(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延トレインにおいて前進する棒部材のスタンピング品質の測定方法であって、
ａ）成形を実施する圧延スタンド（３）の上流において、成形によってスタンピングが施される初期生成体（１）の初期速度ＶＡを測定し、初期直径ＤＡおよび／または初期断面積ＦＡが既知ではない場合は前記初期直径ＤＡおよび／または初期断面積ＦＡを非接触で測定し、
ｂ）前記圧延スタンド（３）が成形を実施した後、最終生成体（２）の最終速度ＶＥを測定し、前記最終生成体（２）の仮想上の包囲シェルの直径ＤＥおよび／または断面積ＦＥを非接触で測定し、
ｃ）最終生成体（２）の仮想上の円形最終生成体の直径ＤＮを、
ＤＮ＝平方根（ＤＡ２×ＶＡ／ＶＥ）
として非接触で決定し、および／または、最終生成体（２）の平均断面積ＦＮＥを、
ＦＮＥ＝ＦＡ×ＶＡ／ＶＥ
として非接触で決定し、
ｄ１）スタンピング特性変数ＰＫＧを、前記直径ＤＥと前記ＤＮの比または差として、および／または、前記断面積ＦＥとＦＮＥとの比または差として、計算し、
または、
ｄ２）工程ａ）、ｂ）およびｃ）において測定または計算された値を、当該値から導出される変数が既知でない場合は、当該変数を計算するために使用し、当該変数は、
ｉ）前記初期生成体（１）の単位長さあたりの初期容積および／または初期質量と、
ｉｉ）前記仮想上の包囲シェルの単位長さあたりの容積および／または質量と、
ｉｉｉ）前記最終生成体（２）の単位長さあたりの容積および／または当該容積における前記最終生成体（２）の質量と、であって、
前記スタンピング特性変数ＰＫＧを、前記最終生成体（２）の単位長さあたりの容積と前記仮想上の包囲シェルの単位長さあたりの容積との比または差として、および／または、前記最終生成体（２）の単位長さあたりの質量と前記仮想上の包囲シェルの単位長さあたりの質量との比または差として計算し、
ｅ）工程ｄ１）またはｄ２）によって計算される前記スタンピング特性変数ＰＫＧを、先だって設定された設定値ＰＫＧｓｅｔと比較する、測定方法。
【請求項２】
前記初期生成体（１）の単一の直径ＤＡもしくは前記最終生成体（２）の仮想上の包囲シェルの単一の直径ＤＥ、または、前記初期生成体（１）の複数の直径ＤＡもしくは前記最終生成体（２）の仮想上の包囲シェルの複数の直径ＤＥを、測定することを特徴とする、請求項１に記載の測定方法。
【請求項３】
異なる角度位置において前記複数の直径を測定することを特徴とする、請求項２に記載の測定方法。
【請求項４】
前記最終生成体（２）の仮想上の包囲シェルの測定した最大の直径ＤＥを、計算に使用することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の測定方法。
【請求項５】
前記初期生成体（１）の１メートルあたりの質量は、前記初期生成体（１）の単位長あたりの初期質量として計算に使用され、
前記仮想上の包囲シェルの容積における１メートルあたりの質量は、前記仮想上の包囲シェルの容積における質量として計算に使用され、
前記最終生成体（２）の１メートルあたりの質量は、前記最終生成体（２）の質量として計算に使用されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の測定方法。
【請求項６】
前記最終生成体（２）の質量が、
ＦＮＥ×前記棒部材の密度ρ×単位長さ
として計算されることを特徴とする、請求項５に記載の測定方法。
【請求項７】
１以上の前記非接触な測定が光学的に実施されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の測定方法。
【請求項８】
前記圧延トレインおよび／または前記圧延スタンド（３）は、工程Ｅ）において測定されたデータを用いて制御されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の測定方法。
【請求項９】
前記圧延トレインにおいて前進する前記棒部材の前記スタンピング品質を測定するための請求項１〜８のいずれか１項に記載の測定方法を実行する測定装置であって、
前進する前記初期生成体（１）の前記ＶＡを測定する少なくとも１つの速度測定器（１２）と、
前記最終生成体（２）の前記ＶＥを測定する少なくとも１つの速度測定器（２２）と、
