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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum selbsttätigen
Regeln der Dicke eines Streifens, der Streifenformeinrichtungen, z. B. die Walzen
eines Walzgerüstes durchläuft, welche durch je eine Einrichtung zum .Ändern der
Streifendicke an den beiden Rändern und durch eine dritte Einrichtung zum Ändern
des Verhältnisses der Streifendicke in der Mitte zur Dicke der beiden Ränder einstellbar
sind, wobei der Istwert der Streifendicke durch eine Meßvorrichtung an der Ausgangsseite
der Streifenformeinrichtung an beiden Rändern und in der Mitte gemessen sowie einer
Steuereinrichtung zugeführt ist, welche die Istwerte mit einem Sollwert vergleicht
und ein der jeweiligen Istwertabweichung entsprechendes Fehlersignal erzeugt, das
die zugehörige Anstelleinrichtung im Sinne einer Abweichungsminderung beeinflußt.
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Es sind bereits Einrichtungen zum Verschwenken einer Arbeitswalze
an sich bekannt. Des weiteren ist es auch bekannt, an der ablaufenden Seite des
Materialstreifens an verschiedenen Stellen quer zur Laufrichtung die Dicke des Streifens
zu messen und als Istwert anzugeben. Weiterhin ist es bekannt, zur Messung der Banddicke
eine Dickenmessung gleichzeitig an mehreren Stellen vorzunehmen.
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Schließlich ist es auch bekannt, mit Hilfe eines einzigen Dickenmeßgerätes
die Streifendicke an verschiedenen Stellen der Breite durch Verschieben der Dickenmeßvorrichtung
über die Streifenbreite festzustellen.
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Ziel der Erfindung ist es, eine einwandfreie Dickenmessung mittels'
einer einzigen Meßvorrichtung zu erreichen und Vorkehrungen zu treffen, um die Anstelleinrichtungen
in Abhängigkeit von der Lage der Meßvorrichtung auszuwählen.
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Gemäß der Erfindung wird hierzu vorgeschlagen, daß eine einzige Dickenmeßvorrichtung
quer über die Breite des Streifens verschiebbar ist und die Streifendicke nacheinander
an den drei Meßstellen feststellt, und daß eine Wähleinrichtung für die Verbindung
der Meßvorrichtung mit der der jeweiligen Meßstelle zugehörigen Anstelleiririchtung
vorgesehen ist, wobei eine Sperreinrichtung verhindert, daß die dritte Anstelleinrichtung
betätigt wird, solange die Steuereinrichtung für einen oder beide der beiden vorhergehenden
Meßvorgänge an den Streifenrändern ein Fehlersignal ergeben hat.
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Die Sperreinrichtung ist dabei vorzugsweise gekennzeichnet durch eine
Anzeigevorrichtung, die auf die Steuereinrichtung und auf die Wähleinrichtung anspricht,
damit angezeigt wird, wann die Steuereinrichtung eine der Anstelleinrichtungen zur
Änderung der Dicke des Materialstreifens an einer der beiden Kanten verändert hat,
durch eine Haltevorrichtung, die auf die Anzeigevorrichtung anspricht, um zu verhindern,
daß die dritte Anstelleinrichtung in der Weise betätigt wird, daß der Zusammenhang
der Dicke des Streifens in der Mitte im Vergleich zur Dicke an den beiden Kanten
geändert wird, und durch eine Vorrichtung, die die Haltevorrichtung freigibt, wenn
die Meßvorrichtung von dem Mittenmeßpunkt weg bewegt wird.
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Der Gegenstand der Erfindung läßt sich besonders zweckmäßig für jede
Einrichtung verwenden, bei der die Einstellungen an den Rändern und Zwischenstellen
miteinander zusammenwirken. Die Verwendung einer einzigen Meßvorrichtung und damit
eines einzigen Reglers verhindert die gegenseitige Beeinflussung verschiedener Regler,
so daß neben der Vereinfachung im Aufbau auch wesentlich bessere Ergebnisse erzielbar
sind.
