DE2819395B1

DE2819395B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen der Breite von Walzerzeugnissen

Info

Publication number: DE2819395B1
Application number: DE2819395A
Authority: DE
Inventors: Manfred Brenke; Juergen Ihlefeldt; Hermann-Josef Prof Di Kopineck; Wilhelm Dipl-Phys Dr Tappe
Original assignee: Hoesch Werke AG
Current assignee: Hoesch AG
Priority date: 1978-05-03
Filing date: 1978-05-03
Publication date: 1979-05-03
Also published as: GB2020414B; NL7902289A; FR2425052B1; GB2020414A; AT382239B; BE876006A; IT1114750B; JPS54155071A; DE2819395C2; US4384303A; ATA106279A; LU81218A1; IT7948475A0; FR2425052A1; JPS612881B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen berührungslosen Bestimmung der Breite von Walzerzeugnissen innerhalb einer Walzstraße, vorzugsweise von Walzbreitband mittels Diodenzeilenkameras, auf deren nebeneinander angeordnete Dioden die beiden Seitenkanten des von einer Lichtquelle hinterleuchteten Walzgutes optisch abgebildet werden, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Verfahren und Vorrichtungen zum Bestimmen der Breite von Walzerzeugnissen sind bekannt, vgl. »Stahl und Eisen« 1977, Nr. 4, S. 147/150. Die bekannte

ίο Einrichtung besteht aus zwei Diodenzeilenkameras, von denen je eine oberhalb einer Bandkante eines auf einem Rollgang laufenden Walzbandes angeordnet ist. Unterhalb des Rollganges, der in einer einem Kaltwalzwerk vorgeschalteten Beizeinrichtung angeordnet ist, sind Lichtbänder zum Hinterleuchten des Bandes bzw. dessen Kanten vorgesehen. Die Diodenzeilenkameras sind dabei in dem Oberteil eines Gestells auf einer Welle mittels Motorkraft in Achsrichtung verschiebbar bzw. verfahrbar. Bei dieser bekannten Einrichtung, mittels der die Breite von kaltem Walzband gemessen wird, müssen die Kameras in nachteiliger Weise jeweils vor Beginn einer Messung aus einer Ausgangsposition in eine Meßposition verfahren werden; bewegliche Meßeinrichtungen, die unter rauhen Bedingungen, wie erhöhten Temperaturen in mit Staub und Dampf angereicherter Atmosphäre arbeiten müssen, sind jedoch nur bedingt funktionsfähig. Eine Sicherung der empfindlichen Öffnungen der Diodenzeilenkameras und der Verfahreinrichtung gegen diese Einflüsse ist aber nicht möglich, weil eine durchgehende spaltförmige Öffnung in dem Apparategehäuse für die Messungen erforderlich ist. Darüber hinaus werden bei der bekannten Einrichtung zum Hinterleuchten der zu messenden Bänder gleichstromgespeiste Leuchtstofflampen verwendet, durch die weitere Nachteile gegeben sind. Insbesondere sind zum Verhindern der bereits nach kurzer Betriebsdauer auftretenden dunklen Zonen in gleichstromgespeisten Leuchtstofflampen besondere Umschalteinrichtungen für Polumschaltungen erforderlieh, da nur mit Wechselstrom betriebene Leuchtstofflampen eine genügend hohe Beleuchtungsintensität für den gegebenen Verwendungszweck erreichen. Ferner werden bei der bekannten Einrichtung zeitlich sehr nahe beieinanderliegende Messungen durchgeführt, wobei der Meßzyklus von der Walz-Bandbreite abhängt und für das breiteste Band rd. 1 msec dauert. Die auf die Dioden der Diodenzeilenkameras aufgebrachte elektrische Ladung ist daher verhältnismäßig gering.
Es ist ferner bereits eine Meßeinrichtung zum Messen

so der Breite von heißem Walzgut bekannt, vgl. »Stahl und Eisen« 1977, Nr. 19, S. 927/932, bei der die Eigenstrahlung des heißen Walzgutes als Lichtquelle für je eine zu beiden Seiten und oberhalb eines Rollganges angeordnete feststehende Diodenzeilenkamera verwendet wird.

