PL234217B1

PL234217B1 - Urządzenie do prostowania naciągowego blachy

Info

Publication number: PL234217B1
Application number: PL424377A
Authority: PL
Inventors: Sebastian Świerczyński; Roman KUZIAK; Roman Kuziak
Original assignee: Ekoinstal Holding Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia Spolka Komandytowa
Priority date: 2018-01-26
Filing date: 2018-01-26
Publication date: 2020-01-31
Also published as: PL424377A1

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest urządzenie do prostowania naciągowego blachy obejmujący ustawione linowo: rozwijarkę (41), rolkową prostownicę wstępną (42), dół pętlowy (43), prostownicę naciągową (44) oraz korzystnie gilotynę (45) i układacz (46) charakteryzujące się tym, że zawiera: moduł do pomiaru płaskości i grubości blachy umieszczony przed prostownicą naciągową (44), przy czym moduł wyposażony jest w co najmniej trzy czujniki laserowy połączone ze sobą ruchomym ramieniem pozycjonera; oraz moduł pomiaru naprężeń blachy, umieszczony w układzie prostownicy naciągowej (44), przy czym moduł wyposażony jest w co najmniej dwa czujniki naprężeń.

Description

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy urządzenia do prostowania naciągowego blachy i należy do dziedziny obróbki mechanicznej metalowych blach.

Z polskiego opisu patentowego nr PL201321 B1 znany jest sposób i urządzenie do regulacji w czasie rzeczywistym prostownicy, przeznaczonej do prostowania taśm metalowych, zgodnie, z którym, po pocięciu prostowanej taśmy na płyty, mierzy się krzywiznę tej prostowanej płyty na wejściu do prostownicy, poza strefą podparcia, koryguje się ten pomiar tak, aby wyeliminować wpływ ciężaru własnego prostowanej płyty oraz koryguje się, w miarę potrzeby, docisk rolek usytuowanych na wyjściu tej prostownicy dla otrzymania płyty o wymaganej krzywiźnie.

Linia do profilowania blach na pokrycia dachowe ujawniona w polskim zgłoszeniu patentowym nr P393675 A1 składa się z urządzenia do odwijania blachy, zespołu walców do profilowania blachy, sprzężonych ze sobą za pomocą przekładni łańcuchowej napędzanej motoreduktorem i gilotyny do odcinania blachy. Linia ta, charakteryzuje się tym, że pomiędzy urządzeniem do odwijania blachy, a zespołem walców do profilowania blachy znajduje się stół operacyjny, na którym od strony urządzenia do odwijania blachy znajduje się zespół walców podających blachę, za którymi znajduje się pierwsze urządzenie odcinające blachę, zaś na końcu stołu operacyjnego znajduje się drugie urządzenie odcinające blachę, ponadto nad stołem operacyjnym znajduje się co najmniej jeden czujnik optyczny z polem rozpoznawania szerokość blachy, który w kierunku posuwu jest umieszczony za pierwszym urządzeniem odcinającym blachę i który połączony jest z jednostką regulacyjną analizującą dane z co najmniej jednego czujnika optycznego i wyznacza moment zatrzymania motoreduktora, przy czym zespół walców podających blachę sprzężony jest mechanicznie z zespołem walców do profilowania blachy za pośrednictwem przekładni łańcuchowej.

Przy cięciu arkuszy blachy znanymi ze stanu techniki urządzeniami, często występują - uszkodzenia głowicy tnącej poprzez uderzenie odkształconego detalu, czas cięcia jest wydłużony, zachodzi konieczność prostowania detali przed następną operacją ze względu na zbyt duże naprężenia wewnętrzne materiału powodujące zgięcia, następuje także pogorszenie krawędzi cięcia czasami powodujące odstępstwa od wymagań odpowiednich norm, co powoduje, iż zachodzi konieczność zezłomowania wyciętych detali, mają także miejsce problemy podczas spawania detali w szczególności, gdy proces jest zautomatyzowany.