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Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung an
Hand eines Ausführungsbeispieles erläutert.
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F i g. 1 zeigt in perspektivischer Ansicht, teilweise schematisch
die Teile einer typischen industriellen Verarbeitungsanordnung einer selbsttätigen
Regelvorrichtung für die Dicke eines Materialstreifens; F i g. 2 zeigt schematisch
die Einstellmöglichkeit einer Walze; F i g. 3 stellt ein Schaltschema für die erfindungsgemäße
Regelvorrichtung dar.
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In F i g. 1 tritt ein Materialstreifen 10 aus einem Walzwerk
12 aus, nachdem er einem Walzvorgang zwischen einem Walzenpaar 14,16 unterworfen
worden ist. Die Walze 16 ist um eine feststehende Achse drehbar gelagert. Die einstellbare
Walze 14 ist um eine bewegliche Achse drehbar gelagert, die an ihren Enden von Lagern
aufgenommen wird, welche in Lagerblöcken 18 und 20 angeordnet sind. Jeder dieser
Lagerblöcke 18 und 20 ist seinerseits in horizontaler Richtung in
einem entsprechenden Paar hin- und herbeweglicher Blöcke 22 verschiebbar gelagert,
die ihrerseits in senkrechter Richtung in Gehäuseteilen 24 in der Walzenstraße gleitend
gelagert sind. Diese Anordnung ermöglicht eine Einstellung der Walzenachse in der
in F i g. 2 gezeigten Weise.
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Nach dieser F i g. 2 sind die Walzen 14 und 16 aus der F i g. 1 als
ein Zylinderpaar mit Mittelachsen 26 und 28 dargestellt, wobei die Achse 28 der
Walze 16 feststehend und die Achse 26 der Walze 14 beweglich ist. Jedes Ende der
Walzenachse 26 ist unabhängig nach oben oder unten verstellbar, wie es durch die
Doppelpfeile 30 und 32 gezeigt ist. Es ist ferner eine senkrechte Achse 34 dargestellt,
die die Achse 26 schneidet und die die Länge der Walze 14 halbiert. Um diese Achse
kann die Achse 26 der Walze 14 in einer horizontalen Ebene um einen
begrenzten Winkel 0 in Richtung der Doppelpfeile 36 und 38 geschwenkt werden.
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In F i g. 1 wird die durch den Pfeil 32 aus F i g. 2 angezeigte Bewegung
durch senkrechte Einstellung des Blockes 22 auf Grund einer Drehung der Spindel
40 hervorgerufen, welche durch einen feststehenden oberen Teil des Walzengehäuses
geführt und durch den rechten Anstellmotor 42 über ein Untersetzungsgetriebe 44
angetrieben wird. In gleicher Weise wird die durch den Pfeil 30 angezeigte
Bewegung durch Betätigung des linken Anstellmotors 46 hervorgerufen. Eine Drehung
der Achse 26 der Walze 14
um die senkrechte Achse 34 wird durch eine
waagrechte Bewegung der Lagerblöcke 18 und 20 ermöglicht und von einem Spindelpaar
48, 50 durchgeführt, wobei die Spindeln in die Blöcke 22 eingeschraubt und über
Universalgelenke 52 und 54 angetrieben werden. Die Bewegung der Spindeln 48 und
50 wird durch den Querachseneinstellmotor 56 über Getriebegehäuse 58, 60, 62 und
64 hervorgerufen, welche durch Antriebswellen 66, 68 und 70 untereinander verbunden
sind. Die Getriebeverbindung ist so vorgesehen, daß, wenn der linke Lagerblock 18
nach vorn bewegt wird, sich der rechte Block 20 um den gleichen Betrag nach
rückwärts bewegt, und umgekehrt.
