DE10111061A1

DE10111061A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Richten von in endliche Längen unterteiltem Walzgut

Info

Publication number: DE10111061A1
Application number: DE2001111061
Authority: DE
Inventors: Hans Peter Hess; Burkhard Pietsch
Original assignee: SMS Demag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 2001-03-08
Filing date: 2001-03-08
Publication date: 2002-09-12

Abstract

Bei einem Verfahren in einer von einem übergeordneten Rechner gesteuerten Richtanlage zum Richten von zuvor in endliche Längen unterteiltem Richt- bzw. Walzgut, das ein- oder mehradrig aufeinanderfolgend zugeführt wird, wobei die über einen Einlaufförderer einlaufenden Richtgutlängen mindestens eine nachgeschaltete Rollenrichtmaschine durchlaufen und nach dem Richten auf einen Sammel- bzw. Ablaufförderer gelangen, werden die Richt- und Transportvorgänge von Richtgutlänge zu Richtgutlänge derart überlagert, daß der Zeitpunkt für den Start einer jeden Richtgutlänge nach bestimmten Vorgaben berechnet wird und frühestens erfolgt, wenn das Ende der vorhergehenden Richtgutlänge von einem Meßmittel auslaufseitig des Einlaufförderers erfaßt wird und die Quertransportzeit im Bereich des Ablaufförderers abgelaufen ist. Hierzu sind ein dem Einlaufförderer zugeordnetes und ein zwischen der Richtmaschine und dem Sammel- bzw. Ablaufförderer angeordnetes Richtgut-Positionserfassungsmittel mit dem Rechner verbunden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung in einer von einem über geordneten Rechner gesteuerten Richtanlage zum Richten von zuvor in endliche Längen unterteiltem Walzgut, wie Bleche bzw. Bänder, insbesondere Stäbe, z. B. Schienen oder Doppel-T-Träger, im folgenden Richtgut genannt, das ein- oder mehradrig aufeinanderfolgend zugeführt wird, wobei die über einen Einlaufförderer einlaufenden Richtgutlängen mindestens eine nachgeschaltete Rollenrichtmaschi ne durchlaufen und nach dem Richten auf einen Sammel- bzw. Ablaufförderer gelangen.

Durch die DE-Offenlegungsschrift 15 27 430 ist eine im automatischen Betrieb arbeitende Richtanlage bekanntgeworden. Um den Durchsatz von Walzgutlängen durch die Richtmaschinen zu vergrößern, werden die zwischen jeweils zwei zu richtenden Walzgutlängen auftretenden Pausen weitestgehend verkürzt. Dies wird durch eine zeitliche Überschneidung des Einbringens des Richtgutes in die Richt maschine und des Nachförderns der folgenden Walzgutlänge erreicht. Hierzu sind der Richtmaschine ein an sich bekannter Kettenförderer mit einem oder mehreren Treibern mit heb- und senkbaren sowie quer zur Richtlinie bewegbaren Treibrol lensätzen vorgeordnet. Im Zusammenwirken soll in aufeinanderfolgenden Arbeits spielen eine praktisch pausenlose Zufuhr von Walzgutlängen zu der Richtmaschi ne gewährleistet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit denen sich eine Durchsatz-Optimierung bei sicherer Vermeidung von Kollisionen des gerichteten Walzgutes mit den der bzw. den Richtmaschinen nachgeschalteten Einrichtungen erreichen läßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren gelöst, bei dem Richt- und Transportvorgänge von Richtgutlänge zu Richtgutlänge derart überlagert wer den, daß der Startzeitpunkt für jede Richtgutlänge gemäß den im kennzeichnen den Teil von Anspruch 1 angegebenen Vorgaben berechnet wird und frühestens dann erfolgt, wenn das Ende einer vorhergehenden Richtgutlänge von einem Meßmittel auslaufseitig des Einlaufförderers erfaßt wird und die Quertransportzeit abgelaufen ist. Hierbei sind in der Quertransportzeit notwendige Wartezeiten ein geschlossen, die sich für jede folgende Richtgutlänge ergeben, nachdem die erste Richtgutlänge mit ihrem Ende den Einlaufförderer passiert hat und bis zum Beginn der Beschleunigung der Folge-Richtgutlänge auf Einfädelgeschwindigkeit. Wäh rend der Wartezeit findet der Quertransport und das Ablegen der Richtgutlänge auf den auslaufseitigen, sich der Richtmaschine anschließenden Ablaufrollgang statt.

