EP1768798B1 - Method and device for precisely positioning a plurality of interacting roller or cylindrical elements - Google Patents
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Definitions
- Laser trackers have a high-precision, kinematic, three-dimensional measuring system capable of performing a distance measurement with high accuracy.
- the tachymeters provided for use as precision instruments are capable of precisely measuring distances and positions.
- Electronic tachymeters which are preferred here, measure the directions for a targeting process automatically, for. B. by interference methods.
- the distances are determined by electronic distance measurement. In this case, either the transit time or the phase shift of an emitted and reflected in the target point laser beam is measured.
- the light of the carrier wave of the laser beam is usually in the infrared range or in the near infrared of the light spectrum.
- the reflection of the laser beam at the target point takes place either directly on the surface of the targeted object or in a targeted prism.
- the determination of the measured value with regard to direction and distance takes place electronically.
- the regression from the (redundant) measurement results can be done according to a linear or polynomial distribution function.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum präzisen Positionieren einer Anzahl zusammenwirkender Walz- oder Rollenelemente einer Walz- oder Gießvorrichtung relativ zueinander. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Walz- oder Gießvorrichtung mit einer Anzahl zusammenwirkender Walz- oder Rollenelemente.The invention relates to a method for precisely positioning a number of cooperating rolling or rolling elements of a rolling or casting device relative to each other. Furthermore, the invention relates to a rolling or casting apparatus with a number of cooperating rolling or rolling elements.
Insbesondere bei Stranggießanlagen ist es erforderlich, eine Anzahl zusammenwirkender Rollenelemente relativ zueinander möglichst präzise auszurichten, wobei die Rollenelemente im ausgerichteten Zustand einen Gießbogenabschnitt für den zu gießenden Metallstrang bilden.In particular, in continuous casting, it is necessary to align a number of cooperating roller elements relative to each other as precisely as possible, wherein the roller elements in the aligned state form a Gießbogenabschnitt for casting the metal strand.
Um die Ausrichtung vorzunehmen, ist es bekannt, die Lage der einzelnen Elemente durch Messungen mit Theodoliten, Nivelliergeräten bzw. Schnurgerüsten zu ermitteln. Dabei wird meist auf Referenzmarken Bezug genommen, die relativ zur idealen Anlagen-Maßbezugslinie, d. h. in der Regel auf die Passlinie der Hinterkante des Strangs, nicht ortsfest sind (thermische Dehnungen, Fundamentsetzungen). Jede Einzelmessung liefert jeweils nur zwei der drei Raumkoordinaten eines Messpunktes. Die vollständige Bestimmung eines Punktes im Raum erfolgt durch Kreuzkorrelation, die meist von Hand mit Taschenrechner vorgenommen wird.In order to make the alignment, it is known to determine the position of the individual elements by measurements with theodolites, leveling equipment or batter boards. Reference is usually made to reference marks that are relative to the ideal plant dimension reference line, d. H. usually on the pass line of the trailing edge of the strand, are not stationary (thermal expansions, foundation settlements). Each individual measurement only supplies two of the three spatial coordinates of a measuring point. The complete determination of a point in space is done by cross-correlation, which is usually done by hand with a calculator.
Zur Kontrolle nach einer optischen Vermessung werden oft die Segmentübergänge mittels Schablonen nachvermessen. Dabei zeigen sich häufig Diskrepanzen zwischen den erwarteten Ergebnissen aus dem Rollenplan, d. h. den theoretischen Sollpositionen, den ermittelten Messergebnissen und den Ergebnissen aus der Kontrolle.To check after an optical measurement often the segment transitions are readjusted by means of templates. This often shows discrepancies between the expected results from the role plan, ie the theoretical target positions, the measured results and the results from the control.
Um einen optimalen Abgleich der einzelnen Positionen eines Walz- oder Rollenelements (Idealposition - Messung - Kontrolle) zu erreichen, ist ein sehr hoher Aufwand erforderlich. Typischerweise dauert die Ausrichtung aller Rollenelemente einer Stranggießanlage ca. zwei Wochen. Außerdem können fehlerhafte Ausrichtungen nicht immer gänzlich vermieden werden, was in der Folge Qualitätsprobleme und Produktionseinschränkungen verursacht. Entsprechend hoch sind die Folgekosten einer unzureichenden Ausrichtung der einzelnen Rollenelemente der Stranggießanlage.In order to achieve an optimum balance of the individual positions of a rolling or rolling element (ideal position - measurement - control), a very high effort is required. Typically, the alignment of all roller elements of a continuous casting plant takes about two weeks. In addition, misalignments can not always be avoided altogether, causing quality problems and production limitations as a result. Correspondingly high are the consequential costs of insufficient alignment of the individual roller elements of the continuous casting plant.
