DE102011078623A1

DE102011078623A1 - Apparatus for determining position of roller in rolling mill, has mirror that is arranged on front sides of rollers, and light sources for emitting light beam on mirror

Info

Publication number: DE102011078623A1
Application number: DE201110078623
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Denker; Stefan Brombach
Original assignee: SMS Siemag AG
Current assignee: SMS Group GmbH
Priority date: 2011-07-05
Filing date: 2011-07-05
Publication date: 2013-01-10

Abstract

The apparatus has a mirror (2) that is arranged on front sides (104,124) of rollers (10,12). Light sources (3) are provided for emitting a light beam on the mirror. Receivers (4) are provided for receiving a light beam (32) reflected from the mirror. An evaluation device (6) is provided for determining the position of the roller based on the received reflected light beam. The light source, particularly a laser, is provided for emitting a collimated light beam (30). The mirror is perpendicular to the axes of rotation (100,120) of the rollers. An independent claim is included for a method for determining the position of a roller in a rolling mill.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Bestimmung der Lage einer Walze eines Walzwerks, bevorzugt der Walze eines Walzwerkes zum Walzen von Metallbändern.The present invention relates to an apparatus and a method for determining the position of a roll of a rolling mill, preferably the roll of a rolling mill for rolling metal strips.

Stand der TechnikState of the art

Die Bestimmung der Achslage und damit die Bestimmung der Geometrie des Walzspaltes zwischen zwei Walzen eines Walzgerüsts in einem Walzwerk ist eine wichtige Regelgröße, um einen hochqualitativen und zuverlässigen Walzprozess durchführen zu können. Insbesondere ist – neben der eigentlichen Dicke des Walzspaltes welcher dann für die Dicke des Walzproduktes ausschlaggebend ist – auch die Geometrie dieses Walzspaltes von Bedeutung. Diese Geometrie wird durch die Lage Walzen zueinander, insbesondere die Lage der Walzenachsen zueinander, bestimmt. The determination of the axial position and thus the determination of the geometry of the roll gap between two rolls of a roll stand in a rolling mill is an important control variable in order to carry out a high-quality and reliable rolling process can. In particular, in addition to the actual thickness of the roll gap, which is then decisive for the thickness of the rolled product, the geometry of this roll gap is also significant. This geometry is determined by the position of rollers relative to one another, in particular the position of the roller axes relative to one another.

Besonders beim Einfädeln des Bandes müssen die Arbeitswalzen eine parallel zu den Oberflächen des zu walzenden Bandes ausgerichtete Lage einnehmen, um ein Verlaufen des Bandes nach einer Seite hin zu vermeiden. Besonders dann, wenn eine bezüglich der Oberflächen des Bandes nicht parallele Achsenlage vorliegt, kann dies dazu führen, dass das Band am Walzspalt unkoordiniert und mit großer zerstörerischer Wucht in eine spezifische Richtung abgelenkt wird und dabei großen Schaden anrichtet. Especially when threading the band, the work rolls must assume a parallel to the surfaces of the strip to be rolled aligned position to avoid bleeding of the band to one side. Especially when there is an axis position that is not parallel with respect to the surfaces of the strip, this can lead to the strip being uncoordinated at the roll gap and being deflected in a specific direction with great destructive force, thereby causing great damage.

Aus der EP 0 250 768 A2 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Walzspaltmessung und Regelung bekannt, wobei hier eine Lichtquelle quer zur Walzenachse oder auch parallel zur Walzenachse durch den Walzspalt hindurch gestrahlt wird und dann der durchstrahlte Bereich bzw. der Dunkelbereich auf der der Lichtquelle entgegenliegenden Seite mittels einer CCD-Zeilenkamera ausgemessen wird. Hieraus wird die Höhe des Spaltes bestimmt. Diese Bestimmung bei Bestrahlung des Walzspaltes kann aber nur dann durchgeführt werden, wenn sich kein Material im Walzspalt befindet.From the EP 0 250 768 A2 a method and an apparatus for roll gap measurement and control is known, in which case a light source is irradiated through the roll gap transverse to the roll axis or also parallel to the roll axis and then the irradiated area or the dark area on the opposite side of the light source by means of a CCD line scan camera is measured. From this, the height of the gap is determined. However, this determination when irradiating the roll gap can only be carried out if there is no material in the roll gap.

Weiterhin ist zur Messung der Lage der Walzenachse bekannt, direkt am Arbeitswalzenzapfen Sensoren anzubringen. Nachteilig ist hier der Einbauort, welcher durch seine exponierte Lage anfällig für Beschädigungen bei Bandverläufen oder Bandrissen ist.Furthermore, it is known to measure the position of the roll axis to attach directly to the work roll pin sensors. The disadvantage here is the installation site, which is vulnerable due to its exposed position for damage in band progressions or band breaks.

