TW201302335A - 測量裝置，滾壓架以及用於檢出滾壓縫隙大小的方法 - Google Patents

Abstract

本發明係有關於一種測量裝置、一種滾壓架以及一種用於檢出滾壓架上兩工作輥間之滾壓縫隙大小的方法。為了在該等工作輥沿滾壓方向或反向於滾壓方向進行水平移動的情況下，確保滾壓縫隙感測器亦能提供較高之測量精度，本發明建議讓該滾壓縫隙感測器110在該等工作輥沿滾壓方向或反向於滾壓方向移動時追蹤該等工作輥，從而在該等工作輥移動到達新位置或最終位置後，亦能使該滾壓縫隙感測器與該等工作輥處於獲得高測量精度所需之適當相對位置。

Description

測量裝置，滾壓架以及用於檢出滾壓縫隙大小的方法

本發明係有關於一種用於直接檢出滾壓架上兩工作輥間之滾壓縫隙大小的測量裝置，該測量裝置包括滾壓縫隙感測器。本發明另亦有關於相應之滾壓架及方法。

德國專利說明書DE 24 04 763 C2揭露一種用於檢出工作輥對縫隙的測量裝置，此縫隙作為調節器穩定工作輥間滾壓縫隙大小時的實際值。該測量裝置包括測量頭，此測量頭藉由被拉伸彈簧預加應力之鉸接式槓桿對在滾壓縫隙中進行定向。該測量頭由可偏斜桿體固定於滾壓架。該測量頭包括兩電磁測量系統，其分別用於檢出各自參考平面與起磁體作用之相應軸肩間的距離。該可偏斜桿體長度比測量頭大許多，此桿體可確保工作輥的均勻豎向運動(例如，振動)實際不會對測量結果產生任何影響，因為該測量裝置能讓電磁測量系統的每個參考平面與相應軸肩間保持穩定間距。

上述先前技術之缺點在於，該可偏斜桿體僅用於使測量裝置或測量頭追蹤工作輥的豎向運動，以便使測量頭與工作輥軸肩間保持穩定間距。工作輥沿滾壓方向或反向於滾壓方向做水平運動時所產生的問題，此案未予討論。

美國專利2,032,584揭露一種用於檢出兩工作輥間滾壓縫隙大小的手動式滾壓縫隙感測器。該滾壓縫隙感測器不與滾壓架聯接，故而無論工作輥對處於何位置，皆可進行 相應使用。

最後，英國專利申請GR 886,238亦揭露一種用於測量兩工作輥間滾壓縫隙大小的測量裝置。該測量裝置包括兩測量輥，此二測量輥由同一支架固定並與工作輥表面發生接觸以測量滾壓縫隙大小。該等測量輥相對於由工作輥之兩縱軸所定義的滾壓縫隙平面被一桿體及一壓力彈簧預加應力。此預加應力狀態代表壓力彈簧之工作點。一旦滾壓縫隙大小發生變化，即工作輥一旦做相對豎向運動，便會致使彈力發生相對於該工作點之變化。此種反映滾壓縫隙大小變化的彈力變化被顯示於顯示裝置上。

如上所述，該英國專利申請案所提供的測量裝置係用於檢出工作輥之相對豎向運動，即工作輥水平位置不變時的滾壓縫隙大小變化。然而，工作輥沿滾壓方向或反向於滾壓方向進行移動會導致彈簧工作點發生偏移，從而導致測量結果失準。

有鑒於此，本發明之目的在於對習知測量裝置以及包括此測量裝置之習知滾壓架進行改良，使得該測量裝置即使在工作輥沿滾壓方向或反向於滾壓方向進行相對於滾壓架平面的移動時，亦能提供有用之測量結果且不以損害測量精度為代價。

申請專利範圍第1項之標的為本發明用以達成上述目的之解決方案。據此，該測量裝置包括：滾壓縫隙感測器，用於在該滾壓縫隙感測器相對於工作輥處於適當之相對位 置時檢出滾壓架上兩工作輥之間的滾壓縫隙大小；初始化裝置，用於檢出工作輥沿滾壓方向或反向於滾壓方向自起始位置至最終位置的移動；以及滾壓縫隙感測器移動裝置，用於按照初始化裝置所檢出之工作輥沿滾壓方向或反向於滾壓方向的移動，使滾壓縫隙感測器相對於處於最終位置的工作輥移動至適於檢出滾壓縫隙大小的相對位置。

