(57)【要約】      （修正有）【課題】高い製造精度もしくは低い不良率を保証する、金属薄板ブランクを製造する方法および装置を提供する。【解決手段】フレキシブル圧延された帯材３の、並んで位置する領域が、切り出されるべき金属薄板ブランク２の目標厚さプロフィールにそれぞれ対応しているように、帯材の長さにわたって異なる金属薄板厚さを有する厚さプロフィールを生ぜしめるステップと、帯材の、並んで位置する領域の測定厚さプロフィールを求めるステップと、帯材から切り出されるべき金属薄板ブランクのための、帯材における目標位置を、帯材の、並んで位置する少なくとも２つの領域の、生成された測定厚さプロフィールに関連して計算するステップと、フレキシブル圧延された前記帯材を、少なくとも１つの切断機９によって、前記目標位置に沿って前記金属薄板ブランク２を生ぜしめるために切断するステップと、を備えている。【選択図】図１
2017121665.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属薄板ブランクを製造する方法であって、
金属製の材料から成る帯材（３）をフレキシブル圧延（Ｓ１０）するステップであって、フレキシブル圧延された前記帯材（３）の、並んで位置する領域（１４，１４’，１４’’，１４’’’）が、前記帯材（３）から切り出されるべき金属薄板ブランク（２，１０２；２’，１０２’；２’’，１０２’’；２’’’，１０２’’’）の目標厚さプロフィールにそれぞれ対応するように、前記帯材（３）の長さにわたって異なる金属薄板厚さを備えた厚さプロフィールを生ぜしめる、ステップと、
前記帯材（３）の、並んで位置する複数の領域（１４，１４’，１４’’，１４’’’）の測定厚さプロフィールを求めるステップと、
前記帯材（３）から切り出されるべき金属薄板ブランク（２，１０２；２’，１０２’；２’’，１０２’’；２’’’，１０２’’’）のための、前記帯材（３）における目標位置を、前記帯材（３）の、並んで位置する少なくとも２つの領域（１４，１４’，１４’’，１４’’’）の、生成された前記測定厚さプロフィールに関連して計算するステップと、
フレキシブル圧延された前記帯材（３）を、少なくとも１つの切断機（９，９’；１０９，１０９’；１６，１１６）によって、前記目標位置に沿って前記金属薄板ブランク（２，２’，２’’，２’’’）を生ぜしめるように切断するステップと、
を備えることを特徴とする、金属薄板ブランクを製造する方法。
【請求項２】
前記帯材（３）の長さにわたる該帯材（３）の厚さの検出を連続的に行い、それぞれ１つの長さ位置と厚さ位置とを互いに対応させる、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記帯材（３）の、第１の金属薄板ブランク（２）が切り出されるべき第１の領域（１４）と、前記帯材（３）の、第２の金属薄板ブランク（２’）が切り出されるべき、前記第１の領域に続く第２の領域（１４’）と、前記帯材（３）の、第３の金属薄板ブランク（２’’）が切り出されるべき、前記第２の領域（１４’）に続く第３の領域（１４’’’）とにおいて、前記帯材（３）の長さにわたって該帯材（３）の厚さを測定し、
前記帯材（３）から切り出されるべき第１の金属薄板ブランク（２）および第２の金属薄板ブランク（２’）のための目標輪郭位置の計算を、少なくとも前記第１の領域（１４）、前記第２の領域（１４’）および前記第３の領域（１４’’）の求められた測定厚さプロフィールに関連して行う、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記帯材（３）に、切断中に前記帯材（３）の長手方向で予荷重を加える、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つの切断機（９，９’；１０９，１０９’；１６，１１６）が、複数の軸線に沿って互いに独立して位置決め可能である、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
１つの金属薄板ブランク（２，１０２；２’，１０２’；２’’，１０２’’；２’’’，１０２’’’）の切断を、複数の切断機（９，９’；１０９，１０９’；１６，１１６）により行い、該複数の切断機（９，９’；１０９，１０９’；１６，１１６）が、前記金属薄板ブランク（２，１０２；２’，１０２’；２’’，１０２’’；２’’’，１０２’’’）を同時に前記帯材（３）から切り出す、かつ／または
複数の金属薄板ブランク（２，１０２；２’，１０２’；２’’，１０２’’；２’’’，１０２’’’）を、同時にそれぞれ少なくとも１つの切断機（９，９’；１０９，１０９’；１６，１１６）を用いて前記帯材（３）から切り出す、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
ビーム切断されたブランク（２，１０２；２’，１０２’；２’’，１０２’’；２’’’，１０２’’’）が、少なくとも１つのウェブ（１５，１５’，１５’’，１５’’’；１１５，１１５’，１１５’’，１１５’’’）によりまずは前記帯材（３）に結合されたままとなっているように、前記切断を実施する、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
第１のウェブ（１５）が、ビーム切断された前記ブランク（２）の、帯材送り方向に関して前方の１／３に配置されており、第２のウェブ（１５’’’）が、ビーム切断された前記ブランク（２）の、帯材送り方向に関して後方の１／３に配置されているように、前記切断を行う、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
前記第１のウェブ（１５）および／または前記第２のウェブ（１５’’’）がほぼ前記帯材（３）の長手方向に延びており、それにより前記帯材（３）からの送り力が、前記金属薄板ブランク（２）に伝達される、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
