KR20130035907A - 스트랜드 가이드 롤러의 높이의 레이저 광학 판정을 위한 방법, 측정 시스템, 측정 터치 탐침부 및 측정 시스템의 용도 - Google Patents

스트랜드 가이드 롤러의 높이의 레이저 광학 판정을 위한 방법, 측정 시스템, 측정 터치 탐침부 및 측정 시스템의 용도 Download PDF

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Abstract

본 발명은 원통형 롤러(20)의 원주 표면(21)을 표본화하기 위한 측정 터치 탐침부(1), 그리고 측정 시스템에 의해 스트랜드 가이드의 스트랜드 가이드 롤러(20)의 실제 높이(HActual)의 레이저 광학 판정을 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 스트랜드 가이드 롤러의 실제 높이가, 간단한 수단에 의해 그리고 높은 등급의 정확도로, 신속하게 판정될 수 있는 방법 및 측정 터치 탐침부(1)를 설명하는 것이다. 이 목적은 측정 터치 탐침부에 의해 달성되며, 이 측정 터치 탐침부는
- 터치 표면(3)을 포함하는 적어도 하나의 터치 탐침부(2);
- 상기 터치 탐침부(2)에 단단하게 연결되는 수직 가이드 프로파일(4);
- 검출기 필드(6) 및 거리 평가 유닛(7)을 포함하는 레이저 수용 유닛(5)으로서, 상기 레이저 수용 유닛(5)은 상기 가이드 프로파일(4)에서 수직 방향으로 변위 가능하고, 상기 검출기 필드(6)는 레이저 빔(8)을 검출하기 위해 실현되고, 상기 거리 평가 유닛(7)은 상기 레이저 수용 유닛(5)에 대한 상기 레이저 빔(8)의 제 1 수직 거리(VA1)를 판정할 수 있는 레이저 수용 유닛; 및
- 상기 터치 탐침부(2)와 상기 레이저 수용 유닛(5) 사이의 제 2 수직 거리(VA2)를 판정하기 위한 변위 측정 장치를 갖는다.

Description

스트랜드 가이드 롤러의 높이의 레이저 광학 판정을 위한 방법, 측정 시스템, 측정 터치 탐침부 및 측정 시스템의 용도{MEASURING TOUCH PROBE, MEASURING SYSTEM, METHOD FOR LASER-OPTICAL DETERMINATION OF THE HEIGHT OF A STRAND GUIDE ROLLER, AND USE OF THE MEASURING SYSTEM}
본 발명은 원통형 롤러(예컨대, 스트랜드 주조 기계의 스트랜드 가이드의 롤러, 또는 스트립 프로세싱 설비의 또는 냉간 압연 또는 열간 압연 밀의 롤러 베드의 롤러)의 원주 표면을 표본화하는데 적절한 측정 터치 탐침부에 관한 것이다. 표본화는 접촉에 의해 적어도 하나의 지점을 감지하는 것으로 이해되고, 측정 터치 탐침부의 터치 표면이 원주 표면의 지점과 접촉한다.
또한, 본 발명은 원통형 롤러의 높이의 레이저 광학 측정에 적절한 측정 시스템에 관한 것이다.
게다가, 본 발명은 측정 시스템에 의한 스트랜드 가이드의 스트랜드 가이드 롤러의 실제 높이(HActual)의 레이저 광학 판정을 위한 방법에 관한 것이다. 스트랜드 가이드 롤러의 높이는 스트랜드 주조 기계의 고장이 없는 작동을 위해 중요한데, 특히, 부분적으로 고형화된 스트랜드가 단지 낮은 레벨의 기계적 로드를 견딜 수 있기 때문이다. 예컨대 부정확하게 조정된 스트랜드 가이드 롤러에 의한, 과도한 기계적 로드는 수용할 수 없는 높은 굽힘 응력을 초래할 수 있고, 이는 스트랜드의 균열들, 또는 심지어 얇은 스트랜드 쉘의 파손을 초래할 수 있다.
마지막으로, 본 발명은 청구항 제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 방법의 실행을 위한, 청구항 제 8 항 또는 제 9 항에 따른, 측정 시스템의 용도에 관한 것이다.
소위 레벨링 스트랜드 상의 스트랜드 주조 기계의 스트랜드 가이드의 롤러들(또한 스트랜드 가이드 롤러들이라고 함)을 평평하게 하는 것은 공지된 관례이다. 통상적으로는 이러한 경우, 스트랜드 가이드의 일부, 예컨대 스트랜드 가이드 부분의 내부 또는 외부 프레임은 레벨링 스트랜드 상에 클램프 되고, 강으로 된 자(rule)에 대한 스트랜드 가이드 롤러들의 실제 거리는 측정 수단, 예컨대 스트랜드 마이크로미터에 의해 판정된다. 스트랜드 가이드의 설비 기하학적 구조로부터, 스트랜드 가이드 롤러들의 높이가, 예컨대 심(shims)들에 의해 정확하게 조정될 수 있도록, 자와 롤러들 사이의 설정 지점 거리들을 규정하는 것이 가능하다. 강으로 된 자의 굽힘 때문에, 스트랜드 가이드 롤러들의 높이들의 판정은 부정확하고, 많은 수의 수동 측정들 때문에, 매우 시간 소비적이다. 다른 단점은 높이들이 자동적으로 기록되지 않고 감지되지 않는 것에 있다.
