Palpador de medición, sistema de medición, procedimiento para establecer mediante óptica láser la posición en altura de un rodillo de guiado de barras, y utilización del sistema de medición.

Palpador de medición (1), que es apropiado para palpar una superficie de envuelta (21) de un rodillo cilíndrico (20),

que presenta

- al menos un palpador (2) con una superficie de palpación (3);

- un perfil de guiado vertical (4) que está unido rígidamente al palpador (2);

- una unidad de recepción láser (5) con un campo detector (6) y una unidad de valoración de separación (7), en donde la unidad de recepción láser (5) puede desplazarse en dirección vertical sobre el perfil de guiado (4), el campo detector (6) está configurado para detectar un haz láser (8), y la unidad de valoración de separación (7) puede establecer una primera separación vertical VA1 del haz láser (8) con relación a la arista inferior de la unidad de recepción láser (5); y

- una instalación de medición de recorrido (9) para determinar una segunda separación vertical VA2 entre el palpador (2) y la arista inferior de la unidad de recepción láser (5).

Palpador de medición, sistema de medición, procedimiento para establecer mediante óptica láser la posición en altura de un rodillo de guiado de barras, y utilización del sistema de medición Campo de la técnica La presente invención se refiere a un palpador de medición, que es apropiado para palpar una superficie de envuelta de un rodillo cilíndrico (por ejemplo de un rodillo en una guía de barras de una máquina de colada continua, o de un rodillo en una vía de rodillos de un laminador en frío o caliente o de una instalación de tratamiento de flejes) . Por palpación se entiende la detección de al menos un punto mediante contacto, en donde una superficie de prueba del palpador de medición contacta con el punto sobre la superficie de envuelta.

La invención se refiere además a un sistema de medición, que es apropiado para la medición mediante óptica láser de la posición en altura de un rodillo cilíndrico.

Aparte de esto, la invención se refiere a un procedimiento para el establecimiento mediante óptica láser de la posición en altura real Hist de un rodillo de guiado de barras en una guía de barras a través de un sistema de medición. La posición en altura de un rodillo de guiado de barras es importante para el funcionamiento sin averías de una máquina de colada continua, ya que en especial una barra parcialmente rigidizada sólo puede soportar unas cargas mecánicas reducidas. Unas cargas mecánicas excesivas, por ejemplo a causa de un rodillo de guiado de barras mal ajustado, pueden conducir a unos esfuerzos por flexión inadmisiblemente elevados, que pueden conducir a grietas en la barra o incluso a un orificio pasante en la envoltura de barra excesivamente fina.

Por último, la invención se refiere a la utilización (reivindicación 15) del sistema de medición según una de las reivindicaciones 1 a 9, para llevar a cabo el procedimiento según una de las reivindicaciones 10 a 14.

Estado de la técnica Es conocido instalar los rodillos, en una guía de barras de una máquina de colada continua (también llamados rodillos de guiado de barras) sobre un llamado banco de enderezamiento. Con ello se coloca normalmente una parte de la guía de barras, por ejemplo el bastidor interior o exterior de un segmento de guía de barras, sobre el banco de enderezamiento y se establece la separación de los rodillos de guiado de barras con relación a una regla de acero mediante medios de medición, por ejemplo mediante un micrómetro de varillas. A partir de la geometría de instalación de la guía de barras pueden determinarse las separaciones nominales entre la regla y los rodillos, de tal modo que puede ajustarse exactamente la posición en altura de los rodillos de guiado de barras, por ejemplo mediante discos intermedios (en inglés “shims”) . El establecimiento de las posiciones en altura de los rodillos de guiado de barras es inexacto a causa del combado de la regla de acero y consume mucho tiempo, a causa de la gran cantidad de mediciones manuales. Otro inconveniente reside en que las posiciones en altura no se detectan y protocolizan automáticamente.

Del campo técnico de la técnica de medición, aunque es conocida básicamente la nivelación mediante óptica láser de un objeto mediante un palpador de medición, no son apropiados los palpadores de medición existentes, configurados de forma rígida, a causa de las diferencias en altura relativamente grandes entre diferentes rodillos de un segmento de guía de barras curvado, para establecer la posición el altura real de forma precisa y rápida.

El documento DE 10 2009 030 929 hace patente un aparato de medición de coordenadas con una cabeza palpadora, sobre la que está dispuesto de forma móvil un elemento palpador.

Resumen de la invención La tarea de la invención consiste en superar los inconvenientes del estado de la técnica y representar un palpador de medición y un procedimiento para establecer la posición en altura real de un rodillo de guiado de barras en una guía de barras, con los que pueda determinarse la posición en altura real del rodillo de guiado de barras

-rápidamente, es decir, en un plazo de tiempo corto para la medición y la valoración,

-con los medios más sencillos posibles,

-sin una valoración complicada, y

-con una elevada precisión.