切断された前記金属薄板ブランク（２）を追加切断するステップが、別のステップとして設けられており、前記少なくとも１つのウェブ（１５，１５’，１５’’，１５’’’；１１５，１１５’，１１５’’，１１５’’’）を完全に切断し、それにより前記金属薄板ブランク（２，１０２）は完全に前記帯材（３）の残りの領域から切り離される、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
前記切断を、少なくとも１つの切断ビームにより実施し、該切断ビームの少なくとも１つの切断パラメータを、金属薄板厚さおよび／または前記帯材（３）の材料特性に関連して制御する、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
金属薄板ブランクを製造する装置であって、
金属製の材料から成る帯材（３）をフレキシブル圧延する圧延ユニット（１）と、
前記帯材（３）から個別の金属薄板ブランク（２，１０２；２’，１０２’；２’’，１０２’’；２’’’，１０２’’’）を切り出す切断ユニット（２３）であって、前記帯材（３）は、並んで位置する複数の領域を有しており、該領域からそれぞれ１つの金属薄板ブランク（２，１０２；２’，１０２’；２’’，１０２’’；２’’’，１０２’’’）が切り出され得る、切断ユニット（２３）と、を備え、
前記切断ユニット（２３）は、前記帯材（３）の長さにわたって該帯材（３）の厚さを検出する測定装置（１０）と、フレキシブル圧延された前記帯材（３）を切断する少なくとも１つの切断機（９，９’；１０９，１０９’；１６，１１６）と、前記測定装置（１０）により検出された測定値に基づいて前記切断機（９，９’；１０９，１０９’；１６，１１６）を制御する電子的な制御ユニット（ＥＣＵ）と、を有している、金属薄板ブランクを製造する装置において、
前記測定装置（１０）と、前記切断機（９，９’；１０９，１０９’；１６，１１６）との間の間隔（Ｌ９）は、切り出されるべき金属薄板ブランク（２，１０２；２’，１０２’；２’’，１０２’’；２’’’，１０２’’’）の長さ（Ｌ２）の二倍よりも大きく形成されており、それにより前記帯材（３）から切り出されるべき金属薄板ブランク（２，１０２；２’，１０２’；２’’，１０２’’；２’’’，１０２’’’）のための目標位置は、前記帯材（３）の、並んで位置する少なくとも２つの領域の測定プロフィールに関連して決定することができることを特徴とする、金属薄板ブランクを製造する装置。
【請求項１３】
複数の切断機（９，９’；１０９，１０９’；１６，１１６）が設けられており、該複数の切断機（９，９’；１０９，１０９’；１６，１１６）は、複数の金属薄板ブランク（２，１０２；２’，１０２’；２’’，１０２’’；２’’’，１０２’’’）が前記帯材（３）から同時に切り出され得るように、構成されかつ前記電子的な制御ユニット（ＥＣＵ）により制御可能であり、かつ／または
複数の切断機（９，９’；１０９，１０９’；１６，１１６）が設けられており、該複数の切断機（９，９’；１０９，１０９’；１６，１１６）は、前記帯材（３）から１つの共通の金属薄板ブランク（２，１０２；２’，１０２’；２’’，１０２’’；２’’’，１０２’’’）を切り出すように、構成されかつ前記電子的な制御ユニット（ＥＣＵ）により制御可能である、請求項１２記載の装置。
【請求項１４】
前記測定装置（１０）および前記切断機（９，９’；１０９，１０９’；１６，１１６）を通じて前記帯材（３）を搬送する搬送装置が設けられており、該搬送装置は、複数のローラ体を有しており、該ローラ体に前記帯材（３）が載置される、請求項１２または１３記載の装置。
【請求項１５】
前記帯材（３）を送るための送り装置が設けられており、該送り装置は、前記切断機（９，９’；１０９，１０９’；１６，１１６）の手前に配置されている第１の送り機と、
前記切断機（９，９’；１０９，１０９’；１６，１１６）の背後に配置されている第２の送り機とを有しており、第１の送り機および第２の送り機は、その間で前記帯材（３）にテンションを付与することができるように、制御可能である、請求項１２から１４までのいずれか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる金属薄板厚さを備えた金属薄板ブランクを製造する方法および装置に関する。
【０００２】
独国特許発明第１０２０１２１１０９７２号明細書から、フレキシブル圧延された帯材から製品を製造する方法が知られている。フレキシブル圧延された帯材は、次いで電解コーティングされ、熱処理される。フレキシブル圧延された帯材から、機械的な裁断およびレーザ溶接によりブランクが製造される。このように製造されたブランクは、次いで変形加工法において、たとえば自動車のための構成部材として構成されていてもよい成形部分へとさらに加工され得る。
【０００３】
独国特許出願公開第１０２０１２０１４２５８号明細書からは、減じられたエッジクラック敏感性を有する、鋼から成る構成部材を製造する方法が知られている。この構成部材は、鋼から成る金属薄板ブランクの変形加工により製造される。変形加工において、ブランクは、まず帯材から裁断され、次いで変形加工されて構成部材を形成する。ブランクの裁断は、室温よりも高く、Ａｃ１変態温度よりも低い温度で行われる。ブランクは、フレキシブルに様々な厚さで圧延加工されていてもよい。
【０００４】
国際公開第２０１０／０８５４８６号明細書からは、鋼帯材からブランクをレーザ切断する方法および装置が知られている。
【０００５】
欧州特許第２４２０３４４号明細書からは、金属薄板帯材から輪郭カット部を製造する方法が知られている。金属薄板帯材は、その幅に関して、少なくとも３つの加工ストリップに区切られる。このとき、各加工ストリップに１つのレーザ切断装置が対応配置されている。第１のレーザ切断装置の作業領域は、第２のレーザ切断装置の作業領域に対して上流側または下流側で接続している。レーザ切断装置は、輪郭カット部の第１の部分区分が、上流側のレーザ切断装置により製造され、輪郭カット部を仕上げるための第２の部分区分が、下流側のレーザ加工装置により製造されるように、制御される。