측정 터치 탐침부에 의한 대상의 레이저 광학 레벨링이 계측학의 기술 분야로부터 원리적으로 공지되어 있지만, 기존의 단단하게 실현되는 측정 터치 탐침부들은 그럼에도 불구하고 실제 높이를 정확하고 신속하게 판정하는데 적합하지 않은데, 이는 곡선의 스트랜드 가이드 부분의 상이한 롤러들 사이의 비교적 큰 높이 차이들 때문이다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 단점들을 극복하고, 스트랜드 가이드의 스트랜드 가이드 롤러의 실제 높이를 판정하기 위한 방법을 설명하는 것이고, 이러한 측정 터치 탐침부 및 방법에 의해 스트랜드 가이드 롤러의 실제 높이는
- 신속하게, 즉 측정 및 평가를 위한 짧은 시간 내에,
- 가능한 한 간단한 수단에 의해,
- 공을 들인 평가 없이, 및
- 높은 등급의 정확도로 판정될 수 있다.
이러한 목적은 원통형 롤러의 원주 표면을 표본화하기 위한 측정 터치 탐침부에 의해 달성되며, 이 측정 터치 탐침부는
- 터치 표면을 포함하는 적어도 하나의 터치 탐침부;
- 이 터치 탐침부에 단단하게 연결되는 수직 가이드 프로파일;
- 검출기 필드 및 거리 평가 유닛을 포함하는 레이저 수용 유닛으로서, 이 레이저 수용 유닛은 가이드 프로파일에서 수직 방향으로 변위 가능하고, 검출기 필드는 레이저 빔을 검출하기 위해 실현되고, 거리 평가 유닛은 레이저 수용 유닛에 대한 레이저 빔의 제 1 수직 거리(VA1)를 판정할 수 있는 레이저 수용 유닛; 및
- 터치 탐침부와 레이저 수용 유닛 사이의 제 2 수직 거리(VA2)를 판정하기 위한 변위 측정 장치를 갖는다.
이러한 경우, 원통형 롤러의 원주 표면의 지점이 터치 표면을 포함하는 적어도 하나의 터치 탐침부에 의해 표본화될 수 있다. 가능하게는 기하학적 구조(예컨대 공지된 롤러 직경을 기본으로 하여)를 고려하여, 원주 표면의 일 지점으로부터, 또는 가능하게는 다수의 지점들로부터, 롤러의 높이를 추론하는 것이 가능하다. 터치 탐침부 자체는 측정 터치 탐침부의 수직 가이드 프로파일에 단단하게 연결되고, 가이드 프로파일은, 예컨대 둥근 또는 다각 프로파일을 가질 수 있다. 측정 터치 탐침부는 검출기 필드를 포함하는 레이저 수용 유닛을 갖고, 검출기 필드는 레이저 빔의 높이를 감지하도록 실현된다. 이러한 경우 레이저 수용 유닛은, 검출기 필드의 길이방향 신장부보다 더 큰 높이들이 감지될 수 있도록, 가이드 프로파일에서 변위 가능하다. 검출기 필드는, 예컨대 행으로 또는 다수의 행들을 포함하는 행렬로 배치되는 다수의 별개의 검출기들을 대부분 포함한다. 검출기 필드 자체는 거리 평가 유닛에 연결되고, 이 거리 평가 유닛은 레이저 수용 유닛에 대한 레이저 빔의 제 1 수직 거리를 판정할 수 있다. 터치 탐침부에 대한 레이저 수용 유닛의 거리가 변위 측정 장치에 의해 판정될 수 있기 때문에, 터치 탐침부로부터 레이저 빔의 제 2 수직 거리는 따라서 또한 완전하게 판정된다. 이러한 경우 변위 측정 장치는, 예컨대 가이드 프로파일에 통합될 수 있거나, 또는 가이드 프로파일의 외측에 배치될 수 있다. 모든 접촉 변위 측정 장치들(예컨대 포텐셔미터(potentiometer)) 또는 접촉 없이 작동하는 변위 측정 장치들(예컨대 자기 변형성, 유도성, 용량성 또는 광학 변위 측정 장치)이 변위 측정을 위해 사용될 수 있다.
연장된 기간의 사용에 걸쳐 측정 터치 탐침부의 정확도를 보장하기 위해, 터치 탐침부가 교환 가능하도록 실현되는 것이 유리하다.
