SUBIRATS, Ignasi, Bacardit (Ballester, 27 29, Barcelona, E-08023, ES)
STUDER, Urs-Peter (Peter-Ochs-Strasse 35, Basel, CH-4059, CH)
SUBIRATS, Ignasi, Bacardit (Ballester, 27 29, Barcelona, E-08023, ES)
| Titel: Verfahren zur Bestimmung von Formparametern PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Bestimmung von Formparametern von in ihrer Längsrichtung vorbewegten Langprodukten in Walzstraßen, insbesondere zur Rundheitsbestimmungen von Rundprofilen, bei dem auf per se bekannte Weise mit Hilfe einer Messeinrichtung mit mindestens zwei Laserscannern, die jeweils einen lichtempfindlichen Sensor und einen Laser aufweisen, mindestens drei an dem zu vermessenden Langprodukt anliegende und das Langprodukt umschließende, ein Polygon bildende Schattenkanten erzeugt und vermessen und daraus die entsprechenden Tangenten errechnet werden, wobei a) vor der Messung ein Zentrum (Z0) in dem Messfeld der Messeinrichtung kalibriert und festgelegt wird, sofern ein derartiges Zentrum (Z0) noch nicht festgelegt wurde, b) Senkrechte (n, r2, r3, r4, r5, r6, rr, xτ, xy, U\ r5\ r6') vom Zentrum (Z0) zu den Tangenten (T1, T2, T3, T4, T5, T6, Tr, T2', T3', T4., T5', T6O bestimmt und somit der Abstand vom Zentrum (Z0) zu den Tangenten (Ti - T6') errechnet wird, c) die Eckpunkte (A bis L) des das Langprodukt umschließenden Polygons errechnet werden und aus den Daten des Polygons eine insbesondere komplette Kontur errechnet wird, d) bezüglich der Kontur ein Bezugskreis derart gelegt wird, dass i) die quadratische Formabweichung der Kontur zu diesem Bezugskreis ein Minimum erreicht, ii) der Bezugskreis den kleinstmöglichen Kreis darstellt, der um die Kontur passt, iii) der Bezugskreis den größtmöglichen Kreis darstellt, der in die Kontur passt, oder iv) der Bezugskreis zusammen mit einem weiteren, zu dem Bezugskreis konzentrischen Kreis die Kontur bei minimaler Radiendifferenz einschließt, M \Archιv\ZUM\051\WO\ZUM-051-WO-A-eιng doc e) der Durchmesser (Drβf) des Bezugskreises errechnet und aus der Lage im Raum das Bezugszentrum (Z9), das den Mittelpunkt des Bezugskreises darstellt, bestimmt wird, f) ein erster Satz von mindestens 2 Sektoren ausgewählt wird, die vom Bezugszentrum (Zp) mit einem wählbaren Sektorwinkel von +/- σ zur Kontur hin ausgerichtet sind und jeweils ein Kontursegment definieren, g ) g ewü n schtenfa l l s d ie Stufe f) einmal oder mehrere Male für einen zweiten Satz oder für mehrere weitere Sätze von Sektoren wiederholt wird und h) aus den errechneten Daten die gewünschten Formparameter berechnet werden. 2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Kontur verwendet wird, die für eine Messebene des Langproduktes ermittelt wurde, oder mehrere Konturen verwendet werden, die in verschiedenen, in Längsrichtung beabstandeten Messebenen des Langproduktes ermittelt wurden. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem mehrere Sätze von Sektoren verwendet werden dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Sektoren und damit auch der Kontursegmente für alle Sätze gleich ist. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Satz von Sektoren aus 3, 4, 5, 6 oder 7 Sektoren besteht. 5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem ein erster und ein zweiter Satz mit gleicher Anzahl von Sektoren vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Sektoren der Kontursegmente des ersten Satzes derart ausgewählt werden, dass die Winkel zwischen zwei Sektoren der Kontursegmente des ersten Satzes durch einen Sektor der Kontursegmente des zweiten Satzes in etwa halbiert werden. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Stufe h) für jedes Kontursegment der mittlere Abstand zum Bezugszentrum (Z9) errechnet wird. 7. Verfahren nach Anspruch 6 zur Bestimmung von Formparametern von unregelmäßige Profilformen, insbesondere Betonstähle, dadurch gekennzeichnet, dass fü r m e h re re i n R i c h t u n g d e r Längsachse des Langproduktes beabstandete Messebenen das Bezugszentrum (Z9) bestimmt wird, der mittlere Abstand der Kontursegmente zum Bezugszentrum (Z9) in Stufe h) für jedes dieser Bezugszentren (Z9) errechnet wird, die Bezugszentren (Z9) übereinander gelegt werden und daraus die gewünschten Werte berechnet werden. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem zwei Sätze von drei oder mehr Sektoren verwendet werden, insbesondere zur Bestimmung der Formparametern von Rundprofilen, dadurch gekennzeichnet, dass in Stufe h) für die mit Hilfe des ersten Satzes von Sektoren definierten Kontursegmente ein erster Kreis mit Hilfe einer per se bekannten Regressionsfunktion derart berechnet wird, dass dieser Kreis durch die ausgewählten Kontursegmente verläuft, sowie der Durchmesser dieses ersten Kreises und die Lage des Zentrums dieses ersten Kreises errechnet werden, für die mit Hilfe des zweiten Satzes von Sektoren, deren Orientierung sich von der Orientierung der Sektoren des ersten Satzes unterscheidet, definierten Kontursegmente mit Hilfe einer per se bekannten Regressionsfunktion ein zweiter Kreis derart berechnet wird, dass dieser zweite Kreis durch die ausgewählten Kontursegmente verläuft, sowie der Durchmesser dieses zweiten Kreises und die Lage des Zentrums dieses zweiten Kreises errechnet werden, und aus den Werten für die beiden Kreise die gewünschten Parameter bestimmt werden. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kreise jeweils derart berechnet werden, dass sie möglichst genau durch die zu diesem Kreis gehörende Kontursegmente verlaufen. 10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kreise derart berechnet werden, dass die Abweichungsquadrate derjenigen Punkte, welche den Kreis bestimmen, ein Minimum bilden. 1 1 . Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10 , dadurch gekennzeichnet, dass die Sektoren der Kontursegmente des ersten Satzes in Richtung der Druckpun kte (DT) der Walzen des letzten Walzengerüstes und die Sektoren der Kontursegmente in Richtung der Walzenspalte (GT) des letzten Walzengerüstes zeigen oder vice versa. 12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel σ +/- 0,1 bis 10° beträgt. 13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich an die Stufe c) vor der Stufe d) eine Stufe d ) anschließt, in der das in Stufe c) erhaltene Polygon durch eine numerische Approximation mit Polynomen als stetige Funktion entsprechend dem Approximationssatz von Weierstrass ausgedrückt wird und so die komplette Kontur durch eine geglättete Kontursimulation erhalten wird, und die Stufen d) bis f) u nter E i nsatz der Kontu rsi m u l ation durchgeführt werden. 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die komplete Kontur durch Glättung mi t H i l f e e i n e r a n g e p a s s t e n S p l i n e - Interpolation durchgeführt wird. 15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung um das Rundprofil gedreht wird und insbesondere eine über 60° oszillierende oder kontinuierliche Drehbewegung durchführt oder die Messeinrichtung nicht um das Rundprofil gedreht wird. |
Beschreibung
[0001 ] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung von
Formparametern von in ihrer Längsrichtung vorbewegten Langprodukten in Walzstraßen, insbesondere zur Rundheitsbestimmungen von
Rundprofilen, bei dem auf per se bekannte Weise mit Hilfe einer
Messeinrichtung mit mindestens zwei Laserscannern, die jeweils einen lichtempfindlichen Sensor und einen Laser aufweisen, mindestens drei an dem zu vermessende Längsprodukt anliegende und das Längsprodukt umschließende, ein Polygon bildende Schattenkanten erzeugt und vermessen und daraus die entsprechenden Tangenten errechnet werden.