“滾壓縫隙感測器”在本發明範圍內係指用於直接檢出滾壓縫隙大小的滾壓縫隙感測器；亦即，該滾壓縫隙感測器可直接置入滾壓縫隙內，即壓輥輥頸或壓輥Lynette座之間。

“工作輥之移動”在本發明範圍係指移動向量，即移動距離及其方向。

“滾壓縫隙感測器相對於工作輥處於適當之相對位置”特定言之係指滾壓縫隙感測器之測量頭與工作輥表面或工作輥Lynette座之間所間隔的距離能以最大精度檢出單個工作輥之位置或兩工作輥間之距離。惟保持該正確/適當之相對位置，方能實現理想之高精度。

本發明藉由設置該初始化裝置以檢出工作輥沿滾壓方向或反向於滾壓方向之移動，可在工作輥沿滾壓方向或反向於滾壓方向自起始位置移動至最終位置時，使滾壓縫隙感測器追蹤工作輥至該最終位置，從而確保在該最終位置上，滾壓縫隙感測器與工作輥亦處於適當之相對定位，進而達到必要的高測量精度。

根據第一實施例，該初始化裝置實施為機械聯接點、 掃描頭或光學、電子或磁力感測器，用於檢出工作輥支撐結構中至少一在沿滾壓方向或反向於滾壓方向移動時一併移動之元件的位置變化。與將滾壓縫隙感測器剛性固定於滾壓架之方案相比，本發明藉由設置初始化裝置且在該初始化裝置與該支撐結構的隨動部件間建立作用性連接，可以最佳方式檢出工作輥沿滾壓方向或反向於滾壓方向之移動。

工作輥支撐結構中沿滾壓方向或反向於滾壓方向隨動的部件為HS(Horizontal Shifting，水平移動)移動裝置之輥側部件、中間板、彎匣或安裝件(即，工作輥在滾壓架上的軸承箱)。

若該初始化裝置實施為掃描頭或機械聯接點，即直接與該支撐結構之隨動部件接觸，則該滾壓縫隙感測器移動裝置較佳實施為機械桿體，用於直接將工作輥支撐結構之隨動部件的移動同步傳遞至滾壓縫隙感測器。此實施例之優點在於，一般情況下欲實現滾壓縫隙感測器對工作輥的追蹤不必增設驅動裝置，因為滾壓縫隙感測器追蹤時所需要的移動力可由工作輥之HS移動裝置一併提供。

該桿體可透過若干聯接點而實施為活節桿。

作為替代方案，該機械聯接點及該桿體亦可共同實施為工作輥支撐結構的其中一隨動部件與滾壓縫隙感測器間之剛性連接。

以上藉由機械桿體將支撐結構單個隨動部件之移動直接傳遞至工作輥，作為替代方案，較佳在下述情況下，此 項傳遞操作亦可以非接觸方式完成：該初始化裝置實施為光學、電力或磁力感測器且設有光學或電力傳輸通道，以便將初始化裝置反映工作輥沿滾壓方向或反向於滾壓方向之移動的測量信號傳輸至用以驅使滾壓縫隙感測器移動的控制與驅動裝置。

本發明用以達成前述目的之另一解決方案為一種包括本申請請求保護之測量裝置的滾壓架。該解決方案之優點與上文針對該測量裝置所提及的優點大體一致。

除用於驅使工作輥沿滾壓方向或反向於滾壓方向移動的HS移動裝置外，該滾壓架亦具有用於驅使工作輥進行軸向移動的軸向移動裝置。根據本發明，滾壓縫隙感測器在軸向上不隨工作輥一同移動，因為當工作輥軸向移動時，檢出滾壓縫隙所需之相對位置(即滾壓縫隙感測器與工作輥表面或工作輥Lynette座表面之間的距離)不發生變化，當Lynette座直徑恆定時尤為如此。

