WO2002033347A2 - Verfahren zum ermitteln der ausrichtung eines zylindrischen körpers bezüglich einer referenzrichtung - Google Patents

Verfahren zum ermitteln der ausrichtung eines zylindrischen körpers bezüglich einer referenzrichtung Download PDF

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Prüftechnik Dieter Busch AG
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    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
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    • G01B11/272—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes using photoelectric detection means

Definitions

  • the present invention relates to a method for determining the orientation of a cylindrical body, in particular a shaft or roller, with respect to a reference direction, which is predetermined in particular by another roller or shaft.
  • a method for parallel alignment of shafts or rollers wherein a position measuring probe is used which comprises at least one optical gyroscope and is provided with a contact surface for defined attachment to the body to be aligned, which is a flat angle from two to one another including flat surface sections. Furthermore, the position measuring probe is provided with a double-acting inclinometer for determining the angular position of the position measuring probe with respect to the vertical.
  • the procedure is such that a reference position is first determined by attaching the position measuring probe to the first body in a predetermined first measuring plane, and then the position of the second body in a with the first within a predetermined period after the reference position has been determined Measuring plane matching or parallel to this plane is determined by attaching the position measuring probe to the second body. If necessary, further position measurements of this type, ie determination of the reference position on the first body with subsequent position measurement on the second body, can be carried out in a second measuring plane, which includes a defined angle, for example 90 °, with the first measuring plane. The respective measurements take place in that the position measuring probe, if it the bodies to be aligned are shafts or rollers to which the circumferential surface of the same is attached manually.
  • the waves are rotated into at least five different freely selectable measuring angle positions in which the measurements are taken, the measuring signals being treated as vectors of the same origin or pairs of values in a plane coordinate system, further using a computer using optimization methods, in particular the method of smallest squares of error, the characteristic data of the geometric location of the measured values that would result from rotating the shafts by 360 °, and using the characteristic data of the curve determined in this way, taking into account the determined angular positions and the known direction of rotation of the shafts when rotating into the measuring angle positions by means of the spatial position of the waves relative to one another is determined by the computer.
  • the problem arises due to the practical limitation of the dimensions of a position measuring probe to be attached and the resulting limited size of the attachment or contact surface of the position measuring probe that the orientation of the position measuring probe with respect to a rotation about an axis perpendicular to that Longitudinal axis of the cylindrical body and perpendicular to the circumferential surface is no longer very precisely determined by the geometry of the circumferential surface and the contact surface, ie in the case of a horizontally lying roller, for example when the position measuring probe is placed on the top of the roller, the elevation angle of the position measuring probe is determined by determines the mechanical contact relatively precisely, but not the azimuth angle. To increase the accuracy of the azimuth angle of the position measuring probe in this case, the distance between the two attachment edges of the contact surface would have to be and / or their length are increased, but this is practically limited for reasons of cost and manageability.
  • Fig. 1 shows schematically a perspective view of a roller with attached position measuring probe
  • Fig. 2 shows schematically a cross-sectional view of a roller with a position measuring probe attached in different measuring positions
  • Fig. 4 shows an alternative to the representation of Fig. 3.
  • a substantially horizontally lying roller 10 is shown with a peripheral surface 12, on the top of which a position measuring probe 14 is attached, which has on its underside a contact surface or attachment surface, which in the schematic representation of Fig. 1 of two elongated Cylinder 16 is formed, which are arranged parallel to each other at a certain distance, so that the probe 14 in is in mechanical contact with the roller circumferential surface 12 essentially over two parallel lines.
  • the probe 14 is preferably provided with three optical gyroscopes, for example fiber-optic gyroscopes, each of which forms an optical ring, each optical gyroscope detecting a rotation about an axis perpendicular to its ring plane.
  • the three ring planes are expediently perpendicular to one another.
  • FIG. 1 in FIG. 1 denotes a reference direction with respect to which the orientation of the roller 10 is to be determined, the horizontal tilt angle ⁇ h and the vertical tilt angle ⁇ v of the roller axis 20 with respect to the reference direction 18 being obtained as a result of the alignment measurement.
  • the reference direction 18 is predetermined, for example, by the orientation of the axis of a second roller or shaft.
  • the probe 14 is calibrated to the reference direction 18, in which case one of the optical gyroscopes of the probe 14 then detects a first tilting angle of the probe 14 and another optical gyroscope detects a second tilting angle of the probe 14 with respect to the reference direction 18, the first tilting angle indicates the angle of rotation of the probe about a first direction 24 perpendicular to the reference direction 18 (see FIG. 2) and the second tilt angle indicates the angle of rotation of the probe about a second direction 26 perpendicular to the reference direction 18 and the first direction (as The reference clearing serves for the zero point for the first and the second tilt angle).
  • the first tilt angle of the probe 14 is referred to below as the “radial angle”, while the second tilt angle of the probe 14 is referred to as the “tangential angle.”
  • the third optical gyroscope of the probe 14 detects the angle of rotation of the probe 14 about the reference direction 18 A direction 22 which is perpendicular to the reference direction 18 serves as the zero point, this direction being formed by the vertical in FIGS. 1 and 2.
  • the angle by which the probe around the reference direction 18 with respect to this direction, ie the vertical, is twisted, is referred to below as "roll angle".
  • the terms radial, tangential or roll angles are intended to denote the instantaneous or current rotation of the position measuring probe about three axes which are stationary and mutually perpendicular in the coordinate system of the position measuring probe 14.
  • the probe 14 shown in FIG. 1 due to the contact surface cylinder 16, it can only be displaced on the peripheral surface 12 of the roller 10, but cannot be rotated or tilted relative to the peripheral surface 12, ie the probe 14 can be attached to the roller 10 can only be moved in the longitudinal direction of the roll and in the circumferential direction of the roll 10, but is otherwise fixed in its orientation with respect to the roll 10.
  • the position of the probe 14 with respect to the shaft 10 is essentially determined by the angle on the circumference 12 with respect to the roller axis 20 (the displacement along the roller axis 20 can be neglected for the present purposes). This angle is referred to below as the “angle of rotation ⁇ ”.
  • the probe 14 lies essentially against the roller 10 in such a way that in the event of relatively small misalignments ⁇ v and ⁇ h of the roller 10 with respect to the reference direction 18 (which represents the case relevant in practice), the roll angle essentially corresponds to the rotation angle ⁇ (with the same calibration), ie the roll angle indicates the rotation of the probe 14 about the axis 18 approximately parallel to the roller axis 20, while the radial angle indicates the rotation of the probe 14 about a tangential axis which is substantially perpendicular to the roller axis 20 the circumferential surface 12 indicates axis 24 and the tangential angle indicates the rotation of the probe 14 about an axis 26 which is substantially perpendicular to the roller axis 20 and perpendicular to the circumferential surface 12.