Celem wynalazku było opracowanie w ten sposób zmodyfikowanego urządzenia prostowania naciągowego blachy, w którego wyniku otrzymuje się arkusze pociętej blachy o idealnej płaskości oraz o jednorodnym i symetrycznym rozkładzie naprężeń po obu stronach blachy, a elementy wykrawane z większych arkuszy stali po cięciu termicznym lub cięciu mechanicznym lub cięciu wodą zachowują dalej idealną płaskość.

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do prostowania naciągowego blachy obejmujący ustawione linowo: rozwijarkę, rolkową prostownicę wstępna, dół pętlowy, prostownicę naciągową oraz korzystnie gilotynę i układacz charakteryzujący się tym, że zawiera:

moduł do pomiaru płaskości i grubości blachy umieszczony przed prostownicą naciągową, przy czym moduł wyposażony jest w co najmniej trzy czujniki połączone ze sobą ruchomym ramieniem pozycjonera; oraz zawiera moduł pomiaru naprężeń blachy, umieszczony na prostownicy naciągowej, przy czym moduł wyposażony jest w co najmniej dwa czujniki naprężeń.

Urządzenie do prostowania naciągowego według wynalazku odznacza się tym, że moduł do pomiaru płaskości i grubości blachy wyposażony jest w siedem czujników. Korzystnie, gdy czujniki umieszczone są na pręcie gwintowanym, przy czym przynajmniej dwa skrajne czujniki są umieszczone na pręcie przy pomocy gwintowanego mocowania czujnika, a pręt gwintowany napędzany jest silnikiem krokowym.

Urządzenie do prostowania naciągowego według wynalazku odznacza się tym, że czujniki stabilizowane są prętem stabilizującym.

Urządzenie do prostowania naciągowego według wynalazku odznacza się tym, że moduł do pomiaru płaskości i grubości blachy wyposażony jest dodatkowo w czujnik odległości do pomiaru grubości blachy, przy czym czujnik ten umieszczony jest po przeciwnej stronie niż czujniki znajdujące się na pręcie gwintowanym. Korzystnie, gdy czujniki podłączone są do przetwornika analogowo-cyfrowego, który z kolei podłączony jest do komputera wyposażonego w oprogramowanie do akwizycji i przetwarzania danych, które to oprogramowanie jest podłączone do sterownika linii prostowania blachy.

PL 234 217 B1

W innej postaci wykonania urządzenie do prostowania naciągowego według wynalazku odznacza się tym, że czujnik naprężeń zawiera element krańcowy mechaniczny i/lub układ pozycjonowania dolnego czujnika. Korzystnie, gdy czujniki naprężeń układu do prostowania naciągowego umieszczone są na wózkach przesuwanych po prowadnicach. Równie korzystnie jest, gdy w rozwiązaniu według wynalazku, moduł pomiaru naprężeń blachy zawiera wózki przesuwające się po prowadnicach liniowych.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładach wykonania nieograniczających jego zakresu oraz na rysunku, na którym: fig. 1 ilustruje schemat ideowy urządzenia do prostowania naciągowego blachy; fig. 2 ilustruje widok z boku na moduł do pomiaru płaskości i grubości blachy; fig. 3 ilustruje widok z boku na moduł do pomiaru płaskości i grubości blachy przystosowany do rozwijania blachy o mniejszej szerokości; fig. 4 ilustruje szczegóły budowy koła pomiarowego w module do pomiaru płaskości i grubości blachy; fig. 5 ilustruje szczegóły budowy czujnika w module do pomiaru płaskości i grubości blachy; fig. 6 ilustruje szczegóły budowy mocowania pręta czujnika w module do pomiaru płaskości i grubości blachy, w tym umiejscowienie silnika krokowego oraz wskazuje na usytuowanie gwintowanego mocowania czujnika; fig. 7 ilustruje widok z boku na moduł do pomiaru naprężeń; fig. 8 ilustruje szczegóły budowy górnego czujnika naprężenia; fig. 9 ilustruje szczegóły budowy dolnego czujnika naprężenia; fig. 10 ilustruje szczegóły budowy napędu podnoszenia oraz napędu poprzecznego czujników.