Bekannt sind weiterhin Spaltgeber, welche die Position des Walzenballens oder des Lünettensitzes der Walze vermessen und entsprechend anzeigen. Diese Präzisionsgeräte sind ebenfalls sehr gefährdet, da sie sich in unmittelbarer Nähe des Walzspaltes befinden und sich entsprechend bei einem Bandriss oder einer Bandabweichung unmittelbar im Gefährdungsbereich befinden.Also known are splitter, which measure the position of the roll bale or the steady rest of the roller and display accordingly. These precision devices are also very vulnerable, as they are in the immediate vicinity of the nip and are accordingly in the event of a band break or a band deviation directly in the hazardous area.

Weiterhin sind Positionsgeber im Walzgerüst beispielsweise an der hydraulischen Anstellung der Walzen bekannt, welche die Position der Walze entsprechend indirekt messen.Furthermore, position sensors are known in the rolling stand, for example, at the hydraulic adjustment of the rollers, which measure the position of the roller according to indirectly.

Zusammenfassung der OffenbarungSummary of the Revelation

Aufgabe der Erfindung ist es entsprechend, eine Alternative anzugeben, mit welcher die Walzenlage genau auch im Betrieb gemessen werden kann.The object of the invention is accordingly to provide an alternative with which the roll position can be measured accurately during operation.

Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Bestimmung der Lage einer Walze in einem Walzwerk mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The object is achieved by a device for determining the position of a roll in a rolling mill with the features of claim 1. Preferred developments are specified in the dependent claims.

Entsprechend umfasst die Vorrichtung einen auf einer Stirnseite der Walze angeordneten Spiegel, eine Lichtquelle zum Aussenden eines Lichtstrahls auf den Spiegel, einen Empfänger zum Empfangen des vom Spiegel reflektierten Lichtstrahls, und eine Auswertungsvorrichtung zum Bestimmen der Lage der Walze auf Basis des empfangenen reflektierten Lichtstrahls.Accordingly, the device comprises a mirror arranged on an end side of the roller, a light source for emitting a light beam to the mirror, a receiver for receiving the light beam reflected by the mirror, and an evaluation device for determining the position of the roller on the basis of the received reflected light beam.

Durch die optische Messung können sowohl die Lichtquelle als auch der Empfänger vom eigentlichen Walzgerüst beabstandet angeordnet werden, so dass sich die empfindlichen Teile der Messvorrichtung außerhalb des Gefahrenbereichs durch gerissene oder verlaufende Bänder befinden können. Weiterhin kann aufgrund der optischen Messung direkt an der Stirnseite der Achse der Walze eine präzise Messung der Lage der Walze auch dann durchgeführt werden, wenn sich die Walze dreht. Im Betrieb kann hierbei über die Messung der Ablenkung des Lichtstrahls nicht nur die eigentliche Lage der Walze selbst bestimmt werden, sondern es können aus dem Muster des empfangenen Lichtstrahls auch Hystereseeffekte, Abplattungen sowie Unwuchten an den Walzen detektiert werden.As a result of the optical measurement, both the light source and the receiver can be arranged at a distance from the actual rolling stand, so that the sensitive parts of the measuring device can be located outside the danger zone by means of torn or running bands. Furthermore, due to the optical measurement directly on the front side of the axis of the roller, a precise measurement of the position of the roller can be carried out even when the roller rotates. In operation, not only the actual position of the roller itself can be determined via the measurement of the deflection of the light beam, but also hysteresis effects, flattening and imbalances on the rollers can be detected from the pattern of the received light beam.

Abhängig davon, ob der Spiegel auf der Stirnseite der Walze genau senkrecht zu der Rotationsachse der Walze montiert ist, oder ob der Spiegel unter einem Winkel angeordnet ist, wird das reflektierte Licht als Punkt oder als oszillierende Form von dem Empfänger detektiert. Depending on whether the mirror is mounted on the front side of the roller exactly perpendicular to the axis of rotation of the roller, or if the mirror is arranged at an angle, the reflected light is detected as a point or as an oscillating shape of the receiver.