Abgesehen davon, daß Meßergebnisse nur dann erhältlich sind, wenn das Walzgut eine Temperatur von mehr als 55O⁰C aufweist und daher auch auf heißerem Walzgut mitgeführte Wasserlachen, Zunderflecke usw. zu falschen Meßergebnissen führen, ist bei der bekannten Einrichtung eine weitere seitliche Kamera vorgesehen, um Vertikalbewegungen des zu messenden Bandes zu erfassen und die gemessene Breite zu korrigieren. Eine derartige Anordnung ist für die meisten betrieblichen Anwendungsfälle jedoch nicht brauchbar, da Rollgänge, auf denen das Walzgut gefördert wird, seitliche Begrenzungen durch Führungslineale haben, wegen denen eine Beobachtung des transportierten Bandes durch eine zusätzliche seitliche

ORIGINAL INSPECTED

Kamera nicht möglich ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels der die Nachteile der bekannten Verfahren und Vorrichtungen vermieden werden und auch die Breite von heißem Walzgut, insbesondere solchem im Temperaturbereich von 400 bis 1200° C, unter den rauhen Bedingungen eines Warmwalzwerkes und in einem von der Walz-Bandbreite in seiner zeitlichen Dauer unabhängigen Meßzyklus gemessen werden kann, wobei eine gleichbleibende volle Funktionsfähigkeit gegeben und ferner gewährleistet ist, daß die Breite auch von solchen Bändern richtig und genau meßbar ist, die nicht genau in der Mitte eines Rollganges transportiert werden.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Lage der beiden hinterleuchteten Seitenkanten des Walzgutes durch wechselstromgespeiste Lampen in einem Meßzyklus von jeweils 10 msec durch Optiken auf die Dioden der Diodenzeilenkameras abgebildet werden und daß für beide Seitenkanten des Walzgutes gleichzeitig die elektrische Ladung der Dioden jeweils im Maximum der Beleuchtungsstärke der Lampen innerhalb eines jeden Meßzyklus in einer Zeit von 200μ5εο abgefragt wird und aus der Anzahl der unbelichteten Dioden der Diodenzeilenkameras die Breite des Walzgutes ermittelt wird.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gegeben, daß die Abfrage der elektrischen Ladung der Dioden für einander gegenüberliegende Kanten zeitlich parallel durchgeführt wird, die Hell-Dunkelübergänge der abgebildeten Kanten in den Diodenzeilen festgestellt, die durch das Walzgut abgedunkelten Dioden in den Diodenzeilen oberhalb beider Kanten gezählt und die erhaltenen Zählwerte mit dem Maß für die Entfernung der einander gegenüberliegenden Diodenzeilen, die je einen HeII-Dunkelübergang aufweisen, zu einem die Breite des Walzgutes kennzeichnenden Meßwert addiert werden.

Die zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung optimal geeignete Vorrichtung, bestehend aus oberhalb des Walzgutes angeordneten Diodenzeilenkameras und unterhalb des Walzgutes angeordneten Leuchtstofflampen ist so aufgebaut, daß oberhalb jeder Kante des Walzgutes in einer Reihe quer zur Förderrichtung jeweils mehrere feststehende, mit ihren Meßbereichen aneinander anschließende oder sich überlappende Diodenzeilenkameras und unterhalb des Walzgutes wechselstromgespeiste Lampen angeordnet sind, und daß die durch die maximale Beleuchtungsstärke der Lampen ausgelösten Impulse einer Triggereinheit den zeitlichen Meßablauf der Diodenzeilenkameras steuern.

