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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum präzisen Positionieren einer Anzahl
zusammenwirkender Walz- oder Rollenelemente einer Walz- oder Gießvorrichtung
relativ zueinander. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Walz-
oder Gießvorrichtung mit
einer Anzahl zusammenwirkender Walz- oder Rollenelemente.
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Insbesondere
bei Stranggießanlagen
ist es erforderlich, eine Anzahl zusammenwirkender Rollenelemente
relativ zueinander möglichst
präzise auszurichten,
wobei die Rollenelemente im ausgerichteten Zustand einen Gießbogenabschnitt
für den zu
gießenden
Metallstrang bilden.
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Um
die Ausrichtung vorzunehmen, ist es bekannt, die Lage der einzelnen
Elemente durch Messungen mit Theodoliten, Nivelliergeräten bzw. Schnurgerüsten zu
ermitteln. Dabei wird meist auf Referenzmarken Bezug genommen, die
relativ zur idealen Anlagen-Maßbezugslinie,
d. h. in der Regel auf die Passlinie der Hinterkante des Strangs,
nicht ortsfest sind (thermische Dehnungen, Fundamentsetzungen).
Jede Einzelmessung liefert jeweils nur zwei der drei Raumkoordinaten
eines Messpunktes. Die vollständige
Bestimmung eines Punktes im Raum erfolgt durch Kreuzkorrelation,
die meist von Hand mit Taschenrechner vorgenommen wird.
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Zur
Kontrolle nach einer optischen Vermessung werden oft die Segmentübergänge mittels Schablonen
nachvermessen. Dabei zeigen sich häufig Diskrepanzen zwischen
den erwarteten Ergebnissen aus dem Rollenplan, d. h. den theoretischen
Sollpositionen, den ermittelten Messergebnissen und den Ergebnissen
aus der Kontrolle.
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Um
einen optimalen Abgleich der einzelnen Positionen eines Walz- oder
Rollenelements (Idealposition – Messung – Kontrolle)
zu erreichen, ist ein sehr hoher Aufwand erforderlich. Typischerweise dauert
die Ausrichtung aller Rollenelemente einer Stranggießanlage
ca. zwei Wochen. Außerdem
können
fehlerhafte Ausrichtungen nicht immer gänzlich vermieden werden, was
in der Folge Qualitätsprobleme
und Produktionseinschränkungen
verursacht. Entsprechend hoch sind die Folgekosten einer unzureichenden
Ausrichtung der einzelnen Rollenelemente der Stranggießanlage.
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Zum
Eliminieren erkannter Fehlpositionen der Rollenelemente, insbesondere
von erkannten Übergangsfehlern,
durch sog. Nachrichten, müssen die
einzelnen Rollenelemente (Segmente) mittels eines Krans oder eines
Manipulators weggeschafft und an anderer Stelle abgesetzt werden.
Dann werden zur Positionierung dienende Futterblechpakete demontiert
und gewechselt sowie wieder eingebaut und befestigt. Daraufhin kann
das Segment wieder eingebaut werden. Da häufig nur ein Kran oder ein
Manipulator zur Verfügung
steht, müssen
alle Segmente nacheinander ausgerichtet werden. Der Zeitaufwand pro
Segment beträgt
mindestens zwei bis drei Stunden, wobei insbesondere bei Neubauten
oder nach Umbauten die Ausrichtung von bis zu 15 Segmenten je Strang
erforderlich ist.
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In
der
FR 26 44 715 wird
zur Ausrichtung einer Anzahl Rollen einer Gießanlage ein Laserstrahl eingesetzt,
wobei der Abstand einzelner Elemente der Vorrichtung zum Laserstrahl
ermittelt wird. Der Laserstrahl dient also quasi als Lot. Eine ähnliche
Lösung
zeigt die
US 4,298,281 .
