DD220396B1 - Verfahren zum vermessen von krananlagen - Google Patents

Description

Hierzu" 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vermessen von Krananlagen, das sowohl fur die Montage neuer als auch fur die Überprüfung bestehender Anlagen geeignet ist

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

In der DE-AS 2 236220 und DE-OS 2831 916 sind Vorrichtungen bzw Verfahren beschrieben, die bei Gleisvermessungen zum Einsatz kommen und die zur Durchfuhrung der Messungen mittels eines Lasergerates einen Bezugsstrahl oder eine Bezugsebene erzeugen, um damit die Lage des Gleises zu bestimmen und eine exakte Steuerung einer Nachfuhreinrichtung zu gewährleisten

Die DE-AS 2143812 beinhaltet eine Anordnung zur Erzeugung einer geometrischen Lichtebene fur die Steuerung von Erdbewegungs- und Gleisrichtmaschinen Es ist die Erzeugung der Lichtebene beschrieben, die durch das Auftreffen eines Strahlenbündel auf einen Glaskegelmantel als Spiegelfläche entsteht Durch Bestrahlung einzelner Mantelausschnitte können begrenzte Flachensektoren erzeugt werden

Die Schaffung einer Bezugsebene ist nicht geeignet ein räumliches Gebilde, wie eine Krananlage, exakt zu montieren und die Einhaltung der Hauptabmessungen zu gewährleisten. Es ist auch ein Laser-Meßverfahren für das Vermessen von Krananlagen in der Zeitschrift „Maschinenmarkt", Heft 31 (1977), S. 620 beschrieben, bei dem ein He-Ne-Laser und zwei Pentagonprismen an den Laufradträgern des zu vermessenden Kranes befestigt sind. Ein Bezugsstrahl ist nach einer kranfesten Bezugsachse parallel ausgerichtet und beispielsweise zu den Kranbahnschienen höhengleich eingestellt. Beide Pentagonprismen mit 90° Umlenkwinkel liegen im Bezugsstrahl des Lasergerätes und erzeugen auf jeder Laufradträgerseite einen Meßstrahl. Die Meßstrahlen sind parallel zueinander. Sie dienen der Vermessung der vier Laufräder. Unter Verwendung eines Gleitmeßstabes oder Mikrometers ist der Abstand zweier Meßpunkte vom jeweiligen Meßstrahl feststellbar und aus der Differenz die Radschrägstellung bestimmbar. Aus den Meßgrößen von zwei hintereinander liegenden Laufrädern ist der Fluchtfehler errechenbar.

Auch dieses Meßverfahren gewährleistet noch keine exakte räumliche Einmessung der einzelnen zu montierenden Träger, der Laufräder und weiterer Maschinenelemente und Baugruppen.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat zum Ziel, ein umfassendes Vermessungsverfahren für Krananlagen zu entwickeln, das sowohl ortsveränderlich als auch stationär für die Montage neuerund Überprüfung bestehender Anlagen anwendbar ist.

Darlegewg des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Vermessen von Krananlagen zu schaffen, das mit hoher Genauigkeit und Zuverlässigkeit arbeitet, bei der Montage die Meßwerte erfaßt, speichert und auswertet und Kontrollmessungen ermöglicht, so daß die Einhaltung der vorgegebenen Hauptabmessungen gewährleistet ist. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß beim Einsatz einer ortsveränderlichen Meßeinrichtung zunächst zur Horizontierung der einzelnen Träger bzw. der zusammengefügten Krananlage durch ein an einer Ecke der zu vermessenden Krananlage vorgesehenes Lasergerät mit rotierendem Strahlteiler eine horizontale Bezugsebene erzeugt wird. Zur Einmessung justierbarer Laufradlagerungen wird mit dem in der Höhe der Laufradmitten parallel zur Kranquerachse ausgerichteten Lasergerät mittels des rotierenden Strahlenteilers eine vertikale Bezugsebene parallel zur Kranlängsachse und zu einem Laufradträger und über einen ruhenden, parallel zur Kranquerachse verlaufenden Laserstrahl sowie ein zugeordnetes Pentaprisma mit Rotationseinheit eine zweite vertikale Bezugsebene parallel zur Kranlängsachse und zu einem zweiten Laufradträger erzeugt. Über eine der vertikalen Bezugsebenen wird mittels eines zugeordneten Pentaprismas mit Rotationseinheit eine weitere vertikale Bezugsebene parallel zur Kranquerachse aufgebaut.

