WO2020193099A1 - Vermeidung von wellen beim walzen von metallbändern - Google Patents

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metal strip
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rolling
strip
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Klaus Loehe
Andreas Maierhofer
Martin Kerschensteiner
Daniel Kotzian
Matthias Kurz
Mirko TUNK
Daniel Ott
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Primetals Technologies Germany GmbH
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Primetals Technologies Austria GmbH
Primetals Technologies Germany GmbH
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    • B21B2271/02—Roll gap, screw-down position, draft position
    • B21B2271/025—Tapered roll gap

Definitions

  • the present invention is based on a control method for a roll stand
  • a control device for the roll stand receives measurement data for a side position of the metal strip existing in the roll stand during the rolling of a metal strip in the roll stand, lateral position from a target position determines a pivot value for the roll stand and controls the roll stand accordingly.
  • the present invention is further based on a control program, the control program comprising machine code that can be processed by a control device for a roll stand, the processing of the machine code by the control device causing the control device to carry out such a control method.
  • the present invention is also based on a control device for a roll stand, the control device being programmed with such a control program so that the control device executes such a control method during operation.
  • the present invention is further based on a rolling unit, the rolling unit having a rolling stand in which a metal strip is rolled, the rolling unit having such a control device, the rolling stand being controlled by the control device.
  • the present invention is further based on a rolling road, the rolling train having several rolling stands, the rolling stands being arranged one behind the other as seen in a rolling direction, so that they are traversed by the same section of the metal strip one after the other, where at least one of the Roll stands is designed as such a Walzein unit. State of the art
  • lateral position of the metal strip When rolling a metal strip in a roll stand, the lateral position of the metal strip is an important process variable.
  • the lateral position of the metal strip when rolling the head of the metal strip is important so that the metal strip in a subsequent A direction - for example, the subsequent roll stand or a coil box - enters as centrally as possible. Deviations of the lateral position from a target position can lead to disruptions, in extreme cases to a high-walker.
  • Such waves at least make it more difficult to feed the metal strip to the subsequent device, for example threading the metal strip into a subsequent frame. Furthermore, the waves can lead to a so-called strip doubler (ie a double layer of the metal strip) and thus to a disruption in the operation of the rolling stand. In the worst case, a so-called high boomer can even occur.
  • the cause of the waves in the rolled metal strip can in particular be an asymmetrical inclination of the roll stand which is unsuitable for the actually rolled metal strip.
  • the measurable and known variables are, for example, the strip thickness, the strip width, the temperature, the roll grinding, the roll adjustment and others.
  • the non-measurable and also not otherwise known variables are, for example, a thickness wedge in the still unrolled metal strip or a temperature wedge in the still unrolled metal strip and also a deviation of an actual setting of the roll stand from a target setting.
  • the object of the present invention is to create ways of avoiding waves in the rolled metal strip as far as possible.
  • control method with the features of claim 1.
  • Advantageous refinements of the control method are the subject matter of the dependent claims 2 to 11.
  • a control method of the type mentioned at the outset is designed by
  • control device determines at least one variable from which it can be seen for both strip edges of the metal strip whether the metal strip forms a wave in the area of the respective strip edge
  • control device as soon as the metal strip forms a wave in the area of one of the strip edges, varies at least one of the parameters of the framework controller, so that the framework controller determines the pivot value from the variation of at least one parameter taking into account the changed parameter.
  • control device varies the parameter in such a way that the formation of the shaft is counteracted or an extent to which the wave forms is limited to a predetermined amount.
  • the parameter can be determined as required.
  • the parameter can be a maximum value or a minimum value for the pivot value. It is possible, for example, to set a limit value for the wedge adjustment of the roll stand in the direction at the strip edge of which the wave has occurred. For the other direction, it is possible that the limit value there (if such a limit value is available) is retained unchanged. Alternatively, it is possible to set a common absolute limit value for the wedge adjustment of the roll stand for both pivoting directions.
  • the parameter in such a way that it does not yet have any influence on the swivel value currently output by the scaffolding controller. This can be particularly useful if the sensitivity in detecting a wave is very high, so that even a very small wave can be detected. In this case it may be sufficient to set the limit value - depending on the swivel direction - to a value slightly above or below the current value. As a rule, however, the control device will set the limit value in such a way that the framework controller must reduce the amount of the current pivot value due to the variation of the parameter.
  • the control device preferably maintains the varied parameter until either the control device varies the parameter again due to a renewed formation of a wave in the metal strip or the tensile state of the metal strip changes or the metal strip is completely rolled in the roll stand.
  • the tensile condition determines whether the metal strip is rolled under tension or rolled without tension. If the strip position is recorded on the outlet side and evaluated on a shaft, the the area adjacent to the tape head is rolled tension-free until the tape head runs into a subsequent device, for example, is threaded into the subsequent roll stand. Likewise, in the case of an entry-side detection of the strip position and evaluation on a shaft, the area bordering the strip foot is rolled without tension from the moment at which the strip foot has run out of a preceding device, for example is threaded out of the preceding roll stand. The remaining area of the metal strip can be rolled under tension (this is the rule) or tension-free as required.
  • the control device preferably feeds the varied parameters to a database with assignment to data characteristic of the rolled metal strip, so that the varied parameter is available as the initial value for the parameter when rolling another metal strip with the same or sufficiently similar characteristic data.
  • the parameters of the framework controller are set from the outset in such a way that a wave is avoided or the extent of a wave is limited to a predetermined amount. In particular, this prevents a wave from occurring again when a subsequent metal strip of the same type or at least comparable is rolled.
  • the control device can in particular receive groups of images of the metal strip which show the metal strip as it exits the roll stand and / or when it enters the roll stand, the images of the groups each pointing to one for the respective Group are based on a uniform recording time.
  • the acquisition of such images by cameras and similar optical acquisition devices is, as already stated above, generally known. It is possible that the groups only include a single image in each individual case. Even in this case, an evaluation is very reliable. It is also possible that the groups of images are determined in such a way that they enable a three-dimensional determination of the surface of the metal strip. This improves the evaluation even further.
  • the groups of images can include at least one depth image.
  • depth image has a fixed meaning. It is a two-dimensional image where, in addition to its arrangement of the associated object determined by the arrangement of the image point in the image, distance information is also assigned to each image point so that the associated object is clearly localized in three-dimensional space.
  • the groups of images can include several two-dimensional images. In this case, a stereoscopic image, that is to say a three-dimensional image, can be generated using the multiple images of the respective group.
  • the control device uses the groups of images of the at least one variable that shows for both strip edges of the metal strip whether the metal strip forms a wave in the area of the respective strip edge Metal band determined.
  • An algorithm for determining the waves in the images does not have to be created explicitly as such. Rather, it is possible to use so-called machine learning algorithms as part of a learning phase. For example, neural networks can be trained accordingly.
  • control device In the simplest case it is possible that the control device
  • the extent to which the metal strip forms the wave in the area of the respective strip edge is determined
  • the at least one variable is determined as a respective Boolean variable as a function of the respective comparison.
  • control device makes a simple binary decision as to whether a wave is formed on the one strip edge or on the other strip edge.
  • This variant is relatively easy to implement.
  • an extent is determined quantitatively in each case to which the metal strip forms the wave in the region of the respective strip edge
  • control device can determine the quantified values, for example in the form of I-units, also known as flatness index in German. I units are known and familiar to those skilled in the art.
  • the control method according to the invention is carried out in particular during a period during which the metal strip in front of and / or behind the roll stand - that is, the roll stand on which the stand regulator acts - is in a tension-free state.
  • the object is also achieved by a control program with the features of claim 12.
  • the processing of the machine code by the control device causes the control device to carry out a control method according to the invention.
  • control device having the features of claim 13.
  • the control device is programmed with a control program according to the invention, so that the control device executes a control method according to the invention during operation.
  • the rolling unit has a control device according to the invention as a control device.
  • At least one of the roll stands is designed as a roll unit according to the invention.
  • FIG 2 shows a single roll stand with associated components
  • FIG. 4 shows a roll stand and a metal strip from above
  • FIG. 5 shows a metal strip with a shaft from the side and 6 to 9 flow charts.
  • a rolling train has a plurality of rolling stands 1.
  • the roll stands 1 only the work rolls are shown in FIG. As a rule, however, the roll stands 1 also have at least support rollers, and in some cases additional rollers beyond the support rollers. For example, between the work rolls and the
  • Back-up rolls be arranged between rolls.
  • a metal strip 2 is rolled in the rolling train.
  • the roll stands 1 are controlled by a respective stand controller 3a.
  • the stand controller 3a are part of a respective control device 3b for the respective roll stand 1.
  • the control devices 3b can be coordinated by a higher-level coordination device 3c. But this is not absolutely necessary.
  • the roll stands 1 are arranged one behind the other as seen in a rolling direction x.
  • the roll stands 1 will therefore run through the same section of the metal strip 2 one after the other.
