Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Geraderichten von Draht oder Bandmaterial mittels einer Dressurvorrichtung mit an gegenüberliegenden Seiten des durchlaufenden Materials ver setzt angreifenden Richtrollen, von denen einige abhängig von einem Modell, das anhand von Eingangsdaten des Materials er mittelt worden ist, automatisch so angestellt werden, dass die Anforderungen an die Geradheit erfüllt werden, wobei die Stel lung mindestens einer Richtrolle laufend adaptiert wird auf grund der genannten, beim Durchlauf durch die Dressurvorrich tung erfassten Daten, welche für die erzielte Geradheit reprä sentativ sind, wobei innerhalb des Modells eine X-Achse in der Durchlaufrichtung des Materials liegt, sowie eine Y- und eine Z-Achse senkrecht zueinander und zur X-Achse.

Die Erfindung betrifft ferner eine Drahtrichtmaschine bzw. ei ne Vorrichtung zum Geraderichten von Draht oder Bandmaterial mit einer Dressurvorrichtung mit zwei einander gegenüber längsversetzt angeordneten Reihen von antriebslosen Richtrol len, die im Betrieb an einem zwischen den Reihen durchlaufen den Material angreifen, um dieses geradezurichten, wobei eini ge Richtrollen abhängig von einem Modell automatisch gesteuert so an das Material anstellbar sind, dass die Anforderungen an die Geradheit des aus der Dressurvorrichtung austretenden Ma terials erfüllt sind, wobei innerhalb des Modells eine X-Achse in der Durchlaufrichtung des Materials liegt, sowie eine Y- und eine Z-Achse senkrecht zueinander und zur X-Achse.

Die WO 2020/172694 lehrt ein Verfahren und eine Vorrichtung, bei welchen ein Draht in einer anpassbaren Richtvorrichtung gerade gerichtet werden kann. Dafür werden laufend entweder die Temperatur des Drahtes, die Kräfte auf die Richtrollen oder die Auslenkung des gerichteten freien Drahtes nach Ver lassen der Richtvorrichtung gemessen, in ein Modell eingegeben und zur Anpassung der Anstellung einiger Richtrollen an den Draht verwendet. Nachteilig ist, dass im Fall der Messung der Drahtauslenkung ein freier Draht vorhanden sein muss, der nicht unmittelbar automatisiert weiterverarbeitbar ist.

Die WO 2015/144539 Al offenbart ein Verfahren, bei welchem in nerhalb einer Testmessung ein Zusammenhang u.a. von Kräften, die auf Richtwalzen wirken, und „Richtguteigenschaften", wie etwa die Planheit des Richtgutes, ermittelt wird. Anschließend wird ein Modell gebildet, das es erlaubt, innerhalb eines Richtprozesses aus laufenden Richtguteigenschaften die Anstel lung von Richtwalzen anzupassen, allerdings ohne dabei Kräfte zu messen. Nachteilig ist, dass das Verfahren nur im Rahmen einer Testmessung stattfindet.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, einen geschlossenen Re gelkreis für ein autonomes Verfahren anzugeben, um Richtgut von unbekannter, variabler Krümmung geradezurichten, wobei das Drahtende nicht frei sein, wobei die Richtmaschine nicht be sonders viel länger als herkömmlich gebaut werden, und wobei keine gesonderte Testmessfahrt durchgeführt werden muss.

Dies wird beim eingangs genannten Verfahren dadurch erreicht, dass die Auslenkung des Materials nach dem Durchgang durch die Anordnung der Richtrollen in Y- und in Z-Richtung mittels drei voneinander entlang der X-Achse des Materials angeordneter Sensoren gemessen und die erhaltenen Messwerte in das die An stellung der anstellbaren Richtrollen steuernde Modell einge geben werden. In einer Ausführungsform des Verfahrens werden Dressurvorrich tungen hintereinander vom Draht oder vom Bandmaterial durch laufen, wobei die eine Dressurvorrichtung horizontal angeord nete Richtrollen und die andere vertikal angeordnete Richtrol len aufweist.