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In
der
DE 101 60 636
A1 ist ein Verfahren zum Einstellen eines Gießspalts
an einer Strangführung
einer Stranggießanlage
beschrieben. Um in einfacher Weise ein Vermessen, das Feststellen
von Defekten und einen störungsfreien
Gießbeginn
zu ermöglichen,
ist vorgesehen, dass der Gießspalt
vor Gießbeginn
gemäß einem
idealen Verlauf der Strangdicke über
ein Wegmesssystem eingestellt wird. Nach dem Gießbeginn wird ein kontinuierlich und
sprungstellenfrei verlaufender Gießspalt unter Betriebsbelastung
eingestellt. Spezielle Maßnahmen zur
Einrichtung der einzelnen Segmente der Gießanlage sind bei dieser Lösung nicht
offenbart.
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Eine
Abstandmessung einzelner Rollen einer Stranggießanlage entlang des Gießbogenabschnitts
zur Prüfung
der Ausrichtung der Rollen offenbart die
JP 55070706 A .
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Die
US 3,831,661 sieht bei der
Ausrichtung einer Anzahl Segmente einer Stranggießvorrichtung vor,
dass die einzelnen Segmente mit Referenzmarken ausgestattet sind,
an die eine Lehre angesetzt werden kann, um die Relativposition
benachbarter Segmente prüfen
zu können.
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Weitere
Lösungen,
die sich mit der Ausrichtung zweier Maschinenteile, insbesondere
Rollen, relativ zueinander beschäftigen,
sind aus der
EP 0 075 550
B1 , aus der
EP
222 732 B1 , aus der
EP 0 868 649 B1 , aus der
FR 2 447 764 A , aus der
CH 583 598 und aus der DE-AS
27 20 116 bekannt.
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Es
lässt sich
also sagen, dass die Nachteile bestehender Verfahren und zugehöriger Vorrichtungen
zum Ausrichten bzw. Einrichten der einzelnen Walz- oder Rollenelemente
von Walz- oder Gießvorrichtungen
darin liegen, dass die für
das Einrichten notwendigen Zeiten sehr lange sind, insbesondere nach
Umbauten oder Instandhaltungsarbeiten der Anlagen. Die Verfügbarkeit
der Anlagen ist entspre chend gering, was hohe Betriebskosten zur
Folge hat. Ferner ist die Genauigkeit, mit der die Ausrichtung der
einzelnen Elemente erfolgen kann, teilweise unzureichend, so dass
folglich auch die Produktqualität
nicht optimal ist. Weiterhin besteht durch eine nicht optimale Ausrichtung
der Elemente relativ zueinander eine stark reduzierte Zuverlässigkeit
im Prozess und eine erhöhte
Fehleranfälligkeit.
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Die
diversen Lösungen
im Stand der Technik bringen zwar teilweise verbesserte Resultate,
allerdings reichen diese für
eine qualitativ hochwertige Fertigung bzw. für ein schnelles und effizientes
Einrichten der Walz- oder Rollenelemente nicht aus.
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Der
Erfindung liegt im Lichte der vorstehend beschriebenen Lösungen für das Ausrichten
der Walz- oder Rollenelemente von Walz- oder Gießvorrichtungen die Aufgabe
zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten
Art so fortzubilden, dass die genannten Nachteile behoben werden.
Das Ausrichten bzw. Nachrichten von Segmenten soll also erheblich
einfacher und genauer möglich
sein. Dadurch soll ein wesentlicher Teil der bislang hierfür erforderlichen
Zeit eingespart werden können.
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Diese
Aufgabe wird durch die Erfindung verfahrensgemäß dadurch gelöst, dass
mittels eines Messgeräts
der Abstand zwischen mindestens drei an jedem der Walz- oder Rollenelemente
direkt oder indirekt angeordneten Referenzpunkten und dem Messgerät gemessen
wird und dass in Abhängigkeit des
Messergebnisses Verstellelemente an jedem Walz- oder Rollenelement
so betätigt
werden, dass die Abstände
zwischen den Referenzpunkten und dem Messgerät bestmöglich mit vorgegebenen Werten übereinstimmen,
wobei die Messpunkte eines jeden Walz- oder Rollenelements direkt oder indirekt an
einem Trägerelement
des Walz- oder Rollenelements angeordnet sind.
