DE2811250A1 - Measuring device for surface profile of workpiece - has reference surface and transducer determining distance between surfaces - Google Patents

Measuring device for surface profile of workpiece - has reference surface and transducer determining distance between surfaces

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DE2811250A1 DE19782811250 DE2811250A DE2811250A1 DE 2811250 A1 DE2811250 A1 DE 2811250A1 DE 19782811250 DE19782811250 DE 19782811250 DE 2811250 A DE2811250 A DE 2811250A DE 2811250 A1 DE2811250 A1 DE 2811250A1
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Abstract

There is an element extending over at least the length of the surface to be measured, and the element is held under tension. It forms a reference surface with which the measured surface is compared. A distance transducer generates an output signal representing the distance between the two surfaces. The transducer is moved over the length of the tested surface. A carriage (20) is used, running on rollers (22). It has a yoke with two sensors monitoring its position relative to a reference wire (10). This wire consists of a bundle of carbon fibres under tension to give a straight reference line. There are sliders (14) running on tubes (8) lying parallel to the longitudinal motion of the carriage.

Description

Bezeichnung: Vorrichtung und Verfahren zumName: device and method for

Vermessen von Oberflächenprofilen Die Erfindung bezieht sich auf die Vermessung von Oberflächenprofilen und insbesondere, jedoch nicht ausführlich auf die Vermessung von Oberflächenprofilen, von Walzen bei Walzstühlen in Walzwerken. Measurement of surface profiles The invention relates on the measurement of surface profiles and in particular, but not in detail on the measurement of surface profiles, of rolls in rolling mills in rolling mills.

Walzwerkswalzen,insbesondere Walzen zum Kaltverformen von Stahlbändern müssen allgemein genau bearbeitet sein, um zu gewährleisten, daß das aus dem Quetschspalt zwischen den Walzen austretende Band das richtige Profil für den jeweiligen Walzenstand hat. Bei längerem Gebrauch verschlechtert sich das Walzoberflächenprofil und die Oberflächenrauhigkeit progressiv bis zu einem Punkt, an dem das Stahlband sowohl ein unannehmbares Oberflächenprofil und eine unzulängliche Qualität aufweist. Es ist daher üblich, zur Vermeidung von übermäßig viel Ausschuß das Walzenoberflächenprofil und die Rauhigkeit regelmäßig zu prüfen, so daß eine Walze zum Schleifen zurückgeführt werden kann, wenn das Profil oder die Rauhigkeit vorbestimmte Grenzwerte überschreitet.Rolling mill rolls, in particular rolls for cold forming steel strips must generally be precisely machined to ensure that this comes out of the nip The strip exiting between the rollers has the right profile for the respective roller stand Has. With prolonged use, the rolling surface profile and the Surface roughness progressively to a point where the steel belt is both has an unacceptable surface profile and poor quality. It It is therefore common practice to use the roll surface profile to avoid excessive scrap and to check the roughness regularly so that a roller is returned for grinding can be if the profile or the roughness exceeds predetermined limit values.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung besteht die Vorrichtung zur Vermessung eines Oberflächenprofils eines Werkstücks aus Mitteln, die ein Element unter Spannung halten, welches sich wenigstens über die zu vermessende Oberflächenlänge erstreckt und eine Bezugs oberfläche bildet, gegen die die zu prüfende Oberfläche zum Zwecke der Vermessung verglichen werden kann, wobei ein Versetzungswandler ein Signal erzeugt, welches dem Abstand zwischen den Oberflächen repräsentativ ist und wobei weiter Mittel vorgesehen sind, um den Wandler über die Länge der zu vermessenden Oberfläche zu führen.According to a feature of the invention, the device is for measuring a surface profile of a workpiece made of means that hold an element under tension hold, which extends at least over the surface length to be measured and forms a reference surface against which the surface to be tested for the purpose the survey can be compared with a displacement transducer generating a signal, which is representative of the distance between the surfaces and where further Means are provided to move the transducer over the length of the surface to be measured respectively.

Die Mittel, durch welche die Träger im Abstand zueinander gehalten werden, können ein;tellbar sein, so daß die Länge des Spannelementes auf die Länge der zu prüfenden Oberfläche abgestellt werden kann.The means by which the carriers are spaced from one another can be adjustable, so that the length of the clamping element on the length the surface to be tested can be placed.

Das Spannelement kann als Stange, Draht oder Faser oder Faserbündel, Drahtbündel oder Stangenbündel ausgebildet sein.The tensioning element can be used as a rod, wire or fiber or fiber bundle, Wire bundles or rod bundles can be formed.

Vorzugsweise ist das Element aus einer oder mehreren Fasern zusammengesetzt, die einer hohen Zugkraft widerstehen können und über einen Querschnitt verteilt sind, der ein niedriges Gewicht ergibt, so daß die Wirkung des Durchhängens unter Gewicht auf ein Minimum vermindert wird. Ein geeignetes Material, welches eine solche Zugfestigkeit mit niedrigem Gewicht kombiniet, wird von Kohlenstoff-Fasern gebildet, die in Form von Bündeln einzelner Fasern angeordnet sind.The element is preferably composed of one or more fibers, which can withstand a high tensile force and are distributed over a cross-section which gives a low weight, so that the effect of sagging under Weight is reduced to a minimum. A suitable material which is such Tensile strength combined with low weight, is made of carbon fibers, which are arranged in the form of bundles of individual fibers.