In einer weiteren vorteilhaften Alternative wird das Material in Durchlaufrichtung gesehen hinter dem dritten Sensor auf vorbestimmte Längen geschnitten.

Die Messung der Position des Materials erfolgt in Durchlauf richtung gesehen hinter allen Richtrollen durch Messung der Abweichung des Materials von der Durchlaufachse (der X-Achse) in der Anstellrichtung der Richtrollen (Y-Achse) und senkrecht zu diesen beiden Achsen (der Z-Achse). Hierfür kommen bekannte optische Messverfahren durch z.B. Laserabstandssensoren (soge nannte Laserscanner) oder Ultraschallsensoren in Frage. Es ist denkbar, dass die Positionsmessung nur zu Beginn des Verfah rens zu Kalibrationszwecken durchgeführt wird, während im lau fenden Betrieb die Messung der an den Richtrollen angreifenden Kräfte zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ge nügt.

Die Erfindung betrifft im übrigen eine Vorrichtung zur Durch führung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Erfindung be steht bei einer solchen Vorrichtung darin, dass drei voneinan der in X-Richtung beabstandete Sensoren zur Messung der Aus lenkung des Materials in Z- und in Y-Richtung in Bewegungs richtung des Materials gesehen hinter der Dressurvorrichtung angeordnet sind, wobei alle erhaltenen Messwerte dem das An stellen der anstellbaren Richtrollen steuernden Modell zuführ- bar sind. In einer Alternative der Erfindung ist in Durchlaufrichtung gesehen hinter dem dritten Sensor eine Drahtschere angeordnet.

Bevorzugt ist in einer weiteren Ausführungsform, dass zwei Dressurvorrichtungen hintereinander vom Draht durchlaufen wer den, wobei eine Dressurvorrichtung horizontal angeordnete Richtrollen und die andere vertikal angeordnete Richtrollen aufweist .

Ebenso ist in einer Alternative denkbar, dass sich in Durch laufrichtung gesehen hinter dem dritten Sensor eine zweite Dressurvorrichtung mit zwei einander gegenüber längsversetzt angeordneten Reihen von antriebslosen Richtrollen, die im Be trieb an einem zwischen den Reihen durchlaufenden Material an greifen, angeordnet ist, wobei die zweite Dressurvorrichtung gegenüber der ersten um 90° versetzt am Material angreift.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert, worin Fig. 1 eine Dressurvorrichtung mit einem durch diese laufenden Draht, Fig. 2 dieselbe Dressurvorrichtung mit angedeuteten Messstellen, Fig. 3 das graphische Modell einer Drahtauslen- kung und Fig. 4 einen Regelkreis als Blockdiagramm zeigt.

Die Dressurvorrichtung der Fig. 1, die zum Stand der Technik zählt, besitzt zwei gegeneinander horizontal versetzt angeord nete Reihen horizontaler Richtrollen 3, 4, 6, 10. Eine Reihe greift am zu richtenden Drahtmaterial 1 unten und die andere Reihe am zu richtenden Draht oben an. Das zu richtende Draht material 1 kann auch Bandmaterial (nicht gezeigt) sein; im folgenden wird mit dem Ausdruck Drahtmaterial der Draht oder Bandmaterial bezeichnet. Die Richtrollen 3, 4, 6, 10 haben keinen Drehantrieb, die Dressurvorrichtung wird vom Draht als Material 1 durchlaufen, der durch nicht gezeigte Vorschubrol len in Richtung des Pfeiles 2 bewegt wird. Normalerweise durchläuft der Draht hintereinander zwei zueinander jeweils um 90° versetzte Dressurvorrichtungen, wobei eine Dressurvorrich tung horizontale Richtrollen und die andere Dressurvorrichtung vertikale Richtrollen aufweist. Der Hauptarbeitsbereich der Erfindung umfasst Drahtdurchmesser zwischen etwa 4 mm und etwa 20 mm.