  • the metal strip 2 can for example consist of steel or aluminum.
  • the rolling can be hot rolling, for example, in particular in a multi-stand finishing train of a hot rolling mill.
  • FIG. 2 shows a single roll stand 1.
  • a metal strip 2 is also rolled.
  • the roll stand 1 can be one of the roll stands 1 of the rolling train of FIG. For this reason, a further roll stand 1 of the rolling train is additionally shown in FIG. 2.
  • this further roll stand 1 is only shown in dashed lines, since in the context of FIG. 2 and the further FIG., Only the roll stand 1 shown in solid lines is important. The following statements therefore relate to this roll stand 1.
  • it can be a reversing stand in which the metal strip 2 is rolled in a reversing manner.
  • the roll stand 1 can be the only ge roll stand in which the metal strip 2 is rolled.
  • the roll stand 1 is - as in the case of the roll stands 1 of FIG. 1 - controlled by a control device 3b with a stand controller 3a, with a coordination device 3c being able to be superordinate to the control device 3b.
  • the control devices 3b are each programmed with a control program 4. This is shown in FIG. 1 and FIG. 2 only for one of the control devices 3b.
  • the control program 4 comprises machine code 5 which can be processed by the control device 3b.
  • the processing of the machine code 5 by the control device 3b has the effect that the control device 3b controls the roll stand 1 according to a control method which is explained in more detail below. In this case, an operation is first explained as it also occurs in the prior art, and special features according to the invention are discussed later.
  • the control device 3b receives measurement data M from a detection device 6 - see also a step S1 in FIG.
  • the measurement data M are received during the rolling of the metal strip 2 in the roll stand 1.
  • the measurement data M are characteristic of a lateral position y of the metal strip 2, as shown in FIG.
  • the control device 3b therefore determines the lateral position y of the metal strip 2 from the measurement data M in a step S2.
  • the determination is made from the approach in such a way that the lateral position y of the metal strip 2 of
  • Target position y * is approximated.
  • the stand controller 3a controls the roll stand 1 in a step S4 according to the determined pivot value 5s.
  • the scaffolding controller 3a takes into account when determining the
  • Swivel value 5s not only the deviation of the lateral position y from a target position y *, but also at least one parameter P, usually several parameters P.
  • Parameter P are something other than variables.
  • a variable is a size that changes in each cycle of the stand controller 3a.
  • Typical variables are the setpoint y *, the actual value y and the manipulated variable 5s.
  • Parameters P are values that are generally only specified once for the framework controller 3a and are then kept constant during the entire control process - that is, over a large number of cycles.
  • the parameter P can be a proportional gain or an integration time constant.
  • the parameters P can, for example, by a maximum permissible value for the pivot value 5s or a maximum value for the change in the pivot value Define 5s from cycle to cycle of the stand controller 3a.
  • the maximum permissible value for the swivel value 5s can, if necessary, be set separately for the two swivel directions. As far as explained so far, the mode of operation corresponds to
  • Control device 3b of a normal strip position regulation as it is generally known and is also explained in detail, for example, in EP 3 202 502 A1.
  • the present invention is based on this approach.
  • control device 3b determines in a step S5 at least one variable VI, V2, Ql, Q2, from which it can be seen for both strip edges 7, 8 of the metal strip 2 (see FIG. 4) whether the metal strip 2 is in the area of the respective strip edge 7, 8 forms a shaft 9 (see FIG. 5).
  • the control device 3b uses the at least one variable VI, V2, Ql, Q2 to check whether and, if applicable, on which band edge 7, 8 the metal band 2 forms a wave 9.
  • step S6 If the test of step S6 is negative, that is, no wave 9 is recognized, a step S7 is skipped. If, on the other hand, the test of step S6 is positive, that is, a shaft 9 is recognized, the control device 3b goes to step S7. In step S7, the control device 3b varies at least one of the parameters P of the scaffold controller 3a. From this point in time, ie from the variation of the at least one parameter P, the stand controller 3a determines the swivel value 5s taking into account the varied parameter P.
  • the control device 3b varies the parameter P such that the formation of the shaft 9 is counteracted or an extent h to which the shaft 9 is formed is limited to a predetermined amount.
  • the control device 3b can vary that parameter P which defines the maximum permissible value for the pivot value 5s. In particular, this value can be based on its currently valid
  • the determination of the pivot value 5s takes place in the context of the present invention, taking into account whether the metal strip 2 is in the area of one of its strip edges 7 , 8 forms a shaft 9.
  • the control device 3b maintains the varied parameter P in the further course until a special event occurs, on the basis of which the value of the corresponding parameter P is varied again.
  • a special event consists in the fact that despite the just mentioned variation of the parameter P at one of the strip edges 7, 8, a shaft 9 is again detected.
  • such a special event consists in the fact that, despite the just mentioned variation ation of the parameter P at the same strip edge 7, 8 as before a wave 9 is detected again.
  • Other special events are a change in the rolling process.
  • the control device 3b it is possible for the control device 3b to check in a step S 1 whether the tensile state Z of the metal strip 2 has changed.
  • the tension state Z changes in particular when a transition is made from rolling the metal strip 2 under tension to rolling the metal strip 2 without tension or, conversely, from rolling the metal strip 2 without tension to rolling the metal strip 2 under tension.
  • a change from rolling the metal strip 2 without tension to rolling the metal strip 2 under tension generally occurs in particular when a strip head 11 of the metal strip 2 runs into a downstream device, for example, in a multi-stand rolling mill, it is threaded into the following roll stand 1 .
  • a change from rolling the metal strip 2 under tension to rolling the metal strip 2 without tension when a strip foot of the metal strip runs out of a preceding device, for example is threaded out of the preceding roll stand of a multi-stand rolling mill.
  • control device 3b can check in a step S12 whether the metal strip 2 has been completely rolled in the roll stand 1.
  • the parameters P can be redefined in a step S13.
  • Step S21 is carried out when the control device 3b varies the at least one parameter P.
  • the control device 3b feeds the varied parameter P under assignment to data D characteristic of the rolled metal strip 2 to a database DB (see FIG. 2).
  • the control device 3b checks before the rolling of a respective metal strip 2 in step S22 using characteristic data D for the new metal strip 2 to be rolled whether in the database DB for such a metal strip 2 or a metal strip 2 with sufficiently similar characteristics table data D parameters P are already stored. If such parameters P are stored, the control device 3b can call up these parameters P as initial values from the database DB in step S23. Otherwise, the control device 3b can set standard values for the parameters P in step S24.
  • the measurement data M can be determined as required.
  • the detection device 6 is also designed accordingly.
  • the detection device 6 is preferably designed as a single camera 7 or - see FIG. 4 - as a group of cameras 10.
  • the measurement data M are images B or groups of images B. It is possible that the groups of images B each comprise only a single image B. In this case, the respective image B is related to a respective detection point in time.
  • the detection device 6 can, however, also be designed as a group of cameras 10.
  • the cameras 10 each capture their own image B.
  • the individual cameras 10 each capture their respective image B at a uniform capture time.
  • the images B of the respective group are at a respective uniform capture time based.
  • the control device 3b preferably utilizes the groups of images B not only in the context of step S2, i.e. in the context of determining the lateral position y of the metal strip 2. Rather, the control device 3b preferably utilizes the groups of images B in the context of step S5 for determination the at least one size VI, V2, Ql, Q2, from which it can be seen for both band edges 7, 8 of the metal band 2 whether the metal band 2 in the area of the respective band edge 7, 8 egg ne wave 9 forms.
  • the groups of images B can each comprise more than one image B.
  • the control device 3b can preprocess the images B acquired at a uniform acquisition time in such a way that it determines the three-dimensional surface of the metal strip 2.
  • the control device 3b utilizes the determined three-dimensional surface of the metal strip 2 in step S5.
  • the corresponding image B is a so-called depth image.
  • the control device 3b utilizes the three-dimensional surface of the metal strip 2 in step S5.
  • step S5 ie to determine the at least one variable VI, V2, Ql, Q2, from which it can be seen for both strip edges 7, 8 of metal strip 2 whether the metal strip 2 has a wave in the area of the respective strip edge 7, 8 9, the control device 3b can, as shown in FIG. 8, in a step S31 as part of the evaluation of the respective group of images B for the one strip edge 7, 8 of the metal strip 2, determine the extent of a wave 9 in which the metal strip 2 the shaft 9 is formed in the area of the band edge 7, 8. For example, the control device 3b can determine the height h of the shaft 9.
  • the control device 3b executes an algorithm in the broader sense.
  • the control device 3b can be programmed with a learning algorithm (machine learning algorithm), the learning algorithm in a learning phase beforehand - that is, before the Execution of the control method of FIG. 3 - a large number of groups of images B are specified and, in addition to the respective group of images B, the associated extent, for example the height h of the shaft 9, is communicated so that the control device 3b makes the correct evaluation
  • the control device 3b can also be supplied with Boolean information derived from the extent. During later operation - that is, the execution of the control method of FIG.
