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WO2018167034A1 - Rollenrichtmaschine und verfahren zum betrieb einer solchen - Google Patents

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WO2018167034A1
WO2018167034A1 PCT/EP2018/056191 EP2018056191W WO2018167034A1 WO 2018167034 A1 WO2018167034 A1 WO 2018167034A1 EP 2018056191 W EP2018056191 W EP 2018056191W WO 2018167034 A1 WO2018167034 A1 WO 2018167034A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
straightening
roller
rotary
machine
rollers
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/056191
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Olaf HAUSMANN
Helmut Jax
Bernd BERND BOHNENKAMP
Roman Dehmel
Original Assignee
Sms Group Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sms Group Gmbh filed Critical Sms Group Gmbh
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Priority to CN201880017724.3A priority patent/CN110418682A/zh
Priority to EP18713141.2A priority patent/EP3595825B1/de
Priority to JP2019547264A priority patent/JP6815531B2/ja
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D1/00—Straightening, restoring form or removing local distortions of sheet metal or specific articles made therefrom; Stretching sheet metal combined with rolling
    • B21D1/02—Straightening, restoring form or removing local distortions of sheet metal or specific articles made therefrom; Stretching sheet metal combined with rolling by rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D1/00—Straightening, restoring form or removing local distortions of sheet metal or specific articles made therefrom; Stretching sheet metal combined with rolling
    • B21D1/05—Stretching combined with rolling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B15/00—Arrangements for performing additional metal-working operations specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B2015/0071—Levelling the rolled product
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/46—Roll speed or drive motor control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D3/00—Straightening or restoring form of metal rods, metal tubes, metal profiles, or specific articles made therefrom, whether or not in combination with sheet metal parts
    • B21D3/02—Straightening or restoring form of metal rods, metal tubes, metal profiles, or specific articles made therefrom, whether or not in combination with sheet metal parts by rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
    • B21D37/14—Particular arrangements for handling and holding in place complete dies
    • B21D37/147—Tool exchange carts

Definitions

  • the invention relates to a roller leveler with a set of upper and lower straightening rollers, each straightening roller is provided with a rotary drive to, caused by a machine control, to rotate the straightening roller and so to promote a metallic flat material to be straightened in a conveying direction and thereby. Furthermore, the invention relates to a method for operating such a roller leveler.
  • DE 1 930 349 A discloses both a two-sided drive of the leveling rolls, as well as their individual drive. In this solution, however, it is provided to use the two-sided drive exclusively for reasons of space, to provide sufficient space for the arrangement of individual drives.
  • the KR 10 150871 1 B1 provides for a driving roller pair in front of or behind the straightening roller unit in order to apply an additional strip tension to the material. This should limit the required torques.
  • special demands are placed on the entire leveling machine in order to set the best possible flatness of the material. It is necessary for the straightening process to initiate very high moments in the leveling rolls. At the same time, however, the straightening rollers must be able to realize complex flatness errors via individual control of machine functions.
  • the arrangement of additional driver rollers for applying a forward or retraction has a negative effect on the straightening roller geometry, because in this way the straightening rollers are deflected in the pulling direction. Thus, the straightening gap is geometrically deformed and the straightening result is degraded.
  • the invention is therefore based on the object, a roller leveling machine of the type mentioned above and a method for operating such a way that in comparison with the above-known prior art solution, an improved and optimized directional result can be achieved.
  • each straightening roller has a first rotary drive which can rotate one axial end of the straightening roller and a second rotary drive which can rotate the other axial end of the straightening roller
  • the machine control is designed to individually act upon the respective first and second rotary actuators after setting a value with a parameter determining the rotational movement of the straightening roller.
  • the machine control can be in connection with a setpoint default, which specifies the parameters for the rotational movement of the straightening rollers for all rotary actuators.
  • the machine control is preferably designed to apply a predetermined torque to the respective first and second rotary drives.
  • the machine controller may be configured to apply a predetermined rotational speed to the respective first and second rotary actuators.
  • the machine control can also be designed to control the parameters determining the rotational movement of the straightening roller in a closed loop.
  • sensors for detecting the torque and / or the rotational speed are arranged, which are in communication with the machine control.
  • the method for operating such a roller straightening machine according to the invention provides that each straightening roller has a first rotary drive, which rotates the one axial end of the straightening roller, and a second rotary drive which rotates the other axial end of the straightening roller, wherein the machine control for the respective individual values for at least one parameter determining the rotational movement of the straightening roller are specified for the first and second rotary drives.
  • the machine control is optionally operated in one of the following operating modes: a) operating only the first rotary drives of the straightening rollers; b) operating only the second rotary drives of straightening rollers; c) operating both the first rotary actuators and the second rotary drives of the straightening rollers.
  • the machine control can be specified by a setpoint default setpoints for the parameters for the rotational movement of the straightening rollers.
  • the setpoint adjuster can be in communication with a module in which a number of different straightening strategies are stored, wherein for each straightening strategy a data set for the parameters for the rotational movement of the straightening rollers is present, wherein the module sets the setpoint default the record according to a selected straightening strategy.