[0002] In der Stahlindustrie werden sog. Langprodukte in spezialisierten Walzstraßen gewalzt, um d ie gewünschten Endprodukte zu erhalten . Sollen diese Langprodukte zu Rundstäben gewalzt werden, dann werden s i e m e i s t e n s i n e i n e m 3 - W a I zen-Fertiggerüst mit mehreren Walzenblöcken (meistens ein 3-Walzen-Block) auf das Endmaß gewalzt und auf ein Kühlbett zum Abkühlen gefahren. Üblicherweise kommen vier Walzenblöcke mit jeweils drei Walzenscheiben zum Einsatz, wobei die Mittelebenen der Walzenscheiben vom einen zum nächsten Walzenblock um jeweils 60° verschwenkt sind. Derartiger Stabstahl hat oft polygonale Formabweich u ng en von d er Kre isform . D ie vorwieg end e Form ist „dreiwellig" oder „sechswellig".
[0003] Wenn der Durchmesser eines derartigen polygonen Stabstahles mit einem mechanischen Messschieber oder optisch über den Umfang vermessen wird, können alle ermittelten Durchmesser denselben Wert haben. In Wirklichkeit ist das Produkt jedoch nicht rund sondern unrund/wellig. Ein derartiges Produkt wird als „Gleichdick" bezeichnet.
[0004] Zur Bestimmung von sog. Gleichdickfehlern wurden und werden Messschieber mit Auflageprismen verwendet. Je nach der Welligkeit des Umfangsprofils werden dabei verschiedene Auflagewinkel empfohlen. [0005] Die mechanische Messung der Rundheit und deren
Berechnung sind seit Jahrzehnten in einschlägigen DIN-Normen erläutert und beschrieben, beispielsweise den deutschen Normen DIN ISO 4291 „Verfahren für die Ermittlung der Rundheitsabweichung", DIN ISO 6318 „Rundheitsmessung, Begriffe und Kenngrößen für die Rundheit" und DIN ISO 4292 „Verfahren zum Messen von Rundheitsabweichungen, Zweipunkt- und Dreipunkt-Messverfahren".
[0006] Die mechanische Vermessung von Langprodukten der h ier in Rede stehenden Art mit mechan ischen Rundheitsmessgeräten muss offline erfolgen. Für diese Messung muss ein Muster in eine Präzisionsdrehvorrichtung eingespannt werden. Ein Tastfühler misst die rad ialen Abweichungen des Profils während der Drehbewegung. Als Resultat wird eine grafische Darstellung des Umfangsprofils mit den auf den jeweiligen Winkelgrad bezogenen Radien erhalten. Die Auswertung dieser U mfangsprofile ist in den eingangs genannten einschlägigen Normen im Detail beschrieben.
[0007] Bei der mechanischen Vermessung im Messlabor kann durch Drehen des Musters eine unbegrenzte Zahl von Umfangspunkten ermittelt werden. In der Produktionslinie hingegen, in der das Produkt in Längsrichtung transportiert wird, muss die Messung aller gewünschten Tangenten gleichzeitig erfolgen, um so d as P rofi l e i n es l o ka l en Querschnitts ermitteln zu können. Eine mechanische online Vermessung ist daher nicht möglich.
[0008] Ein wichtiger Ausgangsparameter bei der Auswertung und Bestimmung der Unrundheit ist der sog. Bezugskreis und dessen Zentrum, auf welche sich alle weiteren Schritte des Messvorganges beziehen. In den Normen werden vier verschiedene Arten der Bestimmung beschrieben.
[0009] Neben den mechanischen Messvorrichtungen sind ebenfalls seit Jahrzehnten berührungslose Messvorrichtungen bekannt (z.b. in DE 39
16 715 und DE 40 37 383 A1 ). So ist ferner in der JP 56-1 17107 A ein Profilmessverfahren beschrieben, bei dem das zu vermessende Langprodukt mit Hilfe von Laserstrahlen vermessen bzw. abgetastet wird. So beschreibt diese Druckschrift beispielsweise, dass selbst bei einem Gleichdick eine präzise Profilmessung dadurch möglich ist, dass an dem Außenumfang eines Objektes, dessen Profil zu messen ist, eine erste, eine zweite und eine dritte Tangente angelegt wird und durch die Differenz zwischen einem durch diese Tangenten bestimmten Kreis und dem Profil des zu vermessenden Langproduktes dessen Profilmessung erfolgt. Die Anlegung der Tangenten wird dabei mit Hilfe von Laserstrahlen bzw. Projektionsstrahlen vorgenommen.
[00010] Auch aus der DE 100 23 172 A ist ein Verfahren zur Messung der Unrundheit von hier in Rede stehenden Rundprodukten beziehungsweise Rundprofilen bekannt. Dabei wird eine Messeinrichtung aus drei oder mehr Laserscannern, die jeweils einen lichtempfindlichen Sensor und einen Laser aufweisen, eingesetzt. Das Rundprodukt wird durch den Laserstrahl von jedem der Laserscanner derart beleuchtet, dass das Rundprodukt ein oder zwei Schattenkanten auf den zugehörigen Sensor wirft. Zu jeder der Schattenkanten wird eine parallel zum Laserstrahl verlaufende Gerade berechnet. Zudem wird aus je drei ermittelten Graden ein Kreis berechnet, an dem die Geraden als Tangenten anliegen. Die Berechnung des Kreises wird wiederholt und die Unrundheit wird als Differenz von größtem und kleinstem Durchmesser der Kreise bestimmt.
[0001 1 ] Diese Unrundheitsbestimmung hat den Nachteil, dass bei kleinsten Winkelfehlern die Messwerte stark verfälscht werden. Dies ist insbesondere der Fall, wenn die Tangenten nicht genau auf das Maximum oder Minimum des Umfangsprofils zu liegen kommen. Darüber hinaus sind die Zentren der Kreise im Raum nicht festgelegt, was zur Folge hat, dass zum Beispiel bei asymmetrischen Formabweichungen das ermittelte Profil eine der Tangentenanzahl und Anordnungen periodische Symmetrie aufweist und nicht den wahren Profilcharakter wiedergibt. [00012] Ein Verfahren gemäß dem Oberbegiff des Anspruchs 1 ist in der nicht vorveröffentlichten PCT-Anmeldung PCT/EP/ 2008/ 002593 und in der prioritätsbegründen EP 1978329 (07007089.1 ) beschrieben, mit dem das Profil und die Unrundheit mit Hilfe einer berührungslosen Messeinrichtung in der Produktionslinie sehr präzise bestimmt werden kann.
