CN107438750B - 用于测量长轮廓的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于测量长轮廓(2)、特别是温度升高的长轮廓(2)的方法，其中所述长轮廓(2)的截面被确定，其中所述长轮廓(2)是使用可移置地安装在回转装置(3)上的光切传感器(4)测得的。本发明还涉及一种用于测量长轮廓(2)、特别是温度升高的长轮廓(2)的设备(1)，所述设备(1)包括用于确定所述长轮廓(2)的截面的测量装置，其中回转装置(3)被提供并且所述测量装置被形成为光切传感器(4)，其中所述光切传感器(4)被可运动地安装在所述回转装置(3)上。本发明进一步涉及这类设备(1)的使用。

Description

用于测量长轮廓的方法和设备
本发明涉及一种用于测量长轮廓、特别是温度升高的长轮廓的方法，其中长轮廓的截面被确定。
此外，本发明涉及一种用于测量长轮廓、特别是温度升高的长轮廓的设备，所述设备包括用于确定长轮廓的截面的测量装置。
本发明还涉及这种类型的设备的使用。
根据现有技术，用于测量长轮廓(比如举例来说热轧轮廓或在轧制温度的轧制轮廓)的截面的方法是已知的。
在测量热的长轮廓期间，一个或更多个传感器必须被以高准确度被定位。为此，昂贵的机械支撑结构从现有技术是已知的，多个传感器被附连到所述结构。特别是当在连续生产操作中测量长轮廓时，昂贵的这种类型的支撑结构占据大量空间，并且安装费劲。为了降低成本，具有限定宽度和/或长度以用于与将被测量的长轮廓进行比较的木板例如通常被放置在所述轮廓上，而不是支撑结构上。用于确定长轮廓的尺寸的这种类型的方法当然不是特别精确的。
这通过本发明来解决。本发明的目的是说明一开始命名的类型的方法，通过所述方法，长轮廓可以被容易地且高效地以高准确度被测量。
进一步的目的是说明一开始命名的类型的设备，所述设备使得能够简单地、高效地且准确地测量长轮廓。此外，目的是说明这种类型的设备的使用。
所述目的根据本发明来达成，因为通过一开始命名的类型的方法，长轮廓用可移置地安装在回转装置上的光切传感器来测量。
通过本发明实现的一个优点可以特别被看出来，即借助于可移置地安装在回转装置上的光切传感器，长轮廓的截面可以从从几个不同方向记录的多个单个图像重构。此外，传感器定位由此无需受任何严格的准确度要求的约束。没有昂贵的机械支撑结构的准确测量由此是可能的，这些测量特别是用于测量热的长轮廓得到显著的优点。原则上，通过根据本发明的方法，冷的长轮廓或室温的长轮廓的截面也可以被确定；然而，当测量热的长轮廓时，这是特别有利的，因为由此更难以提供具有不变的几何结构的测量框架。通过根据本发明的方法，以任何期望的方式形成的长轮廓(比如举例来说轨、梁或管子，特别是轧制产品，而且还有例如挤出的塑料轮廓)的截面可以被查明或确定。借助于光切传感器的可移置安装，长轮廓可以被灵活地且优选地从所有侧面测量，其中光切传感器从长轮廓被移置一距离。优选地，截面由安装在回转装置上的单个光传感器确定，由此由于使用多个传感器而导致的额外成本被避免。光切传感器优选地在回转装置中机械地运动或由回转装置机械地运动。
有利的是，大致上环形的运动由光切传感器执行。为此，光切传感器沿着长轮廓的圆周、围绕所述轮廓且离所述轮廓一距离被引导，其中测量平面有利地相对于长轮廓的纵轴大致成直角或大致垂直于长轮廓的纵轴。为此，回转装置优选地被实施为使得光切传感器在圆形路径上被沿着所述装置运动，其中光切传感器优选地被以自动化的方式运动或移置。然而，也可以提供，光切传感器被半自动地或手动地运动。在运动或移置光切传感器期间，多个单个图像被所述传感器从不同方向记录，以便随后重构长轮廓的整个截面。
有利的是，至少两个、特别是三个或更多个激光束被光切传感器照射到长轮廓上。以这种方式，使得整个系统对当测量平面与将被检查的长轮廓的轴并非正好成直角时发生的测量误差不敏感。光切传感器的准确定位由此不是必要的。长轮廓的截面使用光切技术来确定。激光束从而被实施为发散的，并且照明被称为测量场的部分。
