CN101233383B - 用于研磨机的独立测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种测量装置，用于在研磨操作过程中测量柱体、辊和类似元件，它装备有具有几何形状和尺寸特征(例如圆度、形状、直径等)和/或结构特征(例如存在裂纹和加工硬化、硬度测量等)和/或表面特征(例如粗糙度、表面张力状态等)的检测***。几何形状特征的测量通过四个检测点来进行。

Description

用于研磨机的独立测量装置
技术领域
本发明涉及一种用于研磨机的独立测量装置。
背景技术
特别是，本发明涉及一种测量装置，用于在研磨操作过程中测量柱体、辊和类似元件，它装备有具有几何形状和尺寸特征(例如圆度、形状、直径等)和/或结构特征(例如存在裂纹和加工硬化、硬度测量等)和/或表面特征(例如粗糙度、表面张力状态等)的检测***。
来自轧钢厂的柱体的磨床(用于制造金属材料条)是大尺寸机器，它除了必须保证所获得的几何形状的精度外，还必须保证在进行测量的可重复性和准确性方面的高性能。
除了扁平金属和非金属产品的轧制，在所有部门中也都需要与在较大尺寸范围中(直径-达到和超过2m，长度-达到和超过10m)保证精度、表面质量和可重复性相关的这些特征，例如纸和印刷纸行业、发动机和大尺寸液压***的构造，例如用于船舶发动机的活塞、传动轴和肘轴(elbow shaft)。
当元件的大尺寸与复杂和限制性的几何形状和表面特征以及结构完整性相关时，通常必须使用这些机器。
例如，在铁和钢厂中，来自轧钢厂的柱体的修整操作通常在该轧钢厂自身附近的区域(称为“柱体整形器”)中进行，或者在专用于服务各种轧钢厂的车间中进行。在这些空间中，磨损和/或损坏的柱体集中进入研磨阶段，该研磨阶段适合恢复轧制处理所需的理想状态。
甚至在轧制柱体的理论型面和圆度中的微小变化都引起条、表面标记和痕迹的波动，这降低了每吨钢的经济值，同时使得制造和销售它们的厂家明显受损。而且，在要求的圆度方面的偏差将在条的随后表面保护阶段中引起问题。最后，较小的表面缺陷(例如裂纹、加工硬化等)也将危害柱体的结构完整性，从而增加事故的危险(例如灾难性的断裂)，产生生产阻塞和大量的维修成本，当然另外还有最重要的方面，与操作人员的安全相关。
为了优化柱体的修整步骤，需要在研磨处理过程中测量和随后校正它的几何形状。同时，需要确定缺陷的实体和位置，以便执行合适的研磨动作来消除它们。
本领域的目前状态定义了两种可选的方案来测量这些柱体：
在纸厂中，已经开发了基于4点的***，能够相对于柱体的圆度特征的确定具有良好的质量响应。不过，该方案的局限性是装配在轮保持器摇车上，因此与它同步操作。这意味着对于检测的质量，几何形状测量和尺寸都令人满意，但是不能在研磨循环过程中进行，尽管对结构和表面缺陷进行取样。还考虑了各种尺寸的研磨轮和传感器，测量线圈的宽度小于由研磨轮产生的宽度，从而使传感器不能覆盖整个要分析的区域。因为这是不完全的测量，因此不能保证确定所有缺陷。
相反，在铁和钢厂中，除了同步“普通”测量方法(装配在轮保持器摇车上的量规)，还有通过两个传感器进行的几何形状和尺寸分析，它们有相同的上述限制，还开发了基于异步检测方法(独立量规)的方案，它在两点操作，以便进行几何形状和尺寸测量(形状、型面、直径等)。
还建立了这样的规定(例如ISO 4292)，圆度的完整和完全测量必须通过在三个点上的两次测量和在两个点上的一次测量来进行，且这些测定必须彼此独立进行。因此，显然市场上目前的步骤和设备不能提供完全的测量。另一方面，这些装置完全充分地确定结构和表面特征，因为异步***采用的线圈节距具有传感器的尺寸。
在“普通”循环(同步)中，需要三个阶段来获得整个处理区域的完全分析：
研磨轮通过；
几何形状和尺寸以及(可选的)结构控制；
确定新的处理参数。
这些操作必须连续进行，从而增加了所需的循环时间。
而且，在不同时间的操作因素可能由于***的结构变化(因为在两次通过之间的意外事件)而引起误差。
发明内容
因此，本发明的总体目的是提供一种用于研磨机的测量装置，它适合克服上述已知技术的上述缺陷，即通过引入具有4测量点的几何形状特征的测量(这首先响应在ISO规定和操作中定义的要求)，且与在异步运动***上的“结构”和/或“表面”传感器一起。
因此，该***能够在柱体研磨的同期进行操作。
考虑到上述目的，根据本发明，设想了一种用于研磨机的独立测量装置，特别是用于要进行研磨的柱体、辊等的测量装置，它装备有几何形状和/或尺寸和/或结构和/或表面的控制机构，具有在下面的权利要求中规定的特征。
附图说明
通过下面参考附图的说明将更清楚本发明的形态和功能特征以及它相对于已知技术的优点，附图提供了本发明的非限定实例，并示意表示了根据本发明原理制造的、用于研磨机的独立测量装置。
具体实施方式
参考附图，用于柱体11、辊和类似元件的研磨机10包括至少一个基座12，承载研磨单元21(该研磨单元21装备有研磨轮22)的研磨摇车20以及独立量规的支承摇车(承载测量装置50)沿该基座12可运动地支承。
柱体11的几何形状的测量和检测装置50不仅用于来自轧钢厂的柱体(以便获得金属材料制成的条)，而且可用于其它部门，包括用于纸厂的柱体、辊和其它类似元件的研磨处理，通常为扁平非铁或钢的辊轧部分和/或领域，例如船舶发动机结构和/或大尺寸液压***。
因此，测量和检测装置50装配在独立***上，测量摇车40(作为第一特定特征)制造得具有类似于夹钳的结构51，该结构51装备有承载上部传感器54的至少一个上部臂52以及承载至少一个下部传感器55的下部臂53。
该夹钳状结构设计成可被打开/关闭，即通过使至少一个臂52、53沿箭头F所示方向平移和/或旋转，以便在测量阶段与柱体11接触，同时使它能够在处理结束时进行装载和卸载。
测量装置50还有传感器54、55，该传感器54、55定位成在至少四个点同时进行测量，而不会对研磨单元的部件产生任何干涉。
特别是，上部传感器54沿合适支承件56布置，并相对于要处理的柱体11的轴线径向定位在垂直的平面上。
其余传感器或下部检测点55中的一个可以径向定位在与支承件56的上部传感器54的位置之一在直径上相对的位置，因此也在相对于要处理的柱体的轴线的垂直的平面上，以便保证直接读出柱体11的直径。
换句话说，在通过独立运动(即通过独立于研磨轮或其它部件的平移运动的运动)来研磨所述柱体的机器上操作的本发明测量***包括至少四个传感器(54、55)，它们位于与柱体(11)或辊垂直的平面上，且两个所述传感器能够布置在彼此在直径上相对的位置。
因此，传感器定位在至少两个臂52、53上，该臂装备有自动运动装置，这使得传感器54、55能够接近和大致定位在柱体11的表面上。
然后，通过直接利用来自传感器的信号来控制精细调节。
除了上述传感器54、55，还可以加上结构故障检测***，例如寄生电流和/或超声波装置和/或硬度计，和/或用于确定表面特征的粗糙度计和类似***。
该结构和/或表面分析***设想为安装在独立量规41的结构上或其它专用结构上，也可以位于独立量规自身上。
承载有滑道(skid)61的合适支架支承结构60也设想在基座12上，以便支承要处理的柱体。
即使当柱体支承在研磨点(中心)之间时(在没有任何支架的帮助下)，***也明显起作用。
在研磨机10的自动控制***中执行的特定算法以及合适测量策略的帮助下，传感器54、55的存在能够有利地完成圆度特征的测量。
这能够完成柱体11的几何标绘，产生使得随后研磨操作能够通过合适的信息处理和反馈***而对研磨轮上的处理参数进行优化的基础，从而调节研磨柱体的圆度、型面、直径和锥度。

