SE446511B

SE446511B - Forfarande och anordning for styrning av ett valsverk

Info

Publication number: SE446511B
Application number: SE7803112A
Authority: SE
Inventors: R W Yerkes; Jr R S Hostetter; V Primorac
Original assignee: Bethlehem Steel Corp
Priority date: 1977-03-17
Filing date: 1978-03-17
Publication date: 1986-09-22
Also published as: DE2811778A1; IT1109652B; DE2811778C2; GB1575199A; NL189428C; US4141071A; FR2383719A1; ZA781590B; IT7867592A0; NL7802957A; CA1137593A; NL189428B; BE865046A; JPS628245B2; LU79255A1; JPS5415461A; FR2383719B1; SE7803112L

Description

' 446 511 2 .M Ytterligare krav medför att specifikationer på den färdiga stångens dimensioner och orundhet är inom hälften av existe- rande, officiella, komersiella toleranser.

Automatstyrning av valsverk är i stort sett känd teknik, särskilt såvitt valsning av plana plåtprodukter.beträffar. Vid dessa valsverk mätes tjockleken hos produkten antingen kontinuerligt eller periodiskt. Valsgapet hos en eller flera valsstolar i valsverket varieras därvid i enlighet med ett matematiskt samband för att erhålla en produkt med önskade tjockleksdimensioner. _ Samma grundläggande styrfilosofi har tillämpats tidigare i samband med valsverk för runda stänger. I sådana valsverk medför emellertid en enkel ändring av valsgapet i en vals- stol att alla andra dimensioner utefter stångens periferi- också ändrar sig. Dessa dhnensionsförändringar påverkar också stångens tvärprofil. Detta fenomen har konstaterats tidigare och åtskilliga kontrollsystem har utvecklats, som mäter ortogonala diametrar hos en stång, vinkelrätt mot valspassagens linje och styr valsgapet i enlighet härmed.

Sådana system har emellertid varit otillfredsställande för att framställa en produkt med noggranna dimensioner och detta av olika skäl. För det första är det mycket sannolikt att stângens maximi- och miminidiamtrar inträffar vid punkter på stången, som inte sammanfaller med de särskilda diametrar som mätes. Sålunda ger de mätta diametrarna ingen infor- mation av värde varken ifråga om stångens maximi- eller minimidiameter eller omfattningen av orundheten. Dessutom tar dessa system inte tillfredsställande hänsyn till det faktum att en förändring av valsgapet förändrar dimensionerna utefter stångens hela periferi. Dessutom tar dessa tidigare kända mät- och styrsystem inte hänsyn till de längsgående variationer i diameter, som kan uppstå genom sådana faktorer som valsexcentricitet, temperaturvariationer i stången vid slutvalsningen och variationer i dragspänningen. Inte heller optimerar de styrfunktionen hos valsverket, erbjuder Variations- möjligheter vid val av toleranser eller ger signal vid stark förslitnínq eller oxcwntricitet hos valsarna. l0 40 a 446 511 Sammanfattning av uppfinningen V Huvudändamålet med uppfinningen är att åstadkomma en förbättrad metod och ett förbättrat system för att styra en, två eller flera samverkande valsstolar i ett valsverk, varigenom en valsad stång eller trådprodukt erhåller mera enhetliga diametermått och sidoprofiler och kan tillverkas noggrannare än enligt kommersiella toleransangivelser, Ett annat ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en förbättrad metod och ett förbättrat system för att styra ett stång- eller trådvalsverk, som kan köras antingen med existerande noggranna avsökande profilmätdon eller med nya sådana don.

Ett ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en förbättrad metod och ett förbättrat system för styrning av ett valsverk för stång eller tråd, som medger variabelt förval av specifikationer för såväl produktdimension som tolerans och som fastställer optimala valsjusteringar för att möta dessa specifikationer. Ännu ett ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en förbättrad metod och ett förbättrat system för styrning av ett valsverk för stång eller tråd som fastställer kritiska punkter på produktens tvärprofil, vilka inte får överskridas under valsningsförloppet. Ännu ett ändamål är att åstadkomma ett styrsystem av nämnt slag som inte endast utnyttjar tvärprofilen som en styrparameter utan även den valsade produktens längsprofil, varigenom hänsyn kan tagas även till slitage hos valsar, valsexcentricitet och andra variabler.

Ytterligare ett ändamål är att åstadkomma ett styrsystem av nämnt slag för automatisk styrning av ett höghastighetsvals- verk med god noggrannhet, pålitlighet och prestanda. Slutligen har uppfinningen till ändamål att åstadkomma en förbättrad metod och ett förbättrat system för styrning av ett valsverk för stång eller tråd, vilket dessutom medger att valsverksopera- tören kan selektivt indikera och/eller registrera produktpro- filens avvikelse från det önskade värdet, börvärdet, medan över- lagring av ett flertal förvalda kommersiella toleranser, kritiska diameterdata för den valsade produkten, driftinforma- tion och funktionsdata för styrsystemet. Man har funnit att förutnämnda ändamål bäst kan erhållas vid ett stång~ eller trådvalsverk, som innefattar organ för att hålla stången eller tråden i ett tillstånd med väsentligen konstant sträckning S: 40 446 511 4 när den kommer in i och lämnar valsverkets första valsstol resp. slutvalsstolen. Ett avsökande profilmätningsdon krävs för att mäta diameterdimensioner vid olika periferilägen på 'stången när denna lämnar valsverkets slutvalsstol. Mätdonen kan redan finnas vid valsverket eller kan annars anordnas såsom här beskrivits och kännetecknas av (l) organ för att åstadkomma en eller flera signaler för tvärdimensioner vid ett motsvarande antal stângdiametrar och_(2) organ för att avsöka stångperiferin i beroende av en styrsignal för avsökning och som lämnar en signal, angivande avsökningens läge. Styrorgan är anordnade för förval av bördimension, full och partiell kommersiell tolerans samt temperatur hos den valsade produkten samt dess sammansättning eller analys.

Programmerade datororgan är anordnade för att: (l) åstadkomma en avsökningsstyrsignal för mätdonet, (2) mottaga varje dimensionssignal från mätdonet för varje omkretsläge och avsökningsdonets lägessignal, (3) mottaga bördimensionen för diametern och toleranspecifikationer för stången och de data som erfordras för mottagna signaler för temperatur, analys eller annan dimensionskompensering, (4) framtaga och lagra data, som är representativa för stângens sidoprofil, (5) beräkna justeringar för valsgap och/eller valsinställning 'för ingångs- och utgångsvalsstolarna för att optimera stångens diameterdimension eller sidoprofil och bibehålla den valsade produkten inom de förutbestämda toleranserna och inom kritiska punkter och (6) i det föredragna utförande enligt uppfinningen använda mätdonen i de programmerade datororganen för att åstadkomma histogram över längsgående profilvariationer vid förutbestämda diametrar hos den valsade produkten. Dessa histogram användes sedan bland andra ändamål för beräkning av justeringar av valsarna i ingångs- och slutvalsstolarna för att optimera den valsade produktens diameterstorlek och profil.

Styrorgan är anordnade för att utföra dessa valsjusteringar.

Datororganen står också i förbindelse med produktions- och displayterminaler för att lämna förutnämnda indikeringar och/eller registreringar.

Beskrivning av ritningarna Fig. 1 är en schematisk skiss av en del av ett typiskt stångvalsverk, vilket är möjligt att styra enligt föreliggande uppfinning. lm l0 40 446 511 Fig. lA-5 hänför sig till de i anordningen ingående enheterna för mätning av stångdiameter varjämte de även kort beskriver en konkret utformning av ett sådant styrsystem.

Fig. 6-14 hänför sig särskilt till anordningens auto- matiska, för valsverket avsedda styrsystem.

Fig. lA är ett blockdiagram av ett datoriserat elektro- optiskt mätsystem med dubbla kameror på en avsökare.

Fig. 2 är en skiss av ett stångtvärsnitt och visar maximi-och minimitoleransgränser med streckade cirklar samt innefattar fyra mätplan i relation till valsprofilens orien- tering.

Fig. 3 är en datautskrift av stångprofilens avvikelse som funktion av avsökarens vinkelläge i förhållande till de överlagrade fyra planen i fig. 2 och innefattar ett verksamt datastyrorgan.

Fig. 4 är ett blockdiagram för den i fig. lA visade datorn och innefattar hänvisningar till av datorn lämnade profil- och histogramdata.

Fig. 5 är ett flödesschema, som visar datorn i fig. l och dess förbindelse med ett automatstyrt valsverk, varvid mätt profil och histogram enligt uppfinningen utnyttjas.

Fig. 6 är en skiss för klargörande av vissa förhållanden hos en stång vid passage av den sista valsstolen i ett valsverk.

Fig. 7 är en graf, som visar variationerna hos vissa diametrar längs stången, härrörande från valsexcentricitet.

Fig.8 är ett blockdiagram för kontrolldelen för det automatiska valsverkets dataprogram.

Fig. 9 är en grafisk illustration av en typisk profil av en stångdiameter.

Fig. 10 A och l0B är flödesschema, visande den vida kontroll, som utövas av den programmerade dataanordningen.

Fig. ll är en bild av profilen i zon I hos en typisk stång. _ Fig. 12A-l2E är avbildningar av möjliga stångprofiler i zon II för den i fig. ll visade stången.

Fig. 13A, l3AA-l3L är flödesscheman för de beräknings- steg, som erfordras för att göra valsjusteringar för erhållande av optimal stångprofil.

Fig. 14A och l4B är bilder, som visar metoden för beräkning av de värden, som används för att fastställa l0f 40 446 511 s högsta och lägsta sökgränser för injustering av valsverkets sista stol. Justeringar av valsverkets sista stol: Justeringar inom dessa gränser säkerställer att en stång kan valsas utan att falla utanför värdena för över- resp. undertolerans vid godtycklig punkt längs stångens omkrets.

Beskrivning av det föredragna utförandet Innan en beskrivning av det föredragna utförandet lämnas, noteras att de uppgifter som lämnas i det följande, faller inom tre kategorier. För det första en beskrivning av det totala mätnings- och kontrollförhållandena enligt uppfinningen betr. miljön vid ett valsverk för stångvalsning. Härefter uppgifter om ett datoriserat profilmätsystem, som utgör en del av uppfinningen. Slutligen uppgifter om den datoriserade automatiska valsverksstyrningen, som utgör en ytterligare U del av uppfinningen. Datoranordningar beskrivs nedan i huvudsak i form av en mätdator och en separat styrdator för valsverket. Dessa kan emellertid kombineras till en enda huvuddator eller å andra sidan kan deras funktioner kombineras i ett mera sofistikerat hierarkiskt datorsystem, allt efter användarens önskemål. Därefter följer en kort definition av terminologin.

Några av de styrdata, som används vid databeräknig för styrning av valsverk och som används nedan är: önskad stångdiameter eller bördimension; full- halv- eller en bråkdel av den kommersiella toleransen för bördimensionen; stångens kvalitet eller det procentuella kolinnehållet i den valsade stången.

Några av de styrparametrar, som nämnts ovan och som är av särskild vikt är: verklig stångdiameter eller stângdimension; verklig sidoprofil eller stångprofil. En annan styrparameter är stångtemperaturen, en parameter, som användes för att korrigera dimensionen hos en varm stång till kall stång såväl vid mätningen av stången som när det gäller utformningen av datastyrning vid drift av valsverk. Den term "modul", som används beträffande valsverkets styrdator, avser en modul "mjukvara" eller datorprogram.

För att valsverkets styrdator skall kunna programmeras för att möta de höga fordringar på valshastighet, stångdimension och dennas halvtoleranser, är det önskvärt att alla styrpar- ametrar har följande karakteristika. Stângdimension- och profilmätningar skall göras när stången svänger i en bana i 40 1 446 511 tvärplanet medan den rör sig i längsriktning under valsningen; noggrannheten skall vara större än den önskade, förutbestämda kommersiella toleransen; en hög grad av tillförlitlighet skall innehållas; alla mätningar skall göras under de svåra miljö- förhållanden, som normalt förekommer vid ett stålvalsverk.

Mätning av stångtemperaturen skall fylla samma krav.

Av figurerna utgör fig. 1 en schematisk skiss av den första och den sista valsstolen i ett typiskt valsverk med 18 stolar. Av figuren framgår att den första valsstolen 1010 innefattar ett par horisontella valsar 1012 och 1014, anordnade med mellanliggande gap, som kan justeras medelst en icke visad motor, som påverkas av en kontrollanordning 1016 för valsgapet. Slutvalsstolen ll innefattar ett par vertikala valsar 1020 och 1022. Gapet mallen dessa valsar kan justeras medelst en icke visad första motor, som påverkas av en gapkontrollanordning 1024, varvid axiell justering av dessa valsar kan göras medelst en andra icke visad motor, som påverkas av ett kontrolldon 1026 för axiell valsjustering.

Kontrolldonen 1016, 1024, och 1026 är förbundna med en dator 1028, som genererar lämpliga styrsignaler för valsgap och/eller linjärstyrning. Vardera inställningen av valsgap och centrering hos stolarna 1010 och ll styrs av separata, välkända underkretsar, ingående i valsverkets totala styrsystem. Varje undersystem mottar en datagenererad, förutbestämd signal i form av en justeringsstyrsignal, vilken matas till kontrolldonen 1016, 1024 och 1026, varvid kontrolldonen mottar individuella feedbacksignaler från en icke visad separat lägesgivare.

Datorn 1028 utgöres företrädesvis av en dator PDP-ll/05 från Digital Equipment, utrustad med en 256K-ords RK1l disk, en dubbel TU56 tapedrivenhet och en UDC11 interfaceenhet.

Assemblerspråk och Fortranprogram, som används vid denna dator, kombinerades medelst Digitals compilator MACRO~11, beskriven i handbok DEC-11-OMACA-A-D och FORTRAN~V4A, beskriven i handboken DEC-ll-LFIVA-A-D och kompatibla med DEC-ll objekttidsystem, version 20A, respektive.

I fig. 1 visas en stång 10, som passerar genom den första valsstolen 1010 och slutvalsstolen 11. Det är viktigt att stången 10 hâlles under väsentligen konstant dragning när den löper in i resp. ut ur dessa valsstolar. En konventionell dragregulatoranordning användes för att säkerställa att - 3.5. 40 446 511 8 väsentligen konstant dragning bibehålles i stången 10. Det är ett dragfritt tillstånd hos stången 10, som illustreras genom våglinjen i fig. l. Ett sådant tillstånd approximeras genom att anordna en loophöjdscanner 1032 mellan den första valsstolen 1010 och den icke visade föregående valsstolen och en loophöjdscanner 1034 mellan första valsstolen 1010 och slutvalsstolen 1011 respektive. Ingen loophöjdscanner erfordras efter det att stången 10 har lämnar slutvalsstolen ll, eftersom stången 10 antingen lindas upp på en haspel 1037 eller föres vidare till en icke visad hetbädd, varvid i ingetdera fallet någon väsentlig dragning utövas på stången . De båda loophöjdavsökarna 1032 och 1034 är förbundna med loophöjdregulatorer 1036 resp. 1038, ingående i dragregulator- anordningen. Dessa regulatorer sänder signaler till datorn tl028, vilka indikerar höjden hos stångens 10 resp. loopar, vilka regleras. Om höjden hos någondera av dessa loopar faller utanför det fastställda området, beräknar datorn 1028, eller ett separat icke visat don, den nödvändiga hastighets- justeringen på konventionellt sätt. Datorn 1028 sänder en hastighetsändringssignal till hastighetsregulatorn 1040, om första valsstolen 1010 behöver korrigeras och till hastighets- regulatorn 1042 om valsstolen ll behöver justeras eller till båda hastighetsregulatorerna, om detta erfordras. Hastighets- regulatorerna 1040 och 1042 är försedda med takometrar 1044 och 1046 respektive, vilka lämnar en återmatad hastighetssignal till resp. delkrets i det totala styrsystemet för valsverket.