Zur Messung des Abstandes der beiden parallelen vertikalen Bezugsebenen wird ein von einem mit seinem Ursprungspunkt in der einen erzeugten vertikalen Bezugsebene angeordneten Laserentfernungsmesser erzeugter Laserstrahl parallel zur Kranquerachse auf einen zugeordneten Reflektor in der gegenüberliegenden vertikalen Bezugsebene gerichtet. Zur Einmessung der Spindellagerungen für die Fertigbearbeitung der Laufradlagerschalen von eingefügten Laufradlagerungen wird ein von einem in eine Spindellagerung eingebrachten Fluchtungslaser mit Richtrohr erzeugter Laserstrahl parallel zur Kranquerachse auf eine in die gegenüberliegende ausgerichtete und fixierte äußere Spindellagerung eingebrachte justierte Zieleinrichtung mit Vierquadrantendetektor gerichtet. Zur Einmessung nabengelagerter Getriebe wird der von dem in das zugeordnete justierte Laufradlager oder in die Spindellagerung eingebrachten Fluchtungslaser mit Richtrohr erzeugte Laserstrahl parallel zur Kranquerachse auf die in die Getriebeaufnahme eingesetzte Zieleinrichtung mit Vierquadrantendetektor gerichtet.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: die Vorderansicht eines Brückenlaufkranes mit ortsveränderlicher Meßeinrichtung im Prinzip

Fig.2: die Draufsicht bei Einmessung justierbarer Laufradlagerungen

Fig.3: die Draufsicht bei Einmessung eingefügter Laufradlagerungen

Fig.4: die Vorderansicht bei Einmessung mit stationärer Anordnung der Meßeinrichtung im Prinzip

Fig. 5: die Draufsicht.

Im ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 1 bis Fig.3) ist das Verfahren der Vermessung eines zu montierenden Brückenlaufkranes beschrieben, wobei die Meßeinrichtung ortsveränderlich angeordnet ist.

Über den einzelnen Träger einer Kranbrücke, einem Hauptträger 1, einem Nebenträger 2 und zwei Laufradträgern3', 4, die sich lagegerecht auf höhenverstellbaren Stützböcken 5 befinden, wird mittels eines im Bereich einer Ecke außerhalb der Kranbrücke auf einer höhenverstellbaren Meßplattform 6 vorgesehenen justierten Lasergerätes 7 mit einem rotierenden Strahlenteiler8und einer bekannten Halteelektronik eine horizontale Bezugsebene 9 erzeugt. Mittels Zweiquadranten-Detektoren werden die Positionen der Meßpunkte der Höhenmeßeinrichtungen 10, die auf den einzelnen Trägern an vorbestimmten Punkten vorgesehen sind, erfaßt und eine genaue horizontale Ausrichtung der einzelnen Träger durch eine Höhenregulierung der einzelnen Stützböcke 5 erreicht. Die Meßpunktanordnung bezüglich des Hauptträgers 1 und des Nebenträgers 2 kann auch so erfolgen, daß eine Überhöhung der Katzfahrschienen 11; 12 erreicht wird.

Anschließend erfolgt die Einmessung der justierbaren Laufradlagerungen, wie Eck- und Stehlager, indem mit dem in Position 7' gebrachten, in der Höhe der Laufradmitten und parallel zur Kranquerachse 13 ausgerichteten Lasergerät 7 mittels des rotierenden Strahlteilers 8 und der Halteelektronik eine vertikale Bezugsebene 14 parallel zur Kranlängsachse 15 und zum Laufradträger 3 erzeugt wird. Über einen ruhenden Laserstrahl 16, der parallel zur Kranquerachse 13 und zum Hauptträger 1 verläuft, und ein zugeordnetes Pentaprisma mit Rotationseinheit 17 wird eine zweite vertikale Bezugsebene 18 parallel zur Kranlängsachse 15, zum Laufradträger 4 und damit auch zur vertikalen Bezugsebene 14 erzeugt. Eine weitere vertikale Bezugsebene 19, die im rechten Winkel zu den vertikalen Bezugsebenen 14; 18 und parallel zum ruhenden Laserstrahl 16 und der Kranquerachse 13 steht, wird von einem Pentaprisma mit Rotationseinheit 20 und der Halteelektronik über eine der vertikalen Bezugsebenen 14oder 18 vordem Nebenträger2 erzeugt.

Zur Messung des genauen Abstandes der beiden parallelen vertikalen Bezugsebenen 14; 18 voneinander wird ein von einem mit seinem Ursprungspunkt in der vertikalen Bezugsebene 14 angeordneten Laserentfernungsmesser 21 erzeugter Laserstrahl 23 parallel zur Kranquerachse 13 auf einen in der gegenüberliegenden vertikalen Bezugsebene 18 angeordneten Reflektor 22 gerichtet.