측정 터치 탐침부를 비교적 간단하고, 강성적이고 가볍게 유지하기 위해, 측정 터치 탐침부가 정보 기술 수단에 의한 평가 유닛으로의 연결을 위해 통신 모듈을 갖는 것이 유리하고, 통신 모듈은 변위 측정 장치 그리고 거리 평가 유닛에 연결된다. 그 결과, 측정 터치 탐침부로부터의 데이터는 정보 기술 수단(예컨대 유선 또는 무선적으로)에 의해 평가 유닛, 예컨대 PC 로 전달되고, 평가 유닛은 롤러의 높이를 판정하고, 필요하다면, 높이의 설정 지점/실제 편차를 계산한다. 예컨대, 통신 모듈은 블루투스(Bluetooth) 또는 무선랜(WLAN) 인터페이스로서 실현된다.
대안적으로는, 측정 터치 탐침부가 평가 유닛을 갖는 것이 마찬가지로 가능하고, 평가 유닛은 변위 측정 장치 그리고 거리 평가 유닛에 연결된다. 이러한 경우, 평가 유닛은, 예컨대 측정 터치 탐침부에 통합되는, 마이크로컨트롤러로서 실현된다. 이러한 경우 측정 터치 탐침부는 또한, 높이가 측정 터치 탐침부를 기준으로 뿐만 아니라, 또한 그 위의 출력을 기준으로 평가될 수 있도록, 표시 유닛(예컨대 디스플레이)을 갖는 것이 가능하다.
측정을 개시하는 목적을 위해, 작동 제어부가 신호 기술 수단에 의해 평가 유닛 또는 통신 모듈에 연결되는 것이 편리하다. 작동 제어부가 측정 터치 탐침부에 배치된다면 간단한 작동이 가능하다.
터치 탐침부가 각각의 경우 림브(limb)에 배치된다면, 측정 터치 탐침부가 스트랜드 가이드 롤러 상에 신뢰할 수 있게 놓이는 것이 가능하며, 2 개의 림브들은 45°＜
Figure pat00001
＜135°의 각도로 둘러싼다. 측정 터치 탐침부의 기하학적 구조, 롤러의 직경 및 터치 탐침부와 레이저 수용 유닛 사이의 거리가 공지되어 있다면, 스트랜드 가이드 롤러의 높이는 용이하게 판정될 수 있다.
측정 터치 탐침부가 적어도 3 개의 터치 탐침부들을 갖는다면, 이들을 놓이게 하는 것은 특히 간단한 방식으로 달성될 수 있고, 2 개의 터치 탐침부들은 제 1 평면에 배치되고 하나의 터치 탐침부는 제 2 평면에 배치되며, 제 1 평면은 제 2 평면에 나란하게 정렬된다. 이는, 예컨대, 레이저 수용 장치가 제 1 및 제 2 평면에 나란하게, 즉 롤러의 길이방향 축선에 법선인 평면에 배치되도록, 2 개의 림브들이 각각의 경우 연속으로 배치된다는 것에 의해 실행될 수 있다.
터치 표면이 곡선의, 특히 원통형 또는 구형의 윤곽을 갖는다면, 터치 탐침부와 원주 표면 사이의 규정된 선 접촉 또는 점 접촉이 보장될 수 있다.
측정 터치 탐침부가 놓인 이후 레이저 수용 유닛의 원치않는 변위를 방지하기 위해, 측정 터치 탐침부가 가이드 프로파일에 대한 레이저 수용 유닛의 위치를 고정시키기 위해 잠금 장치(예컨대 클램핑 장치 또는 고정 스크류)를 갖거나, 또는 댐퍼를 갖는 것이 유리하다. 댐퍼(예컨대 가스 압력을 받은 댐퍼)는, 예컨대, 레이저 수용 유닛의 중력으로부터 초래되는 레이저 수용 유닛의 원치않는 변위를 방지하는 것이 가능하도록, 가이드 프로파일과 레이저 수용 유닛 사이에 배치된다.
측정 시스템이
- 레이저;
- 측정 터치 탐침부;
- 정보 기술 수단에 의해 측정 터치 탐침부에 연결되는 평가 유닛; 및
- 롤러의 높이를 출력하기 위한 출력 유닛
을 갖는다면 유리하다.
상기에 이미 언급된 것과 같이, 평가 유닛, 그리고 가능하게는 또한 출력 유닛은 측정 터치 탐침부와 구조적으로 분리되거나 또는 통합될 수 있다.
바람직하게는, 레이저는 회전형 레이저로서 실현되고, 회전하는 회전형 레이저는 광 평면(light plane)을 포괄한다(span). 측정 터치 탐침부가 따라서 레이저를 재정렬할 필요 없이 상이한 위치들로 설정될 수 있다.
측정 터치 탐침부의 위치가 감지되는 것을 가능하게 하기 위해, 측정 시스템이 전달기를 포함하고 측정 터치 탐침부가 위치 측정 시스템의 수용기를 포함하는 것이 유리하며, 수용기는, 측정 터치 탐침부의 위치가 판정될 수 있도록, 신호 기술 수단에 의해 평가 유닛 또는 통신 모듈에 연결된다. 위치 측정 시스템은, 예컨대, 능동형 RFID 측정 시스템, UWB 시스템, WLAN 시스템, 적외선 또는 초음파 측정 시스템이거나, 또한 GPS 또는 소위 "정밀 GPS(differential GPS)" 측정 시스템일 수 있다. 측정 터치 탐침부의 위치는, 평가 유닛이 설정 지점 높이(HSetpoint)와 실제 높이(HActual) 사이의 편차(△)를 자동적으로 판정할 수 있도록, 가능하게는 위치 의존 설정 지점 높이(HSetpoint)와 롤러의 실제 높이(HActual)의 자동적 비교를 위해 사용될 수 있다.