Datorn 1028 matas med aktuell ingângsinformation från en yttre orderdatakälla 1048 (orderdator), en terminal 1068 i valsverkets kontrollrum och/eller en terminal 1072 för valsverksvalsarna. Denna information innefattar bl.a. den förutbestämda dimensionen på stången 10, de förutbestämda gränserna för stångens 10 form, givna såsom fulla och/eller partiella, komersiella toleranser och bördimension i kallt tillstånd, dvs diametern hos den varma stången 10, när denna kylts till en referenstemperatur. Dessutom kan antingen källan 1048 eller terminalerna 1068 eller 1072 förse datorn 1028 med diametrarna för valspassagen, så att den kan ange vilken särskild passagediameter i ett givet rullpar som är lämplig för den stångdimension, som skall valsas. Om man antar att stången 10 är av stål, måste dess kolhalt anges *du 40 9 446 511 antingen av källan lO48, terminalen 1068 eller terminalen 1072 emedan det påverkar krympningen från den höga valstempera- turen till rums- eller referenstemperatur.

Stångens 10 temperatur avkännes av en pyrometer 48 när stången lämnar slutvalsstolen ll. Signalen från pyrometern 48 ledes till datorn 1028, där den, tillsammans med uppgift om stångens 10 kolhalt, användes för att kompensera för krympning genom att omvandla bördimensionen i kallt tillstånd till bördimension i varmt tillstånd och omvandla den vid varm stång mätta diametern till diameter vid rumstemperatur.

Normalt valsas stålstänger inom ett temperaturområde på 9O0OC till llO0oC. Företrädesvis är pyrometern 48 av den typ, som anges i det amerikanska patentet 4,0l5,476.

Närvaro eller frånvaro av en stång l0 liksom indikering av dess början- och slutändar göres av den för varm metall avsedda detektorn 55. En närvaro/frånvarosignal sändes från detektorn 55 till datorn 1028 för att initiera nedan beskrivna datoroperationer. , Nära slutvalsstolens ll utgângssida är ett mätdon 1051 anordnat, ett mätsystem för âstadkommande av signaler för stângens tvärdimensioner och en lägesavsökarsignal, vilka anger stångens lO tvärprofil. I själva verket kan mätdon l05l redan finnas i utrustningen vid ett valsverk eller kan införas vid varje ny eller upprustad valsverksinstallation såsom beskrives i samband med fig. 1A. Oberoende av vilken situation som föreligger, utgöres mätdonet 51 företrädesvis av identiska, vinkelrätt mot varandra anordnade elektrooptiska kamerahuvuden 31, 33 belysta bakifrån, vilka båda är monterade på ett motordrivet avsökningsorgan 12, vilket är anordnat att avsöka en 900 vinkel utefter stångens 10 periferiyta.

Avsökningsorganet l2 drives av ett styrorgan 16 i beroende av en avsökningssignal, som genereras antingen av styrdatorn lO28 eller av den nedan beskrivna mätdatorn 27.

En lägesavsökningssignal genereras av lägesgivaren 2l, matas såsom visas åter till mätdatorn 27 men kan också matas till datorn 1028 för valsverkets styrning. Sålunda erhålles genom två vinkelrätt mot varandra anordnade kameror 31, 33, vilka avsöker en vinkel på 900, en avsökning på 1800, varvid signaler för två diametrar erhålles, vilka representerar hela stångens 10 omkretsyta. Dessa båda mätsignaler tillsammans med lägessignalen för avsökningsorganet, erfordras för att L!! 40 446 511 10 mata datoranordningarna 1028 eller 27 för att skriva och lagra sidoprofil och histogram för variationerna i längsled beträffande vissa diameterdimensioner hos stången l0.

Man inser att uppgifter om sidoprofiler kan erhållas av ett system med en enkel kamera, som avsöker 1800 runt stångens periferi istället för 900, såsom vid systemet med två kameror. Likaså kan profildata erhållas genom fler än tvâ kameror, som avsöker mindre än 900 av stångens lO periferi.

Enkelkamerasystemet kan vara för långsamt och missa kritiska data medan system med fler än två kameror, kan vara alltför komplext och dyrbart.

Vid höghastighetsvalsverk som arbetar med stånghastigheter av ca 1220 m/min. bör företrädesvis en mätanordning l05l med två kameror göra en fullständig avsökning av stången 10 _ med avsökningsorganet l2 var tredje sekund. Varje kamerahuvud 31, 33 på avsökningsorganet 12 bör lämna 83 avläsningar per sekund. Varje avläsning är genomsnittet på 4 avläsningar med 3 millisekunders intervall. Om dessa krav på utgångssignaler från kameran kan uppfyllas, kommer ett tillräckligt antal mätpunkter att föreligga för att skriva och lagra stångens l0 sidoprofildata och histogram såsom beskrives nedan.

Mätsystem Av figurerna lA-5, särskilt av fig. lA, framgår ett datoriserat elektrooptiskt stångdiametermätdon 1051 med dubbla, bakifrån belysta kameror, monterade på ett avsökningsorgan 12 i ett varmvalsverk för stålstänger. Mätsystemet mäter två ortogonala dimensioner hos stången 10 efter utgångssidan på slutvalsstolen ll medan avsökaren 12 avsöker stångens 10 periferiyta med en förutbestämd vinkelrörelse. På sätt som beskrives nedan, matas de båda diametersignalerna och avsökarens läge till en dator, som ritar upp stångens 10 tvärprofil och justerar valsarna i början~ och slutvalsstolarna 1010 och ll. Slutligen visas eller indikeras stångens profildata, de registreras och överföras till ett styrsystem för valsverket, vilket använder dessa data för att styra storleken hos stångdiametern genom att (a) inställa sidogapet hos valsarna i valsstolen ll, (b) ställa in den vertikala upplinjeringon hos valsarna i valsstolcn ll och (c) insLäLlu sidogapul hus valsarna i börjanvalsstolen lOlO.

Närmare angivet består avsökningsorganet 12 för de båda n; 40 11 446 511 kamerorna av en reverserande avsökningsmekanism 13, som drives av en motor 14, matad över ledningar 15 från ett hastighetsstyrorgan 16. Tvåvägsväljaren 17 medger antingen manuell eller automatisk avsökningsdrift, som signaleras över ledningen 18 till styrorganet 16. Detta beror på hururuvida en mätoperatör, mätdatorn 27 eller styrdatorn 1028 skall styra avsökningsorganet 12 manuellt eller automatiskt. Vid manuell drift erhålles från styrdonet 19 manuellt inställda hastighets-, start/stopp- och riktningssignaler för avsöknings- organet 12 och dessa signaler matas över ledningen 20 till styrorganet 16. Vid automatisk drift urkopplas de manuellga, styrsignalerna och styrorganet 16 erhåller motsvarande signaler från datamätsystemet 27 eller 1028, som beskrives nedan.

Lägesgivaren 21 för avsökningsorganet är kopplat till mekanismen 13 och genererar en analog signal, som anger verkliga vinkelläget hos avsökningsorganet 12. Lägessignalen matas över ledningen 22 till elektronikenheten 23 för avsök- ningsorganets läge, i vilken enhet den konverteras till ' såväl analog som digital lägessignal. De analoga lägessigna- lerna för avsökningsorganet matas över ledningen 24 till lägesindikatorn 25 där de kan iakttagas av operatören när avsökningen sker med manuell styrning. De digitala lägessignalerna för avsökningsorganet matas över ledningen 26 till en dator 27, där de sammanställes med datorns styrsignaler vid automatisk styrning av avsökningsorganet 12.

Mätdatorn 27 kan vara en separat minidator, liknande den ovan beskrivna styrdatorn 1028 för valsverket såvitt dess funktion och programmering beträffar i förhållande till ett styrsystem för ett stângvalsverk. Mätdatorn 27 beskrives här såsom ett föredraget mätdon för diametermätdonet lO5l och får inte förväxlas med datorn 1028, som är den dator, som beskrivs i samband med delsystemet för valsverkets styrning.

Datorn 27 genererar eller lämnar start/sL0pp~ och hastighetsstyrningssignaler, som beskrivs nedan. Dessa signaler matas över ledningar 28 resp. 29 till hastighetsstyr- organet 16. vid automatisk styrning används de digitala lägessignalerna för avsökningsorganet vid de operationer, som bestämmer stångprofilen, vilket också beskrivas nedan. 40 446 511 12 Mekanismen 13 för avsökningsorganets 12 dubbla huvuden, är anordnat att uppbära ett första och ett andra elektroniskt, bakifrån belyst kamerahuvud anordnade vinkelrätt mot varandra och så att de är vinkelräta mot stången 10 under avsökning av dennas periferi inom en förutbestämd vinkel. nvsökningen av stångens 10 profil visas i figurerna 1A och 2 såsom en ,90° rotation hos avsökningsorganet 12. Detta samlar tillräckligt med kamerasignaler för att tillåta senare skrivning av en 1800 sidoprofil hos stången 10. En 1800 profilutskrift är mycket användbar för en valsverksoperatör och data eller - uppgifter för en sådan utskrift är väsentlig för styrdatorn 1028 för valsverket såsom beskrives nedan.' En första ljusbox 30 är belägen mitt emot det första elektroniska kamerahuvudet 31 så att när stången 10 avbryter ljuset från boxen 30, kastar stången en skugga, som har en mot stångdiametern proportionell bredd i det första läget på det första elektroniska kamerahuvudet 31. På samma sätt är en andra ljusbox 32 belägen mittemot det andra elektroniska kamerahuvudet 33 så att när stången 10 avbryter ljuset från 7 boxen 32, en skugga med en mot stångdiametern proportionell bredd i ett andra sidoläge, vinkelrätt mot det ovannämnda första sidoläget, kastas mot det andra elektroniska kamerahuvudet 33.

Varje ljusbox 30, 32 är anordnad att åstadkomma en ljuskälla, vinkelrätt mot stången 10 och större än den största stångdimension, som skall mätas i kamerans synfält.

Så är t.ex. synfältet på nedan beskrivna kamera 76 mm (3") och den ljuskälla som användes härvid, har en bredd på 102 mm (4"). Dessutom måste våglängd och intensitet hos ljuset från boxarna 30 och 32 vara kompatibla med känslighetskarak- teristiken hos elektronkamerahuvudena 31 och 33. I ett typiskt fall föredrages blått ljus från en av likström driven fluorescent ljuskälla för elektroniska kamerahuvuden med ett bilddisektorrör. ' A Den första skuggan av stången 10 tillsammans med över- skottsljuset utanför stångens 10 kanter, som riktas från den svarta ljusboxen 30 medför att det första elektroniska kamerahuvudet 31 genererar en första kamerasignal. Denna signal matas över ledningen 34 till en första kameraelektronik 357 Den första kamerasignalen behandlas för att åstadkomma l0 ' 40 446 511 13 en 14-bit digital signal för ståndimensionen, vilken signal matas över ledningen 36 till mätdatorn 27. Hätstyrnings- och andra signaler matas över ledningen 37 från mätdatorn 27 till den första kameraelektroniken 35.

Samtidigt kastas skuggan av stången l0 tillsammans med överskottsljus utanför stångens 10 kanter från bakljusboxen 32 och medför att det andra elektroniska kamerahuvudet 33 genererar en andra kamerasignal. På samma sätt matas denna signal över ledningen 38 till en andra kameraelektronik 39.

Den andra kamérasignalen behandlas för att utforma en l4-bit digital signal för stångdimensionen, vilken signal matas över ledningen 41 till mätdatorn 27 och till den andra kameraelektroniken 39. I Mätdatorn 27 i det beskrivna elektrooptiska stångmät- donet l05l mottar också digitala signaler för stângens l0 börvärden från tumhjulsväljaren 42 via ledningen 43 eller alternativt från terminalerna 1068, l072 via styrdatorn l028 för valsverket, se fig. l. Börvärdessignaler såsom t.ex. 12,700 mm (0,500"), användes för att fastställa stångens l0 profilavvikelser liksom andra ändamål, som beskrives nedan.

Dessutom mottar mätdatorn 27 också en signal angivande stångens 10 analys, från tumhjulsväljaren 44 via ledningen 45 eller alternativt från terminalerna l068, 1072 via styrda- torn 1028 för valsverket. Analyssignalen, vilken kan exempli- fieras med 0,230% och anger procenthalten kol i stången 10, användes som en faktor vid beräkning av den varma stångens börvärde, utgående från den kalla stångens börvärde och för andra ändamål, som_anges nedan. Dessutom mottar mätdatorn 27 också lämpliga styrdatasignaler, innefattande datum, tid och förutbestämda dimensionstoleranser för stången 10, från givaren 46 via en ledning 47. Alternativt kan godtycklig börsignal eller alla sådana signaler, analyssignaler och andra datorsignaler, erhållas från valsverkets styrdator 1028, som är direkt förbunden med stångens 10 valsning, beroende på vilket mätsystem användaren föredrar.

För att göra temperaturkorrektioner för mätvärdena hos den rörliga heta stången 10 användes en optisk fältavsökande pyrometer 48 av den ovan beskrivna typen (Roche et al), vilken är placerad intill avsökningsorganet 12 och riktas mot den rörliga varma stången 10. Den optiska pyrometern 48 l0 40 446 511 14 är anordnad att generera en högkänslig temperatursignal, som matas över kabeln 49 till pyrometerelektroniken 50. Temperatur- signalen korrigeras genom skal- och lineariseringskretsar i pyrometerelektroniken S0 och den korrigerade temperatursignalen, exempelvis 9lo°c (l67o°F) matas över ledningen sl till den - digitala indikatorn 52. Dessutom matas den korrigerade temperatursignalen över ledningen 53 till datorn 27, där den användes för att kompensera för den heta stångens 10 krympning.

I korthet består ovannämnda optiska fältavsökande pyro- metersystem av en snabbt svängande spegel, som är monterad i ett pyrometerhuvud och riktat mot ett synfält, genom vilket den heta stången 10 rör sig. Den heta stången avbildas genom en slits på en högkänslig infraröd-detektor i pyrometer~ huvudet. Denna detektor matar en spetsdetektor och avsöknings- och hållkretsar för att mäta och lagra en icke linjär signal för stångens l0 temperatur. Den lagrade, icke linjära signalen, kan matas över ledningen 53 till datorn 27, där den måste skalas och/eller lineariseras. Den lagrade temperatursignalen uppdateras för varje svep hos den svängande spegeln, t.ex. varje 20 ms genom en upptagen/klar-signal, matad över den med streckad linje angivna ledningen 54. Dessutom skalas och lineariseras den lagrade temperaturen med mindre frekvent uppdatering och kan matas till stångtemperaturindikatorn 52.

