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Dokumentenidentifikation DE10127563A1 19.12.2002
Titel Verfahren und Vorrichtung zum Aussortieren von gewalzten, insbesondere stabförmigen, mit Fehlern behafteten oder zu kurzen Stahlprodukten
Anmelder Georgsmarienhütte GmbH, 49124 Georgsmarienhütte, DE
Vertreter Dr. Brundert & Kollegen, 47279 Duisburg
DE-Anmeldedatum 06.06.2001
DE-Aktenzeichen 10127563
Offenlegungstag 19.12.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.12.2002
IPC-Hauptklasse B21C 51/00
IPC-Nebenklasse B07C 5/342   B21B 38/00   B65G 47/64   G01N 21/892   
Zusammenfassung Bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Aussortieren von gewalzten, insbesondere stabförmigen, mit Fehlern behafteten Stahlprodukten, die mittels zerstörungsfreier Prüfverfahren auf Fehler und Materialidentität untersucht und die detektierten Fehler auf dem fertigen Walzprodukt markiert worden sind, wobei die Markierung vor oder nach dem Schneiden dieser Walzprodukte auf Kühlbettlänge und sodann auf Kundenlänge erfolgt, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß mehrere parallel nebeneinander liegende, auf Kundenlänge geschnittene Stäbe gleichzeitig durch eine optische Markierungserkennungseinrichtung geführt werden, deren Detektionssignale die automatische Aussonderung der fehlerhaften Stäbe veranlassen.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aussortieren von gewalzten, insbesondere stabförmigen, mit Fehlern behafteten Stahlprodukten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bei der Produktion von beispielsweise Stabmaterial, das ausgehend von einem heißen Stahlklotz mittels mehrerer Walzgerüste auf die gewünschte Form (rund, polygonaler Querschnitt) und das gewünschte Maß heruntergewalzt wird, werden Walzendgeschwindigkeiten von bis zu 15 m/s erreicht. Der aus dem Fertigwalzgerüst mit einer derartigen Geschwindigkeit kommende Stab wird mittels einer Schere auf Kühlbettlängen geschnitten, wobei die abgelängten Stäbe seitlich auf das Kühlbett befördert werden und dort parallel nebeneinander zu liegen kommen. Nach ausreichender Abkühlung werden diese Stäbe dann auf Kundenlänge (beispielsweise 6 m) gesägt.

Üblicherweise werden diese auf Kundenlänge gesägten Stäbe im folgenden auf Innen- und Oberflächenfehler sowie Materialidentität untersucht, die Fehler auf den Stäben über den gesamten Umfang oder auch nur lokal markiert, und anschließend werden die fehlerhaften, nicht mehr reparablen Stäbe aus dem Produktionsprozess entfernt. Von grundlegender Bedeutung ist hierbei, dass der genannte Verfahrensablauf durch die Walzendgeschwindigkeit bestimmt wird, so dass für die ab dem Ablängen auf Kundenlänge erfolgenden Schritte nur wenig Zeit vorhanden ist, Produktionsablauf nicht unnötig verzögert oder unterbrochen werden soll.

Die Anmelderin hat Verfahren entwickelt, mit denen die Prüfung auf Innen- und Oberflächenfehler bereits während des Walzprozesses erfolgt, ohne diesen zu stören. Auch der Markierungsprozess, d. h. insbesondere die farbliche Markierung der detektierten Fehler auf dem Stab, wurde von der Anmelderin automatisiert und in den Produktionsprozess integriert, wobei die Markierung entweder bereits direkt im Anschluss an den Austritt des heißen Stabes aus dem letzten Walzgerüst durchgeführt wird oder später auf dem kalten Stab. Dies gelingt dadurch, dass die detektierten Fehler nach Art und Ort in einem Rechner gespeichert werden, der dann die Markierungseinrichtung steuert.

Als Engpass verbleibt jedoch nach wie vor das Aussortieren der fehlerhaften Stäbe, da jeder auf Kundenlänge geschnittene Stab einzeln begutachtet werden muss und die Entscheidung über gut oder fehlerbehaftet unter der Maßgabe der oben angegebenen Produktionsgeschwindigkeit getroffen und der fehlerhafte Stab aus dem Produktionsprozess herausgeführt werden muss. Gleiches gilt für zu kurze Stäbe, da die Bildauswertung gleichzeitig zur Längenkontrolle genutzt werden kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so zu führen, dass der Aussortierungsprozess nicht nur nicht mehr ein Hemmschuh im Produktionsprozess ist sondern erheblich beschleunigt werden kann.

Die Erfindung löst diese Aufgabe gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 dadurch, dass mehrere parallel nebeneinander liegende, auf Kundenlänge geschnittene Stäbe gleichzeitig durch eine optische Markierungserkennungseinrichtung geführt werden, deren Detektionssignale die automatische Aussonderung der fehlerhaften Stäbe veranlassen.