【０００６】
本発明の根底を成す課題は、大きなプロセス安定性を提供し、製造すべき金属薄板ブランクの高い製造精度もしくは低い不良品率を保証する、様々な金属薄板厚さを有する金属薄板ブランクを製造する方法を提案することにある。課題はさらに、金属薄板ブランクがプロセス確実に、かつい高い精度で製造され得る対応する装置を提案することにある。
【０００７】
解決手段は、金属薄板ブランクを製造する方法であって、以下の方法ステップ、すなわち、金属製の材料から成る帯材をフレキシブル圧延するステップであって、フレキシブル圧延された帯材の、並んで位置する領域が、該帯材から切り出されるべき金属薄板ブランクの目標厚さプロフィールにそれぞれ対応するように、帯材の長さにわたって異なる金属薄板厚さを備えた厚さプロフィールを生ぜしめる、ステップと、帯材の、並んで位置する複数の領域の測定厚さプロフィールを求めるステップと、帯材から切り出されるべき金属薄板ブランクのための、帯材における目標位置を、帯材の、並んで位置する少なくとも２つの領域の、生成された測定厚さプロフィールに関連して計算するステップと、フレキシブル圧延された帯材を少なくとも１つの切断機により目標位置に沿って金属薄板ブランクを生ぜしめるために切断するステップと、を備える方法にある。
【０００８】
利点は、帯材から切り出されるべき金属薄板ブランクのための目標輪郭位置を、帯材の測定された金属薄板厚さプロフィールに対して正確にさせることができることにある。この形式によって、製造されるべき金属薄板ブランクの高い製造精度が達成されるか、もしくは製造精度に基づいて使用不能である不良品の割合が減少する。ビーム切断プロセスに前置された帯材の測定により、場合によっては厚さ経過に関して幾何学的な設定に一致しないブランクの領域は非加工のままにされてもよい。これにより方法の特に高い効率が生じる。不要な不良品が生ぜしめられないからである。
【０００９】
フレキシブル圧延のための出発材料として、金属製の材料から成る帯材が使用される。金属製の材料とは、特に少なくとも一種の金属製の元素もしくは金属元素から成る合金を含んでいることを意味している。産業的な製造において、しばしば鋼もしくは鋼合金から成る帯材が使用される。このとき、アルミニウムもしくはアルミニウム合金のような別の金属から成る帯材も使用されてもよい。熱延コイルまたは冷延コイルが使用されてもよい。この概念は、様々な帯材幅範囲のための専門用語の枠内で理解される。熱延コイルとは、圧延鋼製品（鋼板）であると理解される。この鋼板は、事前の加熱後に圧延により生ぜしめられる。冷延コイルとは、冷間圧延された鋼板（平鋼）を意味する。事前の加熱なしに圧延によって最終的な厚さ減少が行われた平鋼が、冷間圧延された、と云われる。
【００１０】
ほぼ一様の金属薄板厚さを有する帯材は、フレキシブル圧延の枠内で、ロールギャップの変更により、長さにわたって可変の金属薄板厚さを備える帯材へと圧延加工される。このとき、帯材は、該帯材の領域毎に生ぜしめられる厚さプロフィールが、該帯材から切り出されるべきブランクの目標厚さプロフィールにそれぞれ対応するように圧延される。このことは特に、１つの領域においてフレキシブル圧延によって生ぜしめられた厚さプロフィールが、該帯材から切り出されるべきブランクの目標厚さプロフィールに少なくともほぼ一致している、つまり、製造誤差および位置誤差を考慮して一致していることを意味する。本開示の枠内では、帯材の領域とは、所属するブランクが切り出される、帯材の幾何学的に決めることができる部分を意味する。個別の領域は、帯材において並んで配置されている。特に、帯材の個別の領域は、異なる厚さを備えた複数の区分をそれぞれ有していることが規定されている。異なる厚さを有する、フレキシブル圧延により生ぜしめられたこれらの区分は、長手方向もしくは帯材の圧延方向に対して直交する横方向に延びている。帯材は、フレキシブル圧延後に簡単な形式で再びコイルへと巻き取られてもよく、引き続き加工するための別の箇所に供給されてもよく、または直接に引き続き加工されてもよい。
【００１１】
厚さプロフィールを求めることは、特に帯材の長さにわたる厚さの測定に基づいて行われる。帯材の測定された長さ位置もしくは経過位置に、所属する厚さ位置が対応させられる。これらの位置は、位置ペアを形成する。測定のために、厚さセンサおよび距離センサが使用されてもよい。帯材の長さにわたる厚さの測定は、インクリメンタルに、つまりステップ式に、または継続して行われてもよい。ステップ式の測定では、切り出されるべき金属薄板ブランク毎に、長手方向に沿った複数の位置が測定される。測定された厚さ値と、所属する位置値から、次いで測定厚さプロフィールが生成される。特に高いプロセス確実性および精確な製造は、帯材の長さにわたる厚さの連続的な検出により達成される。このとき、連続的に帯材のあらゆる長さ位置に厚さ位置が対応させられるので、測定された帯材領域のために長さにわたる完全な測定厚さプロフィールが存在している。この測定された厚さプロフィールは、次いで計算機により、切り出されるべき金属薄板ブランクの目標厚さプロフィールと比較され得るので、使用されるべきビーム切断の位置が、幾何学的なフレーム条件に個別に適合され得る。帯材から切り出されるべきブランクの輪郭位置の、与えられた金属薄板厚さプロフィールに対する位置決めもしくは同期化は、適当な計算機アルゴリズムによって行われる。これによって、帯材における構成部材の位置最適化が行われてもよい。これは高い製造精度を備えた安定的なプロセスをもたらす。
【００１２】
