用于剪切机的装置制造方法
【专利摘要】一种用于剪切机的装置(1)包括用于剪切物品(2)的剪切机；传感器(4，5)；致动器(6，8)；以及控制单元(10)。控制单元(10)适于确定对物品应用的切割(W)在对准中的偏离，并且响应确定的偏离来控制致动器的启动；其中，致动器包括一对转向夹送辊。
【专利说明】用于剪切机的装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种控制材料的对准以便剪切的装置，尤其在使用侧边剪切机(side trim shear)时。
【背景技术】
[0002]现有的金属板的剪切机可以使用夹送辊或移动夹子装置，以设法阻止剪切机中板的侧向移动以及保持所需的切割线。
[0003]通常，通过夹送辊、辊道和剪切机的非常仔细的对准，已经解决了不正确剪切板的问题。即使小的未对准误差也可能导致弯曲的切割。
实用新型内容
[0004]根据本实用新型的第一方面，一种装置包括用于剪切物品的剪切机；传感器；致动器；以及控制单元；其中，控制单元适于确定对物品应用的切割在对准中的偏离，并且响应确定的偏离来控制致动器的启动；其中，致动器包括一对转向夹送辊。
[0005]本实用新型通过感测物品的位置或运动，确定偏离的存在，并使用转向夹送辊施加力以将材料移回到对准，解决了由于物品沿通过剪切机的运输路径的未对准导致的切割偏离所需线的问题。
[0006]优选地，致动器还包括推动器、磁对准器以及头夹或尾夹。
[0007]优选地，装置包括多个传感器。
[0008]优选地，装置包括多个致动器。
[0009]优选地，致动器被放置在夹送辊对的上游或下游。
[0010]根据本实用新型的第二方面，一种装置包括剪切机，包括要被剪切的材料的运输路径的相对侧上的两对夹送辊的一组夹送辊；传感器；以及控制单元；其中，控制单元适于相对于运输路径的一侧上的一对夹送棍的速度控制运输路径的相对侧上的一对夹送棍的速度，以调节进入剪切机的材料的对准。
[0011]在这个实施方式中，通过改变每对夹送辊的相对同步以将材料移回到对准，解决了物品沿通过剪切机的运输路径的未对准问题。
[0012]优选地，传感器被放置在剪切机的上游或下游。
[0013]优选地，装置还包括至少一对附加夹送辊，该附加夹送辊包括转向夹送辊。
[0014]优选地，附加夹送辊对被安装在与基准夹送辊对的相同侧上。
[0015]优选地，传感器包括至少一个边缘检测器或位移检测器。
[0016]位移装置的例子是激光表面位移装置。
[0017]优选地，边缘检测器被放置在剪切机的下游，位移检测器被放置在剪切机的上游。
[0018]优选地，剪切机的上游和下游间隔地提供多个传感器。
[0019]优选地，物品包括金属板、片或条。
[0020]根据本实用新型的第三方面，一种控制材料对准以用剪切装置剪切的方法，该装置包括剪切机、一个或更多个传感器、一个或更多个致动器以及控制单元，所述方法包括:沿行进方向上的运输路径将要剪切的材料传递通过所述装置；在控制器处从至少一个传感器接收表示材料的横向于行进方向的移动的信号；以及通过用至少一个致动器施加纠正力来纠正材料的对准；其中，所述至少一个致动器包括一对转向夹送辊。
[0021]优选地，控制单元存储要剪切的物品的切割轮廓；其中，从传感器接收的数据与切割轮廓进行比较；以及，确定偏离切割轮廓的地方，控制单元启动至少一个致动器以施加纠正力。
[0022]优选地，由转向夹送辊对施加纠正力。
[0023]优选地，由只在物品一侧上的附加夹送辊施加纠正力。
[0024]根据本实用新型的第四方面，一种在装置中控制要剪切的材料的对准的方法，所述装置包括:剪切机、包括要剪切的材料的运输路径的相对侧上的两对夹送辊的一组夹送辊、传感器以及控制单元，所述方法包括:沿行进方向上的运输路径将材料传递通过装置；在控制器处从传感器接收表示材料的横向于行进方向的移动的信号；以及，通过相对于运输路径的一侧上的一对夹送辊的速度调节运输路径的相对侧上的另一对夹送辊的速度，来纠正材料的对准。
[0025]优选地，方法还包括，在检测到材料在物品的横向于行进方向的移动之后，对夹送辊组或对只在物品的一侧上的附加夹送辊确定和应用差速调节。
