切割帶材等的裝置和其中確定和/或校準切割縫隙的方法

2023-05-23 18:24:31 4

專利名稱：切割帶材等的裝置和其中確定和/或校準切割縫隙的方法
切割帶材等的裝置 和其中確定和/或校準切割縫隙的方法本發明涉及一種用於切割或切斷帶材、板材等等的裝置，特別是 用於切割或切斷金屬帶、金屬板等等的裝置，以及一種在切割裝置中 用於確定或校準切割縫隙的方法。帶材或板材的切割或切斷尤其是指 金屬帶或板的(縱邊的)切邊。因此這種切割裝置設計成具有至少兩 個旋轉的圓盤刀片的剪邊機。通常，切邊裝置在相應的帶材兩側分別 具有至少一個切邊頭或切邊剪。金屬帶或金屬板通常要在邊緣部位進 行切割且因此進行修邊，以便達到所規定的恆定的帶寬或板寬，並且 去除可能的帶或板稜邊損傷。金屬帶的切邊常常在帶加工線上連貫地 用設置在帶兩側的切邊頭進行。切邊頭或切邊剪具有成對圓盤刀片， 並可沿帶寬方向移動，以調整帶寬，為了減少切割毛刺和延長刀片壽 命，可以調整圓形刀片對的切割縫隙和切邊頭的第一刀片與第二刀片 或者說上刀片與下刀片的刀片重合度。這裡存在這樣的需要，即，在 帶稜邊處產生儘可能小的切口飛邊。切口飛邊主要取決於切割縫隙。 在本發明範圍內，切割縫隙是指在帶材平面內刀片之間的距離，因此 通常是水平的切割縫隙或者沿軸向的切割縫隙。垂直重合度對質量或 切口飛邊的大小只有很有限的影響。因此，在帶材製造或加工過程中， 精確調整切割縫隙或確定切割縫隙具有特別重要的作用。但是本發明 不僅僅包括剪邊機，而且還包括其他切割裝置，例如橫向剪斷機。由實踐原則上已知，切割縫隙通過測量來確定。在這方面已知的 實施形式中， 一個刀片水平固定設置，而另一個刀片可水平調整。可 調整刀片的位置例如藉助於編碼器測量。為了校準，將刀片往一起移 近，直至使刀片正好接觸。儲存編碼器的這個位置值，並作為確定切 割縫隙的零位。然後將一個刀片移動到希望的切割縫隙值。這種已知 方法的缺點是，切割縫隙的校準部分地手工進行，並且判定什麼時候刀片正好接觸，要受到一定的主觀性影響。此外，校準過程耗時比較 長。其次，不是直接在切割縫隙內進行測量，而是由於設計原因與此 離開一定的距離。特別是如果機器在開始生產時具有較低的溫度，而 在生產期間發熱，這便會產生問題。因為整個機器經受熱膨脹，這又 對確定切割縫隙有影響。因此實際上需要在機器發熱期間多次重新校 準。如果不這樣做，所生產的帶材便具有極其不同的帶邊質量。一本 發明便是用在這裡。本發明的目的是，創造一種用於切割或切斷帶材、板材等等的裝 置，它能夠完美無誤地求出或校準切割縫隙。此外還要提供一種用這 種裝置來確定切割縫隙的方法。對於用於切割或切斷帶材、板材等等特別是金屬帶、金屬板等等的開頭所述類型的裝置，為了實現這個目的，本發明提出為了確定 切割縫隙，既給第 一刀片又給第二刀片分別配設至少 一個位置測量裝 置或路程測量裝置。其中，切割縫隙可通過第一刀片和/或第二刀片的 定位進行調整。切割裝置尤其是設計成具有至少兩個旋轉的圓盤刀片 的剪邊機。但是本發明也包括設計為用於橫向切斷或分割帶材的橫向 剪斷機的切割裝置，並為此具有兩個"基勞庭式(guillotinenartig )" 的切割直刀片。這裡本發明從這樣的認識出發，即，如果測量或用測量技術獲知 不僅僅一個刀片、而是兩個刀片的位置並接著通過形成差值(減法) 計算切割縫隙，那麼便可以特別精確地求出以及校準切割縫隙。這裡， 位置測量裝置可以設計成接觸式測量裝置，例如測針或測頭，和/或設 計為非接觸式測量裝置，例如雷射器。它們尤其是直接對測量面工作， 從而直接測量兩個刀片的位置。這種測量面既可以是由刀片本身的端 面構成也可以是由對應於端面的刀架定位面構成。