[00013] Aufgabe der vorliegenden Erfi nd u ng ist es , ei n Verfah ren bereitzustellen, mit dem es möglich ist, die interessierenden Werte bei gewalzten Langprodukten noch effektiver bestimmen zu können. Außerdem soll es mit diesem Verfahren vorzugsweise möglich sein, neben der Unrundheit auch weitere Parameter zu bestimmen.
[00014] Gelöst wird diese Aufgabe durch die Lehre der Ansprüche.
[00015] Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die folgende Schritte wie beim Verfahren gemäß der PCT-Anmeldung PCT/EP/ 2008/ 002593 und der prioritätsbegründen EP 1978329 (07007089.1 ) durchgeführt, auf deren Offenbarung hiermit Bezug genommen wird.
[00016] Es werden mindesten drei an dem zu vermessenden Rundprofil anliegende Schattenkanten mit Hilfe einer Messeinrichtung, die mit mindestens zwei Laserscannern ausgestattet sind, erzeugt. Diese Laserscanner besitzen jeweils einen lichtempfindlichen Sensor und einen Laser.
[00017] Eine derartige Messeinrichtung ist aus der eingangs genannten JP 56-1 17107 A und auch der DE 100 23 172 A bekannt.
[00018] Sind nur zwei Laserscanner vorhanden, dann muss das zu vermessende Rundprofil vollständig innerhalb des Lichtfeldes beider Laserscanner liegen, damit die erforderlichen (mindestens drei) Schattenkanten mit diesen Laserscannern erzeugt und vermessen werden. [00019] Sind drei Laserscanner vorhanden, dann ist es ausreichend, wenn das Rundprofil nur teilweise beleuchtet wird, so dass pro Laserscanner nur eine Schattenkante erzeugt wird.
[00020] Aus diesen Schattenkanten wird eine tangential an das Rundprofil anliegende Gerade beziehungsweise eine Tangente berechnet.
Die Winkel der Geraden zueinander sind dabei bekannt. Die
Laserscanner werden dabei derart angeordnet beziehungsweise ausgewählt, dass von mindestens drei Schattenkanten ein Polygon erzeugt wird. Das zu vermessende Langprodukt liegt dann innerhalb der durch dieses Polygon aufgespannten Fläche. Im Falle von drei
Schattenkanten handelt es sich dabei um eine Dreiecksfläche.
[00021 ] Ferner wird in der Stufe a) im Messfeld der Messeinrichtung ein Zentrum Z 0 kalibriert und festgelegt. Die Ebene des Messfeldes ist dabei zweckmäßigerweise senkrecht zur Vorwärtsbewegung der Langprodukte angeordnet. Die Kalibrierung der Messeinrichtung und somit die Festlegung des Zentrums Z 0 im Messfeld muss nur einmal durchgeführt werden, beispielsweise beim Zusammenbau der Messeinrichtung und/oder nach dem Einbau in die Walzstrasse, bevor die Online-Messung von hier in Rede stehenden Langprodukten vorgenommen wird. Es empfiehlt sich jedoch, die Kalibrierung von Zeit zu Zeit zu überprüfen und gegebenenfalls zu wiederholen.
[00022] In der Stufe b) werden von dem Zentrum Z 0 zu den während des Verfahrens gemessenen Tangenten Senkrechte bestimmt und dadurch der Abstand des Zentrums Z 0 zu den Tangenten errechnet.
[00023] Aus den in der Stufe b) errechneten Daten werden in der Stufe c) die Eckpunkte des das Langprodukt umschließenden Polygons errechnet und aus dem errechneten Polygon eine insbesondere komplette Kontur errechnet.
[ 00024 ] I n l e t z t e r e Ko n t u r w i rd d a n n i n d e r S t u f e d ) d e s erfindungsgemäßen Verfahrens ein Bezugskreis gelegt. Dieser Bezugskreis kann dabei auf vier verschiedene Arten festgelegt werden, nämlich:
[00025] i) Der Bezugskreis wird derart gelegt, dass die quadratische
Formabweichung der Kontur zu diesem Bezugskreis ein Minimum erreicht.
[00026] ii) Der Bezugskreis wird derart gelegt, dass er den kleinstmöglichen Kreis darstellt, der um die Kontur passt.
[00027] iii) Der Bezugskreis wird derart gelegt, dass er den größtmöglichen Kreis darstellt, der in die Kontur passt, oder
[00028] iv) der Bezugskreis wird derart bezüglich der Kontur gelegt, dass dieser Bezugskreis zusammen mit einem weiteren, zu dem Bezugskreis konzentrischen Kreis d ie Kontur bei min imaler Radiendifferenz einschließt.
[00029] Diese alternativen Möglichkeiten der Definition des Bezugskreises entsprechen den in den eingangs genannten Normen vorgegebenen Definitionen. Diesbezüglich wird insbesondere auf die DIN ISO 6318 „Rundheitsmessung" verwiesen. Die Definition der genannten Bezugskreise findet sich dort unter 5. wie folgt:
[00030] 5.1 Kreis der kleinsten Abweichungsquadrate (LSC), 5.2 kleinster umschriebener Kreis (MCC),
5.3 größter einbeschriebener Kreis (MIC), und
5.4 Kreise mit kleinster Ringzone (MZC).
[00031] Nach der Errechnung und Festlegung des Bezugskreises wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in Stufe e) der Durchmesser des Bezugskreises errechnet. Aus der Lage im Raum wird das Bezugszentrum Z 9 errechnet, das den Mittelpunkt des Bezugskreises darstellt.
[00032] Das erfindungsgemäße Verfahren weist nun folgende weitere Stufen auf, nämlich dass [00033] f) ein erster Satz vo n m i n d e s t e n s 2 S e kto re n ausgewählt wird, die vom Bezugszentrum (Z p ) mit einem wählbaren Sektorwinkel von +/- σ zur Kontur hin ausgerichtet sind und jeweils ein Kontursegment definieren,
[00034] g) gewünschtenfalls die Stufe f) einmal oder mehrere Male für ei nen zweiten Satz oder fü r meh rere weitere Sätze von Sektoren wiederholt werden und
[00035] h) aus den errechneten Daten die gewünschten Formparameter berechnet werden.
[00036] Es müssen im Übrigen nicht alle erzeugten Schattenkanten zur Berechnung der entsprechenden Tangenten herangezogen werden. Die Auswahl der zur Durchführung der weiteren Berechnung herangezogenen Schattenkanten wird je nach Erfordernis und den gewünschten Parametern, beispielsweise Abstand oder Winkel der Tangenten, vorgenommen. Analoges gilt für die Anzahl der Senkrechten, welche den weiteren Berechnungen zu Grunde gelegt werden.
