專利名稱：用于在具有互相疊合的輥的平整機中平整呈帶材或板材形式的扁平產品的方法和實施該 ...的制作方法
技術領域：
本發明的主題是一種用于在具有互相疊合的輥的平整機中平整呈 帶材或板材形式的扁平產品的方法，以及能夠用來實施該方法的平整 設備。
背景技術：
為了平整扁平產品，特別是軋制的金屬帶和金屬板，經常使用平 整機，其具有多個輥并包括兩組平整設備，其中每組平整設備承栽一 系列具有平行的軸線的輥，并且分別位于帶材的上方和下方，所述輥 縱向地并垂直地交錯，使得它們互相疊合，從而為工作帶材限定彎曲 路徑，工作帶材因此在交替的方向上經受拉伸彎曲效應。使用電機來 促動輥旋轉，并且通it^^^吏產品以確定的速度向前行進。為了平整 厚金屬帶材或金屬板，這些設備組在機器的上游或者下游沒有施加任 何外部拉伸力的情況下工作。
所述機器的運行已經是先進的理論方法的主題。這些平整理論基 于平整機中金屬板的最大曲率的計算，這些曲率產生材料在產品的厚 度上的塑性變形，所述塑性變形決定寬度和厚度上應力的釋放。根據 輥疊合的程度和直徑，產品呈較大或者較小的曲率，并且塑性變形影 響厚度的較大或者較小的部分。用于平整的一個調整M是塑性變形 率，其表示產品的其中應力已經超過彈性極限并且因此變形是塑性的
厚度與產品的總厚度之比。顯然，產品的厚度的其^MP分保持為彈性 變形應力值。產品厚度上的這兩個區域均對要傳遞到輥的平整力和扭 矩值有影響，但是它們對平整^lt產生的變化遵守不同的定律。
最后，在平整機中， 一般區分功能大致不同，但是互補和相互作 用的兩個區域。這兩個區域是輸入區域，該輸入區域為基本塑性變形區域，所述塑性變形優選處理幾何平面度缺陷；輸出區域，在該輸 出區域中平整更關注消除應力，并且以低塑性變形進行平整，或者甚 至通it^材料的彈性極限內交替彎曲而進行平整。
如何建立理論計算以獲得精確的結果以及什么可以用于預調整機 器是爿i^p的。其原理基于塑性變形率的逐漸減少。這僅僅能夠利用包 括足夠數量的平整輥并允許充分地調整其每個輥的互相疊合的機器來 實現。
輥的互相疊合農賴于所需的塑性變形率以及要平整的板材的厚度 和溫度。對于離開熱專14^的鋼板， 一般需要大約為70%的高塑性變形 率。為了以厚的板材獲得該比率，僅僅需要輕微的疊合，但在同時， 平整力很大，具有將平整輥彼此拉開并且減小疊合的趨勢。這意味著 由平整力產生的輥的撓曲(也稱為牌坊變形)比塑性變形所需的互相 疊合的值大得多。因此產生了與能夠用來控制互相疊合的值的精度相 關的問題，以及確定用于保證該精度的控制方法的問題。
因此，平整設備一般包括固定的支架；具有平行的輥的兩組平 整設備，分別位于工件的上方和下方，并且其輥互相疊合，以便限定 用于工件的彎曲路徑；以及用于通過作用于所述固定的支架來調整和 保持所述設備組的間距、從而調整輥的互相疊合的裝置，每組平整設 備包括經由至少一排承壓輥而支承在支承框架上的一排平行的工作 輥，每個工作輥在其端部處可旋轉地安裝在兩個軸承上，所述軸承限 定了與行進方向垂直的旋轉軸線，且分別由緊固到支承框架的兩個橫 向部分承載。
在用于平整很厚的金屬板和金屬帶的平整機中，通過電機來驅動 工作輥，因為必須向每個輥傳遞相當大的扭矩，以保證平整機內的產 品 的變形和前移。
更經常的是，下平整組被固定在位，上平整組能夠垂直移動，以 調整相互疊合。為此， 一般使用四個機械或者M執行機構，其被安 裝在框架的角部處，并且允許可調整的設備組的總體高度相對于固定 的下設備組調整，從而調整輥的相互疊合。另外，可以獨立地并以不 同的值來調整執行機構，使得能夠確定在平整機的輸入和輸出之間的 轉換，當需要按照需要來實現不周的平整效果時一般需要這種轉換。平整所產生的力很大，特別是當在熱軋和加速冷卻后的堅硬金屬 板上或者在冷金屬板上進行這種操作時。這導致對平整機設置盡可能 剛性的結構，以便能夠控制平整效果。機器的不同部分在負栽下的變 形使得對平整輥位置的控制的精度失真，因此使得在每個輥上獲得的 曲率值的精度失真，并且可能在某些情況下不能夠獲得這樣的精度。