  • each individual straightening roller can be driven either on one side or on both sides.
  • Each straightening roller drive can have its own drive control. Based on the above-described prior art solution is accordingly a roller leveling machine and a method for their operation is provided which allows optimal control of the individual, two-sided drives of each straightening roller and thus allows an individually influenced straightening process.
  • It can be a setpoint specification of the drive parameters (torque, speed or rotational speed) according to the specification of a drive unit.
  • the drive unit can be controlled or regulated by a directional strategy.
  • the straightening strategy can take into account local changes in the straightening gap. It is a precise adjustment of the drive parameters of each driven straightening roller (in terms of speed and / or torque) possible, in particular a one-sided or a double-sided drive. It can thus also be a targeted distribution of the drive parameters on the sides and / or the selection of straightening rollers. It is also possible synchronization of the drive parameters and, if necessary, a targeted trim the drive parameters.
  • the proposed solution can also be a load balancing control for targeted torque distribution, whereby an optimized utilization of the component life of the components in the drive train is possible.
  • a load balancing scheme can be based on the indicative strategy. Furthermore, it is very advantageous that in the reversing operation of the straightening machine completely symmetrical conditions for the preceding straightening stitch can be set.
  • a control of the (active) straightening roller drives can be carried out after specification of desired values, which are predetermined by the straightening strategy of the drive unit. Subsequently, the Execution of the straightening process with the provided or predetermined drive values for the individual straightening rollers. If necessary, a correction of the control of the active straightening roller drives can take place (in the closed control loop), ie on the basis of a desired-actual-value comparison of the drive values during a roughing pass.
  • the straightening strategy can take into account error types of the material to be straightened. Likewise, wear and tear on the equipment (ie, tool wear) can be taken into account.
  • the drive for the straightening rollers can be an assembly unit, which consists of an (electric or hydraulic) drive motor and possibly an associated transmission gear (including spindle, shafts and couplings, etc.). In most cases, all straightening rollers are actively driven. However, it is also possible that partially straightening rollers are not driven. Accordingly, according to the specification of an applied straightening strategy, the straightening roller drives provided for this purpose can be activated, as long as they are actively involved in the forming process of the material and should transmit torque. However, individual drives can run loosely (not driven) without transmitting torque into the roller; such rollers can also be switched off completely, their drives are then passive.
  • the proposed roller leveler or the described method is preferably used in high-strength materials, in which a very high Torque of straightening rollers is needed for the straightening process. They are particularly suitable for straightening high-strength steel sheets or strips.
  • results from the proposal according to the invention that can be responded individually and promptly due to the separate two-sided presetting and control of torque and / or speed of the straightening rolls on locally acting faults and flatness errors, namely at the introduction of very high torques.
  • the straightening range of a straightening machine can be extended, so that the product range, which can be processed in a given system configuration, is extended.
  • the size of a leveler can be reduced with existing task.
  • FIG. 1 An embodiment of the invention is shown.
  • the single figure shows in plan view schematically a roller leveler for straightening a metallic band.
  • the figure shows a schematic representation of the top view of a roller leveler 1 with a number of straightening rollers 2, of which only one set is shown.
  • an upper and a lower set of leveling rolls 2 are provided for straightening a metallic strip, not shown.
  • the belt is conveyed in a conveying direction F.
  • Each straightening roller 2 in this case has a rotary drive 3, which in the present case consists of a first rotary drive and a second rotary drive, which are each arranged in the two axial ends of the straightening rollers 2.
  • Each straightening roller 2 thus has a drive on both sides, which can be controlled in each case by a machine control 4.
  • This is exemplified for the left side of the roller leveler 1, wherein the first rotary drives Li, L 2 , ... to L n are designated.
  • second rotary drives Ri, R 2 , ... to R n are provided on the right side.
  • the straightening rollers 2 are given their operating parameters by the machine control 4 by the respective first and second rotary drives. This single control applies to both axial ends of the straightening rollers, so for both rotary actuators. The right-side and left-side control of all straightening rollers 2 takes place independently of each other.
  • the relevant parameters for the rotary drive are specified, ie in particular the torque Md, with which the rotary drive drives the straightening rollers 2, and their speed (or rotational speed).
  • the specified values for the torque or the rotational speed are maintained by the machine control 4 in a closed control loop, for which purpose sensors 6 are present (of which only one is shown in the figure), which determine the actual values (for the torque or torque) Speed) and pass it to the machine control 4, so that in case of deviations from target values, a readjustment can take place.
  • the machine control 4 sends further setting parameters to the straightening machine in order to set the setting gap and to maintain it in a regulated manner at predetermined values. This is done via the employment of the immersion depth, the bending, the pivoting, the compensation systems, etc. However, this is the previously known operation of a Rollenrichtmaschine, so that said control is shown only schematically in the figure as a dashed arrow. It should be noted in this context on the mutual influence of Richtspaltdimensionen, material parameters, Anstellparametern and drive parameters, so that any change is not considered in isolation, but is taken into account as part of the overall control concept.