  • a step S32 the control device 3b checks whether the determined extent exceeds a predetermined threshold value SW. If this is the case, the control device 3b sets a Boolean variable VI to the value TRUE in a step S33. Otherwise, the control device 3b sets the Boolean variable VI to the value in a step S34
  • control device 3b determines the value of a Boolean variable V2 for the other strip edge 8 in a completely analogous manner.
  • the Boolean variables VI, V2 are at least one variable from which it can be seen whether the metal strip 2 is in the area of the respective Belt edge 7, 8 forms a wave 9.
  • a variable with at least three values could of course also be used.
  • the value +1 could be used for a shaft 9 on one belt edge 7, the value -1 for a shaft 9 on the other belt edge 8 and the value 0 for no shaft 9.
  • step S41 the control device 3b determines a quantified value Ql for the extent determined in step S31.
  • the control device 3b takes over the extent determined in step S31 in step S41.
  • step S41 the control device 3b preferably determines the associated I-unit of the metal strip 2 in the region of the strip edge 7, 8 using the extent determined in step S31 as the quantified value Ql.
  • the control device 3b determines im
  • step S42 a quantified value Q2 for the extent determined in step S35.
  • the quantified values Q1, Q2 represent the at least one variable from which it can be seen whether the metal strip 2 forms a wave 9 in the area of the respective strip edge 7, 8.
  • a uniform variable could of course also be used which, for example, in the case of a positive value, the height h of the shaft 9 on one
  • images B show the metal strip 2 on the outlet side of the roll stand 1 in a stress-free state.
  • a configuration of the Walzge stand 1 as a pure reversing stand this is the case anyway.
  • a configuration of the roll stand 1 as a stock Part of the multi-stand rolling train of FIG. 1 results in the time range in which the strip head 11 of the metal strip 2 has already passed through the rolling stand 1, but has not yet reached the further rolling stand 1 shown in dashed lines. If, for example, coil boxes or similar devices are arranged upstream and downstream of the roll stand 1, this applies in each case up to the point in time at which the strip head 11 reaches the respective coil box. Analogous statements apply to the tape foot.
  • the metal strip 2 is rolled in a reversing manner.
  • the exit side of the roll stand 1 therefore changes with every rolling pass.
  • the term “run-out soap” is therefore not static, but rather dynamically related to the respective rolling pass. The same applies to the term “enema soap”.
  • the present invention has been explained above in connection with a detection of the lateral position y of the roll stand 1 at the end of the line. This is the rule of the present invention. Alternatively or in addition, however, it is also possible to carry out the procedure with regard to the entry side of the roll stand 1.
  • the present invention has many advantages. In particular, by the procedure according to the invention, not only an error in the tape run, but also an error when throwing a shaft 9 can be recognized and corrected.
  • the detection of waves 9 as such in the captured images B can be implemented without any problems.
  • the procedure according to the invention can be used in particular for the automated optimization of the operation when threading the metal strip 2 into a subsequent roll stand 1 or generally when the metal strip 2 enters a subsequent device.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

Eine Steuereinrichtung (3b) für ein Walzgerüst (1) nimmt während des Walzens eines Metallbandes (2) in dem Walzgerüst (1) Messdaten (M) für eine einlaufseitig und/oder auslaufseitig des Walzgerüsts (1) bestehende seitliche Lage (y) des Metallbandes (2) entgegen. Ein Gerüstregler (3a) der Steuereinrichtung (3b) ermittelt unter Berücksichtigung von Parametern (P) des Gerüstreglers (3a) in Abhängigkeit der Abweichung der seitlichen Lage (y) von einer Solllage (y*) einen Schwenkwert (δs) für das Walzgerüst (1) und steuert das Walzgerüst (1) entsprechend an. Die Steuereinrichtung (3b) ermittelt mindestens eine Größe (V1, V2, Q1, Q2), aus der für beide Bandkanten (7, 8) des Metallbandes (2) hervorgeht, ob das Metallband (2) im Bereich der jeweiligen Bandkante (7, 8) eine Welle (9) ausbildet. Sobald das Metallband (2) im Bereich einer der Bandkanten (7, 8) eine Welle (9) ausbildet, variiert die Steuereinrichtung (3b) mindestens einen der Parameter (P) des Gerüstreglers (3a), so dass der Gerüstregler (3a) den Schwenkwert (δs) ab dem Variieren des mindestens einen Parameters (P) unter Berücksichtigung des geänderten Parameters (P) ermittelt.

Description

Beschreibung
Bezeichnung der Erfindung Vermeidung von Wellen beim Walzen von Metallbändern
Gebiet der Technik
Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Steuerverfahren für ein Walzgerüst,
- wobei eine Steuereinrichtung für das Walzgerüst während des Walzens eines Metallbandes in dem Walzgerüst Messdaten für eine einlaufseifig und/oder auslaufseifig des Walzgerüsts bestehende seitliche Lage des Metallbandes entgegennimmt, - wobei ein Gerüstregler der Steuereinrichtung unter Berück sichtigung von Parametern des Gerüstreglers in Abhängigkeit der Abweichung der seitlichen Lage von einer Solllage einen Schwenkwert für das Walzgerüst ermittelt und das Walzgerüst entsprechend ansteuert.
Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einem Steu erprogramm, wobei das Steuerprogramm Maschinencode umfasst, der von einer Steuereinrichtung für ein Walzgerüst abarbeit bar ist, wobei die Abarbeitung des Maschinencodes durch die Steuereinrichtung bewirkt, dass die Steuereinrichtung ein derartiges Steuerverfahren ausführt.
Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einer Steu ereinrichtung für ein Walzgerüst, wobei die Steuereinrichtung mit einem derartigen Steuerprogramm programmiert ist, so dass die Steuereinrichtung im Betrieb ein derartiges Steuerverfah ren ausführt.
Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einer Walz- einheit, wobei die Walzeinheit ein Walzgerüst aufweist, in dem ein Metallband gewalzt wird, wobei die Walzeinheit eine derartige Steuereinrichtung aufweist, wobei das Walzgerüst von der Steuereinrichtung gesteuert wird. Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einer Walz straße, wobei die Walzstraße mehrere Walzgerüste aufweist, wobei die Walzgerüste in einer Walzrichtung gesehen hinterei- nander angeordnet sind, so dass sie von dem gleichen Ab schnitt des Metallbandes nacheinander durchlaufen werden, wo bei mindestens eines der Walzgerüste als derartige Walzein heit ausgebildet ist. Stand der Technik
Beim Walzen eines Metallbandes in einem Walzgerüst ist die seitliche Lage des Metallbandes eine wichtige Prozessgröße. Mit dem Begriff „seitliche Lage des Metallbandes'' kann - dies gilt nicht nur im Stand der Technik, sondern auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung - die durchschnittliche seitliche Lage (= Querposition) des Metallbandes in einer eingerüstig- ten oder mehrgerüstigen Walzstraße gemeint sein. Es ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung jedoch ebenso möglich, mit diesem Begriff die Querposition eines längeren oder kürzeren Abschnitts des Metallbandes zu bezeichnen, im Extremfall die Querposition eines bestimmten Bandpunktes, insbesondere des Bandkopfes oder des Bandfußes. Insbesondere ist die seitliche Lage des Metallbandes beim Walzen des Kopfes des Metallbandes von Bedeutung, damit das Metallband in eine nachfolgende Ein richtung - beispielsweise das nachfolgende Walzgerüst oder eine Coilbox - möglichst mittig einläuft. Abweichungen der seitlichen Lage von einer Solllage können zu Störungen füh ren, im Extremfall zu einem Hochgeher.
Zur Vermeidung derartiger Störungen ist bekannt, die seitli che Lage des Metallbandes zu erfassen und die Walzen des Walzgerüsts entsprechend zu verschwenken, um die seitliche Lage des Metallbandes entsprechend einzustellen und nachzu- führen. Rein beispielhaft kann auf die EP 3 202 502 Al ver wiesen werden. Beim Walzen eines Metallbandes kann es aber auch zur Ausbil dung einer Welle in dem gewalzten Metallband kommen. In man chen Fällen geschieht dies trotz des Versuchs, die seitliche Lage des Metallbandes der Solllage anzunähern, in anderen Fällen gerade wegen des Versuchs, die seitliche Lage des Me tallbandes der Solllage anzunähern. Die Welle kann - je nach Lage des Einzelfalls - im Bereich der der Antriebseite des Walzgerüsts zugewandten Bandkante des Metallbandes oder im Bereich der der Bedienseite des Walzgerüsts zugewandten Band- kante des Metallbandes auftreten. Derartige Wellen erschweren zumindest das Zuführen des Metallbandes zur nachfolgenden Einrichtung, beispielsweise das Einfädeln des Metallbandes in einem nachfolgenden Gerüst. Weiterhin können die Wellen zu einem sogenannten Banddoppler (d.h. einer doppelten Lage des Metallbandes) und damit zu einer Störung im Betrieb des Walz gerüsts führen. Im schlimmsten Fall kann sogar ein sogenann ter Hochgeher auftreten. Ursache der Wellen in dem gewalzten Metallband kann insbesondere eine für das konkret gewalzte Metallband ungeeignete asymmetrische Anstellung des Walzge- rüsts sein.