Zweckmäßigerweise sind die aus Kohlenstoff oder anderen Stoffen bestehenden Fasern in einem Medium, z.B. einem Epoxydkunstharz eingebettet, so daß die Starrheit der Bezugsoberfläche vergrößert wird. In diesem Falle können die Elemente dadurch vorgespannt werden, daß sie unter eine Spannung gesetzt werden, während das sie umgebende Medium ausgehärtet wird.Appropriately are those made of carbon or other substances Fibers embedded in a medium such as an epoxy resin so that the rigidity the reference surface is enlarged. In this case the elements can thereby are biased that they are placed under tension while they surrounding medium is hardened.

Wenn das Spannelement eingebettet wird, dann kann die freiliegende Oberfläche des Mediums entweder während oder nach der Aushärtung so profiliert werden, daß eine Bezugsoberfläche entsteht, deren Profil von einem geraden Profil abweicht.If the stent is embedded, then the exposed The surface of the medium can be profiled either during or after curing so that that a reference surface is created, the profile of which deviates from a straight profile.

Die zu prüfende Oberfläche kann gegen die Bezugsoberfläche durch irgendeinen Versetzungswandler vermessen werden, beispielsweise einen optischen oder elektrischen Komparator.The surface to be tested can be against the reference surface by any Displacement transducers are measured, for example an optical or electrical one Comparator.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist ein elektromechanischer Wandler mit seinen relativ beweglichen Teilen in Gleitberührung mit der Bezugsoberfläche bzw. mit der Prüfoberfläche.According to one embodiment of the invention is an electromechanical Transducer with its relatively moving parts in sliding contact with the reference surface or with the test surface.

Der elektrische Ausgang des Wandlers stellt dann den Abstand der zu prüfenden Oberfläche von der Bezugsoberfläche dar und liefert direkt die erforderliche Vermessung.The electrical output of the converter then sets the distance between the test surface from the reference surface and delivers directly the required measurement.

Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform wird die Vermessung durch einen Lichtstrahl bewerkstelligt, der sich gemäß dem Profil der Prüf oberfläche bewegt und progressiv von der Bezugsoberfläche abgedeckt wird. Das Ausmaß des Auslöschens gibt ein Maß für die Abweichung zwischen den Oberflächen an und dies kann durch eine lineare Matrix von Photodioden abgefühlt werden, die sich gemeinsam mit dem Strahl bewegen.According to a modified embodiment, the measurement is carried out a light beam accomplished, according to the profile of the test surface moved and progressively covered by the reference surface. The extent of the obliteration gives a measure of the deviation between the surfaces and this can be done by a linear array of photodiodes that are sensed in common with the Move beam.

Wenn die Messung des Profils über eine beträchtliche Länge erforderlich wird, dann muß die Schwerkrafts die das Bezugselement durchhängen läßt, zunehmend berücksichtigt werden.When the measurement of the profile is required over a considerable length then the force of gravity, which lets the reference element sag, must increase must be taken into account.

Diese Durchhängwirkung kann beträcntlich vermindert werden indem die Dichte des Bezugselementes vermindert und die in Längsrichtung wirkenden Spannungen erhöht werden. Das ideale Bezugselement mit geringstem Durchhang wäre demgemäß ein sehr straff gespanntes Element hoher Zugfestigkeit und geringer Masse pro Längeneinheit.This sagging effect can be reduced considerably by the Density of the reference element is reduced and the stresses acting in the longitudinal direction increase. The ideal reference element with the lowest slack would be a very tightly tensioned element of high tensile strength and low mass per unit of length.

Ein solches Spannelement ist jedoch insbesondere gegenüber Auslenkung durch Beruhrung mit der Sonde des Wandlers empfindlicht Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird demgemäß die Vermessung dadurch bewirkte daß ein Wandler benutzt wird, dessen Sonde für die Bezugsoberfläche in einem konstanten Abstand von jener Oberfläche gehalten wird. Auf diese Weise wird verhindert, daß irgendwelche Belastungen des Wandlers auf die Bezugsoberfläche übertragen werden.However, such a tensioning element is particularly resistant to deflection sensitive by contact with the probe of the transducer. According to a preferred According to the embodiment of the invention, the measurement is effected in that a transducer is used, its probe for the reference surface at a constant distance held by that surface. This prevents any Loads of the transducer are transferred to the reference surface.

Vorzugsweise wird die Bezugsoberfläche durch ein Spannelement hoher Formsteifigkeit gebildete z,B, durch einen dünnen Draht hoher Zugfestigkeit. Zweckmäßigerweise wird der elektrische Kapazitätswert zwischen dem Sender und dem Bezugselement benutzt um eine Anzeige des Abstands zu liefern. Ein der Kapazität entsprechendes Signal steuert dann die Arbeitsweise eines Motors oder eines anderen Antriebs, der die Lage des Wandlers relativ zur Bezugsoberfläche einstellt, um den konstanten Abstand aufrecht zu erhalten. Im Idealfall bildet der Motor einen Teil eines Regelsystems, das einen konstanten Abstand zwischen Bezugselement und Wandlersonde aufrechterhält.Preferably, the reference surface is made higher by a tensioning element Dimensional stiffness formed e.g. by a thin wire of high tensile strength. Appropriately the electrical capacitance value between the transmitter and the reference element is used to provide an indication of the distance. One of the capacity corresponding Signal then controls the operation of a motor or other drive that adjusts the position of the transducer relative to the reference surface, around the constant Maintain distance. Ideally, the motor forms part of a control system, that maintains a constant distance between the reference element and the transducer probe.