또한, 높이들의 (위치 의존)기록이 가능하게 된다. 스트랜드 가이드 롤러의 실제 높이 그리고 설정 지점 위치는, 스트랜드 가이드 롤러가 반드시 그 안에 위치되는 입방체, 또는 직사각형의 설정 지점 제어 용적을 규정한다. 설정 지점 높이로부터의 실제 높이의 편차에 더하여, 따라서, 필요하다면, 설정 지점 제어 용적으로부터의(예컨대 제어 용적부의 공간의 중력 중심들의 거리로부터의) 실제 제어 용적의 편차를 판정하는 것이 또한 가능하다. 실제 제어 용적은, 측정 공차가 고려되어, 실제 위치와 실제 높이로부터 얻어진다.
본 발명에 따른 목적은 레이저, 청구항 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따르며, 레이저 수용 장치, 검출기 필드, 거리 평가 유닛, 터치 탐침부 및 터치 표면을 포함하는 측정 터치 탐침부, 그리고 정보 기술 수단에 의해 측정 터치 탐침부에 연결되는 평가 유닛을 포함하는 측정 시스템에 의한 스트랜드 가이드의 스트랜드 가이드 롤러의 실제 높이의 레이저 광학 판정을 위한 방법에 의해 마찬가지로 달성되고, 이하의 방법 단계들 :
- 레이저를 위치시키는 단계;
- 레이저를 스위칭 온 하는 단계;
- 측정 터치 탐침부의 적어도 하나의 터치 표면은 스트랜드 가이드 롤러의 원주 표면의 지점과 접촉하고 레이저 빔은 검출기 필드와 교차하는, 측정 터치 탐침부에 의해 스트랜드 가이드 롤러를 표본화하는 단계,
- 측정을 개시하는 단계;
- 거리 평가 유닛에 의해, 레이저 빔과 레이저 수용 유닛 사이의 제 1 수직 거리(VA1)를, 그리고 변위 측정 장치에 의해, 터치 탐침부와 레이저 수용 유닛 사이의 제 2 수직 거리(VA2)를 판정하는 단계;
- 평가 유닛으로, H Actual = VA 1 + VA 2 에 의해, 스트랜드 가이드 롤러의 실제 높이(HActual)를 계산하는 단계
를 포함한다.
바람직하게는, 레이저는 회전형 운동을 실행하고, 레이저는 광 평면을 포괄한다.
"측정을 개시하는 단계" 이후,
- 측정 터치 탐침부의 위치가 위치 측정 시스템의 수용기에 의해 판정되고;
- 측정 터치 탐침부의 위치가 평가 유닛에 전달되고;
- 평가 유닛이 설정 지점 높이(HSetpoint)와 실제 높이(HActual) 사이의 차이(△)를 판정하고; 및
- 차이(△)가 출력 유닛에 의해 출력되는 것
이 바람직하다.
빈번하게는, 스트랜드 가이드 롤러의 측정에서, 설정 지점 높이(HSetpoint)는 측정 터치 탐침부의 위치에 할당된다.
설정 지점 높이(HSetpoint)가 CAD 데이터로부터 비롯되는 것이 편리하다.
설정 지점 높이(HSetpoint), 실제 높이(HActual) 및 차이(△)가 측정 기록에 기록되는 것이 유리하다.
매우 정확한 측정을 위해, "레이저를 위치시키는 단계" 에서, 레이저가 스트랜드 가이드의 고정 프레임 또는 기저부에 단단하게(하지만 제거 가능하게) 연결되는 것이 유리하다. 레이저는 따라서, 변위들, 또는 진동들이 정확도에 부정적으로 영향을 미치지 않도록, 스트랜드 가이드에서와 동일한 변위들 또는 진동들을 수반하여 받는다.
청구항 제 8 항 또는 제 9 항에 따른 측정 시스템이 청구항 제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 방법의 실행을 위해 사용되는 것이 유리하다.
본 발명의 다른 이점들 및 특징들이 비제한적인 대표적인 실시예들의 이하의 설명에 의해 주어지고, 이하의 도면들이 참조된다.
도 1 은 측정 터치 탐침부의 제 1 실시예의 단면도이다.
도 2 는 도 1 에 따른 측정 터치 탐침부의 비단면도이다.
도 3 은 2 개의 림브들을 갖는 측정 터치 탐침부의 제 2 실시예를 나타내는 도면이다.
도 4 는 측정 터치 탐침부의 제 3 실시예를 나타내는 도면이다.