成形によって前記初期生成体（１）にスタンピングを施す前記圧延スタンドの上流およい下流において前進する前記棒部材の、前記ＤＡおよび前記ＤＥを測定する少なくとも１つの直径測定器（１１、２１）、および／または、前記ＦＡおよび前記ＦＥを測定する少なくとも１つの外形測定器と、
前記最終生成体（２）である成形された前記棒部材の、前記設定値ＰＫＧｓｅｔに対する前記スタンピング特性変数ＰＫＧの偏差である前記スタンピング品質を、前記速度測定器（１２、２２）、前記直径測定器（１１、２１）および／または前記外形測定器から提供された測定変数ＶＡおよびＶＥと、ＤＥおよびＤＡ、および／または、ＦＡおよびＦＥと、に基づいて計算するデータ処理ユニットと、有する、測定装置。
【請求項１０】
前記直径測定器（１１、２１）は、非接触で作動可能な直径測定器であって、
前記外形測定器は、非接触で作動可能な外形測定器であることを特徴とする、請求項９に記載の測定装置。
【請求項１１】
１、２、３またはすべての前記速度測定器（１２、２２）、前記直径測定器（１１、２１）および前記外形測定器は、光学的測定器であることを特徴とする、請求項９または１０に記載の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形された棒部材の、特に鋼製のコンクリート用鉄筋の、スタンピング品質の測定方法および測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ここで問題となる成形された棒部材とは、特に、直径が約５〜５０ｍｍのコンクリート用のリブ付き丸鋼（鉄筋コンクリート用鋼、リブ付き鋼、または構造鋼としても知られている）のことである。このような丸鋼は、鉄筋（補強筋）ともよばれている。
【０００３】
鉄筋には、土地および規格によって様々な種類がある。例えば、リブの列数（２、３、４）およびリブの配置（間隔および角度）は様々である。さらに、コンクリート型枠用の異形鉄筋およびスクリュー棒（スクリュー形状の棒）もある。
【０００４】
このような成形された棒部材は、特にコンクリートを補強するために使用される。このような成形された棒部材を生成するための材料は、先行技術において広く知られている。
【０００５】
成形された棒部材は、通常、丸棒から、または、例えば三波材料（ｔｈｒｅｅ−ｗａｖｅ  ｍａｔｅｒｉａｌ）や角材等の一定の断面を備える棒部材から、圧延トレインにおいて生成される。断面積が一定であるため、通常の方法で断面積を測定することができる。この方法では、成形工程は、最終圧延スタンドにおける複数のスタンピングローラを用いて実施され、失われる材料はない。つまり、成形された棒部材の容積または質量は、維持される。
【０００６】
これに適した装置およびそれに対応する方法は、例えば、米国特許出願公開第５８７５６６９号明細書において開示されている。
【０００７】
欧州特許出願公開第２４６８４２９号明細書では、圧延された生成体の速度を、特に圧延されたストリップの速度を、測定する装置および方法が開示されている。この方法では、マイクロ波領域における電磁放射線が、圧延されたストリップに伝播し、戻ってきて受信される反射信号からストリップの速度を測定する。
【０００８】
独国特許出願公開第２３５１５２５号明細書では、圧延工程における棒の長さの測定方法が開示されている。この方法は、主に、冷間圧延機および熱間圧延機において使用される。
【０００９】
毎日、極めて大きいトン数の成形された棒部材が、特に鉄筋コンクリート用鋼が、製造されている。現行ラインの製造率は、１００ｔ／ｈを超えるであろう。これは、最終生成体が５０ｍ／ｓを超える速度において移動することを意味する。
【００１０】
従来、運転中の製造ラインにおいては、抽出検査の実施のみが知られている。しかしながら、大容量であることおよび高速であることを考慮すると、運転中のラインにおいて生じ得る欠陥は、極めて遅い時間にしか検出することができない。したがって、仮に最終生成体が所望の要求に見合わなければ、多量のスクラップを製造するという大きなリスクがある。このため、コストは上昇する。
【００１１】
生じ得る外形形状および寸法（直径）についての膨大な多様性は、抽出検査用のおよび検査装置のセットアップ用の被検査品を、取除くためにおよび測定するために、多大な努力が必要となることを意味する。
【００１２】