W przykładzie wykonania, urządzenie do prostowania naciągowego blachy według wynalazku zilustrowany na fig. 1 obejmuje linię technologiczną złożoną z kilku elementów połączonych liniowo, w tym: rozwijarki 41 do przytrzymywania kręgu stali oraz odpowiedzialną za rozwijanie kręgu, rolkowej prostownicy wstępnej 42 do wstępnego prostowania blachy, dołu pętlowego 43 do kompensacji długości, prostownicy naciągowej 44 do wyprostowania blachy poprzez nadanie odpowiedniego naciągu, gilotyny 45 do ucięcia blachy na pożądany wymiar oraz układacza 46 do pakietowania pociętych blach. W przykładzie wykonania za rolkową prostownicą wstępną 42 znajduje się moduł do pomiaru płaskości i grubości blachy 19. Dla znawcy w dziedzinie prostowania stali jest oczywiste, że moduł do pomiaru płaskości i grubości blachy 19 mógłby być umieszczony w innym miejscu przed prostownicą naciągową 44, to jest na przykład pomiędzy dołem pętlowym 43 a prostownicą naciągową 44. Moduł do pomiaru płaskości i grubości blachy 19 umożliwia możliwie dokładny pomiar falistości przed operacją prostowania naciągowego wstępnie wyprostowanego arkusza blachy, a uzyskane pomiary wykorzystuje się do wprowadzania wartości wydłużenia niezbędnego do wyeliminowania falistości, korekta będzie konieczna w momencie, gdy rozkład naprężeń w arkuszu blachy po prostowaniu nie jest korzystny. Uzyskana wartość parametru korekty stosuje się prostownicy naciągowej 44 do kolejnych arkuszy prostowanych z tego samego kręgu blachy. Urządzenie z przykładu wykonania wyposażone jest w blok łożyskujący 6 składający się z dwóch łożysk kulkowych mających za zadanie utrzymanie w osi zamontowany pręt gwintowany 1 tak aby posuw czujników laserowych 5 odbywał się bez zakłóceń.

Jak pokazano na fig. 2, moduł do pomiaru płaskości i grubości blachy 31 jest umieszczony nad rozwijaną blachą i obejmuje siedem czujników laserowych 5 umieszczonych na pręcie gwintowanym 1 przy pomocy mocowania czujnika 3, 4. Dla znawcy w dziedzinie prostowania stali jest oczywiste, że liczba czujników laserowych 5 może być inna. Czujniki laserowe 5 mogą być dodatkowo stabilizowane prętem stabilizującym 11. Zasada działania modułu 19 polega na tym, że koło pomiarowe 9 (por. fig. 4) enkodera obrotowego 7 jest sprzęgnięte z jedną z rolek napędzanych 8 rolkowej prostownicy wstępnej 42 blachy w taki sposób, że impulsy generowane na jego wyjściu pojawiają się dokładnie co 1 mm posuwu blachy. Impulsy te wprowadzone są bezpośrednio na wejście taktujące próbkowanie przetwornika analogowo cyfrowego. Na wejścia analogowe tego przetwornika wprowadzone są sygnały od 4 do 20 mA ze wszystkich siedmiu czujników laserowych. Dane z przetwornika pobierane są w czasie rzeczywistym przez oprogramowanie zainstalowane na serwerze. Oprogramowanie to zapisuje wszystkie wyniki pomiarów w lokalnej bazie danych, z której udostępniane są one stacji terminalowej w celu ich dokładniejszej analizy. Schemat ideowy działania modułu 19 pokazano na fig. 7. Jednocześnie na podstawie zarejestrowanych danych, dla pojedynczego odcinka 6 metrów blachy dla każdego z siedmiu czujników laserowych 5 wyliczane są amplitudy i okresy fal. Drgania blachy, spowodowane jej przesuwaniem są dużo większej częstotliwości, niż falowanie spowodowane faktyczną krzywizną blachy, dlatego też są odfiltrowywane prostym filtrem dolnoprzepustowym. Dzięki dolnemu czujnikowi laserowemu 12 jest możliwy równoczesny pomiar odchyłek grubości blachy. Dla wszystkich siedmiu par wyznaczonych parametrów (płaskość i grubość) wybierana jest wartość z największą amplitudą. Parametry te są przekazywane do sterownika, który na ich podstawie zwiększa odpowiednio wielkość naciągu arkusza, w celu wyeliminowania krzywizny powierzchni.