  • the machine control 4 is connected to a setpoint generator 5, in which the concrete data for torques and speeds are available.
  • the machine controller 4 thus converts the data received from the setpoint generator 5 as setpoint input into drive values for machine functionalities.
  • the setpoint specification contains all the necessary parameters, including the drive parameters for setting each straightening roller of the straightening machine and the straightening gap for the respective topping.
  • each straightening roller 2 can be extended by the choice between a one-sided or a two-sided (double-sided) drive, which is determined depending on the desired straightening strategy.
  • a module 7 for storing and / or calculating straightening strategies is available, with which the setpoint generator is supplied.
  • the selection of a defined straightening strategy thus leads to the specification of corresponding data from the module 7 to the setpoint generator 5 and further to the machine control 4.
  • the proposed roller leveler 1 may have various concepts and corresponding specific construction details for changing the rollers. For this purpose, it is useful (but not necessarily required) to set the drives, at least the side to which the roll change should take place, on a common Grundrahen to as simple as possible, in a block to realize the proposed process. It can be provided an exchange of all rolls or individual rolls. In any case, the roller or the entire set of rollers must be decoupled from their drives, on both sides and for those rollers that are to be removed from the range of straightening machine. For the roll change, the drive of one side (individually or for the entirety of all rolls) is removed from the roll change zone.
  • the drive is moved depending on the space conditions of the system layout in the direction of the roll axis and / or transversely, so that the space is free in front of the straightening machine to remove the set of rollers or a single roller and a new roll or a set of rolls in to introduce the leveler.
  • the drive is returned to its operating position, coupled the straightening rollers to the drives and the straightening machine is ready for operation.
  • the proposed roller leveler can be used to process sheets, strips and cutouts thereof.
  • the material thicknesses are preferably between 1 mm and 70 mm, more preferably between 1 mm and 30 mm; the maximum material thickness is 150 mm.
  • the material width is preferably between 600 mm and 6,000 mm; the maximum material width is 7,000 mm.
  • the material temperature during processing in the roller leveler is less than 600 ° C.
  • the yield strength of the material is preferably above 460 MPa, in particular above 800 MPa.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Straightening Metal Sheet-Like Bodies (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Rollenrichtmaschine (1) mit einem Satz oberer und unterer Richtwalzen (2), wobei jede Richtwalze (2) mit einem Drehantrieb (3) versehen ist, um, veranlasst von einer Maschinensteuerung (4), die Richtwalze (2) zu drehen und so ein zu richtendes metallisches Flachmaterial in eine Förderrichtung (F) zu fördern und dabei zu richten. Um ein verbessertes und optimiertes Richtergebnis zu erreichen, sieht die Erfindung vor, dass jede Richtwalze (2) einen ersten Drehantrieb (L1, L2,..., Ln) aufweist, der das eine axiale Ende der Richtwalze (2) drehen kann, und einen zweiten Drehantrieb (R1, R2,..., Rn) aufweist, die das andere axiale Ende der Richtwalze (2) drehen kann, wobei die Maschinensteuerung (4) ausgebildet ist, die jeweiligen ersten und zweiten Drehantriebe (L1, L2,..., Ln, R1, R2,..., Rn) nach Vorgabe eines Wertes individuell mit einem die Drehbewegung der Richtwalze (2) bestimmenden Parameter zu beaufschlagen. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Rollenrichtmaschine.

Description

Rollenrichtmaschine und Verfahren zum Betrieb einer solchen
Die Erfindung betrifft eine Rollenrichtmaschine mit einem Satz oberer und unterer Richtwalzen, wobei jede Richtwalze mit einem Drehantrieb versehen ist, um, veranlasst von einer Maschinensteuerung, die Richtwalze zu drehen und so ein zu richtendes metallisches Flachmaterial in eine Förderrichtung zu fördern und dabei zu richten. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Rollenrichtmaschine.
Beim Richten hochfester Bänder und Bleche wird ein hohes Moment in die Richtwalzen eingeleitet, um die notwendige Überstreckung zur Herstellung ebener Materialien einzustellen. Das zulässige Moment wird durch die Geometrie des Richtwalzenzapfens begrenzt.
Bekannt sind dabei beidseitig angetriebene Richtmaschinen, die in der Regel einen Gruppenantrieb aufweisen. Ebenfalls bekannt sind Einzel-Antriebe von Richtwalzen, mit denen die Richtwalzen lediglich auf einer Seite angetrieben werden.
