BR112013026244A2 - dispositivo extrator de rolo, método de determinação de uma distância de um extrator de um rolo de trabalho e método de controle - Google Patents

Abstract

resumo patente de invenção: "dispositivo extrator de rolo e método". a presente invenção refere-se a um dispositivo extrator de rolo que compreende um extrator (26, 27) montado em um suporte de extrator (4); um sensor (47, 47a); e um processador em um sistema de controle (48). o sensor é adaptado para proporcionar uma medida da distância até um rolo de trabalho (21) e o processador é adaptado para determinar a posição de uma ponta (42) do extrator (26, 27) em relação ao rolo de trabalho, usando a distância proporcionada pelo sensor (47, 47a).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para DISPOSITIVO EXTRATOR DE ROLO, MÉTODO DE DETERMINAÇÃO DE UMA DISTÂNCIA DE UM EXTRATOR DE UM ROLO DE TRABALHO E MÉTODO DE CONTROLE.

A presente invenção refere-se a um dispositivo extrator de rolo e método, em particular, a laminadores de alumínio.

No campo da laminação de metais é conhecido que o metal que está sendo laminado pode aderir à superfície do rolo e, portanto, um dispositivo conhecido como um extrator é usado para descascar ou extrair o metal para longe da superfície do rolo e guiá-lo para fora do laminador. Em alguns tipos de laminadores, o contato entre o extrator e o rolo de trabalho é aceitável, mas na laminação de alumínio, por exemplo, é importante que o extrator não contate a superfície do rolo, caso contrário, danificará a camada de superfície do rolo. Portanto, o extrator tem que ser colocado com uma folga pequena entre o extrator e a superfície do roto. A folga precisa ser pequena o bastante para assegurar que mesmo o material mais fino que é laminado não pode forçar seu caminho entre o extrator e o rolo e, portanto, alinhamento e posicionamento precisos do extrator são requeridos. Mesmo em uma laminador de placas grandes é comum que a folga entre o extrator e o rolo seja de apenas cerca de 2 mm.

Em muitos laminadores, os extratores são fixados entre os calços de rolo. Um exemplo é mostrado em US3258953. A folga entre os extratores e a superfície do rolo de trabalho é preestabelecida quando os rolos e os calços são montados. Vários meios são usados para ajustar a posição dos extratores em relação ao rolo de trabalho, incluindo cunhas, parafusos e excêntricos, mas, quaisquer que sejam os meios usados para ajustar as posições do extrator, eles são fixados em relação aos calços de rolos e, portanto, a folga permanece constante, quando o conjunto de rolos se move no laminador. Em consequência, neste tipo de desenho, o movimento dos calços em relação ao alojamento devido aos espaços vazios não afeta a folga do extrator para o rolo.

Contudo, há alguns desenhos para extratores em que o extrator não está preso aos calços de rolos, mas é preso ao equipamento - usualmente, o conjunto de rolo de alimentação - que, por sua vez, é preso ao alo

2/17 jamento de laminador. Exemplos são DEI02007048747 e o pedido de patente copendente dos requerentes GB1106138.9. Esses desenhos têm certas vantagens em relação aos extratores montados em calços, mas uma desvantagem significativa é que qualquer movimento dos calços dentro dos espaços vazios do alojamento ou qualquer imprecisão na posição calculada do rolo, vertical ou horizontalmente, leva ao ajuste impreciso da folga do extrator para o rolo. Uma vez que os espaços vazios são de um tamanho similar à folga desejada, seria possível terminar com nenhuma folga, o que levaria a danos à camada de superfície do rolo, ou com uma folga que é muito maior do que o desejado e que permitirá que material fino seja forçado entre o extrator e o rolo.

O DEI02007048747 descreve um desenho em que os extratores são montados no conjunto de rolos de alimentação e todo o conjunto de rolos de alimentação e extrator pode ser movido horizontalmente. Através da ligação do movimento horizontal do conjunto de rolos de alimentação e extrator com o movimento vertical do roto de trabalho de fundo, é possível definir a posição do extrator em relação ao rolo de trabalho e, assim, definir a folga entre o extrator e o rolo.

O pedido de patente copendente GB1106138.9 refere-se a um desenho em que os extratores são montados no conjunto de rolos de alimentação todo o conjunto de rolos de alimentação e extrator pode ser movido verticalmente ou articulado em seu suporte tomando possível definir os extratores de lados de entrada e de saída em diferentes alturas em relação ao topo do rolo de trabalho e também definir as folgas entre os extratores e o rolo. Este desenho é ilustrado nas figuras 1 e 2.

Contudo, conforme mencionado nesses tipos de desenhos da técnica anterior, particularmente onde o extrator é preso ao conjunto de rolos de alimentação, imprecisões podem se originar no ajuste da folga de para rolo.