例如，對于50毫米厚的鋼板，所計算的相互疊合逸大約為0.3毫 米，但是，平整力足夠高以使得機器的彎曲大約為12毫米。因此，直 接應用諸如在美國專利4，881，392中所述方法的平整方法顯然是不可能 的。而且，在諸如所引用的金屬板上的軋制偏差大約為0.1毫米。但 是，平整機必須能夠張開到金屬板的名:^度值，以允許金屬板通過， 但是由于制造偏差而導致的厚度上的變化必須不引起塑性變形率上的 變化，因此必須不引^fr樹目互疊合上的變化。
為了克服這些缺點，已經生產了具有液壓控制的平整機，用于移 位可動的平整輥組，并且還用于單獨地控制每個平整輥，并l基于力 測量的牌坊變形模型已經與負載下機器變形的理論計算相關聯，以補 償這些變形，但是由于機器牌坊變形的非線性，所有這些補償都有缺 陷，并且考慮補償其大小是要控制的參數的IO倍或更多倍的缺陷是不 現實的。
發明內容
因此，本發明的主題是一種方法，其可以用于以期望的精度控制 輥的相互疊合，并解決所有上述問題，而不導致所使用的設備的任何 復雜化或成本過高。
通過交替彎曲來進行平整的真正原理在于利用其相互疊合被調 整的輥在一個方向、然后在另一個方向上交替地彎曲金屬產品。在該 操作期間，產品厚度的與輥接觸的那個部分(也稱為內弧面)經受壓 縮應力，而稱為外弧面的外部經受拉伸應力。在產品的中央區域中有 一條線，沿著這條線應力是O,其被稱為中性軸。根據金屬板的厚度 和施加到產品的彎曲，有可能超過材料的彈性極限，并且產生塑性變 形。根據平整機的輥的數量，將在產品厚度的至少一部分中發生特定 數量的交替塑性變形。根據要處理的板材的缺陷，能夠通過在彈性變形的范圍內或者在塑性變形的范圍內交替地彎曲來平整產品。
一般地，為了平整厚鋼板，調整平整機以至少在機器的靠^口 的第一部分處產生塑性變形，并且在輸出端處產生較小的變形。對于
堅硬金屬板， 一般使用具有7個、9個或者11個輥的機器。通常，在 平整機的第一輥上的目標是30%、 70%、 40%、然后20%的塑性變形 率。
通過電機驅動平整機的輥旋轉，以使得產品向前移動，并且向產 品施加必要的能量以使得其變形。
理論平整模型用于確定對于這樣的變形要傳遞的扭矩和必要的疊 合。當由于牌坊變形使得疊合不在預計的值時，不可能使產品充分地 變形，并且本申請人已經觀察到由電機傳遞的扭矩的實際值比理論上 確定的值小得多。因此，量化觀察已經使得能夠設計一種方法，用于 根據所施加的扭矩的觀察值與由模型估計的理論扭矩相比較或與期望 的預調整相比較來控制相互疊合。
因此牌坊變形的補償被與相互疊合調整相關聯的、要傳遞到平整 輥的扭矩的實時計算模型或其它預調整設備取代，并且被測量所施加 的扭矩取代，并且作用于平整機的輥的位置以調整它們的相互疊合。
根據本發明的方法，至少測量被傳遞到平整輥的扭矩的總體值， 并且確定被施加用于產品的塑性變形的扭矩的實際值，并且將所確定 的值與由預調整的模型給定的參考扭矩值相比較，并且對輥疊合的調 整構件(3 )施加作用，以將所確定的用于塑性變形的扭矩值保持為等 于由模型給定的參考值(Refe)。仍然才艮據本發明的方法，通過在改變 平整機的速度時施加的加速和減速扭矩值來校正傳遞到平整輥的扭矩 的測量。
關于如下一種平整機，其由多個部分構成，每個部分的輥成組地 被獨立驅動，每個組對應于平整機的所述部分中的一個，每個部分包 括獨立的輥疊合裝置，理論模型或預調整設備對平整輥的電機以及機 器的每個部分中的產品的塑性變形所需的電扭矩的值給出至少一個參 考速度值，根據本發明，在每個部分中至少測量被傳遞到對應的平整 輥組的扭矩的總體值，并且確定用于每個部分中的產品的塑性變形的 扭矩的實際值，將所確定的值與預調整模型對機器的同 一部分給出的參考扭矩值相比較，并且對調整所述部分的平整輥的疊合的構件施加 作用，以將所確定的用于產品的塑性變形的扭矩值保持為等于由模型 給出的參考值。
根據本發明的方法，測量或者計算在具有獨立的動力的機器的不 同部分處的產品中引起的張力，并且對于每個部分，通過利用位于平 整機的每個部分之間的區域中的產品的張力平衡所需的扭矩值來校正 測量，確定用于產品的塑性變形的扭矩的實際值。
具體地，并且仍然根據本發明的方法， 一種平整機由兩個部分構 成， 一個輸入部分包括特定數量的平整輥，并且相應地一個輸出部分 也包括特定數量的平整輥，在由兩個部分構成的所述平整機中，分別 在輸入輥和輸出輥上至少測量傳遞到所述輥的扭矩的總體值，并且確 定用于分別在輸入和輸出處的產品的塑性變形的扭矩的實際值，將所 確定的值與由預調整模型分別對機器的輸入和輸出給出的參考扭矩值 相比較，并且對調整輸入和相應的輸出平整輥的相互疊合的構件施加 作用，以將用于產品的塑性變形的所確定的扭矩值保持為等于由模型 給出的參考值。
