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Patent Searching and Data


Title:
STRETCHING-BENDING-STRAIGHTENING SYSTEM AND METHOD FOR THE ACTUATION THEREOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/145338
Kind Code:
A1
Abstract:
In a stretching-bending-straightening system and a method for the actuation thereof, material in strip form is fed to a high-tension region (50) and a low-tension region (52), wherein the low-tension region (52) is arranged downstream of the high-tension region (50). A bending-straightening unit is arranged in the high-tension region (50). A measuring system determines first measured values in the high-tension region (50). A controller (C) is intended and suitable for determining a deviation of the first measured values from a setpoint value of the bending-straightening result and for determining at least one manipulated variable for the bending-straightening unit in dependence on the determined deviation within a first closed control loop. By additionally providing at least one measuring system for determining second measured values in the low-tension region, by having a controller (C) intended and suitable for determining a deviation of the second measured values from the setpoint value of the bending-straightening result and for determining the at least one manipulated variable in dependence on the determined deviation within a second closed control loop, and by providing selecting means that are intended and suitable for selecting the first or second closed control loop for reducing the deviation of the first and/or second measured values from the predetermined or predeterminable setpoint value, a stretching-bending-straightening system and a method for the actuation thereof are designed in such a way that the quality of the strips processed thereby is increased.

Inventors:
LENZ, Klaus (Diesterwegstraße 14, Moers, 47441, DE)
Application Number:
EP2019/051584
Publication Date:
August 01, 2019
Filing Date:
January 23, 2019
Export Citation:
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Assignee:
LENZ, Klaus (Diesterwegstraße 14, Moers, 47441, DE)
International Classes:
B21D1/05; B21B38/02; B21B15/00
Foreign References:
DE3524382A11986-01-30
DE102004043150A12006-03-09
DE102018101501A2018-01-23
DE102018111627A2018-05-15
DE3524382A11986-01-30
DE2203911A11973-08-09
DE102004043150A12006-03-09
Attorney, Agent or Firm:
RPK PATENTANWÄLTE (Reinhardt, Pohlmann und Kaufmann Partnerschaft mbBGrünstraße 1, Pforzheim, 75172, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Streck-Biege-Richtanlage mit

einem Zuführmittel zur Zuführung eines bandförmigen Materials (10) entlang einer Laufrichtung (24) in einen Hochzugbereich (50) und einen Niederzugbe reich (52), wobei der Niederzugbereich (52) in Laufrichtung (24) dem Hoch zugbereich (50) stromabwärts nachgeordnet ist,

einem Biege-Richt-Aggregat (26), das im Hochzugbereich (50) angeordnet ist,

- wenigstens einem Messsystem zur Ermittlung erster Messwerte im Hochzug bereich (50),

einem Controller (C), der zur Ermittlung einer Abweichung der ersten Mess werte von einem vorgegebenen oder vorgebbaren Sollwert des Biege- Richtergebnisses und zur Ermittlung wenigstens einer Stellgröße für das Bie ge-Richt-Aggregat (26) in Abhängigkeit der ermittelten Abweichung innerhalb eines ersten geschlossenen Regelkreises bestimmt und geeignet ist, einem Stellmittel zur Beeinflussung der Stellgröße,

- wobei ergänzend wenigstens ein Messsystem zur Ermittlung zweiter Mess werte im Niederzugbereich vorgesehen ist,

dadurch gekennzeichnet, dass ein Controller (C) zur Ermittlung einer Abweichung der zweiten Messwerte von dem vorgegebenen oder vorgebbaren Sollwert des Biege-Richtergebnisses und zur Ermittlung der wenigstens einen Stellgröße in Abhängigkeit der ermittelten Abweichung innerhalb eines zweiten geschlossenen Regelkreises bestimmt und geeignet ist, und

dass Auswahlmittel (48) vorgesehen sind, die dazu bestimmt und geeignet sind, den ersten oder den zweiten geschlossenen Regelkreis zur Verringerung der Ab weichung der ersten und/oder zweiten Messwerte von dem vorgegebenen oder vorgebbaren Sollwert auszuwählen.

2. Streck-Biege-Richtanlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Controller ein einziger Controller (C) ist, der zur gleichzeitigen Ermittlung der Ab weichung der ersten und der zweiten Messwerte von dem vorgegebenen oder vorgebbaren Sollwert bestimmt und geeignet ist, und dass die Auswahlmittel (48) dazu bestimmt und geeignet sind, alternativ den ersten oder den zweiten ge schlossenen Regelkreis auszuwählen.

3. Streck-Biege-Richtanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Auswerteeinheit (34) zur Auswertung der ersten und der zweiten Messwerte vorgesehen ist und dass die Auswahlmittel (48) dazu bestimmt und geeignet sind, in Abhängigkeit der Auswertung den ersten oder den zweiten ge schlossenen Regelkreis auszuwählen.

4. Streck-Biege-Richtanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Anzeigemittel (46) zur Anzeige der ersten und der zweiten Messwerte vorgesehen sind und/oder dass die Auswahlmittel (48) zur manuellen Auswahl durch eine Bedienungsperson vorgesehen sind.

5. Streck-Biege-Richtanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Messsystem zur Ermittlung der ersten Messwerte im Hochzugbereich (50) durch eine nach dem Biege-Richt-Aggregat (26) angeordnete Messwalze (40) gebildet ist.

