[发明专利]用于进行圆型材的圆度测量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对在轧机中沿纵向方向向前行进的圆型材进行圆 度测量或形状偏差测量的方法，其中以本身已知的方式借助具有至少两个 激光扫描器的测量装置，产生和测量至少三个贴靠在待测量的圆型材上并 包围该圆型材的、形成多边形的投影边缘，并由此计算出相应的切线，该 激光扫描器分别具有光敏传感器和激光器。

背景技术

在钢铁工业中，在专用的轧机/轧机机列中轧制所谓的长形产品/条钢 (Langprodukt)，以得到希望的最终产品。如果要将这些长形产品轧制 成圆棒材，则通常在一具有多个轧制模块(通常为3辊式模块/3辊组)的 三辊精轧机架/机座(Gerüst)中将这些长形产品轧制成成品尺寸并输送到 一用于冷却的冷却床。一般使用四个分别带三个轧辊的轧制模块，其中从 一个轧制模块到下个轧制模块，轧辊的中心面转过了60°。这种棒钢通常 相对于圆形形状具有多边形的形状偏差，主要为“三波纹”或“六波纹” 的形状。

如果在周缘上利用一机械卡尺或光学地测量多边形棒钢的直径，则所 测得的所有直径都具有相同的值。然而，实际上该产品不是圆的，而是不 圆的/波纹形的。这种产品被称为“常宽曲线(Gleichdick)”。

为确定所谓的常宽曲线误差，使用带有支承棱柱(Auflageprisma)的 卡尺。建议根据周向廓形的波纹形使用不同的支承角度。

从数十年前起便在相关的DIN标准中解释和说明了对圆度的机械测量 及其计算，例如德国标准DIN ISO 4291“Verfahren für die Ermittlung der Rundheitabweichung(用于确定圆度偏差的方法)”、DIN ISO 6318 “Rundheitmessung，Begriffe und  für die Rundheit(圆度测 量、圆度的术语和参数)”、以及DIN ISO 4292“Verfahren zum Messen von Rundheitabweichung，Zweipunkt-und Dreipunkt-Messverfahren(用于测 量圆度偏差的方法，两点或三点测量法)”。

利用机械式圆度测量装置对本文所述类型的长形产品进行的机械式测 量必须离线/在生产线外进行。对于这种测量操作，必须将样品夹紧在精密 转动装置中。一描绘器/接触检测器(Tastfühler)在旋转运动期间测量型 材/廓形的半径偏差。作为结果得到周向廓形的图形显示，该周向廓形具有 与各角度相关的直径。对该周向廓形的分析在上述的相关标准中有详细说 明。

在实验室中进行机械测量时，可通过样品的转动得到无限数量的周向 点。而在沿纵向方向输送产品的生产线上，对所有期望的切线的测量必须 同时进行，以便能够得到局部横截面的廓形。因此在线的机械测量是不可 能的。

在对不圆度进行分析和确定时的重要输出参数包括，所谓的参考圆及 其圆心，测量过程的所有其它步骤都与它们相关。在上述标准中说明了四 种不同的确定方式。

除机械测量装置外，同样从数十年前起便(例如由DE 39 16 715和 DE 40 37 383 A1)已知非接触式的测量装置。另外在JP 56-117107A中公 开了一种廓形测量方法，其中借助于激光束测量或扫描待测的长形产品。 例如，该文献公开了，即使对于常宽曲线也可这样实现精确的廓形测量： 在一廓形待测的物体的外周上，设置第一、第二和第三切线，通过由这些 切线确定的圆与待测长形产品的廓形之间的差来进行廓形测量。这里这些 切线的设置借助于激光束或投影光束来进行。

另外由DE 100 23 172 A已知一种用于测量本文所述的圆形产品或圆 型材的不圆度的方法。该方法使用包括三个以上的激光扫描器的测量装置， 这些激光扫描器分别具有光敏传感器和激光器。圆形产品被来自各激光扫 描器的激光束这样照射，使得圆形产品在相配属的传感器上投影一个或两 个投影边缘。为每个投影边缘算出一平行于激光束延伸的直线。另外，由 每三个求得的直线算出一个圆，所述直线作为切线贴靠在该圆上。重复地 计算出圆，将圆的最大直径与最小直径的差作为不圆度。