Zur Messung des genauen Abstandes des ruhenden Laserstrahls 16 von der vertikalen Bezugsebene 19 wird der um 90° horizontal gedrehte Laserentfernungsmesser 21 mit seinem Ursprungspunkt senkrecht unter oder über dem ruhenden Laserstrahl 16 fixiert und der Meßstrahl auf einen Reflektor 24 in der vertikalen Bezugsebene 19 gerichtet. Es lassen sich nunmehr durch Ermittlung, Speicherung und Auswertung der Differenzmaße die Schrägstellung der Laufräder 25; 26; 27; 28, der Horizontalversatz der gegenüberliegenden Laufräder 25; 27 bzw. 26; 28 und der Fluchtfehler der hintereinanderliegenden Laufräder 25; 26 bzw. 27; 28 eines Laufradträgers 3 bzw. 4 bestimmen. Die Differenzmaße, die die Schrägstellung der Laufräder 25 bis 28 ergeben, werden durch Messungen der Abstände zwischen Meßpunkten im Bereich der Laufradaußendurchmesser und den zugeordneten vertikalen Bezugsebenen 14 bzw. 18 ermittelt. Der Horizontalversatz ergibt sich aus dem jeweiligen Differenzmaß der Abstände der Laufräder 26; 28 vom ruhenden Laserstrahl 16 bzw. der Abstände der Lauf räder 25; 27 von der vertikalen Bezugsebene 19.

Der Fluchtfehler der Lauf räder 25; 26 bzw. 27; 28 ergibt sich aus den jeweiligen Differenzmaßen ihrer Abstände zu den zugeordneten vertikalen Bezugsebenen 14 bzw. 18. Durch entsprechende Justierung der Laufradlagerungen werden diese Fehler beseitigt. Die Einhaltung der vorgegebenen Hauptabmessungen, beispielsweise die Spurweite, wird dabei überprüft. Bei Ausrüstung der Kranbrücke mit eingefügten Laufradlagerungen (siehe Fig. 3), werden die Laufradlagerschalen 29 mittels transportabler Bohrwerke fertigbearbeitet.

Zunächst werden für die Bohrspindel die vier äußeren Spindellagerungen 30; 31; 32; 33 ausgerichtet, indem die Abstände jeweils mehrere Meßpunkte einer äußeren Spindellagerung 30 bis 33 zur zugeordneten vertikalen Bezugsebene 14 bzw. 18 gemessen und auf die geforderten Werte eingestellt werden. Danach wird zur Einstellung der inneren Spindellagerungen 34; 35; 36; 37 ein Fluchtungslaser mit Richtrohr 38, der eine elektronische Auswerteinheit besitzt, zunächst in die fixierte äußere Spindellagerung 30 und die zugeordnete justierbare innere Spindellagerung 34 eingebracht. In die gegenüberliegende ausgerichtete und fixierte äußere Spindellagerung 32 wird eine justierte Zieleinrichtung mit Vierquadrantendetektor 39 angeordnet. Ein vom Fluchtungslaser mit Richtrohr 38 erzeugter Laserstrahl 40-wird parallel zur Kranquerachse 13 auf die Zieleinrichtung mit Vierquadrantendetektor 39 gerichtet und die innere Spindellagerung 34 einjustiert und fixiert. Der Meßvorgang erfolgt für die innere Spindellagerung 36 in gleicher Weise, indem der Fluchtungslaser mit Richtrohr 38 in die fixierte äußere Spindellagerung 32 und die zugeordnete justierbare innere Spindellagerung 36 eingebracht und der parallel zur Kranquerachse 13 eingestellte Laserstrahl 40 auf die in der gegenüberliegenden ausgerichteten und fixierten äußeren Spindellagerung 30 angeordneten Zieleinrichtung mit Vierquadrantendetektor 39 gerichtet wird. Danach erfolgt die Einjustierung und Fixierung der inneren Spindellagerung 36. Dieser Meßvorgang erfolgt in gleicherweise für das Einjustieren und Fixieren der inneren Spindellagerungen 35; 37.

Aus den gespeicherten Werten der justierten Koordinaten lassen sich der Horizontal- bzw. Vertikalversatz der gegenüberliegenden Lagerachsen bestimmen und korrigieren.