Zum Eliminieren erkannter Fehlpositionen der Rollenelemente, insbesondere von erkannten Übergangsfehlern, durch sog. Nachrichten, müssen die einzelnen Rollenelemente (Segmente) mittels eines Krans oder eines Manipulators weggeschafft und an anderer Stelle abgesetzt werden. Dann werden zur Positionierung dienende Futterblechpakete demontiert und gewechselt sowie wieder eingebaut und befestigt. Daraufhin kann das Segment wieder eingebaut werden. Da häufig nur ein Kran oder ein Manipulator zur Verfügung steht, müssen alle Segmente nacheinander ausgerichtet werden. Der Zeitaufwand pro Segment beträgt mindestens zwei bis drei Stunden, wobei insbesondere bei Neubauten oder nach Umbauten die Ausrichtung von bis zu 15 Segmenten je Strang erforderlich ist.In order to eliminate detected incorrect positions of the roller elements, in particular of recognized transitional errors, by so-called messages, the individual roller elements (segments) must be removed by means of a crane or a manipulator and deposited elsewhere. Then, serving for positioning serving lamination packages are disassembled and changed and reinstalled and attached. Then the segment can be reinstalled. Since often only a crane or a manipulator is available, all segments must be aligned one after the other. The time required per segment is at least two to three hours, whereby the alignment of up to 15 segments per line is required, in particular for new buildings or after conversions.
In der
In der
Eine Abstandmessung einzelner Rollen einer Stranggießanlage entlang des Gießbogenabschnitts zur Prüfung der Ausrichtung der Rollen offenbart die
Die
Weitere Lösungen, die sich mit der Ausrichtung zweier Maschinenteile, insbesondere Rollen, relativ zueinander beschäftigen, sind aus der
Es lässt sich also sagen, dass die Nachteile bestehender Verfahren und zugehöriger Vorrichtungen zum Ausrichten bzw. Einrichten der einzelnen Walz- oder Rollenelemente von Walz- oder Gießvorrichtungen darin liegen, dass die für das Einrichten notwendigen Zeiten sehr lange sind, insbesondere nach Umbauten oder Instandhaltungsarbeiten der Anlagen. Die Verfügbarkeit der Anlagen ist entsprechend gering, was hohe Betriebskosten zur Folge hat. Ferner ist die Genauigkeit, mit der die Ausrichtung der einzelnen Elemente erfolgen kann, teilweise unzureichend, so dass folglich auch die Produktqualität nicht optimal ist. Weiterhin besteht durch eine nicht optimale Ausrichtung der Elemente relativ zueinander eine stark reduzierte Zuverlässigkeit im Prozess und eine erhöhte Fehleranfälligkeit.It can therefore be said that the disadvantages of existing methods and associated devices for aligning or setting up the individual rolling or rolling elements of rolling or casting devices is that the times required for setting up are very long, especially after conversions or maintenance work Attachments. The availability of the systems is correspondingly low, which results in high operating costs. Furthermore, the accuracy with which the alignment of the individual elements can take place is in some cases inadequate, and consequently the product quality is also not optimal. Furthermore, by a non-optimal alignment of the elements relative to each other a greatly reduced reliability in the process and increased error rate.
Die diversen Lösungen im Stand der Technik bringen zwar teilweise verbesserte Resultate, allerdings reichen diese für eine qualitativ hochwertige Fertigung bzw. für ein schnelles und effizientes Einrichten der Walz- oder Rollenelemente nicht aus.Although the various solutions in the prior art bring partially improved results, but these are not sufficient for a high-quality manufacturing or for a quick and efficient setting of the rolling or rolling elements.
Der Erfindung liegt im Lichte der vorstehend beschriebenen Lösungen für das Ausrichten der Walz- oder Rollenelemente von Walz- oder Gießvorrichtungen die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass die genannten Nachteile behoben werden. Das Ausrichten bzw. Nachrichten von Segmenten soll also erheblich einfacher und genauer möglich sein. Dadurch soll ein wesentlicher Teil der bislang hierfür erforderlichen Zeit eingespart werden können.The invention is in the light of the above-described solutions for the alignment of the rolling or rolling elements of rolling or casting devices the object of a method and an apparatus of the type mentioned in such a way that the disadvantages mentioned are eliminated. The alignment or messages of segments should therefore be much easier and more accurate possible. This should be a significant part of the time required so far can be saved.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung verfahrensgemäß dadurch gelöst, dass mittels eines Messgeräts der Abstand zwischen mindestens drei an jedem der Walz- oder Rollenelemente direkt oder indirekt angeordneten Referenzpunkten und dem Messgerät gemessen wird und dass in Abhängigkeit des Messergebnisses Verstellelemente an jedem Walz- oder Rollenelement so betätigt werden, dass die Abstände zwischen den Referenzpunkten und dem Messgerät bestmöglich mit vorgegebenen Werten übereinstimmen, wobei die Messpunkte eines jeden Walz- oder Rollenelements direkt oder indirekt an einem Trägerelement des Walz- oder Rollenelements angeordnet sind.This object is achieved by the method according to the invention by measuring the distance between at least three directly or indirectly arranged reference points and the measuring device by means of a measuring device and that depending on the measurement result adjusting elements on each rolling or rolling element so be actuated that the distances between the reference points and the meter best match predetermined values, the measuring points of each rolling or rolling element are arranged directly or indirectly on a support member of the rolling or rolling element.