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Durch
das Vorsehen von mindestens drei Referenzpunkten pro Walz- oder
Rollenelement ist es möglich,
die räumliche
Lage und Ausrichtung eines Walz- oder Rollenelements in einfacher
Weise zu bestimmen und die so ermittelte Lage durch die Betätigung von
Verstellelementen derart zu verändern, dass
eine optimale Lage jedes einzelnen Segments erreicht wird.
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Bevorzugt
ist dabei vorgesehen, dass das Verfahren zur präzisen Ausrichtung der Segmente
einer Stranggießanlage
eingesetzt wird. In diesem Falle wird das Messgerät mit Vorteil
etwa im Mittelpunkt des Gießbogenabschnitts
der Stranggießanlage
angeordnet.
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Eine
Weiterbildung sieht vor, dass mehr Referenzpunkte mit dem Messgerät vermessen
werden, als es für
eine eindeutige Positionierung der Walz- oder Rollenelemente erforderlich
ist, und dass die Betätigung
zumindest eines Teils der Verstellelemente gemäß einer aus allen Messpunkten
gebildeten Ausgleichsfunktion erfolgt. Die Ausgleichsfunktion ist bevorzugt
eine Regressionsfunktion, die linear oder polynomisch sein kann;
es sind natürlich
aber auch andere Arten von Regressionsfunktionen möglich, z. B.
Exponentialfunktionen. Nach dieser Fortbildung des Erfindungsgedankens
wird also eine Regressionsanalyse als statistisches Verfahren zur
Analyse der Messdaten eingesetzt. Damit sollen sog. „einseitige" statistische Abhängigkeiten,
d. h. statistische Ursache-Wirkung-Beziehungen, durch eine Regressionsfunktion
beschrieben werden. Es werden hiermit bei der Positionierung der
einzelnen Walz- oder Rollenelemente „Vertrauensmaße" geschaffen, s. unten.
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Die
Walz- oder Gießvorrichtung
mit einer Anzahl zusammenwirkender Walz- oder Rollenelemente zeichnet
sich erfindungsgemäß dadurch
aus, dass jedes Walz- oder
Rollenelement ein Trägerelement aufweist,
an dem direkt oder indirekt mindestens drei Referenzpunkte angeordnet
sind, wobei die Walz- oder Gießvorrichtung
weiterhin ein Messgerät
aufweist bzw. in die Walz- oder Gießvorrichtung ein Messgerät eingebracht
werden kann, das zur Vornahme von Abstands- und/oder Winkelmessungen zwischen
sich bzw. einer vorgegebenen Richtung und den Referenzpunkten geeignet
ist.
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Bevorzugt
sind die Walz- oder Rollenelemente die Segmente einer Stranggießanlage.
Sie weisen mit Vorteil mindestens zwei Walzen oder Rollen auf.
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Das
Messgerät
ist insbesondere als Lasertracker oder als Tachymeter ausgebildet.
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Lasertracker
verfügen über ein
hochpräzises,
kinematisches dreidimensionales Messsystem, das in der Lage ist,
eine Abstandsmessung mit hoher Genauigkeit vorzunehmen. Die für den Einsatz
vorgesehenen Tachymeter sind als Präzisionsgeräte in der Lage, Distanzen und
Lagen präzise
zu messen. Elektronische Tachymeter, die hier bevorzugt sind, messen
die Richtungen nach einem Zielvorgang selbsttätig, z. B. durch Interferenzmethoden.
Die Distanzen werden durch elektronische Distanzmessung ermittelt.
Dabei wird entweder die Laufzeit oder die Phasenverschiebung eines
ausgesandten und im Zielpunkt reflektierten Laserstrahles gemessen.
Das Licht der Trägerwelle
des Laserstrahls liegt meist im infraroten Bereich oder im nahen
Infrarot des Lichtspektrums. Die Reflexion des Laserstrahls im Zielpunkt
erfolgt entweder direkt an der Oberfläche des anvisierten Objekts
oder in einem anvisierten Prisma. Die Messwertermittlung hinsichtlich
Richtung und Distanz erfolgt auf elektronischem Wege.
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Die
Referenzpunkte sind bevorzugt als Kugeln ausgebildet, die direkt
oder indirekt am Trägerelement
angeordnet sind.