因此，在例如用測 頭測量的過程中，測頭直接頂靠在有關測量面上，然後由對應於兩個 刀片的測量值通過形成差值(減法)精確確定切割縫隙。用這種方式， 可以在最短時間內自動地、客觀性地實現校準。根據所求出的切割縫 隙，當然可以實現將切割縫隙改變到希望的值。這可以在一控制或調節過程中進行。校準在幾秒鐘內完成。由於這個原因，可以在機器發 熱階段內亳無困難地多次補充校準。在優選實施形式中，第一個刀片和第二個刀片用公知的方式分別 固定在一刀架上，它們被旋轉驅動。每個刀片配設一個單獨的測量裝 置，例如自身的測頭，它"位置固定地"固定在例如機座上，因此不 隨刀片或刀架旋轉。兩個測頭最好安置在刀片的同一側，例如在切割 裝置的驅動側。在這種情況下，如果刀架和或刀片具有至少一個測量 空隙，其對準相應的測量面，亦即刀片本身的端面或者刀架的對應定 位面，則是適宜的。因此，在測量過程中，測頭移入測量空隙或穿過 測量空隙，靠在有關測量面上。本發明這樣的實施形式特別優選，在該實施形式中，在一個刀片 區域內僅僅在刀架範圍內設置一個缺口，它直接對準刀片端面。對於 另一個刀片適宜的是， 一方面刀架具有一測量空隙，另一方面刀片具 有一對齊的測量空隙，從而使這兩個對齊的測量空隙對準刀架的配置於刀片的定位面。用這種方式達到測量裝置或測頭由同一個方向， 例如從驅動側，對圓盤刀片進行測量工作。此外，本發明提出，刀架在刀片兩側分別具有至少一個固定爪， 使刀片實際上可更換地固定在兩個固定爪之間。在這種情況下，如果 兩個固定爪的至少一個，亦即面對測量裝置的固定爪，具有至少一個 完全穿透固定爪的測量空隙或缺口，則是適宜的。這個穿透固定爪的 測量空隙可以例如直接對準刀片的端面。其次存在這樣的可能性，即， 固定爪的這個缺口與刀片的相應缺口對齊，從而4吏這兩個缺口-以已經 介紹過的方式-對準構成測量面的相應定位面。始終存在這樣的可能 性，即，測量裝置，例如測頭，穿過空隙或缺口分別與決定性的測量 面接觸並用這種方式精確地確定位置。按照本發明另 一個建議設想每個刀片例如上刀片和下刀片分別 配設多個測量空隙，例如2至5個測量空隙。它們實際上可以分布在 刀片圓周上，從而，按優選的實施形式，可以在刀片的多個角度位置 進行位置測量，從而可以確定和消除刀片端面也許存在的平面度誤差。按照優選的實施形式，測量裝置具有一可移動的測針或測頭，它 在測量過程中穿過測量空隙，並頂靠到有關測量面上。為此，這種測 針可以藉助於一驅動裝置在可移動的滑架上移動。這種驅動裝置例如 可以設計成氣動的缸活塞裝置。測頭可通過合適的氣動閥頂上或退回。 測頭的最終位置在測量裝置內例如藉助於非接觸的接近開關監測和運 算。當然，在本發明的框架內可以設置一合適的控制和/或調節裝置， 它確定測量裝置的位置並運算所測出的位置，從而由求出的位置計算 切割縫隙。此外這種控制和/或調節裝置還與執行機構連接，它們調整 測量位置。總之不僅測量，而且精確調整或校準縫隙。此外本發明的主題還涉及一種用於確定和/或校準帶材、板材等等 的切割裝置的切割縫隙的方法，特別是在金屬帶或板的切邊和/或橫向 切斷過程中。這種方法尤其是用所述類型的裝置進行，其中，切割裝 置具有一第一刀片和一第二刀片，它們(沿著帶平面或水平方向)相互離開一個構成切割縫隙的尺寸。按照本發明，規定既測量第一刀 片的位置又測量第二刀片的位置，並由這些位置通過形成差值(減法) 來確定和計算切割縫隙。可設置一合適的計算機來進行計算，它也可 以集成在控制和/或調節裝置內。該裝置也可以進行刀片定位，從而調 整縫隙。這裡，在本發明框架內，刀片位置接觸式地求出，例如藉助於測 針或測頭。但是本發明也包括非接觸式的實施形式，例如用雷射器非 接觸測量位置。