De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, um dispositivo extrator de rolo compreende um extrator montado em um suporte de extrator, um sensor e um processador, em que o sensor é adaptado para

3/17 proporcionar uma medida de dispositivo até um rolo de trabalho; e em que o processador é adaptado para determinar a posição de um ponto do extrator em relação ao rolo de trabalho, usando a distância proporcionada pelo sensor.

De preferência, o sensor é montado em uma distância predeterminada de uma ponta do extrator.

De preferência, o sensor é montado em um dentre o extrator, o suporte de extrator, um conjunto de rolos de alimentação, suporte de rolo de alimentação, alojamento de laminador ou um calço de rolo.

De preferência, pelo menos um sensor é montado no centro do dispositivo.

Isso permite que a curvatura do rolo de trabalho seja determinada e compensada.

De preferência, um sensor é montado voltado para uma ou mais áreas de suporte de retificador de cilindro de laminação de um rolo de trabalho.

De preferência, o dispositivo compreende dois ou mais sensores, espaçados ao longo do comprimento do dispositivo.

De preferência, um sensor é montado em cada extremidade do dispositivo.

De preferência, o dispositivo compreende dois ou mais sensores espaçados em tomo de uma circunferência do rolo de trabalho.

De preferência, o sensor ou cada sensor é adaptado para determinar a distância de um rolo de trabalho inferior de um par de rolos de trabalho.

De preferência, o sensor compreende um de um sensor indutivo ou capacitivo de contato ou de não contato, um sensor de distância mecânico, um transdutor ou um telêmetro óptico.

De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, um método de determinação da distância de um extrator de um rolo de trabalho compreende o uso de um sensor para determinar a distância do sensor de um ponto no rolo de trabalho; extração de dados armazenados referentes à

4/17 posição relativa do sensor e do extrator e cálculo de uma posição do extrator, em relação ao rolo de trabalho, da distância determinada e a localização armazenada do sensor.

De acordo com um terceiro aspecto do método da presente invenção de controle de uma posição relativa de um extrator e um rolo de trabalho compreende a determinação de uma folga representando a distância do extrator do rolo de trabalho de acordo com o método do segundo aspecto; comparação da folga com uma folga requerida; determinação se o resultado da comparação está fora de uma faixa de tolerância aceitável e, se assim, adaptação da posição do extrator de acordo com o resultado da comparação.

A invenção permite que a posição do extrator seja determinada, verificada para conformidade com as tolerâncias preestabelecidas e corrigidas, se requerido, qualquer que possa ser a causa da não conformidade, assim, é útil, na preparação e durante a operação, se as influências externas mudarem a posição do extrator após a preparação.

De preferência, o método ainda compreende a colocação de um sensor em cada extremidade do rolo de trabalho; e adaptação da posição do extrator em cada extremidade, em consequência.

De preferência, o método compreende a determinação da distância para cada um dos sensores; cálculo de uma distância média, mínima ou máxima usando cada uma das distâncias predeterminadas; e adaptação da posição do extrator com base no resultado da comparação entre a distância requerida e a distância média, mínima ou máxima.

De preferência, o método compreende a repetição automaticamente das etapas de determinação e comparação da distância e adaptação da posição do extrator.

Isso ajuda a manter a precisão, mesmo se a carga muda durante o processo de laminação.

De preferência, o método ainda compreende a aplicação de um retardo entre repetições, quando o resultado da comparação está dentro de uma faixa de tolerância aceitável.

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De preferência, o método compreende a determinação de quando uma extremidade de cabeça de um artigo que está sendo laminado passou pelo extrator no conjunto de rolos de alimentação no lado de saída e, então, fazendo um atuador mover o extrator para mais longe do rolo de trabalho do que a faixa máxima de tolerância da folga requerida.

A faixa máxima de tolerância é a folga máxima que é aceitável durante o enroscamento da tira para impedir a tira de se colocar de modo forçado entre o extrator e o roto, mas, uma vez que a extremidade de cabeça tenha passado pelo extrator, isto é, o enroscamento da tira esteja completo, então, é aceitável que a folga seja aumentada além desse limite, sem o risco de que o artigo fique entre o extrator e o rolo de trabalho. Isso significa que o risco do extrator entrar em contato com o rolo de trabalho devido às forças inesperadas é reduzido.

De preferência, a deflexão do extrator é calculada das medições de carga e da posição do extrator é ajustada em resposta à distância determinada e à medição da carga.

De preferência, o método ainda compreende a medição da posição do cilindro de carga de rolo em combinação com a determinação da distância de medição do sensor.

De preferência, o método ainda compreende um ou mais atuadores pra ajuste da posição do extrator.

De preferência, o dispositivo ainda compreende sensores de carga para calcular a deflexão do extrator.

De preferência, os sensores de carga compreendem um dentre transdutores de pressão nos atuadores ou células de carga.