Durch das Vorsehen von mindestens drei Referenzpunkten pro Walz- oder Rollenelement ist es möglich, die räumliche Lage und Ausrichtung eines Walz- oder Rollenelements in einfacher Weise zu bestimmen und die so ermittelte Lage durch die Betätigung von Verstellelementen derart zu verändern, dass eine optimale Lage jedes einzelnen Segments erreicht wird.By providing at least three reference points per rolling or rolling element, it is possible to determine the spatial position and orientation of a rolling or rolling element in a simple manner and to change the position thus determined by the actuation of adjusting elements such that an optimum position of each individual segment is achieved.
Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass das Verfahren zur präzisen Ausrichtung der Segmente einer Stranggießanlage eingesetzt wird. In diesem Falle wird das Messgerät mit Vorteil etwa im Mittelpunkt des Gießbogenabschnitts der Stranggießanlage angeordnet.It is preferably provided that the method is used for precise alignment of the segments of a continuous casting plant. In this case, that will Measuring device advantageously arranged approximately in the center of the Gießbogenabschnitts the continuous casting.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass mehr Referenzpunkte mit dem Messgerät vermessen werden, als es für eine eindeutige Positionierung der Walz- oder Rollenelemente erforderlich ist, und dass die Betätigung zumindest eines Teils der Verstellelemente gemäß einer aus allen Messpunkten gebildeten Ausgleichsfunktion erfolgt. Die Ausgleichsfunktion ist bevorzugt eine Regressionsfunktion, die linear oder polynomisch sein kann; es sind natürlich aber auch andere Arten von Regressionsfunktionen möglich, z. B. Exponentialfunktionen. Nach dieser Fortbildung des Erfindungsgedankens wird also eine Regressionsanalyse als statistisches Verfahren zur Analyse der Messdaten eingesetzt. Damit sollen sog. "einseitige" statistische Abhängigkeiten, d. h. statistische Ursache-Wirkung-Beziehungen, durch eine Regressionsfunktion beschrieben werden. Es werden hiermit bei der Positionierung der einzelnen Walz- oder Rollenelemente "Vertrauensmaße" geschaffen, s. unten.A further embodiment provides that more reference points are measured with the measuring device than is necessary for an unambiguous positioning of the rolling or rolling elements, and that the actuation of at least a part of the adjusting elements takes place according to a compensating function formed from all measuring points. The equalization function is preferably a regression function that may be linear or polynomial; Of course, other types of regression functions are possible, eg. Eg exponential functions. After this development of the inventive concept, therefore, a regression analysis is used as a statistical method for analyzing the measured data. Thus, so-called "one-sided" statistical dependencies, ie. H. statistical cause-and-effect relationships, described by a regression function. It will hereby "confidence measures" created in the positioning of the individual rolling or rolling elements, s. below.
Die Walz- oder Gießvorrichtung mit einer Anzahl zusammenwirkender Walz-oder Rollenelemente zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass jedes Walz- oder Rollenelement ein Trägerelement aufweist, an dem direkt oder indirekt mindestens drei Referenzpunkte angeordnet sind, wobei die Walz- oder Gießvorrichtung weiterhin ein Messgerät aufweist bzw. in die Walz- oder Gießvorrichtung ein Messgerät eingebracht werden kann, das zur Vornahme von Abstands- und/oder Winkelmessungen zwischen sich bzw. einer vorgegebenen Richtung und den Referenzpunkten geeignet ist.The rolling or casting device with a number of interacting rolling or rolling elements is characterized according to the invention in that each rolling or rolling element has a carrier element on which directly or indirectly at least three reference points are arranged, wherein the rolling or casting device further comprises a measuring device or in the rolling or casting device, a measuring device can be introduced, which is suitable for making distance and / or angle measurements between itself or a predetermined direction and the reference points.
Bevorzugt sind die Walz- oder Rollenelemente die Segmente einer Stranggießanlage. Sie weisen mit Vorteil mindestens zwei Walzen oder Rollen auf.Preferably, the rolling or rolling elements are the segments of a continuous casting plant. They advantageously have at least two rollers or rollers.
Das Messgerät ist insbesondere als Lasertracker oder als Tachymeter ausgebildet.The measuring device is designed in particular as a laser tracker or as a total station.
Lasertracker verfügen über ein hochpräzises, kinematisches dreidimensionales Messsystem, das in der Lage ist, eine Abstandsmessung mit hoher Genauigkeit vorzunehmen. Die für den Einsatz vorgesehenen Tachymeter sind als Präzisionsgeräte in der Lage, Distanzen und Lagen präzise zu messen. Elektronische Tachymeter, die hier bevorzugt sind, messen die Richtungen nach einem Zielvorgang selbsttätig, z. B. durch Interferenzmethoden. Die Distanzen werden durch elektronische Distanzmessung ermittelt. Dabei wird entweder die Laufzeit oder die Phasenverschiebung eines ausgesandten und im Zielpunkt reflektierten Laserstrahles gemessen. Das Licht der Trägerwelle des Laserstrahls liegt meist im infraroten Bereich oder im nahen Infrarot des Lichtspektrums. Die Reflexion des Laserstrahls im Zielpunkt erfolgt entweder direkt an der Oberfläche des anvisierten Objekts oder in einem anvisierten Prisma. Die Messwertermittlung hinsichtlich Richtung und Distanz erfolgt auf elektronischem Wege.Laser trackers have a high-precision, kinematic, three-dimensional measuring system capable of performing a distance measurement with high accuracy. The tachymeters provided for use as precision instruments are capable of precisely measuring distances and positions. Electronic tachymeters, which are preferred here, measure the directions for a targeting process automatically, for. B. by interference methods. The distances are determined by electronic distance measurement. In this case, either the transit time or the phase shift of an emitted and reflected in the target point laser beam is measured. The light of the carrier wave of the laser beam is usually in the infrared range or in the near infrared of the light spectrum. The reflection of the laser beam at the target point takes place either directly on the surface of the targeted object or in a targeted prism. The determination of the measured value with regard to direction and distance takes place electronically.