例示的な具体化において、帯材の長さにわたる厚さは、帯材の第１の領域および該第１の領域に続く第２の領域において検出されてもよく、第１の領域からの第１の金属薄板ブランクの切断は、第１の領域および第２の領域の測定厚さプロフィールに関連して行われ得る。この原理は、一般的な形式でさらに延長され得る。したがって、帯材の２つよりも多くのブランク領域の測定値が切断機の切断輪郭の決定のために考慮され得る。たとえば、ブランクの連続した群の切断輪郭、たとえば３つのブランクの切断輪郭を、この群に属する全ての帯材領域の測定厚さのプロフィールを考慮した下で決定することができる。
【００１３】
帯材からブランクを切断するためには、１つまたは複数の切断機が使用されてもよい。複数の切断機の使用時に、これらの切断機は互いに対して平行に、つまり帯幅に関して隣り合って、かつ／または並んで、つまり帯材長手方向に関して並んで配置されていてもよい。帯材からブランクを切断するための少なくとも１つの部分ステップは、ビームにより行われてもよい。このとき、切断機のうちの少なくとも１つは、ビーム切断機として構成されている。しかし、帯材からブランクを切断するための少なくとも１つの部分ステップが、機械的に、規定されたカッタを備えた打ち抜き工具または切断工具により行われることも考えられる。
【００１４】
可能な方法によれば、帯材には、ビーム切断中に、帯材の長手方向でテンションが付与される。この措置により、帯材の高い位置精度、ひいては該帯材から切り出されるべき金属薄板ブランクの高い製造精度が達成される。
【００１５】
１つの態様によれば、少なくとも１つのビーム切断機が、複数の軸線に沿って移動されてもよく、このとき特に、１つの軸線に沿った動きが、別の軸線に沿った動きとは関係なく制御可能であることが規定されている。これによって、正確な位置決めと高い製造精度が達成される。
【００１６】
帯材から金属薄板ブランクをビーム切断するための、もしくは機械的に切断するための複数の切断機が設けられていてもよい。このとき、複数の切断機は、同時に、同じ金属薄板ブランクの輪郭カットにおいて作業するか、または複数の金属薄板ブランクが、同時に、それぞれ１つの対応している切断機によって加工されてもよい。
【００１７】
方法は、連続的に実施されてもよい。つまり、ビーム切断は、帯材を送りながら実施される。このとき、切断機は帯材とともに移動する。択一的には、方法は断続的に実施されてもよい。つまり切断機に対する切断すべき帯材領域の送りが行われ、次いで送りはストップし、帯材からの金属薄板ブランクの切断が、帯材が停止しているときに行われる。金属薄板ブランクの切出し後に、帯材は次のブランクの製造のために送られる。後者の方法は、特に機械的な切断のために適している。
【００１８】
可能な態様によれば、ビーム切断は、ビーム切断されたブランクが少なくとも１つのウェブによりまずは帯材に結合されたままとなっているように実施されてもよい。残りの帯材からの金属薄板ブランクの完全な切断は、次いで後続のステップにおいて実施されてもよい。このとき、少なくとも１つのウェブは、第１の切断機に帯材の搬送方向で後置されている別の切断機により完全に切断される。具体的には、ビーム切断は、第１の切断加工の枠内で複数のウェブが設けられるように実施されてもよい。これらのウェブを介して、部分的に切断されたブランクは帯材にまずは結合されたままである。このとき、少なくとも１つの第１のウェブが、ビーム切断されたブランクの、帯材の送り方向に関して前方の１／３に配置されていて、少なくとも１つの第２のウェブが、ビーム切断されたブランクの、帯材の送り方向に関して後方の１／３に配置されていると有利である。これによって、送り力が、帯材から部分的に切断されたブランクへと伝達され得るので、ブランクは正確に位置決めされている。第１のウェブおよび／または第２のウェブは、帯材のほぼ長手方向に延びているように構成されていてもよい。
【００１９】
可能な具体化によれば、ビーム切断のために、レーザビームを使用することができる。つまり、ビーム切断機は、レーザビーム切断機の形態で構成されている。しかし、たとえばウォータビーム（噴射）切断のような別のビーム切断法も使用可能であることは自明である。ビーム切断機では、切断パラメータが調節され、かつ／または切断プロセス中に制御されてもよい。切断プロセスに影響を与えるこのような切断パラメータは、たとえばビーム出力、ビームの焦点、送り速度、発散ガス圧および／または別の技術的なパラメータである。特に、ビーム切断機の切断パラメータのうちの少なくとも１つが、金属薄板厚さおよび／または金属製の材料特性に合わせて調節され、もしくは切断プロセス中に帯材の測定された金属薄板厚さに関連して制御されることが規定されていてもよい。たとえば、比較的に厚い帯材区分は、比較的薄い帯材区分とは別のパラメータで切断されることができるので、切断プロセスを、全体的に効率的かつ要求に応じて実施することができる。このことは当然ながら、機械的な切断に影響を与える、たとえば切断力または切断速度のような切断パラメータを金属薄板厚さに関連して制御することができる、ブランクの機械的な切断にも該当する。
【００２０】
金属薄板ブランクもしくは帯材への腐食防止層の塗布のような別の方法ステップが設けられていてもよい。第１の可能性では、帯材は、既にフレキシブル圧延の前にコーティングされてもよい。このことは、腐食防止層が後続のフレキシブル圧延に基づいて、帯材の長さにわたって互いに異なる厚さを得ることにつながる。第２の可能性によれば、腐食防止層は、フレキシブル圧延後に塗布されてもよい。このとき、腐食防止層の厚さは、フレキシブル圧延された帯材の長さにわたってほぼ一定である。両方の場合に、腐食防止層は有利には連続法により塗布される。このためには、帯材はコイルから繰り出され、連続法で腐食防止層を備えられ、次いで再びコイルに巻かれ、これによりそれぞれ後続の方法ステップへと供給されてもよい。帯材が、直接にさらに加工されてもよい、つまり繰り出された状態でさらに加工できることは自明である。別の可能性では、まず金属薄板ブランクは、帯材から切り出され、次いで部材毎に腐食防止層を備えていてもよい。
【００２１】
金属薄板ブランクは、後続の製造ステップにおいてさらに加工されてもよく、たとえば変形加工されて成形部分を形成することができる。成形部分は硬化されてもよい。択一的には、金属薄板ブランクは、プレス硬化において工具内で変形加工されかつ硬化されてもよい。