[00037] Es versteht sich jedoch von selbst, dass die Kontur beziehungsweise das Profil umso genauer abgebildet wird, je mehr Tangenten gleichzeitig gemessen werden.
[00038] Die Anzahl der Laserscanner ist allerdings in der Regel aus Kostengründen und wegen der beschränkten Baugröße der Messeinrichtung beschränkt. Um das Profil trotzdem möglichst komplett darstellen zu können, wird vorzugsweise aus den verfügbaren Daten über das Polygon eine Kontursimulation errechnet. Eine derartige Kontursimulation kann als numerische Approximation mit Polynomen als stetige Funktion ausgedrückt werden (Approximationssatz von Weierstrass). Vorzugsweise erfolgt die Kontursimulation mit Hilfe einer angepassten Spline-Interpolation. Derartige Glättungsberechnungen sind dem Fachmann im Übrigen gut bekannt. [00039] Dieses Vorgehen erlaubt es, alle möglichen Analysen und Messverfahren anschließend anzuwenden und dabei die Gesamtheit des Profilchara kters berücksichtigen zu können . Insbesondere g ibt es typische Messgrößen, die in einem bestimmten Winkel zum Rundprofil ermittelt werden sollen oder in einem bestimmten Winkelverhältnis zur Walzeinrichtung stehen müssen. Dies ist zum Beispiel der Fall bei einem 3-Walzen-Gerüst, bei dem die typ i sch en Werte GT u nd DT be i m Einstellen und Optimieren der einzelnen Gerüste, insbesondere für das letzte und zweitletzte Gerüst, sehr wichtig sind. Auf diesen Spezialfall des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nachstehend noch näher eingegangen.
[00040] Ein weiterer Vorteil dieser Kontursimulation ist die Tatsache, dass sie für beliebig viele Laserscanner angewendet werden kann. Die Anordnung dieser Laserscannern und die Winkelteilung muss nicht gleichmäßig bzw. regelmäßig sein, sondern kann je nach Erfordernis gewählt werden. Wichtige diesbezügliche Faktoren sind beispielsweise die räumlichen Gegebenheiten und die zu erwartenden Formfehler.
[00041 ] Nach einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform wird die Messeinrichtung um das Rundprofil gedreht, vorzugsweise in Form einer über 60° oszillierenden oder kontinuierlichen Drehbewegung. Im Prinzip sind zwar drei Laserscanner, die jeweils nur eine Schattenkante/Tangente ergeben, für die erfindungsgemäßen Zwecke ausreichend. Allerdings kann in einem solchen Fall, bei dem nur wenige Schattenkanten/Tangenten erzeugt bzw. ermittelt werden, durch die bevorzugte oszillierenden Drehbewegung die Anzahl der erzeugten bzw. ermittelten Schattenkanten/Tangenten erhöht und dadurch unter anderem die Genauigkeit der Messungen gesteigert werden.
[00042] In diesem Fall werden die Messungen zu unterschiedlichen
Zeitpunkten vorgenommen. Zudem wird die Zeitspanne ermittelt, welche zwischen den einzelnen Messungen vergangen ist. Aus diesen Daten kann ein Bewegungsvektor für die seitliche Verlagerung vom Rundprofil errechnet werden, so dass es möglich wird, die Bewegung des Rundprofils zu erkennen und zu kompensieren. Mit anderen Worten, die gemessenen Daten werden rechnerisch derart verarbeitet, dass sich die zeitlich beabstandet durchgeführten Messungen auf dasselbe Bezugszentrum des Rundprofils beziehen. Dies bedeutet im Einzelnen, dass in der ersten Position beziehungsweise in der Startposition der Dreh- beziehungsweise Oszillationsbewegung ein erster Datensatz aufgenommen wird, dessen Bezugszentrum Z p i auf die hier beschriebene Weise bestimmt wird. Aus den Daten für die verfügbaren Tangenten ergibt sich dann auch das entsprechende Polygon. Dieser erste Datensatz für die Tangenten etc. wird abgespeichert.
[00043] In einem zweiten Schritt wird nach einem bestimmten Drehwinkel ein zweiter entsprechender Datensatz aufgenommen, dessen Daten mit dem zugehörigen Bezugszentrum Z p2 abgespeichert werden. Diese Verfahrensschritte werden so oft wiederholt, bis der ganze Winkel zwischen den Sektoren erfasst ist. Es existieren dann n-Datensätze und eine entsprechende Zahl von Bezugszentren Z pn .
[00044] Für eine Vorrichtung mit drei regelmäßig über 360 ° verteilten Laserscannern heißt dies beispielsweise, dass ein Winkel von 60 ° durch die Dreh- beziehungsweise Oszillationsbewegung abgedeckt wird.
[00045] Sind alle Datensätze erfasst, dann werden sämtliche Polygone derart übereinander gelegt, dass die Bezugszentren Z p i bis Z pn ortsgleich zu liegen kommen. Dadurch erhält man ein Polygon mit n x der Anzahl Tangenten des einzelnen Datensatzes.
[00046] Beim oben beschriebenen Beispiel mit drei Scannern und einer Bestimmung von einem Datensatz pro 5 ° entsteht folglich ein Polygon aus zwölf Datensätzen ermittelt aus je sechs Tangenten. Diese bilden gemeinsam ein Polygon mit 72 Facetten. Das Endresultat beziehungsweise die resultierende Kontur entsteht - wie hier beschrieben - durch Glättung des so erhaltenen Polygons. Vorzugsweise wird zur Glättung eine Spline-Funktion angewandt. [00047] Die Nac h b i l d u n g d e s P r o fils ist natürlich um so genauer, je mehr Datensätze über den gesamten Umfang ermittelt werden.
[00048] Es ist auch möglich, den Winkelbereich der Drehbewegung je nach der Anzahl der erzeugbaren Schattenkanten bzw. Tangenten kleiner oder größer als 60° zu wählen.
[00049] I st h i ng eg en ei n e au sre ichend e Zah l von Lasersca n nern vorhanden und/oder können eine ausreichende Zahl von Schattenkanten und somit Tangenten erzeugt werden, dann wird die Messeinrichtung vorzugsweise nicht gedreht.
[00050] An dieser Stelle weicht nun das erfindungsgemäße Verfahren von dem Verfahren gemäß der oben genannten PCT-Anmeldung PCT/EP2008/002593 ab.
[00051 ] Die Stufen f) bis h) dienen dazu - allgemein gesprochen - für „Testzonen" einer Kontur von beliebiger regelmäßiger oder unregelmäßiger polygonaler Form typische Messgrößen zu errechnen. Als
Kontur ist dabei immer die errechnete Kontur gemeint, welche gemäß den oben beschriebenen Stufen a) bis e) ermittelt worden ist. Die Messdaten zur Errechnung dieser Kontur können - wie hier dargestellt - mit einem statischen, oszillierenden oder drehenden Messsystem ermittelt werden.