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Die Dickenmeßvorrichtung enthält einen Tasterkopf 100 zusammen mit
einem Anzeige- und Aufzeichnungsgerät
102. Der Tasterkopf
100 ist auf einem länglichen, C-förmigen Rahmen 104 angeordnet, der
mit nicht dargestellten Rollen versehen ist, auf denen der Rahmen 104 quer über
den Streifen auf einer feststehend angeordneten Schiene 106 laufen kann. Diese Querbewegung
kann durch einen Querverschiebemotor 108 durchgeführt werden, der durch eine Einstellvorrichtung
110 gesteuert wird, die in Verbindung mit einem mechanisch angetriebenen, mit dem
Querantriebsmechanismus gekuppelten Potentiometer 112 betätigt wird. Das Potentiometer
112 ruft eine elektrische Spannung auf einer Leitung 113 hervor, die die Einstellung
des Tasters 100 darstellt. In gleicher Weise stehen Spannungen über die Spannungsteilerkombination
des mit der Einstellvorrichtung 110 verbundenen Potentiometers an, von dem eine
eine gewünschte Stellung des Tasters 100 hervorgerufene Spannung abgeleitet werden
kann. Mit 120 ist eine von einem Taktgeber 122 gesteuerte Stufenschaltvorrichtung
dargestellt. Der Taktgeber gibt periodisch einen elektrischen Impuls an den Schalterbetätiger
120 und bewirkt damit in bekannter Weise ein Verrücken desselben um eine Schalterstellung
in vorbestimmten Zeitintervallen. Demgemäß wird der Schalterabschnitt 120 a, der
in der mit Nr. 1 bezeichneten Stellung die Leitung 124 der Einstellvorrichtung mit
der Anzapfung des Potentiometers 114 verbindet, in die Stellung Nr. 2 vorgeschoben
und bleibt eine Zeitlang in dieser Stellung, bevor er in die Stellung Nr.3 fortschreitet.
Nach einem weiteren Bleichgroßen Zeitintervall in Stellung Nr. 3 wird der Schalter
in die Stellung Nr. 1 zurückgestellt, und er bleibt in dieser Stellung für die Dauer
eines weiteren Taktgeberintervalls. Dieser Vorgang tritt in wiederholter Folge auf.
Die Einstellvorrichtung 110 vergleicht die Spannung auf der Leitung 113,
die die tatsächliche Stellung des Tasters 100 darstellt, mit der Spannung auf der
Leitung 124, die eine gewünschte Stellung entsprechend der Einstellung der Potentiometer
114 bis 118 und die Stellung des Schalters 120 a darstellt. Immer wenn diese beiden
Spannungen ungleich sind, erregt die Einstellvorrichtung den Querverschiebemotor
108 und bringt den Taster und das Potentiometer 112 in eine Lage, in der die Spannung
auf der Leitung 113 gleich der auf der Leitung 124 ist.
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Die Wirkungsweise der Meßvorrichtung ist folgende. Es wird angenommen,
daß sich der Schalter 120 a in Stellung Nr. 1 und der Taster 100 bei L nahe der
linken Kante des Streifens 10 befindet. Die Dicke des durchlaufenden Streifens
bei L wird angezeigt und von dem Gerät 102 aufgezeichnet. Nach einer bestimmten
Meßdauer in dieser Stellung liefert der Taktgeber 122 einen Impuls an den Stufenschalter
120, bewirkt eine Umschaltung des Schalters 120 a in die Stellung Nr. 2 und verbindet
die Leitung 124 mit der Anzapfung des Potentiometers 116. Da die Spannung auf der
Leitung 124 nicht länger gleich der Spannung auf der Leitung 113 ist, erregt
die Einstellvorrichtung 110 den Motor 108 und verschiebt den Taster
100 nach rechts. Wenn der Taster die Stelle C in der Mitte des Streifens 10 erreicht,
gleicht eine Drehung des Potentiometers 112 wiederum die Spannungen auf den Leitungen
113 und 124 ab, woraufhin der Motor 108 schnell durch die Wirkung der Einstellvorrichtung
110 zum Stillstand kommt. Es tritt eine weitere Meßreihe und eine Verlegung
des Tasters bei anderen Stellungen in einer sich wiederholenden Folge ein. Auch
die genaue Lage der Meßstellungen L, C und Rist durch Potentiometer 114, 116 und
118 einstellbar. Vorzugsweise wird die Messung und die automatische Regelung vorübergehend
eingestellt, während sich der Taster 100 zwischen aufeinanderfolgenden Meßstellungen
bewegt. Demgemäß kann, während dem Querverstellmotor 108 durch die Einstellvorrichtung
110 Antriebsenergie zugeführt wird, die Einstellvorrichtung ein Abschaltsignal der
Meßanzeigevorrichtung 102 und dem Regler 126 über die Leitung 128 zuführen. Beispielsweise
kann ein Signal auf der Leitung 128 dazu benutzt werden, um entsprechende Relais
in den Regel- und Meßstromkreisen zu erregen, wodurch ihre normale Arbeitsweise
unterbrochen wird.