[0026]优选地，从剪切机下游的传感器接收信号。
[0027]优选地，从边缘检测器接收信号。
[0028]优选地，方法还包括从剪切机上游的传感器接收信号。
[0029]优选地，从位移检测器接收信号。
[0030]优选地,方法还包括确定和应用回转(slew)到致动器。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]参照附图，将描述根据本实用新型的装置的例子，其中:
[0032]图1示出了使用传统侧边剪切机的效果；以及，
[0033]图2是根据本实用新型的装置的例子。
【具体实施方式】
[0034]在剪切材料例如金属板、片或条的领域中，不管是连续的或预切开的长度，如果材料在通过剪切机时没有被正确对准，则可能有问题。虽然在剪切金属(例如钢或铝)的背景中给出下面描述的例子，但是本实用新型还可以应用于其他非金属材料，例如复合材料或塑料，其中通过剪切机的材料未对准的结果是导致剪切材料的边缘处的弯曲。本实用新型尤其应用于剪切厚的材料，例如板，这种情况下不能够使用依靠在压力下弯曲和拉细条的现有技术方法。
[0035]当剪金属板或条的边时，剪切机沿直线是很重要的。然而，实际上，侧边剪切机经常在切割边缘中产生轻微弯曲。图1示出了被剪切的材料可以以怎样的切割边缘的弯曲W和/或定尺剪切割(divide shear cut)和侧边之间的角U结束。V是定尺剪产生的整个宽度的切割的弯曲，本实用新型不解决这个V，U是由定尺剪切割和侧边剪切器切割之间未对准引起的定尺剪切割和侧边切割之间的角。U可以由沿板的弯曲W或“侧行(crabbing)”引起，“侧行”即边裁剪期间的整体侧向运动。
[0036]在现有的金属板的侧边剪切机中，通常具有至少一组夹送辊，通常包括布置在板的每侧上作为上夹送辊和下夹送辊的总共四个横过板的宽度的夹送辊。通常，剪切机的基准侧上的一对夹送辊，基准夹送辊，被轴向固定，然而，另一对夹送辊，可动夹送辊，可轴向移动以适应板的不同宽度。通常，两侧上的横过宽度的两个下夹送辊通过例如花键轴连接在一起，以确保两个下夹送辊以相同速度转动，虽然在现代剪切机上，它们可以被电同步。然而，这仍需要夹送辊、辊道和剪切机的非常仔细的对准，仅仅小的误差可以导致弯曲切害I]。如果夹送辊的轴不正好是相对切割方向90°，那么侧向力被施加在板上。这些力可以弓I起板在平面图中的小的旋转(导致弯曲切割)，或者这些力可以在剪切机中侧向移动板，或者以上两者。类似地，辊道的任何未对准也可以在板上产生侧向力，可以导致弯曲切割。
[0037]通过响应剪切机上游或下游传感器的信号来主动控制要剪切的材料的位置，本实用新型解决了由传统侧边剪切机得到的弯曲切割的问题。原理是，例如在材料或板沿辊道传递且通过侧边剪切机和纵剪切机时，通过检测材料或板的边缘位置和/或横向运动，确定对准与所需对准的偏离。这可以通过使用输出辊道上的边缘检测器或使用输入侧上的一系列激光表面位移装置来完成，类似于用于长度测量的那些装置，但是朝向横向方向。可替选地，可以使用输出侧上的边缘检测和输入侧上的表面位移检测的组合，传感器间隔地放置在输出和输入辊道上。因为在输入侧上材料还没有被剪切，材料沿它的长度将具有宽度变化和弯曲，所以在输入侧上优选表面位移传感器。相应地，不能够单独从边缘检测传感器确定输入侧是否直行。然后，确定的偏离被用作对材料施加合适纠正的基础。
[0038]图2示出了根据本实用新型的装置I的例子，包括所有这些选项，但如上所述，没有必要为了使本实用新型工作而具有所有类型的传感器和传感器位置。要剪切的材料2在由箭头3表示的行进方向上沿运输路径移动。为了金属片的剪切，通常具有辊道，片沿辊道顶部移动。放置至少一个传感器4、5以检测材料的切割边缘11的位置或检测位移。传感器可以是位置感应传感器或运动检测器，例如实施为边缘检测器或激光表面位移装置。材料是否有错位的任何移动的指示被发送到控制单元10，控制单元10从接收的信号确定错位的偏离是否足以需要矫正措施，以及如果需要则采取什么措施来响应。传感器可以发送规则数据到控制单元用于解释，或者可以只发送表示位移超过给定阈值的信号。通过使用检测器，性能得到增强，检测器足够灵敏以获取表示对准错误开始发展的小的移动，从而能够在变化超过容许值之前作出纠正。