重要なドイツ工業規格において規格化されている鉄筋コンクリート用鋼の特性変数は、「相対リブ面積（ｒｅｌａｔｅｄ  ｒｉｂ  ａｒｅａ）」ｆＲとして知られる。相対リブ面積ｆＲは、複数のリブの抑制面積（ｒｅｓｔｒａｉｎｉｎｇ  ａｒｅａ、棒の軸に垂直な面積）の円周面積または摩擦面積（ｆｒｉｃｔｉｏｎａｌ  ａｒｅａ）に対する比によって規定される。これらの抑制面積および摩擦面積は、鉄筋を包むコンクリート内における鉄筋の安定性を保証する。この「相対リブ面積」は、鉄筋コンクリート用鋼の全ての仕様書において記載される。相対リブ面積は、公称径および公称品質に依存し、０．３５〜０．６の間の値となる。
【００１３】
製造ラインにおいてスタンピング品質を連続的に検出する方法は、これまでのところ知られていない。
【００１４】
ここでは、スタンピング品質という用語は、設定値ＰＫＧＳＥＴとして表される予め設定されたスタンピング特性変数に対する、測定されたスタンピング特性変数ＰＫＧの偏差を意味するものとして使用される。スタンピング品質は、偏差が小さいほど、より良いか、または、より優れている。これについては、下記において詳述する。
【００１５】
製造工程（正確には成形工程）では、初期生成体は、最後の圧延スタンドにおいて、複数のスタンピングローラの形状に沿って必要な複数の窪みおよび突出部が形成されることにより、成形される。成形工程において、複数のスタンピングローラの凹部が部材によって完全に充填され、それによって外形において所望の突出部（例えばリブ）が形成され、複数のスタンピングローラの凸部によって対応する窪みが正確に形成されたとき、外形は、所望の形状を備える。これは、いわゆる深リブ加工およびいわゆる突出リブ加工の両方に当てはまる。
【００１６】
しかしながら、所望の形状に成形された棒部材は、必要な容積または質量の部材が複数のスタンピングローラに導かれる一方で、所望の外形が得られるように複数のスタンピングローラへの部材の供給が設定されている場合にのみ、得ることができる。例えば、質量、１メートルあたりの容積、スタンピングローラへの材料の供給等の形状決定パラメータの設定値からの偏差によって、一般的に、不要な形状である欠陥が外形に得られる。
【発明の概要】
【００１７】
本発明の目的は、運転中の圧延トレインにおいて、棒部材のスタンピング品質を連続的に測定可能な方法および装置を提供することである。
【００１８】
上記目的は、独立請求項に係る発明によって達成することができる。
【００１９】
本発明に係る方法によれば、第１工程ａ）において、成形圧延スタンドに供給される初期生成体の速度が測定される。なお、ここでは、初期生成体の速度を初期速度ＶＡと称する。
【００２０】
さらに、初期生成体の初期直径ＤＡが、既知でない場合は非接触で測定される。棒部材が、円形（より正確には円盤形状）の断面を備え、その結果として丸棒である場合、いずれかの所望の角度位置において測定された一つの直径のみから、当該断面積を計算することが比較的容易である。なお、ここでは、当該断面積を初期断面積ＦＡと称する。
【００２１】
このような簡単な条件では、直径を測定し、測定した直径を更なる計算に使用するだけで十分である。
【００２２】
棒部材が、例えば四角または他の一様な断面形状の非円形断面を備えている場合、初期断面積ＦＡは、下記に詳述するように、公知の外形測定器によって、便宜上測定される。しかしながら、通常、このように形成された棒部材は、成形工程の前に丸鋼に成形される。
【００２３】
この代替方法は、定幅形状（ｏｒｂｉｆｏｒｍ）の断面を備える棒部材において特に意義を有する。定幅形状では、いずれの角度位置において測定された直径も同一となる。それにも関わらず、棒部材は円盤形状の断面を備えておらず、例えば、３波形状または６波形状の断面を備えている。この場合、初期断面積ＦＡを測定した方が、直径に基づいて初期断面積ＦＡの計算をするよりも良好な結果を導くことができる。
【００２４】
本発明に係る方法によれば、成形工程後、およびそれに続く最終圧延スタンドからの最終生成体の出現の後、工程ｂ）では、最終生成体の速度ＶＥが測定される。また、最も簡単な条件では、最終生成体の単一の直径ＤＥが測定される。
【００２５】
成形工程後の棒部材は、ロッド形状の中央コア領域を備えている。突出リブ加工では、コア領域上において放射方向外方に向かって複数のリブが形成される。深リブ加工では、コアは、窪みまたは押し跡がそれぞれないコア領域によって形成される。しかしながら、突出リブ加工および深リブ加工の両方の場合において、支配的な速度における製造ライン上のコア領域を光学的に測定することは、実際には困難である。したがって、製造ライン上の光学的な測定器は、常に、測定される棒部材の外方領域または外表を検出している。