最後，該滾壓縫隙感測器移動裝置較佳具有一用於使滾壓縫隙感測器復位至位於滾壓縫隙以外，較佳亦位於滾壓架以外的休止位置或備用位置之工作模式。

本發明用以達成前述目的之最後一個解決方案為一種用於檢出滾壓縫隙大小的方法。此方法之優點同樣與上文針對該測量裝置所提及的優點大體一致。

下文將參照圖1至圖5對本發明進行詳細說明。但在此之前先參照圖6至圖8對本發明所基於的先前技術稍作 介紹。

圖6為包括兩支撐輥240-1、240-2之習知滾壓架，兩支撐輥間裝有兩工作輥210-1、210-2。該二工作輥間之距離定義一滾壓縫隙，滾壓材料(未繪示)沿滾壓方向穿過該滾壓縫隙。工作輥的Lynette座212上設有用於檢出該滾壓縫隙大小的滾壓縫隙感測器110。然而由於Lynette座通常小於工作輥直徑，滾壓縫隙感測器檢出Lynette座間距後，須將此間距相應減小方能得出滾壓縫隙大小H。

圖7a)至圖7e)為習知滾壓縫隙感測器110之各種實施方式。該等滾壓縫隙感測器皆具有桿體形式之機構114，用以對測量頭112進行相對於工作輥210之Lynette座的適當定位。此機構或桿體一般由彈簧預加應力，藉此確保即使在工作輥210做豎向運動時，測量頭與Lynette座或工作輥表面之間始終保持預設距離，或者測量頭始終抵靠於Lynette座或工作輥。

圖8a)、圖8b)及圖8c)為工作輥210相對於滾壓架平面200-10進行移動V的各種示例。其中之滾壓架平面分別由上下支撐輥240-1、240-2的縱軸定義。如圖8a)、圖8b)及圖8c)所示，工作輥210及滾壓縫隙既可沿滾壓方向亦可反向於滾壓方向進行相對於滾壓架平面210之移動。移動距離即偏移量在圖中用符號V表示。相對於滾壓架平面200-10的偏移量方向用相應之代數符號+或-表示。滾壓方向在圖8中皆分別用水平箭頭表示。

以下為有關於本發明之說明： 圖1為本發明之測量裝置100，佈置於滾壓架之上工作輥210-1與下工作輥210-2間的滾壓縫隙中。測量裝置200包括用於檢出兩工作輥間滾壓縫隙大小之滾壓縫隙感測器110。測量裝置100還包括用於檢出工作輥210沿滾壓方向或反向於滾壓方向自起始位置至最終位置之移動的初始化裝置120。該滾壓方向在圖1中用雙向箭頭表示。

如圖1所示，滾壓縫隙感測器110包括多個相對於工作輥210-1、210-2周邊或工作輥之Lynette座周邊作適當定位之測量頭112。測量頭112經桿體114連接至用以顯示工作縫隙大小的顯示裝置116。初始化裝置120至少有一半與下工作輥210-2之安裝件224連接。在圖1所示實施例中，初始化裝置120藉滾壓縫隙感測器移動裝置130對滾壓縫隙感測器110直接產生作用。在圖1所示實施例中，滾壓縫隙感測器移動裝置130包括一桿體，此桿體可移動地安裝在滑套中。安裝件224經由初始化裝置120及滾壓縫隙感測器移動裝置130直接與滾壓縫隙感測器110聯接，其優點在於可直接將安裝件224及工作輥沿滾壓方向或反向於滾壓方向之移動同步傳遞至滾壓縫隙感測器110。藉此確保即使當工作輥沿滾壓方向或反向於滾壓方向進行移動時，測量頭112亦能保持其相對於工作輥210表面或Lynette座(圖1中未繪示)之相對位置，進而確保測量維持理想精度。