Um exemplo de um dispositivo extrator de rolo e um método associado de acordo com a presente invenção será agora descrito com referência aos desenhos anexos, em que:

A figura 1 ilustra a disposição global de uma gaiola de laminação à qual a invenção pode ser aplicada;

A figura 2 Ilustra em mais detalhes o tipo de conjunto de rolos de alimentação ao qual a invenção pode ser aplicada;

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A figura 3 é uma vista detaihada de uma implementação da presente invenção no conjunto da figura 1;

A figura 4 é um fluxograma ilustrando o método de operação do dispositivo da presente invenção;

A figura 5 ilustra uma modalidade alternativa de um dispositivo de acordo com a presente invenção; e

A figura 6 ilustra uma vista alternativa da modalidade da figura 5.

A figura 1 ilustra uma gaiola de laminação e conjunto de rolos de alimentação em que a presente invenção pode ser aplicada. A gaiola de lamlnação compreende um alojamento tendo barras de topo e de fundo 33a, 33b e colunas laterais 38a, 38b. Os calços de rolos 41, 42 são encaixados dentro da gaiola de laminação para os rolos de apoio. Os conjuntos de rolos em um laminador têm que ser capazes de se mover verticalmente nos alojamentos de laminadores com a finalidade de acomodar diferentes diâmetros de rolos, ajustar a folga de rolo, controlar a espessura e ajustar a altura da linha de passe, etc. Os rolos de apoio superior e inferior 39, 40 são montados em calços 41, 42 e placas de desgaste 31a, 31b são proporcionadas nas faces externas dos calços de rolos. Nas faces internas do alojamento de laminador, placas de desgaste 35a, 35b correspondentes são proporcionadas e os calços são permitidos deslizar nessas placas de desgaste. Similarmente, para os conjuntos de rolos de trabalho, com rolos de trabalho 21, 22 (figura 2), os calços de rolos de trabalho 43, 44 têm placas de desgaste 36a, 36b em sua superfície externa e suportes correspondentes 45, 46 (neste exemplo, curvatura de rolo/blocos de equilíbrio) fixados no alojamento da gaiola de laminação com placas de desgaste 37 em suas superfícies de faceamento interno. Na prática, tem que haver uma certa quantidade de espaço vazio 32a, 32b, 32c, 32d entre as dimensões dos calços e os alojamentos de laminadores ou suportes de calços. Esse espaço vazio é necessário por diversas razões, incluindo nip de alojamento, permissão para expansão térmica e o fato de que os conjuntos de rolos precisam ser mudados regularmente. O nip de alojamento é o fenômeno pelo qual a forma da janela de alojamento muda llgeiramente entre os estados descarregado e carregado.

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Para a maior parte dos laminadores, as faces internas dos alojamentos se movem para dentro, quando a carga do laminador é aplicada, isto é, as barras de topo e de fundo 33a, 33b se dobram e assim, fazem com que as colunas laterais 38a, 38b se dobrem, igualmente, e, se houver espaço vazio insuficiente entre os calços e o alojamento, então, o alojamento apertará o calço e impedirá o movimento livre. Tipicamente, os espaços vazios do desenho entre os calços e os alojamentos de laminadores têm de 1 a 2 mm, mas, se for permitido que as placas de desgaste se desgastem excessivamente, o espaço vazio pode se tomar, facilmente, mais de 2 mm. Tipicamente, as placas de desgaste têm um espaço vazio de poucos milímetros entre elas.

No exemplo mostrado na figura 2, um extrator 27 é proporcionado no lado de saída de rolo de trabalho de fundo 21. Normalmente, a folga de para rolo tem apenas 2 mm para satisfazer as duplas exigências de impedir que materiais finos fiquem entre o extrator e o rolo de trabalho e evitar o contato do extrator com o rolo de trabalho, que pode causar danos à superfície. Pode ser visto que, se o rolo de trabalho se mover 2 mm ou mais, então, dependendo da direção de movimento, isso pode resultar em nenhum espaço vazio, ou em um espaço vazio de 4mm, ambos podendo causar problemas.

Outro aspecto é que, quando a mudança de rolo ocorre, as placas de desgaste após a mudança podem estar mais ou menos gastas do que um conjunto anterior, assim, não é possível garantir que o espaço vazio correto foi mantido.