Die DE 1 930 349 A offenbart sowohl einen beidseitigen Antrieb der Richtwalzen, als auch deren Einzelantrieb. Bei dieser Lösung ist jedoch vorgesehen, den beidseitigen Antrieb ausschließlich aus Platzgründen einzusetzen, um ausreichenden Bauraum für die Anordnung von Einzelantrieben zu schaffen. Indem der Antrieb auf beiden Seiten einer Richtwalze angeordnet wird, kann jeder Antrieb mit der halben Leistung arbeiten und somit in einem verringerten Bauraum untergebracht werden. Die KR 10 150871 1 B1 sieht ein Treibrollenpaar vor bzw. hinter der Richtrolleneinheit vor, um einen zusätzlichen Bandzug auf das Material aufzubringen. Hierdurch sollen die erforderlichen Drehmomente beschränkt werden. Beim Richten hochfester Bänder und Bleche werden besondere Ansprüche an die gesamte Richtmaschine gestellt, um die bestmögliche Ebenheit des Materials einzustellen. Dabei ist es für den Richtprozess erforderlich, sehr hohe Momente in die Richtwalzen einzuleiten. Gleichzeitig müssen die Richtwalzen jedoch in der Lage sein, auch komplexe Ebenheitsfehler über individuelle Ansteuerung von Maschinenfunktionen zur realisieren.
Bei einseitig angetriebenen Richtwalzen kann es bei hohem Momenteneintrag zu nicht beeinflussbaren Verdrillungen zwischen der Richtwalze und dem zu richtenden Material kommen, was zu einen ungleichmäßigen Richtverhalten führt, welches mit Qualitätseinbußen im Richtergebnis einhergeht. Darüber hinaus ist die Höhe des zulässigen Drehmoments durch die Dimensionierung des Richtwalzenzapfens begrenzt.
Bei zweiseitig angetriebenen Richtwalzen mit Gruppenantrieb kann das Drehmoment nur für alle Richtrollen gemeinsam eingestellt werden. Demgemäß kann die Einstellung des Drehmoments bzw. der Drehzahl zur Einstellung eines Richtspaltes nachteilig nur für alle Richtwalzen gemeinsam erfolgen. Darüber hinaus weisen die notwendigen Verteilergetriebe zusätzliche Verlust- und Verteilungsdefizite auf.
Die Anordnung zusätzlicher Treiberrollen zur Aufbringung eines Vor- bzw. Rückzuges wirkt sich negativ auf die Richtwalzengeometrie aus, weil nämlich hierdurch die Richtwalzen in Zugrichtung ausgelenkt werden. Damit wird der Richtspalt geometrisch deformiert und das Richtergebnis verschlechtert. Der Erfindung liegt daher die A u f g a b e zugrunde, eine Rollenrichtmaschine der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren zum Betrieb einer solchen so fortzubilden, dass im Vergleich mit der oben erläuterten vorbekannten Lösung ein verbessertes und optimiertes Richtergebnis erreicht werden kann.
Die L ö s u n g dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass jede Richtwalze einen ersten Drehantrieb aufweist, der das eine axiale Ende der Richtwalze drehen kann, und einen zweiten Drehantrieb aufweist, die das andere axiale Ende der Richtwalze drehen kann, wobei die Maschinensteuerung ausgebildet ist, die jeweiligen ersten und zweiten Drehantriebe nach Vorgabe eines Wertes individuell mit einem die Drehbewegung der Richtwalze bestimmenden Parameter zu beaufschlagen.
Die Maschinensteuerung kann dabei mit einem Sollwertvorgeber in Verbindung stehen, der für alle Drehantriebe die Parameter für die Drehbewegung der Richtwalzen vorgibt.
Die Maschinensteuerung ist dabei bevorzugt ausgebildet, die jeweiligen ersten und zweiten Drehantriebe mit einem vorgegebenen Drehmoment zu beaufschlagen. Gleichermaßen kann die Maschinensteuerung ausgebildet sein, die jeweiligen ersten und zweiten Drehantriebe mit einer vorgegebenen Drehgeschwindigkeit zu beaufschlagen.
Die Maschinensteuerung kann ferner ausgebildet sein, die die Drehbewegung der Richtwalze bestimmenden Parameter im geschlossenen Regelkreis zu regeln. In diesem Falle ist bevorzugt vorgesehen, dass im Bereich der ersten und zweiten Drehantriebe Sensoren für die Erfassung des Drehmoments und/oder der Drehgeschwindigkeit angeordnet sind, die mit der Maschinensteuerung in Verbindung stehen. Das Verfahren zum Betrieb einer solchen Rollenrichtmaschine sieht erfindungsgemäß vor, dass jede Richtwalze einen ersten Drehantrieb aufweist, der das eine axiale Ende der Richtwalze dreht, und einen zweiten Drehantrieb aufweist, der das andere axiale Ende der Richtwalze dreht, wobei über die Maschinensteuerung für die jeweiligen ersten und zweiten Drehantriebe individuelle Werte für mindestens einen die Drehbewegung der Richtwalze bestimmenden Parameter vorgegeben werden.
Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass die Maschinensteuerung wahlweise in einem der folgenden Betriebsmodi betrieben wird: a) Betreiben nur der ersten Drehantriebe der Richtwalzen; b) Betreiben nur der zweiten Drehantriebe der Richtwalzen; c) Betreiben sowohl der ersten Drehantriebe als auch der zweiten Drehantriebe der Richtwalzen.
Der Maschinensteuerung können dabei von einem Sollwertvorgeber Sollwerte für die Parameter für die Drehbewegung der Richtwalzen vorgegeben werden.