Eine oszillierende Form wird dabei beispielsweise als kreisförmiges oder ellipsenförmiges Messsignal vorliegen. Bei einer Veränderung der Lage der Walze verändert sich der Punkt des reflektierten Lichtstrahls oder die Form der oszillierenden Messfigur. Beispielsweise kann sich ein kreisförmiges Messsignal von einer Kreisform hin zu einer Ellipse verschieben oder die Form und Lage bzw. Ausrichtung einer Ellipse verändert sich. Diese Veränderungen werden zur Bestimmung der Veränderung der Lage der Walze verwendet und können gleichzeitig über die Auswertungsvorrichtung dann zur Regelung der Geometrie des Walzspaltes zwischen zwei Walzen dienen.An oscillating shape will be present, for example, as a circular or elliptical measuring signal. When changing the position of the roller, the point of the reflected light beam or the shape of the oscillating changes Measurement figure. For example, a circular measuring signal can shift from a circular shape to an ellipse or the shape and position or orientation of an ellipse changes. These changes are used to determine the change in the position of the roll and can then simultaneously serve via the evaluation device for controlling the geometry of the roll gap between two rolls.

Zur Ausbildung eines trennscharfen reflektierten Lichtstrahls unabhängig von der Ausrichtung und Lage des Spiegels sendet die Lichtquelle bevorzugt einen kollimierten Lichtstrahl aus und ist bevorzugt in Form eines Lasers ausgebildet.In order to form a selectively reflected light beam, regardless of the orientation and position of the mirror, the light source preferably emits a collimated light beam and is preferably in the form of a laser.

Bevorzugt ist der Spiegel senkrecht auf der Achse angeordnet und die Auswertungseinheit ist dazu eingerichtet, die Veränderung der Achslage auf Grundlage der Verschiebung des empfangenen Messpunktes zu bestimmen. In diesem Fall wird der reflektierte Lichtstrahl auch bei Rotation der Walze auf dem Empfänger als Punkt abgebildet.Preferably, the mirror is arranged perpendicular to the axis and the evaluation unit is configured to determine the change in the axis position on the basis of the displacement of the received measuring point. In this case, the reflected light beam is also imaged as a dot on rotation of the roller on the receiver.

In einer Variante kann der Spiegel unter einem Winkel bezüglich der Rotationsachse an der Stirnseite der Walze angeordnet sein. Der Winkel kann dabei klein sein, beispielsweise in einem Bereich von 1° bis 8°. In einem solchen Fall wird der reflektierte Lichtstrahl bei Rotation der Walze auf dem Empfänger eine geschlossene oszillierende Figur ausbilden wenn der Lichtstrahl außerhalb des Zentrums der Rotationsachse eingestrahlt wird, beispielsweise eine Kreisform oder eine Ellipse. In a variant, the mirror may be arranged at an angle with respect to the axis of rotation on the end face of the roller. The angle can be small, for example in a range of 1 ° to 8 °. In such a case, when the roller is rotated on the receiver, the reflected light beam will form a closed oscillating figure when the light beam is irradiated outside the center of the axis of rotation, for example a circular shape or an ellipse.

Um hier eine einfache und phasenrichtige Auswertung zu erreichen, ist der Spiegel bevorzugt drehfest mit der Walze verbunden.To achieve a simple and in-phase evaluation here, the mirror is preferably rotatably connected to the roller.

In einer besonders wartungsfreundlichen und gegenüber Störungen unempfindlichen Variante sind die Lichtquelle und der Empfänger beabstandet von einem die Walze tragenden Walzgerüst angeordnet, wobei die Lichtquelle und der Empfänger bevorzugt im Wesentlichen in einer gemeinsamen Einheit angeordnet sind.In a particularly maintenance-friendly and insensitive to disturbances variant, the light source and the receiver are spaced from a rolling mill supporting the roll, wherein the light source and the receiver are preferably arranged substantially in a common unit.

Bevorzugt ist der Lichtstrahl der Lichtquelle parallel zu der Rotationsachse der Walze ausgerichtet.Preferably, the light beam of the light source is aligned parallel to the axis of rotation of the roller.

Die beim Empfänger beobachtete Abweichung des reflektierten Lichtstrahls wird besonders deutlich, wenn der Lichtstrahl exzentrisch auf den Spiegel gerichtet ist. Mit anderen Worten zielt die Lichtquelle dann nicht genau auf die Position des Spiegels, die der Rotationsachse der Walze entspricht, sondern auf einen von der Rotationsachse leicht beabstandeten Bereich.The deviation of the reflected light beam observed at the receiver becomes particularly clear when the light beam is directed eccentrically at the mirror. In other words, the light source then does not aim precisely at the position of the mirror corresponding to the axis of rotation of the roller but at a region slightly spaced from the axis of rotation.