圖2為圖1所示結構之俯視圖。如圖所示，滾壓縫隙感測器110佈置於工作輥210-1之左右Lynette座212。滾壓縫隙感測器110經滾壓縫隙移動裝置130與初始化裝置 120連接，該初始化裝置則直接與工作輥210之安裝件224接觸。如圖所示，滑套115平行於滾壓方向400佈置，亦即，滾壓縫隙感測器移動裝置130沿滾壓方向或反向於滾壓方向具有一定自由度。

圖3為工作輥210之支撐結構的元件細部圖。該支撐結構用於克服滾壓架支座與工作輥210之輥頸215間的距離。此間距由例如楔塊調節裝置形式之HS(Horizontal Shifting，水平移動)移動裝置填滿。在圖3所示實施例中，該HS移動裝置具有與滾壓架200的支座固定連接的第一楔塊以及在第一楔塊上滑動之第二楔塊221。楔塊221朝工作輥輥頸方向一般與中間板220、彎匣233及/或安裝件224連接。

該支撐結構之上述所有部件即可動楔塊221、中間板220、彎匣223及安裝件224皆可用作初始化裝置120之參考點以檢出工作輥之移動，因為在此情況下，該支撐結構之上述所有部件皆沿滾壓方向或反向於滾壓方向一併運動。

如圖4所示，倘若工作輥210進行軸向移動500且該軸向移動對滾壓縫隙感測器110相對於工作輥Lynette座或工作輥輥頸之相對位置無影響，則滾壓縫隙感測器110亦不必隨之進行軸向移動，藉此使滾壓縫隙感測器相對於Lynette座保持獲得理想測量精度所需之相對位置。

圖5為本發明測量裝置之實施例，其中，滾壓縫隙感測器移動裝置130亦具有控制與驅動裝置132，其用於使滾 壓縫隙感測器110主動地沿滾壓方向或反向於滾壓方向運動。當安裝件224與滾壓縫隙感測器110之間不存在直接機械聯接時，有必要設置該控制與驅動裝置132。舉例而言，初始化裝置120由兩半機械分離之聯接器構成且其中一半聯接器例如與安裝件224連接，另一半聯接器與滾壓縫隙感測器移動裝置130之桿體連接，即為此種情況。或者當滾壓縫隙感測器移動裝置130在初始化裝置與滾壓縫隙感測器110之間未設機構或桿體，而是設置光學或電力傳輸通道以將初始化裝置反映工作輥移動之測量信號傳輸至控制與驅動裝置時，亦有必要設置該控制與驅動裝置132。在上述兩種情況下，控制與驅動裝置132皆用於使滾壓縫隙感測器110主動追蹤工作輥移動後所到達的(最終)位置。此外，滾壓縫隙感測器移動裝置130可與控制與驅動裝置132一同執行某種工作模式，使滾壓縫隙感測器110復位至位於滾壓縫隙以外，較佳亦位於滾壓架以外的休止位置或備用位置。滾壓縫隙感測器對工作輥的追蹤與工作輥210之移動可同時進行，或錯開一定時間進行。

100‧‧‧測量裝置

110‧‧‧滾壓縫隙感測器

112‧‧‧測量頭

114‧‧‧機構

115‧‧‧滑套

116‧‧‧顯示裝置

120‧‧‧初始化裝置

130‧‧‧滾壓縫隙感測器移動裝置/滾壓縫隙移動裝置

132‧‧‧控制與驅動裝置

200‧‧‧滾壓架

200-10‧‧‧滾壓架平面

210-1‧‧‧上工作輥

210-2‧‧‧下工作輥

212‧‧‧Lynette座

215‧‧‧輥頸

220‧‧‧工作輥的支撐結構

221‧‧‧HS移動裝置的輥側部件/第二楔塊

222‧‧‧中間板

223‧‧‧彎匣

224‧‧‧工作輥的安裝件(=軸承箱)