Der Sollwertvorgeber kann dabei mit einem Modul in Verbindung stehen, in dem eine Anzahl verschiedener Richtstrategien gespeichert sind, wobei für jede Richtstrategie ein Datensatz für die Parameter für die Drehbewegung der Richtwalzen vorhanden ist, wobei das Modul dem Sollwertvorgeber den Datensatz gemäß einer ausgewählten Richtstrategie vorgibt.
Somit sieht die Erfindung vor, dass jede einzelne Richtwalze wahlweise einseitig oder beidseitig antreibbar ist. Jeder Richtwalzenantrieb kann dabei eine eigene Antriebssteuerung aufweisen. Ausgehend von der eingangs erläuterten vorbekannten Lösung wird demgemäß eine Rollenrichtmaschine sowie ein Verfahren zu deren Betrieb bereitgestellt, die bzw. das eine optimale Ansteuerung der einzelnen, beidseitigen Antriebe einer jeden Richtwalze ermöglicht und somit einen individuell beeinflussbaren Richtvorgang erlaubt.
Es kann eine Sollwertvorgabe der Antriebsparameter (Drehmoment, Drehzahl bzw. Drehgeschwindigkeit) nach Vorgabe einer Ansteuereinheit erfolgen. Dabei kann die Ansteuereinheit durch eine Richtstrategie gesteuert bzw. geregelt werden. Die Richtstrategie kann dabei lokale Veränderungen des Richtspalts berücksichtigen. Es ist eine genaue Einstellung der Antriebsparameter einer jeden angetriebenen Richtwalze (hinsichtlich Drehzahl und/oder Drehmoment) möglich, insbesondere ein einseitiger oder ein beidseitiger Antrieb. Es kann somit auch eine gezielte Verteilung der Antriebsparameter auf die Seiten und/oder die Auswahl der Richtwalzen erfolgen. Möglich ist weiterhin eine Synchronisation der Antriebsparameter sowie bei Bedarf auch eine gezielte Vertrimmung der Antriebsparameter. Durch die vorgeschlagene Lösung kann ferner eine Lastausgleichsregelung zur gezielten Drehmomentverteilung erfolgen, womit eine optimierte Ausnutzung der Bauteillebensdauer der Komponenten im Antriebsstrang möglich wird. Eine solche Lastausgleichsregelung kann auf Basis der Richtstrategie erfolgen. Sehr vorteilhaft ist weiterhin, dass im Reversierbetrieb der Richtmaschine vollständig symmetrische Bedingungen zum vorhergehenden Richt-Stich einstellbar sind.
Bei dem vorgeschlagenen Verfahren kann zunächst ein Ansteuern der (aktiven) Richtwalzenantriebe nach Vorgabe von Sollwerten erfolgen, die durch die Richtstrategie der Ansteuereinheit vorgegeben werden. Anschließend erfolgt die Durchführung des Richtvorgangs mit den vorgesehen bzw. vorgegebenen Antriebswerten für die einzelnen Richtwalzen. Bedarfsweise kann (im geschlossenen Regelkreis) eine Korrektur der Ansteuerung der aktiven Richtwalzenantriebe erfolgen, d. h. auf Basis eines Soll-Ist-Wert-Vergleichs der Antriebswerte während eines Richtstiches.
Dabei kann eine getrennte oder auch eine gemeinsame Regelung bzw. Steuerung der Antriebe erfolgen. Wie erwähnt, ist auch ein synchronisierter Betrieb der Antriebe möglich.
Die Richtstrategie kann dabei Fehlerarten des zu richtenden Materials berücksichtigen. Gleichermaßen berücksichtigt werden können auch Verschleißerscheinungen der Anlage (d. h. namentlich Verschleiß der Werkzeuge). Bei dem Antrieb für die Richtwalzen kann es sich um eine Baugruppeneinheit handeln, die aus einem (elektrischen oder hydraulischen) Antriebsmotor und gegebenenfalls einem zugehörigen Übersetzungsgetriebe (samt Spindel, Wellen und Kupplungen etc.) bestehen. Zumeist sind sämtliche Richtwalzen aktiv angetrieben. Möglich ist es allerdings auch, dass teilweise Richtwalzen nicht angetrieben werden. Demgemäß können nach der Vorgabe einer zum Einsatz kommenden Richtstrategie die hierfür vorgesehenen Richtwalzenantriebe aktiv geschaltet werden, sofern sie aktiv am Umformprozess des Materials beteiligt sind und Drehmoment übertragen sollen. Indes können auch einzelne Antriebe lose (nicht angetrieben) mitlaufen, ohne ein Drehmoment in die Walze zu übertragen; solche Walzen können auch ganz abgeschaltet werden, deren Antriebe sind dann passiv.
Die vorgeschlagene Rollenrichtmaschine bzw. das erläuterte Verfahren kommt bevorzugt bei hochfesten Materialien zum Einsatz, bei denen ein sehr hohes Drehmoment der Richtwalzen für den Richtvorgang benötigt wird. Besonders geeignet sind sie für das Richten von hochfesten Stahlblechen oder -bändern.