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An
jedem Trägerelement
können
Verstellelemente angeordnet sein, mit denen das Trägerelement
relativ zu seiner Aufnahme positioniert bzw. verschoben werden kann.
Die Verstellelemente erlauben bevorzugt eine translatorische Verschiebung des Trägerelements
relativ zu seiner Aufnahme. Ferner kann vorgesehen werden, dass
die Verstellelemente eine Drehung des Trägerelements relativ zu seiner Aufnahme
um mindestens eine Raumachse, vorzugsweise um die Querachse, erlaubt.
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Als
Verstellelemente kommen insbesondere als solche hinlänglich bekannte
Maschinenschuhe zum Einsatz, die mindestens ein (Doppel-)Keilelement
aufweisen. Damit kann in einfacher Weise, nämlich durch Anziehen oder Lösen einer
Schraube, eine translatorische Verstellbewegung erzeugt werden,
die in Abhängigkeit
der Anordnung des Maschinenschuhs am Trägerelement eine translatorische und/oder
rotatorische Bewegung des Trägerelements
relativ zu seiner Aufnahme zur Folge hat. Vorzugsweise soll die
Verstellung unter Last also ohne Zuhilfenahme von Kränen oder
Manipulatoren erfolgen. Vorzugsweise ist das Verstellelement dabei selbsthemmend
ausgeführt.
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Mit
der vorgeschlagenen Vorgehensweise und Ausstattung ist es möglich, in
wesentlich vereinfachter und schnellerer Weise einzelne Walz- oder Rollenelemente
einer Walz- oder Gießvorrichtung
zu justieren, so dass sie in einer optimalen Position relativ zueinander
zu liegen kommen.
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Der
Erfindungsvorschlag kommt bevorzugt bei Stranggießanlagen
zum Einsatz, er kann jedoch auch für andere hüttentechnische Anlagen eingesetzt
werden, wie z. B. für
Walzwerke und Bandbehandlungslinien.
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Mit
dem Erfindungsvorschlag wird es u. a. möglich, eine Selbstreferenzierung
mittels einer Ausgleichsrechnung auf der Basis des gewonnenen Messergebnisses
vorzunehmen. Damit wird die Zuverlässigkeit der Positionierung
der einzelnen Walz- oder Rollenelemente relativ zueinander erhöht, und es
können „Vertrauensmaße" durch Einbeziehung
redundanter Messgrößen geschaffen
werden, d. h. es werden beispielsweise vier statt tatsächlich benötigter drei
Referenzpunkte je Segment herangezogen. Von Vorteil ist also die
Verwendung von mehr Referenzpunkten, als es zur mathematisch eindeutigen (statisch
bestimmten) Festlegung eines Körpers
im Raum erforderlich ist. Die vorhandenen Redundanzen reduzieren
singuläre
Fehler und dienen der Schaffung der genannten „Vertrauensmaße", z. B. durch Auswertung
der Standardabweichung.
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Zum
Soll-Ist-Abgleich der einzelnen Walz- oder Rollenelemente wird also
der „ideale" Rollenplan insoweit
ersetzt durch eine Kurve, die durch Ausgleichsrechnung (Regression)
aus den Messdaten selbst hergeleitet wird. Durch Nutzung der Redundanzen
wird der nie ganz vermeidbare Messfehler verringert und die Zuverlässigkeit
der Messung quantifizierbar gemacht („Vertrauensmaß").
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Ein
weiterer Aspekt der Erfindung besteht darin, dass die Messaufgabe
für ein
Segment in zwei Teilschritten erfolgen kann. Zum einen erfolgt die
Vermessung der Rollenbahn im Segment und eine Transferierung auf
einen externen Referenzpunkt vorab in der Werkstatt. Zum anderen
erfolgt eine Begrenzung der Anlagenvermessung auf die Einmessung
der Referenzpunkte und die Rekonstruktion der Passlinie über die
Transferinformationen. Der Gesamtaufwand wird durch die Transferierung
zwar geringfügig
größer, während der
Werkstattarbeiten kann die Stranggießanlage jedoch weiterproduzieren.