Anordningar finns för justering av fältavsökningsfrekvensen och bredden på synfältet för att passa en mångfald installationer.

I Alla signaler för avsökningsorganets läge, den första och den andra 14-bit digitala kamerasignalen, signaler för det förutbestämda börvärdet, inställd signal för analys, andra signaler, temperatursignaler och signalen för närvaro/ frånvaro av het metall, matas över respektive ledningar 26, 36, 41, 43, 45, 47, 53 och 58 och sammanställs av mätdatorn 27 för utförande av en mångfald funktioner genom styrning av en grupp program i mätdatorn 27, vilket beskrives närmare nedan. En av dessa funktioner är att generera en start/stopp- signal för avsökníngsorganet på ledningen 28 och styrsignaler för avsökningshastigheten på ledningen 29, båda vid automatiskt styrd avsökning. En annan funktion är att mata data för stångdiameter, överlagra avvikelser mellan stångprofil och vald förutbestämd full eller partiell kommersiell tolerans och styrdata från mätdatorn 27 över ledningen 59 till CRT- 40 446 511 terminalen 1072 och att medge samverkan mellan standardmanöver- bordet i terminalen 1072 och mätdatorn 27 genom ledningen 61.

En annan funktion hos mätdatorn 27 är att mata data för stångdiameter, profildata i förhållande till förutvalda fulla eller partiella, kommersiella toleranser och styrdata från datorn 27 över ledningen 62 till skrivterminalen lO63 och att medge samverken mellan ett standardmanöverbord i terminalen l068 och mätdatorn 27 via ledningen 64._Skrivterminalen l068 lämnar utskrifter 65, vilka framgår av fig. 3. Ännu en funktion hos mätdatorn 27 är att mata digitala profildata för stången och mätsystemhistogram över ledningen 66 till styrdatorn lO28 som svar på motsvarande kravsignaler, som återmatas till mätdatorn 27 genom ledningen 68.

I fig. 2 visas en skärning av stångens 10 tvärprofil.

Stången är tänkt att sträcka sig vinkelrätt mot papperets plan.

Streckade cirkulära linjer 69 och 70 visar maximum och minimum av möjliga förutbestämda kommersiella standardtoleranser för diameterns börvärden. Genom streckade raka linjer visas också plan AfA, B-B, C-C och D-D, vilka är av speciellt intresse för valsverksoperatören och styrdatorn l028 för bestämning av valsgapet och upplinjering av förhållandet mellan valsarna i slutvalsstolen ll, se fig. lA, och valsnings- gapet hos den i fig. l visade valsstolen l0l0. När ingen avsökning sker, rekommenderas att stanna avsökningsorganet 12, åtminstone temporärt, så, att det första kamerahuvudet 31 och det andra kamerahuvudet 33 mäter diametrarna i plan e C-C och A-A respektive. Stångens l0 dimension i plan A visas vid 71 med angivelsen l2,75l mm och dimensionen i plan C visas vid 72 med dimensionen 12,675 mm under det att 12,700 mm.

Under avsökningsoperationerna föredrar man att det börvärdet i det valda exemplet är andra kamerahuvudet 33 startar profilavsökningen 73 i planet B-B, fortsätter moturs 900 genom planet C-C och stoppar i planet D~D. Samtidigt startar det första kamerahuvudet 31 avsökning i planet D-D, fortsätter moturs 900 via planet A-A och stoppar i planet B-B. På detta sätt avsöker det första och det andra kamerahuvudet 31, 33 en 1800 vinkel av stångens periferi och denna avsökning utskrives från planet B-B till C-C, D-D, A-A och slutar när den är åter i B-B. Andra metoder kan användas för avsökningen. Så kan t.ex. avsökningens l0 40 446 511 16 rotation vara medurs istället för moturs._Avsökningsorganet 12 kan starta vid godtyckligt plan eller godtycklig punkt däremellan, avsöka 900 och återvända till startläget och medger därigenom att godtycklig 1800-del av stången 10 kan utskrivas genom att rotera kamerahuvudena 31, 33 endast 900.

Den resulterande profilutskriften för stången 10, korrigerad till kall dimension, erhålles i datautskriften 65, som visas i fig. 3. Här har stångprofilen 74 superponerats över den förinställda dimensionen, dimensionstoleranser och stånglägen, genererade av mätdatorn 27 i fig. 1A. Detta - datagenererade program innefattar en styrande dataimpuls; stângens profilavvikelse från den verkliga dimensionen i kallt tillstånd, vilken valts av anordningen 42 i fig. lA, anges som variabel ' längs Y-axeln och avsökningsorganets 12 vinkelläge anges som variabel utefter X-axeln. Utskriften längs Y-axeln är graderad i steg om 0,254 mm (0,00l0“) över och under det med streckad linje 75 angivna börvärdet och sträcker sig utanför maximi- och minimireferenslinjerna 76, 77 för full-kommersiella toleranser. Referenslinjerna 76, 77 är skrivna som streckade linjer parallella med X-axeln. Dessutom är maximi- och minimireferenslinjerna 78, 79 för halvkommersiella toleranser utskrivna parallellt med X-axeln, som alfanumeriska linjer i steg om 15 vinkelgrader utefter den avsökta l80°~profilen.

Vid noll och vid varje 450 steg, skrivs de i fig. 2 angivna .skärningsplanens beteckningar B,C,D,A och B ut medan mellan- liggande steg om 150 och 300 skrives så i förhållande till lägena A och C.

Det bör noteras att bilden på CRT-terminalen 1072 är väsentligen samma som datautskriften 65 med två undantag.

Dvs. utöver avvikelsen från stångprofilen och det datagenererade programmet, genererar mätdatorn 27 också ytterligare display- program för de i fig. 2 med streckande linjer angivna avsöknings- planen A-A, B-B, C-C och D-D liksom de verkliga numeriska stângdimensionerna A och C, som visas vid 71 och 72 i fig. 2. För det andra visas inte fulltoleransgränserna om styrsystemet har valt halvtoleranserna som börtoleranser. Sålunda visar CRT-terminalen 1072 stångprofil, stångdiameter och information om avsökningsplan i en form som är unik och mycket värdefull för stångmätningssystemets 1051 operatör liksom för en operatör för ett valsverk, där stångmätningssystemet användes. 17 446 511 Mätdatorn Ett blockdiagram för en mätdator, lämplig för användning tillsammans med det elektrooptiska stångmätdonet 1051, visas i fig. 4. Mätdatorn 27 är digitalt systemprogrammerad för att utföra de olika funktioner, som beskrivs nedan. En kommersiellt tillgänglig minidator kan användas eller om så önskas, kan mätdatorn 27 ingå i den kompletta styrdatorn 28 för valsverksinstallationen. Datorn 27 har i den exemplifierade utföringsformen ett styrsystem, som innefattar olika nivåer av program, som beskrivs nedan.

Mätdatorn 27 är utrustad med konventionella huvudkompo- nenter, innefattande ett insignalminne 190, utsignalminne 191, skivminne 192, skivbrytare 193, kärnminne 194, vilka alla genom olika förbindningar står i-förbindelse med datastyrenheten 195. Mätdatorns 27 operationer sekvensstyrs enligt off-line och on-line dataprogram 196. Dessa innefattar minnesprogram 197, serviceprogram 198, dataprogram för stångmätning 199, kompensa- tionsprogram 200, profil- och lägesprogram 203, histogramprog- ram 204, vilka alla beskrivs nedan. Alla kommunikationer med mätdatorn 27 för stången 10 från yttre enheter sker via insignalbufferten 190, vilken innefattar organ för omvandling av analoga och digitala insignaler till digital form. Dessa innefattar signaler, matade genom ledningar eller kablar till datorn enligt följande: Första kameraelektroniken 35 på kabel 36, andra kameraelektroniken 39 på kabeln 41, elektronik- enheten 23 för avsökningsorganets läge på ledningen 26, detektorn 57 för varm metall på ledningen 58, stângtemperaturen 50 på kablarna 53, 54, stångens börvärde 42 på ledningen 43, stångens analys 44 på ledningen 45, andra data 46 på kabeln 47, valsverkets styrdator 1028 på kabeln 68, CRT-terminalen 1072 på kabeln 61 och utskriftsterminalen 1068 på kabeln 64.

Alla kommunikationer med stångens 10 mätdatorsystem 27 till yttre enheter, sker via utsignalbufferten 191, vilken också innefattar organ för omvandling av utsignaler till digital och analog form. Detta innefattar signaler, matade på ledningar eller kablar från datorn enligt följande: Styrorgan 16 för avsökningsorganets start/stopp på kabeln 28, hastighetsstyrningen 16 för avsökningsorganet på kabeln 29, styrsystemet 67 på kabeln 66, första kameraelektroniken 446 511 i 18 på kabeln 37 och andra kameraelektroniken 39 på kabeln 40.' _ Individuella ledningar i signalkablarna har använts vid ritningarna och dessa har dragits enligt sina ursprung och funktioner så som beskrivts ovan. _ CRT-terminalen 1072 innefattar ett manöverbord för operatörens påverkan av mätdatorn 27.

Utskriftsterminalen 1068 innefattar ett manöverbord för operatörens styrning av mätdatorn 27. Terminalens 1068 datorutskrift 65 innefattar en skrivare för stångprofilens avvikelse, som visas i fig. 3.

Allmänt sett är det möjligt för båda terminalerna 1072, och 1068 att skriva samma data. All styrning från någondera manöverbordet sker med hjälp av programförkortningar, vilka t.ex. kan betecknas på följande'sätt: OFFLINESYSTEM FÖR MÄTNING FÖRKORTNINGAR ENLIGT FÖLJANDE: ~ HS HISTOGRAM FÖR VARDERA HUVUDET PRV ROTERAR AVSÖKAREN 900 OCH BYGGER UPP EN PROFILTABELL PL _ SKRIVER PROFILTABELLEN I SC VRIDER AVSÖKNINGSORGANET TILL ÖNSKAD VINKEL TR SKIVTRANSFER AV MÄTNINGAR GEMENSAMMA FÖR STYRSYSTEMET XT UTTAG TILL MONITOR OCH FÖRSÖK ATT SKRIVA GEMENSAMMA INNEHÅLLSKARTOR, BRANTHETS- OCH OFFSETFöRSKJUTNINGS~ KORREKTIONSFAKTORER, MASKVÄRDEN OCH FÖNSTERVÄRDEN FÖR SKIVMINNET, SOM UPPDATERAS ENDAST OM BRYTARE 12 ÄR UPPÅT. DESSA VÄRDEN AVLÄSES FRÅN SKIVMINNET NÄR DETTA PROGRAM (20) BEGÄRES AV MONITORN.

Skivminnesbrytarna 193 innefattar brytare, som är betecknade med "brytare 10" och "brytare 12" i några program nedan. Dessa brytare måste ställas i läget “WRITE ENABLE" för att uppdatera program eller data i skivminnet.

PÉÉ°ïBEQﬁEë¶ Följande tabell upptar individuella och grupprogram, som är förbundna med datorprogram 196, som används här. 19 446 511 DAToRPRoGRAr/uDENTIFIKATION zuavšiwnßs Egg (197) OFF-LINE oN-Lïrw Disc mp x _ CORE MAP _ x x ' (198) X X ' X x ggßggmzsmnzoemm (199) GAGEIN x i* x KoMPm-Jszxfrrorzsplzoswa (20 o) GAGTPc i x x PROFILE a. PosITIoN PROGRAM (203) ENCNGL x. x GAGPos x x PROFIL ' RTPRoF x PLoT “ x GAGPLT x HEADER x x GAGPRo x HIsToc-:RAr/:Paoonma (204) GAGHsT' x x MAPS (197) DISC MAP innefattar programadresser i skivminnet 192.

CORE MAP innefattar programadresser i det hexadecimala kärnminnet l94.

SERVICEPROGRAM (l 9 8) Rutiner för att handha alla databuffertar, transferer etc. mellan mätdatorns 27 inre komponenter och insignaler till mätdonet 1051 etc. Dessa rutiner fungerar på samma sätt som i kända programmerade datorer.

DATAPROGRAM FÖR STÅNGMÄTNING (l99) GAGEIN är en hjälpsubrutin, som alltid anslutes till godtycklig subrutin, som erfordrar data från stângmätdonet 1051. Det anropar delar av det likaså anslutna serviceprogrammet 198 för att erhålla aktuella data. Det tar medelvärdet av de återsända goda värdena, beräknar avvikelser och lagrar resultaten i vanliga tabeller; Validitetstester utföres och felsignaler visas som önskas.

IO 40 4116 51 1 2 20 KOMPENSATIONSPROGRAM (200) Om dimensionssignalerna för stången 51 från mätdonet 1051 skulle vara utsatta för oacceptabla fel på grund av alltför stor rörelse hos stången l0 från valsverkets genom- loppslinje, kan en konventionell subrutin för att korrigera sådana fel väl inprogrammeras här. _ ' .

' GAGTPC är ett program, som beräknar börvärdet i hett tillstånd, utgående från en internt lagrad kompensationsformel.

Tre variabler krävs för denna formel, för det första procent kol; för det andra stångtemperaturen och för det tredje böfvärdet 1 kallt tillstånd. samtliga erhålles från enheter, vilka beskrivits ovan. Det beräknade börvärdet lagras.

PROFIL OÉH LÄGESPROGRAM (203) ENCNGL är en hjälpsubrutin anslutbar till godtycklig subrutin, som behöver vinkelläget hos mäthuvudena 31, 33 för stångdiametern. Det avläser lägenselektroniken 23, kontrollerar validiteten, sammanställer såväl binära som decimala lägesvärden een viser en felsignel i händelse av funktienefel.

GAGPOS, en kärnminneslagrad subrutin för superponering lyder under off-linesystemet och kräver styrning av operatören.

Det anropas genom programförkortningen SC. Dess ändamål är att föra avsökningsorganet till ett ingångsvinkelläge genom manöverborden 1072, 1068. Följande översikt underlättar förståelsen av programmet: I l. Om det önskade vinkelläget är mer än 100 från avsök- ningsläget, matas full hastighetsspänning över ledningen 29 till styrorganet 16 för avsökningsmotorn för att driva denna mot inställningsvinkeln. Vid mindre än 100, se steg 3. 2. Fortsätt med full hastighet tills avsökningsorganet är inom 100 av inställningsvärdet. 2 3. Inom 100 från inställningsvinkeln.reducerar styrorganet fl6 spänningen till halv hastighet. 4. När ett läge inom 0,30 från inställningsvinkeln uppnåtts, inkopplas nollspänning till styrorganet 16 och urkopplas.

Operatören måste inställa vinkeln via manöverbordet.

PROFIL är ett program i off-linesystemet för mätning.

Det kräver styrning av operatören. Dess ändamål är att föra kameran genom en fullständig 900 avsökningscykel och (D l5 40 21 446 511 att bygga upp en profiltabell, som innehåller avvikelserna för varje intervall om 20. Programmet skriver inte dessa uppgifter. Skriv-rutinen PF, som ligger under off-linesystemet, utför detta program.