【００２６】
光学的な直径測定器では、リブまたは窪みは常に同時に測定される、すなわち、リブまたは窪みは測定された直径の値に含まれている。
【００２７】
このため、測定された直径ＤＥは、コア領域の直径を示していない。さらに、リブまたは窪みを含むコア領域の直径は、測定面において検知され、その結果、リブまたは窪みを含むコア領域の直径は、棒部材に沿う任意の位置において検知される。
【００２８】
光学的測定は、一般的に、棒部材の長手方向軸に直交するように設けられた測定面において実施され、その結果、光学的測定は、棒部材が前進する当該軸に沿って実施される。測定が製造ラインにおいて実施されるため、および、棒部材のリブ構造が様々な角度において設けられているため、任意の周期において測定された最大直径は、便宜上、包囲シェル（ｅｎｖｅｌｏｐｉｎｇ  ｓｈｅｌｌ）の測定直径として計算に使用される。
【００２９】
最も簡単な条件では、ある角度位置における平均直径ＤＥの測定は、工程ｂ）の実施において十分である。
【００３０】
仮想上の包囲シェルの断面積ＦＥは、円形断面だと仮定すれば、このような直径の値から容易に算出することができる。長さを含め、仮想上の包囲シェルの断面積ＦＥは、単位長さあたりの包囲シェルの容積を、例えば１メートルあたりの容積を、計算するために使用される。これは、下記において詳述する。
【００３１】
断面積ＦＥは、例えば外形測定によっても測定してもよい。これに適した方法および装置は、特に定幅形状の測定において知られており、使用されている。
【００３２】
包囲シェルは、囲いシェル（ｅｎｃｌｏｓｉｎｇ  ｓｈｅｌｌ）とも称することができる。包囲シェルは、棒部材において直径が測定された位置に接するように設けられる。包囲シェルは、棒部材を包むまたは囲むが、棒部材の随所に面して設けられてはいないため、ここでは仮想上のものである。棒部材は包囲シェルによって囲まれているかまたは包囲シェル内に位置するが、棒部材はリブ構造を有するため、包囲シェルを満たさない。つまり、包囲シェルの容積は、棒部材の容積よりも常に大きい。
【００３３】
シェルの断面積が円形である場合、包囲シェルの容積は、いわゆる包囲円柱の容積となる。前述したように、この包囲シェルの容積または包囲円柱の容積は、生成された最終生成体の部材容積を含む一方で、さらに、スタンピングによって形成された中身のない部分の容積（スタンピングによる押し跡、リブ間の空間および生成体の特定の成形部分）も含む。
【００３４】
本発明に係る方法の工程ｃ）では、直径ＤＥの測定に加え、初期直径ＤＡから仮想上の円形最終生成体の直径ＤＮが下記のように計算される。
【００３５】
【数１】
0006374486.tif 000002
【００３６】
ここで、
ＤＡ＝初期生成体の直径
ＶＡ＝初期生成体の測定速度
ＶＥ＝最終生成体の測定速度
である。
【００３７】
さらに、代わりにまたは追加として、平均断面積ＦＮＥは、下記のように初期断面積ＦＡから計算することができる。
【００３８】
【数２】
0006374486.tif 000003
【００３９】
ここで、
ＦＡ＝初期生成体の断面積
ＶＡ＝初期生成体の測定速度
ＶＥ＝最終生成体の測定速度
である。
【００４０】
断面積間の簡単な関係は、特に、工程ａ）において初期生成体の断面積ＦＡが外形測定によって測定される場合はいつでも、検討に値する。
【００４１】
工程ｃ）に続き、工程ｄ１）または工程ｄ２）が実施される。
【００４２】
本発明に係る方法の工程ｄ１）では、スタンピング特性変数ＰＫＧとして知られる特性変数は、ＤＥ、ＤＮ、ＦＥ、および／またはＦＮＥに基づいて計算される。計算値は、例えば、パーセント、比率、または差であってもよい。
【００４３】
ＰＫＧは、工程ｄ１）において、ＤＥとＤＮの差として、ＤＥとＤＮの比として、および／または、ＤＥ２×π／４とＦＮＥとの比または差として、算出されることが好ましい。
【００４４】
代わりに工程ｄ２）では、既知でない場合に工程ａ）、ｂ）およびｃ）において測定および計算された値から導出される複数の変数は、スタンピング特性変数ＰＫＧを計算するために使用される。導出される複数の変数は、
ｉ）初期生成体（１）の単位長さあたりの初期容積および／または初期質量と、
ｉｉ）仮想上の包囲シェルの単位長さあたりの容積および／または質量と、