Claims (6)

1.一种用于测量柱体或辊(11)的几何参数的测量装置(50)，该测量装置用于扁平产品的轧制并通过在用于研磨所述柱体或辊的研磨机器上的独立运动来操作，其中所述独立运动独立于所述研磨机器的研磨轮或其它部件的平移运动，其中，所述测量装置(50)装配在支撑或测量摇车(40)上，并且包括类夹钳结构(51)，该类夹钳结构(51)装备有承载至少一个上部传感器(54)的一个上部臂(52)以及承载至少一个下部传感器(55)的下部臂(53)，所述类夹钳结构(51)通过使所述上部臂(52)和所述下部臂(53)中的至少一个平移和/或旋转而被打开和关闭，以便在测量阶段与所述柱体或辊接触，并允许所述柱体或辊的装载和/或卸载，其特征在于：所述上部臂(52)承载沿支承件(56)布置的至少三个上部传感器(54)，所述至少三个上部传感器(54)和所述至少一个下部传感器(55)相对于要处理的柱体或辊(11)的轴线沿径向定位在垂直的平面上，以便对于所有可处理的形状和尺寸都能够使至少三个上部传感器(54)和所述至少一个下部传感器(55)相对于所述柱体或辊的表面正交定位，从而实现在至少四个点同时进行测量而不会对所述研磨机器的部件产生任何干涉，并且至少一个上部传感器(54)和至少一个下部传感器(55)布置在彼此在直径上相对的相对位置上。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：该装置还包括结构和/或表面缺陷的检测***，该检测***也能够用于定位在所述类夹钳结构(51)上的柱体或辊，所述类夹钳结构与所述支撑或测量摇车(40)成一体。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述结构和/或表面缺陷的检测***包括寄生电流和/或超声波装置和/或粗糙度计和/或硬度计。
4.一种用于柱体或辊的研磨机，其特征在于：它包括根据前述权利要求1-3中的一项所述的测量装置。 
5.一种用于柱体或辊的研磨机，其特征在于该研磨机包括至少一个基座(12)，承载设置有研磨轮(22)的研磨单元(21)的研磨摇车(20)以及承载根据权利要求1-3中的一项所述的测量装置(50)的支承摇车(40)沿该基座(12)可运动地支承。
6.权利要求4或5所述的研磨机，其特征在于该研磨机还包括自动控制***，该自动控制***执行用于完成所述柱体或辊的几何标绘以及圆度特征化的测量步骤。 
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