In gewissen Fällen ist es notwendig, das absolute Profil der zu prüfenden Oberfläche zu vermessen statt die Stabilität der Abweichung von einer Bezugsoberfläche. Dies kann dadurch bewirkt werden, daß der Wandler zusätzlich auf Mittel anspricht, die Informationen liefern, die der Abweichung der Bezugsoberfläche von einer Standardoberfläche entsprechen.In certain cases it is necessary to have the absolute profile of the to be examined To measure the surface instead of the stability of the deviation from a reference surface. This can be achieved by the fact that the transducer also responds to means which provide information on the deviation of the reference surface from a standard surface correspond.

Durch diese Mittel können die Signale vom Wandler in geeigneter Weise so kombiniert werden, daß ein Ausgang erzeugt wird, der dem Profil der zu prüfenden Oberfläche gegenüber einem Profil einer Standardoberfläche entspricht Die LnSormationsaOuelle kann dann einen Bauteil aufweisen, der sich über die Länge der zu prüfenden Oberfläche erstreckt und so profiliert ist, daß er die Abweichung der Bezugsoberfläche von der Standardoberfläche wiedergibt. Das Profil auf dem Bauteil ist vorzugsweise eine Vergrößerung der tatsächlichen Abweichung zwischen den Oberflächen, so daß das Ansprechen des Wandlers vergrößert wird. Eine Korrektur hinsichtlich dieser Vergrößerung wird später eingeführt> wenn die Signale kombiniert und einer Auslesevorrichtung zugeführt werden.By this means, the signals from the transducer can be used in a suitable manner can be combined to produce an output corresponding to the profile of the Surface compared to a profile of a standard surface corresponds to Die LnSormationsaOuelle can then have a component that extends over the length of the surface to be tested extends and is profiled so that it is the deviation of the reference surface from the standard interface. The profile on the component is preferably a Increase the actual deviation between the surfaces so that the response of the converter is enlarged. A correction for this magnification is made introduced later> when the signals are combined and fed to a readout device will.

Der Wandler kann von irgend welcher herkömmlicher Art sein und kann entweder getrennte Einheiten aufweisen oder zu einer Einzelbaueinheit zusai-tmengefaßt sein. Der Wandler kann als elektrischer Wandlern als magnetischer Wandler ausgebildet sein oder optische Elemente oder IComtb nationen hiervon aufweisen.The transducer can be and can be of any conventional type either have separate units or combined to form a single unit be. The converter can be designed as an electrical converter as a magnetic converter be or have optical elements or IComtb nations thereof.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zur Vermessung des Profils von Walzwerkwalzen; Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 49 Fig. 3 eine Stirnansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 2, wobei die elektromechanischen Mittel zur Vermessung des Oberflächenprofils ersichtlich sind; Fig. 4 eine Stirnansicht der Vorrichtung nach Fig. 1 und 2 mit optischen Mitteln zur Vermessung des Oberflächenprofils; Fig. 5 eine Schnittansicht einer abgewandelten Vermessungskonstruktion zur Vermessung des Oberflächenprofils durch berührungslosen Vergleich mit der Bezugsoberfläche; Fig. 6 eine im Schnitt gezeichnete Stirnansicht einer Vermessungsvorrichtung für das Oberflächenprofil mit einer Korrekturvorrichtung gegenüber einer Standardoberfläche; Fig. 7 eine schematische, perspektivische Darstellung von Mitteln die in der Vorrichtung gemäß Fig. 6 Anwendung finden und Informationen enthalten, über die Abweichung zwischen dem Profil der Bezugsoberfläche und einer Standardoberfläche.Exemplary embodiments of the invention are described below with reference to the drawing described. The drawings show: FIG. 1 a side view of a device for measuring the profile of rolling mill rolls; Fig. 2 is a plan view of the device 49, FIG. 3 shows an end view of the device according to FIGS. 1 and 2, wherein the electromechanical means for measuring the surface profile can be seen are; 4 shows an end view of the device according to FIGS. 1 and 2 with optical means for measuring the surface profile; Fig. 5 is a sectional view of a modified one Measurement construction for the measurement of the surface profile by non-contact Comparison with the reference surface; 6 is an end view drawn in section a measuring device for the surface profile with a correction device compared to a standard surface; 7 shows a schematic, perspective illustration of means that are used in the device according to FIG. 6 and information included, about the deviation between the profile of the reference surface and a Standard surface.