Die Oberrahmen der Segmente müssen
zur Anlagevermessung nicht abgenommen werden.
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Es
besteht weiterhin die Möglichkeit
des Verzichts auf den Bezug zu festen, im Fundament der Anlage verankerten
Referenzpunkten durch die Bildung eines „virtuellen" Bezugskoordinatensystems mittels
einer Ausgleichsrechnung aus der Messung selbst. Das erspart aufwendige
Transformationen des Anlagen-Koordinatenursprungs
in eine arbeitsgerechte Position auf der Gießbühne.
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In
der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der
Erfindung dargestellt. Es zeigen:
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1 schematisch
eine Stranggießanlage
in der Seitenansicht mit der Darstellung einiger der Komponenten
der Anlage,
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2 einen
vergrößerten Ausschnitt
aus 1 mit drei Rollenelementen und
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3 einen
vergrößerten Ausschnitt
aus 2 mit einem einzelnen Rollenelement.
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In 1 ist
eine Gießanlage 1 in
Form einer Stranggießanlage
skizziert. Flüssiges
metallisches Material tritt vertikal nach unten aus einer Kokille 21 aus
und wird einlang eines Gießbogenabschnitts 14 allmählich von
der Vertikalen in die Horizontale umgeleitet. Der Gießbogenabschnitt 14 wird
durch eine Anzahl Rollenelemente 2, 3, 4 gebildet,
die so relativ zueinander ausgerichtet sind, dass sie den Gießbogenabschnitt 14 bilden.
Es sei angemerkt, dass eigentlich nur die Segmentunterrahmen dargestellt sind,
was allerdings insofern in Ordnung ist, als dass die Maßbezugslinie
stets die „Hinterkante
Strang" ist. Besonders
vorteilhaft ist es bei den nachfolgend beschriebenen Konzept, dass
die Vermessung der Anlage auch mit montierten Oberrahmen erfolgen
kann.
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Der
Gießbogenabschnitt 14 weist
einen Mittelpunkt M auf, d. h. der gegossene Metallstrang verläuft viertelkreisförmig um
den Mittelpunkt M herum aus der Vertikalen in die Horizontale.
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Im
Bereich des Mittelpunkts, nicht notwendigerweise exakt im Mittelpunkt,
ist ein Messgerät 5 in Form
eines Lasertrackers angeordnet.
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Wie
in 2 zu sehen ist, weist jedes Rollenelement 2, 3, 4 mindestens
drei, im Ausführungsbeispiel
vier, Referenzpunkte 6, 7, 8 und 9 auf,
die als Messkugeln ausgebildet sind, die an einem Trägerelement 13 angeordnet
sind, d. h. an dem Grundgerüst des
jeweiligen Rollenelements 2, 3, 4. Der
Einfachheit halber ist hier von einer Messkugel gesprochen, wenngleich
genauer und eigentlich besser gesagt ein Messkugelhalter gemeint
ist, in den temporär
und nur während
des eigentlichen Mess- und Ausrichtvorganges eine Messkugel eingesetzt
werden kann. Es sei auch hinsichtlich der in 2 zu sehenden
Elemente 2, 3, 4 wieder angemerkt, dass
wieder die Segmentunterrahmen zu sehen sind.
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Die
Anordnung der Messkugeln über
einen Messkugelhalter ist auch unter dem Aspekt beachtlich, dass
damit in einfacher Weise gegebenenfalls auf Rollenverschleiß und andere
Geometrieänderungen
der Anlage bzw. deren Komponenten gezielt reagiert werden kann.
Die Messkugelhalter können nämlich so
ausgeführt
werden, dass sie durch Nachstellelemente die genannten Effekte ausgleichen können.
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Wie
am besten in 3 zu erkennen ist, sind in jedem
Trägerelement 13 mehrere
Rollen oder Walzen 15, 16, 17, 18 drehbar
gelagert. Das Trägerelement 13 und
damit das gesamte Rollenelement 2 ist auf einer Aufnahme 19 befestigt.