In vorteilhafter Weise ergibt sich somit durch den erfindungsgemäßen Vorschlag, dass durch das getrennte beidseitige Voreinstellen und Regeln von Drehmoment und/oder Drehzahl der Richtwalzen auf lokal wirkende Verwerfungen und Planheitsfehler individuell und zeitnah reagiert werden kann, und zwar bei der Einleitung sehr hoher Drehmomente. Damit lässt sich der Richtbereich einer Richtmaschine erweitern, so dass das Produktspektrum, welches sich bei einer gegebene Anlagenkonfiguration bearbeiten lässt, erweitert wird. Damit kann im gegebenen Falle die Notwendigkeit entfallen, in eine weitere Richtmaschine investieren zu müssen, weil eine höhere Abdeckung des Produktspektrums erreicht werden kann. Alternativ kann die Baugröße einer Richtmaschine bei vorhandener Aufgabenstellung verringert werden.
Es lässt sich weiterhin eine Veränderung des Richteffektes durch einseitige oder beidseitige Veränderung des Drehmoments an einer oder mehreren Richtwalzen gezielt einstellen, so dass zur bekannten Anstellung der Richtwalzen (durch Anstellung, Biegung, Schwenkung) ein weiteres effektives Stellglied zur Ebenheitsverbesserung bereitgestellt wird.
Bei Reversierbetrieb der Richtmaschine lassen sich vollsymmetrische Bedingungen zum vorherigen Richtstich herstellen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die einzige Figur zeigt in der Draufsicht schematisch eine Rollenrichtmaschine zum Richten eines metallischen Bandes. Die Figur zeigt in schematischer Darstellung die Draufsicht auf eine Rollenrichtmaschine 1 mit einer Anzahl Richtwalzen 2, von denen nur ein Satz dargestellt ist. Zum Richten eines nicht dargestellten metallischen Bandes ist ein oberer und ein unterer Satz an Richtwalzen 2 vorgesehen. Beim Richtvorgang wird das Band in eine Förderrichtung F gefördert.
Jede Richtwalze 2 hat dabei einen Drehantrieb 3, der vorliegend aus einem ersten Drehantrieb und einem zweiten Drehantrieb besteht, die jeweils in den beiden axialen Enden der Richtwalzen 2 angeordnet sind. Jede Richtwalze 2 hat also beidseitig einen Antrieb, der jeweils durch eine Maschinensteuerung 4 ansteuerbar ist. Dies ist exemplarisch für die linke Seite der Rollenrichtmaschine 1 dargestellt, wobei die ersten Drehantriebe Li, L2, ... bis Ln bezeichnet sind. Entsprechend sind zweite Drehantriebe Ri, R2, ... bis Rn auf der rechten Seite vorgesehen.
Durch die jeweiligen ersten und zweiten Drehantriebe bekommen die Richtwalzen 2 ihre Betriebsparameter durch die Maschinensteuerung 4 vorgegeben. Diese einzelne Ansteuerung gilt für beide axialen Enden der Richtwalzen, also für beide Drehantriebe. Die rechtsseitige und linksseitige Ansteuerung aller Richtwalzen 2 erfolgt dabei unabhängig voneinander.
Dabei gilt für jeden einzelnen der ersten und zweiten Drehantriebe, dass für diese von der Maschinensteuerung die maßgeblichen Parameter für den Drehantrieb vorgegeben werden, d. h. namentlich das Drehmoment Md, mit dem der Drehantrieb die Richtwalzen 2 antreibt, sowie deren Drehzahl (bzw. Drehgeschwindigkeit). Das Einhalten der vorgegebenen Werte für das Drehmoment bzw. die Drehzahl erfolgt durch die Maschinensteuerung 4 im geschlossenen Regelkreis, wozu Sensoren 6 vorhanden sind (von denen in der Figur nur einer dargestellt ist), welche die Ist-Werte (für das Drehmoment bzw. die Drehzahl) erfassen und an die Maschinensteuerung 4 weitergeben, so dass bei Abweichungen von Soll-Werten eine Nachregelung erfolgen kann. Über die Ansteuerung sämtlicher Antriebe hinaus gibt die Maschinensteuerung 4 weitere Anstellparameter an die Richtmaschine weiter, um den Richtspalt einzustellen und geregelt auf vorgegebenen Werten einzuhalten. Dies geschieht über die Anstellung der Eintauchtiefe, der Biegung, der Schwenkung, der Kompensationssysteme, etc. Hierbei handelt es sich allerdings um die an sich vorbekannte Betriebsweise einer Rollenrichtmaschine, so dass besagte Ansteuerung in der Figur nur schematisch als gestrichelter Pfeil dargestellt ist. Es sei in diesem Zusammenhang auf die gegenseitige Beeinflussung von Richtspaltdimensionen, Materialparametern, Anstellparametern und Antriebsparametern hingewiesen, so dass jede Änderung nicht isoliert betrachtet, sondern im Rahmen des Regelungskonzepts insgesamt berücksichtigt wird. Die Maschinensteuerung 4 steht mit einem Sollwertvorgeber 5 in Verbindung, in dem die konkreten Daten für Drehmomente und Drehzahlen vorliegen. Die Maschinensteuerung 4 setzt somit die vom Sollwertvorgeber 5 als Sollwertvorgabe erhaltenen Daten in Ansteuerwerte für Maschinenfunktionalitäten um. Die Sollwertvorgabe enthält dabei alle nötigen Parameter, also auch der Antriebsparameter zur Einstellung einer jeden Richtwalze der Richtmaschine und des Richtspaltes für den jeweiligen Richtstich.