Bei der Verwendung von nebengeiagerten Getrieben erfolgt deren Einmessung zwecks Beseitigung des Horizontal- bzw. Vertikalversatzes zum zugeordneten Laufradlager, indem der von dem in das zugeordnete justierte Laufradlager oder in die Spindellagerung eingebrachte Fluchtungslaser mit Richtrohr 38 erzeugte Laserstrahl 40 parallel zur Kranquerachse 13 ausgerichtet und auf die in die zu justierende Getriebeaufnahme eingesetzte Zieleinrichtung mit Vierquadrantendetektor 39 gerichtet wird.

Eine Kontrollmessung erfolgt mittels des Laserentfernungsmessers 21 und des Reflektors 22. Die Spurweite der Kranbrücke kann beispielsweise überprüft werden durch Ermittlung der zugeordneten Laufradmitten und Messung der Abstände der Laufradmitten, indem der Ursprungspunkt des Laserentfernungsmessers 21 in Richtung der Kranlängsachse 15 vor die eine Laufradmitte und der Reflektor 22 entsprechend vor die gegenüberliegende Laufradmitte gebracht werden, und zwar so, daß der Laserstrahl 23 parallel zur Kranquerachse 13 verläuft.

Im zweiten Ausführungsbeispiel (Fig. 4 und Fig. 5) ist das Verfahren der Vermessung eines zu montierenden Brückenlaufkranes beschrieben, wobei die Meßeinrichtung stationär angeordnet ist. Die Horizontierung der einzelnen Träger bzw. der zusammengefügten Krananlage erfolgt durch die Erzeugung der horizontalen Bezugsebene 9 mittels des justierten Lasergerätes 7 mit rotierendem Strahlteiler 8 und Halteelektronik, das mittig vor dem Hauptträger 1 oder dem Nebenträger 2 angeordnet ist. Zur Ausrichtung der Träger dient eine Meßschiene 41 als Bezugskante, wobei die Meßplatzfläche zweckmäßigerweise mit einer Dreheinrichtung ausgerüstet ist, die den Ausrichtvorgang erleichtert. Zur Einmessung der Laufradlagerungen wird das Lasergerät 7 in die Position T gebracht und ein ruhender Laserstrahl 44 nach beiden Seiten parallel zur Meßschiene 41 erzeugt. Dieser trifft jeweils auf die auf der Meßschiene 41 horizontal verschiebbaren Pentaprismen mit Rotationseinheit 42; 43, die wiederum die vertikalen Bezugsebenen 14; 18 rechtwinklig zur Meßschiene 41 und parallel zur Kranlängsachse 15 erzeugen. Der Abstand der beiden vertikalen Bezugsebenen 14; 18 voneinander kann unmittelbar an der Meßschiene 41 abgelesen und/oder elektronisch erfaßt und gespeichert werden. Wenn erforderlich, kann auch hier das Bezugsviereck geschlossen werden, indem ein weiteres Pentaprisma mit Rotationseinheit 45 zur Erzeugung der vertikalen Bezugsebene 19, parallel zur Meßschiene 41 und zur Kranquerachse 13, im Bereich der vertikalen Bezugsebene 14 oder 18 angeordnet wird.

Es lassen sich nun, wie im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, die Schrägstellung der Laufräder 25 bis 28, ihr Horizontalversatz und ihr Fluchtfehler bestimmen und beseitigen.

Gleichermaßen erfolgt der Meßvorgang für die Montage nabengelagerter Getriebe.

Die Kontrollmessung läßt sich vereinfachen, indem beispielsweise die Überprüfung der Spurweite durch Verschiebung der

Pentaprismen mit Rotationseinheit 42; 43 auf der Meßschiene 41 und damit der vertikalen Bezugsebenen 14; 18 genau in die

Ebenen der zugeordneten Laufradmitten erfolgt. Die Spurweite kann dann direkt ermittelt werden, da sie dem Abstand der

beiden vertikalen Bezugsebenen 14; 18 voneinander entspricht.

Das in sich geschlossene Meßverfahren, das die räumliche Vermessung sowohl der Stahlkonstruktion als auch der

Maschinenbaugruppen und anderer Einrichtungen ermöglicht, ist unabhängig vom Fertigungsprozeß oder

Bearbeitungsverfahren zur Herstellung der Erzeugnisse.

Die ortsveränderliche Ausführung der Gerätetechnik gewährleistet eine flexible Anpassung an den Fertigungsprozeß bezüglich der räumlichen Einordnung und ist auch für die Überprüfung bestehender Anlagen und bei Reparaturarbeiten vor Ort vorteilhaft einsetzbar.

Der stationäre Meßplatz weist Vorteile durch die Reduzierung der Einrichtezeiten und die Qualität der Meßergebnisse auf. In

Verbindung mit Dreheinrichtungen für die Montagefläche lassen sich die Bauteile einfach in die erforderliche Position bringen.