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Der
Lasertracker 5 hat – aufgrund
seiner günstigen
Anordnung im Bereich des Mittelpunktes M – „Sichtkontakt" zu den einzelnen
Referenzpunkten 6, 7, 8, 9 eines
jeden Rollenelements 2, 3, 4. Wie oben
erläutert,
ist der Lasertracker in der Lage, die genauen Abstände a6, a7, a8 und
a9 zu den Referenzpunkten 6, 7, 8 und 9 und
gegebenenfalls die Winkel α6, α7, α8 und α9 (s. 3) zu messen.
Dies kann mit einer Genauigkeit von wenigen Zehntel Millimeter erfolgen.
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Zu
den Referenzpunkten 7 und 8 sei angemerkt, dass
diese sich im Gegensatz zur zeichnerischen Darstellung in 2 bevorzugt
außen
am Unterrahmen eines Elements 2, 3, 4 befinden,
und zwar vorzugsweise in der gleichen Ebene wie die Punkte 6 und 9,
jedoch in Gießrichtung
auf der anderen Seite.
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Das
Trägerelement 13 ist über nur
sehr schematisch skizzierte und als Maschinenschuhe ausgebildete
Verstellelemente 10, 11 und 12 auf der
Aufnahme 19 angeordnet. Die Verstellung der Verstellelemente 10, 11, 12 hat
zur Folge, dass das Trägerelement 13 und
damit das gesamte Rollenelement 2 relativ zur ortsfesten
Aufnahme 19 sowohl in translatorische Richtung als auch
rotatorisch bewegt werden kann. In 3 sind von
den jeweils drei möglichen
Translationsrichtungen bzw. Drehrichtungen im Raum nur jeweils zwei
eingetragen, nämlich
die Raumrichtungen x und y sowie die Raumachsen α und β. Die entsprechende Betätigung der
einzelnen Verstellelemente – es
können
sehr viel mehr als die skizzierten drei vorhanden sein – führt zur
präzisen Positionierung
des Trägerelements 13 relativ
zur Aufnahme in allen Raumrichtungen und Raumachsen.
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Es
sei angemerkt, dass in 3 lediglich schematisch die
Verstellmöglichkeiten
in die einzelnen Raumrichtungen und um die einzelnen Raumachsen
dargestellt sind, wenngleich den verschiedenen Achsen und Richtungen
unterschiedlich große Bedeutung
zukommt. Namentlich ist die Verstellung mittels des Verstellelements 10 von
untergeordneter Bedeutung, da hierdurch kein maßgeblicher Einfluss auf den
Stranggießprozess
ausgeübt
wird. Die Verstellelemente 11 und 12 müssen einen
auf der- in Gießrichtung
gesehen – gegenüberliegenden
Seite liegenden Partner haben, um den Winkel β einstellbar zu machen.
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In 3 ist
schematisch die Lage des Trägerelements 13 vor
der präzisen
Ausrichtung mit gestrichelten Linien und die Lage nach der Ausrichtung
mit ausgezogenen Linien dargestellt. Zur Justage des Trägerelements 13 werden
mittels des Lasertrackers 5 die Abstände a6,
a7, a8 und a9 sowie die zugehörigen Winkel α6, α7, α8 und α9 gemessen,
d. h. die Abstände
und Winkel zwischen dem Messgerät 5 und den
Referenzpunkten 6, 7, 8 und 9 in
Form von Messkugeln.
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Der
Abstand zwischen dem Messgerät 5 und dem
Referenzpunkt 7 vor der Justage ist in 3 – stellvertretend
für die
anderen Referenzpunkte – mit a7' angegeben.
Das Messgerät 5 steht
mit nicht dargestellten Rechenmitteln in Verbindung. Anhand des Anlagenplans
sind im Rechenmittel die Soll-Positionen der Rollen 15, 16, 17 und 18 und
damit des Trägerelements 13 hinterlegt.
Da die Lage der Referenzpunkte 6, 7, 8 und 9 am
Trägerelement 13 bekannt ist,
ergeben sich sofort die Soll-Lagen und Soll-Abstände zwischen den Referenzpunkten 6, 7, 8, 9 und dem
Messgerät 5.
Hierzu muss vorher, z. B. in der Segmentwerkstatt, die Lage der
Rollen auf die externen Referenzpunkte transferiert und abgespeichert worden
sein.