240-1‧‧‧支撐輥

240-2‧‧‧支撐輥

300‧‧‧滾壓材料

400‧‧‧滾壓方向=HS移動方向

500‧‧‧軸向移動方向

H‧‧‧滾壓縫隙大小

+V‧‧‧相對於滾壓架平面的正偏移量

-V‧‧‧相對於滾壓架平面的負偏移量

圖1為本發明測量裝置的實施例截面圖；圖2為本發明測量裝置的俯視圖；圖3為工作輥的支撐結構細部圖；圖4為工作輥軸向移動時本發明測量裝置在滾壓架上的佈置情況；圖5為本發明測量裝置的截面圖，包括用於驅使滾壓 縫隙感測器移動之控制與驅動裝置；圖6為將滾壓縫隙感測器設於工作輥之Lynette座的習知滾壓架；圖7a)至圖7e)為先前技術所提供的各種滾壓縫隙感測器實施方式及其相對於工作輥之佈置方案；及圖8a)至圖8c)為工作輥相對於滾壓架平面之HS移動的各種習知示例。

100‧‧‧測量裝置

110‧‧‧滾壓縫隙感測器

112‧‧‧測量頭

114‧‧‧機構

116‧‧‧顯示裝置

120‧‧‧初始化裝置

130‧‧‧滾壓縫隙感測器移動裝置/滾壓縫隙移動裝置

210-1‧‧‧上工作輥

210-2‧‧‧下工作輥

224‧‧‧工作輥的安裝件(=軸承箱)

400‧‧‧滾壓方向=HS移動方向

Claims (16)