ｉｉｉ）最終生成体（２）の単位長さあたりの容積および／またはその容積における最終生成体（２）の質量と、
である。
【００４５】
工程ｉ）に関しては、例えば、下記の方法が適用される。初期生成体が一定の理想的な円盤形状の断面を備えている場合、単位長さあたりの容積は、例えば走行１メートルあたりの容積は、速度測定および同時に行われる直径測定によって、計算することができる。また、既知の密度によって、圧延スタンドに供給される初期生成体の単位長さあたりの初期質量を、例えばメートルあたりの質量を、計算することができる。もちろん、これらのパラメータは、初期断面積ＦＡに基づいて既に計算されている。
【００４６】
工程（ｉｉ）に関しては、例えば、下記の方法が適用される。仮想上の包囲シェルの単位長さあたりの容積および／または質量（密度が既知の場合。より正確には、仮想上の包囲シェルによって囲まれている容積の質量）は、長さを含めて、直径ＤＥおよび／または断面積ＦＥから計算することができる。
【００４７】
包囲円柱形状である包囲シェルの断面積は、ＦＥ＝ＤＥ２×π／４として計算することができる。
【００４８】
工程ｄ１）またはｄ２）により計算できるスタンピング変数は、工程ｅ）において、予め設定された値すなわち予め設定されたスタンピング変数ＰＫＧｓｅｔと、比較される。
【００４９】
この設定値は、製造ラインとは切り離しておよび製造ライン外で、製造すべき棒部材に基づいて先だって決定され、設定される。いくつかの方法は、このための検討において意義がある。新しく形成された外形の場合、この特性変数は、ＣＡＤにおいて利用可能な構造設計データから単純に決定することができる。この特性変数は、適切な校正用の被検査品に基づいて決定されてもよい。この方法では、質量は、長さ１メートルの被検査品から測定され、部材の容積は、密度を用いて計算される。また、被検査品と例えば水などの適切な液体との置換量から部材容積を計算することも可能である。被検査品の直径ＤＥは、様々な公知の方法によって測定することができる要望および要求によって、これらは、例えば、単位長さあたりの包囲シェルの容積、値ＦＥ、ＤＮ、ＦＮＥおよびＧＮを計算するために、使用することが可能である。
【００５０】
決定したＰＫＧがＰＫＧｓｅｔと一致する場合、最終生成体が所望の形状パラメータに関する要求を満たしているため、圧延スタンドは最適に設定されている。
【００５１】
一方、決定したＰＫＧがＰＫＧｓｅｔからずれる場合、この情報は、圧延スタンドまたは圧延プラントのプラント制御部が圧延パラメータを変更するために使用することが好ましい。
【００５２】
初期速度ＶＡおよび最終速度ＶＥの測定は、非接触で実施されることが好ましい。初期直径ＤＡ、初期断面積ＦＡ、仮想上の包囲シェルの直径ＤＥおよび仮想上の包囲シェルの断面積ＦＥの非接触な測定は、公知のあらゆる方法によって実施することが可能である。全ての非接触な測定は、光学的に実施されることが好ましい。
【００５３】
好ましい実施形態によれば、初期生成体の単一または複数の直径ＤＡ、および、最終生成体の仮想上の包囲シェルの単一または複数の直径ＤＥが測定される。
【００５４】
より好ましい実施形態では、異なる角度位置において複数の直径が測定される。
【００５５】
特に好ましい実施形態では、最終生成体の仮想上の包囲シェルの最大測定直径ＤＥが、計算に使用される。
【００５６】
また、好ましい実施形態では、初期直径ＤＡおよび／または初期断面積ＦＡの代わりに、これらから導出可能な変数が、特に単位長さあたりの初期生成体の初期容積または初期質量が、検出される。また、仮想上の円形最終生成体の直径ＤＮおよび棒部材の平均断面積ＦＮＥの代わりに、これらから導出される変数が、特に単位長さあたりの容積またはこの容積の質量が、計算される。また、仮想上の包囲シェルの直径ＤＥおよび／または断面積ＦＥの代わりに、これらから導出される変数が、特に最終生成体の容積を含む仮想上の単位長さあたりの容積が、この計算に使用される。
【００５７】
本発明に係る方法では、初期生成体の速度および１メートルあたりの質量と、最終生成体の速度および１メートルあたりの質量と、包囲シェルの容積と、が、計算に使用されることが好ましい。
【００５８】