Die genaue Einstellung der Antriebsparameter (Drehmoment, Drehzahl) einer jeden Richtwalze 2 kann um die Auswahl zwischen einem einseitigen oder einem zweiseitigen (beidseitigen) Antrieb erweitert werden, was abhängig von der gewünschten Richtstrategie vorgegeben wird. Hierzu ist ein Modul 7 zur Speicherung und/oder Berechnung von Richtstrategien vorhanden, mit dem der Sollwertvorgeber versorgt wird. Die Auswahl einer definierten Richtstrategie führt somit zur Vorgabe entsprechender Daten vom Modul 7 auf den Sollwertvorgeber 5 und weiter auf die Maschinensteuerung 4. Darüber hinaus lässt sich durch die einzelne Ansteuerung des linken oder rechten Richtwalzenantriebes Ln, Rn eine gezielte Verteilung der Antriebsparameter einstellen, so dass die Antriebe synchronisiert oder mit einer beabsichtigen festgelegten Vertrimmung angesteuert bzw. geregelt werden. Somit kann gezielt der Richteinfluss auf das zu richtende Gut vorgegeben werden.
Besonders vorteilhaft ist die Einzelansteuerung der beiden Antriebe einer jeden Richtwalze hinsichtlich einer Lastausgleichsregelung zweier benachbarter Richtwalzen. Damit lassen sich positive Effekte auf die Lebensdauer der Antriebe durch eine gezielte Drehmomentenverteilung erreichen.
Die Einbindung der Antriebssteuerung in eine Regelung, d. h. die Anpassung der Stellgrößen Drehmoment Md bzw. Drehzahl n ist auf der rechten Seite der Figur dargestellt. Aus dem Antriebsstrang werden die Messgrößen Md und/oder n durch den Sensor 6 ermittelt und als Soll/Ist-Wertvergleich zur Maschinensteuerung 4 geleitet, welche die Regelabweichung korrigiert. Diese Einzelregelung ist für jeden rechtsseitigen und linksseitigen Antrieb vorgesehen. Lediglich aus Gründen der Übersichtlichkeit wird dieser Regelkreis in der Darstellung von Figur 1 auf Antrieb R1 begrenzt.
Die vorgeschlagene Rollenrichtmaschine 1 kann zum Wechseln der Walzen diverse Konzepte und entsprechende spezifische Konstruktionsdetails aufweisen. Dazu ist es sinnvoll (aber nicht zwangsläufig erforderlich), die Antriebe, zumindest der Seite, zu der der Walzenwechsel erfolgen soll, auf einen gemeinsamen Grundrahen zu setzen, um die vorgesehene Verfahrung möglichst einfach, in einem Block, zu realisieren. Es kann ein Austausch sämtlicher Walzen oder auch einzelner Walzen vorgesehen sein. In jedem Fall muss die Walze bzw. der gesamte Walzensatz von ihren Antrieben entkoppelt werden, und zwar auf beiden Seiten und für diejenigen Walzen, die aus dem Bereich der Richtmaschine entfernt werden sollen. Für den Walzenwechsel wird der Antrieb einer Seite (einzeln oder für die Gesamtheit aller Walzen) von der Walzenwechselzone entfernt. Dazu wird der Antrieb je nach den Platzverhältnissen des Anlagenlayouts in Richtung der Walzenachse und/oder quer dazu verschoben, so dass der Raum vor der Richtmaschine frei wird, um den Walzensatz bzw. eine einzelne Walze zu entfernen und eine neue Walze bzw. einen Walzensatz in die Richtmaschine einzubringen.
Anschließend wird der Antrieb wieder in seine Betriebsposition zurück verbracht, die Richtrollen an die Antriebe angekoppelt und die Richtmaschine in Betriebsbereitschaft versetzt.
Die vorgeschlagene Rollenrichtmaschine kann zur Verarbeitung von Blechen, Bändern und Ausschnitten davon eingesetzt werden. Die Materialdicken betragen bevorzugt zwischen 1 mm und 70 mm, besonders bevorzugt zwischen 1 mm und 30mm; die maximale Materialdicke liegt bei 150 mm.
Die Materialbreite liegt bevorzugt zwischen 600 mm und 6.000 mm; die maximale Materialbreite liegt bei 7.000 mm. Die Materialtemperatur liegt bei der Verarbeitung in der Rollenrichtmaschine bei weniger als 600° C. Die Streckgrenzen des Materials liegt bevorzugt über 460 MPa, insbesondere über 800 MPa.