[0039]虽然，在其最简单的形式中，一个或更多个传感器测量剪切机下游的至少一个位置的切割边缘11的位置，并且然后通过调节夹送辊之间的同步，或通过转向夹送辊，使用这个测量来纠正进入剪切机的材料的转向，相应地，还可以通过在材料进入剪切机之前使用材料上的位移传感器并且调节材料的对准进一步提高精确性。本实用新型的实施方式的优点是，它们可以改进现有设备以提高轧制产品的质量。
[0040]检测到相对于预期位置的移动或偏离，则可以使用致动器作出纠正，本例子中的致动器是夹送辊8。对于短的板，这个纠正可以通过剪切机的基准和非基准侧夹送辊的同步的轻微调节来完成。优选地，夹送辊是电同步的(不是机械地)，从而能够相对于一侧轻微地加速或减慢另一侧。可替选地，调节可以例如用不同类型的机制机械地完成。然而，如果板是合理长度，那么，夹送辊将不具有足够夹持力以改变板的对准。辊道摩擦力将太高。
[0041]为了解决这个问题，系统可以包括材料的一个边缘或两个边缘上的附加夹送辊6，对于每米几毫米的对准误差，附加夹送辊6可以小角度转向，通常是1°或2°，但是，在明显未对准的情况下，可能增大到5°以产生侧向力以将板移回到直线。如果只在一侧上，优选的是附加夹送辊被放置在基准侧上。可转向是指这些夹送辊可以绕竖直轴旋转，或另外以这样方式移动:使得在夹送棍的轴和板运动方向之间产生稍微大于或稍微小于90°的角，以产生侧向力。可以沿输入和输出辊道的基准边缘每隔一定间隔(例如约1m)包含附加夹送辊对。这些夹送辊能够绕它们的竖直轴转动。
[0042]侧边剪切机可以有两种类型，连续切割的圆盘侧边剪切机和摆动刀片式剪切机，摆动刀片式剪切机进行通常Im到1.5m长度的切割，然后，板被向前移动这个距离准备下一切割。在后一种情况下，因为剪切机通常进行30切/分钟，所以夹送辊必须对板进行加速，将板向前移动，并在很短时间内停止板，所以加速度的要求很高。如果附加夹送辊不必对板进行加速，并且可以被单独供电，那么附加夹送辊可以更轻。一种回转这些辊的机制使用小型液压缸(线传感器和比例阀)。
[0043]如上所述，如果只借助同步改变的方式夹送辊没有足够的夹持力来改变材料的对准，那么在板上产生侧向力以抵消由夹送辊8或辊道的未对准引起的任何侧向力的优选方式是使用转向夹送辊6。在一些情况下，可以结合一组夹送辊使用其他致动器，例如磁对准器，例如电磁铁，或用于厚板的机械推动器。磁对准器通常被用于在剪切开始之前对准板，磁对准器用磁力夹持板，然后，通过相对于板的一端的对准器移动另一端的对准器，对准器可以被侧向移动，以侧向移动板或在平面图中旋转板。然而，虽然磁对准器可以施加侧向力，对准器也需要随板移动，这对设计制造者不太便利。推动器(即液压或电致动梁，其推板的边缘)只适于在厚板上使用，因为它们将使薄板的边缘弯曲(buckle)。另一选择是使用一个或更多个夹子，夹子夹持板的头和/或尾并且随板移动，但是也可以被侧向移动以施加侧向力。
[0044]如果有板的横向平移和角旋转，那么通过在与辅助夹送辊的相同方向上转动主要夹送辊8，可以纠正该横向平移和角旋转。如果它们都在相同方向上转动，那么当板向前行进时，板将整体侧向移动，从而纠正板的平移错误。
[0045]在所示装置的例子中，提供一组输入和/或输出夹送辊，包括运输路径的任一侧上的至少一对夹送辊8，该一组输入和/或输出夹送辊与材料接触且适于响应来自控制单元的控制信号而在材料上施加力以调节材料的对准。本实用新型的夹送辊能够响应来自控制单元的信号，为了对准的目的在材料表面上施加侧向力以移动材料。本实用新型也可以通过响应来自在控制单元10接收的一个或更多个传感器4、5的数据，对剪切机的两侧上的夹送辊之间的同步进行轻微改变(即通过相对于一侧加速或减慢另一侧)来实施。夹送辊对可以在剪切机的上游或下游，或两者。借助机械或电致动器和控制，可以达到同步。虽然机械控制是可能的，例如，利用差动齿轮箱，但是电致动器更容易实施。