通過利用在改變平整機的速度時使用的加速和減速扭矩值校正測 量值，確定用于分別在機器的輸入和輸出處的產品的塑性變形的扭矩 的實際值，并且還通過測量或者計算在位于輸入和輸出輥之間的區域
中的產品中引起的張力，確定所述值，并JUM"于輸入和輸出，通過利 用位于輸入和輸出輥之間的所述區域中的產品的張力平衡所需的扭矩
值;^JE測量，可以推斷出用于產品的塑性變形的扭矩的實際值。
按照本發明的方法，在一種平整機中，所有的輥被單獨和獨立地
驅動，該平整機包括用于使每個輥疊合的獨立裝置(52)，在所述平整 機中，理論模型或者預調整設備對平整輥的電機和產品的塑性變形所 需的電扭矩的值給出至少一個速度參考值，測量被傳遞到每個平整輥 的扭矩的值，并且確定用于產品的塑性變形的扭矩的實際值，將所確 定的值與由用于同一輥的預調整模型給出的扭矩參考值相比較，并且 對調整所述平整輥的疊合的構件(52)施加作用，以將這樣確定的用 于產品的塑性變形的扭矩值保持為等于由所述模型給出的參考值。為 了確定產品的塑性變形所需的扭矩值，利用在改變平整機的速度時施 加的加速和減速扭矩值來校正測量，并且通過測量或者計算，確定在每個輥之間的產品中引起的張力，并且也利用在每個輥的上游和下游 部分之間的產品中的張力平衡所需的扭矩值來校正測量。
根據本發明，用于調整機器中的輥的疊合以平整呈帶材或者板材
形式的扁平產品的設備包括輥速調整電路(105)，其允許通過由所 述模型給出的iUL參考而進行祠月艮控制；以及輥疊合調整電路，其通 過調整由所^型給出的產品的塑性變形所需的扭矩參考與在輥上進 行的測量之間的差值而作用于輥的位置。
一種平整機由多個部分構成，在所述部分中，分組地獨立驅動輥， 每組對應于平整機的所述部分中的一個，在該平整機中，每個部分包 括用于輥疊合的獨立裝置，本發明的設備包括tet調整電路(105)， 其允許通過由所i^型給出的參考iUL來進行其伺服控制；以及用于 每個部分的輥疊合調整電路，其獨立地作用于每個部分的輥的位置。
一種平整機由多個部分構成，所述部分的輥被單獨和獨立地驅動， 在該平整機中，每個輥包括獨立的疊合裝置，本發明的設備包括輥 速調整電路(105)，其允許通過由所^型給出的參考速度來進行其 伺服控制；以及獨立電路，其用于調整獨立地作用于所述輥的位置的 每個輥的疊合。
根據本發明，用于在平整扁平產品的機器中調整輥疊合的設備是 比例積分微分類型的，并且它包括輸入，該輸入用于機器的加速信號 和在每個輥的上游和下游區域之間的產品中引起的張力的差值。
但是，通過參考下面的附圖的實施方式的說明，將更好地理解本 發明
圖l示出了彈性和塑性區域中的力和扭矩， 圖2示出了在平整下的反向彎曲， 圖3示出了產品中的應力(彈性變形)， 圖3之二示出了產品中的應力(塑性變形)， 圖4示意性示出了作為本發明的主題的調整，
12圖4之二示意性示出了根據本發明的改進的實施方式的調整，
圖5是平整機的側部正視圖，
圖6是平整機的驅動的透視圖，
圖7是驅動小齒輪組件的詳細視圖。
具體實施例方式
如圖2中所示，在平整機中，通過一組三個輥R1、 R2和R3在產 品10上產生第一彎曲。產品繞在端部輥R1和R3之間疊合的中央輥 R2彎曲。產品呈接近輥R2的半徑的曲率半徑，該曲率半徑取決于輥 的疊合、產品的機械強度及其厚度t。與輥R2接觸的面(即內弧面) 被壓縮，而外部面(即外弧面)被拉伸，如圖3中所示。材料強度的 定律顯示只要應力o小于彈性極限，則在產品厚度上的變化是線性 的。存在沒有任何應力的中央區域，即中性軸。
如果彎曲更大，則可能在最大應力區域中超過材料的彈性極限。 在這種情況下，應力不變，并且等于塑性變形區域中的最大值，如在 圖3之二中所示。可以觀察到通過一組三個輥在一個方向、然后在 另一個方向上形成每個彎曲。因此， 一般用奇數數目的輥來設計平整 機，以形成偶數數目的彎曲，并且避免在產品上留下由于平整操作而 導致的永久變形的風險。
顯然，在這個操作期間，產品10在輥上施加力，并且疊合和變形 越大，則這些力的值越大。如果產品保留在對應于圖3的彈性變形的 范圍內，則力與變形成比例，如材料強度定律所示。其后，當產品的 M厚度t已經塑性變形時，所述力的值逐漸飽和。