Die Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 2 weist zwei im Abstand zueinander liegende starre Träger 2 und 3 auf, die mit Füßen versehen sind, mit denen sie auf der Oberfläche der zu überprüfenden Walzwerkswalze 6 abgestützt sind. Die Träger gemäß dem Ausführungsbeispiel erstrecken sich im wesentlichen über die gesamte axiale Länge der Walze. Jedoch können sie sich auch über einen kürzeren Teil erstrecken, wenn eine Vermessung nur über eine kürzere Länge erforderlich ist, z.B. über den Mittelabschnitt der Walze.The device according to FIGS. 1 and 2 has two at a distance from one another lying rigid supports 2 and 3, which are provided with feet with which they are on the surface of the rolling mill roll 6 to be checked are supported. The porters according to the embodiment extend substantially over the entire axial Length of the roller. However, they can also extend over a shorter part, if a measurement is only required over a shorter length, e.g. over the Central section of the roller.

Die Träger 2, 4 werden durch schwere starre Rohre 8 im Abstand zueinander gehalten, die mit Nuten zusammenwirken, welche in die Tragkörper eingeschnitten sind. Der Eingriff zwischen den Rohren und den Trägern wird durch die Spannung aufrecht erhalten , die auf das Bezugselement 10 ausgeübt wird.The carriers 2, 4 are spaced apart by heavy rigid pipes 8 held, which cooperate with grooves which cut into the support body are. The tension maintains the engagement between the tubes and the beams obtained on the reference element 10.

Das Bezugselement 10 besteht bei dieser Ausführungsform der Erfindung aus einem Bündel von einigen 44 x 10 Kohlenstoff-Fasern von etwa 7 bis 8 pm Durchmesser. Die Fasern, die in 44 Strängen mit je 10 000 Fasern zugeführt werden, werden in einem Epoxydkunstharz-Medium in einer Form eingebettet, welche einen Rechteckquerschnitt von 16mm x 1,75mm besitzt. Eine der schmalen Oberflächen wird als Bezugs oberfläche benutzt gegen die die Oberfläche der Walze 6 vermessen wird. Die Fasern nehmen etwa 60% des Volumens des Elementes ein, das bei dieser Ausführungsform der Erfindung unter einer Spannung von einigen 1200 bis 1600 Meganewton pro Quadratmeter steht. Jedes der Enden des Faserbündels ist so ausgebildet, daß ein konischer Anschluß 12 gebildet wird, damit das Element unter Spannung in Verbindung mit entsprechenden Ausnehmungen in Platten gehalten werden kann, die von den Tragkörpern vorstehen.The reference element 10 exists in this embodiment of the invention from a bundle of some 44 x 10 carbon fibers about 7 to 8 µm in diameter. The fibers, which are supplied in 44 strands of 10,000 fibers each, are in an epoxy resin medium embedded in a shape that has a rectangular cross-section of 16mm x 1.75mm. One of the narrow surfaces is used as the reference surface used against which the surface of the roller 6 is measured. The fibers take about 60% of the volume of the element used in this embodiment of the invention is under a tension of some 1200 to 1600 meganewtons per square meter. Each of the ends of the fiber bundle is formed so that a conical connection 12 is formed so that the element is under tension in connection with corresponding Recesses can be held in plates that protrude from the support bodies.

Das Element wird dadurch gespannt, daß eine der Einstellschrauben 13 angespannt wird, die auf einen Keil wirken, der das Ende des Elementes von den Tragkörpern trennt.The element is tensioned by one of the adjusting screws 13 is tensioned, which act on a wedge that separates the end of the element from the Separates support bodies.

Die Bezugsoberfläche des unter Spannung stehenden Elementes kann nur zu Vergleichszwecken zwischen aufeinanderfolgenden zu prüfenden Oberflächen benutzt werden. Es kann jedoch auch als Sekundärlehre für Absolutmessungen des Oberflächenprofils herangezogen werden. In diesem Fall kann das Element selbst gegen eine Primärlehre geeicht sein.The reference surface of the element under tension can only used for comparison purposes between successive surfaces to be tested will. However, it can also be used as a secondary gauge for absolute measurements of the surface profile can be used. In this case, the element itself can violate a primary doctrine be calibrated.

