CN101226055A - 用于测量长形产品的直线度的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于在生产作业线中借助于布置在生产设备中的测量装置(M)对长形产品(P)如轧制的轨道、梁、棒材或者类似物件的直线度进行测量的一种方法和一种装置，其中测量装置(M)的测量值输送给中央计算机。要在工序过程中在没有不利的外部影响并且没有生产过程的干扰的情况下求出长形产品的直线度。为此，连续通过测量装置(M)的长形产品(P)按指定方式夹紧在测量装置(M)的两个间隔开的、向长形产品(P)提供支座(I、II)的区域之间，其中借助于长形产品(P)在自由的未得到支撑的处于支座(I、II)之间的伸出长度中的偏移(S)和理想的、跨接偏移的伸出长度的弦(q)来自动地确定长形产品(P)的直线度。

Description

用于测量长形产品的直线度的方法和装置
技术领域
本发明涉及具有在两项独立权利要求前序部分中所说明的特征的用于测量长形产品的直线度的一种方法和一种装置。
背景技术
在一种公开的方法中确定型材的直线度，具体方法是比如将一个支座置于法兰上并且用一根紧贴的丝线来测量弦。这样的手动测量要求花费很长时间并且由此导致生产损失。
为了在连续的产品上自动地测量和确定轨道及型材的直线度，在实践中已知使用激光测量仪或者说激光测量方法。为此，以大约1米/秒的速度通过辊道使轨道运动并且测量在激光头和轨道之间的间距，由此可以确定波度(在小的长度刻度上比如1米上的直线度)。该测量原理的基础是，同时在多个相对于一个固定的基准(光学直尺)的点上进行位置测量。不过，激光测量法在速度较高时比如在10米/秒时就很成问题，因为型材或者说长形产品的自身运动比如在辊道上的跳动或者振动作为不可避免的干扰量会歪曲测量结果。
通过EP 0 935 102 A 2公开了另一种测量方法或者说另一种测量装置。在此，用多个负载单元根据弯曲天平的方式求出长形货物的直线度。将所述长形货物平放在指定的点上，并且确定重力。通过长形货物或者说长形产品的形状(弯曲)，力变化曲线会变化，从而由此可以求出直线度。但是所述弯曲天平仅仅有条件地在工序过程中使用。此外，摩擦影响以及和辊道之间的接触不确定。
发明内容
因此，本发明的任务是，提供所述类型的一种方法和一种装置，利用所述方法和装置可以在工序过程中在没有所述缺点和生产过程的干扰的情况下求出长形产品的直线度。
该任务用在独立的方法权利要求和独立的装置权利要求的特征部分中所说明的特征得到解决。在此，本发明以这样的考虑为基础，即通过对工序过程无害地夹紧长形产品、比如类似于在两侧固定的梁上那样，在长形产品的自由的未得到支撑的伸出长度上提供指定的情况或者说指定的状态，并且在那里例如借助于激光测量仪通过间距测量来确定直线度。在此，将长形产品由于其自重引起的弯曲或者说偏移以及紧贴的弦作为基准。
优选在不同的弯曲平面中进行测量。也可选通过有针对性的弹性扭转来求出长形产品的扭转。为在确定弦时进行进一步优化，可以优选通过产品几何形状的测量比如法兰宽度来将长形产品的平面惯性矩考虑在内。
根据本发明的一种优选的实施方式，将长形产品在其自由的未得到支撑的伸出长度上通过力进行加载，并且以有针对性的偏移进行弹性变形。由此明显降低干扰量尤其振动的影响并且测量结果与仅仅由于自重引起的偏移或者说弯曲相比要准确得多，而后优选在导致偏移的力作用下对自重加以考虑和补偿。通过激光测量仪可以求出这种偏移。
由此甚至在高的通过速度下，在长形产品的自身运动不会歪曲测量结果的情况下，可以连续地检查直线度并进行记录，以进行质量管理。此外，测量结果可以直接反馈到辊式矫直机中的轧制过程以及尤其矫直过程。
在按本发明的装置中，为连续通过的长形产品在测量单元中配设第一夹紧区域并且沿物流方向与其间隔开地配设第二夹紧区域，在这两个夹紧区域之间形成自由的、无长形产品的支撑的长度区段。由此，尽管长形产品的未得到支撑的伸出长度，也可以实现一种指定的支承。