圖1示出了由本申請人進行的所有觀察和M擬工作獲得的結果。 因為曲率與由產品呈現的曲率半徑R相反地變化，因此在圖中曲率示
為沿著橫坐標的1/R。取決于分配到產品的曲率，應力(T可能首先在
接近上、下表面的區域中達到彈性極限E。然后，當曲率增大時，應 力恒定在第一近似值的塑性變形區域向中央延伸，并且可能占產品10 的厚度t的大部分。
在圖的第一部分中，施加到輥上的力F與曲率基本成比例，因此與被提供到平整輥的相互疊合基本成比例。然后當產品10的整體厚度
塑性變形時，這個力漸a達到基本恒定的值。這進一步圖示了所提 出的問題，不可能通過控制所述力而控制這個區域中輥的疊合，因為 所述力實際上不再變化。
但是，這不適用于驅動產品向前所需的扭矩。用于使產品在彈性
范圍的極限內變形所需的扭矩是0。在這種情況下，產品中的應力狀 態從O應力變化到諸如在圖3中所示的狀態。這要求提供特定量的機 械功，使得產品呈曲率半徑R， iliL生在沿產品的移動方向i^平整 輥中的輸入處，但是在每個輥的輸出處，產品經由其彈力恢復提供等 同的功。對輥的輸出是0，換句話說，在每個平整輥上，輸入區域是 有抵抗力的，而輸出區域是提供原動力的，要提供的總機械功為0。
另一方面，當產品位于塑性變形區域中時，必須向其提供能量， 因為發生了永久變形。這對于每個彎曲都成立，因為變形交替地進行。 這個能量顯然與塑性變形區域成比例，因此與這個區域的厚度t成比 例，并因此與平整輥的疊合成比例。在圖1中示出了這一點。因為只 要產品10的變形是彈性的，則要提供的扭矩就為O,所以扭矩逐漸地 變為與曲率成比例，并因此與疊合成比例。在用于平^ir屬板的值的 已經引述的范圍(即20%到70%)內，扭矩的漸a本上是線性的。 因此，根據本發明的方法，完全能夠通過確定對塑性變形所消耗的扭 矩值來對平整輥的疊合進行控制。為此，必須設計允許這種確定的裝 置和允許調整平整輥的疊合的裝置。
圖5示出了具有9個輥的機器。 一般而言，平整機由固定的支架1、 上平整組2和下平整組2，構成。固定的支架l一般包括下支撐板ll; 兩個側部支柱12、 13，其位于要平整的產品10的移動方向的縱向中位 面的每側；以及上支撐板14。
考慮所述設備的尺寸，其下部可以有利地位于布置在基塊中的凹 坑中，該基塊承載形成固定座的兩個隔開的橫梁或其它剛性部件，下 支撐板ll靠在該固定座上。
而且，所述兩個支撐部分(即下支撐板11和上支撐板14)每個都 由焊接的結構構成，所述焊接結構形成大致矩形的硬板，該硬^A蓋 由側部支柱12、 13之間的平整輥組2、 2，占據的整個表面。每個側部支柱12 (13)由一對隔開的柱體12、 12， (13、 13，)構 成。這些柱體和上支撐部分(一般形成硬板)配備有在現有技術中大 量描述的各種裝置，這些裝置能夠相協作以允許上板14沿著四個柱體 12、 12，、 13、 13，垂直滑動。這種移動可以是利用機動桿或者液壓桿的 機械方式，如圖5中所示。在這種情況下，在每個柱體的頂部安裝了 四個千斤頂3、 3，。在所示的裝置中，每個千斤頂由固定到板14的主 體31和緊固到桿33的活塞32構成，桿33被固定到對應的柱體12、 12，、 13、 13，。
由于下板ll是固定的，上板14因此能夠在千斤頂3、 3，的作用下 移動，千斤頂的活塞保持在同一高度。千斤頂3、 3，被定位成調整翻目 對于要平整的板材的厚度的期望疊合，以便執行由理論模型確定或者 存儲在預調整設備的存儲器中的反向彎曲。它們在產品通過期間施加 平整力。
每個平整設備組包括與一排承壓輥5相關聯的一排工作輥4，所有 承壓輥5由框架2承載。每個工作輥4可旋轉地安M限定其旋轉軸 線的兩個軸承上,并且靠在可旋轉地安裝在端軸承51上的承壓輥5上。 在圖5給出的圖示中，這些端軸承經由支撐構件52被框架2支撐。在 本發明的更詳細的變型中，該支撐構件可以包^整設備，該調整設 備可以用于單獨地修改每個主動輥的疊合，所述疊合的總體值通過經 由千斤頂3、 3，定位框架2而提供。這些調整設備可以是機械方式的， 諸如楔塊系統，或者它們可以由液壓千斤頂構成。