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Wesentlich
ist dabei, dass aufgrund der Wahl mindestens dreier Referenzpunkte
die Lage des Rollenelements 2 im Raum bestimmbar ist. Es
ist nach Durchführung
der Abstandsmessung zwischen Messgerät 5 und Referenzpunkten 6, 7, 8, 9 aufgrund der
gegebenen Geometrie des Rollenelements 2 in einfacher Weise
möglich,
Verstellbeträge
für die
Verstellelemente 10, 11 und 12 zu berechnen,
was automatisch in den Rechenmitteln erfolgen kann. Durch entsprechendes
Betätigen
der Verstellelemente 10, 11, 12 kann
in einfacher Weise, sehr präzise
und vor allem sehr schnell die Justage eines Rollenelements 2 erfolgen.
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Es
ist noch anzumerken, dass in 3 wegen
einer besseren Übersichtlichkeit
das „ebene
Problem" dargestellt
ist. Tatsächlich
kann mit den mindestens drei Referenzpunkten die translatorische und
rotatorische Lage des Trägerelements 13 und damit
des Rollenelements 2 im Raum bestimmt werden. Durch das
Vorsehen entsprechend vieler Verstellelemente 10, 11, 12 kann
das Rollenelement im Raum ausgerichtet werden.
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Man
kann den Erfindungsvorschlag nochmals im wesentlichen wie folgt
umschreiben: Die Messung der Strangführungsgeometrie erfolgt mittels
eines Messgeräts 5 bevorzugt
in Form eines Lasertrackers oder Präzisionstachymeter. Bei deren Einsatz
kommen „Targets" in Form von Messkugeln zum
Einsatz, so dass dreidimen sional die Lage des Trägerelements 13 ermittelt
werden kann (jede einzelne Messung liefert unmittelbar ein räumliches
Koordinatentripel. Die Verarbeitung der Messdaten erfolgt online
oder offline in einem Rechner.
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Zur
Erfassung der Positionen der einzelnen Segmente wird nicht die Position
der Rollenbahn vermessen, sondern es werden die am feststehenden Teil
des Trägerelements
(Rahmens) angebrachten Referenzpunkte betrachtet. Die Lage der Referenzpunkte
relativ zu den für
den Prozess maßgeblichen Rollenbahnen
wird vorab, z. B. in der Werkstatt, in einer sog. Transfermessung
erfasst. Dabei ist keine Verwendung spezieller Ausrichtstände erforderlich, jedoch
möglich.
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Nach
der Transfermessung kann für
jeden Referenzpunkt ein Sollwert mit Bezug auf das Maßbezugssystem
der Anlage (Rollenplan, Passlinie) bestimmt werden.
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Das
Ergebnis der Anlagenvermessung kann zur Auswertung mit dieser Solltopologie
(Rollenplan, Passlinie) verglichen werden und die Abweichungen voneinander
können
in Nachrichtbeträge
zur Lagekorrektur der Segmente umgerechnet werden.
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Bevorzugt
ist es dabei möglich,
das Messergebnis durch Regression auf eine Mittelwertkurve der Messdaten
zu beziehen und die Korrektur auf die Abweichungen von dieser korrelierten
Kurve (Ausgleichskurve) zu beziehen. Dadurch entsteht eine vom ursprünglichen
Plan geringfügig
abweichende neue Sollgeometrie der Anlage. Maßstab für die Beurteilung dieser geänderten
Sollgeometrie ist die Minimierung der Formänderungsarbeit an der Strangschale.
Damit kann der Nachrichtaufwand ohne Nachteil für die Strangschalenbeanspruchung
weiter reduziert werden. Insbesondere ist kein Bezug auf Referenzpunkte
im Umfeld der Anlage erforderlich.
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Die
Regression aus den (redundanten) Messergebnissen kann nach einer
linearen oder polynomischen Verteilungsfunktion erfolgen.
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Bei
den Messungen kann ein Referenzpunktefeld in der Umgebung der Anlage
verwendet werden, um Ortswechsel des Messgeräts während des Messvorgangs zu erleichtern.