Ob und gegebenenfalls in welchem Ausmaß derartige Wellen auf treten, kann im aktuellen Stand der Technik anhand von Anla gen-, Betriebs- und Messdaten nicht vorab bestimmt werden. Der Grund hierfür ist, dass neben messbaren und bekannten
Größen auch andere, nicht messbare und auch nicht anderweitig bekannte Größen einen bedeutenden Einfluss haben. Die messba ren und bekannten Größen sind beispielsweise die Banddicke, die Bandbreite, die Temperatur, der Walzenschliff, die Wal- zenanstellung und andere mehr. Die nicht messbaren und auch nicht anderweitig bekannten Größen sind beispielsweise ein - bezogen auf dieses Walzgerüst - im noch ungewalzten Metall band vorhandener Dickenkeil oder im noch ungewalzten Metall band vorhandener Temperaturkeil und auch eine Abweichung ei- ner tatsächlichen Einstellung des Walzgerüsts von einer Sol leinstellung . Im Stand der Technik ist bekannt, mittels einer entsprechen den Kameraeinrichtung auslaufseitig des Walzgerüsts Bilder des gewalzten Metallbandes zu erfassen und die Bilder auszu werten. Im Stand der Technik erfolgt die Auswertung jedoch lediglich zur Erfassung und Ermittlung der Lage der Bandkan ten oder allgemein der seitlichen Lage des Metallbandes, ins besondere zur Ermittlung eines Bandsäbels. Rein beispielhaft kann auf die bereits genannte EP 3 202 502 Al verwiesen wer den. Auch die WO 2006/063 948 Al zeigt dies. Gleiches gilt für die WO 2016/198 246 Al.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Mög- lichkeiten zu schaffen, Wellen in dem gewalzten Metallband nach Möglichkeit zu vermeiden.
Die Aufgabe wird durch ein Steuerverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Steuerverfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 11.
Erfindungsgemäß wird ein Steuerverfahren der eingangs genann ten Art dadurch ausgestaltet,
- dass die Steuereinrichtung mindestens eine Größe ermittelt, aus der für beide Bandkanten des Metallbandes hervorgeht, ob das Metallband im Bereich der jeweiligen Bandkante eine Welle ausbildet, und
- dass die Steuereinrichtung, sobald das Metallband im Be- reich einer der Bandkanten eine Welle ausbildet, mindestens einen der Parameter des Gerüstreglers variiert, so dass der Gerüstregler den Schwenkwert ab dem Variieren des mindes tens einen Parameters unter Berücksichtigung des geänderten Parameters ermittelt.
Insbesondere variiert die Steuereinrichtung den Parameter derart, dass der Ausbildung der Welle entgegengewirkt wird oder ein Ausmaß, in dem die Welle sich ausbildet, auf ein vorbestimmtes Maß begrenzt wird.
Der Parameter kann nach Bedarf bestimmt sein. Insbesondere kann es sich bei dem Parameter um einen Maximalwert oder ei nen Minimalwert für den Schwenkwert handeln. Es ist bei spielsweise möglich, einen Grenzwert für die Keilanstellung des Walzgerüsts in derjenigen Richtung festzulegen, an deren Bandkante die Welle aufgetreten ist. Für die andere Richtung ist es möglich, dass der dortige Grenzwert (sofern ein derar tiger Grenzwert vorhanden ist) unverändert beibehalten wird. Alternativ ist es möglich, für beide Schwenkrichtungen einen gemeinsamen absoluten Grenzwert für die Keilanstellung des Walzgerüsts festzulegen.
Es ist im Einzelfall möglich, den Parameter so zu bestimmen, dass er noch keinen Einfluss auf den momentan vom Gerüstreg ler ausgegebenen Schwenkwert hat. Dies kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn die Sensitivität bei der Erkennung einer Welle sehr hoch ist, so dass bereits eine sehr kleine Welle erkannt werden kann. In diesem Fall kann es unter Umständen ausreichen, den Grenzwert - je nach Schwenkrichtung auf einen Wert geringfügig oberhalb bzw. unterhalb des aktuellen Wertes festzulegen. In der Regel wird die Steuereinrichtung den Grenzwert aber derart festlegen, dass der Gerüstregler den aktuellen Schwenkwert aufgrund des Variierens des Parameters betragsmäßig reduzieren muss.
Vorzugsweise behält die Steuereinrichtung den variierten Pa- rameter bei, bis entweder die Steuereinrichtung den Parameter aufgrund einer erneuten Ausbildung einer Welle in dem Metall band erneut variiert oder sich der Zugzustand des Metallban des ändert oder das Metallband vollständig in dem Walzgerüst gewalzt ist.
Der Zugzustand legt fest, ob das Metallband unter Zug gewalzt wird oder zugfrei gewalzt wird. Bei einer auslaufseitigen Er fassung der Bandlage und Auswertung auf eine Welle wird der an den Bandkopf angrenzende Bereich zugfrei gewalzt, bis der Bandkopf in eine nachfolgende Einrichtung einläuft, bei spielsweise in das nachfolgende Walzgerüst eingefädelt wird. Ebenso wird im Falle einer einlaufseitigen Erfassung der Bandlage und Auswertung auf eine Welle der an den Bandfuß an grenzende Bereich ab dem Moment zugfrei gewalzt, zu dem der Bandfuß aus einer vorausgehenden Einrichtung ausgelaufen ist, beispielsweise aus dem vorausgehenden Walzgerüst ausgefädelt wird. Der verbleibende Bereich des Metallbandes kann nach Be- darf unter Zug (dies stellt den Regelfall dar) oder zugfrei gewalzt werden.
Vorzugsweise führt die Steuereinrichtung den variierten Para meter unter Zuordnung zu für das gewalzte Metallband charak- teristischen Daten einer Datenbank zu, so dass der variierte Parameter beim Walzen eines weiteren Metallbandes mit densel ben oder hinreichend ähnlichen charakteristischen Daten als Anfangswert für den Parameter zur Verfügung steht. Dadurch kann erreicht werden, dass beim Walzen eines weiteren Metall- bandes mit denselben oder hinreichend ähnlichen charakteris tischen Daten die Parameter des Gerüstreglers von vornherein derart eingestellt werden, dass eine Welle vermieden wird bzw. das Ausmaß einer Welle auf ein vorbestimmtes Maß be grenzt wird. Insbesondere wird dadurch also vermieden, dass beim Walzen eines nachfolgenden gleichartigen oder zumindest vergleichbaren Metallbandes erneut eine Welle auftritt.
Als Messdaten für die seitliche Lage des Metallbandes kann die Steuereinrichtung insbesondere Gruppen von Bildern des Metallbandes entgegennehmen, die das Metallband beim Auslau fen aus dem Walzgerüst und/oder beim Einlaufen in das Walzge rüst zeigen, wobei die Bilder der Gruppen jeweils auf einen für die jeweilige Gruppe einheitlichen Erfassungszeitpunkt bezogen sind. Die Erfassung derartiger Bilder durch Kameras und ähnliche optische Erfassungseinrichtungen ist, wie oben stehend bereits ausgeführt, allgemein bekannt. Es ist möglich, dass die Gruppen im Einzelfall jeweils nur ein einzelnes Bild umfassen. Bereits in diesem Fall ist eine Auswertung sehr zuverlässig möglich. Weiterhin ist es mög lich, dass die Gruppen von Bildern derart bestimmt sind, dass sie eine dreidimensionale Bestimmung der Oberfläche des Me tallbandes ermöglichen. Dadurch wird die Auswertung noch wei ter verbessert.
Beispielsweise können die Gruppen von Bildern mindestens ein Tiefenbild umfassen. Der Begriff „Tiefenbild'' hat eine feste Bedeutung. Es handelt sich um ein zweidimensionales Bild, wo bei jedem Bildpunkt zusätzlich zu seiner durch die Anordnung des Bildpunktes in dem Bild bestimmten Anordnung des zugehö rigen Objekts auch eine Entfernungsinformation zugeordnet ist, so dass das zugehörige Objekt im dreidimensionalen Raum eindeutig lokalisiert ist. In der Regel alternativ, prinzipi ell aber auch zusätzlich ist es möglich, dass die Gruppen von Bildern mehrere zweidimensionale Bilder umfassen. In diesem Fall kann anhand der mehreren Bilder der jeweiligen Gruppe ein stereoskopisches Bild, also ein räumliches Bild, gene riert werden.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Steuerver fahrens ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung die min- destens eine Größe, aus der für beide Bandkanten des Metall bandes hervorgeht, ob das Metallband im Bereich der jeweili gen Bandkante eine Welle ausbildet, anhand der Gruppen von Bildern des Metallbandes ermittelt. Ein Algorithmus zur Ermittlung der Wellen in den Bildern muss als solcher nicht explizit erstellt werden. Vielmehr ist es möglich, im Rahmen einer Lernphase sogenannte Machine Learn- ing Algorithmen anzuwenden. Beispielsweise können neuronale Netze entsprechend trainiert werden. Rein beispielhaft kann in diesem Zusammenhang auf den Fachaufsatz „Object Detection with Deep Learning: A Review" von Zhong-Qiu Zhao et al., ver öffentlicht in Journal of Latex Class Files, Vol. 14, No. 8, März 2017, verwiesen werden. Es sind aber ohne weiteres auch andere Vorgehensweisen möglich.