Die Lichtquelle und der Empfänger sind bevorzugt in einer zueinander festen Position angeordnet und sind weiter bevorzugt zusammen mit der Walze verfahrbar angeordnet. Dies kann entweder durch eine direkte Verbindung der Aufnahme der Lichtquelle sowie der Empfangsvorrichtung mit dem Walzgerüst erreicht werden, oder dadurch, dass das empfangene Signal seinerseits zur Regelung der Position der Einheit aus Lichtquelle und Empfänger dient. In letzterer Variante kann neben einer Ermittlung der eigentlichen Achslage auch eine Ermittlung der Walzspaltdicke erfolgen, insbesondere dann, wenn das den Walzenspalt ausbildende Walzenpaar mit unabhängig voneinander verfahrbaren Lichtquellen/Empfängereinheiten versehen ist.The light source and the receiver are preferably arranged in a mutually fixed position and are further preferably arranged to be movable together with the roller. This can be achieved either by a direct connection of the recording of the light source and the receiving device to the rolling stand, or by the fact that the received signal in turn serves to control the position of the unit of light source and receiver. In the latter variant, in addition to a determination of the actual axial position, it is also possible to determine the roll gap thickness, in particular if the roll pair forming the roll gap is provided with light source / receiver units which can be moved independently of one another.

Weiterhin ist es bevorzugt, die von der Auswertungsvorrichtung ermittelte Achslage zur Walzspaltregelung in einem Walzgerüst zu verwenden.Furthermore, it is preferable to use the axis position determined by the evaluation device for roll gap control in a rolling stand.

Die oben gestellte Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren zum Bestimmen der Achslage einer Walze in einem Walzwerk mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.The above object is further achieved by a method for determining the axial position of a roll in a rolling mill with the features of claim 10.

Entsprechend umfasst das Verfahren die Schritte: Aussenden eines Lichtstrahls auf einen an der Stirnseite der Walze angeordneten Spiegel, Empfangen des vom Spiegel reflektierten Lichtstrahls, und Bestimmen der Lage der Walze auf Basis des empfangenen reflektierten Lichtstrahls.Accordingly, the method comprises the steps of emitting a light beam onto a mirror arranged on the end face of the roller, receiving the light beam reflected by the mirror, and determining the position of the roller on the basis of the received reflected light beam.

Kurze Beschreibung der FigurenBrief description of the figures

Bevorzugte weitere Ausführungsformen und Aspekte der vorliegenden Offenbarung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert werden. Dabei zeigen:Preferred further embodiments and aspects of the present disclosure will become more apparent from the following description of the figures. Showing:

1 schematisch die Arbeitswalzen und Stützwalzen eines Walzgerüstes; 1 schematically the work rolls and back-up rolls of a roll stand;

2 schematisch die Anordnung zweier Arbeitswalzen mit jeweils einer Vorrichtung zum Messen der Achslage in einer Ansicht in Walzrichtung und senkrecht zu den Walzenachsen; 2 schematically the arrangement of two work rolls, each with a device for measuring the axial position in a view in the rolling direction and perpendicular to the roll axes;

3 ein erstes Beispiel eines auf einem Empfänger empfangenen Bildes des reflektierten Lichtstrahls; und 3 a first example of an image of the reflected light beam received on a receiver; and

4 ein zweites Beispiel eines Empfängerbildes des empfangenen Lichtstrahls. 4 a second example of a receiver image of the received light beam.

Ausführliche Beschreibung des bevorzugten AusführungsbeispielsDetailed description of the preferred embodiment

Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel anhand der Figuren beschrieben werden. Hierbei werden gleiche oder ähnliche Elemente mit den identischen Bezugszeichen bezeichnet und eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird teilweise fortgelassen, um Redundanzen zu vermeiden.In the following, a preferred embodiment will be described with reference to the figures. Here are the same or similar elements denoted by the identical reference numerals and a repeated description of these elements is partially omitted in order to avoid redundancies.

1 zeigt schematisch die Walzenanordnung eines Walzgerüsts 1 mit Arbeitswalzen 10, 12 und entsprechend zugeordneten Stützwalzen 14, 16. Zwischen den Arbeitswalzen 10, 12 wird ein Walzspalt 18 ausgebildet, durch welchen hindurch das zu walzende Walzgut geführt wird. 1 schematically shows the roller assembly of a roll stand 1 with strippers 10 . 12 and correspondingly associated support rollers 14 . 16 , Between the strippers 10 . 12 becomes a nip 18 formed, through which the rolling stock to be rolled is passed.