Von den Rohren 8 werden zwei Auflager 14 getragen9 die im Abstand zueinander angeordnete Rohrführungen 16 tragen. Ein Schlitten 20 mit Laufrollen 22 gleitet längs der Führung 16 so daß der Schlitten über die Länge der auszumessenden Walzenoberfläche bewegt werden kann.Two supports 14 are carried by the tubes 8 at a distance carry mutually arranged pipe guides 16. A carriage 20 with rollers 22 slides along the guide 16 so that the slide over the length of the to be measured Roller surface can be moved.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig0 3 wird die Ausmessung durch einen linear arbeitenden elektromechanischen Wandler 24 bewirkt, der auf dem Schlitten 26 angeordnet ist. Der Wandler 24, der von irgend einer herkömmlichen Bauart sein kann, weist ein Gehäuseteil 26 auf, das die zusammenwirkenden Induktoren aufnimmt welche auf die Lage eines beweglichen Jochs ansprechen. Das nicht dargestellte Joch ist mit einer Sonde 28 gekoppelt, die gleitbar an der Bezugs oberfläche des Elementes 10 anliegt. Ein Fortsatz des Gehäuseteils 26 endet in einer ähnlichen Sonde 30, die gleitbar der Oberfläche der zu vermessenden Walze anliegt. Das durch den Wandler erzeugte Signal gibt demgemäß den Abstand zwischen den Sonden an und es kann benutzt werden, um die Abweichung zwischen den zu vergleichenden Oberflächen anzuzeigen.In the embodiment of Fig0 3, the measurement is carried out causes a linearly operating electromechanical transducer 24, which is on the carriage 26 is arranged. The transducer 24 could be of any conventional type can, has a housing part 26 which houses the cooperating inductors which respond to the position of a movable yoke. The yoke, not shown is coupled to a probe 28 which is slidable on the reference surface of the element 10 is present. An extension of the housing part 26 ends in a similar probe 30, which slidably rests against the surface of the roller to be measured. That through the converter The generated signal accordingly indicates the distance between the probes and it can be used to show the difference between the surfaces to be compared.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 wird die Vermessung durch einen gebündelten Lichtstrahl 40 bewirkte der von einer Lichtquelle 42 herrührt. Die Lichtquelle 42 wird von einem Rahmen getragen, der sich mit dem Schlitten 20 bewegen kann und der eine Sonde 44 trägt, die gleitbar an der Oberfläche der Walzwerkswalze anliegt. Auf dem Träger ist außerdem eine lineare Anordnung von Photodioden 46 vorgesehen, welche jenen Teil des Lichtstrahles 40 empfangen, der nicht durch das Bezugselement 10 abgeschnitten wird. Der Ausgang der Photodiodenanordnung stellt demgemäß ein Maß für die Bewegung der Sonde 44 relativ zu der Bezugsoberfläche des Elementes 10 dar und zeigt die Abweichung zwischen den Oberflächen an um eine Vermessung zu liefern.In the embodiment of FIG. 4, the measurement is carried out caused a bundled light beam 40 which originates from a light source 42. The light source 42 is carried by a frame which is connected to the carriage 20 can move and which carries a probe 44 slidable on the surface of the mill roll is present. There is also one on the carrier linear arrangement of Photodiodes 46 provided, which receive that part of the light beam 40, the is not cut off by the reference element 10. The output of the photodiode array accordingly provides a measure of the movement of the probe 44 relative to the reference surface of the element 10 and shows the deviation between the surfaces by one To deliver surveying.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zur Vermessung von Walzen benutzt werden, die zum Zwecke der ÜberprüSung aus dem Walzenstuhl entfernt sind. Durch geeignete Ausbildung der Tragl.örper kann die Vorrichtung jedoch auch dazu benutzt werden, die Walzen an Ort und Stelle im Walzenstuhl zu vermessen.The device according to the invention can be used to measure rolls removed from the roller mill for the purpose of checking. By However, the device can also be used for this purpose to measure the rollers on the spot in the roller frame.

In diesem Fall passen die Träger in den Walzspalt zwischen benachbarten Walzen ein, die auf diese Weise überprüft werden können.In this case, the carriers fit into the roll gap between adjacent ones Rollers that can be checked in this way.

Eine Uberprüfung der Walzen an Ort und Stelle ergibt spezielle Vorteile bei heißen Walzen, wo Temperaturänderungen einer herkömmlichen Bezugsstange, die durch Strahlung von den heißen Walzen eingeführt wird, eine unannehmbare Verzerrung bewirken können gegenüber denen die Erfindung weniger anfällig ist.Inspection of the rollers in situ has particular advantages on hot rolls, where temperature changes of a conventional reference rod that introduced by radiation from the hot rolls, an unacceptable distortion can cause against which the invention is less susceptible.

Zur Vereinfachung der Prüfung kann der Schlitten außerdem motorisiert sein und ein vom Wandler herrührendes Vermessungssignal kann ausgewertet werden, um die erforderliche Ablesung zu liefern.The slide can also be motorized to simplify the test and a measurement signal from the transducer can be evaluated, to provide the required reading.

Fig. 5 zeigt eine abgewandelte Vermessungsvorrichtung mit einem starren Körper 23 umgekehrter U-Form, der sich über die Länge der zu überprüf enden Oberfläche erstreckt, und dies ist gemäß dem Ausführungsbeispiel eine Walzwerkswalze 43.Fig. 5 shows a modified surveying device with a rigid one Body 23 inverted U-shape extending over the length of the surface to be checked extends, and this is a rolling mill roll 43 according to the embodiment.

Der Bauteil 23 wirkt als Abstandshalter und er trägt nicht dargestellte Endstücke, durch die das Bezugselement in Form eines Drahtes 63 gespannt wird. Die Vermessungsvorrichtung wird auf der Oberfläche der Walze 43 über Füße 83 abgestützt, die einstellbar sind, um einen konstanten Abstand zwischen der Oberfläche der Walze und dem Draht 63 aufrecht zu erhalten.The component 23 acts as a spacer and it carries not shown End pieces through which the reference element in the form of a wire 63 is tensioned. the The measuring device is supported on the surface of the roller 43 via feet 83, which are adjustable to maintain a constant distance between the surface of the roller and the wire 63 to be maintained.

Auf der inneren Oberfläche des Bauteils 23 ist eine Linearführung 103 vorgesehen, die gleitbar einen Schlitten 123 führt, der auf diese Weise über die Länge der Walze beweglich ist. Auf dem Träger 123 befindet sich ein Trägerblock 143 für einen Linearwandler 163, der auf die Abweichung zwischen der Oberfläche der Walze 43 und den gespannten Bezugsdraht 63 anspricht.On the inner surface of the component 23 is a linear guide 103 is provided, which slidably guides a carriage 123, which in this way over the length of the roller is movable. A carrier block is located on the carrier 123 143 for a linear transducer 163, which is based on the deviation between the surface the roller 43 and the tensioned reference wire 63 responds.