Die Referenzpunkte sind bevorzugt als Kugeln ausgebildet, die direkt oder indirekt am Trägerelement angeordnet sind.The reference points are preferably designed as spheres which are arranged directly or indirectly on the carrier element.
An jedem Trägerelement können Verstellelemente angeordnet sein, mit denen das Trägerelement relativ zu seiner Aufnahme positioniert bzw. verschoben werden kann. Die Verstellelemente erlauben bevorzugt eine translatorische Verschiebung des Trägerelements relativ zu seiner Aufnahme. Ferner kann vorgesehen werden, dass die Verstellelemente eine Drehung des Trägerelements relativ zu seiner Aufnahme um mindestens eine Raumachse, vorzugsweise um die Querachse, erlaubt.Adjusting elements can be arranged on each carrier element with which the carrier element can be positioned or displaced relative to its receptacle. The adjusting elements preferably allow a translational displacement of the carrier element relative to its receptacle. Furthermore, it can be provided that the adjusting elements permit a rotation of the carrier element relative to its receptacle about at least one spatial axis, preferably about the transverse axis.
Als Verstellelemente kommen insbesondere als solche hinlänglich bekannte Maschinenschuhe zum Einsatz, die mindestens ein (Doppel-)Keilelement aufweisen. Damit kann in einfacher Weise, nämlich durch Anziehen oder Lösen einer Schraube, eine translatorische Verstellbewegung erzeugt werden, die in Abhängigkeit der Anordnung des Maschinenschuhs am Trägerelement eine translatorische und/oder rotatorische Bewegung des Trägerelements relativ zu seiner Aufnahme zur Folge hat. Vorzugsweise soll die Verstellung unter Last also ohne Zuhilfenahme von Kränen oder Manipulatoren erfolgen. Vorzugsweise ist das Verstellelement dabei selbsthemmend ausgeführt.As adjusting elements are used in particular as such well-known machine shoes, which have at least one (double) wedge element. This can be generated in a simple manner, namely by tightening or loosening a screw, a translational adjustment, which has a function of the arrangement of the machine shoe on the support element a translational and / or rotational movement of the support member relative to its inclusion result. Preferably, the adjustment should be under load So without the help of cranes or manipulators done. Preferably, the adjusting element is designed to be self-locking.
Mit der vorgeschlagenen Vorgehensweise und Ausstattung ist es möglich, in wesentlich vereinfachter und schnellerer Weise einzelne Walz- oder Rollenelemente einer Walz- oder Gießvorrichtung zu justieren, so dass sie in einer optimalen Position relativ zueinander zu liegen kommen.With the proposed approach and equipment, it is possible to adjust in a much simplified and faster way individual rolling or rolling elements of a rolling or casting device, so that they come to lie in an optimal position relative to each other.
Der Erfindungsvorschlag kommt bevorzugt bei Stranggießanlagen zum Einsatz, er kann jedoch auch für andere hüttentechnische Anlagen eingesetzt werden, wie z. B. für Walzwerke und Bandbehandlungslinien.The proposed invention is preferably used in continuous casting, but it can also be used for other metallurgical equipment, such. B. for rolling mills and strip processing lines.
Mit dem Erfindungsvorschlag wird es u. a. möglich, eine Selbstreferenzierung mittels einer Ausgleichsrechnung auf der Basis des gewonnenen Messergebnisses vorzunehmen. Damit wird die Zuverlässigkeit der Positionierung der einzelnen Walz- oder Rollenelemente relativ zueinander erhöht, und es können "Vertrauensmaße" durch Einbeziehung redundanter Messgrößen geschaffen werden, d. h. es werden beispielsweise vier statt tatsächlich benötigter drei Referenzpunkte je Segment herangezogen. Von Vorteil ist also die Verwendung von mehr Referenzpunkten, als es zur mathematisch eindeutigen (statisch bestimmten) Festlegung eines Körpers im Raum erforderlich ist. Die vorhandenen Redundanzen reduzieren singuläre Fehler und dienen der Schaffung der genannten "Vertrauensmaße", z. B. durch Auswertung der Standardabweichung.With the invention proposal it will u. a. possible to make a self-referencing by means of a compensation calculation on the basis of the obtained measurement result. Thus, the reliability of the positioning of the individual rolling or rolling elements relative to each other is increased, and "confidence measures" can be created by including redundant measurands, i. H. For example, four instead of actually required three reference points per segment are used. The advantage is therefore the use of more reference points than is required for the mathematically clear (statically determined) determination of a body in space. The existing redundancies reduce singular errors and serve to create the mentioned "confidence measures", z. B. by evaluation of the standard deviation.