[00052] Al s „Testzon en" d ienen d ie gemäß Stufe f) ermittelten Kontursegmente. Zur Festlegung dieser Kontursegmente wählt man einen ersten Satz von mindestens zwei Sektoren aus. Es können natürlich auch mehr Sektoren, z. B. 3, 4, 5, 6 oder 7 ausgewählt werden, die vom Bezugszentrum Z 9 mit einem wählbaren Sektorwinkel von +/- σ zur Kontur hin ausgerichtet sind. Die Größe des Sektorwinkels σ bestimmt natürlich die Länge des Kontursegmentes. Die Orientierung der Sektoren liegt fest, an welcher Stelle auf dem Umfang der in sich geschlossenen Kontur sich das Kontursegment befindet. [00053] Der Einsatz von derartigen „Testzonen" bzw.
Kontursegmenten einer Kontur hat den Vorteil, dass im Gegensatz zu einzel nen Pun kten wie beispielsweise Tangentenberührungspunkten insbesondere beim Messen in industrieller Umgebung mehrer Messpunkte im Bereich der zu bestimmenden Messgröße berücksichtigt werden können. So besteht die Möglichkeit spezifische Filterungen vorzunehmen. Die Messungen werden damit maßgeblich genauer und stabiler, da die üblicherweise vorhandenen Ausreißer eliminiert werden können.
[00054] Aus den so errechneten Daten können in der Stufe h ) d ie unterschiedlichsten gewünschten Formparameter berechnet werden.
[00055] Die Art, welche Kontursegmente bzw. Sektoren ausgewählt werden hängt natürlich auch von der Art der Formparameter ab, die man zu bestimmen wünscht.
[00056] Wird beispielsweise ein Rundprofil vermessen, das mit H ilfe ei n es 3-Wa l ze n - G e rü stes g ewa lzt wird, dann wählt man zweckmäßigerweise pro Messebene drei Sektoren und damit drei
Kontursegmente aus, welche in Richtung einer der beiden letzten
Walzentripel zeigt. Des weiteren wählt man drei weitere Sektoren und somit Kontursegmente aus, welche in Richtung des anderen der beiden letzten Walzentripel zeigen. Näheres dazu ist unter Bezug auf die Figuren nachstehend erläutert.
[00057] Diese beiden Sätze von drei Sektoren können sich auf eine einzige Kontur und somit eine einzige Messebene beziehen . Es ist auch möglich, mehrer Konturen zu verwenden , d ie in versch iedenen in Längsrichtung beabstandeten Messebenen des Langproduktes ermittelt wurden. Auch können Konturen je nach Bedarf miteinander kombiniert werden.
[00058] Bei einer bevorzugten Ausführungsform, bei dem zwei Sätze von drei oder mehr Sektoren verwenden werden und welche insbesondere zur Bestimmung der Formparametern von Rundprofilen dient, wird v o r z u g s w e i s e d e r a r t v o r g e g a n g e n , dass in Stufe h) für die mit Hilfe des ersten Satzes von Sektoren definierten Kontursegmente ein erster Kreis mit einer per se bekannten Regressionsfunktion derart berechnet wird, dass der erste Kreis durch die ausgewählten Kontursegmente verläuft, sowie der Durchmesser und dieses ersten Kreises und d ie Lage des Zentrums d ieses ersten Kreises errechnet werden, dass für die mit Hilfe des zweiten Satzes von Sektoren, deren Orientierung sich von der Orientierung der Sektoren des ersten Satzes unterscheidet, definierten Kontursegmente mit Hilfe einer per se bekannten Regressionsfunktion ein zweiter Kreis derart berechnet wird, dass der zweite Kreis durch die ausgewählten Kontursegmente verläuft, sowie der Durchmesser und dieses zweiten Kreises und die Lage des Zentrums dieses zweiten Kreises errechnet werden und dass aus den Werten fü r d ie beiden Kreise d ie gewünschten Parameter bestimmt werden. Bei diesen Parametern handelt es sich insbesondere um die Unrundheit.
[00059] Zur Vermeidung von Missverständnissen sei darauf hingewiesen, dass diese Operationen natürlich im Laufe des Walzens und somit in Längsrichtung des Rundprofils ständig wiederholt werden.
[00060] Nach einer bevorzugten Ausführungsform werden die Kreise jeweils derart berechnet, dass sie möglichst genau durch die zu diesem Kreis gehörenden Kontursegmente verlaufen. Ferner werden diese Kreise vorzugsweise derart berechnet, dass die Abweichungsquadrate derjenigen Punkte, welche den Kreis bestimmen, ein Minimum bilden.
[00061 ] Weiterhin bevorzugt zeigen die Sektoren der Kontursegmente des ersten Satzes in Richtung der Druckpunkte (DT) der Walzen des letzen Walzengerüstes und die Sektoren der Kontursegmente des zweiten Satzes in Richtung der Walzenspalte (GT) des letzten Walzengerüstes zeigen oder vice versa.
[00062 ] We i te re bevo rzu g te Ausführungsformen besitzen die nachstehend aufgeführten Merkmale, wobei diese Ausführungen nicht nur im Fall der Rundheitsbestimmung von Rundprofilen sondern für alle
Fälle der Bestimmung von Formparametern von Langprodukten gültig sind:
[00063] Die Anzahl der Sektoren und damit auch der Kontursegmente für alle Sätze ist gleich,
[00064] Jeder Satz von Sektoren besteht aus 3, 4, 5, 6 oder 7 Sektoren.
[00065] Für den Fall, dass ein erster und ein zweiter Satz mit gleicher Anzahl von Sektoren vorhanden ist, sind die Sektoren der Kontursegmente des ersten Satzes derart ausgewählt, dass die Winkel zwischen zwei Sektoren der Kontursegmente des ersten Satzes durch einen Sektor der Kontursegmente des zweiten Satzes in etwa halbiert werden.
[00066] Das erfindungsgemäße Verfahren kann jedoch nicht nur im Falle von Rundprofilen sondern auch für die Vermessung anderer Körper eingesetzt werden. In diesem Fall wird vorzugsweise in der Stufe h) für jedes Kontursegment der mittlere Abstand zum Bezugszentru m Z 9 errechnet.
[00067] Ein derartiger anderer Körper ist insbesondere ein Betonstab. Derartige Betonstabstähle stellen ein Beispiel für die mögliche Vielfalt von unregelmäßigen Profilformen dar, bei denen die Qualität des Walzprozesses überwacht werden soll.
[00068] Zu r Bestimm ung von Formparametern von unregelmäßigen Profilformen, insbesondere Betonstäben, wird nach einer bevorzugten Ausführungsform für mehrere in Richtung der Längsachse des Langproduktes beabstandeten Messebenen das Bezugszentrum (Z p ) bestimmt wird. Dann wird der mittlere Abstand der Kontursegmente zum Bezugszentrum (Z 9 ) in Stufe h) für jedes dieser Bezugszentren (Z 9 ) errechnet. Anschließend werden die Bezugszentren (Z 9 ) übereinander gelegt werden und daraus die gewünschten Werte berechnet. [00069] Der Sektorenwin kel σ beträgt im Ü b rig e n fü r a l l e
Ausführungsformen vorzugsweise +/- 0,1 bis 10°, beispielsweise +/- 0,5 bis 10°. Diese Bereichsangaben offenbaren und umfassen alle in diesen Bereich fallenden Einzelwerte und auch alle eingeschlossenen, kleineren Bereiche . So kann σ beispielsweise folgenden Werte (Gradangeben) einnehmen : ± 0, 1 ; ± 0,5; ± 1 ,0; ± 1 ,5; ± 2,0; ± 2,5; ± 3,0; ± 3,5; ± 4,0; ± 4,5; ± 5,0; ± 5,5; ± 6,0; ± 6,5; ± 7,0; ± 7,5; ± 8,0; ± 8,5; ± 9,0; ± 9,5; ± 10,0. Dies bedeutet beispielsweise folgendes. Beträgt der Winkel σ ± 5,0°, dann beträgt der Gesamtwinkel des Sektors 10°.