  • the measuring method according to the invention is essentially based on the knowledge that, for measuring positions with different rotation angles ⁇ , different measuring accuracies for the vertical or horizontal misorientation ⁇ v or ⁇ h of the roller 10 with respect to the reference direction 18 occur.
  • both the vertical and the horizontal misalignment .DELTA.v or .DELTA.h can be determined from a single measurement, for example in the position shown in FIG. 1, assuming that the probe 14 lies exactly on top of the roller 10. ie the roll angle with respect to the horizontal 22 is exactly 0 °, the measured radial angle corresponds to the vertical misorientation ⁇ v and the measured tangential angle corresponds to the horizontal misorientation ⁇ h. If the roller diameter is large in relation to the dimensions of the probe 14, the tangential angle correlates relatively poorly with the corresponding roller orientation, owing to surface unevenness, while the radial angle correlates relatively well with the roller orientation. Accordingly, in the measuring position shown in FIG. 1, the direct measurement of the horizontal misorientation .DELTA.h over the tangential angle is associated with a relatively large measurement error, while the vertical misorientation .DELTA.v can be measured relatively accurately.
  • the difference in rotational angle does not necessarily have to be 90 °. Rather, measurements can also be carried out in intermediate positions.
  • the measuring positions can be uniform over a predetermined range distribute the angle of rotation, as indicated in FIG. 2.
  • the measuring probe 14 can in each case be manually attached to the various measuring positions, or after the first attachment it can be brought into the individual measuring positions by manual displacement along the circumferential direction of the roller 10. Alternatively, however, it is also possible to firmly attach the probe 14 to the roller circumferential surface 12 before starting the measurement and then to bring it into the various measuring positions by rotating the roller 10 about its axis 20.
  • each measuring position at least the roll angle and the radial angle are detected by the probe 14, the roll angle being set in the simplest case equal to the rotation angle and thus the dependence of the radial angle on the rotation angle is determined for the individual measurement positions.
  • the desired vertical and horizontal misalignment ⁇ v or ⁇ h of the roller 10 can be determined. In the simplest case, this is done by using the two-dimensional rotation matrix with the measured roll angle as the rotation angle.
  • Equation (1) gives the dependence of the radial angle on the roll angle for a specific ⁇ v and ⁇ h.
  • the sought ⁇ v and ⁇ h can thus be determined from two measurements of the radial angle for two different roll angles (ie rotation angles). If only two measurements were made, ⁇ v and ⁇ h can be determined with maximum accuracy if the two measurement positions differ by 90 °. Basically, the accuracy of ⁇ v and ⁇ h increases with the number of different ones Measuring positions too. In this case, it is expedient to determine ⁇ v and ⁇ h by using optimization methods, such as curve fitting or compensation calculation, for example minimizing the squares of the errors. Since the measured values for the tangential angle are generally rather imprecise for the reasons mentioned, they are generally not used for the determination of ⁇ v and ⁇ h.
  • FIG. 3 A schematic example of such a case is shown in FIG. 3, where the dependence of the measured radial angle on the roll angle or rotation angle ⁇ is shown in polar coordinates for a specific vertical and horizontal misalignment ⁇ v or ⁇ h of the roller.
  • FIG. 4 shows an alternative representation to FIG. 3, in which the value of radial angle times cos ( ⁇ ) or radial angle times sin ( ⁇ ) is plotted against the roll angle.
  • the simple model described above only applies as long as the tangential angle is relatively small, i.e. as long as the tangential angle is determined relatively precisely by a correspondingly designed contact surface of the probe 14 by the application of the probe 14 to the roller circumference 12 by the roller orientation.
  • this may require a complex or bulky design of the probe 14, especially for large roller diameters.
  • the measuring method described above can in principle also be used for cases in which the tangential angle is also applied of the probe 14 to the roller 10 is more or less undefined and can therefore also assume relatively large values. In this case, however, the tangential angle must be recorded in addition to the radial angle and the roll angle for each measurement.
  • the respectively measured tangential angle is then used in order to convert the measured radial angle and the measured roll angle into a radial angle and a corrected roll angle which has been corrected with respect to the measured tangential angle and a corrected roll angle, these corrected values then being used instead the measured values are subjected to the evaluation described above.
  • the corrected values are determined from a corresponding coordinate transformation.
  • the contact surface of the probe 14 can in the extreme case simply be designed as a flat surface, so that as The contact area between the probe 14 and the roller peripheral surface 12 essentially results in only one straight line which lies in the peripheral surface 12 and is oriented parallel to the roller axis 20.
  • the orientation of the probe 14 is only in a spatial direction, namely along the roller axis 20, by applying it to the roller circumference 12.
  • This embodiment of the measuring probe 14 is indicated schematically in FIG. 2, the dashed lines indicating that the probe 14 is rolling on the circumference 12 of the roller 10, which leads to a changed angle of rotation ⁇ .
  • Tilting of the probe 14 about the roller axis 20, i.e. a rolling of the probe 14 on the roller circumference 12 essentially corresponds to the transfer into a new measuring position with a correspondingly different rotation angle ⁇ , while a rotation of the probe 14 at the contact point about an axis that passes through the contact straight line and perpendicular to the roller axis 20 stands, ie a change in the tangential angle by measuring the tangential angle and taking into account the effect of the tangential angle on the meaning of the radial angle and the roll angle with regard to the orientation of the roller 10 by calculating the corrected roll angle and of the corrected radial angle can be compensated.
  • a significantly simplified contact surface can be used for the probe 14.
  • This embodiment of the probe 14 is based on the general concept that from complete knowledge of the position of the probe 14 in space with respect to the reference directions 18 and 22 in the coordinate system of the probe 14 (by measuring the radial, tangential and roll angle) and the knowledge of the shape of the body to be venned (cylinder surface) and the knowledge that the probe 14 lies on this cylinder surface 12 in every measuring position, the vertical and horizontal misalignment
  • the decisive factor here is that the evaluation of the measurement data takes place in a favorably chosen coordinate system, which otherwise, as described above, is preferably carried out by curve fitting or compensation calculation with theoretically determined curves Embodiment, the measured Radial, tangential and roll angles are transformed into the corresponding coordinate system according to the geometric boundary conditions described above before the evaluation.