' Det finns tre möjliga feltillstånd som kan uppstå. l. Fel på avsökningsmotor ~ indikerar att motorn inte startade eller att slutpunkten_av en avsökningscykel inte har återfunnits (0 eller 900). 2. Avkodningsfel - uppstår om en fullständig bit inte genereras. 3. IDL~fel - genereras, om avbrott i en IDL-överföring inträffar.

PLOT är ett annat program under off-linemätsystemet.

Det kräver inte ingrepp från operatörens sida. Dess ändamål är att skriva de data som innehålles i den profiltabell, som är lagrad i kärnminnet 194. Y-axeln inställes 10 rader ovanför axeln och 10 rader under axeln. Skalan är flytande med ett minimum på 0,005l mm (.OO02"). Avvikelsen skrives utefter Y-axeln och vinkelläget hos avsökningsorganet skrives längs Y-axeln i steg på 40. Datapunkter som är blanka eller utanför området, representeras av tecknet "Åi“. I GAGPLT, ett annat on-lineprogram, tar den 90 element omfattande profiltabellen, som är lagrad i kärnminnet 194 och drar ihop den till en tabell med 60 element. Varje tabellingång representerar då 30. Det avsöker tabellen och fastställer vilka skalsteg, som skall användas utefter Y- axeln, baserat på maximi- och minimivärdena i profiltabellen.

Detta steg är antingen 0,0254 mm (.00l") eller 0,0508 mm (.002"). Därefter skriver den toleranslinjerna för bördimensionen på CRT och skrivarterminalerna 1072, 1068. Programmet beräknar läget för Y-förskjutningen för varje tabellingâng om 30 och skriver ett “R på CRT och utskriftsterminalerna 1072, 1068 motsvarande detta X- och Y-värde. Slutligen anropar den programmetHEADER och kopplas ur. En stångprofilpresentation med användning av GAGPLT~programmet visas i fig. 3 som en utskrift 65 från skrivterminalen 1068.

-HEADER, ett annat on-lineprogram, skriver ut börvärden för den kalla stångdimensionen, kolhalt och temperatur på CRT 1072. Därefter skriver den ut datum, tid, maximitolerans, förvald minimitolerans och förvald orundhetstolerans, även detta på CRT 1072. Därefter avsöker den profiltabollen och iof l5 ' 40 446 511 22 beräknar övermått, undermått och orundhet, baserad på respektive förvalda toleransgränser. Det skriver därefter ut dessa värden som i fig. 3 och kopplas ur: _ I GAGPRO är ytterligare ett program under on-linesystemet för mätning. Det_kräver ingen åtgärd från operatören. Dess* ändamål är att föra kamerahuvudena 3l och 33 genom en hel 900 avsökningscykel och bygga upp en profiltabell innehållande avvikelserna för varje steg om 20. Det skriver inte dessa data. __ _ Det finns tre möjliga feltillstånd, som kan inträffa: _ l. Fel på avsökningsorganets motor inträffar när motorn inte startar eller gränsläget på en avsökningscykel (Oo eller 900) icke uppnås. _ 2. Fel på avkodaron uppstår om denna inte genererar en fullständig bit. 3. Fel i serviceprogrammet, uppstår om bortfall i data- överföringen inträffar.

HISTOGRAMPROGRAM (204) GAGHST, är ett tilläggsprogram under on-line och off- linemätsystemen. Det kräver inkoppling av operatören. Dess ändamål är att samla ett antal avläsningar från varje kamera- huvud 31, 33 medan dessa är,belägna i planen "A-A" och "C- C", såsom visas i fig. 3 eller i andra lägen, lagra avläsningarna i tabellform och skriva ett histogram för varje kamerahuvud 31, 33, samlade i steg om 0,005l mm_(.0O02") inom ett område från +0,027 till -0,027 mm (.005 till -.0O5“). Dessutom beräknar det och skriver ur medel- och standardavvikelser för alla avläsningar från varje kamerahuvud 31, 33. Operatören måste ange det antal avläsningar som önskas, stångens bördimension och begära användning av varje lagrad histogramtabell liksom lagrad profiltabell med styrdatorn 1028 för valsverket, som visas i fig. 5. I I Alla profil- och lägesprogram 2Ö3 liksom histogramprogrammet, kan innefattas i styrdatorn l028 för valsverket, om så önskas.

AUTOMATISKT STYRSYSTEM FÖR VALSVERKET Pig. 6 visar en tvärsektion av en stång l0 i en passage 1058 mellan vertikala valsar 1020 och 1022. I figuren är 23 446 511 stångens rörelseriktning ut från papperet. De diametrar, som omnämnes i det följande, definieras på följande sätt. En diameter, som är vinkelrät mot valsgapet kallas A~diametern, diametern 450 medurs i förhållande till denna, kallas B- diametern, diametern vid partningslinjen 1063 kallas C- diametern och diametern 450 medurs från C-diametern kallas D-diametern.

Valspassagen 58 är betecknad med radierna 1064 och l066 för att medge någon överfyllning intill partningslinjen l063 för att inte valsskägg skall uppstå på stången IO. Den andra radien skär den första radien ca 200 på varje sida om partnings- linjen 1063. Stången l0 kan anses indelad i två.zoner, dvs från I, i vilken stången lO normalt är i kontakt med passagen och zon II, i vilken stången l0 normalt inte är i kontakt med passagen 1058.

Fig. 7 är en graf, som visar effekten av valsarnas excentricitet på stångdiametern längs stången. I skissen är stånglängden angiven i fot (30,48 cm), och ordinatan är variationen i diameter i 10-3 tum (0,025 mm). Den heldragna linjen¿\A visar variationerna i A-diametern, den heldragna linjen¿ÄC visar variationerna i C-diametern och den streckade linjen visar variationerna i valsstolens 1010 valsgap. Som synes är variationerna i C-diametern mycket större än dem i A~diametern. Detta beror på att variationerna i C är en funktion av bl.a. variationerna i valsstolens 1010 valsgap liksom variationer i A-dimensionen i valsstol ll. På grund av valsexcentricitet, är variationerna i A-diametern hos exempelvis en l2,70 mm (0,500") stång omkring 0,0254 mm (0,00l"), medan variationerna i C-diametern uppgår till så mycket som över 0,0508 mm (0.002"). När andra faktorer förutom valsexcentriciteten tagits i beaktande, kan de totala variationerna i A-diametern vara så stora som 0,0635 nm1(0.0025") och variationer i C-diametern så stora som 0,lOl6 mm (0,004"). Båda dessa variationer är signifikanta.

Såvida dessa variationer inte kan minskas väsentligt, exempelvis genom minskning a valsexcentriciteten, måste dessa längsgående variationer beaktas vid ett valsverkstyrsystem, som i föreliggande uppfinning. Större stänger kännetecknas av större variationer i dessa A- och C-diametrar. 24 446 511 De längsgående variationerna i diametrarna tages i beaktande med hjälp av histogram, som tages längs förutbestämda diametrar hos stången. Frekvensfördelningen av diametervaria- tionen bestämmes genom tillämpning av sannolikhetskalkylteknik, tillämpad på dessa histogram. En uttömmande beskrivning av hur dessa histogram används, kommer att lämnas senare.

Fig. 8 är ett blockdiagram för datorn 1028 och dess kringutrustning. Yttre enheter för datorn 1028 är mätdatorn 27 och tre datorterminaler, nämligen (1) en manöverrumstermínal 1068, som lämnar orderdata till datorn 1028 och mottar presterade data etc. från datorn 1028 (2) en datorrumsterminal 1070 och (3) en valsterminal 1072, där stângprofilen visas kontinuerligt.

Datorn 1028 innefattar en kärnminnesenhet 1029, en diskminnesenhet 1096 och en UDC-modul 1097. Denna modul innefattar en avbrottsmodul 1074 och en digital och analog (A/D) in-ut-signal I/O 1078.

Avbrottsbehandlaren 1076 reagerar på avbrott från avbrottsmodulen 1074 i UDC och samlar och levererar ut information från A/D I/O-modulen i UDC. _ Avbrottsbehandlaren 1076 styres av ett RSX-block 1092, som beskrivs senare, närhelst någon av kontakterna i avbrotts- modulen 1074 ändrar tillstånd. Behandlaren 1076 frågar då avbrottsmodulen 1074 för att fastställa vilka kontakter, som har ändrat läge och till vilket läge de har ändrat sig.

Händelser, som orsakar en sådan förändring i tillståndet, kan t.ex. vara (1) mätdonet 1051 för stångdiametern fungerar dåligt, (2) detektorn 55 för varm metall, som användes för att fastställa närvaron av en stång vid en viss punkt i valsverket, har antingen börjat motta en signal eller har stoppat mottagan- det av en signal och (3) den sista stången 10 i en order har förts ut från uppvärmningsugnen och kommit in till valsverket.

Den insamlade informationen innefattar t.ex. de mätningar som visas i fig. l från mätdonet 1051 för stångdiametern, branthetsmätarna 1032,-1034 och pyrometern 48 liksom annan infor- mation från valsverkets manöverpaneler, som t.ex. kolhalt 44, visad i fig. JA. Lämnad information innefattar t.ex. stångläge och rofureusínformulion om nodskruvning. 40 446 511 I/O-modulen 1078 kommunicerar också med en mastermodul 1080 (MSTTSK). Modulen 1080 är programmerad som ett kärnlagrat styrprogram med sex styröverlägg OVLl i första nivån och ett flertal överlägg OVLZ för datastyrning på sekundärnivâ. Detta program styr funktionen hos det aktuella styrprogrammet för valsverket i beroende av (l) data för stångens bana och apparat- status från en avbrottsservicemodul 1082 (IHTTSK) och (2) artikel- data från en orderprocessmodul 1084 (ORDPCU) och en avbrottsser~ vicemodul 1086 (OPRINT) för operatören. De sex överläggen OVL2 i mastermodulen (MSTTSK) 1080 styr (l) uppstàrtningen av styrsystemet, systemets (2) initial- (3) optimerings- och (4) monitorstyrsekvenser hos systemet, (5) beräkning av prestandan hos valsverkets styrsystem, (6) varjämte den styr den manuella mätningsoperationen för stångdiametern om automatstyrning från datorerna 27 och/eller 1028 inte önskas. Den utför sekvens- styrning på begäran och går ut när styrfunktionen är inaktiv.

Avbrottsmodulen 1082 mottar alla avbrott från avbrotts- behandlaren 1076, som berör valsverkets styrsystem. Sådana avbrott innefattar t.ex. förändring i tillståndet hos systemets hetmetalldetektor 55. Avbrottsmodulen 1082 svarar också på operationsrelaterade avbrott från OPRINT-modulen 1086. Sådana avbrott innefattar t.ex. ändring av artikel, ändring av bör- dimension och ändringar i valspassage.

Orderprocessmodulen 1084 erhåller orderinformation från valsverkets manöverrumsterminal 1068 via en programmeringsorder från en oanropad ingângsmodul 1088 (UNSOL). Modulen 1088 lagrar all oanropad ingångsdata från olika teletyper, fjärr- skrivare kontrollerar giltigheten av forkortningarna för in- gângskoderna och utöva styrning av orderingângssystemets olika funktioner. Sådana oanropade data innefattar t.ex. en begäran från manöverrumsterminalen om utskrift av en stångprofil.

Orderprocessmodulen 1084 styr helt enkelt orderingånge- funktionerna för föreliggande styrsystem. Sådana funktioner innefattar t.ex. angivande av kolhalt, bördimension och kunds ordernummer.

Operatörens serviceavbrottsmodul 1086 fungerar som en gränsyta mellan valsverksoperatören och de olika avbrotten.

Dessutom fungerar modulen 1086 som en låg-nivå exekutiv därigenom att den utövar styrning av andra dimensionsstyrníngs- program. Modulen 1086 kan t.ex. förse operatören med en lO 40 446 511 26 visuell presentation av viktiga instruktioner såsom exempelvis “Inför bördimension". Om operatören a andra sidan påbörjar 1 en begäran om ändring i bördimensionen, utför modulen 1086 denna begäran i riktig prioritetssekvens.

Datorn 1028 är försedd med en POWFAL-modul 1090, ett RSX SYSTEM-modulblock 1092 och en blockmodul 1094. Modulen 1090 lämnar t.ex. instruktioner för uppstartning av valsverkets styrsystem. Modulen 1092 är ett styrsystem i realtyp t.ex. (l) den tidsplanerar de moduler, som är baserade på tidsplanerad begäran enligt på förhand av användaren fastställda prioriteter, (2) den handlägger felsituationer i realtidsystemet och (3) den allokerar perifera systemutrustningar som manöverbord, skrivare etc. Denna systemmodul lO92 utgöres företrädesvis av Digital Equipment Corporations RSX llBC-VSA. Modulen 1094 erbjuder lagringsutrymme för data, som är gemensamma för alla styrprogrammen.

Datorn 1028 är också försedd med ett bild- och dataskiv- minne 1096. Som framgår av fig. 8 lagrar bildminnet programmen ORDPCU. IMG, INTTSK.IMG, MSTTSILIMG och OPRINTJMG, som utföres i styrprogrammets överlagringssutrymme medan diskminnet lagrar data QRDPCILDAT, MSTTSILDAT, OPRINT.DAT and DSKD¶SG.DA'I', vilka används av styrprogrammens överlägg eller superpositioner.

En typisk diameterprofil visas i figur 9. Denna profil erhålles genom rotation av stångdiametermätdonet 1051 genom en 900 vinkel, medan stångdiameterdata insamlas och medelvärdes~ beräknas i segment på 20 för att åstadkomma en medelvärdesprofil av stångdiametern. Denna teknik avlägsnar effekten av de längsgående variationerna i stångdiametern. Abskissan anger diametervärdet från B medurs kring stången och ordinatan tum (2,54xl0_3 Abskissan är vidare indelad i zon I och zon II. är avvikelsen från börvärdet i IOÅ3 cm).

Punkterna B och D betecknas som respektive vänster och höger skuldra. Förbindelsepunkterna mellan zon I och zon II kallas kragar. De partier, som sträcker sig in från kragarna mot C kallas-övergångsomrâden, eftersom det är oklart huruvida valsen är i kontakt med stången i dessa områden.

Den översta linjen E är den övre toleransgränsen för den stång, som valsas. Valsens börvärde, mitt i fig. 9, är markerad med F. Den understa linjen Gfär den undre tolerans- gränsen. gp. l0 40 446 511 På grund av de längsgående v4rlaLionerna i diamutvrvﬁrdcnn är den övre toleransgränsen förskjuten nedåt till linjen H. vid och under linjen H är åtminstone 95% av maximidiametrarna under den övre toleransen. På liknande sätt är den undre tolerans- gränsen förskjuten uppåt till linjen J.

En typisk stångprofil K visas i fig. 9. De beräknade övre och undre profilsökgränserna L och M respektive, vilka beskrives närmare nedan, visas med streckade linjer.

Mycket kortfattat styrs valsverket av detta styrsystem på följande sätt. När den första stången av en beordrad arti- kel föres genom valsverket, är diametermätdonet 1051 placerat med ett av avsökningshuvudena l2 vid C-diametern och det andra huvudet vid A-diametern. A I Styrning av dimensionerna börjar inte förrän signalerna från loophöjdregulatorerna l036 och 1038 till datorn 1028 är stabila och visar att stången i stort inte är utsatt för någon dragning när den går in i och lämnar den första valsstolen 1010.