Mehrere, beispielsweise 6 auf Kühlbettlänge geschnittene Stäbe, die parallel nebeneinander liegen, werden gleichzeitig in Kundenlängen aufgeteilt. Jeweils diese 6 nebeneinander liegenden Stäbe werden dann durch die Markierungserkennungseinrichtung gefahren. Erkennt diese Einrichtung auf einem oder mehreren der Stäbe eine die Aussortierung notwendig machende Markierung, wird ein Signal erzeugt, dass im folgenden die automatische Aussonderung veranlasst.

Dabei besteht die Möglichkeit, entweder die fehlerhaften Stäbe aus der Transportlinie zu entfernen und sie in den Schrott zu geben, oder aber die als gut detektierten Stäbe zu entfernen und sie nachfolgenden Behandlungsstationen zuzuführen, wie zum Beispiel der spektrometrischen Untersuchung, dem Entgraten, dem Richten, dem Etikettieren etc..

Dadurch, dass stets mehrere Stäbe die Markierungserkennungseinrichtung passieren können, multipliziert sich die zu Erkennung und Aussortierung zur Verfügung stehende Zeit.

Verschiedene Möglichkeiten zur Trennung von guten und fehlerhaften Stäben sind - allerdings nicht abschließend - durch die Merkmale der Ansprüche 2 bis 5 gegeben.

Gemäß Anspruch 2 werden die als fehlerhaft erkannten Stäbe aus der Transportebene angehoben und mittels eines geeigneten Hebezeugs quasi abgeschöpft. Das Herausheben geschieht beispielsweise mittels unterhalb der Stäbe in den Transportrinnen angeordneten Stempeln beziehungsweise Hubzylindern.

Alternativ werden gemäß Anspruch 3 die guten Stäbe angehoben, abgeschöpft und weiteren Behandlungsstationen (siehe oben) zugeführt, während die fehlerhaften Stäbe weiter transportiert werden, beispielsweise direkt in den Schrott, oder, wenn es sich lediglich um mit Oberflächenfehlern behaftete Stäbe handelt, zu entsprechenden Nachbearbeitungen.

In ähnlicher Weise kann gemäß den Ansprüchen 4 und 5 verfahren werden. Hier werden die auszusortierenden Stäbe nach unten aus der Transportebene abgesenkt und von dort weiter transportiert.

Eine weitere Alternative besteht darin, dass die Transportrinnen um ihre Längsachse kippbar ausgebildet sind, so dass die auszusortierenden Stäbe seitlich auf weitere Transportsysteme abgekippt werden können.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe ebenfalls mittels einer Vorrichtung gemäß Anspruch 6.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Dabei kann die Markierungserkennungseinrichtung aus mindestens einer oberhalb der Transportebene der parallel nebeneinander liegenden Stäbe angeordneten Video-Kamera (mit analoger oder digitaler Aufnahmetechnik) bestehen, die die gesamte Breite der Transportstrecke aufnimmt.

Bevorzugterweise ist jedoch jeder Transportbahn der parallel zueinander transportierten Stäbe eine eigene Kamera zugeordnet.

Die Kamera(s) ist/sind an einem die Transportstrecke portalartig überbrückenden Gestell angeordnet und verfügen über eine Bildauswerteelektronik, die wiederum mit der Aussortiervorrichtung zur Steuerung derselben verbunden ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen näher dargestellt und erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 schematische Darstellung des Verfahrensablauf

Fig. 2 Aussortiervorrichtung in einer ersten Alternative

Fig. 3 Aussortiervorrichtung in einer zweiten Alternative

In der Fig. 1 ist schematisiert der Verfahrensablauf zur Aussortierung von als fehlerhaft erkanntem, stabförmigem Walzmaterial dargestellt.

Mit dem Bezugszeichen 1 ist das letzte Walzgerüst einer Walzstraße bezeichnet. Das auf Endmaß gewalzte Produkt trägt das Bezugszeichen 2. Mittels einer Markierungseinrichtung 3, die über einen nicht dargestellten Rechner von einer in dem Walzgerüst 1 oder einem vorhergehenden Gerüst integrierten Prüfvorrichtung, die das Walzmaterial auf Innen- und Oberflächenfehler untersucht, gesteuert wird, werden im vorliegenden Beispiel die detektierten Fehler auf dem heißen Stab 2 mit Markierungen 20 kenntlich gemacht, bevor er mittels der Schere 4 auf Kühlbettlänge 5 geschnitten wird.

Die auf Kühlbettlängen geschnittenen Stäbe 5 werden seitlich (Pfeil a) auf ein Kühlbett 6 transportiert.

Nach ausreichender Abkühlung werden die Stäbe mittels der angedeutet dargestellten Ablängvorrichtung 7 (Sägen) auf Kundenlänge 8 geschnitten.