【００２２】
上述の課題の解決手段は、さらに、金属薄板ブランクを製造する装置であって、金属製の材料、特に鋼板から成る帯材をフレキシブル圧延する圧延ユニットと、帯材から個別の金属薄板ブランクを切り出すための切断ユニットとを備え、帯材が、並んで位置する複数の領域を有しており、該領域からそれぞれ１つの金属薄板ブランクが切り出されてもよく、切断ユニットは、帯材の長手方向で帯材の厚さを検出するための測定装置と、フレキシブル圧延された帯材を切断するための少なくとも１つの切断機と、測定装置により検出された測定値に基づいて切断機を制御するための電子的な制御ユニットとを備えており、測定装置と、切断機との間の間隔は、切り出されるべき金属薄板ブランクの長さの二倍よりも大きく形成されている、装置にある。これにより、帯材から切り出されるべき金属薄板ブランクのための目標位置は、帯材の、並んで位置する少なくとも２つの領域の測定プロフィールに関連して決定することができる。
【００２３】
したがってこの装置は、上述の方法を実施するために適している。その限りでは、同一の利点が得られるので、利点に関しては上述の記載が参照される。方法に関する全ての特徴は装置にも転用可能であり、反対に、装置に関する全ての特徴が方法にも転用可能であることは自明である。装置は、切り出されるべき金属薄板ブランクの、帯材における位置最適化を可能にし、つまり、帯材から切り出されるべき金属薄板ブランクの目標輪郭の、帯材の帯材厚さプロフィールに対して相対的な、正確な位置に関する調節を可能にする。切り出されるべき金属薄板ブランクの目標輪郭は、長さにわたる金属薄板厚さの測定後にはじめて確定されるので、全体的に高い製造精度が達成される。
【００２４】
有利には、切断機は、少なくとも１つのビーム切断機を有している。このとき、補足的にまたは択一的に、少なくとも１つの機械的な切断機が設けられていてもよいことは自明である。可能な具体化において、複数のビーム切断機が設けられていてもよい。このビーム切断機は、複数の金属薄板ブランクが同時に帯材から切り出され得るように、構成されかつ電子的な制御ユニットにより制御可能であってもよい。択一的または補足的には、同時に１つの金属薄板ブランクを切り出す複数の切断機が設けられていてもよい。
【００２５】
別の態様によれば、帯材を送るための送り装置が設けられていてもよい。送り装置は、切断機の手前に配置されている第１の送り機と、切断機の背後に配置されている第２の送り機とを有していてもよい。送り装置は、有利には帯材に切断の領域においてテンションが付与されているように制御可能である。
【００２６】
切り出しのための切断装置もしくは方法は、別の具体化において以下の特徴を有していてもよい。コイルは、コイル装填台、つまりコイルを中間貯蔵する装置からペイオフリールに供給されてもよい。ペイオフリールにより、コイルは繰り出され、コイルの端部区分は対応する補助手段によって矯正ユニット内に導入され、設定値に応じて矯正させられる。加工プロセスにおける公差および変動を補償する帯材貯蔵部が設けられていてもよい。このためには、帯材貯蔵部は、加工時の最大の送り長さおよび速度が完全にカバーされているように十分に寸法設計されている。帯材貯蔵部と測定装置との間には、帯材鎮静装置が設けられていてもよい。この帯材鎮静装置において、帯材は鎮められもしくは平坦化される。測定装置は、帯材厚さ測定部および帯材長さ測定部を有している。帯材の送りは、測定装置に前置されている送り機を用いて行われる。供給もしくは送りは、運転中に圧延プロセスに基づく長手方向の公差を補償できるように構成されている。第１の送りには、ローラ装置が接続する。このローラ装置は、ブランク領域の長さの少なくとも２倍の長さを有していてもよい。これにより、金属薄板厚さ測定と、金属薄板厚さプロフィールに対して相対的な複数のブランクの輪郭位置の対応とのために必要となる測定長さが得られる。次いで、輪郭位置が帯材において位置決めされ、位置は切断機に伝達される。特に厚さの測定および長さ値の測定が、連続して行われ、直接に切断機の制御装置へ、切断工具の正確な位置決めおよび制御のために伝達されることが規定されている。したがって完全な帯材長さが測定される連続的な制御が行われる。
【００２７】
有利な実施の形態を以下に図面につき詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る方法を概略的にフローチャートとして示す図である。
【図２】図１に示した切断装置を概略的に示す詳細図である。
【図３】図１に示した切断装置の別の変化形を概略的に示す詳細図である。
【図４】図１に示した切断装置の別の実施の形態を概略的に示す詳細図である。
【図５】図１に示した切断装置の別の実施の形態を概略的に示す詳細図である。
【図６】図１に示した切断装置の別の実施の形態を概略的に示す詳細図である。
【図７】別の方法ステップを有する図１に示した方法を概略的にフローチャートとして示す図である。
【００２９】
図１〜図７が、その共通点に関してまず一緒に説明される。フレキシブル圧延された（flexibel gewalzt.）帯材３から金属薄板ブランク２を製造する本発明に係る方法ならびに本発明に係る装置が示されている。出発材料として、金属製の材料、特に硬化可能な鋼材料から成る熱延コイルまたは冷延コイルが使用される。材料は、スリットコイルとして、または未加工エッジを有する帯材として存在していてもよい。
【００３０】
方法ステップＳ１０では、帯材３が圧延ユニット１により圧延加工され、しかもこのとき、フレキシブル圧延により加工される。このためには、出発状態においてコイル４に巻かれ、フレキシブル圧延前には長さにわたって十分に一定の金属薄板厚さを有している帯材３が、ロール５，６により圧延され、このときに、圧延方向に沿って可変の金属薄板厚さが得られる。圧延中に、プロセスは監視されかつ制御される。このとき、金属薄板厚さ測定部７により求められたデータは、入力信号として、ロール５，６の制御のために使用される。フレキシブル圧延の後に、帯材３は、圧延方向で、長さにわたって異なる厚さを有している。帯材３は、フレキシブル圧延後に再び巻き取られてコイル８を形成するので、このコイル８を次の方法ステップへと供給することができる。