Zum Soll-Ist-Abgleich der einzelnen Walz- oder Rollenelemente wird also der "ideale" Rollenplan insoweit ersetzt durch eine Kurve, die durch Ausgleichsrechnung (Regression) aus den Messdaten selbst hergeleitet wird. Durch Nutzung der Redundanzen wird der nie ganz vermeidbare Messfehler verringert und die Zuverlässigkeit der Messung quantifizierbar gemacht ("Vertrauensmaß").For the setpoint-actual comparison of the individual rolling or rolling elements, the "ideal" rolling plan is therefore replaced by a curve that is derived from the measured data itself by means of compensation calculation (regression). By using the redundancies, the never completely avoidable measurement error is reduced and the reliability of the measurement made quantifiable ("confidence measure").
Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht darin, dass die Messaufgabe für ein Segment in zwei Teilschritten erfolgen kann. Zum einen erfolgt die Vermessung der Rollenbahn im Segment und eine Transferierung auf einen externen Referenzpunkt vorab in der Werkstatt. Zum anderen erfolgt eine Begrenzung der Anlagenvermessung auf die Einmessung der Referenzpunkte und die Rekonstruktion der Passlinie über die Transferinformationen. Der Gesamtaufwand wird durch die Transferierung zwar geringfügig größer, während der Werkstattarbeiten kann die Stranggießanlage jedoch weiterproduzieren. Die Oberrahmen der Segmente müssen zur Anlagevermessung nicht abgenommen werden.Another aspect of the invention is that the measurement task for a segment can be carried out in two sub-steps. First, the measurement of the roller conveyor in the segment and a transfer to an external reference point in advance in the workshop. On the other hand, the system measurement is limited to the measurement of the reference points and the reconstruction of the pass line via the transfer information. Although the overall effort is slightly larger due to the transfer, the continuous casting plant can continue to produce during workshop work. The upper frames of the segments do not need to be removed for investment measurement.
Es besteht weiterhin die Möglichkeit des Verzichts auf den Bezug zu festen, im Fundament der Anlage verankerten Referenzpunkten durch die Bildung eines "virtuellen" Bezugskoordinatensystems mittels einer Ausgleichsrechnung aus der Messung selbst. Das erspart aufwendige Transformationen des Anlagen-Koordinatenursprungs in eine arbeitsgerechte Position auf der Gießbühne.There is also the possibility of waiving the reference to fixed, anchored in the foundation of the plant reference points by the formation of a "virtual" reference coordinate system by means of a compensation calculation from the measurement itself. This saves complex transformations of the plant coordinate origin in a work-fair position on the casting platform ,
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.In the drawings, embodiments of the invention are shown.
Es zeigen:
- Fig. 1
- schematisch eine Stranggießanlage in der Seitenansicht mit der Dar- stellung einiger der Komponenten der Anlage,
- Fig. 2
- einen vergrößerten Ausschnitt aus
Fig. 1 mit drei Roollenelementen und - Fig. 3
- einen vergrößerten Ausschnitt aus
Fig. 2 mit einem einzelnen Rol- lenelement.
- Fig. 1
- schematically a continuous casting plant in the side view with the representation of some of the components of the plant,
- Fig. 2
- an enlarged section
Fig. 1 with three scroll elements and - Fig. 3
- an enlarged section
Fig. 2 with a single roller element.
In
Der Gießbogenabschnitt 14 weist einen Mittelpunkt M auf, d. h. der gegossene Metallstrang verläuft viertelkreisförmig um den Mittelpunkt M herum aus der Vertikalen in die Horizontale.The pouring
Im Bereich des Mittelpunkts, nicht notwendigerweise exakt im Mittelpunkt, ist ein Messgerät 5 in Form eines Lasertrackers angeordnet.In the region of the center, not necessarily exactly in the center, a measuring
Wie in
Die Anordnung der Messkugeln über einen Messkugelhalter ist auch unter dem Aspekt beachtlich; dass damit in einfacher Weise gegebenenfalls auf Rollenverschleiß und andere Geometrieänderungen der Anlage bzw. deren Komponenten gezielt reagiert werden kann. Die Messkugelhalter können nämlich so ausgeführt werden, dass sie durch Nachstellelemente die genannten Effekte ausgleichen können.The arrangement of the measuring balls on a measuring ball holder is also remarkable from the aspect; that in a simple manner may optionally be responsive to role wear and other changes in geometry of the system or its components. The measuring ball holder can namely be designed so that they can compensate by adjusting the effects mentioned.