6. Streck-Biege-Richtanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Walze eines Zug-S-Blocks (18) durch die Messwalze (40) ersetzt ist, an deren Umfang Sensoren eingesetzt sind und deren Lauffläche mit einer elastischen Be schichtung überzogen ist.

7. Streck-Biege-Richtanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Messsystem zur Ermittlung der zwei ten Messwerte durch eine nach dem Biege-Richt-Aggregat (26) und nach dem Zug-S-Block (18) im Niederzugbereich (52) angeordnete Messrolle (36) gebildet ist

8. Streck-Biege-Richtanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Messrolle (36) nebeneinander angeordnete Messsegmente (36a) mit wenigstens einem Sensor, vorzugsweise mit zwei Kraftsensoren, aufweist.

9. Streck-Biege-Richtanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Speichermittel zur Speicherung der infolge des ersten oder zweiten geschlossenen Regelkreises eingestellten Betriebsparameter vorgesehen sind und dass eine Datenbank (44) vorgesehen ist, die dazu bestimmt und geeig net ist, diese Betriebsparameter gemeinsam mit Daten über das mit diesen Be triebsparametern bearbeitete Material zu hinterlegen.

10. Verfahren zum Betrieb zum Betrieb einer Streck-Biege-Richtanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit den Schritten:

- Zuführen eines bandförmigen Materials (10) entlang einer Laufrichtung (24) in einen Hochzugbereich (50) und einen Niederzugbereich (52), wobei ein Bie- ge-Richt-Aggregat (26) im Hochzugbereich (50) angeordnet ist und wobei der Niederzugbereich (52) in Laufrichtung (24) dem Hochzugbereich (50) strom abwärts nachgeordnet ist

Ermitteln erster Messwerte im Hochzugbereich (50),

Ermitteln einer Abweichung der ersten Messwerte von einem vorgegebenen oder vorgebbaren Sollwert des Biege-Richtergebnisses,

Ermitteln wenigstens einer Stellgröße für das Biege-Richt-Aggregat (26) in Abhängigkeit der ermittelten Abweichung innerhalb eines geschlossenen Re gelkreises,

Ermitteln zweiter Messwerte im Niederzugbereich (52),

gekennzeichnet durch

Ermitteln einer Abweichung der zweiten Messwerte von dem vorgegebenen oder vorgebbaren Sollwert des Biege-Richtergebnisses.

Ermitteln der wenigstens einen Stellgröße in Abhängigkeit der ermittelten Ab weichung innerhalb eines zweiten geschlossenen Regelkreises,

- Auswählen des ersten oder des zweiten geschlossenen Regelkreises zur Ver ringerung der Abweichung der ersten und/oder zweiten Messwerte von dem vorgegebenen oder vorgebbaren Sollwert.

1 1. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Abweichung der ersten und der zweiten Messwerte von dem vorgegebenen oder vorgebbaren Sollwert gleichzeitig mittels eines einzigen Controllers (C) ermittelt wird und dass alternativ der erste oder der zweite geschlossene Regelkreis ausgewählt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und die zweiten Messwerte im Hinblick auf die Erreichung eines Biege- Richtergebnisses nach vorbestimmten Kriterien ausgewertet werden und dass in Abhängigkeit der Auswertung der erste oder den zweite geschlossenen Regel kreis ausgewählt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Messwerte einem Bediener gleichzeitig angezeigt werden und/oder dass der erste oder der zweite geschlossene Regelkreis von einer Be dienungsperson manuell auswählbar ist.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zunächst an Hand der ersten Messwerte aus dem Hochzug bereich (50) im ersten geschlossenen Regelkreis betrieben wird, bis das gerichte te bandförmige Material (10) die Messrolle (36) im Niederzugbereich (52) erreicht hat, und dass anschließend auf den zweiten geschlossenen Regelkreis im Nie derzugbereich (52) umgeschaltet wird.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Abspeichern bereits zuvor beim Betrieb der Streck-Biege-Richtanlage ermittelter Betriebsparameter für die Streck-Biege-Richtanlage gemeinsam mit Daten über das mit diesen Betriebsparametern bearbeitete Material in einer Datenbank (44) und Verwenden der hinterlegten Daten für die Bearbeitung vergleichbarer Materi alien.

16. Programm mit einem Programmcode eingerichtet und/oder programmiert zum Betrieb der Streck-Biege-Richtanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und/oder zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 10 bis 15, wenn der Programmcode auf einem Computer, einem Prozessor oder einer programmier baren Hardwarekomponente ausgeführt wird.

Description:
Streck-Biege-Richtanlage und Verfahren zu deren Betätigung Beschreibung

Bezug zu verwandten Anmeldungen

Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf und beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2018 101 501.1 , hinterlegt am 23.01.2018, sowie der deutschen Patentanmeldung 10 2018 11 1 627.6, hinterlegt am 15.05.2018, deren Offenbarungsge halt hiermit ausdrücklich auch in seiner Gesamtheit zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht wird.

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Streck-Biege-Richtanlage nach dem Oberbegriff des Anspru ches 1 sowie ein Verfahren zu deren Betätigung nach dem Oberbegriff des Anspruches 10.

