DE102015002094B3 - Method for determining the thickness of a rolled strip - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Dicke eines Walzbandes mit einem oberen und einem unteren Laserabstandssensor, die jeweils eine Einrichtung zur Belichtungssteuerung aufweisen, und einer Auswerteelektronik. Das Problem derzeit bekannter Verfahren besteht darin, dass die Messfrequenz relativ niedrig ist und sich hierdurch Nachteile hinsichtlich der Genauigkeit des Messprozesses ergeben. Die Lösung des Problems ergibt sich aus den folgenden Verfahrensschritten gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1: – Jeder Laserabstandssensor meldet seine individuell berechnete Belichtungszeit für die nächste Messwertaufnahme an die Auswerteelektronik; – Die Auswerteelektronik berechnet für jeden Laserabstandssensor den optimalen Startpunkt der nächsten Belichtung, wobei die Berechnung so durchgeführt wird, dass eine möglichst symmetrische zeitliche Überlappung der Messungen erreicht wird; – Die Auswerteelektronik übermittelt einen individuellen Impuls zum Start der Messung an jeden Laserabstandssensor.The invention relates to a method for determining the thickness of a rolled strip with an upper and a lower laser distance sensor, each having a device for exposure control, and an evaluation. The problem of currently known methods is that the measuring frequency is relatively low, which results in disadvantages with regard to the accuracy of the measuring process. The solution of the problem results from the following method steps according to the characterizing features of claim 1: each laser distance sensor reports its individually calculated exposure time for the next measured value recording to the evaluation electronics; - The transmitter calculates for each laser distance sensor the optimal starting point of the next exposure, wherein the calculation is performed so that the most symmetrical temporal overlap of the measurements is achieved; - The transmitter transmits an individual pulse to start the measurement to each laser distance sensor.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Dicke eines Walzbandes mit einem oberen und einem unteren Laserabstandssensor, die jeweils eine Einrichtung zur Belichtungssteuerung aufweisen, und einer Auswerteelektronik.The invention relates to a method for determining the thickness of a rolled strip with an upper and a lower laser distance sensor, each having a device for exposure control, and an evaluation.
Ein derartiges Verfahren ist aus dem druckschriftlich nicht belegbaren Stand der Technik allgemein bekannt. Hierbei führt der obere wie auch der untere Laserabstandssensor jeweils eine Abstandsmessung aus, das heißt er misst den Abstand vom Sensor bis zur Bandoberfläche beziehungsweise Bandunterfläche. Aus der Summe der beiden Abstandsmesswerte (oberer und unterer Sensor) und einer Konstanten (Abstand der beiden Sensoren zueinander) wird ein Dickenmesswert berechnet. Die Dickenmesswerte werden anschließend noch gefiltert, bevor sie dem entsprechenden Bandabschnitt zugeordnet werden. Aus einer Vielzahl von Dickenmesswerten entsteht dann das Dickenprofil für einen sogenannten Walzstich. Bei diesem bekannten Verfahren wird von der Auswerteelektronik zunächst für beide Laserabstandssensoren gemeinsam vor dem Start der Abstandsmessungen die maximal mögliche Belichtungszeit errechnet. Diese ergibt sich einerseits durch die technischen Möglichkeiten der beiden Messgeräte sowie der nachgeschalteten Datenverarbeitung und den Verlust von Laserleistung durch Alterung und die Verringerung der Transparenz des Sensorfensters. Andererseits haben bei der Berechnung der maximalen Belichtungszeit auch die Oberflächenbeschaffenheit und die Erscheinung des Walzbandes, wie z. B. Farbe, Rauigkeit, Glanz, Benetzung, eine Bedeutung.Such a method is generally known from the prior art document which can not be assigned by reference. In this case, the upper as well as the lower laser distance sensor each performs a distance measurement, that is, it measures the distance from the sensor to the belt surface or lower belt surface. From the sum of the two distance measured values (upper and lower sensor) and a constant (distance of the two sensors to each other), a thickness measured value is calculated. The thickness readings are then filtered before being assigned to the corresponding band section. From a large number of thickness measured values, the thickness profile for a so-called roll pass arises. In this known method, the maximum possible exposure time is first calculated by the evaluation electronics for both laser distance sensors together before the start of the distance measurements. This results on the one hand from the technical possibilities of the two measuring devices and the downstream data processing and the loss of laser power due to aging and the reduction of the transparency of the sensor window. On the other hand, in the calculation of the maximum exposure time, the surface texture and the appearance of the rolled strip, such. As color, roughness, gloss, wetting, a meaning.