有利的是，从测量数据计算长轮廓的光切平面和纵轴之间的角度，其中使用该角度来执行记录的截面的校正。以这种方式，准确测量于是在光切传感器与长轮廓的纵轴未被对齐成正好成直角时甚至也是可能的。
适宜地，长轮廓的截面通过组合多个单个图像来确定。为此，多个单个图像被光切传感器从光切传感器的不同位置记录。所述单个图像的数量从而取决于长轮廓的截面，但是可以为大约10至200的数量级。可以提供，长轮廓的两个或更多个单个图像的记录区域至少部分重叠或相互对应。单个图像的数量可以被用来提高所述过程的准确度或鲁棒性。此外，以这种方式，各测量中的数据中的偏差(比如举例来说轧屑)可以通过平均值计算、误差补偿和/或一致性测试来检测。
有益的是，关于光切传感器的位置变化的至少部分信息从光切传感器本身的测量数据被建立。这对于随后整理出长轮廓的截面是有益的。可以提供，光切传感器的各自由度或光切传感器的整个位置变化被建立。
作为此的替换或与此相组合地，关于光切传感器的位置变化的至少部分信息可以使用角度变换器和/或位移变换器来建立。然而，为此，大致仅知道角度或路径可能是足够的，也就是说，角度变换器或位移变换器无需受对于测量准确度的数量级的准确度要求的约束。通过角度变换器和/或位移变换器，可以仅确定光切传感器的位置的几个自由度中的一个。由此，只有光切传感器的旋转例如可以被确定，而x和/或y方向上的平移是经由测量本身确定的。角度变换器原则上可以对光切传感器检测旋转角度或其变化，而位移变换器可以对光切传感器检测x和/或y方向上的平移或行进距离。还可以提供，角度变换器和位移变换器被组合，并且角度旋转、还有距离这二者由此被检测和/或确定。如果例如管子正被测量，则仅大致知道角度是足够的，因为大致圆形截面的情况下的多个单个图像的旋转对测量的准确度仅有很小的影响。
此外，还可以附加地或组合地提供，关于光切传感器的位置变化的至少部分信息经由位于测量场中的参考对象来建立。参考对象从而有利地被静态地且静止地布置在测量场中，并且可以被实施为例如圆柱体。
从而可以有利的是，用上面指示的方法的任何期望组合来建立或确定至少部分信息。然而，还可以提供，所述方法中只有一种方法根据将被测量的长轮廓的截面被使用。从而一致地有益的是，回转装置的准确度对最终结果的准确度没有影响或有很小的影响。
可选地，可以提供，回转装置与光切传感器一起沿着长轮廓的纵轴运动。为此，至少一个滚动部件和/或滑动部件(比如举例来说辊或轮)可以被附连到回转装置。以这种方式，长轮廓的截面在其整个长度上被确定。作为回转装置的替换，长轮廓本身也可以沿着其纵轴运动。滚动部件和/或滑动部件也可以被用来围绕长轮廓定位回转装置，例如以用于水平地使该装置滑入。
此外，有利的是，为了测量长轮廓，回转装置被可拆卸地安装在长轮廓的上方，并且使得它至少部分围绕长轮廓。因此，回转装置被实施为移动的或便携的，并且为了测量长轮廓，被临时安装在长轮廓的附近。具有光切传感器的回转装置为此优选地被实施为易操控的且轻的，以使得它可以被一个人不费力地搬运和安装。与机械支撑结构相反，没有昂贵的且占用空间的设备由此是必要的。
还有利的是，长轮廓的截面经由静止的参考对象、特别是位于测量场中的参考对象来确定。以这种方式，具有一致截面的长轮廓(比如直的管子)也可以被测量。在可安装的参考对象的帮助下，来自光传感器的多个单个图像随后可以被组合。为此，参考对象可以被实施为例如圆柱体。
进一步有益的是，光切传感器被以自动化的方式安装。这种类型的运动为此可以由控制单元控制，并且被个别地调整到将被测量的长轮廓。然而，光切传感器可以被半自动地或手动地运动或移置。还可以有在自动化运动和手动运动之间切换的能力。