在平整機中還能夠與位于輸出側的千斤頂3'不同地調整位于機器 的輸入側的千斤頂3，以〗更向輥5提供逐漸減少的疊合，由此在^Mt 開始實現產品10的主要塑性變形，并且在操作的結尾實現具有較少的 塑性變形的后續平整，或者保持在彈性極限內。產品10的移動方向在 圖5中^示為S。
所述平整機包括動力裝置，該動力裝置能夠驅動所有的上、下主 動輥4和4，旋轉。為此，將電機9連接到齒輪減速器8，齒輪減速器8 本身連接到齒輪箱7。該齒輪箱經由多個鉸接的傳遞擴展構件6在適 當的旋轉方向上將所需的扭矩分配到每個主動輥4。
如上所述，有利的是，以與其它部分的不同疊合來調整機器的一
15部分，由此將機器的輸入與輸出分離。在這種情況下，要傳遞到進行
強的塑性變形的輸入輥的扭矩比要傳遞到在產品10的彈性范圍內工
作或者至少具有低塑性變形的輸出輥的扭矩顯著地高。因此，安裝用 于機器的兩個不同的動力構件是極為有利的， 一個用于輸入輥，另一 個用于輸出輥。
這種類型的動力構件示出在圖6和圖7中。所示的示例用于具有 ll個主動輥的平整機，其中有5個上輥41、 42、 43、 44、 45和6個下
輥40，、 41，、 42，.....45，。動力構件以通常的方式將電機扭矩傳遞到
機器的入口處的5個第一輥40、 41、 41，、 42、 42，，并且第二動力構 件將電機扭矩傳遞到機器的輸出端的6個主動輥43、 43，、 44、 44，和
45，。每個工作輥經由鉸接的傳動軸60、 61、 61，.....64、 64，、 65，
連接到小齒輪組件的輸出軸。
圖7示意性示出了齒輪箱內的齒輪的分布。電機91經由齒輪減速 器81向機器的輸入部分提供動力。該齒輪減速器的輸出軸通過聯接到 承栽小齒輪P，l的軸而被連接，這個軸經由其另一端而通過鉸接的套 管延伸軸61，...沖擊下輥41，。小齒輪P，l通過嚙合向小齒輪P2和Pl 傳遞移動，小齒輪P2和Pl分別經由鉸接的軸62和61分別連接到輥 42和41。最后，小齒輪P1通過嚙合向經由鉸接的擴展構件60，而連接 到輥40，的小齒輪P，O傳遞移動，小齒輪P2通過嚙合向經由鉸接的擴 展構件62，連接到輥42，的小齒輪P，2傳遞移動。因此，在適于產品IO 的移動和產品的變形所需的必要功率的傳遞的方向上驅動機器的第一 部分的所有工作輥旋轉。
電機92經由齒輪減速器82以等同的方式驅動機器的第二部分。 該齒輪減速器的輸出軸經由與承栽齒輪箱的小齒輪F4的軸聯接而被 連接。同一軸在其另一端經由鉸接的擴展構件64，而連接到輥44，。小 齒輪P，4通過嚙合驅動小齒輪P5和P4，小齒輪P5和P4繼而通過噴 合而分別驅動小齒輪P，5和P，3,小齒輪P，3通過與小齒輪P3嚙合而 驅動它。以與機器的第一部分類似的方式，小齒輪P3、 P，3、 P4、 P，4、 P5和P，5的軸經由鉸接的擴展構件63、 63，、 64、 64，、 65和65，而連 接到工作輥43、 43，、 44、 44，、 45和45'。因此，在適于產品10的移 動的方向上驅動平整機的輸出部分的所有工作輥旋轉，并且所述工作 輥能夠傳遞用于平整的必要變形能量。通常，通過測量電機91和92的電流強度或者通過安*4聯接器 或鉸接的擴展構件中的任何其它裝置來確定所傳遞的扭矩值。所述裝 置是公知的，并且不必進一步詳細說明。
本發明的方法是基于在所傳遞的扭矩中檢測到的差值而調整輥疊 合，為此，在本發明的方法中，輥的旋轉速度的調整必須與該差值相 關聯。
圖4示意性示出了根據本發明的裝置的一個實施方式的這種調整。 模塊100表示輥的動力構件，并且^4iE性地表示電機、它們的供應以 及控制和調整電路。
所有這些電路是用于控制電機的速度和扭矩的傳統電路。它們可 以被應用到不同類型的可變速電機直流電機或者變頻異步電機。不 必對這些電路和本領域內的技術人員/^的技術提供更詳細的描述。
平整機可以被單個電機或者兩個主電機致動，如上所述。也可能 設想一種機器，其中，每個工作輥4具有單獨的動力。可以以類似的 方式來應用本發明的方法的原理。模塊100包括電機的旋轉i^JL調整 (該調整對于所有的輥都是相同的)，并且利用相同的速庋基準Refv 來^M乍，該基準對應于期望以其來移動產品10的速度和移動的方向S。