Vid denna punkt börjar datorn 28 att behandla utgångsvärdena från huvudena 31, 33. I Här hänvisas till fig. l0A och l0B, vilka visar flödes- schema för initialsekvensen, optimeringssekvensen och styrnings- sekvensen hos valsverkets styrsystem. Ändamålet för initial- sekvensen MTINSQ är att (l) samla data för att göra histogram med hjälp av datorn 27 och program 202, vilket skall användas senare vid optimeringssekvensen och (2) göra en grovjustering av valsarna sedan en passage eller en ändring av artikel har inträffat. Ändamålet med optimeringssekvensen är att mera nog- grannt styra diameterdimensionerna hos stången i beroende av mera kompletta data. Ändamålet med monitorsekvensen är att minimera dimensionsavsökning och valsverksjusteringar genom att observera de diameterdimensioner, som erhålles under opti- meringssekvensen.

Omläggning av programmet till en annan sekvens är inte tillåten om ett avbrott inträffar under godtycklig sekvens förrän stegen i sekvensen når en logisk brytpunkt t.ex. repe- »lvrjngshlnckvn 1108.

Masterstyrprogrammet 1098 börjar när det kopplas in eller om- dirigeras av ett avbrott i initialsekvensen med att fråga beslutssymbolen ll00 huruvida den stång, som kommer in i vals- verket, endast är en ny order eller om stången också kräver en ny passage vid valsarna. Låt oss anta att en ny passage 40 446 511 28 erfordras. Block 1102 beordrar då mätdonet 1051 för stångdia- metern att ta fram histogram för såväl A- som C-diametrarna.

Dessa histogram liksom A-C-differenshistogram är lagrade i datorn 1028. För att nå detta måste diameteravläsningar tagas genom åtminstone 8 fulla cykler hos valsarna 1020 och 1022, vilka roterar i slutvalsstolen 11. Vid föreliggande system tar detta ungefär en sekund och ca 80 avläsningar tas under detta tidsintervall. g Var och en av dessa avläsningar modifieras med en faktor, som baseras på den av pyrometern 48 avkända temperaturen.

När avläsningarna från mätdonet 1051 mottages av datorn 1028, omvandlar denna varje avläsning till en referenstemperatur t.ex. rumstemperatur. Medelvärden beräknas sedan för alla A- och C-avläsningar respektive för att erhålla ett medelvärde för dessa.

Blocket 1104 beordrar sedan datorn 1028 att beräkna hur mycke medeldiametrarna varierar från bördimensionen och att beräkna den erforderliga justeringen för valsgapen i den första vals- stolen 1010 och slutvalsstolen 11 för att erhålla börvärdet.

Oberoende av storleken på ändringen begränsar datorn justeringen i en enda första styriteration till O,l905 mm (0.0075"). Denna begränsning bidrar till systemets stabilitet, Blocket 1106 beordrar sedan datorn 1028 att justera nedskruvningen för de sista två valsstolarna 1010 och 11 för att erhålla den önskade justeringen. Sedan justeringarna för valsgapet har gjorts avgör blocket 1108 huruvida förloppet skall upprepas.

Blocket 1110 påverkar härefter upplinjeringen för valsarna under begynnelsesekvensen genom att styra drivorganet 14 för att rotera mätdonet 1051 med 450 så att avsökningshuvudena 12 är i läge för att mäta B- och D-diametrarna. Dessa mätningar ut- föres på samma sätt som mätningarna för Af och C-diametrarna och histogram göres för B-diamatern, D-diametern och differenser B-D. Blocket 112 styr sedan datorn 1028 att använda medelvärdena av B- och D-mätningarna respektive för att beräkna den föränd- ring i valsarnas upplinjering i slutvalsstolen ll, som I erfordras för att göra B- och D-diametrarna mera lika.

Blocket 1114 beordrar sedan datorn 1028 att styra donet 1026 för förändring av upplinjeringen av slutva1s~ stolens ll valsar. Såsom när det gällde justering av valsgapet, avgör blocket 1116 huruvida förloppet skall upprepas.

IQ bï 29 44-6511 Låt oss antaga att en ny order mottages men att en ny valspassage inte erfordras. Härvid blir begynnelseförloppet något olika. Först beordrar blocket 1110 datorn 1028 att 'göra en summering av signifikanta data för den föregående ordern innefattande t.ex. fördelning av orderdata, den procentuella andelen värden utanför toleransgränserna samt kundrelaterad information för ordern. Härefter beordrar blocket 1120 datorn 1028 att beräkna den erforderliga justeringen av rullgapet för den nya ordern och blocket 1122 berodrar datorn 1028 att påverka inställningsskruvarnas kontrollorgan 1916 och 1026 så att det beräknade valsgapet injusteras.

Blocket 1124 beordrar framtagning av histogram för A- och C-diametrarna på samma sätt som beordrades av blocket 1102, blocket 1126 beordrar_att valsgapjusteringar beräknas på samma sätt som gjordes av blocket 1104 och blocket 1128 berodrar dessa datorjusteringar att utföras på samma sätt som gjordes av blocket 1106. Blocket 1130 avgör, på samma sätt som blocket 1108 gjorde, huruvida denna justering av valsgapet skall upprepas. W I Någon justering av valsarnas linearitet erfordras inte, eftersom det inte var någon förändring av valspassagen.

Första steget av optimeringsförloppet, som visas i fig. 10B, innefattar en order från blocket 1132 att mäta stângens profil. ' Datorn 1028 kontrollerar först huruvida minst 5 sekunder återstår av stångens genomloppstid. Detta är-väsentligt, efter- som denna tid erfordras för stångmätningsdonet 1051 att avsöka hela stångens 10 periferi och en sådan avsökning är väsentlig för optimeringssteget. ' Vid denna punkt i processen är endast grova diameterdata tillgängliga. Sålunda tillförsäkras dessa datas giltighet före behandlingen. Dessutom underkastas dessa data välkända tekniker för att erhålla en kontinuerlig, jämn profil hos stångdiametern.

Vid vissa driftstillstånd roterar eller vrides stången 10 när den lämnar slutvalsstolen 11. Eftersom ett visst avstånd finns mellan slutvalsstolen ll och mätdonet 1051, kan stången ha roterat relativt den antagna referensramen. Sålunda måste denna vinkelförändring korrigeras av datorn 1028. Storleken hos denna vinkelförändring är proportionell mot avståndet mellan mätdonvt och slutvalsstolen 11 och mot skillnaden i storlek mellan stângons kragar. 40 446 511 30 Härnäst beordrar blocket ll34 datorn l028 att beräkna styrsystemets funktion, baserat på stångens mätlängd. Denna funktion uttryckes som den procentuella del av produkten, som är inom den beordrade toleransspecifikationen. Fördelningen av värdena, vilka återspeglar valsningsexcentricitet etc., såsom de är registrerade, används på välkänt statistiskt sätt såsom beskrives nedan för att fastställa denna funktion.

Under den första iterationen är histogrammen grundade på data, som erhållits under begynnelseförloppet. Vid följande iterationer baseras dessa histogram på data, som erhållits under den senast utförda monitorsekvensen.

Blocket ll36 beräknar sedan de erforderliga justeringarna för valsgapen i de sista två valsstolarna l0l0, ll och linearí- teten hos valsarna i den sista valsstolen_ll för att erhålla en optimal stångprofil, dvs en profil med minsta orundhet inom de övre/undre toleransgränser, som visas i fig. 9.

Blocket ll38 avgör sedan huruvida datorn l028 skall inverka på styrorganen l0l6, 1024, 1026 för valsgapet för att beordra skruvinställningen att utföra de beräknade justeringarna.

Om åtminstone 95% av produkten är inom toleransgränserna i alla tre kategorierna och den beräknade justeringen är mindre än 0,0254 mm (0,00l"), eller om mindre än 95% av produkten är inom toleransgränserna men den beräknade justeringen är under 0,0l27 mm (0,0005") utföres justeringen inte.

Skälet till detta beslut är att om åtminstone 95% av mätlängden är tillfredsställande och endast en justering på 0,0254 mm (0f00l") har framräknats är möjligheten att förbättra dessa resultat inte stor. Å andra sidan är det osannolikt att en justering, mindre än 0,0l27 mm (0,0005"), har någon signifikant. effekt på resultatet. 7 Om ingen av de tre justeringarna skall utföras styr blocket ll38 styrsekvensen till block ll42. Om justeringarna skall utföras styr blocket ll4O datorn 1028 att beordra de justeringar i valsgap och linearitet, som skall utföras. Block 1142 beordrar lagring av resultatdata och block 1144 avgör huruvida förloppet skall upprepas. Kriteria för att upprepa förloppet är (l) optimeringsförloppet skall inte itereras mer än 5 gånger eller (2) alla justeringar i valsqap och linuaritot är små t.ex. mindre än 0,012? um1(0,OO05"). kf! 40 31 ph44e 511 Valsverkets styrsystem går sedan vidare till monitorse- kvensen. Block 1146: (l) beordrar mätdonet 1051 att ställa sig i läge för mätning av A- och C-diametrarna och (2) samlar och lagrar data för att förbereda histogram för dessa diametrar liksom differensen A-C. Mätdonet 1051 tar 500 mätdata, varefter blocket 1148 beräknar den procentuella del av resultatet, som är utom toleransgränserna med hänsyn till mätlängden. Denna funktion grundar sig på en profil, som är simulerad från den senast mätta profilen, eftersom p mätdonet 1151 i själva verket inte avsökt stången. Medelvärdena för diametrarna A och C, erhållna från de histogram, som beordrats av block 1146, används för att simulera denna profil. Block 1150 beräknar därefter den erforderliga vals- justeringen, block 1152 lagrar resultatdata för stångens löpande mätning och blocket 1154 avgör huruvida de beräknade justeringarna är.tillräckligt små för att bibehålla systemet inom monitorse- kvensen eller huruvida systemet måste återgå till optimerings- sekvensen. Dessa beräknade justeringar utföres inte.

Efter fem iterationer i monitorsekvensen med användande av medeldiametrarna för A och C från de av blocket 1146 beordrade histogrammen, beordrar blocket 1146 mätdonet 1051 att rotera så att en iteration kan göras med användning av B- och D-dia- metrarna innan den återgår till optimeringssekvensen.

Såsom tidigare framhållits, styr blocken 1134 och 1148 i fig. l0B datorn för beräkning av den procentuella del, till vilken stången faller inom toleranserna. Särskilt används datorn 1028 för att beräkna den procentuella del, som är utanför en maximitolerans utefter stångens mätlängd, procentandel under en minimitolerans och procentandelen utanför orundhetstoleransen, Dessa procentsiffror används sedan bl.a. vid beräkning av jus- teringar för valsgap och linearitet genom styrning från blocket ll36.

Varje diameter runt stångens 10 profil varierar enligt en förutbestämd statisktisk fördelning. Denna fördelning är olika för varje zon så, som framgår av en kombination av figurerna 7, ll, och 12. Den vidaste fördelningen är i zon II medan den nLinsL-'x Fíj.r beror i första hand på excentriciteten hos valsarna i slutvals- stolen 11 medan variationerna i C-diametrarna orsakas av valsexcentricitet och samverkan med den föregående första valsstolen 1010. 1D so' 40 446 51k 32 För att precisera valsverkets prestanda, betraktas endast tre punkter, vilka i det följande räknas som de "kritiska punkterna" runt stângens 10 profil och för vilka punkter statis- tiska fördelningar kan tillämpas. Dessa kritiska punkter är (ll "Cm", som är ett kritiskt värde i zon II, (2) "max“, vilket är maximivärdet antingen i zon I eller zon II och (3) "min", som är minimivärdet i antingen zon I eller zon II. Varje kritisk punkt bestämmes av datorn 1028 på konventionellt sätt såsom beskrives nedan. _ I figur ll visas en uppritning av profilen i zon I av en typisk stång. Abskissan är diameterlägena, från B medurs runt stången lO, och ordinatan är avvikelserna hos stången lO från bördimensionen. Som synes är zon II utan profilinformation.

'Maximi- och minimivärdena för profilen i zon I är markerade Xmaxl och Xminl, respektive. Den skuggade ytan i fig. ll är övergângsområdet i zon II. _ Fig. l2Arl2E visar fem grundkonfigurationer för stångens profil, som man kan möta i zon II. Abskissa och ordinata är samma som i fig. ll. Maximi- och minimivärdena i zon II är markerade Xmax2 oc Xmin2 respektive. Dessutom har figur 12A en punkt markerad "CM". _ _ Fig. l2A visar det förhållande där de kritiska maximí- och minimivärdena i zon II båda är inom övergångsområdet. I detta fall borde dessa värden snarare följa den statistiska fördel- ningen för A än den för C. Sålunda väljes kritiska värdet för "CM" = C, "max" väljes som det större, kritiska värdet mellan Xmaxl och Xmax2 och "min" väljes som det mindre, kritiska värdet mellan Xminl och Xmin2. , I fig. 12 B är det förhållande avbildat, där det kritiska maximivärdet i zon II är i övergångsområdet, medan det kritiska 4 minimivärdet i zonen inte är inom övergângsområdet. I detta fall väljes det kritiska värdet för "CM" som Xmin2, det kritiska värdet "max" väljes som det större av värdena Xmaxl och Xmax 2 och det kritiska värdet "min" väljes som Xminl.

I fig. l2C är det förhållande avbildat, där kritiska maximivärdet i zon II är utanför övergångsområdet, medan det kritiska minimivärdet i zon II är inom övergångsområdet. I detta fall väljes det kritiska värdet "CM" som Xmax2, det kri~ tiska värdet "max" väljes som Xmaxl och det kritiska värdet "min" väljes som det mindre av värdena Xminl och Xmin2.

LT! 40 f” 446 511 I fig. l2D är det förhållande âtergivet, där varken det kritiska maximi- eller minimivärdet i zon II är inom övergângsom- rådet och det kritiska minimivärdet i zon II är större än maxi- mivärdet-i zon II. I detta fall väljes det kritiska värdet "CM" som Xmin2, det kritiska värdet "max" väljes som det större av värdena xmaxi och xmaxz och det kritiska värdet *min väljas som Xminl. ' Fig. l2E liknar fig. l2D utom att det kritiska maximivärdet i zon II är större än det kritiska minimivärdet i zon II. I detta fall väljes det kritiska värdet "CM" som Xmax2, det kri- tiska värdet "max" väljes som Xmaxl och det kritiska värdet "min" väljes som det mindre av värdena Xminl och Xmin2.

När sålunda nu de kritiska punkterna av profilvärdena längs stången 10 har bestämts, är det möjligt att beräkna en sammansatt fördelning av de kritiska maximivärdena för hela profilen, dvs både i zon I och zon II, en sammansatt fördelning för minimi- värdena för hela profilen och en sammansatt fördelning för orundhetens maximivärde mellan två godtyckliga punkter på stångens 10 periferi. Dessa sammansatta fördelningar beräknas genom att kombinera individuella fördelningar med användande av statistiska tekniker för att kombinera oberoende sannolikheter.