按照本发明的一种优选的设计方案，在所述自由的、未得到支撑的长度区段中，设置一个使所述长形产品朝一个方向有针对性地以弹性变形偏移的力加载机构，优选一个液压缸。以这种方式通过长形产品的偏移的自重的叠加和补偿来提高测量精度。
根据本发明的一种优选的实施方式，每个夹紧区域具有至少一个辊对，该辊对由一个上面的和一个下面的辊子组成，长形产品在它们之间穿过，其中所述力加载机构与一个沉入所述长形产品中的工作辊相连接。所述辊对不仅保证长形产品连续而快速的通过，而且保证其可靠的夹紧，其中所述辊子优选可以朝连续通过的长形产品调节。
附图说明
本发明的其它特征和细节由专利权利要求及以下对本发明的在附图中简要示出的实施例所作的说明获得。其中：
图1是测量装置的原理结构，该测量装置在两个彼此间隔开的夹紧区域之间为一个连续通过的长形产品提供未得到支撑的伸出长度；
图2是在两侧固定的梁的例子中尽管连续通过的长形产品按本发明可类似地实现的夹紧；
图3是按图1的测量装置，该测量装置具有为使长形产品附加偏移而在夹紧区域之间布置的力加载机构；并且
图4是沿物流方向布置在辊式矫直机后面的测量装置。
具体实施方式
按图1的测量装置M包括两个彼此间隔开的、分别具有两个辊对的组，其中为下面的辊子1、3、7和9相应地配设了上面的辊子2、4、6和8。这两个辊对形成用于沿物流方向MF连续通过测量装置M的长形产品P比如轧制的钢梁型材或轨道的夹紧区域I和II。所述连续通过的长形产品P在所述辊对或者说夹紧区域I、II之间占据一个指定的未得到支撑的伸出长度L。在这个未得到支撑的夹紧长度区域中，该长形产品由于自重发生偏移S，该偏移S可以通过加载一个力F适宜地以弹性变形来表现。以理想的直线度在未得到支撑的伸出长度L上放置的弦q允许用合适的测量用具(未示出)来求出偏移S和由此产生的力并且作为S和F的函数来确定该弦。测量值可以传送给未示出的上级中央计算机。长形产品P在指定负荷下的偏移S也可选用激光进行测量。
为相应的当前测量确定的情况比如可以在按照图2示出的在两侧固定的梁上达到，更确切地说在由辊对1、2以及3、4和6、7以及8、9形成的夹紧区域I、II之间来达到。
图3示出，所述夹紧区域I和II的辊对的单个的或者至少单个的辊子可以通过简要示出的辊子调节机构RA调得靠近所述长形产品P。此外，为了以弹性变形使长形产品P偏移在未得支撑的伸出长度L的区域中有一个工作辊5，该工作辊5在力加载机构K的操纵下从上面沉入所述长形产品P中。
在图4中示出了具有以一定节距T布置的上面的和下面的矫直辊RR的辊式矫直机R与沿物流方向MF在连续的工序过程中附接在该辊式矫直机R后面的测量装置M的组合。甚至在高的比如10米/秒的通过速度时一方面可以在利用中央计算机的情况下连续检查直线度并作记录(质量管理)，但另一方面也可以在没有时间迟延的情况下直接反馈到前置的辊式矫直机R的矫直过程。作为替代方案，可以将所述测量装置M布置在所述辊式矫直机R的前面以便对调节进行优化。
附图标记列表
1      下面的辊子
2      上面的辊子
3      下面的辊子
4      上面的辊子
5      作辊
6      上面的辊子
7      下面的辊子
8      上面的辊子
9      下面的辊子
F      力
K      力加载机构
L      未得到支撑的伸出长度
M      测量装置
MF     物流方向
P      长形产品
R      矫直机
RA     辊子调节机构
RR     矫直机的矫直辊
S      偏移
T      节距
q      弦
I、II  夹紧区域/支座

Claims (16)