Durch die ständige Verfügbarkeit der Bezugsebenen mittels der Halteelektronik und der Bezugsgeraden ist ein kontinuierlicher Fertigungsablauf gewährleistet. Die Vermessung erfolgt somit als integrierter technologischer Arbeitsgang während des

Montagefortschritts, das heißt, Zwischenmessungen sind möglich, die das Erreichen des Sollmaßes erleichtern. Die Sichtbarkeit des Laserstrahles ermöglicht dessen Einsatz auch unter ungünstigen Lichtverhältnissen. Dies ist besonders wichtig für die

Justierung der Gerätetechnik und die Voreinmessung der Kranbrückenkonstruktion.

Kurzzeitige Unterbrechungen des Laserstrahles durch Verdecken der optischen Bezugsgeraden durch äußere Einflüsse führen nicht zu Störungen des Meßvorganges oder zu Verfälschungen der Meßergebnisse.

Durch automatische Kompensation von Untergrundbewegungen lassen sich eine gleichbleibende Qualität und Zuverlässigkeit der Messungen erreichen.

Durch Anwendung der mikroelektronischen Rechentechnik für die Erfassung, Speicherung und Auswertung der Meßergebnisse lassen sich eine höhere Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Meßergebnisse erzielen. Toleranzen, beispielsweise innerhalb der einzelnen Laufradlagerungen, können einbezogen und untereinander vermittelt werden, so daß die geforderten Parameter beim fertigmontierten Brückenlaufkran mit Sicherheit eingehalten werden.

Außerdem ermöglicht der Einsatz programmierbarer Rechner die Anwendung mathematisch-statistischer Methoden zur

weiteren Verbesserung der Meßergebnisse.

Claims (4)

1. Verfahren zum Vermessen von Krananlagen mittels Laser, Rotationsoptik und Halteelektronik zur Erzeugung von Bezugsstrahlen und -ebenen, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einsatz einer ortsveränderlichen Meßeinrichtung zunächst zur Horizontierung der einzelnen Träger bzw. der zusammengefügten Krananlage durch ein an einer Ecke der zu vermessenden Krananlage vorgesehenes Lasergerät (7) mit rotierendem Strahlteiler (8) eine horizontale Bezugsebene (9) erzeugt wird, anschließend zur Einmessung justierbarer Laufradlagerungen mit dem in der Hohe der Laufradmitten parallel zur Kranquerachse (13) ausgerichteten Lasergerät (Position 7') mittels des rotierenden Strahlteilers (8) eine vertikale Bezugsebene (14) parallel zur Kranlängsachse (15) und zu einem Laufradträger (3), über einen ruhenden, parallel zur Kranquerachse (13) verlaufenden Laserstrahl (16) sowie ein zugeordnetes Pentaprisma mit Rotationseinheit (17) eine zweite vertikale Bezugsebene (18) parallel zur Kranlängsachse (15) und zu einem zweiten Laufradträger (4) und über eine der vertikalen Bezugsebenen (14 oder 18) sowie ein zugeordnetes Pentaprisma mit Rotationseinheit (20) eine weitere vertikale Bezugsebene (19) parallel zur Kranquerachse (13) erzeugt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung des Abstandes der beiden parallelen vertikalen Bezugsebenen (14; 18) ein von einem mit seinem Ursprungspunkt in der einen erzeugten vertikalen Bezugsebene (14) angeordneten Laserentfernungsmesser (21) erzeugter Laserstrahl (23) parallel zur Kranquerachse (13) auf einen zugeordneten Reflektor (22) in der gegenüberliegenden vertikalen Bezugsebene (18) gerichtet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einmessung der Spindellagerungen (30 bis 37) für die Fertigbearbeitung der Laufradlagerschalen von eingefügten Laufradlagerungen ein von einem in eine Spindellagerung eingebrachten Fluchtungslaser mit Richtrohr (38) erzeugter Laserstrahl (40) parallel zur Kranquerachse (13) auf eine in die gegenüberliegende ausgerichtete und fixierte äußere Spindellagerung eingebrachte justierte Zieleinrichtung mit Vierquadrantendetektor (39) gerichtet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einmessung nebengelagerter Getriebe der von dem in das zugeordnete justierte Laufradlager oder in die Spindellagerung eingebrachten Fluchtungslaser mit Richtrohr (38) erzeugte Laserstrahl (40) parallel zur Kranquerachse (13) auf die in die Getriebeaufnahme eingesetzte Zieleinrichtung mit Vierquadrantendetektor (39) gerichtet wird.