【００３１】
後続の方法ステップＳ４０では、切断ユニット２３により個別の金属薄板ブランク２がフレキシブル圧延された帯材３から切り出される。切断装置とも呼ばれ得る切断ユニット２３は、測定装置１０、電気的な制御ユニット（電子コントロールユニット、ＥＣＵ）ならびに１つまたは複数の切断機９を有している。このとき、帯材３からの金属薄板ブランク２の切出しは、切断機９を用いた切断プロセスによって、測定装置１０により測定されたサイズを考慮しながら行われる。切断機９は、特にビーム切断機の形態で構成されている。このとき、帯材３からのブランク２の切断は、ビーム１１により行われる。具体的には、レーザビーム切断機を使用することができる。このとき、帯材３からのブランク２の切断は、１つまたは複数のレーザビーム１１により行われる。しかし、基本的には、ビーム切断機の代わりに機械的な切断機も使用できることは自明である。
【００３２】
金属薄板ブランク２の切出しのための重要な部分ステップは、帯材３の長さに沿った厚さの測定である。このために使用される測定装置１０は、ビーム切断機９に、帯材３の送り方向で前置されている。測定装置１０は、帯材３の厚さを表すサイズを検出する少なくとも１つのセンサ１２と、帯材３の長さ位置を表すサイズを検出するセンサ１３とを有している。センサ１２，１３により検出された厚さ値および長さ値は、電子的な制御ユニット（ＥＣＵ）に送られる。電子的な制御ユニットは、測定された厚さ値および長さ値を処理し、ビーム切断機９を制御するために役立つ。測定は有利にはコイル８から繰り出される帯材３において連続的に行われる。このとき、帯材３の各長手方向位置に厚さ値が対応させられるので、全体的に帯材の、長さにわたる厚さプロフィールが検出される。長さ値と、所属する厚さ値とは、繰り出された帯材３の弛緩状態で検出される。つまり必要となる送り力を除いてほぼ力が加えられていない状態で検出される。
【００３３】
特に図２において判るように、測定装置１０とビーム切断機９との間の間隔Ｌ９は、切り出されるべき金属薄板ブランク２の長さＬ２の二倍よりも大きく形成されている。これから切り出されるべき金属薄板ブランク２’，２’’，２’’’の輪郭ならびに金属薄板ブランク毎の個別の帯材領域１４’，１４’’，１４’’’は図２に破線で示されている。ちょうど切断された金属薄板ブランク２の輪郭は、実線で図示されている。測定装置１０と切断機９との間に設定された間隔Ｌ９により、少なくとも２つの帯材領域１４’，１４’’の厚さプロフィールが検出され、切断すべき輪郭を確定するために考慮されることが可能である。これによって、フレキシブル圧延された帯材３の長さ方向の公差が補償され、金属薄板ブランク２の製造時に考慮されることが可能である。したがって、製造精度が特に向上する、もしくは不良品率が減少する。
【００３４】
帯材３から切り出されるべき金属薄板ブランク２の輪郭は任意であり、それに対応して幾何学的な設定を個別に調節することができる。三次元の金属薄板ブランク（３Ｄ−ＴＲＢ）または輪郭カット部とも呼ぶことができる、帯材３から切り出されたブランク２が概略的に図１に示されている。任意の輪郭を製造するために、ビーム切断機９を、少なくとも２つ以上の軸線Ｘ，Ｙ，Ｚに沿って、すなわち送り方向、横方向および場合によっては帯材３の高さ方向に移動させることができる。このとき、ビーム切断機９をＸ軸線に沿って、Ｙ軸線に沿った運動および／またはＺ軸線に沿った動きとは関係なしに移動することができる。このことは、別の軸線（Ｙ，Ｚ）にも同様に該当する。
【００３５】
切り出されるべきブランク２の高い位置精度のために、帯材３に、ビーム切断中に、帯材３の長手方向Ｌでテンションが付与することができる。これを、ビーム切断機９の前後に配置された送り機（図示せず）により行うことができる。このとき、両方の送り機は、その間に位置する帯材にテンションが付与されるように、同期されている。
【００３６】
帯材３からの金属薄板ブランク２の切出しを、連続的にまたは断続的に実施することができる。連続的なプロセスでは、測定および切断が、帯材３の送り運動中に行われる。断続的なプロセスでは、帯材の送りはステップ式に行われる。このとき、帯材３からのブランク２の切出しは、帯材３が静止しているときに行われる。１つまたは複数のブランクの切出し後に、帯材３は、次のブランクもしくは次の複数のブランクを製造するために送られる。
【００３７】
後方の送り機の下流側で、輪郭カット部と、材料屑とが別の切断ユニットにより切断され、構成部材は搬送システムに引き渡され得る。搬送システムは、ブランク２をスタックシステムに提供し、スタックシステムはブランク２を顧客容器内またはパレット上に積み上げる。
【００３８】
図３は、別の実施の形態において方法ステップＳ４０を実施するための切断ユニット２３を示している。この実施の形態は、図２に示した実施の形態におおむね相当するので、共通点に関しては上述の説明が参照される。ここで、図２と同一の部材には図２と同一の参照符号が付されている。
【００３９】
図３に示した実施の形態の差異は、切断プロセスが２つの部分ステップにおいて行われることにある。第１の切断プロセスの枠内では、金属薄板ブランク２の輪郭の一部のみが切断されるので、切り出されるべきブランクは、切断されていない複数のウェブ１５，１５’，１５’’，１５’’’を介して帯材３の残りの縁部領域に結合されたままである。残りの帯材３からの金属薄板ブランク２の完全な切断は、後続の第２の部分ステップにおいて、第２の切断機１６によって行われる。このとき、ウェブ１５，１５’，１５’’，１５’’’は、第１の切断機９に帯材３の搬送方向Ｌで後置されている別の切断機１６によって完全に切断される。図３では、本実施の形態において合計４つのウェブが設けられていることが判る。しかもこのとき、前端部のウェブ１５、側方の２つのウェブ１５’，１５’’、および後端部のウェブ１５’’’が設けられていることが判る。しかし、切断すべきブランクの輪郭およびサイズに応じて、任意の別の技術的に有意な個数のウェブが設けられていてもよいことは自明である。第２の部分ステップの図示された状態では、前方のウェブ１５と、側方のウェブ１５’とが、第２の切断機１６によって既に切断されている。