在動力裝置100中，通過強度測量或者通過安裝在傳動軸上的適 當裝置來測量由電機提供的扭矩。該扭矩測量值被輸入到第 一比較器 101中。顯然，由電機提供的扭矩不與塑性變形所需的扭矩精確的對 應，所述塑性變形所需的扭矩是能夠用于所述方法的唯一值。 一般， 平整機的功能實際上要求大的加速度，以達到想要的平整i^JL。因此， 電,供必須被減去的加速扭矩。為此，將M塊100得出的速度信 號饋送到倍增器106，倍增器106還接收平整機的旋轉部分的總慣性J 的值。
從由比較器101測量的扭矩減去該加速扭矩。在具有單個電機的 機器的一般情況下，不存在其它扭矩，因為如上所述在每個輥上的彈 性作用的總量為0，并且因為機器在輸入和輸出端的產品中沒有張力 的情況下工作，所以電機不提^^何附加的扭矩。因此，在比較器101 的輸出處，存在表示用于產品10的塑性變形的扭矩的信號。通過電路 102將這個信號與由理論模型或者由預調整設備給出的參考值Refc比較。
根據本發明，將使用這兩個值之間的差來校正輥的疊合。因為已 經看出扭矩上的變化大致與疊合程度成比例，因此根據本發明的調整
設備103可以包^整電路，該調整電路為PID放大器(比例積分和 微分放大器)。在當前的情況下，積分部分是主要用于保證裝置的穩定 性的部分。調整電路向疊合控制電路104發送信號，疊合控制電路104 通過改變上板14的位置而調整千斤頂3、 3，的位置。通過液壓回路來 進行這種作用，該液壓回路包括例如泵和伺服閥，但是也可以通過能 夠可控地移動板14的任何裝置來進行這種作用。這些液壓技術今天被 廣泛地用于各種領域中，并且特別用于平整機的夾持裝置和軋^座， 它們已經是大量專利的主題，因此不進一步詳細說明。
根據本發明的設備的一個更為改進的實施方式，可以認為平整機 具有輸入部分的一個動力構件和輸出部分的一個動力構件，如圖6和
7所示。需要圖4所示的類型的兩種獨立的調整電路。機器的其中執 行強塑性變形的輸入部分可以基于對應于控制輸入平整輥的電機的扭 矩的扭矩測量值而以如上所述的方式起作用。調整電路104將控制位 于輸入側的液壓千斤頂3。另一方面，不可能對調整機器的輸出部分 的調整提供嚴格相同的設備。 一般地，在輸入部分和輸出部分之間建 立產品中的張力，這是因為這兩個部分之間的塑性變形率不同。
機器的一個部分以大曲率工作，而另一個以較小的曲率工作；如 果沒有滑動，則輥施加接觸的金屬;M^面的速度，因此施加用于中性 軸的略高的速度，超速與接觸點的曲率成比例。中性軸的速度在整個 機器中都是相同的。對于M聯接的輥，拉伸/壓縮在輥之間發生，并 且引起在產品和輥之間的滑動，這解決了速度的差別。這些拉伸建立 起取決于考慮中的輥的動力扭矩或阻力扭矩。當平整機的不同部分具 有不同的動力構件時，這些拉伸被電機提供的附加扭矩補償。因此， 通過由這些拉伸帶來的動力的交換而使得由輥執行的變形功的圖像失 真。
必須考慮這些以進行調整。為此，必須測量存在于具有不同的動 力的機器的不同部分之間的張力，并且計算張力AT的差值。由電機 負責的附加扭矩因此是RAT類型的，R是平整輥的半徑，并且適當的 調整電路是在圖4之二中所示的類型。這個電路類似于先前的電路，僅僅需要通過將信號RAT (107)輸入到比較器10的差分輸入中M 正所測量的由拉伸引發的扭矩值。該功能因此與前述的相同，并且疊 合控制電路104作用于位于平整機的輸出側的液壓千斤頂3，。也可以 設想不將施加到位于輸入側的千斤頂3的作用與施加到位于輸出側的 千斤頂3，的作用完全分離，并且以適當的作用百分數來混/^控制信號。
關于所有的工作輥被單獨驅動的機器，并且根據本發明的方法的 一個改進的變型，必須使用允許確定產品IO在位于工作輥之間的所有 間隔處的張力的設備。本發明的設備因此由圖4之二所示的類型的調 整電路構成，并且能夠例如通過在調整構件52處安裝適當的設備而單 獨地控制每個輥的疊合。
在這種類型的機器中，也能通過下述方式而想象其它類型的功能 首先基于其驅動電機上的扭矩的測量值而單獨地作用于每個工作輥，
其次借助于液壓千斤頂3、 3，并利用通it^a合單獨的調^fr號而獲得的
調整信號來組合總體作用。
但是，本發明不限于僅僅通過示例而描述的實施方式，因為可以 在不脫離權利要求的范圍的情況下使用變化形式。特別地，可以使用 設有用于調整工作輥的疊合的其它類型的裝置的平整機，或者可以使 用用于確定產品的塑性變形所需的扭矩的其它方法和測量方式。
在權利要求中所述的技術特征后插入的參考符號只是意在便于權 利要求的理解，而絕不限定其范圍.