In vorteilhafter Weise sind die Diodenzeilenkameras jeweils durch ein schmalbandiges, optisches Filter geschützt, so daß die Wärmestrahlung nicht auf die Diodenzeilen trifft. Wesentlich zur vollen Funktionsfähigkeit der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung trägt bei, wenn vor den Diodenzeilenkameras je ein mit einer Schlitzblende versehener Tubus vorgesehen ist, dessen Länge wesentlich größer ist als sein Durchmesser. Eine vorteilhafte Ausbildungsform der Meßvorrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Diodenzeilenkameras in einem wassergekühlten Gehäuse angeordnet sind, wobei vor jeder Kamera eine Gehäuseöffnung mit dem Filter vorgesehen ist und der jeder Diodenzeilenkamera zugeordnete Tubus am Gehäuse befestigt ist.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und der zur Durchführung dieses Verfahrens verwendeten Vorrichtung sind insbesondere darin zu sehen, daß unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Verfahren und Vorrichtungen die Breite von heißem Walzgut auch unter den rauhen Bedingungen eines Warmwalzwerkes einwandfrei und genau über einen längeren Zeitraum ohne Wartung gemessen werden kann, wobei die Dauer jedes einzelnen Meßzyklus von der Breite des zu messenden Walzbandes unabhängig ist Wesentlich ist ferner, daß die Breite auch von solchen Walzbändern einwandfrei meßbar ist, die nicht genau in der Mitte des Rollganges transportiert werden.

!5 Das Verfahrens und die Vorrichtung nach der Erfindung sind im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung der Meßvorrichtung,

Fig.2 schematisch den zeitlichen Ablauf aufeinanderfolgender Meßvorgänge.

Wie aus F i g. 1 hervorgeht, wird auf einem schematisch durch eine Rolle 1 dargestellten Rollgang das in seiner Breite zu messende Walzerzeugnis, nämlich ein Warmband 2 transportiert. Unterhalb des Rollganges in einem Spalt zwischen zwei nebeneinander angeordneten Rollen 1 ist eine mit Wechselstrom betriebene Leuchtstofflampe 3 vorgesehen. Die Leuchtstofflampe 3 sitzt in einem wasserdichten, nicht dargestellten Kasten, dessen Oberseite eine durchsichtige Scheibe aufweist, die ständig von Wasser überspült wird. Oberhalb des Rollganges und zwar über jeder Kante des Warmbandes 2 sind je zwei Diodenzeilenkameras 4 angeordnet, die, wie aus den eingezeichneten Öffnungswinkeln der Optiken hervorgeht, sich mit ihren Meßbereichen um einen Betrag »a« überlappen. Zwischen den in einer Reihe quer zur Förderrichtung angeordneten Diodenzeilenkameras 4 je einer Bandkante ist eine Zwischenstrecke »b« vorgesehen, die nicht innerhalb der Meßbereiche der Kameras 4 liegt. Die Diodenzeilenkameras 4 sind in einem wassergekühlten und wassersowie staubdichten Gehäuse 5 angeordnet, wobei vor jeder Kamera eine öffnung mit einem schmalbandigen, optischen Filter 6 vorgesehen ist. An das Gehäuse 5 ist weiterhin jeweils das Filter 6 umfassend ein mit einer Schlitzblende versehener Schutztubus 7 angeschraubt

Zum Messen der Breite des Warnbandes 2 wird dieses durch die Leuchtstofflampe 3 hinterleuchtet, so daß die Bandkanten des Warmbandes 2 durch die Optiken 4a auf die Dioden der außenliegenden Diodenzeilenkameras 4.1 und 4.2 abgebildet werden. Ein Meßzyklus, der aus der Belichtungszeit der Dioden und der 200 \isec dauernden Abfragezeit der Dioden besteht, dauert dabei entsprechend der Frequenz des Lampenspeise-

^r)5 Stroms 10 msec. Aus der Größe der auf den Dioden vorhandenen elektrischen Ladung, die abgefragt wird, ergibt sich, ob die Diode belichtet oder unbelichtet geblieben ist. Ist die Diode belichtet, so liegt sie außerhalb des zu messenden Warmbandes 2, ist sie unbelichtet geblieben, so liegt sie innerhalb der Breite des Warmbandes 2 Aus der Anzahl der unbelichteten Dioden in der Kamera 4.1 und in der Kamera 4.2 jeweils für eine Bandkante ergibt sich eine Strecke »c\« bzw. »Cz«. Durch einfache Addition der zwischen c\ und C₂ liegenden Strecke d zu c\ und zu C₂ erhält man die gemessene Breite des Warmbandes 2. Der Abstand C₃ ist dabei gegeben durch den Abstand der Meßbereiche der jeweils messenden Diodenzeilenkameras 4, im vorlie-

genden Fall der Kamera 4.1 und 4.2.