可以优选地提供，数据在没有线缆的情况下从光切传感器被发送到评估单元。没有线缆或导线的传输可以例如经由WLAN或蓝牙来实现。评估单元可以是在其上显示并且评估测量结果的平板计算机。由此还可以随后直接干预正在进行中的测量。同时，评估单元也可以被实施为控制单元。即使还可以提供光切传感器在回转装置中或上的运动经由可以被卷起或展开的线缆来控制，整个光切传感器也优选地在没有线缆的情况下被操作，以便避免由线缆在传感器运动期间引起的不必要的妨碍。
如果在一开始命名的类型的设备中回转装置被提供并且测量装置被实施为光切传感器，则所述进一步的目的被达成，其中光切传感器被可移置地安装在回转装置上。
由此实现的一个优点可以特别地被看出来，因为由于回转装置和可移置地安装在回转装置上的光切传感器的实施方案，长轮廓可以在光切传感器不受特殊的准确度要求的约束的情况下被测量。通过该设计，多个单个图像的创建是可能的，这些图像随后可以被整理。另外，通过这种类型的设备，几乎任何期望轮廓截面的测量是可能的，比如举例来说轨、梁等。回转装置可以被实施为纯机械的，由此光切传感器的运动也机械地发生。光切传感器总是被布置在离长轮廓足够距离处，以使得热的长轮廓也可以在不使光切传感器或设备过热的情况下被测量。原则上，通过根据本发明的设备，冷的长轮廓或室温的长轮廓的截面也可以被确定；然而，当测量热的长轮廓的截面时，这是特别有利的，因为由此更难以提供具有不变的几何结构的测量框架。
有利的是，光切传感器可以被放置在围绕长轮廓的大致圆形路径上。有利地，传感器由此总是被对齐成大致垂直于长轮廓。为此，回转装置也可以被实施为大致圆形路径，其中环形回转布置的节段可以被省略。光切传感器在回转装置上的运动从而有利地以自动化的方式发生。然而，还可以提供，光切传感器的运动或移置可以被半自动地或手动地控制。
有益的是，回转装置包括用于所述设备的可拆卸地安装以用于测量过程的至少一个安装装置。结果，所述设备被实施为移动的，由此它可以围绕将被测量的长轮廓安装，以便进行测量过程。此外，回转装置在不使用时可以围绕长轮廓、从其安装部分被拆卸。安装装置可以被附连到回转装置的上端，由此安装装置可以同时被用作搬运装置。所述设备由此被实施为可以便携地移动，其中它可以优选地被一个人在没有额外工具的情况下搬运并且围绕长轮廓安装。可替换地，所述至少一个安装装置可以被侧向地附连到回转装置，并且被实施为使得所述设备可以围绕长轮廓被用钩勾住和/或被用钩勾住以使得它部分围绕长轮廓。例如，所述装置可以由可以布置在回转装置的两侧的两个节段形成。安装装置也可以被实施为可调整的，以使得它可以被普遍地使用。
可选地，至少一个滚动部件和/或滑动部件可以被提供，以便经由所述部件沿着长轮廓的纵轴移置所述设备。所述至少一个滚动部件和/或滑动部件可以例如被侧向地安装在回转装置上。此外，所述设备可以包括与滚动部件相对应的静止配合件(例如，轨)，以使得能够使所述设备纵向运动。由此可以确定热的长轮廓沿着其整个长度的截面。可替换地，还可以沿着长轮廓的纵轴运动长轮廓本身，如例如在连续生产过程期间、例如在轧制轨或挤出塑料轮廓期间发生的那样。滚动部件和/或滑动部件也可以被用来围绕长轮廓用钩勾住或滑入所述设备。
还有利的是，评估单元被提供，其中评估单元和光切传感器之间的数据传输在没有线缆的情况下发生。有利地，评估单元从而可以被实施为平板计算机，并且没有线缆或导线的数据传送可以经由WLAN或蓝牙来发生。即使还可以提供光切传感器在回转装置中或上的运动经由可以被卷起或展开的线缆来控制，有益的是整个设备没有线缆，以使得光切传感器的运动也不被线缆妨碍。还可以有益的是，评估单元可以同时被用作控制单元，以使得它可以被用来控制由光切进行的运动和/或测量。
还有利的是，光学和/或声学信号产生装置被提供。特别是当测量温度升高的长轮廓或热的长轮廓时，这种类型的装置对于保护所述设备以免过热或向所述设备发出警告是有益的。所述光学和/或声学信号产生装置可以例如被实施为笛声，所述笛声还包括警告灯，并且当限定温度被超过时可以发出警告信号。