A figura 2 ilustra em mais detalhes o exemplo da figura 1. Nesta modalidade, os extratores 26 e 27 são fixados nos conjuntos de rolos de alimentação 3 e 4, suportando os rolos de alimentação 25, 28. Os rolos de alimentação 3 e 4 são montados em cursores 5 e 6, de modo que os conjuntos podem se mover em relação aos suportes de rolos de alimentação 7 e 8. Neste exemplo, este movimento é alcançado por cilindros hidráulicos 9 e 10, embora outros tipos de atuadores possam ser usados e a invenção não está limitada a este exemplo especifico. Os cilindros hidráulicos 9 e 10 também

8/17 contêm transdutores de posição externa (embora transdutores internos ou externos possam ser usados) e o curso de cada um desses cilindros pode ter sua posição controlada independentemente por servo-válvulas hidráulicas e controladores (não mostrados). Os suportes de rolos de alimentação 7 e 8 são articulados em torno de pivôs 11 e 12 que são fixados ao alojamento de laminador. Os suportes de rolos de alimentação 7 e 8 podem ser movidos em tomo de pivôs 11 e 12 por meio de cilindros hidráulicos 13 e 14. Engates em forma de U 15 e 16 dos cilindros hidráulicos 13 e 14 são conectados aos pivôs que são montados no alojamento de laminador. Os cilindros hidráulicos 13 e 14 também contêm transdutores de posição e os cursos desses cilindros são controlados, independentemente por servo-válvulas hidráulicas e controladores que não são mostrados.

Com desenhos de extrator tais como no DEI02007048747 e GB1106138.9, a fim de ajustar o extrator à folga de rolo precisamente, a posição do rolo de trabalho deve ser conhecida, precisamente.

Para direcionar esse problema, é necessário determinar a distância da ponta de extrator do roto de trabalho. A posição vertical do rolo de trabalho é conhecida com precisão razoavelmente boa do cilindro de carga de rolo 30, os diâmetros de rolos e as dimensões de quaisquer acondicionadores 34 etc., mas mesmo se a folga de extrator para rolo for calibrada, por exemplo, por uma medição manual quando o equipamento é primeiro instalado, é difícil estar certo de que a posição vertical do rolo é conhecida absoluta e precisamente após as mudanças de rolo, desgaste de rolo, etc. Isso é porque os laminadores ainda têm que fazer zerar uma calibração de laminador após uma mudança de rolo. Na teoria, deve ser possível calcular a nova posição de zero precisamente, mas, na prática, uma calibração é requerida.

A posição horizontal do conjunto de rolo dentro dos espaços vazios do alojamento não é conhecida precisamente e, portanto, tem que ser suposta. De um modo geral, os laminadores têm um deslocamento entre as linhas centrais verticais dos rolos de apoio e os rolos de trabalho a fim de forçar os rolos para um lado do laminador. Alguns laminadores têm mesmo pequenos cilindros hidráulicos para empurrar calços de rolos através de um

9/17 lado do alojamento. Porém, mesmo se for suposto que os calços de rolos estão contra um lado do alojamento, ainda há pontos desconhecidos, tais como, exatamente, quanto o calço e as placas de desgaste do laminador estão desgastadas, se as dimensões são exatamente as mesmas entre diferentes conjuntos de rolos, desenvolvimento térmico de rolos de trabalho e dos calços, etc., e assim ainda há algumas incertezas com relação à posição horizontal do calço de rolo. Qualquer movimento horizontal do rolo de trabalho 21 devido aos espaços vazios ou ao desgaste das placas de desgaste, ou diferenças entre os diferentes conjuntos de calços e qualquer imprecisão na posição vertical suposta do rolo de trabalho pode levar a erros na folga de para rolo.

Correntemente, para os desenhos de extratores similares aos do DE102007048747 e GB1106138.9, o sistema de controle que controla a posição dos extratores tem que fazer certas suposições. Para a posição vertical, o sistema de controle supõe que isso pode ser determinado precisamente a partir da posição do cilindro de carga de rolo medida, dos diâmetros dos rolos e das dimensões nominais de quaisquer acondicionadores, etc. Para a posição horizontal do rolo, o sistema de controle supõe que isso é constante. Em geral, esses sistemas supõem que o calço está contra um lado do laminador o tempo todo. Uma verificação manual na folga de para rolo é feita durante a instalação inicial ou durante a manutenção e um desvio é incorporado no sistema de controle, mas, subsequentemente, o sistema de controle tem que supor que a posição horizontal não muda. Em geral, é muito consumidor de tempo fazer uma verificação manual da folga de para rolo após uma mudança de rolo, assim, o sistema tem que supor que o novo conjunto de rolos tem exatamente as mesmas dimensões entre o centro do rolo e as placas de desgaste do calço como o antigo conjunto de rolos, ou uma mediação manual podería ser feita na oficina de rolos e introduzida no sistema de controle.

Outra solução que tem sido considerada para ajustar a folga de para rolo é mover o extrator até que ele toque o rolo e, então, movê-lo para fora por uma distância para ajustar a folga. O contato entre o extrator e o

10/17 rolo pode ser detectado pela medição de força nos cilindros que movem o conjunto de extrator, por exemplo, ou por um sensor de força ou sensor de contato no extrator. Esse método tem a desvantagem de que o extrator pode danificar a superfície do rolo.