Bezugszeichenliste:
1 Rollenrichtmaschine
2 Richtwalze
3 Drehantrieb
4 Maschinensteuerung
5 Sollwertvorgeber
6 Sensor
7 Modul zur Speicherung von Richtstrateg L2>
..., Ln) erster Drehantrieb
Ri, R2,
..., Rn) zweiter Drehantrieb
F Förderrichtung
Md Drehmoment
n Drehgeschwindigkeit / Drehzahl

Claims

Patentansprüche:
Rollenrichtmaschine (1 ) mit einem Satz oberer und unterer Richtwalzen (2), wobei jede Richtwalze (2) mit einem Drehantrieb (3) versehen ist, um, veranlasst von einer Maschinensteuerung (4), die Richtwalze (2) zu drehen und so ein zu richtendes metallisches Flachmaterial in eine Förderrichtung (F) zu fördern und dabei zu richten, dadurch gekennzeichnet, dass jede Richtwalze (2) einen ersten Drehantrieb (Li, L2, Ln) aufweist, der das eine axiale Ende der Richtwalze (2) drehen kann, und einen zweiten Drehantrieb (Ri, R2, Rn) aufweist, die das andere axiale Ende der Richtwalze (2) drehen kann, wobei die Maschinensteuerung (4) ausgebildet ist, die jeweiligen ersten und zweiten Drehantriebe (Li, L2, Ln, R1, R2, Rn) nach Vorgabe eines Wertes individuell mit einem die Drehbewegung der Richtwalze (2) bestimmenden Parameter zu beaufschlagen.
Rollenrichtmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Maschinensteuerung (4) mit einem Sollwertvorgeber (5) in Verbindung steht, der für alle Drehantriebe (Li, L2, Ln, R1, R2, Rn) die Parameter für die Drehbewegung der Richtwalzen (2) vorgibt.
Rollenrichtmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschinensteuerung (4) ausgebildet ist, die jeweiligen ersten und zweiten Drehantriebe (Li, L2, Ln, R1, R2, Rn) mit einem vorgegebenen Drehmoment (Md) zu beaufschlagen. Rollennchtmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschinensteuerung (4) ausgebildet ist, die jeweiligen ersten und zweiten Drehantriebe (Li, L2, Ln, Ri, R2, Rn) mit einer vorgegebenen Drehgeschwindigkeit (n) zu beaufschlagen.
Rollenrichtmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschinensteuerung (4) ausgebildet ist, die die Drehbewegung der Richtwalze (2) bestimmenden Parameter im geschlossenen Regelkreis zu regeln.
Rollenrichtmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der ersten und zweiten Drehantriebe (Li, L2, Ln, R1, R2, Rn) Sensoren (6) für die Erfassung des Drehmoments (Md) und/oder der Drehgeschwindigkeit (n) angeordnet sind, die mit der Maschinensteuerung (4) in Verbindung stehen.
Verfahren zum Betrieb einer Rollenrichtmaschine (1 ), die einen Satz oberer und unterer Richtwalzen (2) aufweist, wobei jede Richtwalze (2) mit einem Drehantrieb (3) versehen ist, um, veranlasst von einer Maschinensteuerung (4), die Richtwalze (2) zu drehen und so ein zu richtendes metallisches Flachmaterial in eine Förderrichtung (F) zu fördern und dabei zu richten, dadurch gekennzeichnet, dass jede Richtwalze (2) einen ersten Drehantrieb (Li, L2, Ln) aufweist, der das eine axiale Ende der Richtwalze (2) dreht, und einen zweiten Drehantrieb (R1, R2, Rn) aufweist, der das andere axiale Ende der Richtwalze (2) dreht, wobei über die Maschinensteuerung (4) für die jeweiligen ersten und zweiten Drehantriebe (Li, L2, Ln, Ri, R2, Rn) individuelle Werte für mindestens einen die Drehbewegung der Richtwalze (2) bestimmenden Parameter vorgegeben werden.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschinensteuerung (4) wahlweise in einem der folgenden Betriebsmodi betrieben wird: a) Betreiben nur der ersten Drehantriebe (Li, L2, Ln) der Richtwalzen (2); b) Betreiben nur der zweiten Drehantriebe (R1, R2, Rn) der Richtwalzen (2); c) Betreiben sowohl der ersten Drehantriebe (Li, L2, Ln) als auch der zweiten Drehantriebe (R1, R2, Rn) der Richtwalzen (2).
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Maschinensteuerung (4) von einem Sollwertvorgeber (5) Sollwerte für die Parameter für die Drehbewegung der Richtwalzen (2) vorgegeben werden.
0. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollwertvorgeber (5) mit einem Modul (7) in Verbindung steht, in dem eine Anzahl verschiedener Richtstrategien gespeichert sind, wobei für jede Richtstrategie ein Datensatz für die Parameter für die Drehbewegung der Richtwalzen (2) vorhanden ist, wobei das Modul (7) dem Sollwertvorgeber (5) den Datensatz gemäß einer ausgewählten Richtstrategie vorgibt.
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