Im einfachsten Fall ist es möglich, dass die Steuereinrich- tung
- anhand der jeweiligen Gruppe von Bildern jeweils ein Ausmaß ermittelt, in dem das Metallband im Bereich der jeweiligen Bandkante die Welle ausbildet,
- das jeweils ermittelte Ausmaß mit einem Schwellenwert ver- gleicht und
- die mindestens eine Größe in Abhängigkeit von dem jeweili gen Vergleich als jeweilige Boolesche Variable ermittelt.
In diesem Fall trifft die Steuereinrichtung also eine einfa- che binäre Entscheidung, ob sich an der einen Bandkante oder an der anderen Bandkante eine Welle ausbildet. Diese Variante ist relativ einfach zu realisieren.
Besser ist es jedoch, wenn die Steuereinrichtung
- anhand der jeweiligen Gruppe von Bildern quantitativ je weils ein Ausmaß ermittelt, in dem das Metallband im Be reich der jeweiligen Bandkante die Welle ausbildet, und
- als mindestens eine Größe die quantifizierten Werte verwer tet .
In diesem Fall steht also nicht nur eine binäre Aussage, son dern eine quantifizierte Aussage über die Ausbildung einer Welle zur Verfügung. Die quantifizierten Werte kann die Steu ereinrichtung beispielsweise in Form von I-Einheiten (engl. I-units, im Deutschen auch als Ebenheitsindex bekannt) ermit teln. I-Einheiten sind dem Fachmann bekannt und vertraut.
Das erfindungsgemäße Steuerverfahren wird insbesondere wäh rend eines Zeitraums ausgeführt, während dessen das Metall- band sich vor und/oder hinter dem Walzgerüst - also demjeni gen Walzgerüst, auf den der Gerüstregler wirkt - in einem spannungsfreien Zustand befindet. Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Steuerprogramm mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Erfindungsgemäß bewirkt die Abarbeitung des Maschinencodes durch die Steuereinrich tung, dass die Steuereinrichtung ein erfindungsgemäßes Steu- erverfahren ausführt.
Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Steuereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Erfindungsgemäß ist die Steuereinrichtung mit einem erfindungsgemäßen Steuerpro- gramm programmiert, so dass die Steuereinrichtung im Betrieb ein erfindungsgemäßes Steuerverfahren ausführt.
Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Walzeinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Erfindungsgemäß weist die Walzeinheit als Steuereinrichtung eine erfindungsgemäße Steu ereinrichtung auf.
Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Walzstraße mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. Erfindungsgemäß ist min- destens eines der Walzgerüste als erfindungsgemäße Walzein heit ausgebildet.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusam menhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbei spiele, die in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen in schematischer Darstellung:
FIG 1 eine mehrgerüstige Walzstraße,
FIG 2 ein einzelnes Walzgerüst mit zugeordneten Kom ponenten,
FIG 3 ein Ablaufdiagramm,
FIG 4 ein Walzgerüst und ein Metallband von oben, FIG 5 ein Metallband mit einer Welle von der Seite und FIG 6 bis 9 Ablaufdiagramme .
Beschreibung der Ausführungsformen Gemäß FIG 1 weist eine Walzstraße mehrere Walzgerüste 1 auf. Von den Walzgerüsten 1 sind in FIG 1 nur die Arbeitswalzen dargestellt. In der Regel weisen die Walzgerüste 1 jedoch zu sätzlich zumindest auch Stützwalzen auf, in manchen Fällen auch über die Stützwalzen hinaus zusätzlich weitere Walzen. Beispielsweise können zwischen den Arbeitswalzen und den
Stützwalzen Zwischenwalzen angeordnet sein. In der Walzstraße wird ein Metallband 2 gewalzt. Die Walzgerüste 1 werden von einem jeweiligen Gerüstregler 3a gesteuert. Die Gerüstregler 3a sind Bestandteil einer jeweiligen Steuereinrichtung 3b für das jeweilige Walzgerüst 1. Die Steuereinrichtungen 3b können von einer übergeordneten Koordinationseinrichtung 3c koordi niert werden. Dies ist aber nicht zwingend erforderlich.
Die Walzgerüste 1 sind in einer Walzrichtung x gesehen hin- tereinander angeordnet. Die Walzgerüste 1 werden daher von dem gleichen Abschnitt des Metallbandes 2 nacheinander durch laufen. Das Metallband 2 kann beispielsweise aus Stahl oder Aluminium bestehen. Das Walzen kann beispielsweise ein Warm walzen sein, insbesondere in einer mehrgerüstigen Fertigstra- ße eines Warmwalzwerks.
FIG 2 zeigt ein einzelnes Walzgerüst 1. In dem Walzgerüst von FIG 2 wird ebenfalls ein Metallband 2 gewalzt. Es kann sich bei dem Walzgerüst 1 um eines der Walzgerüste 1 der Walzstra- ße von FIG 1 handeln. Aus diesem Grund ist in FIG 2 zusätz lich ein weiteres Walzgerüst 1 der Walzstraße eingezeichnet. Dieses weitere Walzgerüst 1 ist jedoch nur gestrichelt darge stellt, da es im Rahmen von FIG 2 und den weiteren FIG nur auf das in durchgezogenen Linien dargestellte Walzgerüst 1 ankommt. Auf dieses Walzgerüst 1 beziehen sich somit die nachstehenden Ausführungen. Alternativ kann es sich um ein Reversiergerüst handeln, in dem das Metallband 2 reversierend gewalzt wird. In diesem Fall kann das Walzgerüst 1 das einzi- ge Walzgerüst sein, in dem das Metallband 2 gewalzt wird. Das Walzgerüst 1 wird - ebenso wie bei den Walzgerüsten 1 von FIG 1 - von einer Steuereinrichtung 3b mit einem Gerüstregler 3a gesteuert, wobei der Steuereinrichtung 3b eine Koordinations- einrichtung 3c übergeordnet sein kann.
Die Steuereinrichtungen 3b sind jeweils mit einem Steuerpro gramm 4 programmiert. Dargestellt ist dies in FIG 1 und FIG 2 nur für eine der Steuereinrichtungen 3b. Das Steuerprogramm 4 umfasst Maschinencode 5, der von der Steuereinrichtung 3b ab arbeitbar ist. Die Abarbeitung des Maschinencodes 5 durch die Steuereinrichtung 3b bewirkt, dass die Steuereinrichtung 3b das Walzgerüst 1 gemäß einem Steuerverfahren steuert, das nachstehend näher erläutert wird. Hierbei wird zunächst ein Betrieb erläutert, wie er auch im Stand der Technik erfolgt, und später auf erfindungsgemäße Besonderheiten eingegangen.
Die Steuereinrichtung 3b nimmt von einer Erfassungseinrich tung 6 - siehe auch einen Schritt S1 in FIG 3 - Messdaten M entgegen. Das Entgegennehmen der Messdaten M erfolgt während des Walzens des Metallbandes 2 in dem Walzgerüst 1. Die Mess daten M sind für eine entsprechend der Darstellung in FIG 4 für eine auslaufseifig des Walzgerüsts 1 bestehende seitliche Lage y des Metallbandes 2 charakteristisch. Die Steuerein- richtung 3b ermittelt daher in einem Schritt S2 aus den Mess daten M die seitliche Lage y des Metallbandes 2. Sie ermit telt in Abhängigkeit der Abweichung der seitlichen Lage y von einer Solllage y* in einem Schritt S3 einen Schwenkwert 5s für das Walzgerüst 1. Die Ermittlung erfolgt vom Ansatz her derart, dass die seitliche Lage y des Metallbandes 2 der
Solllage y* angenähert wird. Der Gerüstregler 3a steuert in einem Schritt S4 das Walzgerüst 1 entsprechend dem ermittel ten Schwenkwert 5s an. Der Gerüstregler 3a berücksichtigt bei der Ermittlung des
Schwenkwerts 5s nicht nur die Abweichung der seitlichen Lage y von einer Solllage y*, sondern zusätzlich auch mindestens einen Parameter P, meist mehrere Parameter P. Parameter P sind etwas anderes als Variable. Eine Variable ist eine Grö ße, die sich in jedem Zyklus des Gerüstreglers 3a ändert. Ty pische Variablen sind der Sollwert y*, der Istwert y und die Stellgröße 5s. Parameter P hingegen sind Werte, die dem Ge- rüstregier 3a in der Regel nur einmalig vorgegeben werden und sodann während des gesamten Regelvorgangs - also über eine Vielzahl von Zyklen - konstant beibehalten werden. Der Para meter P kann beispielsweise bei einem konventionellen PI- Regler eine Proportionalverstärkung sein oder eine Integrati- onszeitkonstante . Im Rahmen eines Gerüstreglers 3a, wie er im vorliegenden Fall verwendet wird und beispielsweise aus der bereits genannten EP 3 202 502 Al bekannt ist, können die Pa rameter P beispielsweise um einen maximal zulässigen Wert für den Schwenkwert 5s oder einen Maximalwert für die Änderung des Schwenkwertes 5s von Zyklus zu Zyklus des Gerüstreglers 3a festlegen. Der maximal zulässige Wert für den Schwenkwert 5s kann gegebenenfalls separat für die beiden Schwenkrichtun gen festgelegt werden. Soweit bisher erläutert, entspricht die Arbeitsweise der
Steuereinrichtung 3b einer normalen Bandlageregelung, wie sie allgemein bekannt ist und auch ausführlich beispielsweise in der EP 3 202 502 Al erläutert wird. Auf dieser Vorgehensweise baut die vorliegende Erfindung auf.