Stand der Technik

Streck-Biege-Richtanlagen, wie die in Fig. 3 schematisch dargestellte Anlage, sind Anla gen, die eingesetzt werden, um in eisenhaltigen und nichteisenhaltigen metallischen Bändern innere Spannungen zu minimieren und dadurch eine bessere Planheit zu erzie len. Unter metallischen Bändern werden jegliche bandförmigen Materialien verstanden. Der Begriff„metallisch“ umfasst Metalle an sich als auch deren Legierungen. Da die Bänder nach dem vorhergehenden Walzprozess Unplanheiten aufweisen, wird der Richtprozess durchgeführt. Diese Unplanheiten entstehen durch unterschiedlich lange Fasern im Material und zeigen sich durch wellige Verformungen im Band. Dies ist zur Erläuterung in den Fig. 4a, 4b sowie Fig. 5a bis 5d dargestellt. Flat das bandförmige Ma terial 10 gemäß Fig. 4a Wellen 12, sind dafür unterschiedliche Faserlängen gemäß Fig. 4b verantwortlich. Im Hinblick auf die Referenzfaserlänge L ref weisen die benachbarten Fasern eine unterschiedliche Differenzlänge AL auf. Diese welligen Verformungen kön nen sich im bandförmigen Material 10 als Mittelwellen 13 gemäß Fig. 5a, als Randwellen 14 gemäß Fig. 5b, als einseitige Randwellen gemäß Fig. 5c oder als eine Kombination von Randwellen 14 und Mittelwellen 13 darstellen. Für den Veredelungsprozess wird in der in Fig. 3 dargestellten Streck-Biege-Richtanlage das von einem auf einer Abhaspel angeordneten Coil in Laufrichtung 24 zugeführte, bandförmige Material 10 mithilfe von einem Brems-S-Block 16 und einem Zug-S-Block 18 ein Flochzugbereich erzeugt, in dem das bandförmige Material 10 gestreckt wird. (Die Bezeichnung„S“ wird verwendet, um zu verdeutlichen, dass das Band in diesen Berei chen S-förmig um Walzen geführt wird.) Der auftretende Zug wird über eine Messvorrich tung 22 gemessen. Zusätzlich wird das Band im Biege-Richt-Aggregat 26 Wechselbie gungen unterzogen. Durch diese beiden Maßnahmen werden die kürzeren Fasern an die längeren angeglichen und Eigenspannungen abgebaut. Das so gerichtete bandförmige Material wird anschließend auf einem Recoiler 28 wieder aufgewickelt.

Um die Wechselbiegung im Biege-Richt-Aggregat 26 zu erzeugen, werden gemäß Fig.

6, 7a, 7b präzise Richtwalzen 30 von oben und unten über die gesamte Bandbreite ein gesetzt. Diese Richtwalzen 30 werden, um ein Durchhängen zu vermeiden, von kürzeren Stützrollen 32 abgestützt. Da Unplanheiten im bandförmigen Material 10 partiell auftre- ten, z.B. im Randbereich, sind die Stützungen der unteren Richtwalzen 30 einstellbar ausgeführt. Dadurch wird es möglich, den Richtwalzen 30 eine Biegekontur einzustellen, um eine gezielte Streckung der kürzeren Fasern zu erzeugen. Bei beidseitigen Randwel len 14 werden beispielsweise die inneren Stützungen angehoben, um die kürzeren, in der Bandmitte liegenden Fasern zu strecken.

Für den Richtprozess kann zusätzlich nach dem Stand der Technik ein Unplanheit-Mess- System (UMS), das von der Ungerer Technology GmbFI bezogen werden kann, gemäß Fig. 8 eingesetzt werden. Dieses Unplanheit-Mess-System wurde speziell zur Messung der Unplanheit bei Bändern mit relativ niedrigen spezifischen Bandzügen konzipiert. Es ermittelt die Unplanheiten über die gesamte Bandbreite des Produktes nach dem Zug-S- Block 18 und ist in der Lage, die einzelnen Stützungen des Biege-Richt-Aggregats 26 so einzustellen, dass ein optimales Richtergebnis erzielt wird. Um die Unplanheiten zu er kennen, werden für das UMS empfindliche Kraftsensoren eingesetzt, welche auf einer feststehenden Achse montiert werden. Vorzugsweise wird dafür eine Messrolle 36 ver wendet. Über nebeneinander angeordnete Segmente werden unterschiedliche Kräfte vom Band bzw. bandförmigen Material 10, welche durch die Unplanheiten verursacht werden, direkt an die Sensoren übertragen. Für jedes Segment werden vorzugsweise zwei Kraftsensoren eingesetzt. Diese Messwerte werden von einer Auswerteeinheit 34 verarbeitet und an den Controller C weitergegeben. Der Controller C berechnet die opti malen Parameter für den Richtprozess und regelt damit über eine speicherprogrammier bare Steuerung SPS mittels einer Lageregelung 38 die Einstellung der Stützungen, also der Stützrollen 32. Das UMS ist direkt nach dem Zug-S-Block 18 im Niederzugbereich möglichst nahe am Richtprozess angeordnet, um die Totstrecke 42 möglichst gering zu halten. Die Totstrecke ist die Strecke, die das Material benötigt, um vom Biege-Richt- Aggregat 26 bis zur Messrolle 36 zu gelangen, bevor an der Messrolle eine Unplanheit festgestellt werden kann, die dann in einem geschlossenen Regelkreis einen Regelpro zess startet