Sammansatta fördelningar för maximivärdet beräknas genom kombination av "CM"-fördelningarna och maximiprofilvärdet.

Fördelningen för "CM" grundas på histogrammet för C-diametrarna medan fördelningen för maximivärdet baseras på histogrammet för A-diametrarna.

På samma sätt beräknas den sammansatta distributionen för minimum genom kombination av "CM"-fördelningen, baserad på histogrammet för C-diametrarna och miminiprofilvärdets fördelning, baserad på A-diameterhistogrammet..

Den sammansatta orundhetsfördelningen beräknas genom kombination av fördelningarna för följande tre absolutvärden: (l) maximiprofilvärdet minus minimiprofilvärdet, (2) maximipro- filvärdet minus "CM" och (3) "CM" minus minimiprofilvärdet.

Fördelningen för (l) baseras på differenson mellan B-D- diametrarnas fördelning. Fördelningen för (2) baseras på antílrfﬂxl (n) Fëårdc-lrxinqerx för (T-A--cliamciir-rdíFfvrrwnrzorx om maximivärdet är större än "CM" eller (b) diflerensfördelningen för A-C-diametrarna ur A-diametern minus C-diametern om "CM" är större än makimivärdet. På samma sätt baseras.fördelnLngen LPA 15_ 40 446 511 34 för (3) antingen på (a) differensfördelningen för C- A-diametrarna om "CM" är större än minimivärdet eller (b) differensfördelningen för A-C-diametrarna om minimivärdet är större än "CM".

Den procentuella del av stången 10, som är utom tolerans- _området i var och en av kategorierna övermått, undermått och orundhet beräknas därefter genom att summera de element av respektive sammansättningar, som faller utanför de tolerans- gränser, som är lagrade i datorn 1028.

Subrutinerna för datorn 1028 för beordring av valsverkets styrdon 1016, 1024, 1026 att utföra valsverksjusteringar för begynnelsevalsstqlens 1010 valsgap och slutvalsstolens ll valsgap och linearitet, vilka kan begäras av block 1136 i fig. ioß visas 1 flöaesschemat i fig. 13Af13L._som visas i fig. A avläser block 1184 stângprofilen från ett skivminne för att göra dessa data tillgängliga för senare användning.

Härefter konverteras i block 1186 vissa variabler, som erfordras för efterföljande beräkningar, som utförs i subru- tiner, varvid konvertering sker till enheter, som är kompatibla för-respektive speciella program. Dessa variabler består av "C-förskjutningen", valsgapdiametern, bördimension i varmt tillstånd, över/undertoleranser och krympningsfaktor.

C-förskjutningen är en faktor, som medger en förspänning av den första valsstolen 1010, oberoende av.slutvalssto1en ll.

Denna faktor används för att eliminera bildandet av ett vals- ningsskägg om valsens börvärde för stången 10 är väsentligt större än kragdimensionerna. C-börvärdet är lika med valsens bördimension för stången 10 minus C-förskjutningen och beräknas av datorn 1028. Den är bl.a. en funktion av passagediametern i förhållande till stångens 10 bördimension i varmt tillstånd. I det fall man har en liten passagcgenomgång i förhållande till bördimensionen, är det önskvärt att beräkna ett C- örvärde, som är något mindre än valsarnas börvärde, eftersom små variationer i processvariablerna kan resultera i förekomsten av ett vals- skägg vid partningslinjen 1063 i fig. 6. Å andra sidan, om passen diametern 1058 är väsentligt större än börvärdet i varmt till- stånd, kan stångens C-dimension ökas i mycket större utsträckning innan ett valsskägg bildas. I detta fall väljes C-lörvärdet lika med något värde mellan kragdimensionen och valsen börvärde, efter- som detta har en benägenhet att resultera i en stång med minimaš orundhet. kf: . z5_ a 446 511 Blocket 1188 lagrar profilens signifikanta punkter för fram- tida användning under beräkningarna. Dessa punkter är C-,B-, och .D-avläsningarna samt B~D-värdet.

Nästa steg i beräkningen är att bestämma huruvida det råder ett underfyllnadsförhållande vid någondera av rullkragarna. Som visas i fig. 9 är var och en av dessa kragar i förbindningen mellan en övergångszon och zon I. Ett underfyllnadsförhållande vid endast en av kragarna erhålles om en oval stång införes, som vrides i slutvalsstolens ll valspassage. Detta förhållande erhålles vid det ena eller båda av följande förhållanden: (l) valsarna är ej riktade och (2) de styrningar, som leder den ovala stången från första valsstolen 1010 till slutvals- stolen ll är inte monterade på riktigt sätt., Det första steget för att avgöra vilket av dessa förhållan- den som råder, är att först undersöka felinställningsfaktorn för den låga kragen. Detta göres av block 1190. Sålunda är det nödvändigt att fastställa om valsarna oavsiktligt har en stor felinställning. Detta göres på följande sätt. Om den absoluta differensen mellan dimensionerna på stångens skuldror, dvs IB-DI är större än ett förutbestämt belopp, t.ex. 0,0762 mm (0,003"), måste valsarna riktas upp innan några steg kan tagas för att korri~ gera en underfyllning vid en av kragarna, orsakad genom stor felinställning hos valsarna. Blocket 1192 för vidare alla beräkningar för kragens felinställning, vilket skall beskrivas inom kort, och styr processen till block ll94, som beordrar ny beräkning av fulinställningsfaktorn, vilken definieras senare.

Om blockets 1192 utvärde är "NEJ" är det klart att detta är ett resultat av felaktig inställning av styrningarna om det är en underfyllning vid den ena av kragarna. Innan man emellertid fortsätter åtgärda felinställningen hos valsarna, vilket är en "fininställningsprocedur", provas beslutsblocket 1196. Detta prov avgör huruvida det absoluta värdet på C är mycket större än C:s börvärde, vilket betyder att ett förhållande med över- eller underfyllning förekommer i passagelinjen. Om svaret är JA, släppes återigen kragens felinställningsfaktorer igenom, eftersom det denna gång är viktigare att åtgärda detta över- eller underfyllningsförhållande genom att ändra valsgapet vid den första valsstolen 1010. 4461-511 36 1s- '20 Om blockets 1196 utgångsvärdc är NEJ, göres ett tredje prov. Om minimivärdet i zon II är positivt, dvs om dess värde överstiger valsens börvärde, släppas kragens felinställnings- faktor igenom eftersom kvaliteten av stångprodukten i detta fall inte skulle signifikant förbättras genom en korri- gering. . _ Om utvärdena från blocken 1192, 1196 och 1198 alla är NEJ, fastställer blocket 1200 i fig. 13AA om minimivärdet ligger nära den vänstra kragen. Om så är fallet, beräknar blocket 1202 den erforderliga snedinställning hos valsen, som erfordras för att reducera underfyllningen nära denna krage. Blocket 1204 fast- ställer då om minimivärdet är nära den högra kragen. Om så är fallet, beräknar blocket 1206 den snedställning av valsen, som *erfordras för att reducera underfyllningen nära den högra kragen. Om det inte finns någon underfyllning vid någondera Wkragen, överhoppas båda dessa beräkningarij Den beräknade korrektionsfaktorn för snedinställningen dämpas av blocket 1208. Detta block adderar den sålunda beräknade faktorn med det tidigare beräknade värdet och dividerar summan med två. Om det resulterande värdet överstiger en förutbestämd gräns, t.ex. 0,0508 mm (0,002"), styr blocket 1210 blocket 1212 för inställning av felinställningsfaktorn på.detta värde.

.Utväraena från blocken 1210 och 1212 matas :111 b1ocket 1194, som beräknar den totala justeringen för valsinställningen för slutvalsstolen 11. Denna justering är lika med felinställ- ningsfaktorn minus skuldrornas inställning. Justeringen matas till blocket 1214, som undersöker om denna justering är inom föreskrivna gränser. Om så ej är fallet, reducerar blocket 1216 värdet med 50%. Om det ligger inom gränserna, lagras värdet.

Beräkningarna för valsinställningen är nu fullständiga med av- seende på valsarna 1020 och 1022 i slutvalsstolen ll.

Nästa steg i styrsystemet för valsverket innefattar en bestämning av justeringen för valsgapet i slutvalsstolen ll.

Om man betraktar enbart zon I, är det första steget vid denna bestämning att fastställa de övre och undre sökgränser för vals- gapets justering, som medför en stång inom toleransgränserna.

Sedan väljes den justering, som resulterar i den minsta orund- heten inom dessa toleransgränser. 40 - RcFNm - -~~ 37 446 511 Fiq. 9 visar de övre och undre toleransgränserna E resp. G.

På grund av variationerna i diametervärdena i valsens längd- riktning t.ex. på grund av valsens excentricitet,jförskjutes de användbara övre och undre toleranserna med ett belopp, som fastställes genom standardavvikelsen i histogrammet för A-dia- metern. Detta belopp kallas "förskjutning" i fig. 9. Genom för- skjutning av toleranserna med detta belopp, garanteras.att om en kritisk maximi- eller minimipunkt på profilen, ligger på linjerna H eller J, kommer 95% av de punkter, som utgör dess variation, att ligga inom toleransgränserna. Avståndet mellan dessa linjer H och J kallas “toleransfönster“.

För fastställande av undre och övre sökgränser för justering av valsgapet, lämnar blocket 1218 i fig. l3B de första sökgräns- värdena för programmet. Blocket 1220 styr sedan beslutsblocket 1222 att i följd avsöka tre sektioner på stångprofilen. Blocken 1224, 1226 och 1228 berodrar datorn att fastställa sökparamet- rarna för profilen från B mot A, från A mot den högra kragen respektive från B mot den vänstra kragen.

Blocket 1230 instruerar datorn att påbrörja en DO-Program- slinga för den första satsen parametrar vid det första partiet. Ändamålet med denna DO-programslinga är att beräkna den justering, som behövs för att flytta var och en av ett flertal punkter på profilen till den lägsta gränsen J och den översta gränsen H i profilfönstret.

De ekvationer, som används för att beräkna dessa justeringar är följande: (1) Justering av den lägsta punkten [(Q¶Q§2§w:¿jÜ2§§§§§¶NING) = AVG RBQGTI(J)»fM§§FN sin EH cos 6 - där OVUNTL = över/undertolerans _ AVG RBDGT1(J) = profilens medelvärd RAFN sin 9 = korrektion för valsarnas inställning i slutvalsstolen ll och 9 = den vinkel, som mätas från A~dimensionen, positiv .För pmfí lpllrxl-:trzr från A mot B och negativ för profilpunkter från A mot D. (2) Justering av den översta punkten ,446 511 2 38 16 ”30 ss, 40 (ovUNTL - Föasmuælwïzqc) x 22 RGFNUP = cos 6 Här hänvisas till fig. 14A och l4B, vilka visar (l) en del av en profil liknande den i fig. 9 visade, (2) det verkliga avstånd, som var och en av ett flertal punkter måste flyttas vertikalt för att nå den översta respektive den understa gränsen för profilfönstret och (3) det verkliga avståndet hela valsen ' måste flytta sig radiellt för att en viss punkt skall nå till önskade läge.

Fig. 14A visar stångens lO profil. Abskissan anger vinkel- läge och ordinatan avvikelse från börvärde. Fig. l4B visar i heldragna linjer avståndet till den översta och den understa gränsen och med streckade linjer nödvändiga justeringar för att nå dessa lägen som funktion av vinkel1äget,, Blocket 1232 instruerar datorn att söka en sinusansats för att erhålla riktiga värden på sinus 9 och cos 6 och att beräkna de erforderliga övre och undre justeringarna.

Av fig. l4B framgår klart att den mest positiva juste- ringen N är det enda värde, som medför en ny profil, helt ovanför den lägsta gränsen. På grund av dess läge inom vals- passagen, rör sig denna punkt emellertid en sträcka M.

Pâ samma sätt är den minst positiva justeringen Q det enda värde, som medför en ny profil, helt under den översta gränsen.

Ehuru, allmänt sett, hela valsen måste röra sig en större sträcka R för att denna punkt skall flyttas den beräknade sträckan Q, är i detta fall avstånden Q och R lika.

Profilen avsöks i vinkelsteg med bredden P. Blocken 1234 i fig l3B provar varje lågt justeringsvärde och fastställer om detta nya värde är mera positivt än det tidigare noterade mest .positiva lägsta värdet. Om så är fallet, registrerar blocket 1236 detta värde som en ny lägre sökgräns för justering. Om icke förkastas detta värde.

På samma sätt provar blocket 1238 varje nytt övre justerings- I värde och fastställer huruvida detta värde är mindre positivt änd det tidigare noterade minsta positiva justeringsvärdet. Om så är fallet, registrerar blocket 1240 detta värde som en ny övre sökgräns för justering. Om så ej är fallet, förkastas vär- det. 40 39 446 511 Sedan varje punkt är beräknad och kontrollerad, frågar blocket 1242 huruvida alla punkter i omrâdet har beräknats och jämförts. Om inte, kontrolleras profilen ett steg P bort. Denna process upprepas tills varje steg P i detta första område har behandlats, varefter tidsbeslutblocket 1244 styr datorn till nästa omrâde av profilen. Sedan alla områden har genomgåtts, lagras den översta och understa sökgränsen för justering i blocket 1094, fig. 8. 2 Block 1246 in fig. lac undersöks närmast för arr fasrsrälla om passagedimensionen är tillfredsställande. Om stångens l0 bördimension i varmt tillstånd är ungefär lika med passagedia- metern, besvaras denna fråga jakande¿ Om stångens l0 börvärde i varmt tillstånd är obetydligt mindre än passagediametern, besva- ras frågan också jakande eftersom det är relativt enkelt att välja ett C-börvärde, som varken minskar orundheten eller resul- terar i bildandet av en skägg. Om börvärdet i varmt tillstånd emellertid är väsentligt större än passagediametern, är möjlig- heten att ett skägg utbildas ganska stor. Så är fallet emedan detta förhållande frambringar en stång vid vilken A-dimensionen är relativt stor med hänsyn till kragdimensionerna. Sålunda måste C-dimensionen närma sig samma storlek som kragdimensionen snarare än A-dimensionen om ett skägg skall undvikas.

Blocket 1248 instruerar datorn att på nytt beräkna C-bör- värdet, om sistnämnda förhållande föreligger. C- örvärdet är lika med operatörens börvärde eller nominella värde minus C-förskjutningen. Datorn väljer en C-förskjutning, som för C-hörvärdet nära kragdimensionerna.

Utvärdet från blocket l248 sändes till blocket 1250, som fastställer att det föreligger ett fyllningsproblem i passagen och sänder detta besked till en CRT vid valsoperatörens terminal 1072. Som svar på detta besked kontrollerar operatören~ sitt manöverbord för att fastställa om han harställt in det korrekta börvärdet för dimension i kallt tillstånd. Han kontrollerar också valspassagen för att fastställa om stången passerar genom den riktiga passagen. Om ingetdera av dessa förhållanden kräver någon korrigering bör det på nytt av blocket 1248 beräknade börrvärdet på C användas.