Wie am besten in
Der Lasertracker 5 hat - aufgrund seiner günstigen Anordnung im Bereich des Mittelpunktes M - "Sichtkontakt" zu den einzelnen Referenzpunkten 6, 7, 8, 9 eines jeden Rollenelements 2, 3, 4. Wie oben erläutert, ist der Lasertracker in der Lage, die genauen Abstände a6, a7, a8 und a9 zu den Referenzpunkten 6, 7, 8 und 9 und gegebenenfalls die Winkel α6, α7, α8 und α9 (s.
Zu den Referenzpunkten 7 und 8 sei angemerkt, dass diese sich im Gegensatz zur zeichnerischen Darstellung in
Das Trägerelement 13 ist über nur sehr schematisch skizzierte und als Maschinenschuhe ausgebildete Verstellelemente 10, 11 und 12 auf der Aufnahme 19 angeordnet. Die Verstellung der Verstellelemente 10, 11, 12 hat zur Folge, dass das Trägerelement 13 und damit das gesamte Rollenelement 2 relativ zur ortsfesten Aufnahme 19 sowohl in translatorische Richtung als auch rotatorisch bewegt werden kann. In
Es sei angemerkt, dass in
In
Der Abstand zwischen dem Messgerät 5 und dem Referenzpunkt 7 vor der Justage ist in
Wesentlich ist dabei, dass aufgrund der Wahl mindestens dreier Referenzpunkte die Lage des Rollenelements 2 im Raum bestimmbar ist. Es ist nach Durchführung der Abstandsmessung zwischen Messgerät 5 und Referenzpunkten 6, 7, 8, 9 aufgrund der gegebenen Geometrie des Rollenelements 2 in einfacher Weise möglich, Verstellbeträge für die Verstellelemente 10, 11 und 12 zu berechnen, was automatisch in den Rechenmitteln erfolgen kann. Durch entsprechendes Betätigen der Verstellelemente 10, 11, 12 kann in einfacher Weise, sehr präzise und vor allem sehr schnell die Justage eines Rollenelements 2 erfolgen.It is essential that due to the choice of at least three reference points, the position of the
Es ist noch anzumerken, dass in
Man kann den Erfindungsvorschlag nochmals im wesentlichen wie folgt umschreiben: Die Messung der Strangführungsgeometrie erfolgt mittels eines Messgeräts 5 bevorzugt in Form eines Lasertrackers oder Präzisionstachymeter. Bei deren Einsatz kommen "Targets" in Form von Messkugeln zum Einsatz, so dass dreidimensional die Lage des Trägerelements 13 ermittelt werden kann (jede einzelne Messung liefert unmittelbar ein räumliches Koordinatentripel. Die Verarbeitung der Messdaten erfolgt online oder offline in einem Rechner.The inventive proposal can be described essentially as follows: The measurement of the strand guide geometry is carried out by means of a
Zur Erfassung der Positionen der einzelnen Segmente wird nicht die Position der Rollenbahn vermessen, sondern es werden die am feststehenden Teil des Trägerelements (Rahmens) angebrachten Referenzpunkte betrachtet. Die Lage der Referenzpunkte relativ zu den für den Prozess mäßgeblichen Rollenbahnen wird vorab, z. B. in der Werkstatt, in einer sog. Transfermessung erfasst. Dabei ist keine Verwendung spezieller Ausrichtstände erforderlich, jedoch möglich.For detecting the positions of the individual segments, the position of the roller conveyor is not measured, but the reference points attached to the stationary part of the carrier element (frame) are considered. The location of the reference points relative to the process for the alleged roller conveyors is in advance, z. B. in the workshop, recorded in a so-called. Transfer measurement. There is no need to use special Ausrichtstände required, but possible.
Nach der Transfermessung kann für jeden Referenzpunkt ein Sollwert mit Bezug auf das Maßbezugssystem der Anlage (Rollenplan, Passlinie) bestimmt werden.After the transfer measurement, a setpoint can be determined for each reference point with reference to the dimension reference system of the system (roller plan, pass line).
Das Ergebnis der Anlagenvermessung kann zur Auswertung mit dieser Solltopologie (Rollenplan, Passlinie) verglichen werden und die Abweichungen voneinander können in Nachrichtbeträge zur Lagekorrektur der Segmente umgerechnet werden.The result of the system measurement can be compared for evaluation with this target topology (roll plan, pass line) and the deviations from each other can be converted into message amounts for the position correction of the segments.
Bevorzugt ist es dabei möglich, das Messergebnis durch Regression auf eine Mittelwertkurve der Messdaten zu beziehen und die Korrektur auf die Abweichungen von dieser korrelierten Kurve (Ausgleichskurve) zu beziehen. Dadurch entsteht eine vom ursprünglichen Plan geringfügig abweichende neue Sollgeometrie der Anlage. Maßstab für die Beurteilung dieser geänderten Sollgeometrie ist die Minimierung der Formänderungsarbeit an der Strangschale. Damit kann der Nachrichtaufwand ohne Nachteil für die Strangschalenbeanspruchung weiter reduziert werden. Insbesondere ist kein Bezug auf Referenzpunkte im Umfeld der Anlage erforderlich.In this case, it is preferably possible to relate the measurement result by regression to an average value curve of the measured data and to relate the correction to the deviations from this correlated curve (compensation curve). This creates a new nominal geometry of the plant that deviates slightly from the original plan. The yardstick for the assessment of this changed setpoint geometry is the minimization of the deformation work on the strand shell. Thus, the message overhead without detriment to the strand shell stress can be further reduced. In particular, no reference to reference points in the vicinity of the plant is required.