PL 234 217 B1

W celu dostosowania pozycji czujników do szerokości blachy zastosowano pręt gwintowany 1, napędzany silnikiem krokowym 10. Nałożone na niego są mocowania czujników 3, 4. Dwa skrajne mocowania 4 posiadają otwory gwintowane, jeden z prawym, a drugi z lewym gwintem. Dzięki temu obracająca się śruba powoduje przybliżanie się do siebie skrajnych czujników. Ramiona pozycjonera 2, które łączą wszystkie mocowania zapewniają to, że odległość pomiędzy czujnikami będzie taka sama. Środkowy czujnik nie zmienia pozycji i zawsze znajduje się nad czujnikiem dolnym.

Urządzenie do prostowania naciągowego blachy z przykładu wykonania wyposażone jest także w moduł do pomiaru naprężeń blachy 20, który zawiera czujniki pomiaru naprężeń 21. Na fig. 8 uwidoczniono czujnik górny wyposażony w element krańcowy mechaniczny 22 oraz mechaniczną blokadę pozycji 24. Na fig. 9 natomiast uwidoczniono czujnik dolny 25, który wyposażony również w element krańcowy mechaniczny 22, mechaniczną blokadę pozycji 24 oraz dodatkowo zawiera układ pozycjonowania dolnego czujnika 26. Obydwa czujniki naprężenia 25 umieszczone na wózkach 23 przesuwających się po prowadnicach wózka poprzecznego 31 nad arkuszem blachy oraz poniżej arkusza blachy, przy czym czujniki napędzane są przez napęd poprzeczny czujników 28. Prowadnice są umieszczone na wózkach liniowych 34, które poruszają się po prowadnicach liniowych 33 i są napędzane łańcuchowym mechanizmem podnoszenia belki poprzecznej 29 wprawianym w ruch przez napęd podnoszenia 27 wyposażonym w przeniesienie napędu belki poprzecznej 30, śruba trapezowa napędu poprzecznego 32. Moduł do pomiaru naprężeń blachy 20 wyposażony jest także w urządzenie pomiarowe 35.

Pomiar naprężenia prowadzony jest w kierunku prostopadłym do kierunku prostowania blachy z wykorzystaniem polowego efektu Barkhausena w minimum 7 punktach za pomocą ruchomej głowicy, po obu stronach lub po jednej stronie blachy. Prawidłowy przebieg procesu prostowania charakteryzuje się uzyskaniem jednorodnego rozkładu oraz pełnej symetrii stanu naprężeń dla składowej równoległej do kierunku prostowania po obu stronach blachy.

P r z y k ł a d 2

W innym przykładzie wykonania urządzenie do prostowania naciągowego blachy na fig. 3 przedstawiono inne ułożenie siedmiu czujników laserowych 5 modułu do pomiaru płaskości i grubości blachy 19, gdzie czujniki laserowe 5 umieszczone są bliżej środka wstęgi prostowanej blachy. Takie położenie czujników wykorzystuje się w przypadku prostowania blachy z kręgów o mniejszej szerokości.

Lista oznaczeń:

1	—	pręt gwintowany
2	—	ramię pozycjonera
3	—	mocowanie czujnika
4	—	mocowanie czujnika gwintowane
5	—	czujnik laserowy
6	—	blok łożyskujący
7	—	enkoder obrotowy
8	—	rolka napędzana
9	—	koło pomiarowe
10	—	silnik krokowy
11	—	pręt stabilizujący
12	—	czujnik grubości
19	—	moduł do pomiaru płaskości i grubości blachy
20	—	moduł pomiaru naprężeń blachy
21	—	czujnik pomiaru naprężeń
22	—	element krańcowy mechaniczny
23	—	wózek
24	—	mechaniczna blokada pozycji
25	—	wózek poprzeczny
26	—	układ pozycjonowania dolnego czujnika
27	—	napęd podnoszenia
28	—	napęd poprzeczny czujników
29	—	łańcuchowy mechanizm podnoszenia belki poprzecznej
30	—	przeniesienie napędu belki poprzecznej
31	—	prowadnica wózka poprzecznego
32	—	śruba trapezowa napędu poprzecznego