Der Trägerblock 143 auf dem der Wandler 163 über einen Arm 183 montiert ist, ist außerdem mit einem eine Führung normal zur Walzenoberfläche ermöglichenden Führungsteil versehen.The support block 143 on which the transducer 163 is mounted via an arm 183 is, is also with a guide normal to the roll surface enabling Provide guide part.

Die Bewegung wird durch einen nicht dargestellten Motor vorgenommen, der z.B. durch eine Stromquelle angetrieben werden kann, welche auf den Abstand zwischen dem Wandler 163 und dem Draht 63 anspricht.The movement is made by a motor, not shown, which can e.g. be driven by a power source, which is based on the distance between transducer 163 and wire 63 responds.

Die Stromquelle kann auf die elektrische Kapazität zwischen dem Draht 63 und dem Gehäuse des Wandlers 163 ansprechen.The power source can be based on the electrical capacitance between the wire 63 and the housing of the converter 163 respond.

Um diesen kapazitiven Effekt zu erhöhens endet das Gehäuse des Wandlers benachbart zum Draht 63 in einer Platte 203> die die kapazitive Fläche vergrößert Bei der Benutzung der Lehre wird der Wandler 163 über die Länge der Walzenoberfläche geführte so daß der bewegliche Teils der in der Sonde 223 endes über die Walzenoberfläche gleitet und auf Abweichungen im Oberflächenprofil anspricht. Diese Abweichung wird durch Bezugnahme auf den gespannten Draht 63 vermessen, der in einem konstanten Abstand von der Platte 203 gehalten wird. Dieser konstante Abstand gewährleistet, daß das Ausgangssignal vom Wandler 163 genau die Abweichung des Walzprofils vom Bezugswert repräsentiert, ohne irgendwelche Verzerrungen, die in dem Bezugsglied durch Wandlerbelastung eingeführt werden können.To increase this capacitive effect, the converter housing ends adjacent to the wire 63 in a plate 203> which increases the capacitive area When using the gauge, the transducer 163 is across the length of the roll surface guided so that the movable part of the probe 223 ends over the roller surface slides and responds to deviations in the surface profile. This deviation will measured by reference to the tensioned wire 63, which is in a constant Distance from the plate 203 is maintained. This constant distance ensures that the output signal from the transducer 163 exactly the deviation of the rolled profile from Reference value represents without any distortion present in the reference term can be introduced by transformer loading.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Profilvermessungsvorrichtung mit einem Linear lager 25, welches sich über die gesamte wirksame Meßlänge der Vorrichtung erstreckt.6 shows a further embodiment of a profile measuring device with a linear bearing 25, which extends over the entire effective measuring length of the device extends.

Das Lager 25 weist einen Support 45 auf, der einen Schlitten 65 gleitbar trägt, so daß er über die wirksame Länge der zu überprüfenden Oberfläche 85 verschoben werden kann.The bearing 25 has a support 45 which a slide 65 can slide carries so that it is displaced over the effective length of the surface 85 to be checked can be.

An dem Schlitten 65 ist ein Winkelarm befestigt, der auf diese Weise ebenfalls über die zu prüfende Oberfläche gefahren werden kann, und der um das Linearlager herum schwenkbar ist.An angle arm is attached to the carriage 65, which in this way can also be driven over the surface to be tested, and around the linear bearing is pivotable around.

Der Arm 105 trägt eine Sonde 125, die gleitbar die Prüf oberfläche berührt und eine Bewegung des Armes 105 gemäß Anderungen des Oberflächenprofils durchführt. Die Länge und Ausbildung des Armes 105 und der relativ kleine Weg im Oberflächenprofil erzeugt eine im wesentlichen vertikal verlaufende Bewegung jenes Abschnitts des Armes 105, an dem die Sonde 125 befestigt ist.The arm 105 carries a probe 125 that slidably surface the test and movement of the arm 105 in accordance with changes in the surface profile performs. The length and design of the arm 105 and the relatively small path in the Surface profile creates a substantially vertical movement that Section of arm 105 to which probe 125 is attached.

Außerdem sind an dem Arm 105 und der benachbarten Sonde 125 zwei Linear-Versetzungswandler 145, 165 bekannter Bauart angeordnet, wobei der Wandler 145 am Arm 105 festgelegt ist und seine bewegliche Sonde 155 gleitbar an der Bezugs oberfläche 185 der Vermessungsoberfläche entlangläuft. Die Bezugsoberfläche besteht aus einem gespannten Element aus Kohlenstoff-Fasern in einer Matrix aus ausgehärtetem Kunststoff.Also on arm 105 and adjacent probe 125 are two linear displacement transducers 145, 165 of known design, the transducer 145 being fixed on the arm 105 and its movable probe 155 is slidable on the reference surface 185 of the surveying surface runs along. The reference surface consists of a tensioned element made of carbon fibers in a matrix made of hardened plastic.