[00070] Die bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erm ittelten Daten und Messwerte werden auf übliche Weise einer Auswerteeinrichtung übermittelt und dort verarbeitet. Derartige Auswerteeinrichtungen sind bekannter Natur, so dass sich weitere Ausführungen erübrigen.
[00071 ] Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Beispieles unter Bezug auf skizzenhafte Zeichnungen, welche die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte graphisch wiedergeben, näher erläutert. Diese Erläuterung erfolgt anfänglich unter Bezug auf ein Langprodukt im Form eines Rundprofils. Später erfolgt dann die Erläuterung unter Bezug auf ein Langprodukt mit unregelmäßigem Profil, beispielsweise ein Betonstabstahl.
[00072] In der Figur 1 sind die letzten 2 Stufen eines 3-Walzen-Gerüstes mit einer nachfolgenden Messeinrichtung 1 sehr vereinfacht dargestellt. Jede Stufe besitzt drei Walzen 3, 4, von denen aus Gründen der besseren Darstellbarkeit nur jeweils zwei gezeigt sind, und somit ein Walzentripel. Dabei ist links das vorletzte Walzentripel 6 und rechts das letzte Walzentripel 7 dargestellt. Dieses Walzengerüst dient zum Rundwalzen eines Langproduktes und somit zur Herstellung eines Rundprofils 5. Der Pfeil zeigt die Walzrichtung an. [00073] Die Figuren 2 und 3 zeigen die Anordnung des vorletzten Walzentripels 6 und des letzten Walzentripels 7 von der Messeinrichtung 1 aus betrachtet.
[00074] In der Figur 4 sind die für das Walzen von Rundprodukten mit 3- Walzen-Gerüsten maßgeblichen Messwerte dargestellt. Es handelt sich dabei insbesondere um den Durchmesser DT, gemessen über die 3
Druckpunkte des letzten Walzentripels 7 (schraffierte Pfeile), sowie den
Durchmesser GT, gemessen über d ie 3 Zon en der Wa lzenspalte desselben Walzentripels 7 (weiße Pfeile). Gleichzeitig sagt der Wert GT auch viel über die Einstellung der Walzen 3 des vorletzten Walzentripels
6 aus, da deren Druckpunkte örtlich mit den Spaltzonen der Walzen 4 des letzten Walzentripels 7 übereinstimmen.
[00075] In der Figur 5 ist ein Querschnitt durch ein zu vermessendes Rundprofil dargestellt, dessen Außenkontur mit einem durchgezogenen, fetten Strich dargestellt ist. An dieses Rundprofil werden mit Hilfe von sechs Laserscannern insgesamt zwölf Schattenkanten angelegt, welche zu den Tangenten T 1 , T 2 , T 3 , T 4 , T 5 und T 6 sowie T r , T 2 ', T 3 ', T 4 , T 5 ' und T 6 ' führen. Dabei gehören Tangentenpaare Ti , T r ; T 2 , T 2 ; T 3 , T 3 ; T 4 , T 4 ; T 5 , T 5 ' und T 6 , T 6 ' zu jeweils einem Laserscanner. Insgesamt sind somit sechs Laserscanner im Einsatz, wobei das zu vermessende Rundprofil jeweils vollständig im Messfeld dieser Laserscanner liegt.
[00076] Das Zentrum Z 0 des Messfeldes der Messeinrichtung wurde im Übrigen vor dem Anlegen der Schattenkanten beziehungsweise Tangenten genauer bestimmt und kalibriert.
[00077] Auch wenn im vorliegenden Beispiel insgesamt 12 Tangenten an das Rundprofil angelegt werden, kann diese Anzahl der Tangenten T beliebig sein. Es sind jedoch mindestens drei Tangenten erforderlich, um ein Polygon zu bilden, welches das Rundprofil umschließt. Die Tangenten besitzen dabei eine bekannte Winkellage zueinander. [00078] Nach der Bestimmung der Tangenten werden die
Senkrechten n , r 2 , r 4 , r 5 , r 6 , ιγ, r 2 ', r 3 ', r 4 , r 5 ' und r 6 ' und damit der senkrechte Abstand von Z 0 zu den jeweiligen Tangenten bestimmt.
[00079] In der Figur 6 ist gezeigt, dass die auf die oben beschriebene Weise erhaltenen Tangenten ein das Rundprofil umschließendes Polygon mit den Ecken A bis L bilden. Das Polygon ist dabei in der Figur 6 mit einer fetten, durchgezogenen Linie dargestellt, während das Rundprofil mit einer feinen, durchgezogenen Linie wiedergegeben ist.
[00080] In der Figur 7 ist dargestellt, welche Form das in der Figur 6 gezeigte Polygon (in der Figur 7 mit gepunkteter Linie angedeutet) nach
Glättung mit Hilfe einer angepassten Spline-Interpolation erhält. Dadurch entsteht eine Kontursimulation (durchgezogene fette Linie), die weitgehend dem reellen Rundprofil (durchgezogene dünne Linie) entspricht. Auf diese Weise werden auf der ganzen Kurve nutzbare Daten erhalten. Mit anderen Worten, auch für Orte außerhalb der reell durch die
Schattenkanten oder Tangenten ermittelten Werte können Daten bestimmt werden.
[00081 ] In der Figur 8 ist graphisch dargestellt, wie ein Bezugskreis (strichpunktierte Linie) derart in die Kontursimulation (durchgezogene fette Linie) gelegt wird, dass die quadratischen Formabweichungen der Kontursimulation zu diesem Bezugskreis (strichpunktierte Linie) ein Minimum erreicht. Für diesen Bezugskreis wird dessen Durchmesser D rβf errechnet. Aus der Lage des Bezugskreises im Raum wird das Bezugszentrum Z 9 bestimmt.
[00082] Die unter Bezug auf die Figuren 5 bis 8 erläuterten Verfahrensschritte sind bereits in den eingangs erwähnten Druckschriften beschrieben. Die in diesen Figuren gezeigten Verläufe der Konturen und des Polygons und des Rundprofils sind stärker ausgeprägt dargestellt, um das Prinzip des Verfahrens besser erläutern zu können. [00083] Figur 9 zeigt eine realistischere Kontur (fette Linie), die wie oben beschrieben erhalten wurde.