도 5 는 측정 터치 탐침부의 제 4 실시예를 나타내는 도면이다.
도 6 은 스트랜드 가이드 롤러의 높이의, 본 발명에 따른 판정을 나타내는 도면이다.
도 7 은 3 개의 스트랜드 가이드 롤러들에 대한 높이의, 본 발명에 따른 판정을 나타내는 도면이다.
도 8 은 종래기술에 따른 스트랜드 가이드 롤러의 높이의 판정을 나타내는 도면이다.
도 1 은, 단면도로, 측정 터치 탐침부(1)의 제 1 실시예를 나타낸다. 도시되지 않은, 원통형 롤러의 원주 표면은 측정 터치 탐침부(1)에 의해 표본화될 수 있고, 터치 탐침부(2)의 구형 터치 표면(3)이 원주 표면과 접촉한다. 터치 탐침부(2)는 둥근 가이드 프로파일(4)에 연결되고, 레이저 수용 유닛(5)은 가이드 프로파일(4)에 대해 수직으로 변위될 수 있고 가이드 프로파일(4)의 길이방향 축선에 대하여 선회 가능하도록(화살표로 나타낸 변위 방향) 실현된다. 유극이 없는 안내의 목적을 위해, 가이드 프로파일은 기초면(ground surface)을 갖고, 레이저 수용 유닛(5)은 환형 부싱을 갖는다. 레이저 수용 유닛(5)과 터치 탐침부(2) 사이의 거리는, 포텐셔미터로서 실현되는 변위 측정 장치(9)에 의해 판정될 수 있다. 포텐셔미터의 대안으로서, 변위 측정 장치는 LVDT 측정 장치, 자기 변형성 측정 장치 또는 전기 인터페이스를 갖는 측정 자로서 또한 실현될 수 있다. 압축 스프링이 가이드 프로파일(4)과 레이저 수용 유닛(5)의 하우징 사이에 배치되고, 압축 스프링은 측정 터치 탐침부의 중립 위치를 규정하고 터치 표면(3)과 롤러 사이의 규정된 접촉을 보장한다.
도 2 는 레이저 수용 장치(5)의 검출기 필드(6), 레이저 빔(8), 또는 광 평면(35)을 나타낸다. 레이저 수용 장치(5)의 상부 단부에, 전자 회로로서 배치되는 거리 평가 유닛(7)은 검출기 필드(6)에 연결되고, 거리 평가 유닛(7)은 레이저 수용 유닛(5)으로부터 레이저 빔(8)의 제 1 수직 거리(VA1)를 판정할 수 있다. 따라서, 터치 탐침부(2)와 레이저 수용 유닛(5) 사이의 제 2 수직 거리(VA2)가 변위 측정 장치(9)로부터 공지되고, 레이저 수용 유닛(5)과 레이저 빔(8) 사이의 수직 거리(VA1)가 거리 평가 유닛(7)으로부터 공지되기 때문에, 측정 터치 탐침부(1)의 평가 유닛은 스트랜드 가이드 롤러의 실제 높이( H = VA 1 + VA 2 ), 즉 레이저 빔(8, 35)과 터치 표면(구체적으로는, 스트랜드 가이드 롤러의 정상부 에지) 사이의 거리를 판정할 수 있다. 측정 터치 탐침부(1)의 작동을 더 인체공학적으로 하기 위해, 작동 제어부(12)가 측정 터치 탐침부에 배치된다. 작동 제어부(12)가 눌려진 이후, 수직 거리(VA1 및 VA2)들이 판정되고 실제 높이(HActual)는 평가 유닛에서 계산된다. 실제 높이는, 이어서 블루투스 인터페이스로서 실현되는, 통신 모듈에 의해, 표시 유닛 -측정 터치 탐침부(1)로부터 구조적으로 분리-에 전달된다.
도 3 은 림브(13)들로서 실현되는, 2 개의 터치 탐침부(2)들을 갖는 측정 터치 탐침부(1)의 제 2 실시예를 나타낸다. 2 개의 림브(13)들은, 림브(13)들의 2 개의 터치 표면(3)들이 원통형 롤러의 원주 표면과 동시적으로 접촉하도록, 각도(
Figure pat00002
= 90°)로 둘러싼다. 림브(13)들의 기하학적 구조로부터, 그리고 스트랜드 가이드 롤러의 직경을 알고 있는 것에 의해, 따라서 스트랜드 가이드 롤러의 높이를 판정하는 것이 다시 가능하다. 게다가, 측정 터치 탐침부(1)는, 홀 내의 측정 터치 탐침부의 위치가 스트랜드 가이드 롤러들의 표본화 동안 판정될 수 있도록, 소위 "정밀 GPS" 의 수용기(14)를 갖는다. 측정 터치 탐침부의 상이한 위치들에 대응하는 설정 지점 높이(HSetpoint)들은 따라서, 평가 유닛이 각각의 경우 편차(△ = H Setpoint - H Actual )를 판정할 수 있도록, 저장될 수 있다. 이러한 실시예의 경우, 변위 측정 장치는, 도 1 에서와 같이, 레이저 수용 장치(5)에 통합된다.