Denn erfindungsgemäß ermittelt die Steuereinrichtung 3b in einem Schritt S5 mindestens eine Größe VI, V2 , Ql, Q2 , aus der für beide Bandkanten 7, 8 des Metallbandes 2 (siehe FIG 4) hervorgeht, ob das Metallband 2 im Bereich der jeweiligen Bandkante 7, 8 eine Welle 9 (siehe FIG 5) ausbildet. In einem Schritt S6 prüft die Steuereinrichtung 3b anhand der mindes tens einen Größe VI, V2 , Ql, Q2 , ob und gegebenenfalls an welcher Bandkante 7, 8 das Metallband 2 eine Welle 9 ausbil det .
Wenn die Prüfung des Schrittes S6 negativ verläuft, also kei ne Welle 9 erkannt wird, wird ein Schritt S7 übersprungen. Wenn die Prüfung des Schrittes S6 hingegen positiv verläuft, also eine Welle 9 erkannt wird, geht die Steuereinrichtung 3b zum Schritt S7 über. Im Schritt S7 variiert die Steuerein richtung 3b mindestens einen der Parameter P des Gerüstreg lers 3a. Ab diesem Zeitpunkt, also ab dem Variieren des min- destens einen Parameters P, ermittelt der Gerüstregler 3a den Schwenkwert 5s unter Berücksichtigung des variierten Parame ters P.
Die Steuereinrichtung 3b variiert den Parameter P derart, dass der Ausbildung der Welle 9 entgegengewirkt wird oder ein Ausmaß h, in dem die Welle 9 sich ausbildet, auf ein vorbe stimmtes Maß begrenzt wird. Insbesondere kann die Steuerein richtung 3b denjenigen Parameter P variieren, der den maximal zulässigen Wert für den Schwenkwert 5s festlegt. Insbesondere kann dieser Wert, ausgehend von seinem momentan gültigen
Wert, betragsmäßig reduziert werden. Das Variieren kann al ternativ für beide Schwenkrichtungen oder nur für diejenige Schwenkrichtung, welche für die aufgetretene Welle 9 verant wortlich ist, durchgeführt werden.
Im Gegensatz zur Vorgehensweise des Standes der Technik, bei welcher die Welle 9 nicht automatisch berücksichtigt wird, erfolgt die Ermittlung des Schwenkwert 5s im Rahmen der vor liegenden Erfindung somit unter Berücksichtigung des Um- Stands, ob das Metallband 2 im Bereich einer seiner Bandkan ten 7, 8 eine Welle 9 ausbildet.
Den variierten Parameter P behält die Steuereinrichtung 3b im weiteren Verlauf bei, bis ein spezielles Ereignis eintritt, aufgrund dessen der Wert des entsprechenden Parameters P er neut variiert wird. In dem Fall, dass der Parameter P für beide Schwenkrichtungen betragsmäßig reduziert wird, besteht ein derartiges spezielles Ereignis darin, dass trotz der soeben erwähnten Variierung des Parameters P an einer der Bandkanten 7, 8 erneut eine Welle 9 detektiert wird. In dem
Fall, dass der Parameter P nur für die jeweilige Schwenkrich tung betragsmäßig reduziert wird, besteht ein derartiges spe zielles Ereignis darin, dass trotz der soeben erwähnten Vari- ierung des Parameters P an derselben Bandkante 7, 8 wie zuvor erneut eine Welle 9 detektiert wird. Weitere spezielle Ereig nisse sind eine Änderung des Walzprozesses. Insbesondere ist es entsprechend der Darstellung in FIG 6 möglich, dass die Steuereinrichtung 3b in einem Schritt Sil prüft, ob sich der Zugzustand Z des Metallbandes 2 geändert hat. Der Zugzustand Z ändert sich insbesondere dann, wenn von einem Walzen des Metallbandes 2 unter Zug zu einem Walzen des Metallbandes 2 ohne Zug übergegangen wird oder umgekehrt von einem Walzen des Metallbandes 2 ohne Zug zu einem Walzen des Metallbandes 2 unter Zug übergegangen wird. Ein Wechsel von einem Walzen des Metallbandes 2 ohne Zug zu einem Walzen des Metallbandes 2 unter Zug liegt in der Regel insbesondere vor, wenn ein Bandkopf 11 des Metallbandes 2 in eine nachfolgende Einrichtung einläuft, beispielsweise bei einer mehrgerüstigen Walzstraße in das nachfolgende Walzgerüst 1 eingefädelt wird. Umgekehrt liegt ein Wechsel von einem Walzen des Metallbandes 2 unter Zug zu einem Walzen des Metallbandes 2 ohne Zug vor, wenn ein Bandfuß des Metallbandes aus einer vorausgehenden Einrichtung ausläuft, beispielsweise aus dem vorausgehenden Walzgerüst einer mehrgerüstigen Walzstraße ausgefädelt wird.
Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinrichtung 3b in einem Schritt S12 prüfen, ob das Metallband 2 vollständig in dem Walzgerüst 1 gewalzt ist. In diesem Fall können die Para meter P in einem Schritt S13 neu festgelegt werden.
Es ist möglich, die Parameter P stets auf dieselben Werte festzulegen. Vorzugsweise ist die Vorgehensweise von FIG 6 entsprechend der Darstellung von FIG 7 jedoch durch Schritte S21 bis S24 ergänzt.
Der Schritt S21 wird ausgeführt, wenn die Steuereinrichtung 3b den mindestens einen Parameter P variiert. In diesem Fall führt die Steuereinrichtung 3b den variierten Parameter P un ter Zuordnung zu für das gewalzte Metallband 2 charakteristi schen Daten D einer Datenbank DB (siehe FIG 2) zu. Dadurch ist es möglich, dass die Steuereinrichtung 3b vor dem Walzen eines jeweiligen Metallbandes 2 im Schritt S22 anhand charak teristischer Daten D für das neu zu walzende Metallband 2 prüft, ob in der Datenbank DB für ein derartiges Metallband 2 oder ein Metallband 2 mit hinreichend ähnlichen charakteris tischen Daten D bereits Parameter P hinterlegt sind. Wenn derartige Parameter P hinterlegt sind, kann die Steuerein richtung 3b im Schritt S23 diese Parameter P als Anfangswerte aus der Datenbank DB abrufen. Anderenfalls kann die Steuer- einrichtung 3b im Schritt S24 Standardwerte für die Parameter P ansetzen.
Die Messdaten M können nach Bedarf bestimmt sein. Dem ent sprechend ist auch die Erfassungseinrichtung 6 ausgebildet. Vorzugsweise ist die Erfassungseinrichtung 6 als einzelne Ka mera 7 oder - siehe FIG 4 - als Gruppe von Kameras 10 ausge bildet sein. In diesem Fall sind die Messdaten M Bilder B oder Gruppen von Bildern B. Es ist möglich, dass die Gruppen von Bildern B jeweils nur ein einziges Bild B umfassen. In diesem Fall ist das jeweili ge Bild B auf einen jeweiligen Erfas sungs Zeitpunkt bezogen. Wie bereits erwähnt, kann die Erfassungseinrichtung 6 jedoch auch als Gruppe von Kameras 10 ausgebildet sein. In diesem Fall erfassen die Kameras 10 jeweils ein eigenes Bild B. In diesem Fall erfassen die einzelnen Kameras 10 jeweils zu ei nem einheitlichen Erfas sungs Zeitpunkt ihr jeweiliges Bild B. In diesem Fall sind also die Bilder B der jeweiligen Gruppe auf einen jeweiligen einheitlichen Erfassungszeitpunkt bezo- gen.