Somit wird beim Stand der Technik, unabhängig von der tatsächlichen Belichtungszeit jedes einzelnen Laserabstandssensors, von der Auswerteelektronik die maximale Belichtungszeit festgelegt, welche so groß gewählt ist, dass vor Beginn der nächsten Abstandsmessungen mit Sicherheit auch die vorherigen Abstandsmessungen abgeschlossen sind.Thus, in the prior art, regardless of the actual exposure time of each individual laser distance sensor, the transmitter determines the maximum exposure time, which is chosen so large that before the next distance measurements with certainty, the previous distance measurements are completed.
Dies bedeutet konkret, dass die Auswerteeinheit vor Beginn eines Walzstichs – also vor einer Verringerung der Dicke des Walzbandes innerhalb einer Rollenanordnung – die maximale Belichtungszeit für beide Laserabstandssensoren statisch festlegt. In diese Festlegung gehen zum Beispiel die erwartete Oberflächenbeschaffenheit des Bandes und die maximale Laserleistung der beiden Abstandssensoren ein. Da die Festlegung für den gesamten Walzstich gilt, muss eine Worst-Case-Annahme getroffen werden, die erreichbare Messfrequenz ist dementsprechend gering. Zusätzlich besteht die Gefahr, dass bei zu hoch eingestellter Messfrequenz auf einem längeren zusammenhängenden Bandabschnitt wegen Unterbelichtung keine Dickenwerte ermittelt werden können. Dies kann letztendlich auch zum Versagen der Walzenregelung führen.Specifically, this means that before the start of a rolling pass - ie before a reduction in the thickness of the rolled strip within a roller assembly - the evaluation unit statically sets the maximum exposure time for both laser distance sensors. This definition includes, for example, the expected surface condition of the strip and the maximum laser power of the two distance sensors. Since the specification applies to the entire rolling pass, a worst-case assumption must be made, the achievable measuring frequency is correspondingly low. In addition, there is the danger that, if the measurement frequency is set too high, no thickness values can be determined on a longer contiguous band section due to underexposure. This can eventually lead to failure of the roller control.
Zusammenfassend weist dieses Verfahren nach dem Stand der Technik somit den Nachteil auf, dass die Messfrequenz relativ niedrig ist und sich hierdurch Nachteile hinsichtlich der Genauigkeit des Messprozesses ergeben. In diesem Zusammenhang ist zu berücksichtigen, dass die heute geforderte Messgenauigkeit sich im Bereich von wenigen μm (1 μm = 10–6 m) bewegt.In summary, this method according to the prior art thus has the disadvantage that the measuring frequency is relatively low, resulting in disadvantages with regard to the accuracy of the measuring process. In this context, it should be noted that the measurement accuracy required today is in the range of a few μm (1 μm = 10 -6 m).
Des Weiteren ist aus der
Ausgehend von dem zunächst beschriebenen Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung deshalb darin, ein neues Verfahren zur Bestimmung der Dicke eines Walzbandes mit einem oberen und einem unteren Laserabstandssensor zu schaffen, welches einerseits eine höhere Messfrequenz aufweist und andererseits den Alterungsprozess der Messgeräte automatisch kompensiert.Based on the prior art described above, the object of the invention is therefore to provide a new method for determining the thickness of a rolled strip with an upper and a lower laser distance sensor, which on the one hand has a higher measuring frequency and on the other hand automatically compensates the aging process of the measuring devices.
Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruchs 1, welcher durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet ist:
- – Jeder Laserabstandssensor meldet seine individuell berechnete Belichtungszeit für die nächste Messwertaufnahme an die Auswerteelektronik;
- – Die Auswerteelektronik berechnet für jeden Laserabstandssensor den optimalen Startpunkt der nächsten Belichtung, wobei die Berechnung so durchgeführt wird, dass eine möglichst symmetrische zeitliche Überlappung der Messungen erreicht wird;
- – Die Auswerteelektronik übermittelt einen individuellen Impuls zum Start der Messung an jeden Laserabstandssensor.
- - Each laser distance sensor reports its individually calculated exposure time for the next measurement acquisition to the transmitter;
- - The transmitter calculates for each laser distance sensor the optimal starting point of the next exposure, wherein the calculation is performed so that the most symmetrical temporal overlap of the measurements is achieved;
- - The transmitter transmits an individual pulse to start the measurement to each laser distance sensor.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den wesentlichen Vorteil, dass die Messfrequenz einerseits vergrößert wird und andererseits sich die Genauigkeit des Messprozesses vergrößert.The inventive method has the significant advantage that the measurement frequency is increased on the one hand and on the other hand, the accuracy of the measurement process increases.
Wesentlich für das erfindungsgemäße Verfahren ist hierbei, dass die Auswerteelektronik bei der Steuerung und Regelung der Dickenmessungen nicht von einer „langen” statischen Belichtungszeit ausgeht, sondern die „kürzere” individuelle Belichtungszeit der einzelnen Laserabstandssensoren berücksichtigt. Diese werden in Abhängigkeit von der Oberflächenbeschaffenheit und Erscheinung des Walzbandes, wie z. B. Farbe, Rauigkeit, Glanz, Benetzung etc. und andererseits auch unter Berücksichtigung der sich auf der Zeitachse ergebenden altersbedingten Veränderungen der einzelnen Komponenten des Laserabstandssensors ermittelt.In this case, it is essential for the method according to the invention that the evaluation electronics do not assume a "long" static exposure time in the control and regulation of the thickness measurements, but take into account the "shorter" individual exposure time of the individual laser distance sensors. These are depending on the surface texture and appearance of the rolled strip, such. As color, roughness, gloss, wetting, etc. and on the other hand, taking into account the resulting on the time axis determined age-related changes of the individual components of the laser distance sensor.
Im Ergebnis wird erfindungsgemäß bei jeder Dickenmessung die Differenz zwischen der größten individuell berechneten Belichtungszeit der Laserabstandssensoren und der maximalen Belichtungszeit (nach dem Stand der Technik) eingespart, so dass deutlich mehr Messungen pro Zeiteinheit durchgeführt werden können.As a result, according to the invention, the difference between the largest individually calculated exposure time of the laser distance sensors and the maximum exposure time (according to the prior art) is saved with each thickness measurement, so that significantly more measurements per unit of time can be carried out.
Hinzu kommt auf vorteilhafte Weise, dass die Messungen des oberen und unteren Abstandssensors auf optimale Weise synchronisiert sind und auch Bandschwingungen aufgrund der höheren Messfrequenz wesentlich besser kompensiert werden können.In addition, it is advantageous that the measurements of the upper and lower distance sensor are synchronized in an optimal way and also band vibrations due to the higher measurement frequency can be compensated much better.
Des Weiteren ist zu beachten, dass auf unerwartet hohen Lichtbedarf flexibel reagiert werden kann. Statt eines Komplettausfalls durch Unterbelichtung kommt es nur zu einer vorübergehenden Verschlechterung der Messgenauigkeit. Die Walzenspaltregelung kann weiter betrieben werden.Furthermore, it should be noted that it is possible to respond flexibly to unexpectedly high light requirements. Instead of a complete failure due to underexposure, there is only a temporary deterioration of the measurement accuracy. The nip control can continue to operate.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beträgt die Frequenz der Dickenmessung zwischen > 30 kHz und < 100 kHz.In an advantageous embodiment of the method according to the invention, the frequency of the thickness measurement is between> 30 kHz and <100 kHz.