适宜地，静止参考对象可以被布置在回转装置内，优选地在光切传感器的测量场中。由此还可以测量没有独特特征的长轮廓，比如举例来说直的管子。在参考对象(其可以例如被实施为圆柱体)的帮助下，来自光切传感器的记录的单个图像的组合是可能的。使用参考对象，关于光切传感器的运动变化的至少部分信息也可以被建立。
根据本发明的设备的使用有利地当在连续生产操作中确定温度升高的长轮廓的截面时发生。
另外的特征、优点和效果从下述示例性实施方案得出。从而被参照的附图示出以下：
图1根据本发明的设备的示意性图示；
图2根据本发明的进一步的设备的示意图图示；
图3根据本发明的进一步的设备的示意图图示。
图1示出通过根据本发明的用于测量长轮廓2的设备1连同长轮廓2一起的示意性图示的截面。设备1包括光切传感器4和机械回转装置3，光切传感器4被可移置地安装在机械回转装置3上。设备1特别适合于测量温度升高的长轮廓2，比如举例来说在轧制热量下的轧制轮廓，比如轨或I梁，因为测量可以以非接触的且优选地自动化的方式执行。根据图1，回转装置3被实施为环形形状，以使得光切传感器4可以在回转装置3上被移置360°。在图1中，光切传感器4的运动或移置方向由箭头P图示。
可以仅用单个光切传感器4来确定长轮廓2的整个截面。传感器记录多个单个图像，这些单个图像随后被组合以再现长轮廓2的截面。例如大约10到200个单个图像可以被记录，并且长轮廓2的截面然后可以通过组合所述图像来确定。为测量长轮廓2，光切传感器4被实施为使得它将两个、优选地三个激光束发射到长轮廓2上。激光束从而被实施为发散的，并且照明长轮廓2上被称为测量场的部分。
设备1还可以包括角度变换器和/或位移变换器，以便确定光切传感器4的位置变化。然而，为此，仅大致知道角度或路径可以是足够的，也就是说，角度变换器和/或位移变换器无需受对于测量准确度的数量级的准确度要求的约束。通过角度变换器和/或位移变换器，可以仅确定光切传感器的位置的几个自由度中的一个。由此，只有光切传感器4的旋转例如可以是可确定的，而x和/或y方向上的平移可以经由测量本身来确定。
有益的是，整个设备1在没有线缆的情况下被操作。为此，光切传感器4可以在没有线缆或导线的情况下控制，例如经由WLAN或蓝牙。此外，评估单元6可以被提供，评估单元6一方面对光切传感器4记录或产生的数据进行评估，另一方面控制所述传感器。评估单元6可以例如被实施为平板计算机，并且可以经由WLAN与光切传感器4进行通信。在图1中，在光切传感器4和评估单元6之间没有线缆的情况下的数据传输由双向箭头DP图示。还可以提供，测量过程可以使用评估单元6来直接影响。
特别是对于热的长轮廓2的测量，设备1可以包括光学和/或声学信号产生装置9，以便警告设备1过热。该装置9可以例如被布置在回转装置3的上端，并且被实施为发光的笛声。
设备1优选地被实施为便携的，并且包括用于可拆卸地安装所述设备以用于测量过程的安装装置7。为此，设备1可以被安装(例如，被用钩勾)在特别是长轮廓2的上方或部分围绕长轮廓2，为此，安装装置7可以被布置在设备1的上端。在测量过程完成之后，设备1或安装装置7可以被再次拆卸。同时，安装装置7可以被实施为使得设备1可以被一个人搬运。为此，设备1优选地被实施为可易操控的或小型的并且很轻的，以使得它可以被一个人没有明显不便地或不用相当费力地搬运和安装。
图2示出通过根据本发明的用于测量长轮廓2的进一步的设备1连同长轮廓2一起的截面。安装装置7由此可以被主要用作搬运装置。设备1包括两个滚动部件8，设备1可以经由这两个滚动部件8被用钩勾在长轮廓2周围。
滚动部件8可以在设备1的一侧被布置为在回转装置3上相互间隔一距离。另外，轨可以被提供，这些轨使得能够在长轮廓2的纵轴方向上移置装置1。
作为滚动部件8和/或滑动部件的替换，或者除了滚动部件8和/或滑动部件之外，设备1可以例如包括被附连到回转装置3的两侧的两个安装装置7，为了执行测量过程，设备1可以经由这两个安装装置7被用钩勾住以使得回转装置3至少部分围绕长轮廓2。安装装置7也可以被实施为可以在多个方向上调整，以使得设备1可以被尽可能灵活地使用。进一步有益的是，设备1另外还包括安装在设备1的上端的搬运装置。