Die Regression aus den (redundanten) Messergebnissen kann nach einer linearen oder polynomischen Verteilungsfunktion erfolgen.The regression from the (redundant) measurement results can be done according to a linear or polynomial distribution function.
Bei den Messungen kann ein Referenzpunktefeld in der Umgebung der Anlage verwendet werden, um Ortswechsel des Messgeräts während des Messvorgangs zu erleichtern. Der dabei zu erwartende Fehler wird eingeschränkt, indem möglichst viele Punkte (eine Redundanz wirkt fehlerkompensierend) verwendet werden, die möglichst ortsfest und unabhängig vom zu vermessenden Objekt sind.The measurements can be made using a reference point field in the vicinity of the system to facilitate the location of the instrument during the measurement process. The expected error is limited by using as many points as possible (a redundancy compensates for errors) which are as fixed as possible and independent of the object to be measured.
Zur Umrechnung der ausgewerteten Übergangsfehler in Höhenänderungen in den Auflageflächen des Segments kann ein Programm verwendet werden, das die Höhenkorrektur an den Ein- und Ausgangsrollen (nach dem Strahlensatz und gegebenenfalls unter Berücksichtigung elastischer Formänderungen) auf die Auflagepunkte umrechnet.To convert the evaluated transitional errors in height changes in the bearing surfaces of the segment, a program can be used, which converts the height correction at the input and output rollers (after the set of rays and possibly taking into account elastic shape changes) to the support points.
Zur Lagekorrektur der Segmente kommen vorzugsweise unter Last verstellbare und als solche bekannte Maschinenschuhe zum Einsatz. Damit können schnell und ohne Einsatz von Kränen oder Manipulatoren Lagekorrekturen an den Segmentauflagen entsprechend den festgestellten Fehlern bzw. Abweichungen vorgenommen werden.To correct the position of the segments are preferably under load adjustable and known as such machine shoes used. This makes it possible to quickly and without the use of cranes or manipulators positional corrections to the segment constraints be made according to the detected errors or deviations.
Wie erläutert, sollte die Messung von einem Standort aus erfolgen, der einen möglichst guten "Einblick" in möglichst viele Segmente der Anlage gleichzeitig ermöglicht. Das ist in der Regel der Mittelpunkt des Gießbogenabschnitts. Bei eventuell erforderlichen Ortswechseln kann das unabhängige Referenzpunktesystem zur Synchronisation des Koordinatensystems aufeinander verwendet werden.As explained, the measurement should be made from a location that allows the best possible "insight" into as many segments of the plant as possible at the same time. This is usually the center of the Gießbogenabschnitts. For any necessary changes of location, the independent reference point system can be used to synchronize the coordinate system.
Bevorzugt sind mehr Referenzpunkte 6, 7, 8, 9 vorgesehen, als es für die eindeutige Definition der räumlichen Position eines Trägerelements 13 erforderlich ist; drei Punkte reichen an sich aus, um eine Ebene zu definieren. Diese Überbestimmung dient zum einen dafür, einen statistisch nie ganz auszuschließenden Messfehler durch redundante Kompensation zu verringern. Andererseits ist es damit möglich, durch Auswertung der Restklaffungen ein "Vertrauensmaß" für die Messung zu gewinnen.Preferably,
Wie im Stand der Technik als solches bekannt, kann bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung auch vorgesehen werden, dass Segmentübergangsschab-Ionen eingesetzt werden, um gegebenenfalls das Ausrichtergebnis der einzelnen Walz- oder Rollenelementen überprüfen zu können.As known in the prior art as such, it can also be provided in the embodiment according to the invention that segment transition scrap ions are used in order, if appropriate, to be able to check the alignment result of the individual rolling or rolling elements.
Der erfindungsgemäße Vorschlag teilt also die gesamte Messaufgabe auf in eine Transfermessung einerseits, die in der Werkstatt bei der Herstellung der Walz- oder Rollenelemente erfolgen kann, und eine Anlagenvermessung mit der Rekonstruktion der Passlinie aus der Transfermessung andererseits, was vor Ort an der Stranggießanlage erfolgt. Daraus resultiert die erhebliche Reduzierung des Einstellaufwandes der Walz- oder Rollenelemente und damit der Betriebsausfallzeit, die den wirtschaftlichen Vorteil des Erfindungskonzepts ausmachen.The proposal according to the invention therefore divides the entire measuring task into a transfer measurement, on the one hand, which can be carried out in the workshop during production of the rolling or rolling elements, and a system measurement with the reconstruction of the pass line from the transfer measurement, which takes place on-site at the continuous casting plant. This results in the significant reduction of the adjustment of the rolling or rolling elements and thus the downtime, which make up the economic advantage of the inventive concept.