Esta tarea es resuelta con un palpador de medición para palpar una superficie de envuelta de un rodillo cilíndrico, que presenta

- al menos un palpador con una superficie de palpación;

- un perfil de guiado vertical que está unido rígidamente al palpador;

- una unidad de recepción láser con un campo detector y una unidad de valoración de separación, en donde la unidad de recepción láser puede desplazarse en dirección vertical sobre el perfil de guiado, el campo detector está configurado para detectar un haz láser, y una unidad de valoración de separación puede establecer una primera separación vertical VA1 del haz láser con relación a la arista inferior de la unidad de recepción láser; y

- una instalación de medición de recorrido para determinar una segunda separación vertical VA2 entre el palpador y la arista inferior de la unidad de recepción láser.

Con ello puede palparse un punto sobre la superficie de envuelta del rodillo cilíndrico mediante al menos un palpador con una superficie de palpación. A partir del punto, respectivamente de los varios puntos sobre la superficie de envuelta, puede establecerse la posición en altura del rodillo, dado el caso teniendo en cuenta la geometría (por ejemplo con base en el diámetro de rodillo conocido) . El propio palpador está unido rígidamente a un perfil de guiado vertical del palpador de medición, en donde el perfil de guiado puede presentar por ejemplo un perfil redondo o poligonal. El palpador de medición presenta una unidad de recepción láser con un campo detector, en donde el campo detector está configurado para detectar la posición en altura de un haz láser. La unidad de recepción láser puede desplazarse con ello sobre el perfil de guiado, de tal modo que pueden detectarse posiciones en altura mayores que la extensión longitudinal del campo detector. El campo detector comprende casi siempre varios detectores discretos, que por ejemplo están dispuestos en una columna o una matriz con varias columnas. El propio campo detector está unido a una unidad de valoración de separación, en donde ésta puede establecer la primera separación vertical del haz láser con relación a la arista inferior de la unidad de recepción láser. Debido a que la separación de la arista inferior de la unidad de recepción láser con relación al palpador puede determinarse mediante una instalación de medición de recorrido, de este modo se determina también por completo la segunda separación vertical entre el haz láser y el palpador. Aquí la instalación de medición de recorrido puede integrarse por ejemplo en el perfil de guiado, o disponerse por fuera del perfil de guiado. Para la medición de recorrido pueden usarse todas las instalaciones de medición de recorrido que hacen contacto (por ejemplo potenciómetros) o que trabajan sin contacto (por ejemplo una magnetoestrictiva, inductiva, capacitiva u óptica) .

Para asegurar la precisión del palpador de medición durante un periodo de uso prolongado, es ventajoso configurar el palpador de forma intercambiable.

Para mantener el palpador de medición de forma relativamente sencilla, robusta y ligera, es ventajoso que el palpador de medición presente un módulo de comunicación para la unión mediante técnica de información a una unidad de valoración, en donde el módulo de comunicación está unido a la instalación de medición de recorrido y a la unidad de valoración de separación. Por medio de esto se transmiten los datos mediante técnica de información (por ejemplo por cable o de forma inalámbrica) desde el palpador de medición hasta la unidad de valoración, por ejemplo un PC, en donde la unidad de valoración determina la situación en altura del rodillo y, dado el caso, calcula una desviación real-nominal de la posición en altura. Por ejemplo el módulo de comunicación está configurado como un interfaz Bluetooth o WLAN.

Alternativamente también es posible que el palpador de medición presente una unidad de valoración, en donde la unidad de valoración está unida a la instalación de medición de recorrido y a la unidad de valoración de separación. En este caso la unidad de valoración está configurada por ejemplo como microcontrolador, que está integrado en el palpador de medición. Con ello es posible que el palpador de medición presente también una unidad indicadora (por ejemplo un display) , de tal modo que la posición en altura... [Seguir leyendo]

1. Palpador de medición (1) , que es apropiado para palpar una superficie de envuelta (21) de un rodillo cilíndrico (20) , que presenta

-al menos un palpador (2) con una superficie de palpación (3) ;

-un perfil de guiado vertical (4) que está unido rígidamente al palpador (2) ;

-una unidad de recepción láser (5) con un campo detector (6) y una unidad de valoración de separación (7) , en donde la unidad de recepción láser (5) puede desplazarse en dirección vertical sobre el perfil de guiado (4) , el campo detector (6) está configurado para detectar un haz láser (8) , y la unidad de valoración de separación (7) puede establecer una primera separación vertical VA1 del haz láser (8) con relación a la arista inferior de la unidad de recepción láser (5) ; y

-una instalación de medición de recorrido (9) para determinar una segunda separación vertical VA2 entre el palpador (2) y la arista inferior de la unidad de recepción láser (5) .