Zusammenfassend ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine deutlich höhere Genauigkeit der Dickenmessungen aufgrund einer größeren Anzahl von Messungen pro Zeiteinheit.In summary, the inventive method allows a much higher accuracy of the thickness measurements due to a larger number of measurements per unit time.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Es zeigen:Further advantages of the invention will become apparent from the following description of an embodiment. Show it:
In der
In Bewegungsrichtung x vor und nach jedem Walzgerüst
In der
Die Vorrichtung zur Dickenmessung
In der
Man erkennt, dass die Abstandsmessungen der beiden Laserabstandssensoren
Zeitlich schließt sich an die längste Belichtungszeit
Hinzu kommt eine so genannte statische Sicherheitsspanne
Die maximal mögliche Belichtungszeit (Belichtungszeit
Aufgrund dieser statischen Festlegung der maximalen Belichtungszeit liegt damit die Frequenz der Abstandsmessung bei maximal 30 kHz, wobei dies daran liegt, dass eine Abstandsmessung aufgrund der statischen Sicherheitsspanne
In der
Voraussetzung für den dort dargestellten zeitlichen Verlauf der Abstandsmessungen ist das wesentliche Erfindungsmerkmal des Verfahrens, dass jeder Laserabstandssensor
Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, dass die Auswertelektronik
Daraus ergeben sich – wie in
Erfindungsgemäß schließt sich dann lediglich die Rechenzeit
Im Ergebnis bedeutet dies, dass durch die tatsächliche, dynamische Erfassung, Berechnung und Berücksichtigung der längsten Belichtungszeiten
Letztlich wird dadurch eine deutlich genauere und auch schnellere Dickenmessung des Walzbandes
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Vorrichtungcontraption
- 1111
- Walzbandrolled strip
- 1212
- Rollenanordnungenroller assemblies
- 1313
- Walzgerüstrolling mill
- 1414
- Walzspaltnip
- 1515
- Vorrichtung zur DickenmessungDevice for measuring thickness
- 1616
- Coilcoil
- 1717
- äußere Stützwalzeouter support roller
- 1818
- innere Arbeitswalzeinner stripper
- 1919
- oberer LaserabstandssensorUpper laser distance sensor
- 2020
- unterer Laserabstandssensorlower laser distance sensor
- 2121
- Auswerteelektronikevaluation
- 2222
-
gemeinsame Startpunkte der Messung beim Stand der Technik (
3 )common starting points of the measurement in the prior art (3 ) - 2323
-
Belichtungszeit
23 von19 exposure time 23 from19 - 2424
-
Belichtungszeit
24 von20 exposure time 24 from20 - 2525
- Rechenzeitcomputing time
- 2626
- statische Sicherheitsspanne für maximale Belichtungszeitstatic safety margin for maximum exposure time
- 27.127.1
-
individuelle Startpunkte der Messung von
19 und20 individual starting points of the measurement of19 and20 - 27.227.2
-
individuelle Startpunkte der Messung von
19 und20 individual starting points of the measurement of19 and20 - 2828
- „Zentrierachse” der Messungen"Centering axis" of the measurements
- xx
-
Bewegungsrichtung des Walzbandes
11 Direction of movement of the rolledstrip 11 - yy
- ZeitTime
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102015002094.3A DE102015002094B3 (en) | 2015-02-23 | 2015-02-23 | Method for determining the thickness of a rolled strip |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102015002094.3A DE102015002094B3 (en) | 2015-02-23 | 2015-02-23 | Method for determining the thickness of a rolled strip |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102015002094B3 true DE102015002094B3 (en) | 2016-05-25 |
Family
ID=55914450
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE102015002094.3A Active DE102015002094B3 (en) | 2015-02-23 | 2015-02-23 | Method for determining the thickness of a rolled strip |
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Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102015002094B3 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1996003616A1 (en) * | 1994-07-21 | 1996-02-08 | Wangner Systems Corporation | Apparatus and method for measuring the caliper of papermaking fabric in a non-contacting manner |
-
2015
- 2015-02-23 DE DE102015002094.3A patent/DE102015002094B3/en active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO1996003616A1 (en) * | 1994-07-21 | 1996-02-08 | Wangner Systems Corporation | Apparatus and method for measuring the caliper of papermaking fabric in a non-contacting manner |
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Legal Events
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R016 | Response to examination communication | ||
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R020 | Patent grant now final |