Na presente invenção, conforme ilustrado na figura 3, a distância da ponta de extrator do rolo de trabalho pode ser derivada por um processador (não mostrado) em um sistema de controle 49 do laminador a partir de dados de um sensor 47 em uma posição conhecida em relação à ponta de extrator 42 e à geometria do conjunto. Isso permite que o sistema de controle calcule a folga de extrator para rolo 48 muito mais precisamente do que é possível correntemente. O sensor pode ser de qualquer tipo conveniente do qual uma distância possa ser derivada ou obtida diretamente, tal como um sensor de distância mecânico, transdutor, transdutor diferencial variável linear (LVDT) em configuração de contato ou de não contato, um medidor de alcance ultrassônico ou sensor de distância óptico ou a laser. Por exemplo, o transdutor pode ser um dispositivo mecânico com, por exemplo, um rolete na extremidade ou um dispositivo óptico, mas, por razões de solidez e ambientais, é preferível usar um dispositivos do tipo indutivo ou capacitivo. Exemplos de outros transdutores possíveis incluem sensores magneto-indutivos ou a laser, corrente de Foucault.

A partir dos dados do sensor, a distância até o rolo, ou um ponto conhecido em relação à superfície do rolo, de um ponto conhecido em relação à ponta do extrator, é determinada. Conforme indicado, a medição da distância do sensor não tem que ser até o próprio rolo, mas podería ser feita até alguma outra parte do conjunto de rolos com uma relação conhecida com o rolo, como as superfícies de retificação.

Embora a folga atual esteja entre o ponto do extrator e o rolo de trabalho, um sensor colocado na ponta pode ser varrido pela placa de passagem, assim, o sensor é colocado em uma posição mais segura, uma distância conhecida longe da ponta, em lugar de colocar o sensor direto na ponta do extrator a fim de medir a folga de rolo diretamente. Outro probiema prático com a colocação do sensor na ponta é que não há muito espaço nes

11/17 ta região e o sensor podería ser facilmente danificado, assim, é preferido que o sensor seja montado longe da ponta. Através da combinação da medição do sensor com a geometria conhecida do conjunto e do sensor e da posição vertical do rolo de trabalho, então, é possível determinar a folga de para rolo real na ponta com boa precisão. Em casos onde a geometria do extrator é bem conhecida, o sensor pode ser montado no conjunto de rolos de alimentação 4, em lugar de no conjunto de extratores 27, de modo que o extrator pode ser mudado sem perturbar o sensor.

Uma verificação manual inicial e o ajuste da folga de para rolo ainda podem ser feitos, se desejado , mas, subsequentemente, o sensor permite que o sistema mantenha, automaticamente a distância correta de folga de para rolo, mesmo se o rolo se mover dentro dos espaços vazios, ou as placas de desgaste se tomarem gastas, ou um novo conjunto de rolos for instalado com dimensões diferentes.

É preferível ter pelo menos dois sensores em cada extrator, o conjunto de suporte de extratores ou conjunto de rolos de alimentação leva em conta diferenças através da largura completa do rolo - por exemplo, um sensor em cada extremidade de qualquer dispositivo em que o sensor esteja montado - porquê os movimentos horizontais dos rolos podem ser diferentes em cada extremidade do rolo. Se os sensores 47 medirem folgas diferentes 48 em cada extremidade do extrator 27, então, o sistema de controle 49 pode ser preparado para ajustar cada extremidade, independentemente, ou ajustar a folga média ou mínima. O sistema de controle também pode ser preparado para dar um alarme, se houver uma folga de para rolo excessiva, ou uma diferença excessiva entre as duas extremidades do extrator ou uma distância de extrator para rolo que é pequena demais.

Em geral, é preferível que o sensor meça a distância entre o extrator e o rolo nas bordas do lado de fora da área onde o metal é laminado normalmente porque essa parte do rolo é menos afetada pelos depósitos de metal, etc. Porém, em certos tipos de laminadores pode ser desejável medir a folga de para rolo no centro ou em outra parte através da largura de roto, a fim de corrigir a folga para desgaste do rolo ou para acúmulo de metal na

12/17 superfície do rolo.

Conforme mencionado acima, outra opção é que os sensores meçam a distância até às áreas de suporte de retificação de rolo. Muitos rolos de trabalho são fabricados com áreas fora do cilindro de rolo (isto é, fora da área de trabalho) que são retificadas precisamente para uso como área de suporte durante a retificação do rolo. Se a folga para essas áreas de suporte de retificação for medida peto sensor, então, é simples calcular a folga de para rolo da geometria.