權利要求
1. 一種用于在如下類型的平整機中平整呈帶材或板材形式的扁平產品(10)的方法，所述類型的平整機包括固定的支架(l);具 有平行的輥(4, 4，)的兩組平整設備，分別位于所述帶材的上方和 下方；用于調整輥的疊合所需的設備(3， 3，)；用于所述平整輥的動 力裝置(91， 92);至少測量通過所述電機傳遞到所述平整輥的扭矩 的總體值的裝置(100);理論模型或者預調整{更備，其對平整輥(4， 4，)的電機以及所述產品的塑性變形所需的電扭矩值給出至少一個參 考速度值(Refv),所述方法的特征在于，至少測量被傳遞到所述平 整輥的扭矩的總體值，并且確定用于所述產品的塑性變形的扭矩的實 際值，將所確定的值與由預調整模型給出的扭矩參考值相比較，并且 在用來調整所述平整輥的疊合的調整構件(3， 3，)上施加作用，以 將這樣確定的用于所述產品的塑性變形的扭矩值保持為等于由所述 模型給出的參考值(Refv)。
2.如權利要求1所述的用于在平整機中平整呈帶材或板材形式 的扁平產品(10)的方法，其特征在于，通過利用在所述平整機的速 度改變期間使用的加速和減速扭矩值校正所述測量，確定用于所述產 品的塑性變形的扭矩的實際值。
3.如權利要求1所述的用于平整呈帶材或板材形式的扁平產品 (IO)的方法，在平整機中，所述平整機由其輥被成組地獨立驅動的 多個部分構成，每個所述組對應于平整機的所述部分中的一個，每個 部分包括用于輥疊合的獨立裝置(3， 3，)，理論模型或者預調整設備 對平整輥的電機以及產品在機器的每個部分中的塑性變形所需的電 扭矩的值給出至少一個參考速度值，所述方法的特征在于，在每個部 分中，至少測量被傳遞到對應的平整輥組的扭矩的總體值，并且確定 用于產品在每個部分中的塑性變形的扭矩的實際值，將所確定的值與 由所述預調整模型對所述機器的相同部分給出的參考扭矩值相比較， 并且在調整所述部分的平整輥的疊合的調整構件(3, 3，)上施加作 用，以便將這樣確定的用于所述產品的塑性變形的扭矩值保持為等于 由所述模型給出的參考值。
4.如權利要求3所述的用于在平整機中平整呈帶材或板材形式 的扁平產品(10)的方法，其特征在于，通過利用在所述平整機的速 度改變期間使用的加速和減速扭矩值校正所述測量，在所述機器的每 個部分中確定用于所述產品的塑性變形的扭矩的實際值。
5.如權利要求3或4中任一項所述的用于在平整機中平整呈帶 材或板材形式的扁平產品(10)的方法，其特征在于，通過測量或者 計算，確定由具有獨立的動力的機器的不同部分在所述產品中引起的 張力的值，并且對于每個部分，通過利用位于所述平整機的每個部分 之間的區域中的產品內的張力平衡所需要的扭矩值來校正所述測量， 推斷用于所述產品的塑性變形的扭矩的實際值。
6.如權利要求1或3中任一項所述的用于平整呈帶材或板材形 式的扁平產品(10)的方法，在平整機中，所述平整機在由其輥被分 成兩組(91， 92)獨立地驅動、分別為輸入部分和輸出部分的兩個部 分構成，每個所述組對應于所述平整機的所述部分中的一個，輸入輥 的疊合更具體而言被所述機器的輸入夾持裝置(3)控制，并且相應 地，輸出輥的疊合更具體而言被所述機器的輸出夾持裝置(3，)控制， 理論模型或者預調整設備對平整輥的電機以及產品在機器的每個部 分中的塑性變形所需的電扭矩的值給出至少一個參考速度值，所述方 法的特征在于，分別在所述輸入輥和輸出輥上至少測量所傳遞的扭矩 的總體值，并且確定用于產品分別在所述輸入和輸出處的塑性變形的 扭矩的實際值，將所確定的值與由所述預調整模型部分分別對機器輸 入和輸出給出的參考扭矩值相比較，對用于調整所述輸入平整輥的疊 合的構件(3)和用于所述輸出平整輥的構件(3，)施加作用，以將 這樣確定的用于所述產品的塑性變形的扭矩值保持為等于由所述模 型給出的參考值。
7.如權利要求6所述的用于在平整機中平整呈帶材或板材形式 的扁平產品(10)的方法，其特征在于，通過利用在所述平整機的速 度改變期間使用的加速和減速扭矩值來校正所述測量，確定用于產品 分別在機器輸入和輸出處的塑性變形的扭矩的實際值。
8.如權利要求6或7中的任一項所述的用于在平整機中平整呈 帶材或板材形式的扁平產品(10)的方法，其特征在于，通過測量或 者計算，確定在位于所述輸入輥和輸出輥之間的區域中在所述產品中 引起的張力的值，并且，通過利用所述產品內在位于所述輸入輥和輸 出輥之間的所述區域中的張力平衡所需的扭矩值來校正所述測量，從 所確定的在位于所述輸入輥和輸出輥之間的區域中在所述產品中引 起的張力的值對所述輸入和所述輸出推出用于所述產品塑性變形的 扭矩的實際值。
9.如權利要求1所述的用于在平整機中平整呈帶材或板材形式 的扁平產品(10)的方法，在平整機中，所述平整機的輥全部被單獨 和獨立地驅動，所述平整機包括用于每個輥的單獨的疊合裝置(52 )， 理論模型或者預調整設備對平整輥的電機以及產品的塑性變形所需 的電扭矩的值給出至少一個參考速度值，所述方法的特征在于，測量 被傳遞到每個平整輥的扭矩的值，并且確定用于所述產品的塑性變形 的扭矩的實際值，將所確定的值與由預調整模型對相同的輥給出的參 考扭矩值相比較，并且對所述平整輥的疊合調整構件(52 )施加作用， 以將這樣確定的用于所述產品的塑性變形的扭矩的值保持為等于由 所述模型給出的參考值。
10.如權利要求9所述的用于在平整機中平整呈帶材或板材形式 的扁平產品(10)的方法，其特征在于，通過利用在所述平整機的速 度改變期間使用的加速和減速扭矩值來校正所述測量，確定用于所述 產品的塑性變形的扭矩的實際值。
11.如權利要求9或10中任一項所述的用于在平整機中平整呈 帶材或板材形式的扁平產品(10)的方法，其特征在于，通過測量或 者計算，確定在每個輥之間在所述產品中引起的張力，并且，對于每 個輥，通過利用平衡所述產品中在每個輥的上游和下游之間的張力差 所需的扭矩值來校正所述測量，確定用于所述產品塑性變形的扭矩的 實際值.