- 11
- Walz- oder GießvorrichtungRolling or pouring device
- 22
- Walz- oder RollenelementRolling or rolling element
- 33
- Walz- oder RollenelementRolling or rolling element
- 44
- Walz- oder RollenelementRolling or rolling element
- 55
- Messgerätgauge
- 66
- Referenzpunktreference point
- 77
- Referenzpunktreference point
- 88th
- Referenzpunktreference point
- 99
- Referenzpunktreference point
- 1010
- Verstellelementadjustment
- 1111
- Verstellelementadjustment
- 1212
- Verstellelementadjustment
- 1313
- Trägerelementsupport element
- 1414
- Gießbogenabschnittcasting bow
- 1515
- Walze/RolleRoll / roll
- 1616
- Walze/RolleRoll / roll
- 1717
- Walze/RolleRoll / roll
- 1818
- Walze/RolleRoll / roll
- 1919
- Aufnahmeadmission
- 2121
- Kokillemold
- a6 a 6
- Abstanddistance
- a7 a 7
- Abstanddistance
- a8 a 8
- Abstanddistance
- a9 a 9
- Abstanddistance
- α6 α 6
- Winkelangle
- α7 α 7
- Winkelangle
- α8 α 8
- Winkelangle
- α9 α 9
- Winkelangle
- MM
- Mittelpunkt des GießbogenabschnittsCenter of the Gießbogenabschnitts
- xx
- Raumrichtungspatial direction
- yy
- Raumrichtungspatial direction
- αα
- Raumachsespatial axis
- ββ
- Raumachsespatial axis
Claims (17)
- Method for precise positioning of a number of co-operating roll or roller elements (2, 3, 4) of a rolling or casting device (1) relative to one another, characterised in that the spacing and/or the angle (a6, a7, a8, a9; α6, α7, α8, α9) between at least three reference points (6, 7, 8, 9), which are arranged directly or indirectly at each of the roll or roller elements (2, 3, 4), and a measuring apparatus (5) is or are measured by means of the measuring apparatus (5) and that depending on the measurement result adjusting elements (10, 11, 12) at each roll or roller element (2, 3, 4) are so actuated that the spacings (a6, a7, a8, a9) between the reference points (6, 7, 8, 9) and the measuring apparatus (5) correspond as best possible with predetermined values, wherein the reference points (6, 7, 8, 9) of each roll or roller element (2, 3, 4) are arranged directly or indirectly at a carrier element (13) of the roll or roller element (2, 3, 4).
- Method according to claim 1, characterised in that it is used for precise orientation of the segments (2, 3, 4) of a continuous casting plant.
- Method according to claim 2, characterised in that the measuring apparatus (5) is arranged at the centre point (M) of the casting curve section (14) of the continuous casting plant.
- Method according to any one of claims 1 to 3, characterised in that more reference points (6, 7, 8, 9) are measured by the measuring apparatus (5) than are required for a clear positioning of the roll or roller elements (2, 3, 4) and that the actuation of at least a part of the adjusting elements (10, 11, 12) is carried out in accordance with a differential function formed from all measuring points.
- Method according to claim 4, characterised in that the differential function is a regression function.
- Method according to claim 5, characterised in that the regression function is linear.
- Method according to claim 5, characterised in that the regression function is quadratic.
- Rolling or casting device (1) with a number of co-operating roll or roller elements (2, 3, 4), characterised in that each roll or roller element (2, 3, 4) comprises a carrier element (13) at which at least three reference points (6, 7, 8, 9) are directly or indirectly arranged, wherein a measuring apparatus (5) suitable for performing spacing and/or angle measurements (a6, a7, a8, a9; α6, α7, α8, α9) between itself, or a predetermined direction, and the reference points (6, 7, 8, 9) is additionally introducible into the rolling or casting device (1).
- Rolling or casting device according to claim 8, characterised in that the roll or roller elements (2, 3, 4) are segments of a continuous casting plant.
- Rolling or casting device according to claim 8 or 9, characterised in that each roll or roller element (2, 3, 4) comprises at least two rolls or rollers (15, 16, 17, 18).
- Rolling or casting device according to any one of claims 8 to 10, characterised in that the measuring apparatus (5) is constructed as a laser tracker.
- Rolling or casting device according to any one of claims 8 to 10, characterised in that the measuring apparatus (5) is constructed as a tachymeter.
- Rolling or casting device according to any one of claims 8 to 12, characterised in that the reference points (6, 7, 8, 9) are formed as measurement balls which are arranged directly or indirectly at the carrier element (13).
- Rolling or casting device according to any one of claims 8 to 13, characterised in that adjusting elements (10, 11, 12) by which the carrier element (13) can be positioned relative to its mount (19) are arranged at each carrier element (13).
- Rolling or casting device according to claim 14, characterised in that the adjusting elements (10, 11, 12) allow a translational displacement of the carrier element (13) relative to its mount (19) in at least one spatial direction (x, y).
- Rolling or casting device according to claim 14 or 15, characterised in that the adjusting elements (10, 11, 12) allow a rotation of the carrier element (13) relative to its mount (19) about at least one spatial axis (α, β).
- Rolling or casting device according to any one of claims 14 to 16, characterised in that the adjusting elements (10, 11, 12) are machine shoes which comprise at least one wedge element.
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