  • the position measuring probe often does not give the actual measured value for the radial angle and. the tangential angle, but already uses the measured roll angle to transform the measurement results from the coordinate system of the probe into the laboratory coordinate system (ie the coordinate system of the factory building) and then outputs these transformed values, which are usually "pitch angles" and 'Naw angle' and would correspond to ⁇ v and ⁇ h in the present case (however, the roll angle is not transformed and corresponds to the roll angle considered so far).

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln der Ausrichtung eines zylindrischen Körpers (10) bezüglich einer Referenzrichtung (18), wobei mittels einer Lagemeßsonde (14), die auf die Referenzrichtung geeicht ist, in einer ersten Meßposition auf der Umfangsfläche (12) des Körpers eine erste Lagemessung durchgeführt wird und in mindestens einer zweiten Meßposition auf der Umfangsfläche des Körpers, die sich durch ihren Rotationswinkel (ζ) in Umfangsrichtung bezüglich der Körperachse von der ersten Meßposition unterscheidet, eine zweite Lagemessung durchgeführt wird und aus den ermittelten Meßdaten die Ausrichtung des Körpers bezüglich der Referenzrichtung errechnet wird.

Description

Verfahren zum Ermitteln der Ausrichtung eines zylindrischen Körpers bezüglich einer
Referenzrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln der Ausrichtung eines zylindrischen Körpers, insbesondere einer Welle oder Walze, bezüglich einer Referenzrichtung, die insbesondere von einer anderen Walze oder Welle vorgegeben ist.
Aus DE 195 46 405 AI ist ein Verfahren zum Parallelrichten von Wellen oder Walzen bekannt, wobei eine Lagemeßsonde verwendet wird, die mindestens einen optischen Kreisel umfaßt und mit einer Kontaktfläche zum definierten Ansetzen an den auszurichtenden Körper versehen ist, die aus zwei miteinander einen flachen Winkel einschließenden ebenen Flächenabschnitten besteht. Des weiteren ist die Lagemeßsonde mit einem doppelwirkenden Inklinometer zum Feststellen der Winkelposition der Lagemeßsonde bezüglich der Vertikalen versehen. Bei der Ermittlung der Ausrichtung zweier Körper zueinander wird so vorgegangen, daß zunächst mittels Ansetzen der Lagemeßsonde an den ersten Körper in einer vorgegebenen ersten Meßebene eine Referenzposition ermittelt wird und anschließend innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne nach der Referenzpositionsermittlung die Lage des zweiten Körpers in einer mit der ersten Meßebene übereinstimmenden oder zu dieser parallelen Ebene mittels Ansetzen der Lagemeßsonde an den zweiten Körper ermittelt wird. Im Bedarfsfalle können weitere Lagemessungen dieser Art, d.h. Referenzpositionsermittlung am ersten Körper mit anschließender Lagemessung am zweiten Körper, in einer zweiten Meßebene durchgeführt werden, die mit der ersten Meßebene einen definierten Winkel, beispielsweise 90°, einschließt. Die jeweiligen Messungen erfolgen dadurch, daß die Lagemeßsonde, sofern es sich bei den auszurichtenden Körpern um Wellen oder Walzen handelt, an die Umfangsflache derselben manuell angesetzt wird.
Aus DE 39 11 307 C2 ist ein Verfahren zum Feststellen, ob zwei hintereinander angeordnete Wellen hinsichtlich ihrer Mittelachse fluchten oder versetzt sind, bekannt, wobei auf zwei zu vermessenden Wellen etwa parallel zu deren Mittelachse starr ein Meßzeiger auf der einen Welle und ein Referenzelement auf der anderen Welle angebracht sind, die zusammen einen optoelektronischen Positionsdetektor bilden, der die Position eines zwischen den beiden Elementen reflektierten Lichtstrahls in einer Ebene als Meßwert ermittelt. Die Wellen werden in mindestens fünf verschiedene frei wählbare Meßwinkelpositionen, in denen die Messungen vorgenommen werden, gedreht, wobei die Meßsignale als Vektoren gleichen Ursprungs bzw. Wertepaare in einem Ebenenkoordinatensystem behandelt werden, wobei ferner mittels eines Rechners unter Anwendung von Optimierungsverfahren, insbesondere der Methode der kleinsten Fehlerquadrate, die Kenndaten desjenigen geometrischen Orts der Meßwerte berechnet werden, der sich bei Drehung der Wellen um 360° ergeben würde, und anhand der Kenndaten der so ermittelten Kurve unter Berücksichtigung der festgestellten Winkellagen und der bekannten Drehrichtung der Wellen beim Drehen in die Meßwinkelpositionen mittels des Rechners die räumliche Lage der Wellen zueinander ermittelt wird.
Bei zylindrischen Körpern mit großem Durchmesser ergibt sich aufgrund der praktischen Begrenzung der Abmessungen einer anzusetzenden Lagemeßsonde und der daraus resultierenden begrenzten Größe der Ansetz- bzw. Kontaktfläche der Lagemeßsonde das Problem, daß die Orientierung der Lagemeßsonde bezüglich einer Drehung um eine Achse, die senkrecht zu der Längsachse des zylindrischen Körpers und senkrecht zu der Umfangsflache steht, durch die Geometrie der Umfangsflache und der Kontaktfläche nicht mehr sehr genau bestimmt ist, d.h. bei einer horizontal liegenden Walze ist beispielsweise bei Ansetzen der Lagemeßsonde auf die Oberseite der Walze zwar der Elevationswinkel der Lagemeßsonde durch, den mechanischen Kontakt relativ genau bestimmt, nicht jedoch der Azimutwinkel. Um die Genauigkeit des Azimutwinkels der Lagemeßsonde in diesem Fall zu vergrößern, müßte der Abstand zwischen den beiden Ansetzkanten der Kontaktfläche und/oder deren Länge vergrößert werden, was jedoch praktisch aus Kosten- und Handlichkeitsgründen beschränkt ist.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Ermitteln der Ausrichtung eines zylindrischen Körpers bezüglich einer Referervzrichtung zu schaffen, das einfach und kostengünstig durchzuführen ist und dennoch ein Ergebnis mit hinreichender Genauigkeit auch für Körper mit sehr großem Durchmesser liefert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren, wie es in Anspruch 1 definiert ist. Bei dieser erfindungsgemäßen Lösung ist vorteilhaft, daß durch die Berücksichtigung mindestens einer zweiten Meßposition auf der Umfangsflache des Körpers mit einem anderen Rotationswinkel die Genauigkeit der Messung insgesamt auf einfache Weise verbessert wird.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im folgenden ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, wobei:
Fig. 1 schematisch eine perspektivische Ansicht einer Walze mit angesetzter Lagemeßsonde
Fig. 2 schematisch eine Querschnittsansicht einer Walze mit angesetzter Lagemeßsonde in verschiedenen Meßpositionen zeigt;
Fig. 3 eine beispielhafte Auswertung von Meßergebnissen in Polarkoordinatendarstellung zeigt; und
Fig. 4 eine zu der Darstellung von Fig. 3 alternative Darstellung zeigt.