Beim auslaufseitigen Zusammenfassen von einzelnen Richtgutlängen zu Sam mellagen sind zur Vermeidung von Kollisionen mit den dortigen Abförder- Einrichtungen unterschiedliche Fälle zu berücksichtigen, und zwar erstens bis zum Auffüllen der gewünschten Sammellage und zweitens beim Erreichen der die ge wünschte Zahl von Richtgutlängen aufweisenden Sammellage; in letzterem Fall ist nämlich vor der erneuten Bereitstellung auch die Zeit für den Abtransport der kompletten Sammellage und das Zurückfahren des Transportmittels in die Aus gangsposition zu berücksichtigen.

Stets kommt jedoch den Richtgutlängen-Positionserfassungsmitteln am Ende des Einlaufförderers, d. h. vor der Richtmaschine und insbesondere dem der Richtma schine nachgeordneten und dem Auslaufförderer im Abstand a vorgeschalteten Positionserfassungsmittel eine besondere Bedeutung zu. Denn es wird sicherge stellt, daß spätestens dann, wenn eine Richtgutspitze von dem zwischen der Richtmaschine und dem Auslaufförderer angeordneten Positionserfassungsmittel erkannt wird, der Ablaufförderer zur erneuten Belegung ungehindert von dort ein gesetzten Transporteinrichtungen oder dergleichen wieder frei ist. Sollte diese Voraussetzung nicht erfüllt sein, wird zur Vermeidung einer Kollision andernfalls die Richtgutlänge durch die Richtmaschine und/oder den Ablaufförderer bis zum Stillstand gebremst. Der zumindest einzuhaltende Abstand a zu dem Ablaufförde rer muß daher größer sein als der Bremsweg bei maximaler Richtgeschwindigkeit. Somit liegt neben der aufgrund der zeitlichen Ersparnis erreichten Optimierung eine aufgrund der frühestmöglich erfaßten Richtgeschwindigkeit, Richtgutlänge und -anzahl maximierte Durchsatzleistung ohne Kollisions-Gefahr mit den nach geschalteten Einrichtungen vor. Alternativ ist es möglich, ausgehend von einer bestimmten Walzgut-Produktion anhand der rechnerisch ermittelten Durchsatzop timierung den jeweiligen Maschinentyp festzulegen.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß zu der minimalen Taktzeit eine Sicherheitszeit zugeschlagen wird. Dies trägt dazu bei, eventuelle Notbremsungen zu vermeiden, ohne gleichwohl die kollisionsfreie Durchsatz-Optimierung unnötig zu beschränken.

Mit den im Unteranspruch 3 angegebenen Maßnahmen werden Bedingungen umfaßt, die für die optimierte kollisionsfreie Startzeitberechnung bei auf dem Ab laufförderer zu Sammellagen zusammenzufassenden Richtgutprodukten einbezo gen werden. Das zuvor Gesagte gilt gleichermaßen für die Merkmale des Un teranspruchs 4, demnach der Richtmaschine ein Manipulator vorgeschaltet ist, wie insbesondere zum Handhaben von zu richtenden Schienen, die der Manipulator in eine solche Lage dreht, daß ein optimaler Einlauf in die Richtmaschine gewährlei stet wird.