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Der Regler 126 ist in bekannter Weise ausgeführt und arbeitet folgendermaßen:
Ein von dem Meßanzeigegerät 102 erhaltenes Signal zeigt die Dicke des unter dem
Taster 100 durchlaufenden Streifens 10 an. Der Regler vergleicht dieses Signal mit
einem eine bestimmte Dicke wiedergebenden Signal, damit ein den Unterschied anzeigendes
Fehlersignal erhalten wird. Das Fehlersignal wird von einem auf Fehler ansprechenden
Stromkreis überwacht, welcher die Größe und Richtung des Fehlers feststellt. Wenn
der Fehler einen bestimmten Wert übersteigt, wird ein Relaissystem betätigt, welches
entsprechende Stromkreise schließt, wodurch einer Maschineneinstellvorrichtung,
wie beispielsweise den Motoren 42, 46 oder 56 Energie zugeführt wird, die die Anlage
so einstellt, daß der Fehler verkleinert oder aufgehoben wird. Der von dem Motor
eingeführte Korrekturwert wird automatisch von der Größe des Fehlersignals bestimmt.
Nachdem eine Korrektur durchgeführt worden ist, wird keine weitere Korrektur zulässig,
bis die vollen Ergebnisse der ersten Korrektur durch die Meßvorrichtung sichtbar
sind.
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Gemäß der Erfindung wird der Ausgang des gemeinsamen Reglers 126 jedem
der Motoren 42, 46 oder 56 entsprechend der Meßstellung des Tasters 100 zugeleitet.
Wenn der Stufenschalterabschnitt 120 a auf Stellung Nr. 1 steht und veranlaßt, daß
der Taster 100 an der Stelle L in der Nähe des linken Randes des Streifens verweilt,
führt der Schalterabschnitt 120 b den Reglerausgang dem linken Anstellmotor 46 über
ein Kabel 134 zu. Wenn der Taster 100 in der Mittelstellung C steht, wird der Reglerausgang
dem Querachseneinstellmotor 56 über ein Kabel 136 aufgegeben. Wenn ferner der Taster
in der Stellung R nahe dem rechten Ende des Streifens steht, wird der Reglerausgang
dem rechten Einstellmotor 42 über ein Kabel 138 zugeführt. Die Stromkreissteuerung
zur Erzielung dieser Ergebnisse wird durch die Auswählvorrichtung 130 vorgenommen.
Wie bereits beschrieben, kann die Notwendigkeit für eine Berichtigung der Querachseneinstellung
nicht ohne ein Fehlersignal, wenn sich der Taster 100 in der Stellung C befindet,
bestimmt werden, wenn nicht die Streifendicke in der Nähe der rechten und linken
Kanten als richtig bekannt ist. Infolgedessen verhindert der Sperrstromkreis 132,
daß der Regler den Querachseneinstellmotor 56 erregt, mit Ausnahme einer Zeit, wenn
sowohl der rechte als auch der linke Rand überprüft und ohne eine Korrekturwirkung
durchlaufen worden sind und wenn ein Fehlersignal erhalten wird, wenn der Taster
in der Mitte des Streifens mißt.