[00084] Aus d ieser Kontur 8 werden gemäß dem erfindungsgemäßen
Verfahren ein erster Satz von drei Kontursegmente 9 festgelegt, indem drei Sektoren 10 (kann man auch als Kreissektoren bezeichnen) ausgewählt werden, die vom Bezugszentrum Zp zur Kontur hin ausgerichtet sind bzw. zeigen. Der Sektorwinkel σ dieser Sektoren 10 kann frei gewählt werden und beträgt im gezeigten Fall +/- 5°. Die drei
Sektoren 1 0 sind gleichmäßig auf dem Umfang verteilt und schließen einen Winkel von 120° ein (Genau genommen bezieht sich diese Angabe auf die Mittelachse der Sektoren.).
[00085] Aus diesem ersten Satz von drei ausgewählten Sektoren 10 wird mit Hilfe einer Regressionsfunktion ein erster Kreis 1 1 berechnet. Dieser so g efu n d e n e e rste Kre i s 1 1 g e h t möglichst genau durch die ausgewählten Kontursegmente 9, beispielsweise in der Art, dass die Abweichungsquadrate der den ersten Kreis bestimmenden Punkte ein Minimum bilden. Dabei werden der Durchmesser dieses ersten Kreises und die Lage des Zentrums dieses ersten Kreises errechnet, so dass die Daten für den Durchmesser und die Lage des ersten Kreises für weitere Rechenoperationen zur Verfügung stehen. Diese Regressionsfunktion ist eine bekanntlich sehr schnelle Routine und hat den Vorteil, dass mögliche Streuungen in den Kontursegmenten 9 ausgeglättet werden und die Glättung durch die Wahl des Sektorwinkels σ vom Anwender bestimmt werden kann. Je kleiner der Sektorwinkel σ gewählt wird, desto stärker w i rd d a s R e s u l t a t v o n m ö g l i chen Ausreißern innerhalb der Kontursegmente 9 beeinflusst.
[00086] Dieser Vorgang wird nun für einen zweiten Satz von drei ausgewählten Sektoren (in Fig. 9 nicht gezeigt, jedoch in Fig. 10 dargestellt) wiederholt, jedoch mit der Maßgabe, dass sich die Orientierung der ausgewählten Sektoren des zweiten Satzes von der Orientierung der Sektoren 9 des ersten Satzes unterscheidet. [00087] Auch aus diesem zweiten Satz von drei Sektoren wird mit Hilfe einer Regressionsfunktion ein zweiter Kreis berechnet. Dieser so gefundene zweite Kreis geht möglichst genau durch die ausgewählten Kontursegmente, beispielsweise in der Art, dass die Abweichungsquadrate der den zweiten Kreis bestimmenden Punkte ein Minimum bilden. Dabei werden der Durchmesser dieses zweiten Kreises und die Lage des Zentrums dieses zweiten Kreises errechnet, so dass die Daten für den Durchmesser und die Lage des zweiten Kreises für weitere Rechenoperationen ebenfalls zur Verfügung stehen.
[00088] Die Orientierung der drei Kontursegmente bzw. der drei Sektoren kann frei gewählt werden, beispielsweise derart, dass die Kontursegmente des ersten Satzes in Richtung der oben erläuterten Druckpunkte des letzten Walzentripels zeigen. Dies ist in der Fig. 9 dargestellt, In diesem Fall tragen die drei Kontursegmente die Bezugszahl 9, während die drei Sektoren mit der Bezugszahl 10 versehen sind. Die drei Kontursegmente bzw. drei Sektoren des zweiten Satzes richtet man insbesondere derart aus, dass sie in Richtung der Walzenspalten des letzten Walzentripels und somit in Richtung der Druckpunkte des vorletzten Walzentripels zeigen. Diese Kontursegmente und Sektoren sind in der Fig. 9 nicht dargestellt. Die Sektoren 10 des ersten Satzes, die in Richtung der drei Druckpunkte des letzten Walzentripel 7 zeigen, sind dabei um einen Winkel von 60° zu den Sektoren des zweiten Satzes verdreht, die in Richtung der Walzenspalte desselben Walzentripels 7 zeigen. Aus den dazugehörigen Kontursegmenten 9 lassen sich dann die oben erläuterten Werte DT und GT bestimmen.
[00089] Zur Erläuterung dieses Sachverhaltes dienen die Figur 10 und 1 1 . In der Fig. 10 sind die 6 Kontursegmente (starker Strich) illustriert, die aus der Gesamtkontur ausgewählt wurden. Bei diesen 6 Kontursegmente h a n d e l t es s i ch so m it u m d i e S umme der oben erläuterten drei Kontursegmente 9 des ersten Satzes, die durch die dazugehörigen Sektoren 10 festgelegt sind, und der drei Kontursegmente des zweiten Satzes, die ebenfalls durch die dazugehörigen Sektoren festg el egt s i nd Der Se ktorwi n kel σ wurde dem Messproblem entsprechend angepasst.
[00090] In der Fig. 1 1 sind d ie beiden Kreise für die Messwerte DT (schraffierte Pfeile und gestrichelter Kreis) und GT (weiße Pfeile und strichpunktierter Kreis) zeichnerisch dargestellt. Die Kreise wurden jeweils aus den entsprechenden Kontursegmenten des ersten und des zweiten Satzes ermittelt, welche für DT bzw. GT maßgebend sind.
[00091 ] Mathematisch gesproch e n b e d e u t e t d i e s , d a s s f ü r d i e maßgeblichen Kontursegmente derjenige Kreis ermittelt wird, welcher mit den kleinstmöglichen Abweichungen die Kontursegmente einschleißt (best fit). Eine derartige mathematische Behandlung ist bekannt.
[00092] Die Zentren der beiden Kreise müssen im übrigen nicht zwingend übereinstimmen. Vielmehr können Abweichungen der beiden Zentren der Kreise DT und GT den Maschinenführer auch Fehler in der Ausrichtung der beiden letzten Walzentripel 6 und 7 zueinander anzeigen.
[00093] Diese Werte sind - wie dargelegt - maßgebend für das Optimieren der Einstellung der einzelnen 3-Walzen-Blöcke und sind gegeneinander um einen festen Winkel von 60° verdreht sind.
[00094] Häufig kann die für das erfindungsgemäße Verfahren erforderliche Messeinrichtung nicht direkt hinter dem letzten Walzengerüst (beispielsweise aus Platzgründen) sondern erst eine bestimmte Wegstrecke flussabwärts angeordnet werden. Es besteht nun das Problem, dass sich das fertig gewalzte Rundprofil auf der Wegstrecke vom letzten Walzengerüst bis zur Messebene der Messeinrichtung verdreht, wobei der Winkel, um den sich das Rundprofil auf dieser Wegstrecke um seine Längsachse verdreht, bei den einzelnen Walzstrassen üblicherweise bekannt ist.
[00095] Diesen Umstand kann man dadurch begegnen, dass man die Sektoren 10 entsprechend der Verdrehung des Rundprofils ebenfalls verdreht. Nimmt man einmal an, dass die Walzen der Walzgerüste für die Sektoren gemäß Figur 10 in 0°, 60°, 120°, 180°, 240° und 300° einer Kompassrose (Norden bzw. 0/360° ist oben) liegen, dann würde man die Sektoren gemäß Figur 9 nicht in diese Richtungen sondern in solche Richtungen zeigen lassen, die von den für die Walzen oben angegeben Winkelwerte um den Verdrehungswinkel abweichen.