O fornecimento de um sensor no centro do rolo, em lugar de, ou assim como, nas bordas, pode ser útil, mas um sensor nessa posição pode ser difícil de manter. Portanto, um outro aperfeiçoamento da invenção é usar as cargas medidas em alguns ou em todos os cilindros 9, 13, 10, 14, para compensar a deflexão do extrator e do conjunto de suporte de extrator sob carga. É possível que a folga de para rolo não seja a mesma no centro do extrator que nas bordas, por causa da carga do material que está sendo laminado no lado de entrada ou no lado de entrada causa deflexão do extrator 26, 27 e do conjunto de suporte de extrator. O cálculo da deflexão para uma dada carga e largura de material pode ser feito pelo sistema de controle 49 usando cálculos de elementos finitos ou métodos similares desde que algumas suposições a cerca da distribuição de carga sejam feitas. Através do uso das cargas medidas nos cilindros, o sistema pode, portanto, estimar quanto o extrator foi defletido no centro, comparado com a deflexão onde os sensores são posicionados e, assim, fazer um ajuste para obter a folga correta no centro. Dessa maneira, o sistema pode estimar a folga de para rolo no centro do rolo, tendo apenas sensores nas bordas. O uso das cargas dos cilindros é simples porque as pressões podem ser medidas facilmente, mas também seria possível usar células de carga ou outros dispositivos de medição de carga.

Para fins deste pedido, a modalidade preferida e as descrições detalhadas fizerem referência ao rolo e extrator inferiores, mas a invenção é aplicável, igualmente, em modalidades que usam uma disposição de sensor similar no extrator para o rolo superior.

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O sensor não tem que ser montado, necessariamente, no conjunto de extratores ou no próprio conjunto de rolos de alimentação a fim de proporcionar informação a cerca da posição do rolo. Em princípio, o sensor pode ser montado no alojamento ou em algum outro ponto, desde que a geometria entre o sensor e o rolo e o sensor e o extrator seja conhecida. Ainda, o sensor podería ser montado no conjunto de rolos, por exemplo, no calço e detectar a distância até o extrator ou suporte de extrator, mas essa solução não é ideal porque o conjunto de rolos teria, então, que ter cabos ou algum outro método de obtenção do sinal do sensor para o controlador.

A figura 4 ilustra um exemplo de como o dispositivo é usado para determinar e manter uma folga de extrator. Durante uma preparação inicial ou após uma mudança de rolo de trabalho 50, o sistema de controle 49 precisa verificar se a folga de extrator está ajustada em uma distância aceitável do rolo de trabalho para impedir danos à superfície do rolo ou a extremidade de cabeça do artigo que está sendo laminado da obtenção entre o extrator e o rolo de trabalho no lado de saída. O sistema de controle 49 recebe 51 um sinal do sensor 47 e o conhecimento da geometria do dispositivo em que o sensor é montado, essa informação é usada para determinar a distância do sensor do rolo de trabalho 21. O sistema de controle, então, deriva a posição da ponta 42 do extrator 27 dos dados conhecidos a cerca de sua posição em relação ao sensor 47 para determinar uma folga 48 entre o rolo de trabalho 21 e a ponta 42 do extrator. Isso, então, permite que a folga corrente do rolo até a ponta de extrator 48 seja calculada 52. Essa folga é comparada 53 com um valor máximo e mínimo permitido conhecido da folga e, se o resultado da comparação estiver fora de uma faixa preestabelecida 54, então, o controlador envia um sinal para um atuador a fim de fazer 55 que a posição da ponta de extrator 10 e/ ou 14 mova a ponta pela quantidade requerida, para mais perto ou mais distante do rolo de trabalho.

Tendo realizado o ajuste necessário, as etapas 51 a 54 são repetidas para verificar se a nova posição é aceitável. Se o método for usado apenas durante a preparação, então, ele termina neste ponto. Contudo, é preferido que exista verificações, ou em resposta a uma questão especifica,

14/17 tal como uma carga adversa sendo sentida como parte de um movimento geral de um rolo ou laminador, ou como uma parte de uma verificação regular. Por exemplo, quando houver uma mudança na distância derivada da ponta até o rolo de trabalho, comparado com a separação desejada, por exemplo, quando uma carga chega primeiro, então, ajuste adequado de suas posições relativas pode ser aplicado para compensar a mudança. No caso onde a folga não está fora da faixa de tolerância testada na etapa 53, então, o ciclo pode ser repetido. A repetição pode ter um retardo aplicado 56, ou pode estar relacionado com eventos específicos, tais como movimento dos extratores em prontidão para um passe de inversão do artigo em um laminador de inversão.

Um outro aperfeiçoamento é usar dois ou mais sensores em cada extremidade do rolo, conforme ilustrado na figura 5. Desde que os dois sensores 47 e 47a estejam dispostos para detectar pontos diferentes em tomo da circunferência do rolo, então, o sistema de controle 49 pode determinar a posição horizontal e a vertical do rolo precisamente. A figura 6 mostra uma vista alternativa da figura 5, da qual as posições relativas dos sensores 47 e 47a e outros componentes podem ser vistos mais claramente.