本発明は、圧延トレインにおいて前進する成形された棒部材の、特に鋼製のコンクリート用鉄筋の、スタンピング品質を測定する方法を実施するための装置に関するものでもある。当該装置では、特許請求の範囲および明細書において示唆された方法が実施される。本発明に係る装置は、前進する初期生成体用の少なくとも１つの速度測定器と、最終生成体用の少なくとも１つの速度測定器と、成形によって初期生成体にスタンピングを施す圧延スタンドの上流および下流において前進する棒部材用の、非接触で作動する、少なくとも１つの直径測定器または少なくとも１つの外形測定器と、これらの測定器が測定した測定変数に基づいて最終生成体である成形された棒部材のスタンピング品質を計算するデータ処理ユニットと、を備えている。
【００５９】
この装置は、成形によって初期生成体にスタンピングを施す圧延スタンドの上流および／または下流において前進する棒部材用の、非接触で作動する、少なくとも１つの直径測定器または少なくとも１つの外形測定器を、備えていることが好ましい。
【００６０】
また、１、２、３または全ての速度測定器、直径測定器、外形測定器は、光学的な測定器であることが好ましい。
【００６１】
圧延トレインの設定およびその後に続く制御のために、例えば、次に示す工程を適用してもよい。
【００６２】
初期生成体の１メートルあたりの質量が既知である場合の棒部材は、既知の速度においてまたは測定された速度において、圧延トレインに供給される。
【００６３】
最終生成体の速度は測定され、１メートルあたりの質量は、最終生成体の速度から計算される。特定の１メートルあたり質量となるようにする場合、１メートルあたりの質量の値が所望の値に一致するまで、圧延トレインのパラメータは、対応して変更される。
【００６４】
次に、ＰＫＧがおおよそ所望のＰＫＧｓｅｔに一致するまで、圧延スタンドの複数のスタンピングローラは、部材が供給されるかまたは開かれている。
【００６５】
本発明は、添付の図面に基づいてより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】２方向に突出したリブを備える鉄筋を示す側面図および断面図である。
【図２】３方向に深リブを備える鉄筋を示す側面図および断面図である。
【図３】所望の測定器を備える典型的な圧延トレインを示す概略図である。
【図４】本発明に係る方法を示す概略図である。
【図５】直径測定器を示す概略図であって、陰影法に基づいて直径の測定がされ、最終生成体の異なる角度位置において３つの直径が測定されている様子を示す図である。
【図６】３方向に突出したリブを備える鉄筋を示す断面図である。
【図７】２方向に突出したリブを備える鉄筋を示す斜視図であって、鉄筋が、鉄筋の軸方向に対して不規則な角度に向くように突出するリブを備えている様子を示し、また、包囲シェルの直径および断面積を概略的に示している。
【発明を実施するための形態】
【００６７】
図１および図２に示す成形されたコンクリート用鉄筋は、図１では、２方向に突出したリブを備える鉄筋であって、図２では、３方向に突出した深リブを備える鉄筋である。この成形された棒部材は、連続して生成され、圧延スタンドが成形を実施した後に得られ、その後、所望の長さに裁断される。これらは全て公知である。
【００６８】
図３に示すように、初期生成体１は、円形断面を備える棒部材であって、成形された棒部材すなわち最終生成体２を形成するために、複数のローラ３１を用いて、圧延スタンド３において成形される。この最終生成体は、例えば、図７に示す最終生成体２であってもよい。
【００６９】
図３および図４に対応する方法では、圧延スタンド３に供給される初期生成体１の圧延スタンド３に入る前の速度ＶＡは、非接触で作動する速度測定器１２を用いて測定される。
【００７０】
さらに、初期生成体１の直径ＤＡは、直径測定器１１によって非接触で検出される。既知の断面形状では、この直径は、圧延スタンド３内を移動する棒部材の既知の密度および質量を考慮して、走行１メートルあたりの容積を計算するために使用することができる。
【００７１】
圧延スタンド３から出現する最終生成体２の速度ＶＥも、同様に測定される。正確には、最終生成体２の速度ＶＥは、速度測定器２２を用いて測定される。
【００７２】
既知のまたは測定された初期生成体の１メートあたりの容積または１メートルあたりの質量から、および、２つの速度比ＶＡ／ＶＥから、最終生成体２の１メートルあたりの部材容積または１メートルあたりの質量が測定される。その後、平均断面積ＦＮＥは、メートルあたりの材料の容積から計算される。そして、平均断面積ＦＮＥから、仮想上の円形最終生成体の直径ＤＮが測定される。
【００７３】