Om passagedimensionen är bra, kontrollerar blocket l252 för att se efter att alla föregående besked om "passagefyllnings- problem" har rensats ut från operatörens display-terminal f 1072. Om så är fallet, ledes programmet till nästa steg i tio' 40 40 446, 511 processen. Om så inte är fallet, styr blocket 1254 först det som skall rensas ut innan det går vidare till nästa steg.

Fig. l3D visar nästa steg i optimeringsprocessen, vilket innebär, att finna den justering som krävs för att åstadkomma att stångens 10 profil erhåller ett minimalt orundhetsvärde inom toleransfönstret. I korthet åstadkommes detta genom att generera en simulerad profil vid toleransfönstrets lägsta gräns och fastställa orundheten för denna profil.

Ytterligare simulerade profiler genereras sedan för andra provjusteringar, vilket sker med stegvisa gränser, t.ex. steg på 0,012? mm (0,0005") uppåt inom toleransfönstret tills den översta sökgränsen för justering har uppnåtts eller tills feltoleranserna för den genererade profilen är högre än värdet för föregående simulerade profil. Den beräknade justering, som krävs för att få fram den sistnämnda orundheten, lagras. I Block 1256 lämnar först de variabler, som erfordras för att beräkna orundhetsjusteringarna inkl. det minsta orundhets- värdet. _ Blocken 1258, 1260 och 1262 är anordnade att lämna riktigt tecken i det fall att den erforderliga justeringen för vals- gapet för att erhålla den lägsta simulerade profilen, är mera positiv än erforderlig justering för rullgapet för att erhålla den högsta simulerade profilen. Detta kan t.ex. inträffa om stången är tillräckligt orund för att överskrida både den övre och den undre toleransgränsen samtidigt. _ Blocket l264 inställer då ett första provjusteringsvärde ett steg under RGFNLL i fig. 9. Blocket 1266 ökar sedan den prov- justering, som används för att beräkna den simulerade profilen med ett steg och blocket 1268 startar systemet genom att fast- ställa de minimi- och maximiprofilpunkter, som är lika med börvärdet för C. Detta garanterar att börvärdet på C innefattas i den totala beräkningen av den orunda profilen.

Blocket 1270 i fig. l3E styr sedan datorn 1028 att gå genom en DO-programkrets för varje sektion av den lägsta simulerade profilen, varvid denna profil delas upp i samma tre sektioner, som var fallet vid bestämningen av justeringssökgränserna för toleransfönstret. Blocket 1272 styr sedan blocket 1274 för att starta systemet för avsökning av den första sektionen, dvs profilpunkterna från 'B' mot 'A'. Blocket 1276 styr 40 41 446 511 datorn 1028 att påbörja en DO-programkrets för att beräkna maximi- och minimipunkterna för den simulerade profilen för denna provjustering. Som ett första steg i denna DO-programkrets beräknar blocket 1278 erforderliga element för sinusfördelningen och den simulerade profilpunkten i en första punkt, t.ex. vid ß. smaken izso, 1282, 1284 och 1286 arbetar sedan för att bestämma huruvida denna punkt är större eller mindre än de lagrade värdena på maximi- resp. minimipunkter för denna profil. Blocket 1288 styr sedan blocket 1278 för att beräkna de sinusordnade elementen och den simulerade profilpunkten för en punkt ett steg P till vänster om B och kretsen startar med att blocket 1280 âterinställes för denna punkt.

Sedan alla punkter i detta avsnitt är kontrollerade beträf- fande maximi- och minimivärden, styr blocket 1290 programmet tillbaka till blocket 1272, vilket styr datorn 1028 till blocket 1292. Detta block kontrollerar övergângszonerna för att fast- ställa om några punkter inom dessa zoner bör beaktas, genom att de är i kontakt med valspassagen 1058. Sådant för- hållande råder för de höga kragpunkterna om stången ligger i passagen.

Blocket 1292 inställer först lägena för kragen för att utesluta övergångszonernal Sedan beräknas och lagras ett vägt medelvärde för de simulerade värdena för varje krage, justerade för den tidigare beräknade valsförskjutningen. Block 1294 frågar sedan om kragarna är jämna. Om så är fallet, betrak- tas punkterna såsom utanför kontakt med valsen och datorn 1028 stryres till block 1296. Om så icke är fallet avgör blocket 1298, 1300 och 1302 vilken krage som är hög och flyttar indexet från denna krage till den närmast belägna övergångszonen. Datorn fortsätter vid blocket 1296, som inställer de erforderliga in- dexen och konstanterna för att kontrollera profilsektionen från A till den högra kragen beträffande kritiska minimi- och maximi- punkter.

Blocket 1276 beordrar sedan DO-programkretsen att fastställa om minimi- och maximivärden för de simulerade punkterna finns inom denna sektion. Detta fastställes genom att jämföra varje värde i sektionen med de tidigare lagrade värdena, som fastställts under avsökningen av profilens första sektion.

Blocket 1304 styr på samma sätt en avsökning av profilsek- tionens minimi- och maximivärden från den vänstra kragen till B. Sedan denna del av avsökningen avslutats, styr ..._..-.__.....-._____......._.__:_.. .__ . _. 446 511 o” blocket 1290 datorn 1028 till att överväga frågan i besluts- blocket 1306 i fig. 13F, dvs: är'orundheten hos denna simulerade profil större än orundheten hos den senast avsökta? Om svaret på denna fråga är NEJ, vilket är fallet för den första avsökningen, fastställer blocket 1308 justeringen för orundhet till det löpande värdet. Blocket 1310 lagrar sedan skillnaden mellan minimum och maximum som orundhetens minimum.

Blocket 1312 frågar huruvida den simulerade provjusteringen har passerat genom hela området mellan den övre och den undre av- sökningsgränsen. Om så är fallet, lagras gapjusteringen föör rullarna 1020, 1022 i slutvalsstolen ll i blocket 1314 så att den sista provjusteringen erhålles. Om så inte är fallet, styr blocket 1312 datorn 1028 tillbaka till blocket l266 och profil- avsökningen upprepas för ett nytt provjusteringsvärde ett steg större än föregående avsökning. _ Om vid något tillfälle under avsökningen orundhetsvärdet ständigt ökar, stoppas avsökningen och föregående justerings- värde för orundhet användes för att fastställa den önskade vals- gapjusteringen för slutvalsstolen ll.

Nästa steg i optimeringsförloppet innefattar att begränsa justeringen och säkerställa dimensionsstyrsystemets stabili- tet genom att dämpa de justeringar, som vill ändra stångens A- dimension. Blocket 1316 i fig. l3G styr först datorn 1028 till en subrutingräns, som visas i fig. 13K. Denna subrutin begränsar justeringarna för gap och inställning hos valsarna i valsstolen ll. Stora justeringar begränsas emedan de kommer att störa materialflödet mellan begynnelsevalsstolen 1010 och slutvalsstolen ll i sådan grad att hastighetsregulatorerna 1040 och 1042 inte kan justera ändringarna tillräckligt snabbt. Detta skulle kunna resultera i en felvalsning i valsverket.

"Subrutin gräns" är en generell subrutin, använd för begräns- ning av godtycklig justering för valsarna, dvs slutgap, ingångs- gap och slutjustering axiellt, individuellt eller kombinerat.

Justeringen av ingångsgapet, som skall diskuteras närmare nedan, 'är beroende av slutgapets justering. På grund av detta beroende och begränsningen av dessa justeringar, krävs att den del av justeringen i det ursprungliga gapet i slutvalsstolen, som inte användes för dess justering, måste tagas bort från justeringen av ingångsgapet. 40 446 511_ 43 Som visas i fig. l3K styr blocket 1318 först datorn 1028 att starta subrutinen för begränsning. Det första steget inne- fattar en uppmaning till block 1320 att fastställa om gapjus- teringen överstiger förutvalda maximi- och minimigränser, dvs É 0,0l27 mm (i0,005"). Om så är fallet, styr blocket 1322 det överskottsvärde, som skall tagas bort från den justering av vals- gapet, som beräknats för ingångsvalsstolen 1010, och blocket 1324 inställer den beräknade valsgapsjusteringen på slutvals- stolen ll på den speciella gräns, som överskridits.

Sedan dessa justeringar har beräknats av blocken 1322, 1324 eller om utvärdet från blocket 1320 är negativt, gör blocket 1326 en kontroll för att se om den beräknade valsgapjusteringen på första valsstolen 1010 överskrider de förutbestämda maximi- och minimigränserna.

Härefter gör blocket 1330 en kontroll för att se om den beräknade justeringen för valsarnas axiella inställning i slutvalsstolen överstiger de förutbestämda maximi- och minimi- gränserna. Om svaret är JA inställer blocket 1332 liksom vid de föregående båda gränskontrollerna den beräknade valsinställ- ningsjusteringen på det förutbestämda värdet innan processen styres tillbaka till programanropsblocket 1316 via blocket 1334. Om svaret är NEJ, styr blocket 1334 processen tillbaka till block 1316 i fig. l3G och sedan till blocket 1336.

Blocket 1336 i huvudprogrammet lagrar då värdet "A" från profilavläsningen. Härnäst beräknar blocket 1338, utgående från den simulerade profilen, ett nytt värde “A-Optimum", som ger minimum orundhet. Blocket 1340 testas sedan för att fastställa om detta värde på A-Optimum är mycket större än föregående värde på A-Optimum. Om svaret är JA, antyder det, att antingen före- liggande värde eller föregående värde på A-Optimum beräknades med felaktiga data eftersom detta värde realistiskt sett inte kan ändra sig drastiskt av något skäl. Det antages attymed hän- syn till den historiska naturen av tidigare värden på A-Optimum, föreliggande värdet har grundats på felaktiga data. Därför sätter block 1342 justeringen för slutgapet till noll. Block 1344 frågar sedan om skillnaden mellan det nya och det gamla värdet på A-Optimum är positivt eller negativt. Om svaret är "positivt“, bildar blocket 1346 ett korrigerat gammalt A-Optimum, som an- vändes under nästa iteration, genom att addera ett litet värde till det gamla värdet A-Optimum. Om svaret är "negativt", bildar blocket 1348 ett korrigerat värde på det gamla A-Optimum genom _ 20 40 1446 511 g 44 att subtrahera samma lilla värde från det gamla värdet på A-Optimum. V Om svaret till beslutsblocket 1340 är NEJ, ändrar blocket 1350 det beräknade värdet på A~Optimum med halva differensen mellan det gamla och det nya värdet, varigenom en dämpnings- faktor införes i processen. Blocket 1352 beräknar sedan motsva- *rande dämpade justering för valsgapet i slutvalsstolen ll.

Blocket 1354 styr härnäst datorn till “Subrutin noll“, som visas i fig. l3L¿ Denna subrutin bestämmer-huruvida någondera av justeringarna för valsgapet i den första valsstolen-1010 och slutvalsstolen ll eller inställningen av valsstolen ll skall ställas på noll. “Subrutin noll" liknar “Subrutin gräns" i det avseendet att den används för att "nolla" någon eller alla justeringarna för valsarna. På grund av beroendet mellan justeringarna för valsgapen i den första valsstolen och slut- valsstolen, resulterar en nollning av justeringen för slut- valsstolen ll i ett behov att ta bort den icke använda delen av justeringen till den första valsstolens 1010 valsgap. Liksom är fallet i “Subrutin gräns" användes “Subrutin noll" på ett flertal ställen under programmet. På grund av dessa subrutiners generella karaktär är borttagning av justeringar för den första valsstolen 1010 irrelevant, emedan_denna gapjustering ännu inte har beräknats.

Beslutsblocket 1356 frågar först om justeringar för vals- gapet i valsstol ll överskrider en låg gräns, te.ex. 0,0l27 mm (0,0005"). Om så inte är fallet, styr blocket 1358 datorn 1028 att ta bort hälften av den beräknade gapjusteringen för slut- valsstolen ll från den beräknade valsgapjusteringen för den första valsstolen 1010. Blocket 1360 styr.sedan datorn till att nolla den beräknade gapjusteringen för slutvalsstolen ll eftersom detta beräknade värde är för litet för att signifikant påverka processen.

Om den beräknade justeringen för slutvalsstolens ll vals- gap överstiger denna låga gräns, går datorn 1028 till blocket 1362, vilket gör en kontroll för att se om valsgapjusteringen för den första valsstolen 1010 överstiger detta låga värde. Om så inte är fallet, nollar blocket 1364 denna gapjustering. Om så är fallet, gör blocket 1366 en kontroll för att se om den beräknade justeringen för valsinställningen i slutvalsstolen 11 överstiger ett lågt värde, 1-..ex.- o,o1_27 mm (o,ooo5") . om så inte är fallet, nollar blocket 1368 denna inställningsjustering 40 45 446 511 innan den går vidare till blocket 1370. Om så är fallet, styr även blocket 1370 datorn 1028 från denna subrutin till anropsblocket 1354 i huvudprogrammet.

I nästa steg i optimeringsproceduren styr blocket 1374 i fig. l3H datorn 1028 att beräkna valsgapjusteringen för den första valsstolen 1010. Först gör blocken 1376 och 1378 en kontrol§ för att se om en stor justering måste göras. Blocket 1376 under- söker om ett förhållande med kraftig underfyllning råder för profilen. Detta indikeras genom att en justering krävs, som innefattar vidgande av valsgapet i valsstolen 1010 med mera än 0,2032 mm (0,008“). Blocket 1378 undersöker sedan om ett för- hållande med kraftig överfyllnad råder. Detta indikeras genom en fordrad justering, som innebär en minskning av valsgapet i valsstolen 1010 med mera än 0,l0l6 mm (0,004"). Om något av dessa förhållanden råder, växlar programmet direkt till "Subrutin gräns", som beskrivits tidigare i fig. l3K.

Programmet styr härefter datorn 1028 att undersöka om en moderat justering behöver göras i valsgapet på den första vals- stolen 1010. Blocket 1380 börjar med att lämna en testsignal.

Beslutsblocket 1382 frågar därefter om justeringen för rullgapet i valsstolen 1010 är negativ. Detta betyder att gapet skall minskas genom justeringen, vilket signalerar förefintligheten av en överfylld valspassage. Om svaret är JA, lämnar blocket 1384 en testsignal. Om svaret är NEJ, frågar blocket 1386 om den erforderliga valsgapsjusteringen för valsstol 1010 är stor och positiv, t.ex. större än 0,0762 mm (0,003"). Om så är fallet, lämnar blocket 1384 en testsignal. Om svaret är NEJ behövs endast en finjustering av valsgapet i valsstolen 1010.

Vid denna punkt bidrar blocket 1388 till systemets stabi- litet genom att reducera det beräknade medel- eller lilla justeringsvärdet för valsstolens 1010 valsgap med 50%.

Beslutsblocket 1390 kontrollerar sedan för att se om testsig- nalen finns. Om så är fallet, går programmet direkt till "Subrutin gräns" i fig. 13K, eftersom en medeljustering har indikerats. 7 Om testsignalen inte finnes, avsökes beslutsblocket 1392 för att se om minimivärdet i zon II ligger i övergângszonen.