在图2中，直的长轮廓2被示为具有大致圆形截面。由于没有独特特征，这种类型的长轮廓2难以用光切传感器4测量。由于这个原因，参考对象5被提供，参考对象5可以被可拆卸地安装在光切传感器4的测量场中，以便使得能够在所述参考对象的帮助下组合来自光切传感器4的多个单个图像。参考对象5可以被实施为例如圆柱体。
回转装置3可以例如由可以被相对于彼此移置的两个大致环形轨形成，其中光切传感器4可以被布置在轨中的一个上，并且被用所述轨围绕长轮廓2运动。可替换地，还可以提供，具有光切传感器4的托架可以在圆环形状的壳体中被移置，其中具有光切传感器4的托架被安装在壳体内部和/或在壳体内部可移置。这种类型的设备1的图示在图3中被示出。为此，摩擦轮可以例如被布置在托架上，这些摩擦轮在壳体中被以自动化的方式运动。然而，回转装置3也可以被以期望的任何其他方式实施。在图3中，被具体实施为搬运装置的安装装置7被图示。
在根据本发明的方法中，特别是热的长轮廓2的截面被确定。具体地说，截面在连续操作中或在长轮廓2的生产过程期间被确定。为此，长轮廓2使用安装在机械回转装置3上的光切传感器4来测量。为了确定长轮廓2的截面，光切传感器4被围绕长轮廓2的周边引导，并且在从长轮廓2离开一距离围绕长轮廓2被引导。具体地说，三个激光束被照射到长轮廓2上，并且众多或多个单个图像随后从许多不同方向被创建。为此，有益的是，光切传感器4或其测量平面与长轮廓2的纵轴大致成直角或大致垂直于长轮廓2的纵轴。然而，在使用三个激光束的情况下，这不是绝对必要的，因为这种类型的系统对于测量误差是不敏感的。所述多个单个图像被用来提高结果的准确度和过程的鲁棒性，并且被用来检测数据中的偏差。例如，轧屑可以在各测量中通过平均值计算、误差补偿和/或一致性测试来检测，并且随后可以被除去。
回转装置3此外还被实施为使得沿着圆形路径的大致环形运动由光切传感器4执行并且光切传感器4被围绕长轮廓2的圆周引导大约360°。
长轮廓2可以在连续操作中被测量，其中所述轮廓被沿着其纵轴运动，并且具有光切传感器4的回转装置3被静止地安装。可替换地，还可能的是，具有光切传感器4的回转装置3被沿着长轮廓2的纵轴运动。
具有光切传感器4的回转装置3可以被实施为便携的，并且为用于测量过程，被围绕长轮廓2可拆卸地安装。如图1和图2所示，回转装置3由此被安装为使得它至少部分围绕将被测量的长轮廓2。为用于测量过程，具有光切传感器4的回转装置3被临时围绕长轮廓2安装，并且在所述测量过程完成之后被再次移除。以这种方式，长轮廓2的截面的灵活测量在昂贵的且沉重的框架结构无需被永久安装的情况下是可能的。
此外还可以提供，数据可以从光切传感器4被发送到评估单元6，其中传输优选地在没有线缆或导线的情况下执行。在测量长轮廓2期间，从不同方向创建多个单个图像，这些图像被评估单元6组合。光切传感器4也可以用评估单元6来控制。
如果例如直管子的简单截面将被确定，则静止的参考对象5可以被安装在光切传感器4的测量场中，以便使得能够组合所述单个图像，尽管长轮廓2的形状是均匀的。
通过根据本发明的设备1，以任何期望方式实施的长轮廓2的截面可以被简单地确定，因为只有单个光切传感器4是必要的。

Claims (22)

1.一种用于测量长轮廓(2)的方法，其中所述长轮廓(2)的截面被确定，其特征在于，所述长轮廓(2)是使用可移置地安装在回转装置(3)上的光切传感器(4)测得的；
其中关于所述光切传感器(4)的位置变化的至少部分信息是从来自所述光切传感器(4)本身的测量数据建立的。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述长轮廓(2)是温度升高的。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述光切传感器(4)执行环形运动。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，至少两个激光束被所述光切传感器(4)照射到所述长轮廓(2)上。