PL 234 217 B1

- prowadnica liniowa

- wózek liniowy

- urządzenie pomiarowe

- rozwijarka

- rolkowa prostownica wstępna

- dół pętlowy

- prostownica naciągowa

- gilotyna

- układacz

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie do prostowania naciągowego blachy obejmujący ustawione linowo: rozwijarkę (41), rolkową prostownicę wstępną (42), dół pętlowy (43), prostownicę naciągową (44) oraz korzystnie gilotynę (45) i układacz (46), znamienne tym, że zawiera:

moduł do pomiaru płaskości i grubości blachy (19) umieszczony przed prostownicą naciągową (44), przy czym moduł (19) wyposażony jest w co najmniej trzy czujniki laserowy (5) połączone ze sobą ruchomym ramieniem pozycjonera (2); oraz moduł pomiaru naprężeń blachy (20), umieszczony w układzie prostownicy naciągowej (44), przy czym moduł (20) wyposażony jest w co najmniej dwa czujniki naprężeń (21).
2. Urządzenie do prostowania naciągowego blachy według zastrz. 1, znamienne tym, że moduł do pomiaru płaskości i grubości blachy (19) wyposażony jest w siedem czujników laserowych (5).
3. Urządzenie do prostowania naciągowego blachy według zastrz. 1 lub 2, znamienne tym, że czujniki laserowe (5) umieszczone są na pręcie gwintowanym (1), przy czym przynajmniej dwa skrajne czujniki laserowe (5) są umieszczone na pręcie przy pomocy gwintowanego mocowania czujnika (4), a pręt gwintowany (1) napędzany jest silnikiem krokowym (10).
4. Urządzenie do prostowania naciągowego blachy według zastrz. od 1 do 3, znamienne tym, że czujniki laserowe (5) stabilizowane są prętem stabilizującym (11).
5. Urządzenie do prostowania naciągowego blachy według zastrz. od 1 do 4 , znamienne tym, że moduł do pomiaru płaskości i grubości blachy (19) wyposażony jest dodatkowo w czujnik laserowy do pomiaru grubości (12), przy czym czujnik (12) ten umieszczony jest po przeciwnej stronie niż czujniki laserowe (5) znajdujące się na pręcie gwintowanym (1).
6. Urządzenie do prostowania naciągowego blachy według zastrz. od 1 do 6, znamienne tym, że czujniki laserowe (5, 12) podłączone są do przetwornika analogowo-cyfrowego, który z kolei podłączony jest do komputera wyposażonego w oprogramowanie do akwizycji i przetwarzania danych, które to oprogramowanie jest podłączone do sterownika linii prostowania blachy.
7. Urządzenie do pomiaru naprężeń według zastrz. 1, znamienne tym, że czujniki naprężeń (21) zawiera element krańcowy mechaniczny (22).
8. Urządzenie do pomiaru naprężeń według zastrz. 1, znamienne tym, że czujniki naprężeń (21) zawiera układ pozycjonowania dolnego czujnika (26).
9. Urządzenie do pomiaru naprężeń według zastrz. 1 i 7-8, znamienne tym, że czujniki naprężeń (21) umieszczone są na wózkach (25) przesuwanych po prowadnicach (31).
10. Urządzenie do pomiaru naprężeń według zastrz. 1, znamienne tym, że moduł pomiaru naprężeń blachy (20) zawiera wózki (23) przesuwające się po prowadnicach liniowych (33).
11. Urządzenie do prostowania naciągowego blachy według zastrz. 1 oraz 7-10, znamienne tym, że czujniki (21) podłączone są do układu sterowania, który z kolei podłączony jest do komputera wyposażonego w oprogramowanie do akwizycji i przetwarzania danych, które to oprogramowanie jest podłączone do sterownika linii prostowania blachy.

PL 234 217 Β1

Rysunki

Fig. 1

Fig. 2

PL 234 217 Β1

Fig. 5

Fig. 4

PL 234 217 Β1

Fig. 7

PL 234 217 Β1

Fig. ΙΟ