Om så är fallet, betyder detta att stången 10 ligger i passagen och att vnLﬁn1ngsresu1tarnL kan förbättras något gvnom n\| fylla ut den lägre underfyllningsarean hos stången 10. DeLLa l0 ' 40 446 511 46 förhållande orsakas av ett av två förhållanden. Antingen är slutvalsstolens ll valsar felinställda eller också är styrningarna för denna valsstol felaktigt inställda. Om svaret till block l392 är NEJ,sâ ligger stången 10 inte i passagen och datorn 1028 fortsätter till block 1400 1 fig.i131. '_ Blocket l394 gör sedan en kontroll för att se om inställ- ningsjusteringen är liten. Om så inte är fallet, skall valsarna riktas och programmet styres till block 1400 i fig. l3I. Om så är fallet, betyder det att styrningarna är felaktigt inställda och beslutsblocket l396 gör då en kontroll för att se om minimi- värdet i zon II är mycket mindre (t.ex. mer än 0,625 mm ) än börvärdet på C. Om svaret är NEJ, styres datorn 1028 att fortsätta vid block 1400. Om svaret är JA, ökar blocket 1398 den beräknade justeringen för valsgapet med 0,0l27 mm (0,0005") innan den går vidare till block 1400.

"Subrutin gräns" 1400 visad i fig. l3K, begränsar värdet på valsgapsjusteringarna för första valsstolen l0l0 och slut- valsstolen ll, såsom beskrivits tidigare. Blocket 1402 frågar sedan om den föregående valsqapsjusteringen för slutvalsstolen ll är försumbar, t.ex. mindre än 0,00254 mm (0,0000l"). Om så är fallet, styres datorn 1028 till "Subrutin noll", som visas i fig. l3L. Om så inte är fallet, gör blocket 1404 en kontroll för att se om den aktuella valsgapsjusteringen för slutvals- stolen ll är försumbar. I så fall styres datorn l028 till "Subrutin noll". Om så inte är fallet, gör blocken 1406 och 1408 er kontroll för att se om innebörden av den beräknade justeringen för den första valsstolens 1010 valsgap indikerar att det före- ligger instabilitet i systemet.

Blocket 1406 gör en kontroll för att se om den tidigare justeringen för valsstolens 1010 valsgap var positiv, dvs om rullgapet ökade. I så fall styres datorn 1028 till "Subrutin noll", visad i fig. l3L. Om emellertid föregående rullgapsjusterin< justering var negativ, dvs om valsgapet minskades, styr datorn l028 blocket 1408 till en kontroll för att se om det aktuella rullgapet är negativt. Om så är fallet, styres datorn igen till "Subrutin noll". Om emellertid den verkliga justeringen för valsstolens l0l0 valsgap är positiv, vilket indikerar att innebörden av justeringen har ändrats, ändrar block 10 den beräknade valsgapsjusteringen för valsstolen' l0l0 med -0,0254 mm (-0,00l“). Denna förändring i riktning i”. i 446 511 mot en positiv justering, dämpas sedan för att därigenom söka behålla partningsarean 1063 i fig. 6 mera konstant och med lätt underfyllning. Blocket 1412 styr sedan datorn 1028 till "Subrutin noll?.

Nästa steg i processen innefattar en bestämning av huruvida funktionen hos det aktuella styrsystemet för vals- fverket är så bra, att systemets parametrar inte störs om den beräknade valsgapsjusteringen för slutvalsstolen 11 är fliten. Särskilt görs ingen justering för slutvalsstolen 11 och valsgapjusteringen för första valsstolen 1010 dämpas om åtminstone 95% av produkten är inom toleransgränserna för varje kategori, dvs minimum, maximum och orundhet och den beräknade valsgapjusteringen för slutvalsstolen ll är 0,0254 mm (0,00l") eller mindre.

Blocket 1414 i fig. l3J styr först datorn 1028 att gå igenom en DO-programkrets för var och en av ovannämnda toleranskategorier._Bes1utsblocket 1416 frågar om utfallet för en första av dessa kategorier är mer än 5% utanför. Om så är fallet, styrs datorn 1028 till blocket 1418 och processen fortsätter. Om inte, styr blocket 1420 den andra och tredje kategorien för att provas i tur och ordning. Om någon av adessa är mer än 5% utanför, fortsätter processen på samma sätt.

Om ingen av kategorierna är mer än 5% utanför toleranserna, frågar blocket 1422 om valsgapjusteringen för slutvalsstolen ll överstiger É 0,0254 mm (É 0,00l"). Om så är fallet, styr blocket 1418 processen att fortsätta. Om så inte är fallet, ändrar blocket 1424 valsgapjusteringen i valsstolen 1010 att vara lika med hälften och rullgapjusteringen i slutvalsstolen ll att vara lika med noll.

Blocket 1428 styr sedan datorn 1028 till "Subrutin noll", visad i fig. l3L och blocket 1418 styr processen vidare.

Block 1420 förbereder därefter nästa iteration genom att ställa in de nya föregående valsjusteringarna till löpande justeringsvärden. Blocket 1422 återställer därefter datorn 1028 till anropsprogrammet.

Claims

1. 446 511 Lil' 10 15 _20 25 30 35 48 PATENTKRAV l. Styrsystem-för ett med väsentligen konstant sträckning arbetande valsverk, för valsning av långa produkter med förutbestämda-tvärdimensioner, inom en lförutvald tolerans, varvid åtminstone en reduceringsvals- stol har ett eller flera justeringsorgan för dimensionering "av nämnda produkt som en funktion av valsarnas läge, vilket valsverk innefattar avsökningsorgan för att avge elektriska avsökningssignaler som en funktion av den valsade produktens avkända tvärdimónsioner, organ för att överföra de elektriska avsökningssignalerna till en dator, organ för att till datorn även överföra signaler, som är representativa för den förutbestämda, önskade bördimensionen i tvärled hos den långa produkten och andra valsningsdata, vilken dator åstadkommer åtminstone en styrsignal för styrning av valsjusteringen i vals- verket, k ä n n e t e c k n a t av, att stvrsystemet styr tvärdiameterdimensionerna hos den arbetade stång- eller trådprodukten genom inställning av valsarna, vilket 'styrsystem för detta ändamål innefattar ett rörligt avsökningsorgan (12), som uppbär ett eller flera av- sökningsdon, sensorer (3l,33) omkring ett parti av stång- eller trådproduktens periferi i beroende av en avsöknings- styrsignal, varvid datorn (1028) åstadkommer avsöknings- styrsignalen och mottager (a) avsökningslägessignaler, (b) sensorsignaler vid flera punkter med små vinkelläges- intervall, som representerar stångens eller trädens diameterdimensioner, (c) den förutbestämda bördiametern hos stången eller tråden, (d) valslägessignaler och valsverkets driftdata från en driftenhet och som erfordras för att kompensera åtminstone en mottagen diametersignal, varvid datorn lagrar och åstadkommer ur data (a) till (d) en sekvens data, som är representativ för längs hela stângens eller trädens gående sido- och längsprofiler och som ur nämnda sido- och längsprofildata (a) härleder den åtminstone ena styrsignalen för valsjusteringen lO 15 20 25 30 35 446 511 49 för att styra diametermåttet hos stången eller tråden i åtminstone en tvärriktning, och (b) en signal för att modifiera nämnda åtminstone ena valsjusteringsstyr- signal för att bibehålla önskad stångdimension längs sådan stängs eller tråds längsgående utsträckning.

2. Styrsystem enligt krav l, k ä n n e t e c k - n a t av, att en reduceringsvalsstol i valsverket har organ (l0l6,l024) för justering av både valsgap och för axiell justering av valsarna under kontroll av juste- ringsstyrsignaler för både gap- och axiell valsjustering, överförda från datorn. _ I _

3. Styrsystem enligt krav 1, k ä n n'e t e c k - n a*t av, att successiva ingångs- och slutvalsstolar (l0l0,ll) hos valsverket var och en har valsgapsjusterings- anordningar (l0l6,l024), som arbetar under kontroll av valsgapsjusteringssignaler överförda från datorn.

4. Styrsystem enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t av, att datorn (1028) uppritar och lagrar dimensionsdata, som representerar ett eller gflera histogram för de längsgående profilvariationerna hos den valsade produkten som funktion av dimensions- signaler, som erhållits för en eller flera förutbestämda diametrar, vilka lagrade histogramdata modifierar åtminstone en av valsjusteringsstyrsignalerna enligt förutbestämda kriteria. S.

5. Styrsystem enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t att den förutvalda toleran- sen hos den valsade produkten innefattar värden, som är placerade i datorns minne och som hänför sig till maximitolerans, minimi- och orundhetstolerans. aV, G.

6. Styrsystem enligt krav 4, k ä n n e t e c k - n a t av, att datorn (1028) modiíierar, av de lagrade sidoprofil~ och histogramdata, sidoprofilen hos stången eller tråden, och beräknar variationer i som en funktion den modifierade sidoprofil, som uppstår ur en sekvens justeringar av valsgapet i slutvalsstolen (ll), varvid datorn vidare beräknar en valsgapsjustering för en ingångs- för att stol (l0l0), som föregår slutvalsningsstulun, 446 511 10 15 20 25 30 _35 50 ur nämnda justeringar för valsgap och axiell valslinjering erhålla en optimal sidoprofil, ett önskat värde på pro- filen vid en valspartningslinje efter det den valsade produkten lämnar slutvalsningsstolen, och det verkliga Värdet av sidoprofilen hos den valsade produkten vid nämnda valspartningslinje när den valsade-produkten lämnar slutvalsningsstolen. '

7. Styrsystem enligt krav 6, k ä,n n e t e c k - n a t av, att organen för framställning av valsdrift- data är åtminstone i form av en temperatursignal och/eller en sammansatt signal för den valsade produkten när den lämnar den sista reduceringsvalsstolen, varvid temperatur- signalen och/eller den sammansatta signalen korrigerar lagrade profildata och lagrade histogramdata i datorn till en referenstemperatur för den valsade produkten, varvid datorn uppritar och lagrar dimensionsdata represen- terande histogram för såväl längsgående profilvariationer, vid ett flertal förutbestämda diametrar, som längsgående variationer som skillnader mellan vissa av nämnda förut- bestämda diametrar, för att därigenom åstadkomma den _valsade produktens optimala profil.

8. Styrsystem enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t av, att datorn beräknar ur överförda data procentandelen hos den valsade produkten, som är inom den förutvalda toleransen med avseende på procentandel över maximitolerans, procentandel under maximitolerans och procentandel utanför orundhetstolerans.

9. Styrsystem enligt något av föregående krav, 'k ä n n e t e c k n a t av, att datorn åstadkommer optimala valsjusteringsstyrsignaler genom att beräkna kritiska punkter runt profilen hos den valsade produkten, vilka kritiska punkter innefattar ett kritiskt massvärde i en zon, som omfattar valsgapet vid en valspartningslinje, samt maximi- och minimivärden i en annan zon intill den kritiska masszonen.' (

10. Styrsystem enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t av, att datorn före uppritning och lagring av profil- och histogramdata korrigerar 10 15 20 25 30 35 justering i valsverket, k ä n n e t e c k n a t #46 511 51 för máttfel, hänförliga till sidledes förskjutning hos den valsade produkten från en valsningsgenomgångslinje, för att därigenom bibehålla den valsade produkten inom den förutbestämda storlekstoleransen.

11. ll. Maskinellt förfarande för styrning av ett med väsentligen konstant sträckning arbetande valsverk för valsning av långa produkter med förutbestämda tvärdimen- sioner, vid vilket valsverk åtminstone en reduceringsvals- stol med en eller flera valsjusteringsanordningar dimen- sionerar nämnda produkt i tvärled genom justering av valsarnas läge, vilket förfarande innefattar avsökning av den valsnde produktens tvärdimonsioner, överföring av elektriska avsökningssignaler, representerande den avkända produktens tvärdimension till en dator, dessutom överföring till datorn elektriska signaler, represente- rande den förutbestämda önskade tvärdimensionens börvärde, för den långa produkten, och andra valsdriftdata, behand- ling av dessa sistnämnda signaler och data för att åstad- komma åtminstone en styrsignal för att styra en vals- av, att förfarandet styr diameterdimensionerna hos stång- eller trådprodukten när denna bearbetas under justering av valsarna, vilket åstadkommes genom avsökning vid flera punkter med små vinkellägesintervall, t ex tvâ graders avsökningsintervall under styrning_av en avsök- ningsstyrsignal Överförd från datorn, kring ett parti av stángens eller trädens periferi för att åstadkomma en avsökningslägessignal, överföring till datorn av (a) avsökningslägessignaler, (b) sensorsignaler represen- terande stångens eller trädens diameterdimensioner, (c) den förutbestämda bördiametern hos stången eller tråden, (d) valslägessignaler och driftdata från en driftenhet och som erfordras för att kompensera åtminstone en mottagen diametersignal, och lagring och alstring ur data (a) till (d) en sekvens data representerande stângens eller trädens hela längsgående side- dch längs- profiler, och härledning ur nämnda sido- och längsprofilda- ta (a) av nämnda åtminstone ena styrsignal för nämnda 446 511 10 15 20 25 30 35- 52 valsjustering för att styra diametermåttet hos stången eller tråden i åtminstone en tvärriktning, och (b) en signal för att modifiera nämnda åtminstone ena valsjuste- ringsstyrsignal för att bibehålla önskad stång- eller tråddimension längs sådan stängs eller tråds längsgående utsträckning. ' I

12. Förfarande enligt krav ll, k ä nun e t e c k - n a t av justering av såväl valsgap som axiell vals- förskjutning som en funktion av de justeringsstyrsignaler for valsgap och axiell upplinjering som alstras av datorn. I

13. Förfarande enligt-krav ll eller 12, k ä n - n e t e c k n a t av uppritning och lagring av dimen- sionsdata, som representerar ett eller flera histogram för de längsgående profilvariationerna hos den valsade produkten som en funktion av en sekvens separata dimen- sionssignaler, som erhålles vid en eller flera förut- bestämda diametrar,_och alstring av åtminstone en av _valsjusteringsstyrsignalerna som en funktion av lagrade histogramdata.

14. Förfarande enligt krav 13, k ä n n e t e c k - n a t av, att den eller de flera förutbestämda diamet- -rarna identifieras som fasta diameterplan, hänförliga till en reduceringsvalsstols partningslinje.

15. l5. Förfarande enligt krav 14, k ä n n e t e c k - n a t av, att de förutbestämda diametrarna utgörs av fyra diametrar, en vid nämnda valspartningslinje, en vinkelrätt däremot, en 45° medurs från nämnda partnings- linje och en 45° moturs från partningslinjen.

16. Förfarande enligt krav 15, k ä n n e t e c k - n a t av uppritning och lagring av ytterligare histogram för längsgående profilvariationer som skillnader mellan valsade produktdimensioner.

17. Förfarande enligt något av kraven ll-l6, k ä n - n e t e c k n a t av alstring av en temperatursignal och/eller en sammansatt signal för den valsade produkten, och korrigering av de lagrade profildata och/eller histo- gramdata till en referenstemperatur hos den valsade produkten med temperatursignalen och/eller den samman- satta signalen. 446 511 53

l8. Förfarande enligt kraven 12 eller 13, k ä n - n e t e c k n a t fav alstring av en eller flera av nämnda valsjusteringstyrsignaler genom att bearbeta de lagrade profildata och/eller histogramdata med användning av ett statistiskt förfarande, för att tillförsäkra en optimal profil hos den valsade produkten.