Em vista dos limites de espaço na área de extrator e das preocupações a cerca de danos ao rolo quando as tolerâncias não estão corretas, a operação do laminador pode ser ainda otimizada pelo posicionamento do extrator na folga mínima apenas o suficiente para a extremidade de cabeça do material passar através da folga do rolo de trabalho. Uma vez que o extrator esteja rosqueado e a extremidade de cabeça tenha passado com segurança através da folga de rolo, então, o extrator é recuado para fora do caminho. O sensor da presente invenção permite essa otimização porque o extrator pode ser colocado de volta, precisamente, perto do rolo de trabalho com a folga requerida para cada passe subsequente, mas movido para fora do caminho do rolo de trabalho em outro momento que não durante a passagem da extremidade de cabeça. Isso protege o rolo de trabalho contra carga adversa que ocorre após a extremidade de cabeça do artigo que está sendo laminado ter sido rosqueada seguramente. A determinação do tempo

15/17 correto para recuo do extrator pode estar baseada no rastreamento do artigo, na detecção da carga sobre a gaiola de laminação ou sobre o extrator, na velocidade e no tempo de rastreamento para o artigo, a fim de determinar quando a extremidade de cabeça passou ou alguma combinação desses parâmetros. A folga é então aberta ativamente o suficiente, uma vez que a extremidade de cabeça tenha passado pelo ponto de extração, para dar uma proteção adicional contra o contato do rolo em caso de carregamento adverso.

Um dos vários métodos que podem ser usados para determinar o estado para retração da mesa de alimentação para o estado mais seguro, o mais simples é aplicar um retardo de tempo após a detecção de carga sobre a gaiola de laminação, após o que o extrator é retraído. As alternativas após a detecção de carga sobre a gaiola de laminação são que um cálculo é feito da posição de extremidade de nariz da chapa grossa com base na velocidade e no tempo de laminação desde a detecção de carga, de modo que o nariz da chapa grossa é determinado ter passado pelo nariz de extrator e, em seguida, o extrator é retraído, ou a opção de uso de um sensor, tal como um laser, fotocélula ou detector de metal quente, para detectar nariz de chapa grossa em uma distância segura do aperto de rolo não são essenciais, mas podem ser úteis.

Em uma modalidade, o extrator de saída pode ser reajustado para a localização vertical correta para o passe seguinte, uma vez que o extrator tenha sido retraído, mas isso é opcional. Usualmente, o posicionamento final, pronto para o passe seguinte, particularmente para o extrator no lado de saída do passe, ocorre após o cilindro de carga de rolo estar em estado de 'ajuste de folga'. Contudo, se pelo posicionamento do extrator no lado de saída do passe bem claro do rolo de trabalho, então, o posicionamento final pode ocorrer imediatamente em seguida à saída da chapa grossa do aperto do rolo (perda de detecção de carga).

Esse recuo no lado de entrada ou de saída pode ser implementado somente por movimento vertical de respectivos cilindros 13, 14 para mover o extrator para longe da superfície do roto de trabalho. Alternativa

16/17 mente, o movimento dos cilindros 9, 10 é possível. Uma combinação de movimento causado por pares de cilindros 9, 13; 10, 14 também é prático. Não é essencial que este recurso seja proporcionado tanto no lado de entrada quanto no de saída, visto que, tipicamente, ao lado de entrada pode ser preparado para ter uma folga segura maior do que no lado de saída, assim, o recuo é implementado apenas no lado de saída. Contudo, uma modalidade que implementa o recuo em um ou em ambos os lados não está excluída.

O extrator é retornado para a posição de folga pequena quando o laminador inverte para o passe seguinte ou quando o laminador inverte para o seguinte, mas um passe quando esse extrator estará no lado de saída mais uma vez. No lado de entrada, a folga é menos crítica, assim, poderia ser definida para uma folga maior, mesmo antes das roscas da tira. No lado de saída, é importante que a folga seja significativamente menor do que a espessura de saída da tira para aquele passe inicialmente, mas uma vez que a extremidade de cabeça tenha ido além do extrator, então, a folga pode ser aumentada.