Beim Walzen von Metallbändern ist es, neben der Einstellung der eigentlichen Dicke des Walzspaltes 18, auch wesentlich, die Lage der Achsen der Arbeitswalzen 10, 12 zueinander zu bestimmen und zu regeln. Mit anderen Worten ist die Geometrie des Walzspaltes ebenfalls von Bedeutung. Insbesondere ist es notwendig, die Achsen parallel zur jeweiligen Oberfläche des Bandes auszurichten, um auf diese Weise ein seitliches Verlaufen des Bandes zu vermeiden und die Bandqualität des gewalzten Bandproduktes sicherzustellen. When rolling metal strips, it is, in addition to adjusting the actual thickness of the roll gap 18 , also essential, the position of the axes of the work rolls 10 . 12 to determine and regulate each other. In other words, the geometry of the nip is also important. In particular, it is necessary to align the axes parallel to the respective surface of the strip, in order to avoid in this way a lateral running of the strip and to ensure the strip quality of the rolled strip product.

Typischerweise werden die beiden Arbeitswalzen 10, 12 dabei parallel zueinander ausgerichtet, um einen genau parallel ausgerichteten Walzspalt 18 zu erhalten. Während des Betriebes und entsprechend bei sich drehenden Arbeitswalzen 10, 12 sind dabei neben der statischen Achsausrichtung weiterhin Kompensationen für Reibung, Hysteresen im Hydrauliksystem bzw. im Material der Walzen sowie Abplattungen der Walzensätze und Unwuchten der Walzoberflächen der Arbeitswalzen 10, 12 gegenüber den eigentlichen Walzenachsen bzw. den Arbeitswalzenzapfen zu berücksichtigen.Typically, the two work rolls 10 . 12 aligned parallel to each other, about an exactly parallel aligned roll gap 18 to obtain. During operation and correspondingly with rotating work rolls 10 . 12 In addition to the static axis alignment, compensations for friction, hysteresis in the hydraulic system or in the material of the rolls as well as flattening of the sets of rolls and imbalances of the rolling surfaces of the work rolls are still present 10 . 12 to be considered in relation to the actual roll axes or the work roll journals.

2 zeigt schematisch die Arbeitswalzen 10, 12, welche den Arbeitsspalt bzw. Walzspalt 18 zwischen sich einschließen. In dem in 2 gezeigten Beispiel ist der Walzspalt 18 keilförmig ausgebildet, da die Walzenachse 100 der Arbeitswalze 10 gegenüber der Walzenachse 120 der Arbeitswalze 12 nicht parallel zueinander ausgerichtet sind. Entsprechend sind auch die Arbeitswalzenzapfen 102, 122 nicht parallel zueinander ausgerichtet. 2 schematically shows the work rolls 10 . 12 , which the working gap or rolling gap 18 between them. In the in 2 The example shown is the nip 18 wedge-shaped, since the roll axis 100 the stripper 10 opposite the roll axis 120 the stripper 12 are not aligned parallel to each other. Corresponding are also the work roll pins 102 . 122 not aligned parallel to each other.

An der Stirnseite 104, 124 der Arbeitswalzen 10, 12, bzw. an den Stirnseiten 104, 124 der Arbeitswalzenzapfen 102, 122, ist jeweils ein Spiegel 2 angebracht. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Ausrichtung des Spiegels 2 gegenüber den Achsen 100, 120 der Arbeitswalzen 10, 12 nicht vollständig senkrecht. Vielmehr sind die jeweiligen Spiegel 2 um einen kleinen Winkel, beispielsweise 1° bis 8°, gegenüber der senkrechten Lage gekippt. Diese Kippung ergibt sich beispielsweise auch dadurch, dass die Walzen starken Temperaturschwankungen ausgesetzt sind.At the front 104 . 124 the work rolls 10 . 12 , or on the front sides 104 . 124 the work roll pins 102 . 122 , is a mirror 2 appropriate. In the embodiment shown, the orientation of the mirror 2 opposite the axles 100 . 120 the work rolls 10 . 12 not completely vertical. Rather, the respective mirrors 2 tilted at a small angle, for example 1 ° to 8 °, relative to the vertical position. This tilt also results, for example, from the fact that the rollers are exposed to strong temperature fluctuations.

Eine Lichtquelle 3 ist vorgesehen, welche einen Lichtstrahl 30 aussendet. Die Lichtquelle 3 ist bevorzugt ein Laser, kann aber durch jegliche andere beliebige Lichtquelle ausgebildet sein, welche einen Lichtstrahl aussendet. A light source 3 is provided which a light beam 30 sending out. The light source 3 is preferably a laser, but may be formed by any other arbitrary light source which emits a light beam.