Der Wandler 145 erzeugt demgemäß ein Signal, welches eine Abweichung zwischen dem Profil der zu prüfenden Oberfläche 85 und der Bezugsoberfläche 185 darstellt. Das Element 185 wird zwischen den beiden nicht dargestellten Bauteilen unter Spannung gehalten und diese beiden Bauteile sind starr im Abstand zueinander durch das Rohr 205 rechteckigen Querschnitts gehalten.The converter 145 accordingly generates a signal indicating a deviation between the profile of the surface under test 85 and the reference surface 185 represents. The element 185 is between the two components, not shown kept under tension and these two components are rigidly spaced from one another held by the tube 205 rectangular cross-section.

Der Wandler 165 ist mit seinem Gehäuse ebenfalls am Arm 105 befestigt. Seine bewegliche Sonde 175 gleitet jedoch auf der äußeren Oberfläche eines Bauteils 225, dessen Profil eine vergrößerte Darstellung der Abweichung zwischen der Bezugsoberfläche 185 und einer Standardoberfläche hoher und bekannter Genauigkeit darstellt. Derartige Standardoberflächen werden im t' National Physical Laboratory" und gleichartigen Institutionen zur Verfügung gehalten. Der Wandler 165 erzeugt demgemäß ein Signal, welches eine Korrektur darstellte die dem Signal des Wandlers 145 aufgeprägt werden muß> um es der Vermessungseinrichtung zu ermöglichen5 das Profil der zu prüfenden Oberfläche mit dem Profil einer Standardoberfläche zu vergleichen.The transducer 165 is also attached to the arm 105 with its housing. However, its movable probe 175 slides on the outer surface of a component 225, the profile of which is an enlarged representation of the deviation between the reference surface 185 and a standard surface of high and known accuracy. Such Standard surfaces are made in the National Physical Laboratory and similar Institutions available. The transducer 165 accordingly generates a signal which represented a correction that is impressed on the signal from transducer 145 must> in order to enable the surveying facility5 the profile of the to be tested Compare surface with the profile of a standard surface.

Die Korrektur findet in einem geeigneten Komparator statt, der die Vergrößerung, die dem Signal des Wandlers 165 anhaftet kompensiert. Der Ausgang des Komparators wird irgendeiner geeigneten Leseeinrichtung, beispielsweise einem Datenaufzeichnungsgerät oder dgl. zugeführt.The correction takes place in a suitable comparator, which the Magnification that is attached to the signal from transducer 165 compensates. The exit of the comparator is any suitable reading device, for example a Data recording device or the like. Supplied.

Der an der Seite des Rohres 205 befestigte Körper 225 wird durch Messung erzeugt, die dadurch erhalten wird> daß die Standardoberfläche anstelle der zu prüfenden Oberfläche 85 benutzt wird. Das Signal vom Wandler 145>das auf diese Weise erlangt wird, kann benutzt werden um das Profil des Körpers 225 durch herkömmliche Mittel zu bilden beispielsweise über ein Programm, welches einen Profilfräser steuert.The body 225 attached to the side of the pipe 205 is measured which is obtained by using the standard surface instead of the to testing surface 85 is used. The signal from transducer 145> that on this Manner can be used to trace the profile of the body 225 by conventional Means to educate for example about a program that has a Profile cutter controls.

Die Erfindung wurde vorstehend in Verbindung mit der Vermessung von Walzenprofilen beschrieben. Sie kann jedoch auch zur Vermessung anderer Oberflächen benutzt werden.The invention has been described above in connection with the measurement of Roll profiles described. However, it can also be used to measure other surfaces to be used.

Außerdem wurde die Erfindung in Verbindung mit geradlinig verlaufenden Bezugsoberflächen beschrieben, jedoch kann sie genau so gut Anwendung finden für anders geartete ausgewählte Profile.In addition, the invention has been made in connection with rectilinear Reference surfaces described, but it can just as well be used for different types of selected profiles.

Bei berührungslosem Vermessen unter Verwendung der Bezugsoberfläche können kapazitive Anordnungen zur Messung des Abstandes benutzt werden. Es ist jedoch klar, daß auch andere optische induktive oder sonstige bekannten Verfahren zur Abstandsmessung in gleicher Weise herangezogen werden können.With non-contact measurement using the reference surface Capacitive arrangements can be used to measure the distance. However, it is clear that other optical inductive or other known methods for distance measurement can be used in the same way.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims (24)