In Fig. 1 ist eine im wesentlichen horizontal liegende Walze 10 mit einer Umfangsflache 12 dargestellt, auf deren Oberseite eine Lagemeßsonde 14 angesetzt ist, welche an ihrer Unterseite eine Kontaktfläche bzw. Ansetzfläche aufweist, die in der schematischen Darstellung von Fig. 1 von zwei langgestreckten Zylindern 16 gebildet wird, die in einem bestimmten Abstand parallel zueinander angeordnet sind, so daß die Sonde 14 im wesentlichen über zwei parallele Linien in mechanischem Kontakt mit der Walzenumfangsfläche 12 steht. Vorzugsweise ist die Sonde 14 mit drei optischen Kreiseln versehen, z.B. faseroptischen Kreiseln, die jeweils einen optischen Ring bilden, wobei jeder optische Kreisel eine Drehung um eine Achse senkrecht zu seiner Ringebene erfaßt. Zweckmäßigerweise stehen die drei Ringebenen aufeinander senkrecht.
Mit 18 ist in Fig. 1 eine Referenzrichtung bezeichnet, bezüglich welcher die Ausrichtung der Walze 10 ermittelt werden soll, wobei als Ergebnis der Ausrichtungsmessung der horizontale Verkippungswinkel Δh sowie der vertikale Verkippungswinkel Δv der Walzenachse 20 bezüglich der Referenzrichtung 18 erhalten wird. Die Referenzrichtung 18 wird beispielsweise durch die Orientierung der Achse einer zweiten Walze oder Welle vorgegeben.
Vor Beginn der Messung wird die Sonde 14 auf die Referenzrichtung 18 geeicht, wobei dann einer der optischen Kreisel der Sonde 14 einen ersten Verkippungswinkel der Sonde 14 und ein anderer optischer Kreisel einen zweiten Verkippungswinkel der Sonde 14 bezüglich der Referenzrichtung 18 erfaßt, wobei der erste Verkippungswinkel den Drehwinkel der Sonde um eine erste, zu der Referenzrichtung 18 senkrecht stehende Richtung 24 (siehe Fig. 2) angibt und der zweite Verkippungswinkel den Drehwinkel der Sonde um eine zweite, zu der Referenzrichtung 18 und der ersten Richtung senkrecht stehende Richtung 26 angibt (als Nullpunkt für den ersten und den zweiten Verkippungswinkel dient die Referenzlichtung). Der erste Verkippungswinkel der Sonde 14 wird im folgenden als „Radial- Winkel" bezeichnet, während der zweite Verkippungswinkel der Sonde 14 als „Tangential-Winker bezeichnet wird. Der dritte optische Kreisel der Sonde 14 schließlich erfaßt den Drehwinkel der Sonde 14 um die Referenzrichtung 18. Als Nullpunkt dient dabei eine bezüglich der Referenzrichtung 18 senkrecht stehende Richtung 22, wobei in Fig. 1 und 2 diese Richtung von der Vertikalen gebildet wird. Der Winkel, um den die Sonde um die Referenzrichtung 18 herum bezüglich dieser Richtung, d.h. der Vertikalen, verdreht ist, wird im folgenden als „Roll- inkel" bezeichnet. Im folgenden sollen also die Begriffe Radial-, Tangential- bzw. Roll-Winkel die momentane bzw. aktuelle Drehung der Lagemeßsonde um drei im Koordinatensystem der Lagemeßsonde 14 ortsfeste, aufeinander senkrecht stehende Achsen bezeichnen. Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform der Sonde 14 ist diese aufgrund der Kontaktflächenzylinder 16 nur auf der Umfangsflache 12 der Walze 10 verschiebbar, kann jedoch nicht gegenüber der Umfangsflache 12 verdreht oder verkippt werden, d.h. die Sonde 14 kann nach dem Ansetzen an die Walze 10 nur in der Walzenlängsrichtung und in der Umfangsrichtung der Walze 10 verschoben werden, ist ansonsten jedoch in ihrer Orientierung bezüglich der Walze 10 festgelegt. Diese beschriebene geometrische Festlegung gilt jedoch aufgrund von Oberflächenunebenheiten, Verschmutzung, mechanischer Elastizität etc. nur näherungsweise, wobei die daraus resultierenden Fehler bei kleinen Walzendurchmessern im wesentlichen den Radial-Winkel der Sonde betreffen, während sie bei großen Walzendurchmessem im wesentlichen den Tangential-Winkel der Sonde betreffen.
Abgesehen von diesen Kontaktfehlern ist die Position der Sonde 14 bezüglich der Welle 10 im wesentlichen durch den Winkel auf dem Umfang 12 bezüglich der Walzenachse 20 festgelegt (die Verschiebung entlang der Walzenachse 20 kann für die vorliegenden Zwecke vernachlässigt werden). Dieser Winkel wird im folgenden als „Rotationswinkel φ" bezeichnet.