Unter Lichtstrahl wird hier bevorzugt ein weitgehend kollimierter Lichtstrahl verstanden, also ein im Wesentlichen weder divergenter noch konvergenter Lichtstrahl. Ein solcher Lichtstrahl wird benötigt, um, wenn der Lichtstrahl 30 auf den Spiegel 2 auftrifft, einen definierten Bereich des Spiegels 2 so zu bestrahlen, dass ein definierter reflektierter Lichtstrahl auf einem Empfänger eintreffen kann.A light beam is here preferably understood to mean a largely collimated light beam, that is to say a substantially neither divergent nor convergent light beam. Such a beam of light is needed to when the light beam 30 on the mirror 2 hits, a defined area of the mirror 2 to irradiate so that a defined reflected light beam can arrive on a receiver.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel trifft der Lichtstrahl 30 nicht genau konzentrisch auf den Spiegel 2 auf, also nicht genau kollinear mit jeweiligen Rotationsachsen 100, 120 der Arbeitswalzen 10, 12. Vielmehr trifft der Lichtstrahl 30 leicht exzentrisch auf den Spiegel auf. Der Lichtstrahl 30 wird entsprechend am Spiegel 2 reflektiert und der reflektierte Lichtstrahl 32 wird von einem Empfänger 4 empfangen. In the embodiment shown, the light beam strikes 30 not exactly concentric on the mirror 2 on, so not exactly collinear with respective axes of rotation 100 . 120 the work rolls 10 . 12 , Rather, the light beam hits 30 slightly eccentric on the mirror. The light beam 30 is corresponding to the mirror 2 reflected and the reflected light beam 32 is from a receiver 4 receive.

Der Empfänger 4 ist bevorzugt dazu in der Lage, die Position des reflektierten Lichtstrahls 32 zweidimensional aufgelöst zu empfangen. Entsprechend ist der Empfänger 4 bevorzugt in Form einer Kamera, beispielsweise einer CCD-Kamera oder einer ähnlichen Vorrichtung, welche eine zweidimensionale Auflösung, also eine Auflösung in X- und Y-Richtung des empfangenen Signals, ermöglicht, vorgesehen.The recipient 4 is preferably capable of, the position of the reflected light beam 32 to receive two-dimensionally resolved. Accordingly, the recipient 4 preferably in the form of a camera, for example a CCD camera or a similar device, which enables a two-dimensional resolution, that is to say a resolution in the X and Y direction of the received signal.

Die Lichtquelle 3 und der Empfänger 4 sind bevorzugt beabstandet von dem Walzgerüst angeordnet, so dass die Lichtquelle 3 und der Empfänger 4 weitgehend außerhalb des Gefahrenbereiches des Walzgerüstes angeordnet sind. Insbesondere kann durch die beabstandete Anordnung erreicht werden, dass im Falle eines Bandrisses oder einer Bandverfahrung die Lichtquelle und der Empfänger nicht vom Band oder abgerissenen Teilen getroffen werden.The light source 3 and the receiver 4 are preferably spaced from the rolling stand, so that the light source 3 and the receiver 4 are arranged largely outside the danger zone of the roll stand. In particular, can be achieved by the spaced arrangement, that in the case of a band break or a Bandverfahrung the light source and the receiver are not hit by tape or torn parts.

Um eine Messung der Achslage der Rotationsachsen 100, 120 der beiden Arbeitswalzen 10, 12 zu erreichen, kann die Einheit aus Lichtquelle 3 und Empfänger 4 bevorzugt mittels einer Verfahrvorrichtung 5 in Richtung der Walzspaltdicke verfahren werden. Die Verfahrvorrichtung 5 ist dabei entweder mit der Walzspaltdickenregelung so verbunden, dass sie entsprechend der eingestellten Walzspaltdicke an die (erwartete) Position der Rotationsachse 100, 120 verfahren wird, um dort eine Messung der Achslage vornehmen zu können. Oder die Verfahrvorrichtung 5 ist direkt mit dem Walzgerüst derart mechanisch gekoppelt, dass ein automatisches Verfahren der Einheit aus Lichtquelle 3 und Empfänger 4 zusammen mit der Rotationsachse 100, 120 erreicht wird. To measure the axial position of the axes of rotation 100 . 120 the two work rolls 10 . 12 To achieve, the unit can be made of light source 3 and receiver 4 preferably by means of a traversing device 5 be moved in the direction of the roll gap thickness. The traversing device 5 is either connected to the roll gap thickness control so that they correspond to the set roll gap thickness at the (expected) position of the rotation axis 100 . 120 is moved to make a measurement of the axial position there. Or the traversing device 5 is mechanically coupled directly to the rolling mill such that an automatic process of the unit of light source 3 and receiver 4 together with the rotation axis 100 . 120 is reached.