Aus der DE 35 24 382 A1 ist eine Streck-Biege-Richtanlage für ein Bandmaterial mit ei nem Niederzugbereich sowie einem Hochzugbereich bekannt. In beiden Bereichen wer den Unplanheiten gemessen und daraus werden über Prozessoren Stellwerte für den Schlupf der Walzen berechnet, um dadurch einen möglichst gleichmäßigen Zug und da- mit eine gleichmäßige Qualität des Bandes zu erhalten. Dabei wird nämlich gleichmäßig auf beiden Seiten die Spannung gemessen und daraus werden die Stellwerte ermittelt, ein Auswahlmittel zur selektiven Auswahl zwischen Niederzugbereich oder Hochzugbe reich liegt nicht vor. In der DE 22 03 911 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuen der Planheit eines Metallbandes offenbart. Unplanheiten werden durch Abstandssensoren erfasst und im Anschluss erfolgt eine entsprechende Nachregelung der Eintauchtiefe der Richtrollen. Dies erfolgt über einen Eingriff einer Regelstrecke, jedoch nicht durch eine Auswahl von Hochdruckbereich oder Niederzugbereich.

Aus der DE 10 2004 043 150 A1 ist ein in Fig. 9 dargestelltes Mess-System bekannt, welches im Hochzugbereich eingesetzt wird. Dabei wird eine nach dem Biege-Richt- Aggregat 26 angeordnete Walze des Zug-S-Blocks 18- durch eine Messwalze 40 ersetzt. Diese Walze besteht aus einem massiven Körper. Die Sensoren werden am Umfang des massiven Walzenkörpers eingesetzt und die gesamte Lauffläche der Messwalze 40 mit einer PU-Beschichtung überzogen. Die Sensoren sind in der Lage, kleinste Kraftunter schiede im Band zu erfassen. Anschließend werden die ermittelten Kraftwerte an eine Auswerteelektronik als Auswerteeinheit 34 übermittelt, dort entsprechend aufgearbeitet und an einen Controller C zur Berechnung von optimalen Parametern für den Richtpro- zess in einem geschlossenen Regelkreis übermittelt. Der Vorteil besteht in einer im Ver gleich zum obengenannten UMS-System deutlich kürzeren Totstrecke 42.

Darstellung der Erfindung

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Streck-Biege-Richtanlage und ein Verfahren zu deren Betätigung so aus zugestalten, dass die Qualität der damit bearbeiteten Bänder gesteigert wird.

Dies wird mit einer Streck-Biege-Richtanlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zu deren Betätigung mit den Merkmalen des Patentanspru ches 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentan sprüche. Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technolo gisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sach verhalte aus der Beschreibung und durch Details aus den Figuren ergänzt werden, wo bei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.

Die Streck-Biege-Richtanlage weist dazu ein Zuführmittel zur Zuführung eines bandför migen Materials in einen Hochzugbereich und einen Niederzugbereich auf, wobei der Niederzugbereich dem Hochzugbereich in Laufrichtung des bandförmigen Materials stromabwärts nachgeordnet ist. Im Hochzugbereich ist ein Biege-Richt-Aggregat ange ordnet. Ergänzend ist ein Messsystem zur Ermittlung erster Messwerte im Hochzugbe reich und ein Messsystem zur Ermittlung zweiter Messwerte im Niederzugbereich vorge sehen. Ein Controller ist zur Ermittlung der Abweichung der ersten Messwerte von einem vorgegebenen oder vorgebbaren Sollwerte des Biege-Richtergebnisses vorgesehen und ein Controller zur Ermittlung der Abweichung der zweiten Messwerte von diesem Soll wert. Von dem oder den Controllern werden Stellgrößen ermittelt, um innerhalb ge schlossener Regelkreise die Abweichungen zu minimieren. Mit anderen Worten sind also wenigstens zwei Messsysteme, einmal in einem Hochzugbereich und einmal in einem Niederzugbereich vorgesehen, um die Qualität des zu verarbeitenden Materials be darfsweise zu optimieren. Über Auswahlmittel kann dabei entschieden werden, ob der erste oder der zweite geschlossene Regelkreis zur Optimierung eingesetzt wird. Eine derartige Auswahl kann nach bestimmten Kriterien erfolgen, die entweder auf Erfah rungswerten oder Materialkennwerten beruhen, aber auch erst im Laufe des Prozesses neu gebildet werden können, da im jeweiligen geschlossenen Regelkreis im Hochzugbe- reich als auch im Niederzugbereich gleichzeitig gemessen wird, sodass anhand der so ermittelten Kennwerte eine Optimierung ausgewählt werden kann. Dadurch lässt sich auf einfache und günstige Weise ein qualitativ hochwertiges Band hersteilen.

Zu bedenken ist dabei, dass eine Messvorrichtung für den Hochzugbereich bisher in der Regel nur in Walzwerken eingesetzt wurde, während die im Stand der Technik bekann ten Lösungen außerhalb von Walzwerken Messwerte und insbesondere Planunebenhei ten im Niederzugbereich am Material erfassen, welches durch das im Hochzugbereich angeordnete Biege-Richt-Aggregat bereits vom Coil kommend gerichtet wurde. Erst die Kombination aus beiden Messvorrichtungen gestattet jedoch eine optimale Einflussnah me je nach den Gegebenheiten des Bandes, den Anforderungen an das zu fertigende Material und/oder den Materialeigenschaften.

Vorzugsweise ist ein einziger Controller zur gleichzeitigen Ermittlung der Abweichung der ersten als auch der zweiten Messwerte vom Sollwert vorgesehen, sodass die Aus wahlmittel alternativ den ersten oder den zweiten Regelkreis auswählen. Dadurch kann im Controller ohne weitere Synchronisation zwischen verschiedenen Reglern und Steue rungen eine Optimierung bereits bei geringen Abweichungen dahingehend vorgenom men werden, dass von dem einen auf den anderen Regelkreis umgeschaltet wird.