도 4 는 측정 터치 탐침부(1)의 제 3 실시예를 나타내며, 하지만 도 3 과는 다르게, 변위 측정 장치(9)는 레이저 수용 장치(5)의 외측에 배치된다. 이러한 경우, 변위 측정 장치는 접촉 없이 작동하는 소위 자기 변형성 변위 측정 시스템으로서 실현된다(Balluff "Micropulse" 참조).
도 5 는 측정 터치 탐침부(1)의 제 4 실시예를 나타낸다. 도 4 와는 다르게, 측정 터치 탐침부는, 레이저 수용 유닛(5)이 림브(13)들에 대한 회전에 반하여 고정되도록, 2 개의 나란한 가이드 프로파일(4)들을 갖는다.
도 6 은 스트랜드 가이드 롤러(20)의 높이를 판정하기 위해 사용되는 측정 시스템을 나타낸다. 먼저, 회전형 레이저(31)는, 스위치 온 될 때, 레이저가 회전형 운동(34)의 결과로서 수평 광 평면(35)을 발생하도록, 스트랜드 가이드 롤러(20)에 가까이에 세워져서 위치된다. 스트랜드 가이드 롤러(20)는 그 후, 림브(13)들로서 실현되는 2 개의 터치 탐침부(2)들의 터치 표면(3)들이 스트랜드 가이드 롤러(20)의 원주 표면(21)과 접촉하도록, 측정 터치 탐침부(1)에 의해 표본화된다. 레이저 수용 유닛(5)은 이어서 광 평면(35)의 레이저 빔(8)이 검출기 필드(6)와 교차하는 방식으로 원형 가이드 프로파일(4)에서 수직 방향으로 변위된다. 변위 이후, 레이저 수용 장치의 수직 위치는, 중력이 레이저 수용 장치(5)의 낮춤을 초래하지 않도록, 레이저 수용 장치와 가이드 프로파일 사이에 작용하는 클램핑, 또는 잠금 장치에 의해 잠금된다. 그 후, 측정 장치(1)의 작동 제어부(12)가 눌려지는 것에 의해 측정이 개시된다. 측정의 개시 이후, 측정 터치 탐침부(1)의 거리 평가 유닛이 레이저 빔(8)과 레이저 수용 유닛(5)의 하부 에지 사이의 제 1 수직 거리(VA1)를 판정한다. 변위 측정 장치가 터치 탐침부(2)와 레이저 수용 유닛(5)의 하부 에지 사이의 제 2 수직 거리(VA2)를 판정한다. 따라서, 스트랜드 가이드 롤러(20)의 실제 높이는 하지만, H Actual = VA 1 + VA 2 에 의해 판정되고, 실제 높이는 레이저 수용 장치(5) 내측에 공간적으로 위치되는 평가 유닛에서 계산되고, 출력 유닛(32)에 의해 표시된다.
레이저의 조정에서, 과정은, 예컨대 이하와 같을 수 있다: 먼저, 레이저가 고정된다. 그 후, 통상적으로는 부분의 4 개의 기준 지지 지점들-부분이 세워져서 지지되는 이러한 지점들-의 위치가 측정 수단에 의해 판정되고, 초기에는 모든 4 개의 지점들이 측정된다. 4 개의 지점들로부터, 기준 측정 평면이 판정되고, 일 지점(예컨대 소위 제 4 지점, 공지된 것과 같이, 3 개의 지점들은 평면을 포괄하기 때문)은, 필요하다면, "심잉(shimming)" 에 의해 기준 측정 평면으로 적응된다. 필요하다면, 높이들의 실제 측정에서, 레이저 평면의 정렬-반드시 수평일 필요가 없는-을 보장하는 제 2 레이저 수용기가 사용된다.
도 7 은 3 개의 스트랜드 가이드 롤러(20)들에 대한 실제 높이들의 판정을 나타내고, 롤러들은 상이한 레벨들에 위치된다. 이러한 경우 레이저 수용 유닛(5)은 레이저 빔(8, 35)이 검출기 필드(6)와 교차하게 하기 위해 각각의 경우 가이드 프로파일(4)에 수직으로 변위되어야만 하는 것을 볼 수 있다. 중간에 도시된 부분에 대하여, 좌측에 도시된 레이저 수용 유닛(5)은 하방으로 변위되었고, 우측에 도시된 레이저 수용 유닛은 상방으로 변위되었다. 우측 및 좌측에 도시된 부분들의 경우, 중앙에 도시된 부분에 대한, 레이저 수용 유닛(5)의 변위되지 않은 위치가 파선으로 표시되었다. 레이저 수용 장치(5)의 연속적인 변위 가능성의 이점은 큰 수직 높이 범위가 하나의 측정 터치 탐침부에 의해 커버될 수 있다는 것이다. 게다가, 강성 측정 터치 탐침부를 연결 가능한 또는 나사 고정된(screw-on) 어댑터 판들 또는 어댑터 로드들에 의해 상이한 높이들로 적응시킬 필요가 없다.