Alternativ kann die Bestimmung der Lage durch die Auswertungsvorrichtung 6 zur Regelung des Verfahrens der Verfahrvorrichtung 5 verwendet werden. Alternatively, the determination of the position by the evaluation device 6 for regulating the method of the traversing device 5 be used.

Das Bild, welches auf dem Empfänger 4 von dem reflektierten Strahl 32 erzeugt wird, ist schematisch in 3 gezeigt. Dabei zeigt der Kreis 7 das Signal, welches in 2 von der oberen Arbeitswalze 10 erzeugt wird. Eine Verschiebung der Achslage, so wie sie in 2 durch die untere Arbeitswalze 12 gezeigt ist, resultiert in einer Ellipsenform 8 des vom reflektierten Lichtstrahl 32 erzeugten Bildes. The picture, which is on the receiver 4 from the reflected beam 32 is generated is schematically in 3 shown. The circle shows 7 the signal, which is in 2 from the upper stripper 10 is produced. A shift in the axle position, as in 2 through the lower work roll 12 is shown results in an ellipse shape 8th of the reflected light beam 32 generated image.

In 3 sind entsprechende Formen von Bildern schematisch gezeigt. Die in Realität gemessenen periodisch wiederkehrenden Bilder, welche durch den reflektierten Strahl 32 erzeugt werden, können deutlich komplexer ausgebildet sein. In 3 corresponding forms of images are shown schematically. The measured in reality periodically recurring images, which by the reflected beam 32 can be generated, can be made significantly more complex.

Die geschlossene periodische Form, welche in 3 durch die geschlossenen Linien 7 und 8 gezeigt ist, stammt daher, dass der Spiegel 2 nicht genau senkrecht auf der Stirnseite 104, 124 bezüglich der jeweiligen Rotationsachsen 100, 120 der Arbeitswalzen 10, 12 liegt und der Lichtstrahl 30 den Spiegel 2 nicht genau in dessen Zentrum trifft. Entsprechend oszilliert der reflektierte Lichtstrahl 32 mit der Umdrehung des Spiegels 2 und damit mit der Umdrehung der Walze 10.The closed periodic form, which in 3 through the closed lines 7 and 8th is shown, therefore, that the mirror 2 not exactly perpendicular to the front side 104 . 124 with respect to the respective axes of rotation 100 . 120 the work rolls 10 . 12 lies and the beam of light 30 the mirror 2 not exactly in its center. Accordingly, the reflected light beam oscillates 32 with the rotation of the mirror 2 and thus with the rotation of the roller 10 ,

In einem alternativen Ausführungsbeispiel, welches schematisch in 4 gezeigt ist, wird, bei absolut senkrechter Anordnung des Spiegels bezüglich der jeweiligen Rotationsachsen 100, 120, nur ein Punkt 70 bzw. ein sich bei Verschiebung der Lage der Walze verschiebender Punkt 80 abgebildet, wobei die jeweilige Verschiebung zwischen den Punkten eine Indikation für die jeweilige Lage der Achse angibt.In an alternative embodiment, which is shown schematically in FIG 4 is shown, with absolutely vertical arrangement of the mirror with respect to the respective axes of rotation 100 . 120 , only one point 70 or a point which shifts when the position of the roller is displaced 80 The respective displacement between the points indicates an indication for the respective position of the axis.

In einer Auswertungsvorrichtung 6, welche das vom Empfänger 4 empfangene Bild auswertet, kann mittels der entsprechenden Empfängerbilder bzw. der zeitliche Veränderung der Empfängerbilder die Achslage bestimmt werden.In an evaluation device 6 which the recipient 4 evaluated image received, the axis position can be determined by means of the corresponding receiver images or the temporal change of the receiver images.

Die Auswertungsvorrichtung 6 kann dabei nicht nur während des Einrichtens der Walzvorrichtung verwendet werden, sondern kann auch während des tatsächlichen Betriebes der Walzvorrichtung zur Regelung bzw. Steuerung der Lage der jeweiligen Walzenachsen 100, 120 sowie zur Steuerung bzw. Regelung des Walzspaltes 18 verwendet werden. Dazu ist bevorzugt ein Feedback zu einer Walzensteuerung vorgesehen.The evaluation device 6 can not only be used during the setup of the rolling device, but also during the actual operation of the rolling device for controlling or controlling the position of the respective roll axes 100 . 120 and for controlling or regulating the roll gap 18 be used. For this purpose, a feedback to a roller control is preferably provided.