Bei einer Vorrichtung zum kollisionsfreien Richten mit optimiertem Durchsatz, ins besondere zum Durchführen des Verfahrens, wird erfindungsgemäß vorgeschla gen, daß ein dem Einlaufförderer zugeordnetes und ein zwischen der Richtma schine und dem Sammel- bzw. Ablaufförderer angeordnetes Richtgut- Positionserfassungsmittel - vorzugsweise in Form von Lichtschranken - mit dem Rechner verbunden sind. Vor allem die hinter der Richtmaschine angeordnete Lichtschranke stellt sicher, daß bei Erkennen des Kopfendes einer Richtgutlänge und noch nicht freigegebenem Ablaufförderer die aktuelle Richtgutlänge gebremst und dem Ablaufförderer noch nicht zugeleitet wird.

Die Unteransprüche 7 bis 10 geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bei Sammlung von Richtgutlängen zu Lagen, bei im Ablaufförderer integrierten spezi ellen Transportmitteln, wie Transportwagen, und beim Betrieb mit einem der Richtmaschine vorgeschalteten Manipulator an.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung einer Richtanlage anhand eines in der ein zigen Zeichnung dargestellten Weg-Zeit-Diagramms, in dem die einzelnen Anla genteile, die als solche hinlänglich bekannt sind, in lediglich schematischer Weise bzw. symbolhaft dargestellt sind.

In diesem Ausführungsbeispiel wird von einer Richtanlage 1 ausgegangen, die eine Horizontal- und eine dieser folgenden Vertikal-Rollenrichtmaschine 2 bzw. 3 umfaßt. Den Rollenrichtmaschinen 2 und 3 ist ein Einlaufförderer 4 vorgeschaltet, z. B. in Form eines Kühlbettes 5, auf dem hier Schienen 6 mit der Länge xlri in Pfeilrichtung 7 zugeführt und von dort auf einen in Linie zu den Rollenrichtmaschi nen 2 bzw. 3 angeordneten Zulaufrollgang 8 übergeleitet werden. Im Falle von den hier zu richtenden, eine endliche Länge xlri besitzenden Schienen 6 werden diese von einem Manipulator 9 erfaßt und so gedreht bzw. ausgerichtet, daß ein opti maler Einlauf in die Richtmaschinen 2 bzw. 3 gewährleistet wird. Bei sonstigen zu richtenden Stäben bzw. Blechen und Bändern ist ein solcher Manipulator nicht erforderlich.

Den Richtmaschinen 2, 3 ist ein Sammel- bzw. Ablaufförderer 10 nachgeschaltet, dem das gerichtete Gut (Schiene 6) von einem sich auslaufseitig in Flucht zu den Richtmaschinen erstreckenden Ablaufrollgang 11 zugeleitet wird. Der Sammel- bzw. Ablaufförderer 10 ist hier als Sammelbett in Form eines Kettenförderers 12 ausgebildet, der gezielt aus mehreren Schienen 6 bestehende Lagen für z. B. ein nachgeschaltetes Kaltsägen zusammenstellt. Zum Transport der Schienen 6 vom Ablaufrollgang 11 auf das Sammelbett bzw. den Kettenförderer 12 sind diesem durch Pfeile 13 gekennzeichnete Transporteinrichtungen 13 zugeordnet, die den gerichteten Stab bzw. die gerichtete Schiene 6 übernehmen, nach dem Transport zum Kettenförderer 12 dort ablegen, in Position schieben und nach dem Vervoll ständigen eine komplett gesammelte Lage aufnehmen, zum Sägenrollgang trans portieren, dort ablegen und in die Startposition unter dem Ablauf- bzw. Auslaufroll gang 11 der Richtmaschinen 2, 3 zurückkehren.