Günstigerweise ist eine Auswerteeinheit zur Auswertung der ersten und/oder der zweiten Messwerte vorgesehen, das heißt, es können auch mehr als eine Auswerteeinheit vor gesehen sein. Die Auswahlmittel werden dadurch befähigt, in Abhängigkeit der Auswer tung den ersten oder den zweiten geschlossenen Regelkreis auszuwählen. Als Aus wahlmittel kommt dabei sowohl eine manuelle als auch eine halbautomatische oder au tomatische Auswahl in Betracht, je nachdem welche Vorgaben dem Controller und der Auswerteeinheit gegeben werden.

Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn Anzeigemittel zur Anzeige der ersten und zweiten Messwerte vorgesehen sind und/oder die Auswahlmittel zur manuellen Auswahl durch eine Bedienungsperson vorgesehen sind. Ein Bediener wird damit in die Lage versetzt, anhand der Anzeige auf einen Blick zu erkennen, wohin sich die Messwerte der beiden Messvorrichtungen gerade bewegen und damit zu entscheiden, ob er dem ersten oder dem zweiten Regelkreis den Vorzug gibt. Das Messsystem im Hochzugbereich wird vorzugsweise durch eine nach dem Biege- Richt-Aggregat angeordnete Messwalze gebildet. Dabei ist es insbesondere von Vorteil, wenn dazu eine Walze eines Zug-S-Blocks, der üblicherweise nach dem Biege-Richt- Aggregat angeordnet ist, durch eine Messwalze ersetzt wird, an deren Umfang Sensoren eingesetzt sind und deren Lauffläche mit einer elastischen Beschichtung überzogen ist. Dadurch kann nahezu unmittelbar nach dem Biege-Richt-Aggregat festgestellt werden, ob sich im Hochzugsbereich ein qualitativ gutes Ergebnis einstellt, sodass die Totstrecke zwischen Biege-Richt-Aggregat und Messsystem verkürzt wird. Wird die Messwalze in einer bevorzugten Ausführungsform als Teil des Zug-S-Blocks ausgebildet, ist kein ge sondertes Messsystem oder keine gesonderte Lagerung für eine derartige Walze erfor derlich, stattdessen kann die ohnehin im Zug-S-Block vorhandene Walze durch die Messvorrichtung ersetzt werden, was die Kosten des gesamten Aufbaus weiter verrin gert.

Das Messsystem zur Ermittlung der zweiten Messwerte im Niederzugbereich ist vorteil haft nach dem Zug-S-Block anzuordnen, wobei es möglichst nahe zu diesem Block an geordnet wird. Eine derartige Anordnung trägt dazu bei, auch für dieses Messsystem die Totstrecke und dadurch den Ausschuss zu verringern.

Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn die hierfür verwendet Messrolle nebeneinander angeordnete Messsegmente mit wenigstens einem Sensor, vorzugsweise mit zwei Kraft sensoren aufweist, da es gerade im Niederzugbereich darauf ankommt, möglichst exakt über die gesamte Fläche die Unterschiede über die Bandbreite zu erfassen. Während im Hochzugbereich aufgrund der dort auftretenden Kräfte manche Verformungen nicht wahrnehmbar sind, treten diese unter geringeren Zugkräften im Niederzugbereich nach elastischer Rückverformung wieder vermehrt auf und können insofern dort deutlich er kannt werden. Dazu ist einer feinere Auflösung von Vorteil, was durch die Anordnung der Messsegmente erreicht werden kann.

Es ist von Vorteil, wenn ergänzend Speichermittel zur Speicherung von Betriebsparame tern bereitgestellt werden, um einmal festgestellte Betriebsparameter für künftige Pro zesse zu nutzen. Insofern werden diese Betriebsparameter in einer Datenbank gespei chert, in der die Betriebsparameter gemeinsam mit Daten über das bearbeitete Material hinterlegt werden. Auf diese Weise kann eine Datenbank und gegebenenfalls auch er gänzt um Expertenwissen ein Datensatz hinterlegt werden, der bei vergleichbaren Mate- rialien von vornherein eingesetzt werden kann, um bereits mit einer möglichst guten Nä herung von Anfang an auf der Anlage zu arbeiten. Dadurch kann das Ergebnis schneller optimiert und der Ausschuss grundsätzlich verringert werden. Verfahrensgemäß wird das bandförmige Material dem Hochzug- und Niederzugbereich zugeführt. Es werden im Hochzugbereich als auch im Niederzugbereich erste bzw. zwei te Messwerte ermittelt und es wird eine Abweichung von einem Sollwert ermittelt. Auf grund dieser Abweichung wird eine Stellgröße für das Biege-Richt-Aggregat für beide Messsysteme berechnet, die zu einer Optimierung des Ergebnisses beitragen können Aufgrund von vorgegebenen oder vorgebbaren Kriterien wie einer Abweichung vom

Sollwert aber auch Erfahrungswerten oder Materialkennwerten wird dann ausgewählt, ob mit dem ersten oder zweiten geschlossenen Regelkreis zur Erzielung des gewünschten Ergebnisses gearbeitet wird. Damit können sowohl die Vorteile einer Messung im Hoch zugbereich als auch die Vorteile einer Messung im Niederzugbereich gleichzeitig be- trachtet werden, sodass jederzeit entschieden werden kann, in welchen Regelkreisen ein besseres Ergebnis zu erzielen ist. Das System kann dann manuell, halbautomatisch o- der automatisch, je nach den vorliegenden Informationen und der Ausstattung der Vor richtung auf den jeweiligen Regelkreis umgeschaltet werden, um ein optimales Ergebnis zu erzielen.