1.用于在生产作业线中借助于布置在生产设备中的测量装置(M)对长形产品(P)如轧制的轨道、梁、棒材或者类似物件的直线度进行测量的方法，其中所述测量装置(M)的测量值输送给中央计算机，其特征在于，所述连续通过测量装置(M)的长形产品(P)按指定方式夹紧在所述测量装置(M)的两个彼此间隔开的、向所述长形产品(P)提供支座(I、II)的区域之间，其中借助于所述长形产品(P)在自由的未得到支撑的、处于所述支座(I、II)之间的伸出长度(L)中的偏移(S)以及理想的、跨接偏移的伸出长度的弦(q)来自动地确定所述长形产品(P)的直线度。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述长形产品(P)的自由的未得到支撑的伸出长度(L)用力(F)加载，并且以有针对性的偏移弹性变形。
3.按权利要求2所述的方法，其特征在于，通过所述偏移(S)及力(F)的测量，作为(S)和(F)的函数[q＝f(S，F)]来确定所述弦(q)。
4.按权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，通过至少一个激光测量仪来求出所述偏移(S)。
5.按权利要求1到4中任一项所述的方法，其特征在于，为了优化所述弦(q)的确定并且由此优化所述长形产品(P)的直线度的确定，通过产品几何形状的测量来将该长形产品(P)的平面惯性矩考虑在内。
6.按权利要求1到5中任一项所述的方法，其特征在于，为进一步对影响直线度测量精度的干扰因素进行补偿，对在所述支座(I、II)上出现的力加以考虑。
7.按权利要求2到6中任一项所述的方法，其特征在于，在引起偏移的力(F)作用下对所述长形产品(P)的自重加以考虑和补偿。
8.按权利要求2到7中任一项所述的方法，其特征在于，在所述长形产品(P)的不同的弯曲平面中产生弹性变形。
9.按权利要求1到8中任一项所述的方法，其特征在于，在轧制机列后面使用所述方法，用于对该轧制机列进行调节优化。
10.按权利要求1到9中任一项所述的方法，其特征在于，在长形产品矫直机(R)的前面和/或后面使用所述方法，用于对该长形产品矫直机(R)进行调节优化和/或用于对矫直结果进行检查。
11.按权利要求10所述的方法，其特征在于，在使用所述具有矫直机(R)的测量装置(M)时，所述长形产品(P)的自由的未得到支撑的伸出长度(L)设置小于或者等于所述矫直机(R)的矫直辊(RR)的节距(T)。
12.用于在生产作业线中借助于布置在生产设备中的测量装置(M)对长形产品(P)如轧制的轨道、梁、棒材或者类似物件的直线度进行测量的装置，其中所述测量装置(M)的测量值尤其为执行按权利要求1所述的方法而输送给中央计算机，其特征在于，为连续通过的长形产品(P)在测量装置(M)中配设第一夹紧区域(I)和与其间隔开地沿物流方向(MF)配设第二夹紧区域(II)，在这两个夹紧区域之间形成自由的、未支撑所述长形产品(P)的长度区段(L)。
13.按权利要求12所述的装置，其特征在于，在所述自由的、未得到支撑的长度区段(L)中布置了使所述长形产品(P)朝一个方向有针对性地以弹性变形来偏移的力加载机构(K)。
14.按权利要求13所述的装置，其特征在于，每个夹紧区域(I、II)具有至少一个辊对(3、4或者说6、7)，所述辊对(3、4或者说6、7)由一个上面的辊子(4或者说6)和一个下面的辊子(3或者说7)组成，所述长形产品(P)在它们之间穿过，并且所述力加载机构(K)与沉入所述长形产品(P)中的工作辊(5)相连接。
15.按权利要求14所述的装置，其特征在于，所述夹紧区域(I、II)的辊子(1到4或者说6到9)可朝所述长形产品(P)调节。
16.按权利要求13到15中任一项所述的装置，其特征在于，所述力加载机构(K)及辊子调节机构(RA)是液压缸。
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