【００４０】
図４は、別の実施の形態において方法ステップＳ４０を実施するための切断ユニット２３を示している。この実施の形態は、図２に示した実施の形態におおむね相当するので、共通点に関しては上述の説明が参照される。ここで、図２と同一の部材には図２と同一の参照符号が付されている。
【００４１】
図４に示した実施の形態の差異は、帯材３の幅Ｂ３にわたって、帯材３から切り出されるべき金属薄板ブランク２，１０２の２つの列が設けられていることにある。それに対応して、２つの切断機９，１０９が設けられている。これらの切断機９，１０９は同期してそれぞれ１つの該当する金属薄板ブランク２，１０２を帯材３から切り出す。両方の切断機９，１０９は、電子的な制御ユニット（ＥＣＵ）によって、測定装置１０により長さにわたって検出された帯材３の厚さに基づいて制御される。
【００４２】
本実施の形態では、帯材３から切り出されるべき金属薄板ブランク２、１０２のためのそれぞれの輪郭配置が、連続した少なくとも２つのブランク領域の長さにわたって測定された厚さ経過に関連して行われることも規定されている。このとき、具体的には、測定装置１０と、ビーム切断機９，１０９との間の間隔Ｌ９が、切り出されるべき金属薄板ブランク２，１０２の長さＬ２の三倍よりも大きく形成されている。これにより、切り出されるべき金属薄板ブランク２，１０２の輪郭位置の計算時に、それぞれ３つの連続したブランク領域１４，１４’，１４’’，１４’’’の金属薄板の厚さ経過を考慮することができる。
【００４３】
図５は、別の実施の形態において方法ステップＳ４０を実施するための切断ユニット２３を示している。この実施の形態は、図３に示した実施の形態におおむね相当するので、共通点に関しては上述の説明が参照される。ここで、図３と同一の部材には図３と同一の参照符号が付されている。
【００４４】
図５に示した実施の形態の第１の差異は、帯材３の幅Ｂ３にわたって、帯材３から切り出されるべき金属薄板ブランク２，１０２の２つの列が設けられていることにある。それに対応して、２つの切断機９，１０９も設けられている。これらの切断機９，１０９は同期してそれぞれ１つの該当する金属薄板ブランク２，１０２を帯材３から切り出す。両方の切断機９，１０９は、電子的な制御ユニット（ＥＣＵ）により測定装置１０によって長さにわたって検出された帯材３の厚さに基づいて制御される。測定装置は、ここでは見やすくするために示されていない。
【００４５】
別の差異は、切断プロセスが、２つの部分ステップにおいて行われることにある。第１の切断プロセスの枠内では、ブランク列毎に各金属薄板ブランク２，１０２の輪郭の一部のみが切断されるので、ブランクは切断されていない複数のウェブ１５，１１５を介して、帯材３の残りの縁部領域に結合されたままである。残りの帯材３からの金属薄板ブランク２，１０２の完全な切断は、後続の第２の部分ステップにおいて、第２の切断機１６，１１６によって行われる。このとき、ウェブ１５，１１５は、第１の切断機９，１０９に帯材３の搬送方向Ｌで後置されている別の切断機１６，１１６によって完全に切断される。
【００４６】
さらに、第１の部分ステップを実施するために、複数の切断機９，９’；１０９，１０９’が設けられていることが規定されている。これらの切断機９，９’；１０９，１０９’により、連続した２つの金属薄板ブランク２，２’；１０２，１０２’を同期的に加工することができる。これにより、加工時間を減少させることができる。第２の部分ステップにおいて行われるウェブ１５，１１５の切断のためには、ブランク列毎に１つの切断機１６，１１６で十分である。切断すべきウェブ１５，１１５の残りの切断長さは単に短いからである。第１の切断機９，９’；１０９，１０９’と、第２の切断機１６，１１６とは、電子的な制御ユニットによりそれぞれ個別に制御されてもよい。
【００４７】
この実施の形態でも、帯材３から切り出されるべき金属薄板ブランク２，１０２のためのそれぞれの輪郭位置は、連続した少なくとも２つのブランク領域の長さにわたって測定された厚さ経過に関連してそれぞれ行われる。
【００４８】
図６は、別の実施の形態において方法ステップＳ４０を実施するための切断ユニット２３を示している。この実施の形態は、図５に示した実施の形態におおむね相当するので、共通点に関しては上述の説明が参照される。のとき、図５と同一の部材には図５と同一の参照符号が付されている。
【００４９】
図５に示した実施の形態との共通点は、帯材３の幅Ｂ３にわたって金属薄板ブランク２，１０２の２つの列が設けられていることと、切断プロセスが２つの部分ステップにおいて行われることと、帯材３から切り出されるべき金属薄板ブランク２，１０２のためのそれぞれの輪郭配置が、連続した少なくとも２つのブランク領域１４，１４’，１４’’，１４’’’の長さにわたって測定された厚さ経過に関連してそれぞれ行われることとにある。
【００５０】
図６に示した実施の形態の差異は、第１の部分ステップを実施するために、複数の切断機９，９’；１０９，１０９’が設けられており、これらの切断機９，９’；１０９，１０９’により、金属薄板ブランク２，２’；１０２，１０２’がそれぞれ同期的に加工されることにある。このことも、ブランク列毎に唯１つの切断機しか備えない実施の形態に比べて、加工時間の減少をもたらす。ウェブ１５の切断のためには、列毎に１つの切断機１６，１１６が設けられている。
【００５１】