Im vorliegenden Beispiel werden jeweils 6 auf Kundenlänge geschnittene Stäbe 8 parallel nebeneinander durch eine Markierungserkennungseinrichtung 9 gefahren. Die Markierungserkennungseinrichtung 9 besteht aus an einem die Transportstrecke 10 portalartig überbrückenden Gestell 11 angeordneten sechs Videokameras 12. Die Videokameras 12 steuern über eine Bilderkennungs-Software eine Aussortiervorrichtung 13, die in zwei Beispielen in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist. Die als fehlerhaft erkannten Stäbe 8' werden hier ausgesondert. Das geschieht gemäß dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel dadurch, dass die als fehlerhaft erkannten Stäbe 8' durch in den Transportrinnen 14 angeordneten Hubstempeln 15 aus der Transportebene herausgehoben werden. Unter die emporgehobenen Stäbe 8' wird ein an einem Kran hängendes Hebezeug 16, das mit einer Gabel 17 ähnlich der eines Hubstaplers ausgerüstet ist, gefahren. Die fehlerhaften Stäbe 8' werden abgehoben und wegtransportiert, während die fehlerfreien Stäbe 8 in den Transportrinnen 14 weitertransportiert werden, beispielsweise zum Bürsten, Richten, Etikettieren etc.

Eine zweite Alternative einer Aussortiervorrichtung ist in Fig. 3 dargestellt.

Bei dieser Ausführungsform werden die Transportrinnen 14 auf Hubzylindern 18 getragen. Die als fehlerhaft erkannten Stäbe 8' werden mitsamt der Transportrinne 14 aus der Transportebene nach unten abgesenkt. In dieser Position können die Stäbe 8' an eine nicht dargestellte weitere Transporteinrichtung zum Abtransport übergeben werden.

Im dargestellten Beispiel allerdings sind die Transportrinnen 14 seitlich kippbar ausgestaltet. Die fehlerhaften Stäbe 8' werden aus der Transportrinne 14 seitlich auf eine Abtransport- Vorrichtung 19 gekippt.

Der Aussortiervorgang kann selbstverständlich auch auf andere Art und Weise erfolgen.

Darüber hinaus kann sich das Absenken gemäß Fig. 4 bzw. das Anheben gemäß Fig. 2 natürlich auch auf die fehlerfreien Stäbe 8 beziehen, und die fehlerhaften Stäbe 8' verbleiben in den Transportrinnen 14, die sie beispielsweise direkt in den Schrott transportieren.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zum Aussortieren von gewalzten, insbesondere stabförmigen, mit Fehlern behafteten Stahlprodukten, die mittels zerstörungsfreier Prüfverfahren auf Fehler und Materialidentität untersucht und die detektierten Fehler auf dem fertigen Walzprodukt markiert worden sind, wobei die Markierung vor oder nach dem Schneiden dieser Walzprodukte auf Kühlbettlänge und sodann auf Kundenlänge erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere parallel nebeneinander liegende, auf Kundenlänge geschnittene Stäbe (8, 8') gleichzeitig durch eine optische Markierungserkennungseinrichtung (9) geführt werden, deren Detektionssignale die automatische Aussonderung der fehlerhaften Stäbe (8, 8') veranlassen.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die als fehlerhaft erkannten Stäbe (8') aus der Transportebene herausgehoben und von einer Greifeinrichtung (16) entfernt werden.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die als gut erkannten Stäbe (8) aus der Transportebene herausgehoben werden und von einer Greifeinrichtung (16) abtransportiert und weiteren Behandlungsstationen zugeführt werden.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als fehlerhaft erkannten Stäbe (8) nach unten aus der Transportebene herausbefördert werden.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die als gut erkannten Stäbe (8) nach unten aus der Transportebene herausbefördert und weiteren Behandlungsstationen zugeführt werden.
  6. 6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet, durch eine optische Markierungserkennungseinrichtung (9) und eine Aussortiervorrichtung (13), wobei die Aussortiervorrichtung (13) über eine elektrische bzw. elektronische Steuerung mit der Markierungserkennungseinrichtung (9) verbunden ist.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Markierungserkennungseinrichtung (9) aus mindestens einer oberhalb der Transportebene der parallel nebeneinander liegenden Stäbe (8, 8') angeordneten Kamera (12) besteht.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussortiervorrichtung (13) aus jeder parallelen Transportlinie zugeordneten, vertikal aufwärts verfahrbaren, einzeln ansteuerbaren, die Stäbe (8, 8') tragenden Elementen (15) und einer oberhalb der Transportebene angeordneten, die von Stempeln aus der Transportebene herausgehobenen auszusortierenden Stäbe (8, 8') untergreifenden Greifvorrichtung (16) besteht.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussortiervorrichtung (13) aus jeder parallelen Transportlinie zugeordneten, einzeln ansteuerbaren, nach unten aus der Transportebene absenkbaren, die Stäbe (8, 8') tragenden Elementen (14, 18) besteht.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussortiervorrichtung (13) aus jeder parallelen Transportlinie zugeordneten, einzeln ansteuerbaren, im Querschnitt V-förmigen, die Stäbe tragenden Elementen (14) besteht, die zur Seite kippbar ausgestaltet sind.






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