5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，三个或更多个激光束被所述光切传感器(4)照射到所述长轮廓(2)上。
6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述长轮廓(2)的所述截面是通过组合多个单个图像确定的。
7.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，关于所述光切传感器(4)的位置变化的至少部分信息是使用角度变换器和/或位移变换器建立的。
8.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，关于所述光切传感器(4)的位置变化的至少部分信息是经由位于测量场中的参考对象(5)建立的。
9.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述回转装置(3)在所述长轮廓(2)的测量期间被可拆卸地安装在所述长轮廓(2)的上方，并且使得所述回转装置(3)至少部分围绕所述长轮廓(2)。
10.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述长轮廓(2)的截面是经由静止参考对象(5)确定的。
11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述长轮廓(2)的截面是经由位于所述测量场中的参考对象(5)确定的。
12.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述光切传感器(4)被以自动化的方式运动。
13.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，数据在没有线缆的情况下从所述光切传感器(4)被发送到评估单元(6)。
14.一种用于测量长轮廓(2)的设备(1)，所述设备(1)包括用于确定所述长轮廓(2)的截面的测量装置，其特征在于，回转装置(3)被提供并且所述测量装置被实施为光切传感器(4)，其中所述光切传感器(4)被可移置地安装在所述回转装置(3)上；
其中关于所述光切传感器(4)的位置变化的至少部分信息是从来自所述光切传感器(4)本身的测量数据建立的。
15.如权利要求14所述的设备(1)，其特征在于，所述长轮廓(2)是温度升高的。
16.如权利要求14或15所述的设备(1)，其特征在于，所述光切传感器(4)可以在围绕所述长轮廓(2)的圆形路径上被移置。
17.如权利要求14或15所述的设备(1)，其特征在于，所述回转装置(3)包括至少一个安装装置(7)，所述至少一个安装装置(7)用于所述设备(1)的可拆卸安装，以用于测量过程。
18.如权利要求14或15所述的设备(1)，其特征在于，评估单元(6)被提供，其中所述评估单元(6)和所述光切传感器(4)之间的数据传输在没有线缆的情况下发生。
19.如权利要求14或15所述的设备(1)，其特征在于，光学和/或声学信号产生装置(9)被提供。
20.如权利要求14或15所述的设备(1)，其特征在于，静止参考对象(5)被布置在所述回转装置(3)内。
21.如权利要求14或15所述的设备(1)，其特征在于，静止参考对象(5)被布置在所述光切传感器(4)的测量场中。
22.一种如权利要求14至21中一项所述的设备(1)在用于确定连续生产操作中的温度升高的长轮廓(2)的截面中的使用。
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