別の変化形が考えられることは自明である。たとえば、帯材３の幅Ｂ３および切り出されるべき金属薄板ブランク２のサイズに応じて、２つよりも多い列が設けられていてもよい。さらに、異なる列に設けられた金属薄板ブランク２，１０２は、互いに対してずらされて配置されていてもよく、かつ／または互いに異なる輪郭を有していてもよい。
【００５２】
図７には、別の可能な方法ステップを備えた本発明に係る方法が示されている。これらの方法ステップはそれぞれ、それ自体は任意である。
【００５３】
フレキシブル圧延（Ｓ１０）後に、帯材３は方法ステップＳ２０において、帯材矯正ユニット１７により平坦化されてもよい。必要な場合に、材料はフレキシブル圧延後もしくは平坦化後に加熱されてもよい。
【００５４】
フレキシブル圧延（Ｓ１０）ならびに平坦化（Ｓ２０）後に、帯材３は方法ステップＳ３０において、腐食防止層を備えることができる。このためには、帯材３は、電解式の帯材コーティングユニット１８を通過する。帯材コーティングが、連続的な方法において行われていることが判る。つまり、帯材３は、コイル８から繰り出されて、コーティングユニット１８を通過し、コーティング後に再びコイル８に巻き上げられる。帯材コーティングユニット１８は、浸漬槽１９を含み、該浸漬槽１９は、電解液２０で満たされている。この電解液２０を帯材３が通過する。帯材３のガイドは、ローラセット２１，２２により行われる。
【００５５】
この方法では、帯材３が電解コーティング（Ｓ３０）後に、上述の方法ステップＳ４０により切断され、このとき、個別の金属薄板ブランク２が帯材３から切り出されることが規定されている。このとき、金属薄板ブランク２の切出しを、図２から図６に示した各実施の形態により行うことができることは自明であるので、これに関しては簡略的に上述の説明を参照することができる。
【００５６】
帯材３からブランク２が生ぜしめられた後に、方法ステップＳ５０では、三次元の所望の最終製品へのブランク２の変形加工を行うことができる。第１の可能性では、ブランク２をこのために熱間変形加工し、または第２の可能性では、冷間変形加工することができる。
【００５７】
熱間変形加工を、直接的または間接的なプロセスとして実施することができる。直接的なプロセスでは、ブランク２は変形加工前に、オーステナイト化温度にまで加熱される。これはたとえば誘導式に、または炉内で行われ得る。オーステナイト化温度への加熱後に、加熱されたブランクは、賦形工具２４内で変形加工され、かつ同時に高い冷却速度で冷却される。このとき、構成部材はその最終輪郭を得ると同時に硬化させられる。誘導式の熱間変形加工では、ブランク２は、オーステナイト化の前に一次成形を受ける。この一次成形は、ブランクの常温の状態で行われ、つまり事前の加熱なしに行われる。一次成形時に、構成部材は、まだ最終形状に一致しないが、最終形状に近似している形状になる。一次成形後に、直接的なプロセスと同様に、オーステナイト化および熱間変形加工が行われ、このときに構成部材はその最終輪郭を得て硬化させられる。
【００５８】
賦形プロセスとしての熱間変形加工に対して択一的には、ブランク冷間変形加工することができる。冷間変形加工は、特に軟質の車体鋼材のために、もしくは強度に関して特別な要求が課されていない構成部材のために適している。冷間変形加工時に、ブランクは室温で変形加工される。
【００５９】
提示された方法が変更され得ることは自明である。たとえば電解コーティングは、フレキシブル圧延の前に、または帯材３からのブランク２の切出し後に、もしくは成形部分への変形加工後に、部材コーティング中に実施されてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１  圧延ユニット
２  金属薄板ブランク
３  帯材
４  コイル
５  ロール
６  ロール
７  金属薄板厚み測定部
８  コイル
９  切断機
１０  測定装置
１１  レーザビーム
１２  センサ
１３  センサ
１４  帯材領域
１５  ウェブ
１６  切断機
１７  帯材矯正ユニット
１８  帯材コーティングユニット
１９  浸漬槽
２０  液体
２１  ローラセット
２２  ローラセット
２３  切断ユニット
２４  変形加工ユニット
Ｂ  幅
Ｌ  長さ
Ｒ  長手方向
【図１】
2017121665.tif 000003
【図２】
2017121665.tif 000004
【図３】
2017121665.tif 000005
【図４】
2017121665.tif 000006
【図５】
2017121665.tif 000007
【図６】
2017121665.tif 000008
【図７】
2017121665.tif 000009
【外国語明細書】
2017121665.tif 000010
2017121665.tif 000011
2017121665.tif 000012
2017121665.tif 000013
2017121665.tif 000014
2017121665.tif 000015
2017121665.tif 000016
2017121665.tif 000017
2017121665.tif 000018
2017121665.tif 000019
2017121665.tif 000020
2017121665.tif 000021
2017121665.tif 000022
2017121665.tif 000023
2017121665.tif 000024
2017121665.tif 000025
2017121665.tif 000026
2017121665.tif 000027
2017121665.tif 000028
2017121665.tif 000029
2017121665.tif 000030
2017121665.tif 000031
2017121665.tif 000032
2017121665.tif 000033
2017121665.tif 000034
2017121665.tif 000035
2017121665.tif 000036
2017121665.tif 000037