명백하게는, 측정 터치 탐침부(1)가, 설정 지점 높이(HSetpoint)들이 각각의 경우 스트랜드 가이드 롤러들의 상이한 위치들에 할당되도록, 위치 측정 시스템의 수용기, 예컨대 "정밀 GPS" 수용기를 갖는다면 특히 유리하다. 측정 터치 탐침부의 평가 유닛은 따라서 편차(△ = H Setpoint - H Actual )를 이미 판정할 수 있고 판정된 편차를 측정 터치 탐침부의 출력 유닛에 직접적으로 출력할 수 있다.
도 8 은 스트랜드 마이크로미터에 의한 스트랜드 가이드 롤러(20)의 실제 높이(HActual)의 판정을 나타낸다.
냉간 압연 또는 열간 압연 밀에서의 롤러 베드 또는 스트랜드 주조 설비를 제공하는 과정에서, 본 발명에 따른 측정 터치 탐침부, 또는 본 발명에 따른 측정 시스템을 사용하거나, 또는 제공 작업에서 본 발명에 따른 방법을 적용하는 것이 유리하다.
본 발명은 바람직한 대표적인 실시예들을 기본으로 하여 더욱 상세하게 설명되고 도시되었지만, 본 발명은 기재된 예들에 의해 제한되지 않고, 다른 변형예들이, 본 발명의 보호적인 범위를 벗어나지 않으면서, 당업자들에 의해 예들로부터 비롯될 수 있다.
1 : 측정 터치 탐침부 2 : 터치 탐침부
3 : 터치 표면 4 : 가이드 프로파일
5 : 레이저 수용 유닛 6 : 검출기 필드
8 : 레이저 빔 9 : 변위 측정 장치
11 : 통신 모듈 12 : 작동 제어부
13 : 림브 14 : 위치 측정 시스템의 수용기
15 : 잠금 장치 20 : 스트랜드 가이드 롤러
21 : 원주 표면 30 : 평가 유닛
31 : 회전형 레이저 32 : 출력 유닛
33 : 전달기 34 : 회전 운동
35 : 광 평면 40 : 스트랜드 가이드 부분
41 : 프레임 VA1 : 제 1 수직 거리
VA2 : 제 2 수직 거리
Figure pat00003
: 각도

Claims (15)

  1. 원통형 롤러(20)의 원주 표면(21)을 표본화하기 위한 측정 터치 탐침부(1)로서,
    - 터치 표면(3)을 포함하는 적어도 하나의 터치 탐침부(2);
    - 상기 터치 탐침부(2)에 단단하게 연결되는 수직 가이드 프로파일(4);
    - 검출기 필드(6) 및 거리 평가 유닛(7)을 포함하는 레이저 수용 유닛(5)으로서, 상기 레이저 수용 유닛(5)은 상기 가이드 프로파일(4)에서 수직 방향으로 변위 가능하고, 상기 검출기 필드(6)는 레이저 빔(8)을 검출하기 위해 실현되고, 상기 거리 평가 유닛(7)은 상기 레이저 수용 유닛(5)에 대한 상기 레이저 빔(8)의 제 1 수직 거리(VA1)를 판정할 수 있는 레이저 수용 유닛(5); 및
    - 상기 터치 탐침부(2)와 상기 레이저 수용 유닛(5) 사이의 제 2 수직 거리(VA2)를 판정하기 위한 변위 측정 장치(9)를 갖는,
    측정 터치 탐침부.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 측정 터치 탐침부(1)는 정보 기술 수단에 의한 평가 유닛(30)으로의 연결을 위해 통신 모듈(11)을 갖고, 상기 통신 모듈(11)은 상기 변위 측정 장치(9) 그리고 상기 거리 평가 유닛(7)에 연결되는 것을 특징으로 하는,
    측정 터치 탐침부.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 측정 터치 탐침부(1)는 평가 유닛(30)을 갖고, 상기 평가 유닛(30)은 상기 변위 측정 장치(9) 그리고 상기 거리 평가 유닛(7)에 연결되는 것을 특징으로 하는,
    측정 터치 탐침부.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    작동 제어부(12)가 신호 기술 수단에 의해 상기 평가 유닛(30) 또는 상기 통신 모듈(11)에 연결되고, 상기 작동 제어부(12)는 바람직하게는 상기 측정 터치 탐침부(1)에 배치되는 것을 특징으로 하는,
    측정 터치 탐침부.
  5. 제 1 항에 있어서,
    터치 탐침부(2)가 각각의 경우 상기 측정 터치 탐침부(1)의 림브(13)에 배치되고, 2 개의 림브(13)들은 45°＜
    Figure pat00004
    ＜135°의 각도로 둘러싸는 것을 특징으로 하는,
    측정 터치 탐침부.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 측정 터치 탐침부는 적어도 3 개의 터치 탐침부들을 갖고, 2 개의 터치 탐침부들은 제 1 평면에 배치되고 하나의 터치 탐침부는 제 2 평면에 배치되고, 상기 제 1 평면은 상기 제 2 평면에 나란하게 정렬되는 것을 특징으로 하는,
    측정 터치 탐침부.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 측정 터치 탐침부(1)는 상기 가이드 프로파일(4)에 대해 상기 레이저 수용 유닛(5)의 위치를 고정하기 위해 잠금 장치(15)를 갖거나, 또는 댐퍼를 갖는 것을 특징으로 하는,
    측정 터치 탐침부.