Die Auswertungsvorrichtung 6 greift zur Auswertung der jeweiligen mit dem Empfänger 4 empfangenen Figuren bzw. Empfangspositionen beispielsweise auf vorhergehend aufgenommene Messwerte zurück, so dass eine genaue, auf das jeweilige individuelle Walzgerüst hin zugeschnittene Auswertung stattfinden kann. Eine weitere Möglichkeit der Auswertung besteht darin, aus den jeweiligen geometrischen Verhältnissen, beispielsweise trigonometrisch die Achslage der jeweiligen Rotationsachsen 100, 120 zu berechnen. Im Falle des oszillierenden Bildes, so wie es beispielsweise in 3 gezeigt ist, kann aus dem Bild der jeweilige Mittelpunkt bzw. ein Schwerpunkt der von dem reflektierten Strahl 32 umschlossenen Fläche berechnet werden, welcher mit dem Mittelpunkt der jeweiligen Rotationsachse 100, 120 übereinstimmt.The evaluation device 6 accesses the evaluation of the respective with the receiver 4 received figures or receiving positions, for example, to previously recorded measurements, so that an accurate, tailored to the respective individual rolling stand evaluation can take place. Another possibility of the evaluation is, from the respective geometric relationships, for example trigonometrically the axial position of the respective axes of rotation 100 . 120 to calculate. In the case of the oscillating image, such as in 3 is shown, from the image of the respective center or a center of gravity of the reflected beam 32 enclosed area, which coincides with the center of the respective axis of rotation 100 . 120 matches.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Walzgerüst rolling mill
1010: Arbeitswalze Stripper
1212: Arbeitswalze Stripper
1414: Stützwalze supporting roll
1616: Stützwalze supporting roll
1818: Walzenspalt nip
100100: Rotationsachse der Walze 10 Rotation axis of the roller 10
102102: Arbeitswalzenzapfen Work roll neck
104104: Stirnseite der Walze 10 Face of the roller 10
120120: Rotationsachse der Walze 12 Rotation axis of the roller 12
122122: Arbeitswalzenzapfen Work roll neck
124124: Stirnseite der Walze 12 Face of the roller 12
22: Spiegel mirror
33: Lichtquelle light source
44: Empfänger receiver
55: Verfahrvorrichtung traversing
66: Auswertungsvorrichtung evaluation device
77: Empfängerbild receiver image
7070: Empfängerbild receiver image
88th: Empfängerbild receiver image
8080: Empfängerbild receiver image

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 0250768 A2 [0004]

Claims

Device for determining the position of a roller ( 10 . 12 ) in a rolling mill, comprising: - one on one end face ( 104 . 124 ) of the roller ( 10 . 12 ) arranged mirrors ( 2 ); A light source ( 3 ) for emitting a light beam to the mirror ( 2 ); - a receiver ( 4 ) for receiving the light beam reflected from the mirror ( 32 ); and - an evaluation device ( 6 ) for determining the position of the roller ( 10 . 12 ) based on the received reflected light beam ( 32 ).

Device according to claim 1, wherein the light source ( 3 ) a collimated light beam ( 30 ) and preferably is a laser.

Device according to claim 1 or 2, wherein the mirror ( 2 ) perpendicular to the axis of rotation ( 100 . 120 ) of the roller ( 10 . 12 ) at the end face ( 104 . 124 ) is arranged.

Device according to claim 1 or 2, wherein the mirror ( 2 ) at an angle with respect to the axis of rotation ( 100 . 120 ) on the front side ( 104 . 124 ) of the roller ( 10 . 12 ) is arranged.

Device according to one of the preceding claims, wherein the mirror ( 2 ) rotatably with the roller ( 10 . 12 ) connected is.

Device according to one of the preceding claims, wherein the light source ( 3 ) and the recipient ( 4 ) spaced from one the roller ( 10 . 12 ) supporting rolling mill, wherein the light source ( 3 ) and the recipient ( 4 ) are preferably arranged substantially in one unit.

Device according to one of the preceding claims, wherein the light beam of the light source ( 3 ) parallel to the axis of rotation ( 100 . 120 ) of the roller ( 10 . 12 ) is aligned.

Device according to one of the preceding claims, wherein the light beam is eccentric to the mirror ( 2 ).

Device according to one of the preceding claims, wherein the light source ( 3 ) and the recipient ( 4 ) by means of a traversing device ( 5 ) in the adjustment direction of the roller ( 10 . 12 ) is movable.

Method for determining the position of a roll ( 10 . 20 ) in a rolling mill, comprising the steps: - emitting a light beam ( 30 ) on one on the front side ( 104 . 124 ) of the roller ( 10 . 12 ) arranged mirrors ( 2 ); - Receiving the from the mirror ( 2 ) reflected light beam ( 32 ); and determining the position of the roller on the basis of the received reflected light beam ( 32 ).