sind zu diesem Zweck auf einem gemeinsamen Träger 7 gelagert, der mittels eines Hebels 8 durch einen Stellmotor 9 höhenverstellbar ist. Die an die oberen Richtrollen 6 anschließende obere Richtrolle 10 ist mittels einer bei 11 angedeuteten Stellvor-

richtung einzeln für sich an das Material anstellbar.

Fig. 2 veranschaulicht, dass nach den Richtrollen 3, 4, 6, 10

in der Richtanlage drei Sensoren 13, 14, 15 angebracht sind,

1.

Wenn der Draht im geschnittenen Zustand eine Krümmung aufweist (z.B. b/ 1 > 2 mm/m nach Fig. 3), so ist dies schon im eingespannten Zustand des Materials 1 vor der Schere 16 oder anderen Elementen der Richtmaschine erkennbar. Die Krümmung ist im eingespannten Zustand zwar nicht genauso ausgeprägt, wie nach einem Schnitt durch die Schere 16. Man erkennt aber bereits an dem nach der ersten (von möglicherweise zwei) Dressurvorrichtungen sichtbaren Drahtmaterial 1, ob eine Krümmung vorliegt oder nicht. Man kann sogar erkennen, ob eine starke Krümmung

vorliegt.

Der Zusammenhang ist allerdings nichtlinear und auch nicht direkt proportional, weil der Draht gegen einen eingespannten Zustand arbeitet und in alle Richtungen ausweichen kann. Im Stand der Technik herrscht daher die Meinung vor, die Krümmung eines Drahtes mit ausreichender Genauigkeit nur dann bestimmen

zu können, wenn ein Drahtende frei ist.

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kennen.

Mithilfe der Krümmungsvorhersage wird gemäß Fig. 4 die Zustandsschätzung im prädikativen Regelkreis erreicht. Die Regelung selbst erfolgt anhand eines Modells, das die Abweichung im Richtergebnis auf die benötigten Einstellungskorrekturen

der Richteinheit abbildet.

Claims

Verfahren zum Geraderichten von Draht oder Bandmaterial mittels einer Dressurvorrichtung mit an gegenüberliegenden Seiten des durchlaufenden Materials (1) versetzt angreifenden Richtrollen, von denen einige abhängig von einem Modell, das anhand von Eingangsdaten des Materials (1) ermittelt worden ist, automatisch so angestellt werden, dass die Anforderungen an die Geradheit erfüllt werden, wobei die Stellung mindestens einer Richtrolle laufend adaptiert wird aufgrund der genannten, beim Durchlauf durch die Dressurvorrichtung erfassten Daten, welche für die erzielte Geradheit repräsentativ sind, wobei innerhalb des Modells eine X-Achse in der Durchlaufrichtung des Materials (1) lL1iegt, sowie eine Y- und eine Z-Achse senkrecht zueinander und zur X-Achse, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslenkung des Materials (1) nach dem Durchgang durch die Anordnung der Richtrollen (3, 4, 6, 10) in Y- und in ZRichtung mittels drei voneinander entlang der X-Achse des Materials (1) angeordneter Sensoren (13, 14, 15) gemessen und die erhaltenen Messwerte in das die Anstellung der anstellbaren Richtrollen (6, 4, 10) steuernde Modell einge-

geben werden.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Dressurvorrichtungen hintereinander vom Draht oder vom Bandmaterial durchlaufen werden, wobei die eine Dressurvorrichtung horizontal angeordnete Richtrollen (3, 4, 6, 10) und die andere vertikal angeordnete Richtrollen

aufweist.

ten wird.

Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Geraderichten von Draht oder Bandmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einer Dressurvorrichtung mit zwei einander gegenüber längsversetzt angeordneten Reihen von antriebslosen Richtrollen (3, 4, 6, 10), die im Betrieb an einem zwischen den Reihen durchlaufenden Material (1) angreifen, um dieses geradezurichten, wobei einige Richtrollen (6, 4, 10) abhängig von einem Modell automatisch gesteuert so an das Material (1) anstellbar sind, dass die Anforderungen an die Geradheit des aus der Dressurvorrichtung austretenden Materials erfüllt sind, wobei innerhalb des Modells eine X-Achse in der Durchlaufrichtung des Materials (1) Liegt, sowie eine Y- und eine Z-Achse senkrecht zueinander und zur X-Achse, dadurch gekennzeichnet, dass drei voneinander in X-Richtung beabstandete Sensoren (13, 14, 15) zur Messung der Auslenkung des Materials (1) in X- und in Y-Richtung in Bewegungsrichtung des Materials gesehen hinter der Dressurvorrichtung angeordnet sind, wobei alle erhaltenen Messwerte dem das Anstellen der anstellbaren Richtrollen (6, 4, 10) steuernden Modell zu-

führbar sind.

Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass

sich in Durchlaufrichtung gesehen hinter dem dritten Sen-

sor (15) eine Drahtschere (16) angeordnet ist.

die andere vertikal angeordnete Richtrollen aufweist.