Vorzugsweise erfolgt die Ermittlung der Abweichung der ersten und zweiten Messwerte mittels eines einzigen Controllers gleichzeitig für beide Messsysteme, sodass alternativ der erste oder zweite geschlossene Regelkreis ausgewählt wird. Verfahrensgemäß lie gen damit sämtliche Informationen gleichzeitig vor, um eine informierte Entscheidung treffen zu können.

Günstigerweise werden die ersten und zweiten Messwerte im Hinblick auf die Erreichung eines guten Ergebnisses nach vorbestimmten Kriterien ausgewertet, wobei in Abhängig keit der Auswertung dann der entsprechende Regelkreis ausgewählt wird. Derartige Kri- terien können zunächst bestimmte Anforderungen an die zu erzielende Qualität des zu bearbeitenden Bandes sein, es können aber ebenso Materialkennwerte oder Erfah rungswerte sein, die vom Bediener vorgegeben oder aus einem Expertenwissen ent nehmbar sind, das gegebenenfalls in einer Datenbank hinterlegt ist. Für eine manuelle Auswahl werden vorteilhafterweise die ersten und zweiten Messwerte einem Bediener gleichzeitig angezeigt, sodass dieser den für das zu erzielende Ergebnis optimalen Regelkreis über Auswahlmittel 48 auswählen kann. Dadurch kann der Bedie ner auf einen Blick entscheiden, was im Moment gerade die optimale Lösung ist. Da dies sich über den Lauf der Zeit selbst bei einem Coil ändern kann, kann dieser Prozess auch automatisiert und überwacht werden, sodass bedarfsweise ein Hinweis auf einen geeig neten Umschaltzeitpunkt dem Bediener gegeben werden kann.

Da das zu bearbeitende Material in Laufrichtung zunächst den Hochzugbereich und dann den Niederzugbereich durchläuft, ist es besonders von Vorteil, wenn das Verfahren zunächst anhand der ersten Messwerte aus dem Hochzugbereich in einem ersten ge schlossenen Regelkreis betrieben wird, bis das gerichtete bandförmige Material die Messrolle im Niederzugbereich erreicht, sodass dann auf den zweiten geschlossenen Regelkreis im Niederzugbereich umgeschaltet werden kann. Ob ein derartiges Umschal- ten in diesem Moment erforderlich ist oder nicht, kann anhand der ermittelten Messwerte bestimmt werden. Durch eine derartige Ausgestaltung lässt sich die Totstrecke weiter verringern.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn bereits auf der Streck-Biege-Richtanlage ermittelte Betriebsparameter gemeinsam mit Daten über das zu bearbeitende Material in einer Da tenbank abgespeichert werden und zu einem späteren Zeitpunkt für die Verarbeitung vergleichbarer Materialien wieder verwendet werden können. Dies verringert die Ein richtzeit und Rüstzeit und optimiert den Ablauf dahingehend, dass schnell ein gutes Er gebnis erreicht werden kann. Gegebenenfalls kann dem in der Datenbank vorliegenden Wissen ein Expertenwissen überlagert werden, das Kenntnisse über bestimmte Materi aleigenschaften und damit einhergehende Betriebsparameter für die Streck-Biege- Richtanlage enthält.

Sowohl die Streck-Biege-Richtanlage als auch das Verfahren können mit einem Pro- gramm betrieben werden, das mit einem Programmcode eingerichtet und/oder pro grammiert ist, um die gewünschten Ergebnisse und Vorteile zu erreichen, wenn der Pro grammcode auf einen Computer, einem Prozessor oder einer programmierbaren Hard warekomponente ausgeführt wird. Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der folgenden Be schreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels.

Kurzbeschreibung der Figuren

Im Folgenden wird die Erfindung an Fland eines in den Figuren dargestellten Ausfüh rungsbeispiels der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung der

Komponenten der Erfindung,

Fig. 2 einen schematischen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 3 einen schematischen Aufbau einer Streck-Biege-Richtanlage nach dem

Stand der Technik,

Fig. 4a, 4b eine dreidimensionale Darstellung von Randwellen und zugehörigen Fa serlängen an einem zu verarbeitenden Material,

Fig. 5a bis 5d Darstellungen von Mittelwellen, Randwellen, einseitige Randwellen sowie einer Kombination von Rand- und Mittelwellen an einem zu verarbeiten den Material,

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Richtprozess nach dem Stand der

Technik,

Fig. 7a, 7b eine stirnseitige Ansicht sowie eine Seitenansicht von Richtwalzen und

Stützrollen bei einem Richtprozess gemäß Fig. 6,

Fig. 8 eine schematische Darstellung eines Unplanheit-Mess-Systems für den

Niederzugbereich nach dem Stand der Technik,

Fig. 9 eine schematische Darstellung eines Planheits-Mess-Systems nach der

DE 10 2004 043 150 A1.

Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele

Die Erfindung wird jetzt beispielhaft unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Allerdings handelt es sich bei den Ausführungsbeispielen nur um Beispiele, die nicht das erfinderische Konzept auf eine bestimmte Anordnung beschränken sollen. Be vor die Erfindung im Detail beschrieben wird, ist darauf hinzuweisen, dass sie nicht auf die jeweiligen Bauteile der Vorrichtung sowie die jeweiligen Verfahrensschritte be schränkt ist, da diese Bauteile und Verfahren variieren können. Die hier verwendeten Begriffe sind lediglich dafür bestimmt, besondere Ausführungsformen zu beschreiben und werden nicht einschränkend verwendet. Wenn zudem in der Beschreibung oder in den Ansprüchen die Einzahl oder unbestimmte Artikel verwendet werden, bezieht sich dies auch auf die Mehrzahl dieser Elemente, solange nicht der Gesamtzusammenhang eindeutig etwas Anderes deutlich macht.

Erfindungsgemäß werden erstmals beide Messsysteme für den Hoch- und Niederzugbe reich kombiniert. Dieses System zeichnet sich vorzugsweise durch die Verwendung ei nes einzigen Controllers C aus, grundsätzlich können aber auch mehrere Controller ver wendet werden. Dieser vorzugsweise eine Controller C ist in der Lage die Planheits messwerte der Messwalze 40 im Hochzugbereich 50 und der Messrolle 36 im Nieder zugbereich 52 auszuwerten. Anhand dieser Werte werden die Stützungen der Richtma schine verstellt.

Die Auswerteeinheiten 34 der beiden Messeinheiten sind mit dem Controller verbunden. Dieser nimmt die Planheitswerte der beiden Einheiten auf und berechnet mit den Mess werten der aktiven Messeinheit die optimalen Parameter für den Richtprozess. Der Anla genbediener bestimmt vorzugsweise, nach welcher der beiden Messeinheiten der Richt prozess geregelt werden soll. Er ist daher in der Lage, je nach Anforderung und Material, die besser geeignete Messeinheit zu verwenden und kann diese auch während eines Prozesses wechseln. Um für den jeweiligen Prozess die beiden Einheiten miteinander vergleichen zu können, ist es möglich, die Planheitsmesswerte zu visualisieren. Dabei werden die Messwerte der Messrolle 36 im Niederzugbereich 52 und der Messwalze 40 im Hochzugbereich 50 graphisch und/oder als Zahlenwerte vorzugsweise zeitgleich auf einer Anzeigeeinheit 46 dargestellt.

Somit wird durch das erfindungsgemäße System eine genauere Anpassung der Stüt zungen an die Unplanheiten des Bandes erreicht. Zudem wird es ermöglicht, je nach Materialanforderung, -legierung und/oder -dicke das besser geeignete System zu ver wenden und damit optimale Richtergebnisse zu erzielen.

Bei sehr dünnen und weichen Materialien wie zum Beispiel Aluminium könnte es Vor kommen, dass durch den hohen Zug Unplanheiten nicht eindeutig erfasst werden kön nen. Dies kann durch die elastischen Eigenschaften der Bänder verursacht werden. Wird das Band mit dem hohen Zug so weit gestreckt, dass es plan erscheint, könnten Un- planheiten in diesem Moment nicht messbar sein und nach Reduzierung des Zugs durch die elastische Rückverformung wieder auftreten. In diesem Fall wäre es möglich, das Messsystem während des Prozesses zu ändern und damit den Prozess zu verbessern.

Ein weiterer Vorteil ist, dass Ausschuss bei Materialien, bei denen bessere Richtergeb nisse mit der Messrolle 36 im Niederzugbereich 52 erzielt werden, dauerhaft reduziert werden kann. Dazu wird zunächst die Messwalze 40 im Hochzugbereich 50 aktiviert und nach der Totstrecke zur Messrolle 36 im Niederzugbereich 52 umgeschaltet.

Die Messwalze 40 im Hochzugbereich 50 hingegen eignet sich beispielsweise für hoch feste Materialien. Da das Band deutlich fester ist, werden die Unplanheiten nicht durch den hohen Zug verfälscht. Daher kann für diesen Fall dauerhaft die Messwalze 40 im Hochzugbereich 50 eingesetzt und damit der Vorteil der wesentlich kürzeren Totstrecke ausgenutzt werden.

Nachdem das bandförmige Material 10 eingefädelt wurde, kann die die Anlage gestartet werden. Zunächst arbeitet der Controller C mit den Werten der Hochzug-Messwalze 40, da deren Totstrecke deutlich geringer ist. Als Totstrecke wird dabei die Materiallänge verstanden, die infolge der Regelstrecke von einer Stelleinrichtung, dem Biege-Richt- Aggregat 26, bis zum Messpunkt erforderlich ist, bevor eine erfasste Unplanheit durch einen Reglereingriff am Biege-Richt-Aggregats 26 zu einer Beeinflussung der erfassten Unplanheit führt. Der Controller C stellt das Biege-Richt-Aggregat 26 entsprechend mit den berechneten Parametern ein, um das optimale Richtergebnis zu erzielen. Nachdem das gerichtete Band die Niederzug-Messrolle 36 erreicht hat, schaltet der Controller C eigenständig von der Hochzug-Messwalze 40 zur Niederzug-Messrolle 36 um und regelt die Stützrollen 32 des Biege-Richt-Aggregats mit den Messwerten der Niederzug- Messrolle 36, sofern nicht eine anderweite Einstellung vom Bediener über die Eingabe mittel 49 oder von der Streck-Biege-Richtanlage z.B. aufgrund von der Maschine bereits bekannter früherer Ergebnisse vorgegeben wird.