さらに、得られた最終生成体２の少なくとも１つの直径ＤＥは、直径測定器２１を用いて測定される。
【００７４】
２つの変数ＤＥおよびＶＥから、いわゆる包囲シェルの１メートルあたりの容積、特に包囲円柱の容積が、計算される。包囲シェルの容積には、最終生成体２の１メートルあたりに生成される質量の部材容積およびスタンピングによって形成された中身のない部分の容積が含まれている。
【００７５】
本発明に係る成形された棒部材の直径の測定には、図５に概略的に示す測定器を使用することができる。正確には、初期生成体および最終生成体の両方の直径測定のために、図５に概略的に示す測定器を使用することができる。このような測定器は、非接触で作動し、従来から知られている。
【００７６】
図５に示す測定器では、測定ユニット４、５、６は、最終生成体の直径の測定に使用することができる。各測定ユニット４、５、６は、光学センサおよびレーザを備えるレーザスキャナを有している。最終生成体が対応するセンサに２つのシャドウエッジ７、８を投影するように、棒部材２は、各レーザスキャナからの平行レーザ光線に照らされる。なお、わかりやすく表現するために、図５には、レーザスキャナ５のレーザ光線のみが示されている。２つのシャドウエッジ７、８の間の距離は、直径に相当する。
【００７７】
図５に示す測定器では、レーザスキャナ４、５、６は、互いに１２０°の角度間隔において設けられ、直径ＤＥ１、ＤＥ２、ＤＥ３を非接触で測定する。
【００７８】
このような測定ユニットは、例えば、独国特許出願公開１２３１７２号明細書、特開昭５６−１１７１０７号、および国際公開２００８／１２２３８５号において開示されている。
【００７９】
図５は、３方向に突出したリブを備える鉄筋を示している。測定ユニット４、５、６の各シャドウエッジは、鉄筋の一方側のリブに接するように位置し、また、鉄筋の他方側のリブのない領域に接するように位置する。最終生成体２のハッチング領域９は、棒部材においてリブのないコア領域の断面を示している。一方、外側において最終生成体２と接するように位置するハッチングされていない三日月形状の領域は、リブ領域１０を示している。
【００８０】
図６は、包囲シェルの断面積に相当する円形断面積を、実際に測定された３つの直径ＤＥ１、ＤＥ２、ＤＥ３のうちの１つのみから計算する方法を示している。なお、ＦＮＥは、最終生成体の平均断面積を示す。仮想上の円形最終生成体の直径ＤＮは、ＦＮＥを図６に示す式に当てはめることによって、計算される。
【００８１】
リブ１０のリブ高さｈＲおよび包囲円柱１４である仮想上の包囲シェルを、図７に示す。
【００８２】
例示する実施形態によれば、運転モード、実際の測定値および評価の結果が説明される。そして、圧延工程において必要なマニュアル制御インターベンションまたは自動制御インターベンションのために、論理的に導出された形状が与えられる。
【００８３】
初期生成体は、円形構造鋼であって、
直径ＤＡ：２２ｍｍ
初期断面積：３８０ｍｍ２
直径測定器：１軸、レーザ陰影法
１メートルあたりの質量ＧＡ：２．９８ｋｇ／ｍ
初期速度ＶＡ：６．６２ｍ／ｓｅｃ
速度測定器：光学レーザドップラー法
である。
【００８４】
最終生成体は、３方向リブ付きコンクリート用鉄筋であって、
１メートルあたりの公称質量ＧＥ：０．３９５ｋｇ／ｍ、許容公差−４％〜＋５％
仮想上の円形最終生成体の直径ＤＮ：８ｍｍ
最終生成体の平均断面積ＦＮＥ：５０．３ｍｍ２
仮想上の包囲シェルの直径ＤＥ：８．６ｍｍ
直径測定器：６軸、レーザ陰影法
最終速度ＶＥ：５０ｍ／ｓｅｃ
速度測定器：光学レーザドップラー法
直径に基づくＰＫＧｓｅｔ：０．６ｍｍ、許容公差±２％（なお、ＰＫＧｓｅｔは、導出された変数、断面積、１メートルあたりの容積または１メートルあたりの質量の差に基づいていてもよい）
である。
【００８５】
直径に基づくＰＫＧは、
ＰＫＧｓｅｔ＝ＤＥ−ＤＮ
として計算される。例えばここでは、
８．６−８＝０．６ｍｍ
である。なお、ＤＥは仮想上の最終生成体の包囲円柱の直径であり、ＤＮは、最終生成体の平均直径であって、測定された初期直径ＤＡと速度比ＶＡ／ＶＥと、式ＤＮ＝平方根（ＤＡ２×ＶＡ／ＶＥ）と、から計算される。
【００８６】
成形工程におけるパラメータおよび制御インターベンションは、
１メートルあたりの初期質量ＧＡ：初期生成体に依存する
初期直径ＤＡ：測定される
初期速度ＶＡ：測定される
最終直径ＤＥ：測定される
最終速度ＶＥ：測定される
速度比ＶＡ／ＶＥ：自動制御インターベンション