特別是與所述類型的裝置相結合，本發明建議，第一和/或第二刀 片的位置測量在刀片靜止時進行。測量裝置最好"位置固定地"安裝 在切邊裝置或橫向切斷裝置內，亦即它不跟隨刀片或刀架旋轉。因為 測量最好以所述方式通過刀架和/或刀片上合適的空隙或缺口進行，適 宜的是，在刀片靜止時進行位置測量，使得刀片可以用適當的方式被 置於這樣的位置，在這個位置，相應的測量裝置可以穿過空隙對測量 面工作。這裡如果測量不僅在刀片的唯——個區域內，而是針對刀片 的不同角度位置因此是在刀片不同的角度區域內進行，則是適宜的。用這種方式可以確定和排除刀片端面也許存在的平面度誤差。對於一 個刀片，例如可以用測量裝置在刀片不同的角度位置進行測量。但是 本發明也包括這樣的實施形式，在這種實施形式中， 一個刀片配設有 多個測量裝置，它們例如可同時測量刀片的多個角度區域。最後本發明的主題還有一種用切邊裝置、橫向剪斷機等等切割裝 置對帶材或板材等等進行切邊和/或橫向切斷的方法，其中，在用所述 類型的方法切邊或橫向切斷之前、期間和/或之後確定切割縫隙。因此 本發明的測量方法最好結合在製造或加工過程中，使得在切邊或橫向 切斷過程中在規定時刻可以進行切割縫隙的確定。對於軟的材料，切割縫隙最佳為帶厚的約5%，對於硬的材料可 達壁厚的約20%。對於厚度例如為O.lmm或lOOpm的薄帶，則最佳 切割縫隙約為5至20nm，依材料不同而有所不同。在本發明的框架 內，可靠地保證能以高的精確度調定最佳的切割縫隙。下面藉助於表示僅僅一個實施例的附圖詳細說明本發明。附圖表示

圖1 本發明切邊裝置的局部剖視圖，圖2 按圖1的設計的另一個視圖，圖3 按圖1的設計的刀片從箭頭A方向的視圖，圖4 按圖1的設計的測量裝置。在附圖中表示了一種用切割裝置l對金屬帶進行切邊的設備，切 割裝置設計成切邊頭1，並具有一作為下刀片的第一刀片2和一作為 上刀片的第二刀片3。待切邊的金屬帶4僅示意表示。上刀片3和下 刀片2沿板平面、因此在本實施例中是沿水平方向相互離開一個構成 切割縫隙S的尺寸。相應刀片構成切割面的端面5以及相應的切割稜 刃6同樣是示意表示。此外特別是在圖1中可以看到，兩個刀片2、 3 可以以垂直重合度V相互設置。但在本發明的框架內這個垂直重合度 的尺寸大小(其可以是正的或者也可以是負的)只具有次要的意義。 現在按照本發明規定，為了確定切割縫隙S，既給第一刀片2又給第 二刀片3分別配設至少一個單獨的位置測量裝置7。因此，在本發明的框架內既測量第一刀片2的位置又測量第二刀片3的位置，並可以 由這些測量值通過形成差值來確定切割縫隙S。其中，如附圖所示，每個刀片2、 3配設一個自己的旋轉驅動裝置 8，它旋轉驅動有關刀片。此外可以分別藉助於一執行機構9調整兩個 刀片或僅僅一個刀片的軸向或水平位置。這在附圖中僅僅示意表示。 通過合適的定位，可以調定所希望的切割縫隙S。這裡存在這樣的可 能性，即，兩刀片2、 3中的任一個可單獨調整。但是本發明也包括這 樣的實施形式，其中， 一個刀片在軸向位置固定，僅僅另一個刀片可 沿軸向定位。但即使對於這種實施形式，既給可移動的也給不可移動 的刀片配設一單獨的測量裝置7，也是適宜的，以便用本發明的方法 精確地確定切割縫隙S。按圖1，兩個位置測量裝置7位置固定地設在切邊頭1上，亦即 它們不與刀片2、 3—起旋轉。在本實施例中，位置測量裝置7設計成 接觸式測量的測量裝置7，亦即帶有測針10的測頭。按照本發明，每 個這種測量裝置7對一個測量面11、 12工作，測量面反映刀片2、 3 的軸向位置。對於測量面11，例如對於下刀片2,可以是刀片2本身 的端面5。對於上刀片3，不是用刀片3本身的端面5、而是用刀架14 的配置於有關端面5的定位面13作為測量面12。