Jeweils aufeinanderfolgende Meßzyklen sind in F i g. 2 dargestellt. Wie aus der Darstellung ersichtlich, erfolgt die Abfragung der elektrischen Ladung jeweils im Maximum der Beleuchtungsstärke der Lampen bei jedem Meßzyklus. Im übrigen erfolgt die Abfragung der elektrischen Ladung der Dioden für einander gegenüberliegende Kanten des Warmbandes 2 zeitlich parallel bzw. mit dem gleichen Abfragetakt.

Jeder Meßzyklus gemäß Fig.2 wird angestoßen (getriggert) durch einen Impuls, der durch die maximale Beleuchtungsstärke der Lampen 3 ausgelöst wird, so daß auf diese Weise der Meßzyklus der Diodenzeilenkameras 4 durch die Beleuchtungsstärke der Lampen 3 gesteuert wird. Zu diesem Zweck ist die Triggereinheit 8 innerhalb des Gehäuses 5 vorgesehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur kontinuierlichen berührungslosen Bestimmung der Breite von Walzerzeugnissen innerhalb einer Walzstraße, vorzugsweise von Walzbreitband mittels Diodenzeilenkameras, auf deren nebeneinander angeordnete Dioden die beiden Seitenkanten des von einer Lichtquelle hinterleuchteten Walzgutes optisch abgebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der beiden hinterleuchteten Seitenkanten des Walzgutes (2) durch wechselstromgespeiste Lampen (3) in einem Meßzyklus von jeweils 10 msec durch Optiken {4a) auf die Dioden der Diodenzeilenkameras (4,1 bzw. 4,2) abgebildet werden, und daß für beide Seitenkanten des Walzgutes gleichzeitig die elektrische Ladung der Dioden jeweils im Maximum der Beleuchtungsstärke der Lampen (3) innerhalb eines jeden Meßzyklus in einer Zeit von 200 μβεΰ abgefragt wird und aus der Anzahl der unbelichteten Dioden der Diodenzeilenkameras die Breite des Walzgutes ermittelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfragung der elektrischen Ladung der Dioden für einander gegenüberliegende Kanten zeitlich parallel durchgeführt wird, die Hell-Dunkelübergänge der abgebildeten Kanten in den Diodenzeilen festgestellt, die durch das Walzgut (2) abgedunkelten Dioden in den Diodenzeilen oberhalb beider Kanten gezählt und die erhaltenen Zählwerte mit dem Maß für die Entfernung der einander gegenüberliegenden Diodenzeilen, die je einen Hell-Dunkelübergang aufweisen, zu einem die Breite des Walzgutes (2) kennzeichnenden Meßwert addiert werden.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb jeder Kante des Walzgutes (2) in einer Reihe quer zur Förderrichtung jeweils mehrere feststehende, mit ihren Meßbereichen aneinander anschließende oder sich überlappende Diodenzeilenkameras (4) und unterhalb des Walzgutes wechselstromgespeiste Leuchtstofflampen (3) angeordnet sind, und daß die durch die maximale Beleuchtungsstärke der Lampen (3) ausgelösten Impulse einer Triggereinheit (8) den zeitlichen Meßablauf der Diodenzeilenkameras (4) steuern.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Diodenzeilenkameras (4) jeweils durch ein schmalbandiges, optisches Filter (6) geschützt sind.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Diodenzeilenkameras (4) je ein mit einer Schlitzblende versehener Tubus (7) vorgesehen ist, dessen Länge wesentlich größer ist als sein Durchmesser.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Diodenzeilenkameras (4) in einem wassergekühlten Gehäuse (5) angeordnet sind, wobei vor jeder Kamera eine Gehäuseöffnung mit dem Filter (6) vorgesehen ist und der jeder Diodenzeilenkamera (4) zugeordnete Tubus (7) am Gehäuse befestigt ist.