2. Palpador de medición según la reivindicación 1, caracterizado porque el palpador de medición (1) presenta un módulo de comunicación (11) para la unión mediante técnica de información a una unidad de valoración (30) , en donde el módulo de comunicación (11) está unido a la instalación de medición de recorrido (9) y a la unidad de valoración de separación (7) .

3. Palpador de medición según la reivindicación 1, caracterizado porque el palpador de medición (1) presenta una unidad de valoración (30) , en donde la unidad de valoración (30) está unida a la instalación de medición de recorrido

(9) y a la unidad de valoración de separación (7) .

4. Palpador de medición según una de las reivindicaciones 2 ó 3, caracterizado porque un accionador (12) está unido mediante técnica de señales al módulo de comunicación (11) o a la unidad de valoración (30) , en donde el accionador (12) está dispuesto de forma preferida sobre el palpador de medición (1) .

5. Palpador de medición según la reivindicación 1, caracterizado porque en cada caso está dispuesto un palpador

(2) sobre un ala (13) del palpador de medición (1) , en donde dos alas (13) forman un ángulo 45º < a < 135º .

6. Palpador de medición según la reivindicación 5, caracterizado porque el palpador de medición presenta al menos tres palpadores, en donde dos palpadores están dispuestos en un primer plano y un palpador en un segundo plano, y el primer plano está orientado en paralelo al segundo plano.

7. Palpador de medición según la reivindicación 1, caracterizado porque el palpador de medición (1) presenta una instalación de retenida (15) para fijar la posición de la unidad de recepción láser (5) con relación al perfil de guiado

(4) o un amortiguador.

8. Sistema de medición para la medición mediante óptica láser de una posición en altura de un rodillo cilíndrico (20) , que presenta

-un láser (31) ;

-un palpador de medición (1) según una de las reivindicaciones 1 a 7;

-una unidad de valoración (30) , que está unida mediante técnica de información al palpador de medición (1) ; y

-una unidad de edición (32) para editar la posición en altura del rodillo (20) .

9. Sistema de medición según la reivindicación 8, caracterizado porque el sistema de medición comprende un emisor (33) y el palpador de medición (1) un receptor (14) de un sistema de posicionamiento, en donde el receptor

(14) está unido mediante técnica de señales al módulo de comunicación (11) o a la unidad de valoración (30) , de tal modo que puede determinarse la posición del palpador de medición (1) .

10. Procedimiento para establecer mediante óptica láser una posición en altura real Hist de un rodillo de guiado de barras (20) en una guía de barras mediante un sistema de medición, que comprende un láser (31) , un palpador de medición (1) según una de las reivindicaciones 1 a 7 con una instalación de recepción láser (5) , un campo detector (6) , una unidad de valoración de separación (7) , un palpador (2) y una superficie de palpación (3) , y una unidad de valoración (30) que está unida mediante técnica de información al palpador de medición (1) , que comprende los siguientes pasos de procedimiento:

-posicionamiento del láser (31) ;

-conexión del láser (31) ;

-palpación del rodillo de guiado de barras (20) mediante el palpador de medición (1) , en donde al menos una superficie de palpación (3) del palpador de medición (1) hace contacto con un punto sobre la superficie de envuelta (21) del rodillo de guiado de barras (20) y un haz láser (35) corta el campo detector (6) ;

-accionamiento de una medición;

-establecimiento de una primera separación vertical VA1 entre el haz láser (35) y la arista inferior de la unidad de

recepción láser (5) mediante la unidad de valoración de separación (7) y de una segunda separación vertical VA2 entre el palpador (2) y la arista inferior de la unidad de recepción láser (5) mediante la instalación de medición de recorrido (9) ;

-cálculo de la posición en altura real Hist del rodillo de guiado de barras con Hist = VA1 + VA2 en la unidad de valoración (30) .

11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque según el paso “accionamiento de una medición”

-se establece la posición del palpador de medición (1) mediante un receptor de un sistema de medición de posición (14) ;

-se transmite la posición del palpador de medición (1) a la unidad de valoración (30) ;

-la unidad de valoración (30) establece una diferencia = Hsoll - Hist entre una posición en altura nominal Hsoll y la 20 posición en altura real Hist; y

-se edita la diferencia mediante una unidad de edición (32) .

12. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque la posición en altura nominal Hsoll se deriva de datos CAD.

13. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque se protocolizan en un protocolo de medición la 25 posición en altura nominal Hsoll, la posición en altura real Hist y la diferencia .

14. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque el láser (31) se une en el paso “posicionamiento del láser”, de forma rígida a un bastidor estacionario (41) de la guía de barras (40) o a un cimiento.

15. Utilización del sistema de medición según una de las reivindicaciones 1 a 9 para llevar a cabo el procedimiento según una de las reivindicaciones 10 a 14.