Der dabei zu erwartende Fehler wird eingeschränkt, indem möglichst
viele Punkte (eine Redundanz wirkt fehlerkompensierend) verwendet
werden, die möglichst
ortsfest und unabhängig
vom zu vermessenden Objekt sind.
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Zur
Umrechnung der ausgewerteten Übergangsfehler
in Höhenänderungen
in den Auflageflächen
des Segments kann ein Programm verwendet werden, das die Höhenkorrektur
an den Ein- und Ausgangsrollen (nach dem Strahlensatz und gegebenenfalls
unter Berücksichtigung
elastischer Formänderungen)
auf die Auflagepunkte umrechnet.
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Zur
Lagekorrektur der Segmente kommen vorzugsweise unter Last verstellbare
und als solche bekannte Maschinenschuhe zum Einsatz. Damit können schnell
und ohne Einsatz von Kränen
oder Manipulatoren Lagekorrekturen an den Segmentauflagen entsprechend
den festgestellten Fehlern bzw. Abweichungen vorgenommen werden.
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Wie
erläutert,
sollte die Messung von einem Standort aus erfolgen, der einen möglichst
guten „Einblick" in möglichst
viele Segmente der Anlage gleichzeitig ermöglicht. Das ist in der Regel
der Mittelpunkt des Gießbogenabschnitts.
Bei eventuell erforderlichen Ortswechseln kann das unabhängige Referenzpunktesystem
zur Synchronisation des Koordinatensystems aufeinander verwendet
werden.
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Bevorzugt
sind mehr Referenzpunkte 6, 7, 8, 9 vorgesehen,
als es für
die eindeutige Definition der räumlichen
Position eines Trägerelements 13 erforderlich
ist; drei Punkte reichen an sich aus, um eine Ebene zu definieren.
Diese Überbestim mung
dient zum einen dafür,
einen statistisch nie ganz auszuschließenden Messfehler durch redundante
Kompensation zu verringern. Andererseits ist es damit möglich, durch
Auswertung der Restklaffungen ein „Vertrauensmaß" für die Messung
zu gewinnen.
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Wie
im Stand der Technik als solches bekannt, kann bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung
auch vorgesehen werden, dass Segmentübergangsschablonen eingesetzt
werden, um gegebenenfalls das Ausrichtergebnis der einzelnen Walz- oder Rollenelementen überprüfen zu können.
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Der
erfindungsgemäße Vorschlag
teilt also die gesamte Messaufgabe auf in eine Transfermessung einerseits,
die in der Werkstatt bei der Herstellung der Walz- oder Rollenelemente
erfolgen kann, und eine Anlagenvermessung mit der Rekonstruktion der
Passlinie aus der Transfermessung andererseits, was vor Ort an der
Stranggießanlage
erfolgt. Daraus resultiert die erhebliche Reduzierung des Einstellaufwandes
der Walz- oder Rollenelemente und damit der Betriebsausfallzeit,
die den wirtschaftlichen Vorteil des Erfindungskonzepts ausmachen.
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- 1
- Walz-
oder Gießvorrichtung
- 2
- Walz-
oder Rollenelement
- 3
- Walz-
oder Rollenelement
- 4
- Walz-
oder Rollenelement
- 5
- Messgerät
- 6
- Referenzpunkt
- 7
- Referenzpunkt
- 8
- Referenzpunkt
- 9
- Referenzpunkt
- 10
- Verstellelement
- 11
- Verstellelement
- 12
- Verstellelement
- 13
- Trägerelement
- 14
- Gießbogenabschnitt
- 15
- Walze/Rolle
- 16
- Walze/Rolle
- 17
- Walze/Rolle
- 18
- Walze/Rolle
- 19
- Aufnahme
- 21
- Kokille
- a6
- Abstand
- a7
- Abstand
- a8
- Abstand
- a9
- Abstand
- α6
- Winkel
- α7
- Winkel
- α8
- Winkel
- α9
- Winkel
- M
- Mittelpunkt
des Gießbogenabschnitts
- x
- Raumrichtung
- y
- Raumrichtung
- α
- Raumachse
- β
- Raumachse