12. —種用于在平整呈帶材或板材形式的扁平產品(10)的機器 中調整輥(4， 4，)的疊合的調整設備(103)，所述機器包括固定 的支架(1);具有平行的輥(4， 4，)的兩組平整設備，分別位于所 述帶材的上方和下方；用于調整輥的疊合所需的i殳備(3, 3，)；用于 所述平整輥的動力裝置(91， 92);至少測量通過所述電機傳遞到所 述平整輥的扭矩的總體值的裝置；理論模型或者預調整設備，該理論 模型或者預調整設備對平整輥的電機以及所述產品的塑性變形所需 的電扭矩的值給出至少一個參考速度值，所述設備的特征在于，所述 設備包括確定用于所述產品(10)的塑性變形的扭矩的實際值的裝 置；輥速調整電路(105),其允許根據由所述模型給出的參考速度值 而進行伺服控制；以及輥疊合調整電路(104)，其通過調整在由所述 模型給出的產品的塑性變形所需的參考扭矩與在所述輥上進行的測 量之間的差值，作用于所述輥的位置。
13.如權利要求12所述的用于在平整扁平產品(10)的機器中 調整輥(4， 4，)的疊合的調整設備(103)，調整設備(103)由其輥 成組地被獨立驅動的多個部分構成，每個組對應于平整機的所述部分 中的一個，每個部分包括單獨的輥疊合裝置(3， 3，)，所述設備的特 征在于，所述設備包括輥速調整電路(105)，其允許根據由所述模 型給出的參考速度值而進行伺服控制；以及用于每個部分的輥疊合調 整電路(104)，其分別作用于每個部分的輥的位置。
14. 如權利要求12所述的用于在平整扁平產品(10)的機器中 調整輥(4， 4，)的疊合的調整設備(103),所述機器的輥全部被獨 立地驅動，每個輥包括獨立的疊合裝置(52)，所述設備的在于，所 述設備包括輥速調整電路(105),其允許根據由所述模型給出的參 考速度值而進行伺服控制；以及用于每個輥的單獨的疊合調整電路(104)，其分別作用于所述輥的位置。
15. 如權利要求12至14中任一項所述的用于在調整扁平產品 (10)的機器中調整輥U， 4，)的疊合的調整設備(103)，其特征在于，所述設備是比例、積分和微分類型的，并且所述設備包括用于機器的加速信號以及在每個輥的上游和下游之間在產品中引起的張 力的差值的輸入。
全文摘要
本發明涉及用于控制平整機中的平整輥的疊合的方法和設備，該平整機包括兩個平整組，每個平整組承載一系列具有平行的軸線的輥(4，4’)。本發明特別適用于幾乎不需要輥疊合、具有大的厚度和高的硬度的板材狀和帶材狀產品。本方法的特征在于，它由如下步驟構成至少測量通過電機傳遞到平整輥的扭矩的總體值，確定用于平整產品的扭矩的實際值，將所確定的值與預設模型提供的扭矩的參考值相比較，以及作用于調節輥疊合的構件(3，3’)，以將這樣確定的扭矩值保持在參考值(Refc)。本發明的用于實施所述方法的調節輥疊合的設備(103)的特征在于，該設備包括用于調節輥的速度的電路(105)和作用于輥的位置、用于調節所述疊合的電路(104)。
文檔編號B21D1/02GK101312797SQ200680043691
公開日2008年11月26日 申請日期2006年11月15日 優先權日2005年11月22日
發明者伊夫·勒克萊爾, 多米尼克·波拉蒂迪斯 申請人:西門子奧鋼聯冶金技術有限公司