Zum einerseits zeitlich optimierten Arbeitsspiel mit Durchsatzmaximierung und andererseits gleichwohl kollisionsfreiem Ablauf im Bewegungsspiel der hinter den Richtmaschinen 2, 3 angeordneten Transporteinrichtungen im Bereich des Sam mel- bzw. Ablaufförderers 10 ist hinter der Rollenrichtmaschine 3 im Abstand a vom Sammel- bzw. Ablaufförderer 10 eine Lichtschranke D angeordnet. Späte stens dann, wenn das Kopfende des Richtgutes bzw. einer Schiene 6 von der Lichtschranke D erfaßt wird, müssen die Transporteinrichtungen 13 außerhalb des Bereichs des Sammel- bzw. Ablaufförderers 10 sein. Andernfalls wird das Richtgut durch die Richtmaschine 2 bzw. die Richtmaschinen 2, 3 und/oder den Rollgang schnellstens zum Stillstand gebremst. Dies wird durch den als Blackbox symboli sierten übergeordneten Rechner 14, mit dem die Lichtschranke D verknüpft ist, gesteuert. Weitere Richtgut-Positionserfassungsmittel in Form von Lichtschranken A, B und C sind wegen des beim Richten von Schienen 6 eingesetzten Manipula tors 9 im Abstand vor (Lichtschranke A) und im gestuften Abstand (Lichtschranken B und C) dahinter vorgesehen. Wenn ohne Manipulator-Einsatz gerichtet wird, befindet sich eine Lichtschranke F lediglich an dem der Richtmaschine 2 zuge wandten Ende des Einlaufförderers 4. Eine letzte Lichtschranke E ist vor dem En de des Sammel- bzw. Ablaufförderers 10 angeordnet. Wie die Lichtschranke D, so sind auch die Lichtschranken A, B, C und E sowie F mit dem übergeordneten Rechner 14 verknüpft.

Das Arbeitsspiel sowie der Zeitablauf für eine Richtanlage 1 mit Horizontal- und Vertikal-Rollenrichtmaschinen 2 bzw. 3 und Einsatz eines Manipulators 9 zum Richten von Schienen 6 ergibt sich aus den in dem Weg-Zeit-Diagramm verwen deten Formelzeichen. Deren Bedeutung mit jeweils hinter dem Schrägstrich ange gebener Einheit ist der nachfolgenden Auflistung zu entnehmen:

vri/ms:
aktuelle Richtgeschwindigkeit;
Sobald sich vri ändert, muß tmin neu berechnet wer den. Beschleunigen auf vri beginnt, sobald das Kopfen de der Schiene 6 die Mitte der Vertikal-Richtmaschine 3 erreicht hat.

sbr/m:
Bremsweg von Richtgeschwindigkeit vri auf 0;
Berechnen mit der Verzögerung, mit der der Rollgang bremst.

tbr/s:
Bremszeit.

xlri/m:
Schienenlänge.

Bei den vorgenannten Formelzeichen handelt es sich um variable Daten, während die nachfolgenden Daten auf der Baustelle, d. h. vor Ort angepaßt werden können.

a1/m:
Abstand von der Mitte der Vertikalrollen des Manipula tors bis zum Ende des ersten Richtrollendreiecks,

a2/m:
Abstand vom Ende des ersten Richtrollendreiecks der Horizontalrollenrichtmaschine 2 bis zur Mitte der Verti kal-Rollenrichtmaschine 3,

a3/m:
Abstand von der Mitte der Vertikal-Rollenrichtmaschine 3 bis zum Vorstoß am Ende des Sammel- bzw. Ablauf förderers 10,

als/m:
Abstand von der Mitte der Vertikal-Rollenrichtmaschine 3 bis zur Lichtschranke D,

asi/m:
Abstand von der Lichtschranke D bis zum Anfang des Sammel- bzw. Ablaufförderers 10,

t1/s:
Zeit von "Steuermann startet Einfahren einer Schiene 6 in die Richtmaschine mittels Manipulator 9 und Roll gang 8" bis "Freigabe des Rollgangs 11 hinter der Richtmaschine für die nächste Schiene 6",

t2/s:
Zeit von "Steuermann startet Einfahren einer Schiene 6 in die Richtmaschine mittels Manipulator 9 und Roll gang 8" bis "Spitze bzw. Kopfende dieser Schiene er reicht die Lichtschranke D",

taus/s:
Zeit von "Ankunft der Schiene 6 am Vorstoß am Ende des Sammel- bzw. Ablaufförderers 10" bis "Freigabe des Rollgangs 11 hinter der Richtmaschine für die nächste Schiene",