Patentansprüche Vorrichtung zur Vermessung des Oberflächenprofils eines Werkstücks, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß Mittel vorgesehen sind, um ein Element unter Spannung zu halten, welches sich wenigstens über die Länge der zu vermessenden Oberfläche erstreckt und eine Bezugsoberfläche bildet, gegen die die zu prüfende Oberfläche zu Vermessungszwecken verglichen werden kann und daß ein Abstandswandler ein Ausgangssignal erzeugt, welches den Abstand zwischen den beiden Oberflächen darstellt, wobei Mittel vorgesehen sind, den Wandler über die Länge der zu messenden Oberfläche zu verschieben. Claims device for measuring the surface profile of a workpiece, indicated that means are provided, to keep an element under tension, which extends at least along its length the surface to be measured extends and forms a reference surface which the surface to be tested can be compared for measurement purposes and that a distance transducer generates an output signal which the distance between represents the two surfaces, means being provided to override the transducer move the length of the surface to be measured. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Wandler relativ zueinander bewegliche Sonden besitzt, die Jeweils auf die Bezugsoberfläche bzw. die zu prüfende Oberfläche ansprechen.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t that the transducer has relatively movable probes, each on address the reference surface or the surface to be tested. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2s dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Wandlersonden über die Bezugsoberfläche und die zu prüfende Oberfläche entlanggleiten.3. Apparatus according to claim 2s, thereby g e k e n n z e i c h n e t that the transducer probes over the reference surface and the surface to be tested slide along. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß wenigstens die auf die Bezugs oberfläche ansprechende Sonde von dieser in einem konstanten Abstand gehalten wird.4. Apparatus according to claim 2, characterized g e k e n n z e i c h n e t, that at least the probe responsive to the reference surface of this in is kept a constant distance. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Abstand durch einen mit dem Wandler gekoppelten Antriebsmotor aufrechterhalten wird.5. Apparatus according to claim 4, characterized g e k e n n z e i c h n e t that the distance is maintained by a drive motor coupled to the converter will. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Antriebsmotor ein Elektromotor ist.6. Apparatus according to claim 5, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t that the drive motor is an electric motor. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Antriebsmotor von einer Quelle erregt wird, die in Abhängigkeit von dem Abstand zwischen Sonde und Oberfläche erregt wird.7. Apparatus according to claim 6, characterized g e k e n n z e i c h n e t that the drive motor is energized by a source that depends on the Distance between the probe and the surface is excited. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Quelle auf ein Signal anspricht, welches der Kapazität zwischen Sonde und Bezugs oberfläche entspricht.8. Apparatus according to claim 7, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t that the source responds to a signal which is the capacitance between the probe and reference surface corresponds. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Antriebsmotor und die Quelle in Form einer Regelschleife mit der Sonde verknüpft sind.9. Apparatus according to claim 7 or 8, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t that the drive motor and the source in the form of a control loop with the Probe are linked. 10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Relativbewegung der Sonden elektrisch verglichen wird.10. Device according to claims 2 to 9, characterized g e k e n n z e i c h e t that the relative movement of the probes is compared electrically. 11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Relativbewegung der Sonden optisch verglichen wird.11. Device according to claims 1 to 9, characterized g e k e n n z e i c h n e t that the relative movement of the probes is compared optically. 12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Spannelement wenigstens eine Faser aufweist.12. Device according to claims 1 to 11, characterized g e k e n n show that the tensioning element has at least one fiber. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Faden eine Stange oder ein Draht ist.13. The device according to claim 12, characterized in that it g e k e n n z e i c h n e t that the thread is a rod or a wire. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das gespannte Element aus einem Bündel von Kohlenstoff-Fasern besteht.14. The device according to claim 13, characterized in that it g e k e n n z e i c h n e t that the tensioned element consists of a bundle of carbon fibers. 15. Vorrichtung nach den Ansprüchen 11 bis 14, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Faserbündel in einem starren Medium eingebettet ist.15. Device according to claims 11 to 14, characterized in that g e k e n n indicates that the fiber bundle is embedded in a rigid medium. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Medium ein aushärtbares Kunstharz ist.16. The device according to claim 15, characterized in that it is e k e n n z e i c h n e t that the medium is a curable synthetic resin. 17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Element zwischen zwei Körpern ausgespannt ist, die in einem Abstand zueinander liegen, der wenigstens der Länge der zu vermessenden Oberfläche entspricht.17. Device according to one of the preceding claims, characterized in that g it is not shown that the element is stretched between two bodies, which are at a distance from one another, which is at least the length of the one to be measured Surface corresponds. 18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Bauteile mit der Werkstückoberfläche in Eingriff stehen.18. The device according to claim 17, characterized in that there are no e t that the components are in engagement with the workpiece surface. 19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß ein Speicher vorgesehen ist, der eine Information enthält, welche dem Fehler zwischen der Bezugsoberfläche und einer Standardoberfläche repräsentativ ist.19. Device according to one of the preceding claims, characterized in that g It is noted that a memory is provided which stores information contains which is the error between the reference surface and a standard surface is representative. 20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die gespeicherte Information ein Vielfaches des tatsächlichen Fehlers ausmacht.20. The device according to claim 19, characterized in that there is no e n n z e i c h n e t that the information stored is a multiple of the actual error. 21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Vermessung der zu prüfenden Oberfläche als Funktion der gespeicherten Fehlerinformation korrigiert wird.21. Apparatus according to claim 19 or 20, characterized in that it is possible to use it i c h n e t that the measurement of the surface to be tested as a function of the stored Error information is corrected. 22. Vorrichtung nach Anspruch 19 bis 21, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Fehler information mechanisch oder elektrisch gespeichert wird.22. Apparatus according to claim 19 to 21, characterized in that it is e k e n n z e i c h n e t that the error information is stored mechanically or electrically. 23. Vorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß Mittel vorgesehen sind, um das Oberflächenprofil sichtbar darzustellen.23. Device according to the preceding claims, characterized g e k It is noted that means are provided to make the surface profile visible to represent. 24. Verfahren zur Vermessung einer Oberfläche unter Zuhilfenahme einer Bezugsoberfläche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 23 durchgeführt wird.24. Method for measuring a surface with the aid of a Reference surface, characterized in that the method according to the Claims 1 to 23 is carried out.
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