這使得可以將兩 個測量裝置7-如圖1和2中所示-設置在刀片2、 3的同一側，亦即驅 動側，因而在刀片2、 3的背向金屬帶4的一側。每個刀片2、 3以公知的方式由一旋轉驅動的刀架14固定，其中， 在本實施例中這種刀架14分別具有兩個固定爪14a, 14b，它們設置 在相應刀片2、 3的兩側，使刀片2、 3固定在兩個固定爪14a， 14b 之間。此外，在按圖1的實施形式中可以看到，這兩個固定爪14a， 14b以及設置在它們之間的刀片2、 3套裝和固定在一共同的刀軸15 上。現在按照本發明在按圖1和2的實施形式中，對於一個刀片(下 刀片2)僅僅在刀架14的一個固定爪14a上設置一個測量空隙16，它 作為缺口或孔完全穿透固定爪14a，因此對準下刀片2的有關端面5。在測量過程中，測針10可穿過此測量空隙16直接頂到下刀片2的端 面5上，因此也頂在測量面ll上。因此它涉及刀架14的面對測針10 的固定爪14a。為了以類似的方式保證上刀片3的位置測量，那裡不僅在相應固 定爪14a區域內設置一個測量空隙17，而且此外還在刀片3本身上設 置一個與該測量空隙17對齊的測量空隙17'。用這種方式使測針10 穿過對齊的測量空隙17、 17'，並與作為測量面12的刀架14的而且是 第二固定爪14b的對應於刀片3端面5的定位面13接觸。因為上刀片3以其決定性的端面5牢固貼合在這個定位面13上， 所以這個定位面13實質上可以用作基準面或測量面12。圖3特別表示，在上刀片3和下刀片2的區域內不是僅僅分別設 置一個測量空隙，而是分別設置三個測量空隙16、 17、 17'，而且是在 不同的角度區域內。用這種方式，可以確定在刀片不同的角度位置上 的刀片位置，從而可以排除刀片端面5可能的平面度誤差。這裡，對於所示實施形式，位置測量在刀片靜止時進行是適宜的， 因為測量裝置亦即測頭10是不旋轉地、因而固定地設置在切邊頭1 上的，而刀片2、 3連同其刀架14在工作期間是旋轉的。因此建議， 為了確定切割縫隙S，將刀片2、 3按希望的方式或按希望的角度位置 定位，從而使測頭IO可移入所設的空隙內。圖4舉例表示了本發明的測量裝置7或測頭10的結構和工作方 式。測頭10可在一滑架18上沿一直線導軌19並且藉助於測量驅動裝 置20移動，在本實施例中，測量驅動裝置設計成氣動的缸活塞機構。 位置確定通過兩個僅僅示意表示的接近開關21， 22實現。按照本發明，不僅可求出切割縫隙，而且通常在考慮測量結果的 情況下進行額定值的精確調整。本實施例僅僅是針對帶材或板材切邊的情況介紹本發明。但是本 發明也包括其他的切割裝置或切割方法，例如藉助於橫向剪斷機橫向 切斷帶材。在這種情況下，同樣可以在刀片的多個位置上確定切割縫 隙，而且是在整個刀片長度上，其中，所述刀片長度是指橫向於帶材 行進方向或板材行進方向的長度。
權利要求
1.用於切割或切斷帶材、板材等等的裝置，特別是用於切割或切斷金屬帶、金屬板等等的裝置，具有一切割裝置(1)，它具有至少一個第一刀片(2)和至少一個第二刀片(3)，所述第一刀片和第二刀片相互離開一個構成切割縫隙(S)的尺寸，其特徵為為了確定切割縫隙(S)，既給第一刀片(2)又給第二刀片(3)分別配設至少一個位置測量裝置(7)。
2. 按權利要求1所述的裝置，其特徵為所述切割裝置(1)設 計為帶有至少兩個旋轉的圓盤刀片(2、 3)的剪邊機。
3. 按權利要求1所述的裝置，其特徵為所述切割裝置(1)設 計為帶有至少兩個切割的直刀片的橫向剪斷機。
4. 按權利要求1至3之任一項所述的裝置，其特徵為所述位置 測量裝置(7)設計為接觸式測量裝置，例如測針、測頭等等，和/或 設計為非接觸測量裝置，例如雷射器等等，它直接對一測量面(ll， 12)工作，所述測量面由刀片(2， 3)的端面(5)和/或刀架的對應 於端面(5)的定位面(13)構成。