Gemäß Fig. 1 liegt die Sonde 14 im wesentlichen so an der Walze 10 an, daß im Falle von relativ kleinen Fehlorientierungen Δv und Δh der Walze 10 bezüglich der Bezugsrichtung 18 (was den praxisrelevanten Fall darstellt) der Rollwinkel im wesentlichen dem Rotationswinkel φ entspricht (bei gleicher Eichung), d.h. der Rollwinkel gibt in die Drehung der Sonde 14 um die zu der Walzenachse 20 annähernd parallele Achse 18 an, während der Radial-Winkel die Drehung der Sonde 14 um eine im wesentlichen senkrecht zu der Walzenachse 20 stehende und tangential bezüglich der Umfangsflache 12 verlaufende Achse 24 angibt und der Tangential-Winkel die Drehung der Sonde 14 um eine im wesentlichen senkrecht zu der Walzenachse 20 und senkrecht zu der Umfangsfl che 12 stehende Achse 26 angibt. Da der Radial-Winkel und der Tangential-Winkel als Drehungen um im Koordinatensystem der Sonde ortsfeste Achsen definiert sind, drehen sich die beiden letztgenannten Achsen mit dem Rotationswinkel φ (d.h. dem Roll-Winkel der Sonde) mit. Der Radial-Winkel und der Tangential-Winkel ändern sich somit mit dem Roll-Winkel der Sonde 14, sofem eine Fehlausrichtung der Walze 10 bezüglich der Referenzrichtuns 18 vorliest. Das erfindungsgemäße Meßverfahren beruht im wesentlichen auf der Erkenntnis, daß für Meßpositionen mit unterschiedlichen Rotationswinkeln φ unterschiedliche Meßgenauigkeiten für die vertikale bzw. horizontale Fehlorientierung Δv bzw. Δh der Walze 10 bezüglich der Bezugsrichtung 18 auftreten. So kann zwar im Prinzip sowohl die vertikale als auch die horizontale Fehlorientierung Δv bzw. Δh aus einer einzigen Messung z.B. in der in Fig. 1 gezeigten Position ermittelt werden, wobei unter der Annahme, daß die Sonde 14 genau oben auf der Walze 10 liegt, d.h. der Rollwinkel bezüglich der Horizontalen 22 genau 0° beträgt, der gemessene Radial-Winkel der vertikalen Fehlorientierung Δv und der gemessene Tangential-Winkel der horizontalen Fehlorientierung Δh entspricht. Bei im Verhältnis zu den Abmessungen der Sonde 14 großem Walzendurchmesser korreliert aufgrund von Oberflächenunebenheiten u.a. der Tangential-Winkel relativ schlecht mit der entsprechenden Walzenorientierung, während der Radial-Winkel relativ gut mit der Walzenorientierung korreliert. Demgemäß ist in der in Fig. 1 gezeigten Meßposition die direkte Messung der horizontalen Fehlorientierung Δh über den Tangential-Winkel mit einem relativ großen Meßfehler behaftet, während sich die vertikale Fehlorientierung Δv relativ genau messen läßt.
Wenn die Sonde 14 jedoch beispielsweise um 90° in Umfangsrichtung nach unten gedreht wird (siehe Fig. 2), dann läßt sich in dieser Position die horizontale Fehlorientierung Δh über den Radial-Winkel recht genau messen, während sich die vertikale Fehlorientierung Δv über den Tangential-Winkel direkt nunmehr nur relativ ungenau messen laßt, da in dieser Position der gemessene Radial-Winkel (der wie oben beschrieben gut mit der Walzenorientierung korreliert) der horizontalen Fehlorientierung entspricht, während der schlecht korrelierende Tangential-Winkel nun der vertikalen Fehlorientierung Δv entspricht. Auf diese Weise kann, zumindest solange der Tangential-Winkel relativ klein ist, im Prinzip auf eine Auswertung des Tangential- Winkels verzichtet werden, da der bei unterschiedlichen Rotationswinkeln φ gemessene Radial-Winkel sowohl zur Bestimmung der vertikalen Fehlorientierung Δv als auch der horizontalen Fehlorientierung Δh verwendet werden kann.
Dabei muß die Rotationswinkeldifferenz jedoch nicht notwendigerweise 90° betragen. Vielmehr können auch Messungen in Zwischenpositionen vorgenommen werden. Insbesondere können sich die Meßpositionen gleichmäßig über einen vorgegebenen Bereich des Rotationswinkels verteilen, wie dies in Fig. 2 angedeutet ist. Dabei kann die Meßsonde 14 jeweils einzeln manuell an die verschiedenen Meßpositionen angesetzt werden, oder sie kann nach dem ersten Ansetzen durch manuelles Verschieben entlang der Umfangsrichtung der Walze 10 in die einzelnen Meßpositionen gebracht werden. Alternativ ist es jedoch auch möglich, die Sonde 14 vor Beginn der Messung fest an der Walzenumfangsfläche 12 zu befestigen und dann dadurch in die verschiedenen Meßpositionen zu bringen, indem die Walze 10 um ihre Achse 20 gedreht wird.
In jeder Meßposition werden von der Sonde 14 mindestens der Roll-Winkel und der Radial- Winkel erfaßt, wobei der Roll-Winkel in einfachsten Fall gleich dem Rotationswinkel gesetzt wird und somit die Abhängigkeit des Radial-Winkels vom Rotationswinkel für die einzelnen Meßpositionen ermittelt wird. Aus diesen Meßwerten, die sich auf das Koordinatensystem der Sonde 14 beziehen, kann, durch eine geeignete Koordinatentransformation in das Koordinatensystem der Walze 10, d.h. das System beispielsweise der Fabrikhalle, die gewünschte vertikale und horizontale Fehlorientierung Δv bzw. Δh der Walze 10 ermittelt werden. Im einfachsten Fall erfolgt dies durch die Verwendung der zweidimensionalen Drehmatrix mit dem gemessenen Roll-Winkel als Drehwinkel.
radi = cos(roll) Δv + sin(roli) Δh (1)
lang = -sin(roll) Δv + cos(roll) Δh (2)
wobei radi = Radial-Winkel tang = Tangential-Winkel roll = Roll-Winkel
Gleichung (1) gibt die Abhängigkeit des Radial-Winkels vom Roll-Winkel für ein bestimmtes Δv und Δh an. Grundsätzlich können somit aus zwei Messungen des Radial-Winkels für zwei verschiedene Roll-Winkel (d.h. Rotationswinkel) die gesuchten Δv und Δh ermittelt werden. Falls nur zwei Messungen vorgenommen wurden, können Δv und Δh mit maximaler Genauigkeit bestimmt werden, wenn sich die beiden Meßpositionen um 90° unterscheiden. Grundsätzlich nimmt die Genauiakeit von Δv und Δh mit der Zahl der unterschiedlichen Messpositionen zu. In diesem Fall ist es zweckmäßig, Δv und Δh durch Anwendung von Optimierungsverfahren, wie Kurvenanpassung oder Ausgleichsrechnung, z.B. Minimierung der Fehlerquadrate, zu ermitteln. Da die Meßwerte für den Tangential-Winkel aus den genannten Gründen in der Regel recht ungenau sind, werden sie für die Ennittlung von Δv und Δh in der Regel nicht verwendet.