Die ersten beiden Richtrollen 3 der in der Fig. 1 unteren Rei he haben feststehende Drehachsen. Die an diese anschließende untere Richtrolle 4 ist mittels einer bei 5 angedeuteten Stellvorrichtung einzeln für sich an das durchlaufende Materi al 1 anstellbar. Die drei ersten Richtrollen 6 der oberen Rei he sind gemeinsam an das Material 1 anstellbar und sind zu diesem Zweck auf einem gemeinsamen Träger 7 gelagert, der mit tels eines Hebels 8 durch einen Stellmotor 9 höhenverstellbar ist. Die an die oberen Richtrollen 6 anschließende obere Richtrolle 10 ist mittels einer bei 11 angedeuteten Stellvor richtung einzeln für sich an das Material anstellbar.

Fig. 2 veranschaulicht, dass nach den Richtrollen 3, 4, 6, 10 in der Richtanlage drei Sensoren 13, 14, 15 angebracht sind, die die Position des gerichteten Drahtes in der Y-Richtung und in der Z-Richtung (nicht eingezeichnet, da senkrecht zur Pa pierebene) bestimmen. Durch die drei in X-Richtung voneinander beabstandeten Sensoren 13, 14, 15 wird Betrag und Richtung ei ner noch vorhandenen Krümmung bestimmt. Fig. 3 zeigt dazu das Modell, wobei die Krümmung b auf eine vorbestimmte Länge 1 be zogen ist. 1 ist ein Streckenabschnitt entlang der X-Achse, der hinter den Richtrollen der Dressurvorrichtungen beginnt. Sie kann sich auch zwischen zwei um 90° zueinander versetzten bzw. gedrehten Dressurvorrichtungen befinden. Idealerweise be finden sich alle drei Sensoren 13, 14, 15 im Streckenabschnitt 1. Wenn der Draht im geschnittenen Zustand eine Krümmung aufweist (z.B. b/ 1 > 2 mm/m nach Fig. 3), so ist dies schon im einge spannten Zustand des Materials 1 vor der Schere 16 oder ande ren Elementen der Richtmaschine erkennbar. Die Krümmung ist im eingespannten Zustand zwar nicht genauso ausgeprägt, wie nach einem Schnitt durch die Schere 16. Man erkennt aber bereits an dem nach der ersten (von möglicherweise zwei) Dressurvorrich tungen sichtbaren Drahtmaterial 1, ob eine Krümmung vorliegt oder nicht. Man kann sogar erkennen, ob eine starke Krümmung vorliegt.

Der Zusammenhang ist allerdings nichtlinear und auch nicht di rekt proportional, weil der Draht gegen einen eingespannten Zustand arbeitet und in alle Richtungen ausweichen kann. Im Stand der Technik herrscht daher die Meinung vor, die Krümmung eines Drahtes mit ausreichender Genauigkeit nur dann bestimmen zu können, wenn ein Drahtende frei ist.

Überraschenderweise lässt sich aber das Verhalten des Drahtes mit Krümmung im an beiden Enden eingespannten Zustand model lieren. In dem dafür anzuwendenden Verfahren wird aus den drei Positionsmessungen die Krümmung des Drahtmaterials 1 in Y- und in Z-Richtung bestimmt. Die Krümmung b aus Fig. 3 wird zu ei nem Vektor im dreidimensionalen Raum. Dieser Vektor geht in ein nichtlineares Modell ein, aus welchem eine Vorhersage der tatsächlichen Krümmung, die durch eine neue Anstellung der Richtrollen 3, 4, 6, 10 auszugleichen wäre, errechnet wird. Versuche haben zu einem nichtlinearen Modell geführt, durch welches die Differenz der tatsächlichen Krümmung von der Vor hersage im Bereich des Mittelwerts der Krümmung des geraden Drahtes ausreichend klein wird, d.h. die Vorhersage ist genau genug, um eine Abweichung vom gewünschten Richtergebnis zu er kennen. Mithilfe der Krümmungsvorhersage wird gemäß Fig. 4 die Zu standsschätzung im prädikativen Regelkreis erreicht. Die Rege lung selbst erfolgt anhand eines Modells, das die Abweichung im Richtergebnis auf die benötigten Einstellungskorrekturen der Richteinheit abbildet.