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F i g. 3 zeigt ein Schaltschema zur Durchführung der Funktionen des
Wählers 130 und der Sperrvorrichtung 132. Diese Stromkreise können von einer
herkömmlichen
115-Volt-Wechselstromquelle 150 gespeist werden. Jeder der Einstellmotoren 42, 46
und 56 nach F i g. 1 wird unmittelbar durch ein Relaispaar in der Gruppe 152 bis
162 gesteuert. Somit ist das Relais 152 das linke offene Relais und das Relais 158
das linke geschlossene Relais. In erregtem Zustand führt eines dieser Relais dem
linken Einstellmotor 46 Energie zu, so daß das linke Ende der Walze 14 angehoben
oder gesenkt und dadurch der Abstand zwischen dieser Walze und der feststehenden
Walze 16 vergrößert oder verkleinert wird, um so die Dicke des Streifens 10 an dem
linken Rand zu vergrößern oder zu verkleinern. In gleicher Weise wird der rechte
Anstellmotor 42 durch seine offenen und geschlossenen Relais 156 und 162 gesteuert,
und der Querachseneinstellmotor 56 wird durch das Relais 154 für die linke Achse
in das Relais 160 für die rechte Achse in bekannter Weise geregelt.
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Die Relais 152 bis 162 können nur durch normalerweise offene Kontakte
166 a, 168 a, 172 a, 166 b,
168 b und 172 b der
Lagerelais 166, 168 und 172 erregt werden. Das tatsächliche Aufgeben der Energie
wird durch die Wirkung des Reglers 126 bestimmt, dessen Endfunktion nur darin besteht,
die geschlossenen Relaiskontakte 171 a und 171 b zum richtigen Zeitpunkt
und in der richtigen Weise zu betätigen, wenn die Dicke des Streifens 10, die der
Taster 100 feststellt, zu groß ist, oder die offenen Relaiskontakte 173
a und 173 b zu betätigen, wenn die Streifendicke vergrößert werden
soll. Diese Reglerkontakte sind in einer gestrichelten Linie 126 dargestellt. Daraus
ist ersichtlich, daß dann, wenn das Reglerschließrelais betätigt wird, seine Kontakte
171 a eines der Leistungsrelais 158, 160 oder 162 erregen, je nachdem, welcher Satz
von Lagerelaiskontakten 166 b, 168 b oder 172 b zufällig geschlossen ist.
Dieser Stromkreis wird durch Kontakte 173 b des Offen-Relais geschlossen. Wenn in
gleicher Weise das Regler-Offen-Relais betätigt wird, erregen seine Kontakte 173
a eines der Leistungsrelais 152, 154 oder 156, je nachdem, welcher Satz von Lagerrelaiskontakten
166 a, 168 a oder 172 a zufällig geschlossen ist, wobei der
Stromkreis durch die Kontakte 171 b des geschlossenen Relais geschlossen wird. Die
Kontakte 171 b und 173 b
liegen in dem Stromkreis aus Sicherheitsgründen,
um zu vermeiden, daß gleichzeitig eine Vorwärts- und Rückwärtsantriebsverbindung
mit einem der Motoren gleichzeitig hergestellt werden kann und dadurch ein Kurzschluß
auftritt.