Ein schematisches Beispiel für einen solchen Fall ist in Fig. 3 gezeigt, wo die Abhängigkeit des gemessenen Radial-Winkels von dem Roll-Winkel bzw. Rotationswinkel φ in Polarkoordinaten für eine bestimmte vertikale und horizontale Fehl Orientierung Δv bzw. Δh der Walze dargestellt ist. In karthesischen Koordinaten ist dabei x = cos(roll) " radi und y = sin(roll) ' radi gesetzt. Für relativ kleine Fehlorientierungen Δv bzw. Δh ergibt sich dabei als geometrischer Ort, auf dem diese Größen bei kontinuierlicher Messung über einen Rotationswinkel von 360° liegen würden, näherungsweise eine Ellipse. Die tatsächlichen Meßwerte des Radial-Winkels bei unterschiedlichen Roll-Winkeln streuen im Rahmen des jeweiligen Meßfehlers um die theoretisch durch ein bestimmtes Δv und ein bestimmtes Δh vorgegebene Kurve (hier: Ellipse). Aus den ermittelten Meßwerten kann also mittels der Anwendung von Optimierungsverfahren, insbesondere Kurvenanpassung bzw. Ausgleichsrechnung nach der Methode der kleinsten Fehlerquadrate, der geometrische Ort ermittelt werden, auf dem die Meßdaten bei kontinuierlicher Messung über einen Roll-Winkel bzw. Rotationswinkel von 360° liegen würden, d.h. man erhält als Ergebnis die Parameter der am besten zu den Meßwerten passenden Ellipse. Aus diesen so ermittelten Kurvenparametern kann nun auf die der ermittelten Kurve zugrunde liegende Fehlorientierung Δv und Δh geschlossen werden (in Fig. 3 ergibt sich Δv und Δh als der Wert bei 0° bzw. 90°). In Fig. 4 ist eine alternative Darstellung zu Fig. 3 gezeigt, in welcher der Wert von Radial-Winkel mal cos(φ) bzw. Radial-Winkel mal sin(φ) über dem Roll-Winkel aufgetragen ist.
Eine andere Art der Auswertung besteht darin, daß man Gleichung (1) überführt in
radi = A - sin(roil + Δφ) (3)
mit: tan(Δφ) = Δv/Δh und
Λ = Δv- + Ah2 Auch hier reichen im Prinzip zwei Wertepaare für den Radial-Winkel und den Roll-Winkel aus, um A und Δcp zu bestimmen, woraus dann wiederum die gesuchten Δv und Δh bestimmt werden können. Genauere Ergebnisse können erhalten werden, wenn mehrere Messungen über einen möglichst großen Bereich des Rollwinkels bzw. Rotationswinkels φ durchgeführt und ausgewertet werden, um A und Δφ zu bestimmen, was dann zweckmäßigerweise durch Ausgleichsrechnung erfolεt.
Das oben beschriebene einfache Modell gilt jedoch nur, solange der Tangential-Winkel relativ klein ist, d.h. solange der Tangential-Winkel durch eine entsprechend gestaltete Kontaktfläche der Sonde 14 relativ genau durch das Anlegen der Sonde 14 an den Walzenumfang 12 durch die Walzenorientierung festgelegt wird. Dies erfordert jedoch, wie oben erwähnt, unter Umständen, vor allem für große Walzendurchmesser, eine aufwendige bzw. unhandliche Gestaltung der Sonde 14. Das oben beschriebene Meßverfahren kann grundsätzlich jedoch auch für Fälle verwendet werden, in welchen der Tangential-Winkel auch nach dem Anlegen der Sonde 14 an die Walze 10 mehr oder weniger Undefiniert ist und deshalb auch relativ große Werte annehmen kann. In diesem Fall muß jedoch der Tangential-Winkel bei jeder Messung zusätzlich zu dem Radial-Winkel und dem Roll-Winkel mit erfaßt werden. Der jeweils gemessene Tangential-Winkel wird dann verwendet, um gegebenenfalls den gemessenen Radial-Winkel und den gemessenen Roll-Winkel in einen entsprechend bezüglich des gemessenen Tangential- Winkels korrigierten Radial-Winkel und einen korrigierten Roll- Winkel umzuwandeln, wobei diese korrigierten Werte dann anstelle der gemessenen Werte der oben beschriebenen Auswertung unterzogen werden. Die korrigierten Werte werden aus einer entsprechenden Koordinatentransfonnation ermittelt.
Da demzufolge der Tangential-Winkel, solange er von der Sonde 14 gemessen wird, nicht durch das Ansetzen der Sonde 14 an den Walzenumfang 12 festgelegt sein muß, kann die Anlagefläche der Sonde 14 im Extremfall einfach als ebene Fläche ausgebildet sein, so daß sich als Kontaktbereich zwischen der Sonde 14 und der Walzenumfangsfläche 12 im wesentlichen nur eine Gerade ergibt, die in der Umfangsflache 12 liegt und parallel zu der Walzenachse 20 orientiert ist. In diesem Fall ist die Orientierunε der Sonde 14 nur noch in einer Raumrichtung, nämlich entlang der Walzenachse 20, durch das Anlegen an den Walzenumfang 12 festgelegt. Diese Ausführungsform der Meßsonde 14 ist in Fig. 2 schematisch angedeutet, wobei die gestrichelten Linien ein Abrollen der Sonde 14 auf dem Umfang 12 der Walze 10 andeuten, was zu einem geänderten Rotationswinkel φ führt.
Eine Verkippung der Sonde 14 um die Walzenachse 20, d.h. ein Abrollen der Sonde 14 auf dem Walzenumfang 12, entspricht dabei im wesentlichen der Überführung in eine neue Meßposition mit entsprechend anderem Rotationswinkel φ, während eine Verdrehung der Sonde 14 an der Kontaktstelle um eine Achse, die durch die Kontaktgerade geht und senkrecht zu der Walzenachse 20 steht, d.h. eine Änderung des Tangential- inkels, durch die Messung des Tangential- Winkels und die Berücksichtigung der Auswirkung des Tangential- Winkels auf die Bedeutung des Radial-Winkels und des Roll-Winkels hinsichtlich der Orientierung der Walze 10 durch die Berechnung des korrigierten Roll-Winkels und des korrigierten Radial-Winkels kompensiert werden kann. Bei dieser Ausfuhrungsform kann also eine wesentlich vereinfachte Kontaktfläche für die Sonde 14 verwendet werden.