Der Anlagenbediener kann jederzeit manuell über Eingabemittel 49 eingreifen und den Controller C beliebig umstellen. Über die Eingabemittel 49 kann er auch Prozessdaten ein- und vorgebenDes Weiteren kann der Anlagenbediener eine Datenbank 44 anlegen, in der z.B. für vorgegebene oder bereits schon einmal auf der Anlage gerichtete Materia lien Parameter für den Prozess abgespeichert werden können. Dadurch kann der Con- troller C bei sich wiederholenden Aufträgen eigenständig die optimale Messrolle 36 bzw. Messwalze 40 auswählen.

In der Datenbank 44 können neben den Daten über bereits auf der Anlage erfolgte Pro zesse auch weitere Daten hinterlegt werden, wie zum Beispiel eine Zuordnung bestimm ter Betriebsparameter zu bestimmten Materialien oder auch ein Expertenwissen. Bei ei nem Expertenwissen handelt es sich um Informationen, wie ein erfahrener Bediener die Streck-Biege-Richtanlage betreiben würde und mit welchen Parametern er arbeiten wür de, um ein gutes Ergebnis zu erzielen. Hier können auch weitere physikalische Eigen schaften eingepflegt werden, wie die Betriebsgeschwindigkeit oder temperaturabhängige Eigenschaften.

Da sich sowohl die Messwalze 40 im Hochzugbereich 50 als auch die Messrolle 36 im Niederzugbereich 52 im Eingriff befinden und ihre Messwerte anzeigen, ist es möglich, die Messwerte der beiden Messeinrichtungen zu interpolieren und miteinander von der Software vergleichen zu lassen. Das wird ermöglicht, indem man bspw. einen Mittelwert je Messeinrichtung bildet und diesen mit definierten Grenzen bei einen Intervall von bspw. 50 Regelzyklen bestimmt. Je nach Ergebnis und Auswertung der Software, kann der Controller C dann selbstständig entscheiden, welches Messsystem das geeignetere ist. Diese Umschaltung kann automatisch erfolgen öder es kann eine Empfehlung an den Anlagenbediener ausgesprochen werden.

Fig. 2 zeigt schematisch einen Verfahrensablauf. Im Schritt 100 wird bandförmiges Mate rial 10 einem Hochzugsbereich 50 und einem Niederzugsbereich 52 zugeführt. Das so zugeführte Material wird im Schritt 101 mittels einer Messeinrichtung im Hochzugsbe reich gemessen, wobei Planheitsabweichungen als erste Messwerte ermittelt werden. Nach dem Hochzugbereich gelangt das bandförmige Material in den Niederzugbereich 52 und dort erfolgt im Schritt 102 ebenfalls ein Messen der Planheitsabweichungen. Dies führt zu den zweiten Messwerten.

Im Schritt 103 erfolgt ein Vergleich der Planheitsabweichungen mit einem Sollwert für die Planheitsabweichungen. Ist die Planheitsabweichung kleiner gleich dem Sollwert wird die Streck-Biege-Richtanlage mit diesen Betriebsparametern betrieben. Wird der Sollwert nicht eingehalten, wird im Schritt 104 vorzugsweise anhand vorgegebener Kriterien aus gewählt, ob mit der Regelstrecke im Hochzugbereich oder im Niederzugbereich Einfluss auf das Ergebnis und damit auf die Planheitsabweichung genommen wird. Je nachdem, welche Strecke ausgewählt wird, wird entweder im Schritt 105 oder im Schritt 106 die Stellgröße für den Hochzugbereich 50 oder den Niederzugbereich 52 berechnet. Die Stellgröße wird dann im Schritt 107 auf das Biege-Richt-Aggregat 26 angewandt und das Verfahren springt dann zurück zu Schritt 101 und 102, um die Planheitsabweichungen im Hochzugbereich 50 bzw. im Niederzugbereich 52 zu messen. Das Verfahren beginnt dann von vorne.

Für die Auswahl der Regelstrecke im Schritt 104 und die Bestimmung der Stellgröße in den Schritten 105 und 106 können auch Informationen angewandt werden, die aus einer Datenbank 44 stammen, in die Betriebsparameter aus früheren Prozessen, Material kennwerte oder auch ein Expertenwissen Eingang gefunden haben.

Es versteht sich von selbst, dass diese Beschreibung verschiedensten Modifikationen, Änderungen und Anpassungen unterworfen werden kann, die sich im Bereich von Äqui valenten zu den anhängenden Ansprüchen bewegen.

Bezugszeichenliste

10 bandförmiges Material

12 Welle

13 Mittelwelle

14 Randwelle

16 Brems-S-Block

18 Zug-S-Block

20 Abhaspel

22 Messvorrichtung

24 Laufrichtung

26 Biege-Richt-Aggregat

28 Recoiler

30 Richtwalze

32 Stützrolle

34 Auswerteeinheit

36 Messrolle

36a Messsegment

38 Lageregelung

40 Messwalze im Hochzugbereich 42 T otstrecke

44 Datenbank

46 Anzeigeeinheit

48 Auswahlmittel

49 Eingabeeinheit

50 Hochzugbereich

52 Niederzugbereich

Lref Referenzlänge

AL Differenzlänge

C Controller

SPS Speicherprogrammierte Steuerung

100 bis 108 Verfahrensschritte