Vorzugsweise verwertet die Steuereinrichtung 3b die Gruppen von Bildern B nicht nur im Rahmen des Schrittes S2, also im Rahmen der Ermittlung der seitlichen Lage y des Metallbandes 2. Vielmehr verwertet die Steuereinrichtung 3b vorzugsweise die Gruppen von Bildern B auch im Rahmen des Schrittes S5 zur Ermittlung der mindestens einen Größe VI, V2 , Ql, Q2 , aus der für beide Bandkanten 7, 8 des Metallbandes 2 hervorgeht, ob das Metallband 2 im Bereich der jeweiligen Bandkante 7, 8 ei ne Welle 9 ausbildet.
Wie bereits erwähnt, können die Gruppen von Bildern B jeweils mehr als ein Bild B umfassen. Beispielsweise können entspre chend der Darstellung in FIG 4 mehrere Kameras 10 vorhanden sein, die jeweils ein eigenes Bild B erfassen. In diesem Fall kann die Steuereinrichtung 3b die zu einem einheitlichen Er fassungszeitpunkt erfassten Bilder B dahingehend vorverarbei- ten, dass sie die dreidimensionale Oberfläche des Metallban des 2 ermittelt. In diesem Fall verwertet die Steuereinrich tung 3b im Schritt S5 die ermittelte dreidimensionale Ober fläche des Metallbandes 2. Ebenso ist es auch möglich, dass pro Gruppe von Bildern B zwar nur ein einzelnes Bild B er- fasst wird, jedoch bereits das einzelne Bild B die erforder liche dreidimensionale Information enthält. In diesem Fall handelt es sich bei dem entsprechenden Bild B um ein soge nanntes Tiefenbild. Auch in diesem Fall verwertet die Steuer einrichtung 3b im Schritt S5 die dreidimensionale Oberfläche des Metallbandes 2.
Zur Implementierung des Schrittes S5, also zur Ermittlung der mindestens einen Größe VI, V2 , Ql, Q2 , aus der für beide Bandkanten 7, 8 des Metallbandes 2 hervorgeht, ob das Metall- band 2 im Bereich der jeweiligen Bandkante 7, 8 eine Welle 9 ausbildet, kann die Steuereinrichtung 3b entsprechend der Darstellung in FIG 8 in einem Schritt S31 im Rahmen der Aus wertung der jeweiligen Gruppe von Bildern B für die eine Bandkante 7, 8 des Metallbandes 2 ein Ausmaß einer Welle 9 ermitteln, in dem das Metallband 2 im Bereich der Bandkante 7, 8 die Welle 9 ausbildet. Beispielsweise kann die Steuer einrichtung 3b die Höhe h der Welle 9 ermitteln.
Zum Ermitteln des Ausmaßes der Welle 9 führt die Steuerein- richtung 3b einen Algorithmus im weiteren Sinne aus . Bei spielsweise kann die Steuereinrichtung 3b mit einem Lernalgo rithmus (machine learning algorithm) programmiert sein, wobei dem Lernalgorithmus in einer Lernphase vorab - also vor der Ausführung des Steuerverfahrens von FIG 3 - eine Vielzahl von Gruppen von Bildern B vorgegeben werden und zusätzlich zur jeweiligen Gruppe von Bildern B auch das zugehörige Ausmaß, beispielsweise die Höhe h der Welle 9, mitgeteilt wird, so dass die Steuereinrichtung 3b die richtige Auswertung „ler nen" konnte. Alternativ zum Ausmaß kann der Steuereinrichtung 3b auch eine aus dem Ausmaß abgeleitete Boolesche Information zugeführt werden. Im Rahmen des späteren Betriebs - also der Ausführung des Steuerverfahrens von FIG 3 - wird dem Lernal- gorithmus nur noch die jeweilige Gruppe von Bildern B vorge geben, und die Steuereinrichtung 3b bestimmt mittels des Ler nalgorithmus das zugehörige Ausmaß oder die daraus abgeleite te Boolesche Information. Alternativ oder zusätzlich können der Steuereinrichtung 3b im Rahmen des Lernvorgangs auch an- dere Informationen zugeführt werden, beispielsweise Steuer eingriffe von Bedienpersonen beim Walzen des Metallbandes 2. Ein Beispiel eines geeigneten Lernalgorithmus ist ein neuro nales Netz, insbesondere ein DNN = deep neural network = tie fes neuronales Netzwerk. Der Aufbau und die Art und Weise des Trainierens eines derartigen neuronalen Netzwerks sind bei spielsweise in dem eingangs erwähnten Fachaufsatz von Zhong- Qiu Zhao erläutert .
In einem Schritt S32 prüft die Steuereinrichtung 3b, ob das ermittelte Ausmaß einen vorbestimmten Schwellenwert SW über steigt. Wenn dies der Fall ist, setzt die Steuereinrichtung 3b in einem Schritt S33 eine Boolesche Variable VI auf den Wert WAHR. Anderenfalls setzt die Steuereinrichtung 3b in ei nem Schritt S34 die Boolesche Variable VI auf den Wert
FALSCH.
In Schritten S35 bis S38 ermittelt die Steuereinrichtung 3b in völlig analoger Weise für die andere Bandkante 8 den Wert einer Booleschen Variable V2.
Im Rahmen der Vorgehensweise gemäß FIG 8 sind also die Boole schen Variablen VI, V2 die mindestens eine Größe, aus der hervorgeht, ob das Metallband 2 im Bereich der jeweiligen Bandkante 7, 8 eine Welle 9 ausbildet. Anstelle der beiden Booleschen Variablen VI, V2 könnte natürlich auch eine Vari able mit mindestens drei Werten verwendet werden. Beispiels weise könnte der Wert +1 für eine Welle 9 an der einen Band- kante 7, der Wert -1 für eine Welle 9 an der anderen Bandkan te 8 und der Wert 0 für keine Welle 9 verwendet werden.
Die Vorgehensweise von FIG 9 ist ähnlich zur Vorgehensweise von FIG 8. Die Schritte S32 bis S34 sowie S36 bis S38 können jedoch entfallen. Stattdessen sind Schritte S41 und S42 vor handen. Im Schritt S41 ermittelt die Steuereinrichtung 3b ei nen quantifizierten Wert Ql für das im Schritt S31 ermittelte Ausmaß. Im einfachsten Fall übernimmt die Steuereinrichtung 3b im Schritt S41 das im Schritt S31 ermittelte Ausmaß. Vor- zugsweise ermittelt die Steuereinrichtung 3b im Schritt S41 jedoch anhand des im Schritt S31 ermittelten Ausmaßes als quantifizierten Wert Ql die zugehörige I-Einheit des Metall bandes 2 im Bereich der Bandkante 7, 8. In analoger Weise ermittelt die Steuereinrichtung 3b im
Schritt S42 einen quantifizierten Wert Q2 für das im Schritt S35 ermittelte Ausmaß.
Im Falle der Ausgestaltung gemäß FIG 9 stellen also die quan- tifizierten Werte Ql, Q2 die mindestens eine Größe dar, aus der hervorgeht, ob das Metallband 2 im Bereich der jeweiligen Bandkante 7, 8 eine Welle 9 ausbildet. Anstelle der beiden quantifizierten Werte Ql, Q2 könnte natürlich auch eine ein heitliche Variable verwendet werden, die beispielsweise bei einem positiven Wert die Höhe h der Welle 9 an der einen
Bandkante 7 und bei einem negativen Wert die Höhe h der Welle 9 an der anderen Bandkante 8 angibt.
Entsprechend der Darstellung in FIG 4 zeigen die Bilder B das Metallband 2 auslaufseitig des Walzgerüsts 1 in einem span nungsfreien Zustand. Im Falle einer Ausgestaltung des Walzge rüsts 1 als reines Reversiergerüst ist dies sowieso der Fall. Im Falle einer Ausgestaltung des Walzgerüsts 1 als Bestand- teil der mehrgerüstigen Walzstraße von FIG 1 ergibt sich das für den Zeitbereich, in dem der Bandkopf 11 des Metallbandes 2 zwar das Walzgerüst 1 bereits durchlaufen hat, das gestri chelt eingezeichnete weitere Walzgerüst 1 aber noch nicht er- reicht hat. Falls dem Walzgerüst 1 beispielsweise Coilboxen oder ähnliche Einrichtungen vor- und nachgeordnet sind, gilt dies jeweils bis zu dem Zeitpunkt, zu dem der Bandkopf 11 die jeweilige Coilbox erreicht. Für den Bandfuß gelten analoge Ausführungen .
Bei einem Reversiergerüst wird das Metallband 2 reversierend gewalzt. Die Auslaufseite des Walzgerüsts 1 wechselt daher bei jedem Walzstich. Der Begriff „Auslaufseife” ist bei einem Reversiergerüst daher nicht statisch, sondern dynamisch auf den jeweiligen Walzstich bezogen. Gleiches gilt für den Be griff „Einlaufseife” .
Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend in Verbindung mit einer Erfassung der seitlichen Lage y auslaufseifig des Walz- gerüsts 1 erläutert. Dies stellt den Regelfall der vorliegen den Erfindung dar. Alternativ oder zusätzlich ist es aber ebenso möglich, die Vorgehensweise bezüglich der Einlaufseite des Walzgerüsts 1 durchzuführen. Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. Insbeson dere ist durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise nicht nur ein Fehler im Bandlauf, sondern auch ein Fehler beim Werfen einer Welle 9 erkennbar und korrigierbar. Die Erkennung von Wellen 9 als solche in den erfassten Bildern B ist problemlos realisierbar. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise ist insbe sondere zur automatisierten Optimierung des Betriebs beim Einfädeln des Metallbandes 2 in ein nachfolgendes Walzgerüst 1 bzw. allgemein beim Einlaufen des Metallbandes 2 in eine nachfolgende Einrichtung einsetzbar. Weiterhin ist die erfor- derliche Hardware zur Erfassung und Verwertung der Bilder B meist sowieso vorhanden, so dass nur die Kosten für die zuge hörige Software anfallen. Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausfüh rungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge schränkt und andere Varianten können vom Fachmann hieraus ab- geleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu ver lassen.
Bezugszeichenliste
1 Walzgerüste
2 Metallband
3 Steuereinrichtung
3a Gerüstregler
3b Automatisierungseinrichtung
4 Steuerprogramm
5 Maschinencode
6 Erfassungseinrichtung
7, 8 Bandkanten
9 Wellen
10 Kameras
11 Bandkopf
B Bilder
D Daten
DB Datenbank
h Höhe
M Messdaten
P Parameter
Ql, Q2 quantifizierte Werte
S1 bis S42 Schritte
SW Schwellenwert
VI, V2 Boolesche Variable
x Walzrichtung
y seitliche Lage
y* Solllage
z Zugzustand
5s Schwenkwert

Claims

Ansprüche
1. Steuerverfahren für ein Walzgerüst (1),
- wobei eine Steuereinrichtung (3b) für das Walzgerüst (1) während des Walzens eines Metallbandes (2) in dem Walzge rüst (1) Messdaten (M) für eine einlaufseifig und/oder aus laufseitig des Walzgerüsts (1) bestehende seitliche Lage (y) des Metallbandes (2) entgegennimmt,
- wobei ein Gerüstregler (3a) der Steuereinrichtung (3b) un- ter Berücksichtigung von Parametern (P) des Gerüstreglers
(3a) in Abhängigkeit der Abweichung der seitlichen Lage (y) von einer Solllage (y*) einen Schwenkwert (5s) für das Walzgerüst (1) ermittelt und das Walzgerüst (1) entspre chend ansteuert,
- wobei die Steuereinrichtung (3b) mindestens eine Größe (VI,
V2 , Ql, Q2 ) ermittelt, aus der für beide Bandkanten (7, 8) des Metallbandes (2) hervorgeht, ob das Metallband (2) im
Bereich der jeweiligen Bandkante (7, 8) eine Welle (9) aus bildet, und
- wobei die Steuereinrichtung (3b), sobald das Metallband (2) im Bereich einer der Bandkanten (7, 8) eine Welle (9) aus bildet, mindestens einen der Parameter (P) des Gerüstreg lers (3a) variiert, so dass der Gerüstregler (3a) den Schwenkwert (5s) ab dem Variieren des mindestens einen Pa- rameters (P) unter Berücksichtigung des geänderten Parame ters (P) ermittelt.
2. Steuerverfahren nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die Steuereinrichtung (3b) den Parameter (P) derart va riiert, dass der Ausbildung der Welle (9) entgegengewirkt wird oder ein Ausmaß (h) , in dem die Welle (9) sich ausbil det, auf ein vorbestimmtes Maß begrenzt wird.
3. Steuerverfahren nach Anspruch 1 oder 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die Steuereinrichtung (3b) den variierten Parameter (P) beibehält, bis entweder die Steuereinrichtung (3b) den Para- meter (P) aufgrund einer erneuten Ausbildung einer Welle (9) in dem Metallband (2) erneut variiert oder sich der Zugzu stand (Z) des Metallbandes (2) ändert oder das Metallband (2) vollständig in dem Walzgerüst (1) gewalzt ist.
4. Steuerverfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die Steuereinrichtung (3b) den variierten Parameter (P) unter Zuordnung zu für das gewalzte Metallband (2) charakte- ristischen Daten (D) einer Datenbank (DB) zuführt, so dass der variierte Parameter (P) beim Walzen eines weiteren Me tallbandes (2) mit denselben oder hinreichend ähnlichen cha rakteristischen Daten (D) als Anfangswert für den Parameter (P) zur Verfügung steht.
5. Steuerverfahren nach einem der obigen Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die Steuereinrichtung (3b) als Messdaten (M) für die seitliche Lage (y) des Metallbandes (2) Gruppen von Bildern (B) des Metallbandes (2) entgegennimmt, die das Metallband
(2) beim Auslaufen aus dem Walzgerüst (1) und/oder beim Ein laufen in das Walzgerüst (1) zeigen, wobei die Bilder (B) der Gruppen jeweils auf einen für die jeweilige Gruppe einheitli chen Erfassungszeitpunkt bezogen sind.
6. Steuerverfahren nach Anspruch 5,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die Gruppen von Bildern (B) derart bestimmt sind, dass sie eine dreidimensionale Bestimmung der Oberfläche des Me- tallbandes (2) ermöglichen.
7. Steuerverfahren nach Anspruch 5 oder 6,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die Steuereinrichtung (3b) die mindestens eine Größe (VI, V2 , Ql, Q2 ) , aus der für beide Bandkanten (7, 8) des Me tallbandes (2) hervorgeht, ob das Metallband (2) im Bereich der jeweiligen Bandkante (7, 8) eine Welle (9) ausbildet, an- hand der Gruppen von Bildern (B) des Metallbandes (2) ermit telt .
8. Steuerverfahren nach Anspruch 7,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die Steuereinrichtung (3b)
- anhand der jeweiligen Gruppe von Bildern (B) jeweils ein Ausmaß ermittelt, in dem das Metallband (2) im Bereich der jeweiligen Bandkante (7, 8) die Welle (9) ausbildet, - das jeweils ermittelte Ausmaß mit einem Schwellenwert (SW) vergleicht und
- die mindestens eine Größe (VI, V2 ) in Abhängigkeit von dem jeweiligen Vergleich als jeweilige Boolesche Variable (VI, V2 ) ermittelt.
9. Steuerverfahren nach Anspruch 7,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die Steuereinrichtung (3b)
- anhand der jeweiligen Gruppe von Bildern (B) quantitativ jeweils ein Ausmaß ermittelt, in dem das Metallband (2) im
Bereich der jeweiligen Bandkante (7, 8) die Welle (9) aus bildet, und
- als mindestens eine Größe (Ql, Q2 ) die quantifizierten Wer te (Ql, Q2 ) verwertet.
10. Steuerverfahren nach Anspruch 9,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die Steuereinrichtung (3b) die quantifizierten Werte (Ql, Q2 ) in I-Einheiten ermittelt.
11. Steuerverfahren nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass das Metallband (2) sich während der Ausführung des Steu erverfahrens vor und/oder hinter dem Walzgerüst (1) in einem spannungsfreien Zustand befindet.
12. Steuerprogramm, wobei das Steuerprogramm Maschinencode (5) umfasst, der von einer Steuereinrichtung (3b) für ein Walzgerüst (1) abarbeitbar ist, wobei die Abarbeitung des Ma schinencodes (5) durch die Steuereinrichtung (3b) bewirkt, dass die Steuereinrichtung (3b) ein Steuerverfahren nach ei nem der obigen Ansprüche ausführt.
13. Steuereinrichtung für ein Walzgerüst (1), wobei die Steu ereinrichtung mit einem Steuerprogramm (4) nach Anspruch 12 programmiert ist, so dass die Steuereinrichtung im Betrieb ein Steuerverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 aus- führt.
14. Walzeinheit, wobei die Walzeinheit ein Walzgerüst (1) aufweist, in dem ein Metallband (2) gewalzt wird, wobei die Walzeinheit eine Steuereinrichtung (3b) nach Anspruch 13 auf- weist, wobei das Walzgerüst (1) von der Steuereinrichtung (3b) gesteuert wird.
15. Walzstraße, wobei die Walzstraße mehrere Walzgerüste (1) aufweist, wobei die Walzgerüste (1) in einer Walzrichtung (x) gesehen hintereinander angeordnet sind, so dass sie von dem gleichen Abschnitt des Metallbandes (2) nacheinander durch laufen werden, wobei mindestens eines der Walzgerüste (1) als Walzeinheit gemäß Anspruch 14 ausgebildet ist.
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