圧延スタンドへの材料の供給速度：特に複数の最終スタンピングローラおける、自動または手動制御インターベンション
である。
【００８７】
圧延ラインを開始するための基本的な必要条件は、各圧延スタンドのアライメントおよびセッティングが完璧であることである。この工程は知られており、これ以上は説明しない。
【００８８】
第１工程では、複数のスタンピングローラ３１は閉じておらず、所望の１メートルあたりの質量が製造ラインの最後の部分に達するまで、製造ラインは運転される。
【００８９】
１メートルあたりの質量が設定値に達した後、複数のスタンピングローラ３１は、ＰＫＧの値が所望の許容公差に収まるまで、複数のスタンピングローラ３１は材料の供給がなされ、所望のＰＫＧｓｅｔに対する決定されたスタンピング特性変数ＰＫＧの確定偏差に応じて調整される。
【００９０】
次に、ＰＫＧの初期値は、品質決定変数として固定値とされ、その後制御される。これは、大きな許容公差範囲でる場合を含めて１メートルあたりの質量の偏差とは独立して可能である。
【００９１】
本発明に係る圧延工程中におけるスタンピング特性変数ＰＫＧの連続検査によれば、相対リブ面積によれば、ＰＫＧにおいて表されるリブによる外形の隆起は、包囲直径ＤＥに基づいて測定され、相対リブ面積と直接的な関係があるため、冒頭において相対面積として詳述された特性変数ｆＲを維持することが可能である。定義によれば、相対リブ面積は、リブ側面領域と、長手方向に隣接し合う２つのリブ間の円周表面と、の比を有している。このように、ｆＲの値は、ＰＫＧと同様に、実際の公差により直径が変化したときにのみわずかに変化する。つまり、これらの条件下では、スタンピングローラは常に完全に充填されており、１メートルあたりの質量の偏差に対して大きく独立した状態が達成される。
【００９２】
実際には、もちろん、公差は最大限に使用されている。すなわち、最終生成体の１メートルあたりの質量が−４％に可能な限り近くなるように運転されている。これは、ＰＫＧの制御によって相対リブ面積ｆＲの維持が保証されているため、リスクなく可能である。反対に、１メートルあたりの生じ得る余分質量に対しても、複数のスタンピングローラは評価ユニットからのメッセージに基づいて手動で必要量を開くことができるため、または、可能であれば自動的な材料の供給によって完全に直接制御することができるため、ｆＲの値は、複数のスタンピングローラの過剰充填によって生成体に欠陥を形成するリスクを伴うことなく、自動的に保証される。
【符号の説明】
【００９３】
＜方法の構成要素＞
１    初期生成体、
１１  初期生成体の直径測定器、
１２  初期生成体の速度測定器、
２    最終生成体（成形またはリブ付けされたコンクリート用鉄筋）、
２１  最終生成体の直径測定器、
２２  最終生成体の速度測定器、
３    圧延スタンド、
３１  スタンピングローラ、
４、５、６  測定ユニット、
７、８  シャドウエッジ、
９    最終生成体のコア領域、
１０  リブ、
１４  包囲シェル、
ｈＲ  リブ高さ、
＜（最終成形前の工程における）初期生成体のパラメータ＞
ＤＡ    初期直径：測定される、
ＦＡ    例えばＤＡに基づいて計算される初期断面積、
ＶＡ    初期速度：測定される、
ＧＡ    単位長さあたりの初期質量：例えばＶＡおよび密度に基づいて計算される１メートルあたりの質量、
ρ    密度、
＜（最終成形後の工程における）最終生成体のパラメータ＞
ＤＥ    仮想上の包囲シェルの直径：測定される、
ＤＥ１、ＤＥ２、ＤＥ３  ＤＥを決定するための直径の値の例、
ＦＥ    例えば、ＤＥに基づいて計算されるまたは外形測定方法を用いて決定される仮想上の包囲シェルの断面積、
ＶＥ    最終生成体の出現速度：測定される、
ＦＮＥ    ＦＮＥ＝ＦＡ×ＶＡ／ＶＥから計算される最終生成体の平均断面積、
ＤＮ    ＦＮＥに基づいて計算される仮想上の円形最終生成体の直径、
ＧＮ    単位長さあたりの質量：例えば、ＧＥ＝ＧＡ×ＶＡ／ＶＥ（ＧＡ＝単位長さあたりの初期質量）またはＧＥ＝ρ×ＦＮＥから計算される１メートルあたりの平均質量、
ＰＫＧ  ＰＫＧ＝ＤＥ−ＤＮから計算されるスタンピング特性変数。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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