5. 按權利要求1至4之任一項所述的裝置，其特徵為刀架(14) 和/或刀片(2， 3)具有至少一個對準相應測量面(11， 12)的測量空 隙(16， 17, 17')。
6. 按權利要求1至5之任一項所述的裝置，其特徵為刀架(14) 在刀片(2， 3)兩側分別具有至少一個固定爪(14a， 14b)，其中至少 一個固定爪(14a, 14b)具有至少一個完全穿透該固定爪(14a， 14b) 的對準相應測量面(11， 12)的測量空隙(16， 17)。
7. 按權利要求6所述的裝置，其特徵為刀片(3)具有一完全 穿透該刀片(3)的、尤其是與固定爪(14a， 14b)的一個測量空隙(17) 對齊的測量空隙(17')。
8. 按權利要求1至7之任一項所述的裝置，其特徵為刀架(14)或其固定爪(14a， 14b)和/或刀片(2， 3)具有多個分布在端面或圓 周上的測量空隙，例如具有3至5個測量空隙。
9. 按權利要求1至8之任一項所述的裝置，其特徵為所述測量 裝置(7)具有一可移動的測針(10)或測頭，它在測量過程中穿過測 量空隙(16， 17， 17')並頂靠到測量面(11， 12)上。
10. 按權利要求9所述的裝置，其特徵為所述測針或測頭在一 可移動的滑架上藉助於至少一個驅動裝置例如氣動缸可以進行移動。
11. 用於確定和/或校準帶材、板材等等的切割裝置的切割縫隙的 方法，特別是在金屬帶或金屬板的切邊和/或橫向切斷過程中，特別是 利用按權利要求1至10之任一項所述的裝置，其中，切割裝置具有一 第一刀片和一第二刀片，所述第一刀片和第二刀片相互離開一個構成 切割縫隙的尺寸，其特徵為對第一刀片的位置以及第二刀片的位置 進行測量，並由這些位置通過形成差值來確定切割縫隙。
12. 按權利要求11所述的方法，其特徵為第一和/或第二刀片的 位置例如藉助於測頭或測針接觸式測量，和/或例如藉助於雷射器非接 觸測量。
13. 按權利要求11或12所述的方法，其特徵為第一和/或第二 刀片的位置測量在刀片靜止時進行。
14. 按權利要求11至13之任一項所述的方法，其特徵為先後 多次地測量第一和/或第二刀片的位置，例如對於不同的刀片位置或角 度位置。
15. 按權利要求11至14之任一項所述的方法，其特徵為根據 測量將切割縫隙調整或校準或者調節到 一額定值。
16. 按權利要求11至14之任一項所述的方法，其特徵為第一 和/或第二刀片的位置藉助通過刀片和/或刀架上的一個或多個空隙直 接對刀片的端面和/或對刀架的配置於端面的定位面進行測量而確定。
17. 用剪邊機、橫向剪斷機等等切割裝置對帶材或板材進行切邊 和/或橫向切斷的方法，其特徵為在切邊或橫向切斷之前、期間和/ 或之後，利用按權利要求11至15之任一項所述的方法來確定切割縫 隙，並且必要時將切割縫隙調整或校準或者調節到一額定值。
全文摘要
本發明涉及用於切割帶材、板材等等的裝置和在這種裝置中確定和/或校準切割縫隙的方法。用以切割或切斷帶材、板材等等特別是金屬帶、金屬板等等的裝置具有一切割裝置，它具有至少一個第一刀片和至少一個第二刀片，所述第一刀片和第二刀片相互離開一個構成切割縫隙的尺寸，其特徵為為了確定切割縫隙，既給第一刀片又給第二刀片分別配設至少一個位置測量裝置。
文檔編號B23Q17/22GK101274377SQ20081008712
公開日2008年10月1日 申請日期2008年3月19日 優先權日2007年3月21日
發明者A·諾埃, D·鮑克洛, K·J·奧特 申請人:礦山機械和軋鋼機械製造有限公司