[00096] Das erfindungsgemäße Verfahren kann nicht nur zum Vermessen eines Rundprofils sondern auch ein es Lang prod u ktes m it ei nem unregelmäßigen Profil eingesetzt werden.
[00097] In der Fig. 12 ist ein derartiges Langprodukt mit einem unregelmäßigen Profil dargestellt. Es handelt sich dabei um einen Betonstabstahl 12, der einen in etwa zylinderförmigen Kernbereich 13 sowie seitliche Rippen 14 aufweist, die in Längsrichtung des Betonstabstahls 12 beabstandet sind und sich nach radial außen erstrecken.
[00098] In der Fig. 13 ist ein Querschnitt des in der Fig. 12 gezeigten Betonstabstahls 12 gezeigt. Dieser Querschnitt bezieht sich auf eine im rippenlosen Bereich 15 liegende Querschnittsebene. Wie man sieht, sind zwei Reihen von Rippen 14 vorhanden, die einander diametral gegenüber liegen. Wie man ferner aus der Fig. 12 sieht, ist der Abstand dieser Rippen 14 auf der linken Seite des in der Fig. 12 gezeigten Betonstabstahls 12 länger als auf der anderen Seite. Dies hat zur Folge, dass die Rippen 14 auf der einen und auf der anderen Seite des Betonstabstahls 12 meistens nicht in einer Querschnittsebene liegen.
[00099] In den Figuren 14 und 15 sind die Querschnitte von Betonstabstählen mit 3 bzw. 4 Rippen 14 gezeigt. Zudem besitzt der Kernbereich bei der in der Fig. 13 gezeigten Ausführungsform in etwa die Querschnittsform eines Gleichdicks während der Kernbereich bei der in der Fig. 14 gezeigten Ausführungsform die Querschnittsform eines Viereckes mit abgeschnittenen Ecken aufweist. [000100] Diese Betonstabstäh I e 1 2 werd en d u rch Wa l zen ähnlicher Art erhalten wie bei dem oben beschriebenen, sich auf das Rundprofil beziehenden Walzen. So wird der in der Fig. 13 gezeigte Betonstabstahl durch ein 2-Walzengerüst erhalten. Die Walzen liegen dabei diametral gegenüber, und zwar in 0° und 180°. Diese Walzen enthalten in der Lauffläche, welche auf der Oberfläche des zu walzenden Langproduktes ablaufen, quer zur Walzrichtung längliche Einkerbungen bzw. Vertiefungen in welche das Material aus dem der Betonstabstahl 12 aufgebaut ist, beim Walzen und der Ausbildung der Rippen 14 hineingedrückt wird. Eine derartige Anordnung mit zwei Walzen ist in der Fig.16 gezeigt.
[000101] Um die Formparameter des in der Fig. 13 gezeigten Betonstabstahls 12 zu bestimmen, verwendet man in jeder Querschnittsebene zwei Sektoren, die beispielsweise in 0° und 180° zeigen. In der nachfolgenden, in Längsrichtung beabstandeten Querschnittsebene bzw. Messebene richtet man die Sektoren in 90° und 270° aus.
[000102] Alternativ kann man auch vier Sektoren in jeder Messebene in 0°, 90°, 180° und 270° ausrichten. Nach Bestimmung des Bezugspunktes Zp für jede Mess- bzw. Querschnittsebene werden diese Querschnittsebenen bzw. die dafür erhaltenen Sektoren für alle zu berücksichtigenden Messebenen mit ihrem Bezugspunkt Zp rechnerisch übereinander gelegt und daraus die gewünschten Werte ermittelt.
[000103] Die oben im Zusammenhang mit der Fig. 11 beschriebene „best-fit" Operation kann natürlich auch auf jede denkbare Form bezogen werden, beispielsweise Oval, Quadrat, Rechteck, Dreieck usw. Im Falle von diesen speziellen Formen werden nicht nur die einzelnen Maße auf die kleinstmögliche Abweichung optimiert. Vielmehr wird auch eine optimale Ausrichtung gesucht. Zum Beispiel würde ein Rechteck erst einmal bestmöglich gedreht und anschließend in den beiden Längen der
Seiten bestmöglich angepasst. Diese Operationen werden so lange hintereinander durchgeführt, bis die Summe aller Abweichungen der maßgeblichen Zonen minimal ist und daraus die genaue Kontur des Rechtecks bestimmt.
[000104] In der Fig. 17 wird dargestellt, wie ein Versatz der beiden Walzen 3 in der Fig. 16 ermittelt werden kann. Der in der Fig. 17 gezeigte Fall betrifft eine Situation, bei der die in der Fig. 16 gezeigte obere Walze 3 parallel nach rechts versetzt ist.
[000105] Auch in diesem Fall geht man von einer Kontursimulation aus. In der Fig. 17 sind nun nicht eine derartige Kontursimulation, sondern aus Gründen der besseren Darstellbarkeit zwei Halbkreise gezeigt. Der Übergang bei der Kontursimulation von einem Halbkreis zum anderen Halbkreis ist somit nicht in Wirklichkeit absatzförmig.
[000106] Durch die Kontursegmente, die mit In 1 und h 2 bezeichnet sind, kann der Durchmesser festgestellt werden.
[000107] Durch die Kontursegmente Bi und B 2 in der Nähe der Trennungslinie zwischen den beiden Halbkreisen und durch die Kontursegmente bi und b 2 können ebenfalls zwei Durchmesser bestimmt werden. Die Differenz dieser beiden Durchmesser stellt den Versatz dar. Sind alle Kontursegmente Bi, B 2 , bi und b 2 gleich weit vom Bezugszentrum Z b entfernt, sind die beiden Walzen 3 ausgerichtet und nicht zueinander versetzt, wie dies in der Fig. 16 dargestellt ist.
[000108] Die im Rahmen der vorliegenden Unterlagen einschließlich der Ansprüche verwendeten Kurzbezeichnungen wie beispielsweise T\ bis r 6 sowie Ty bis τ& für die Senkrechten und Ti bis T 6 sowie Tr bis T 6 ' für die Tangenten in Stufe b) und A bis L für die Eckpunkte in Stufe c) haben keinen die Anzahl dieser Merkmale begrenzenden Charakter. Vielmehr h a nd e l t es s i ch u m e i n e Art vo n Bezu g sze i ch en zu r besse re n Darstellbarkeit der beschrieben Merkmale. Dies gilt insbesondere für die Klammerausdrücke in den Ansprüchen. Bezugszeichen liste
1 Messein richtu ng
2 Walzengerüst
3 Walzen 4 Walzen
5 Langprodukt
6 vorletztes Walzentripel
7 letztes Walzentripel
8 Kontur 9 Kontursegment
10 Sektor
1 1 Kreis
12 Betonstabstahl
13 Kernbereich 14 Rippe
15 rippenlose Querschnittsebene
16 Vertiefung/Einkerbung