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Die Lagerelais 166, 168 und 172 werden einzeln und wahlweise durch
den Schalterabschnitt 120 b des Stufenschalters 120 erregt. Das linke Lagerelais
166 oder das rechte Lagerelais 172 wird direkt erregt, und zwar jedesmal dann, wenn
sich der Stufenschalter in seiner Stellung Nr. 1 oder Nr. 3 entsprechend einer linken
(L) oder rechten (R) Meßstellung des Tasters 100 befindet. Der Regler kann somit
den linken oder rechten Anstellmotor in der beschriebenen Weise betätigen. Befindet
sich jedoch der Stufenschalterabschnitt 120 b in der Stellung Nr. 2 entsprechend
einer mittleren Meßstellung (C) des Tasters, so wird das mittlere Lagerelais 168
nicht unmittelbar erregt, sondern es muß ihm Energie durch zwei Sätze von Relaiskontakten
174 b und 176 a zugeführt werden, welche das mittlere Lagerelais unwirksam
machen, jedesmal wenn bei der vorhergehenden Stufenschaltperiode eine Korrektur
für die Einstellung der rechten oder linken Anstellung durchgeführt worden ist.
Die Sperrstromkreise arbeiten wie folgt. Jedesmal, wenn durch den Regler eine Korrektur
vorgenommen wird, wird der Leitung 178 durch die Kontakte 171 a oder 173 a Energie
zugeführt. Wenn die Korrektur an der linken oder rechtenAnstellung durchgeführtwird,
werden die Kontakte 166 c des linken Lagerelais oder die Kontakte 172 c des rechten
Lagerelais geschlossen, so daß das Tasterrelais 164 augenblicklich erregt wird.
Die Kontakte 164 a des Tasterrelais führen Energie dem Halterelais 174 durch die
normal geschlossenen Kontakte 176 b des Rückstellrelais 176 zu. Die Kontakte
174 a des Halterelais stellen einen Haltestromkreis für die Relaisspule 174
dar, so daß das Relais 174 erregt bleibt, selbst wenn die Kontakte 164 a geöffnet
sind.
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Die Kontakte 174 b des Halterelais werden ebenfalls geöffnet, so daß
dann, wenn der Stufenschalter 120 b in die Stellung Nr. 2 gebracht wird, das mittlere
Lagerelais nicht arbeiten kann und seinerseits eine Betätigung der Relais 154 und
160 für die Querachseneinstellung verhindert. Wenn an Stelle davon der Schalter
120 b in seiner Stellung Nr. 2 Kontakt gibt, wird das Durchlaßrelais 170 durch die
Kontakte 174 c des Halterelais erregt und stellt seinen eigenen Haltestromkreis
durch die Kontakte 170 a her. Das Rücksetzrelais 176 wird nun durch die Kontakte
170 b des Relais 110 erregt. Daraufhin öffnen sich die Kontakte 176 a des
Rücksetzrelais und verhindern, daß das Mittellagerelais erregt wird, wenn die Kontakte
176 b das Halterelais 174 abschalten. Die Relais 170 und 176 werden nun so lange
erregt, wie der Schalter 120 b in der Stellung Nr. 2 verbleibt; während dieser Zeit
wird verhindert, daß das Mittellagerelais durch die offengehaltenen Kontakte 176
a des Rücksetzrelais betätigt wird. Wird jedoch der Schalter 120 b in eine andere
Stellung geschaltet, so wird Energie von dem Durchlaßrelais 170 genommen, dessen
Kontakte 170 b sich öffnen und ihrerseits das Rücksetzrelais 176 abschalten. Auf
diese Weise werden die Stromkreise in den ursprünglichen Zustand bei Beendigung
einer Periode in der Arbeitsfolge zurückversetzt, wobei die Regelwirkung auf die
dritte Anstellvorrichtung unterbrochen wird. In dem Fall, daß imnächsten oder einem
folgendenVorgang keine Korrekturwirkung durch den Regler in der rechten oder linken
Stellung durchgeführt wird, wird das Tasterrelais 164 nicht erregt, damit das Schaltprogramm
der Sperrstromkreise ablaufen kann. Somit kann der Stromkreis des Mittellagerelais
168 über die Relaiskontakte 174 b und 176 a geschlossen werden, so
daß eine Querachseneinstellung entsprechend dem durch den Regler wahrgenommenen
Fehlersignal durchgeführt werden kann.