[0046]为了说明的目的，图2示出了输入辊道上的激光表面运动检测器4和输出侧的边缘检测器5的使用。在夹送辊的这个配置中，能够纠正对于板的行进线中的任何角变化。原理是假设在剪切机10处没有板的横向平移。当输入和输出侧检测器4、5的变化被用信号通知时，可以计算行进线中的错误，并通过剪切机夹送辊8和辅助夹送辊6的相应回转的差速来作出纠正。
[0047]实施本实用新型的另一选项是输入和输出夹送辊8进行它们常规的功能，当材料通过剪切机时，夹送辊8只是行动来阻止材料的侧向运动，而在剪切机的上游或下游提供转向夹送辊6，以响应从传感器4、5发送到控制单元10的表示需要纠正对准的信号来对材料进行转向。可替选地，夹送辊8也是可转向的，虽然由于这些是大的重的夹送辊，且移动它们的机制将是昂贵的，因而这不是优选的实施。
[0048]给出的详细例子假定目的是通过纠正物品的对准以防止由剪切机中物品的侧向运动引起的弯曲来维持直的切割。然而，在某些情况下，弯曲切割是所希望的，通过对存储在控制单元中的切割轮廓的适当修改，从传感器接收的数据可以被用于启动致动器，在某方向上有效地将移动应用于物品以使得产生的切割遵循特定目标弯曲。
【权利要求】
1.一种用于剪切机的装置，其特征在于，该装置包括用于剪切物品的剪切机；传感器；致动器；以及控制单元；其中，控制单元适于确定对物品应用的切割在对准中的偏离，并且响应确定的偏离来控制致动器的启动；其中，致动器包括一对转向夹送辊。
2.如权利要求1所述的用于剪切机的装置，其特征在于，致动器还包括下述至少一个:推动器、磁对准器以及头夹或尾夹。
3.如权利要求1或2所述的用于剪切机的装置，其特征在于，所述装置包括多个传感器。
4.如权利要求1或2所述的用于剪切机的装置，其特征在于，所述装置包括多个致动器。
5.如权利要求4所述的用于剪切机的装置，其特征在于，所述致动器被放置在夹送辊对的上游或下游。
6.如权利要求1或2所述的用于剪切机的装置，其特征在于，传感器被放置在剪切机的上游或下游。
7.如权利要求1或2所述的用于剪切机的装置，其特征在于，该装置还包括至少一对附加夹送辊，附加夹送辊包括转向夹送辊。
8.如权利要求7所述的用于剪切机的装置，其特征在于，附加夹送辊对与基准夹送辊对安装在相同侧上。
9.如权利要求1或2所述的用于剪切机的装置，其特征在于，传感器包括至少一个边缘检测器或位移检测器。
10.如权利要求9所述的用于剪切机的装置，其特征在于，边缘检测器被放置在剪切机的下游，位移检测器被放置在剪切机的上游。
11.如权利要求1或2所述的用于剪切机的装置，其特征在于，剪切机的上游和下游间隔地提供多个传感器。
12.如权利要求1或2所述的用于剪切机的装置，其特征在于，物品包括金属板、金属片或金属条。
13.一种用于剪切机的装置，其特征在于，所述装置包括剪切机；一组夹送辊，其包括要被剪切的材料的运输路径的相对侧上的两对夹送辊；传感器；以及控制单元；其中，控制单元适于确定切割的对准中的偏离，并且相对于运输路径的一侧上的一对夹送辊的速度控制运输路径的相对侧上的另一对夹送辊的速度，以调节进入剪切机的材料的对准。
14.如权利要求13所述的用于剪切机的装置，其特征在于，传感器被放置在剪切机的上游或下游。
15.如权利要求13或14所述的用于剪切机的装置，其特征在于，该装置还包括至少一对附加夹送辊，附加夹送辊包括转向夹送辊。
16.如权利要求15所述的用于剪切机的装置，其特征在于，附加夹送辊对与基准夹送辊对安装在相同侧上。
17.如权利要求13或14所述的用于剪切机的装置，其特征在于，传感器包括至少一个边缘检测器或位移检测器。
18.如权利要求17所述的用于剪切机的装置，其特征在于，边缘检测器被放置在剪切机的下游，位移检测器被放置在剪切机的上游。
19.如权利要求13或14所述的用于剪切机的装置，其特征在于，剪切机的上游和下游间隔地提供多个传感器。
20.如权利要求13或14所述的用于剪切机的装置，其特征在于，物品包括金属板、金属片或金属条。
【文档编号】B65H23/038GK204194919SQ201290000646
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2012年7月4日 优先权日:2011年7月7日
【发明者】大卫·斯通克利夫 申请人:西门子有限公司