  8. 원통형 롤러(20)의 높이의 레이저 광학 측정을 위한 측정 시스템으로서,
    - 레이저(31);
    - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 측정 터치 탐침부(1);
    - 정보 기술 수단에 의해 측정 터치 탐침부(1)에 연결되는 평가 유닛(30); 및
    - 상기 롤러(20)의 높이를 출력하기 위한 출력 유닛(32)을 갖는,
    측정 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 측정 시스템은 전달기(33)를 포함하고 상기 측정 터치 탐침부(1)는 위치 측정 시스템의 수용기(14)를 포함하며, 상기 수용기(14)는, 상기 측정 터치 탐침부(1)의 위치가 판정될 수 있도록, 신호 기술 수단에 의해 상기 평가 유닛(30) 또는 통신 모듈(11)에 연결되는 것을 특징으로 하는,
    측정 시스템.
  10. 레이저(31), 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따르며, 레이저 수용 장치(5), 검출기 필드(6), 거리 평가 유닛(7), 터치 탐침부(2) 및 터치 표면(3)을 포함하는 측정 터치 탐침부(1), 그리고 정보 기술 수단에 의해 상기 측정 터치 탐침부(1)에 연결되는 평가 유닛(30)을 포함하는 측정 시스템에 의해 스트랜드 가이드의 스트랜드 가이드 롤러(20)의 실제 높이(HActual)의 레이저 광학 판정을 위한 방법으로서, 이하의 방법 단계들 :
    - 상기 레이저(31)를 위치시키는 단계;
    - 상기 레이저(31)를 스위칭 온 하는 단계;
    - 상기 측정 터치 탐침부(1)의 적어도 하나의 터치 표면(3)은 상기 스트랜드 가이드 롤러(20)의 원주 표면(21)의 지점과 접촉하고 레이저 빔(35)은 상기 검출기 필드(6)와 교차하는, 상기 측정 터치 탐침부(1)에 의해 스트랜드 가이드 롤러(20)를 표본화하는 단계,
    - 측정을 개시하는 단계;
    - 상기 거리 평가 유닛(7)에 의해, 상기 레이저 빔(35)과 상기 레이저 수용 유닛(5) 사이의 제 1 수직 거리(VA1)를, 그리고 상기 변위 측정 장치(9)에 의해, 상기 터치 탐침부(2)와 레이저 수용 유닛(5) 사이의 제 2 수직 거리(VA2)를 판정하는 단계;
    - 상기 평가 유닛(30)으로, H Actual = VA 1 + VA 2 에 의해, 상기 스트랜드 가이드 롤러의 실제 높이(HActual)를 계산하는 단계를 포함하는,
    측정 시스템에 의해 스트랜드 가이드 롤러의 실제 높이의 레이저 광학 판정을 위한 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    "측정을 개시하는 단계" 이후,
    - 상기 측정 터치 탐침부(1)의 위치는 위치 측정 시스템(14)의 수용기에 의해 판정되고;
    - 상기 측정 터치 탐침부(1)의 위치는 상기 평가 유닛(30)으로 전달되고;
    - 상기 평가 유닛(30)은 설정 지점 높이(HSetpoint)와 실제 높이(HActual) 사이의 차이(△ = H Setpoint - H Actual )를 판정하고; 및
    - 상기 차이(△)는 출력 유닛(32)에 의해 출력되는 것을 특징으로 하는,
    측정 시스템에 의해 스트랜드 가이드 롤러의 실제 높이의 레이저 광학 판정을 위한 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 설정 지점 높이(HSetpoint)는 CAD 데이터로부터 비롯되는 것을 특징으로 하는,
    측정 시스템에 의해 스트랜드 가이드 롤러의 실제 높이의 레이저 광학 판정을 위한 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 설정 지점 높이(HSetpoint), 상기 실제 높이(HActual) 및 상기 차이(△)는 측정 기록에 기록되는 것을 특징으로 하는,
    측정 시스템에 의해 스트랜드 가이드 롤러의 실제 높이의 레이저 광학 판정을 위한 방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 "레이저를 위치시키는 단계" 에서, 상기 레이저(31)는 상기 스트랜드 가이드(40)의 고정 프레임(41)에 또는 기저부에 단단하게 연결되는 것을 특징으로 하는,
    측정 시스템에 의해 스트랜드 가이드 롤러의 실제 높이의 레이저 광학 판정을 위한 방법.
  15. 제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 방법의 실행을 위한 제 8 항 또는 제 9 항에 따른 측정 시스템의 용도.

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