1. 一種測量裝置(100)，包括：滾壓縫隙感測器(110)，用於在該滾壓縫隙感測器(110)相對於工作輥處於適當之相對位置時檢出滾壓架(200)上兩工作輥(210-1，210-2)之間的滾壓縫隙大小(H)；初始化裝置(120)，用於檢出該等工作輥沿滾壓方向或反向於滾壓方向自起始位置至最終位置的移動；及滾壓縫隙感測器移動裝置(130)，用於按照該初始化裝置(120)所檢出之該等工作輥沿滾壓方向或反向於滾壓方向的移動，使該滾壓縫隙感測器(110)相對於處於該最終位置的工作輥移動至適於檢出該滾壓縫隙大小的該相對位置。
2. 如申請專利範圍第1項之測量裝置(100)，其特徵在於，該初始化裝置(120)實施為機械聯接點、掃描頭或光學、電子或磁力感測器，用於檢出工作輥支撐結構(220)中至少一在該等工作輥(210-1，210-2)沿滾壓方向或反向於滾壓方向移動時一併移動之元件的位置變化，因此該等元件的移動能代表該等工作輥之移動。
3. 如申請專利範圍第2項之測量裝置(100)，其特徵在於，該支撐結構(220)中在該等工作輥沿滾壓方向或反向於滾壓方向移動時一併移動的元件為HS移動裝置之輥側部件(221)、中間板(222)、彎匣(223)或該等工作輥在該滾壓架上的安裝件(224)。
4. 如申請專利範圍第2或3項中任一項之測量裝置 (100)，其特徵在於，若該初始化裝置實施為該掃描頭或該機械聯接點，則該滾壓縫隙感測器移動裝置(130)實施為機械桿體，用於直接將該等工作輥(210-1，210-2)之支撐結構(220)之隨動部件的移動同步傳遞至該滾壓縫隙感測器(110)。
5. 如申請專利範圍第4項之測量裝置(100)，其特徵在於，該機械聯接點及該桿體共同實施為該工作輥支撐結構之隨動部件與該滾壓縫隙感測器間的剛性連接。
6. 如申請專利範圍第2或3項中任一項之測量裝置(100)，其特徵在於，若該初始化裝置實施為該光學、電力或磁力感測器，則該滾壓縫隙感測器移動裝置(130)具有：用於驅使該滾壓縫隙感測器(110)沿滾壓方向或反向於滾壓方向移動的控制與驅動裝置(132)以及用於將該初始化裝置反映工作輥移動的測量信號傳輸至該控制與驅動裝置(132)的光學或電力傳輸通道，該控制與驅動裝置按照該等測量信號使該滾壓縫隙感測器相對於處於該最終位置的工作輥移動至適於檢出該滾壓縫隙大小的該相對位置。
7. 一種滾壓架(200)，具有：兩工作輥(210-1，210-2)，形成用於滾壓金屬帶之滾壓縫隙；及HS移動裝置(230)，用於驅使該等工作輥沿滾壓方向或反向於滾壓方向自起始位置移動至最終位置；其特徵在於： 滾壓縫隙感測器(110)，用於在該滾壓縫隙感測器相對於工作輥處於適當之相對位置時檢出該二工作輥(210-1，210-2)之間的滾壓縫隙大小(H)；初始化裝置(120)，用於檢出該等工作輥沿滾壓方向或反向於滾壓方向自該起始位置至該最終位置的移動；及滾壓縫隙感測器移動裝置(130)，用於按照該初始化裝置所檢出之該等工作輥沿滾壓方向或反向於滾壓方向的移動，使該滾壓縫隙感測器(110)相對於處於該最終位置的工作輥移動至適於檢出該滾壓縫隙大小的該相對位置。
8. 如申請專利範圍第7項之滾壓架(200)，其特徵在於，該初始化裝置(120)實施為機械聯接點、掃描頭或光學、電子或磁力感測器，用於檢出工作輥支撐結構(220)中至少一在該等工作輥(210-1，210-2)沿滾壓方向或反向於滾壓方向移動時一併移動之元件的位置變化，因此該等元件的移動能代表該等工作輥之移動。
9. 如申請專利範圍第8項之滾壓架(200)，其特徵在於，該支撐結構(220)中在該等工作輥沿滾壓方向或反向於滾壓方向移動時一併移動的元件為HS移動裝置之輥側部件(221)、中間板(222)、彎匣(223)或該等工作輥在該滾壓架上的安裝件(224)。
10. 如申請專利範圍第8或9項之滾壓架(200)，其特徵在於，若該初始化裝置實施為該掃描頭或該機械聯接點，則該滾壓縫隙感測器移動裝置(130)實施為機械桿體，用於直接將該工作輥支撐結構(220)之隨動部件的移動同 步傳遞至該滾壓縫隙感測器。
11. 如申請專利範圍第10項之滾壓架(200)，其特徵在於，該機械聯接點及該桿體共同實施為該工作輥支撐結構之隨動部件與該滾壓縫隙感測器間的剛性連接。
12. 如申請專利範圍第8或9項之滾壓架(200)，其特徵在於，若該初始化裝置實施為該光學、電力或磁力感測器，則該滾壓縫隙移動裝置(130)具有：用於驅使該滾壓縫隙感測器(110)沿滾壓方向或反向於滾壓方向移動的控制與驅動裝置(132)以及用於將該初始化裝置反映工作輥移動的測量信號傳輸至該控制與驅動裝置(132)之光學或電力傳輸通道，該控制與驅動裝置按照該等測量信號使該滾壓縫隙感測器相對於處於該最終位置的工作輥移動至適於檢出該滾壓縫隙大小的該相對位置。
13. 如申請專利範圍第7至9項中任一項之滾壓架，其特徵在於，該滾壓縫隙感測器移動裝置具有一用於使滾壓縫隙感測器復位至位於該滾壓縫隙及/或該滾壓架以外的備用位置之工作模式。
14. 如申請專利範圍第7至9項中任一項之滾壓架，其特徵在於，該滾壓架具有用於驅使該等工作輥進行軸向移動的軸向移動裝置。
15. 一種用於測量滾壓架(200)上兩工作輥間之滾壓縫隙大小(H)的方法，包括以下步驟：將該等工作輥(210-1，210-2)定位於起始位置；將滾壓縫隙感測器(110)相對於處於該起始位置的工 作輥定位於適於檢出該滾壓縫隙大小之相對位置；檢出該等工作輥沿滾壓方向或反向於滾壓方向自該起始位置至最終位置的移動；及按照所檢出之該等工作輥的移動，使該滾壓縫隙感測器相對於處於該最終位置的工作輥沿滾壓方向或反向於滾壓方向移動至適於檢出該滾壓縫隙大小的該相對位置。
16. 如申請專利範圍第15項之方法，其特徵在於，該滾壓縫隙感測器之移動與該等工作輥之移動同時/同步進行，或錯開一定時間進行。