Dieser Ausführungsform der Sonde 14 liegt das allgemeine Konzept zugrunde, daß aus der vollständigen Kenntnis der Lage der Sonde 14 im Raum bezüglich der Referenzrichtungen 18 und 22 in dem Koordinatensystem der Sonde 14 (durch Messung des Radial-, Tangential- und Roll-Winkels) und der Kenntnis der Form des zu vennessenden Körpers (Zylinderfläche) sowie dem Wissen, daß die Sonde 14 in jeder Meßposition auf dieser Zylinderfläche 12 liegt, über entsprechende Koordinatentransformationen die vertikale und horizontale Fehl Orientierung Δv bzw. Δh der Walze 10 auch bei „Undefiniertem" Tangential-Winkel ermittelt werden können. Maßgeblich hierbei ist, daß die Auswertung der Meßdaten in einem günstig gewählten Koordinatensystem erfolgt, wobei dies ansonsten wie oben beschrieben vorzugsweise durch eine Kurvenanpassung bzw. Ausgleichsrechnung mit theoretisch ermittelten Kurven erfolgt. Gegebenenfalls müssen also, im Unterschied zu der ersten Ausführungsform, die gemessenen Radial-, Tangential- und Roll-Winkel vor der Auswertung in das entsprechende Koordinatensystem gemäß den oben beschriebenen geometrischen Randbedingungen transformiert werden. Bisher wurde der Fall betrachtet, daß die Sonde die für die Auswertung gewünschten Meßwerte für den Radial-Winkel (und ggfs. den Tangential-Winkel) direkt liefert. Dies ist jedoch bei erhältlichen Lagemeßsonden oft nicht der Fall. Vielmehr gibt die Lagemeßsonde standardmäßig oft nicht den eigentlichen Meßwert für den Radial-Winkel und. den Tangential-Winkel aus, sondern nimmt mittels des gemessenen Roll-Winkels bereits eine Transformation der Meßergebnisse aus dem Koordinatensystem der Sonde in das Laborkoordinatensystem (d.h. das Koordinatensystem der Fabrikhalle) vor und gibt dann diese transformierten Werte aus, die üblicherweise "Pitch- Winkel" und 'Naw-Winkel" genannt werden und im vorliegenden Fall Δv und Δh entsprechen würden (der Roll-Winkel wird jedoch nicht transformiert und entspricht dem bisher betrachteten Roll-Winkel). Diese von der Sonde ausgegebenen Pitch- Winkel und Yaw- Winkel würden sich für Messungen bei verschiedenen Roll-Winkeln bzw. Rotati ons winkeln φ nur im Rahmen des Meßfehlers ändern, während die oben definierten Radial-Winkel bzw. Tangential-Winkel systematisch vom Roll-Winkel bzw. Rotationswinkel φ gemäß Gleichung (1) bzw. (2) abhängen.
Um also in der oben angegebenen Weise die gesuchte Fehlorientierung Δv und Δh ermitteln zu können, ist es erforderlich, die unerwünschte Koordinatentransformation durch die Sonde rückgängig zu machen, um für jede Messung aus den von der Sonde ausgegebenen Werten für den Pitch- Winkel, Yaw- inkel und Roll-Winkel zumindest den zugehörigen Radial-Winkel (der Tangential-Winkel ist in der Regel viel ungenauer und ist deshalb meist nicht von Interesse) zu ermitteln. Dabei gilt:
radi - cos(roll) x Pitch- Winkel 4- sin(roll) x Yaw- Winkel (4)
lang = -sin(roll) x Pitch- Winkel 4- cos(roll) x Yaw- Winkel (5)
wobei radi = Radial-Winkel tang = Tangential-Winkel roll = Roll-Winkel Die für jede Messung mittels Gleichung (4) berechneten Radial-Winkel können dann in der oben bescluiebenen Weise ausgewertet werden, um über Gleichung (1) die Fehlorientierung Δv und Δh zu ermitteln.

Claims

Ansprüche
L Verfahren zum Ermitteln der Ausrichtung eines zylindrischen Körpers (10) bezüglich einer Referenzrichtung (18), wobei mittels einer Lagemeßsonde (14), die auf die Referenzrichtung geeicht ist, in einer ersten Meßposition auf der Umfangsflache (12) des Körpers eine erste Lagemessung durchgeführt wird und in mindestens einer zweiten Meßposition auf der Umfangsflache des Körpers, die sich sich durch ihren Rotationswinkel (φ) in Umfangsrichtung bezüglich der Körperachse von der ersten Meßposition unterscheidet, eine zweite Lagemessung durchgeführt wird und aus den ermittelten Meßdaten die Ausrichtung des Körpers bezüglich der Referenzrichtung errechnet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationswinkeldifferenz zwischen der ersten und der zweiten Meßposition etwa 90 Grad beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Meßpositionen vorgesehen ist, die sich im wesentlichen gleiclunäßig über einen vorgegebenen Bereich des Rotationswinkels (φ) verteilen.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtung des Körpers (10) durch die Anwendung von Optimierungsverfahren, insbesondere Kurvenanpassung bzw. Ausgleichsrechnung, aus den Meßdaten ermittelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß aus den Meßdaten durch Anwendung von Optimierungsverfahren, insbesondere Kurvenanpassung bzw. Ausgleichsrechnung, der geometrische Ort ermittelt wird, auf dem die Meßdaten bei kontinuierlicher Messung über einen Rotationswinkel (φ) von 360 Grad liegen würden und aus den Parametern des so ermittelten geometrischen Orts die Ausrichtung des Körpers (10) ermittelt wird.
. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeiclmet, daß die Lagemeßsonde (14) ihre Drehung um drei im Koordinatensystem der Lagemeßsonde ortsfeste, aufeinander im wesentlichen senkrecht stehende Achsen (24, 26, 18) als Radial-, Tangential- bzw. Rollwinkel bzgl. der Referenzrichtung erfaßt, wobei die Lagemeßsonde in den Meßpositionen so an dem Körper (10) liegt, daß der Roll- Winkel im wesentlichen die Drehung der Sonde um eine zu der Körperachse (20) annähernd parallele Achse (18), der Radial-Winkel die Drehung der Sonde um eine im wesentlichen senkrecht zu der Körperachse stehende und tangential bezüglich der Umfangsflache (12) verlaufende Achse (24) und der Tangential-Winkel die Drehung der Sonde um eine im wesentlichen senkrecht zu der Körperachse und der Umfangsfl che stehende Achse (26) angibt, wobei sich die Orientierung der Achsen für den Radialwinkel und den Tangential-Winkel mit dem Roll-Winkel dreht.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagemeßsonde bei jeder Messung aus dem gemessenen Radial-, Tangential- und Roll-Winkel durch Koordinatentransformation in das Koordinatensystem der Referenzrichtung einen Pitch- Winkel und einen Yaw- Winkel, die der vertikalen bzw. horizontalen Verkippung der Sonde entsprechen, ermittelt und diese statt der Meßergebnisse für den Radial-Winkel und den Tangential-Winkel ausgibt, wobei mindestens der Radial-Winkel durch Rücktransformation ermittelt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Meßposition der Radial-Winkel erfaßt wird und die Ausrichtung des Körpers (10) aus der so ermittelten Abhängigkeit des Radial-Winkels vom Rotationswinkel (φ) ermittelt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeiclmet, daß in jeder Meßposition der zugehörige Rotationswinkel (φ) als der von der Lagemeßsonde (14) erfaßte Roll- Winkel angenommen wird.
10. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeiclmet, daß in jeder Meßposition der Roll-Winkel, der Radial-Winkel und der Tangential-Winkel erfaßt werden, um einen korrigierten Radial-Winkel und einen korrigierten Roll-Winkel, der dem Rotationswinkel (φ) entspricht, zu berechnen, die statt der gemessenen Werte bei der Berechnung der Ausrichtung des Körpers (10) verwendet werden.
1 1. Verfaliren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeiclmet, daß der Tangential-Winkel verwendet wird, um aus dem gemessenen Radial-Winkel den korrigierten Radial- Winkel zu berechnen und um aus dem gemessenen Roll-Winkel den korrigierten Roll- Winkel zu berechnen.
12. Verfaliren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß bezüglich der einzelnen Meßpositionen keine wesentliche Drehung oder Nerkippung der Lagemeßsonde (14) bezüglich der Umfangsflache (12) des Körpers (10) erfolgen kann.
13. Verfaliren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagemeßsonde (14) vor der Messung fest an dem Köper (10) angebracht wird und durch Rotation des Körpers um seine Körperachse (20) in die jeweilige Meßposition gebracht wird.
14. Verfaliren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeiclmet, daß die Lagemeßsonde (14) durch manuelles Ansetzen, insbesondere durch Verschieben in Umfangsrichtung des Körpers (10), in die einzelnen Meßpositionen gebracht wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeiclmet, daß die Ansatzseite der Lagemeßsonde so ausgebildet ist, daß die Lagemeßsonde nach dem Ansetzen an den Umfang (12) des Körpers (10) nur in Körperlängsrichtung und in Umfangsrichtung des Körpers verschiebbar ist, ansonsten in ihrer Orientierung bezüglich des Körpers fest ist.
16. Verfaliren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansatzseite der Lagemeßsonde (14) zwei parallele, in Abstand voneinander angeordnete Ansatzflächen (16) aufweist.
17. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekeimzeiclinet, daß die Ansatzseite der Lagemeßsonde (14) im wesentlichen als eine ebene Flache ausgebildet ist.
18. Verfaliren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagemeßsonde (14) mindestens einen optischen Kreisel enthält.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102052897A (zh) * 2010-12-07 2011-05-11 上海锅炉厂有限公司 筒体中心与四中线的定位方法
CN103861871A (zh) * 2012-12-12 2014-06-18 攀钢集团攀枝花钢钒有限公司 轧机传动轴定位方法及系统

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6792688B2 (en) * 2000-08-09 2004-09-21 Prüftechnik Dieter Busch AG Process and device for determining the alignment of a body with regard to a reference direction
DE10301304A1 (de) * 2003-01-15 2004-08-12 Prüftechnik Dieter Busch AG Verfahren und Messvorrichtung zum Ermitteln der Ausrichtung eines zylindrischen Körpers
US6983549B2 (en) * 2003-06-02 2006-01-10 Mark Vincent Loen Method to accurately measure small angular differences between surfaces
EP2299239B1 (de) * 2008-06-30 2015-08-19 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Wellenkurvenkalkulationssystem eines tubinenrotors
US8417469B1 (en) * 2010-08-24 2013-04-09 The Boeing Company Force measurement
CN103411566B (zh) * 2013-08-02 2016-01-13 上海锅炉厂有限公司 一种气化炉接管部位壳体与内件对接的测量方法
CN104457672B (zh) * 2014-11-14 2017-03-22 武汉航空仪表有限责任公司 一种角规夹具的调试方法
DE102018006464B4 (de) * 2018-08-16 2024-09-05 Tracto-Technik Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zum Positionieren einer elektronischen Einheit an einer Erdbohrvorrichtung
CN113714334A (zh) * 2021-08-17 2021-11-30 山东磐金钢管制造有限公司 一种基于激光跟踪仪的矫直机中心线标定方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5579585A (en) * 1994-10-17 1996-12-03 Schaeffer; Michael Free axis alignment apparatus and method for use
EP0928951A2 (de) * 1998-01-13 1999-07-14 Prüftechnik Dieter Busch Ag Lagemesssonde zum gegenseitigem Ausrichten von Körpern
WO1999064818A1 (fr) * 1998-06-09 1999-12-16 Centre De Recherches Metallurgiques A.S.B.L. Procede et dispositif de positionnement d'un objet par rapport a une direction de reference
EP1092947A2 (de) * 1999-10-15 2001-04-18 Prüftechnik Dieter Busch Ag Verfahren zum Ermitteln der Ausrichtung eines zylindrischen Körpers bezüglich einer Referenzrichtung

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3911307C2 (de) 1989-04-07 1998-04-09 Busch Dieter & Co Prueftech Verfahren zum Feststellen, ob zwei hintereinander angeordnete Wellen hinsichtlich ihrer Mittelachse fluchten oder versetzt sind
JP3587415B2 (ja) 1996-11-29 2004-11-10 新日本製鐵株式会社 ロ−ル平行度測定装置
DE19710837C1 (de) * 1997-03-15 1998-06-18 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung und Verfahren zur Achsvermessung

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5579585A (en) * 1994-10-17 1996-12-03 Schaeffer; Michael Free axis alignment apparatus and method for use
EP0928951A2 (de) * 1998-01-13 1999-07-14 Prüftechnik Dieter Busch Ag Lagemesssonde zum gegenseitigem Ausrichten von Körpern
WO1999064818A1 (fr) * 1998-06-09 1999-12-16 Centre De Recherches Metallurgiques A.S.B.L. Procede et dispositif de positionnement d'un objet par rapport a une direction de reference
EP1092947A2 (de) * 1999-10-15 2001-04-18 Prüftechnik Dieter Busch Ag Verfahren zum Ermitteln der Ausrichtung eines zylindrischen Körpers bezüglich einer Referenzrichtung

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102052897A (zh) * 2010-12-07 2011-05-11 上海锅炉厂有限公司 筒体中心与四中线的定位方法
CN103861871A (zh) * 2012-12-12 2014-06-18 攀钢集团攀枝花钢钒有限公司 轧机传动轴定位方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004511793A (ja) 2004-04-15
DE10194459D2 (de) 2003-09-11
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WO2002033347A3 (de) 2002-09-06
US6591218B1 (en) 2003-07-08
CA2425377A1 (en) 2003-04-09
CA2425377C (en) 2009-01-20
AU2346002A (en) 2002-04-29

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