tmin/s:
Minimaler Takt, mit dem Schienen 6 in die Horizontal- Rollenrichtmaschine 2 eingefahren werden. Steuerung tmin beginnt zu laufen, sobald der Steuermann eine Schiene in Richtung Richtmaschine startet. Frühestens nach Ablauf von tnin kann der Steuermann die nächste Schiene starten. Hier kann zum minimalen Takt tmin noch ein Sicherheitszuschlag tsi hinzukommen,

vein/m/s:
Einfädelgeschwindigkeit bis Mitte Vertikal-Rollenricht maschine 3. Das Beschleunigen auf vein beginnt, so bald der Schienenkopf die Mitte der dritten Richtrolle er reicht hat,

vman/m/s:
Einfahrgeschwindigkeit, mit der der Manipulator 9 die Schiene 6 in Richtung Richtmaschine 2 fährt bis zum Erreichen der Mitte der dortigen dritten Richtrolle,

vrimax/m/s:
Maximale Richtgeschwindigkeit.

Wenn zum Richten von anderen Stäben als Schienen mit abweichend von den Weg-Zeit-Diagramm lediglich einer Horizontal-Rollenrichtmaschine 2 gearbeitet wird, wobei dann auch kein Manipulator zum Einsatz kommt, werden die Licht schranken A, B und C nicht benötigt; statt dessen befindet sich am Kopfende des Einlaufförderers 4 eine mit der Lichtschranke D zusammenwirkende Lichtschranke F. In die Berechnung des Startzeitpunktes für den Start einer jeden Richtgutlänge wird dann mit dem Formelzeichen seine der Abstand vom Ende des Einlaufförde rers 4, vorzugsweise die Spitze bzw. das Kopfende des Richtgutes, bis zur Mitte der Richtmaschine 2 und mit ars der Abstand von der Mitte der Richtmaschine 3 bis zum Anfang des Sammel- bzw. Ablaufförderers 10 einbezogen.

Unabhängig von der Art des zu richtenden, in endliche Längen unterteilten Richt gutes und davon, ob mit zwei Richtmaschinen in H- und V-Anordnung sowie mit Einsatz eines Manipulators oder mit nur einer Richtmaschine gearbeitet wird und auch unabhängig davon, ob auslaufseitig einzelne Stäbe oder Sammellagen ab transportiert werden, so wird doch stets aufgrund der in dem Rechner 14 verwer teten Vorgaben und der Anordnung der Lichtschranke zwischen der Rollenricht maschine und dem Sammel- bzw. Ablaufförderer sichergestellt, daß ein optimaler Startzeitpunkt gewährleistet und Kollisionen vermieden werden.