Em resumo, a invenção proporciona um ou mais sensores, montados no extrator, ou no conjunto de suporte de extrator ou em outra laminação cuja posição relativa no que refere-se à extremidade é conhecida, os quais medem a distância entre o extrator, ou o conjunto de suporte de extrator ou a localização conhecida e a superfície de rolo, ou a área de retificação de rolo, ou qualquer outra parte do conjunto de rolo cuja geometria em relação à superfície de rolo de trabalho é conhecida. A medição pelo sensor em combinação com a geometria da disposição pode ser usada, então para ajustar a posição do extrator a fim de definir a folga ótima extrator para rolo. Um sensor em cada extremidade do rolo pode ser usado e o sistema pode definir a folga em cada extremidade separadamente ou usar uma combinação das duas medições para definir a folga ótima. Os sensores podem ser montados nas bordas do rolo fora da largura normal de laminação, de modo que eles não sejam afetados pelo acúmulo de metal no rolo, etc. Onde um ou mais sensores são montados dentro da largura normal de laminação, isso permite a detecção de desgaste do rolo ou acúmulo de metal. As cargas so

17/17 bre o conjunto de extrator podem ser medidas pelas pressões nos cilindros ou pelas células de carga e a deflexão do conjunto de extrator devido a essas cargas calculadas e a posição do extrator é ajustada para compensar essa deflexão.

Claims (22)

1. Dispositivo extrator de rolo, o dispositivo compreendendo um extrator montado em um suporte de extrator, um sensor e um processador, em que o sensor é adaptado para proporcionar uma medição de distância até um rolo de trabalho; e em que o processador é adaptado para determinar a posição de uma ponta do extrator em relação ao rolo de trabalho, usando a distância proporcionada pelo sensor.

2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, em que o sensor é montado em uma distância predeterminada de uma ponta do extrator.

3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que o sensor é montado em um dentre o extrator, o suporte de extrator, um conjunto de rolos de alimentação, suporte de rolo de alimentação, alojamento de laminador ou um calço de rolo.

4. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que pelo menos um sensor é montado no centro do dispositivo.

5. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que um sensor é montado voltado para uma ou mais áreas de suporte de retificador de um rolo de trabalho.

6. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que o dispositivo compreende dois ou mais sensores, espaçados ao longo do comprimento do dispositivo.

7. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 6, em que um sensor é montado em cada extremidade do dispositivo.

8. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que o dispositivo compreende dois ou mais sensores espaçados em tomo de uma circunferência do rolo de trabalho.

9. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que o sensor, ou cada sensor, é adaptado para determinar a distância de um rolo de trabalho inferior de um par de rolos de trabalho.

10. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que o sensor compreende um dentre um sensor indutivo ou

2/3 capacitivo de contato ou de não contato, um sensor de distância mecânica, um transdutor ou um telêmetro óptico.

11. Método de determinação de uma distância de um extrator de um rolo de trabalho, o método compreendendo o uso de um sensor para determinar uma distância do sensor de um ponto no roto de trabalho; extração de dados armazenados referentes à posição relativa do sensor e da extremidade e cálculo de uma posição do extrator, em relação ao rolo de trabalho, da distância determinada e da localização armazenada do sensor.

12. Método de controle de uma posição relativa de um extrator e de um rolo de trabalho, o método compreendendo a determinação de uma folga representando a distância do extrator do rolo de trabalho como definida no método da reivindicação 11; comparação da folga com uma folga requerida; determinação se o resultado da comparação está fora de uma faixa de tolerância aceitável e, se assim, adaptação da posição do extrator de acordo com o resultado da comparação.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, em que o método ainda compreende a colocação de um sensor em cada extrator do rolo de trabalho; e adaptação da posição do extrator em cada extremidade, consequentemente.

14. Método, de acordo com a reivindicação 12 ou 13, em que o método compreende a determinação da distância para cada um dos sensores; cálculo de uma distância média, mínima ou máxima usando cada uma das distâncias determinadas; e adaptação da posição do extrator com base no resultado da comparação entre a distância requerida e a distância média, mínima ou máxima.

15. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 14, em que o método compreende a repetição, automaticamente, das etapas de determinação e comparação da distância e adaptação da posição do extrator.

16. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 15, em que o método ainda compreende a aplicação de um retardo entre repetições, quando o resultado da comparação está dentro de uma faixa de

3/3 tolerância aceitável.

17. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 16, em que o método compreende a determinação quando uma extremidade de cabeça de um artigo que está sendo laminado passou pelo extrator no conjunto de rolos de alimentação no lado de saída e, então, fazendo um atuador mover o extrator para longe do rolo de trabalho mais do que a faixa de tolerância máxima da folga requerida.

18. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 17, em que a deflexão do extrator é calculada das medições de carga e a posição do extrator é ajustada em resposta à distância determinada e à medição de carga.

19. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 17, ainda compreendendo a medição da posição de cilindro de carga em combinação com a determinação da distância de medição do sensor.

20. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 10, ainda compreendendo um ou mais atuadores para ajuste da posição do extrator.

21. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 20, em que o dispositivo ainda compreende sensores de carga para calcular a deflexão do extrator.

22. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 21, em que os sensores de carga compreendem um de transdutores de pressão nos atuadores ou células de carga.