Claims

1. Verfahren in einer von einem übergeordneten Rechner gesteuerten Richt anlage zum Richten von zuvor in endliche Längen unterteiltem Walz- bzw. Richtgut, wie Bleche bzw. Bänder, insbesondere Stäbe, z. B. Schienen oder Doppel-T-Träger, das ein- oder mehradrig aufeinanderfolgend zugeführt wird, wobei die über einen Einlaufförderer einlaufenden Richtgutlängen mindestens eine nachgeschaltete Rollenrichtmaschine durchlaufen und nach dem Richten auf einen Sammel- bzw. Ablaufförderer gelangen, dadurch gekennzeichnet, daß Richt- und Transportvorgänge von Richtgutlänge zu Richtgutlänge der art überlagert werden, daß der Zeitpunkt für den Start einer jeden Richtgut länge mit den Vorgaben von
Abstand a zwischen einem hinter der Rollenrichtmaschine (2 bzw. 3) angeordnetem, das Kopfende des Richtgutes (6) er fassenden Meßmittel (D) und dem Anfang des Sammel- bzw. Auslaufförderers (10)
Abstand (ars) von der Rollenrichtmaschine (2 bzw. 3) bis An fang Sammel- bzw. Ablaufförderer (10)
Abstand (seine) von Anfang Einlaufförderer (4), vorzugsweise Anfang des auf dem Einlaufförderer (4) zugeführten Kopfen des des Richtgutes (6), bis Mitte Rollenrichtmaschine (2 bzw. 3)
Austragezeit (taus) des Richtgutes im Bereich des Ablaufför derers (10)
Zeit für den Quertransport im Bereich des Ablaufförderers (10) Produkt- bzw. Richtgutlänge (xlri)
aktuelle Richtgeschwindigkeit (vri)
Bremsweg (sbr) von Richtgeschwindigkeit (vri) auf 0
Bremszeit (tbr)
berechnet wird und frühestens erfolgt, wenn das Ende der vorhergehenden Richtgutlänge von einem Meßmittel (F; A, B, C) auslaufseitig des Einlauf förderers (4) erfaßt wird und die Quertransportzeit abgelaufen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu der minimalen Taktzeit (tmin) eine Sicherheitszeit zugeschlagen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 zum Richten von insbesondere Stäben mit Sammlung zu Stablagen im Bereich des Ablaufförderers, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtzykluszeit von im Bereich des Ablaufförderers (10) ange ordneten Transporteinrichtungen (13) zum Transportieren eines gerichteten Stabes von einem Rollgang (11) zu einem Sammelbett (12), das Ablegen und in Position schieben, das Aufnehmen der komplett gesammelten Stab- lage sowie deren Transport zu einem zu einer Säge oder dergleichen füh renden Rollgang, das dortige Ablegen der Stablage und das Zurückfahren der Transporteinrichtung (13) in ihre Startposition unter den Ablaufförderer einbezogen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem der Richtmaschine zur Handhabung des Richtgutes (6) vor geschaltetem Manipulator (9) die Einfahrgeschwindigkeit, mit der der Mani pulator das Richtgut in die Richtmaschine einbringt, in die Startzeitberech nung eingeht.

5. Vorrichtung in einer von einem übergeordneten Rechner gesteuerten Richt anlage zum Richten von zuvor in endliche Längen unterteiltem Richt- bzw. Walzgut, wie Bleche bzw. Bänder, insbesondere Stäbe, z. B. Schienen oder Doppel-T-Träger, das ein- oder mehradrig aufeinanderfolgend zugeführt wird, wobei die über einen Einlaufförderer einlaufenden Richtgutlängen mindestens eine nachgeschaltete Rollenrichtmaschine durchlaufen und nach dem Richten auf einen Sammel- bzw. Ablaufförderer gelangen, insbe sondere zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein dem Einlaufförderer (4) zugeordnetes und ein zwischen der Richt maschine (2 bzw. 3) und dem Sammel- bzw. Ablaufförderer (10) angeord netes Richtgut-Positionserfassungsmittel (F, D) mit dem Rechner (14) ver bunden sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Lichtschranken (F, D bzw. D sowie A, B, C und E) als Positionserfas sungsmittel.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaufförderer (4) ein Kühlbett (5) sowie einen in Linie zu der/den Richtmaschinen (2, 3) angeordneten Zulaufrollgang (8) und der Sammel- bzw. Ablaufförderer (10) einen sich der Richtmaschine (2 bzw. 3) auslauf seitig anschließenden Ablaufrollgang (11) sowie ein mit einem Quertrans port-Förderer (12; 13) ausgebildetes Sammelbett umfaßt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch zwischen dem Ablaufrollgang (11) und dem Sammelbett bzw. Quertrans port-Förderer (12) verfahrbare Transporteinrichtung (13) mit Mitteln zum Anheben und Absenken des Richtgutes (6).

9. Vorrichtung nach einem oder Ansprüche 5 bis 8, gekennzeichnet durch einen dem Einlaufförderer (4) nachgeschalteten Richtgut- Handhabungsmanipulator (9).

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Manipulator (9) zumindest ein mit dem Rechner (14) verknüpftes Richtgut-Positionserfassungsmittel (A, B, C) vor- bzw. nachgeschaltet ist.