CN100482366C - 轧制过程中测量并调整轧辊表面不平度缺陷的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的是一种轧制过程中测量并调整轧辊表面不平度缺陷的方法。将一个上面设置有检测轧辊探测头的机架固定在运动薄膜的上方并与运动薄膜之间间隔一定距离，探测头的运动方向垂直于薄膜运动方向，并在薄膜边缘处改变方向；调整支架上探测头的起始测量位置并调整探测头和薄膜的运动速度；进行测量得到测量点处的坐标和薄膜厚度；建立宽等于轧辊长度，长等于轧辊圆周长的矩形区域，将薄膜厚度数据叠加到构造的矩形区域中；对测得的薄膜厚度数据拟和，找到轧辊表面的不理想区域进行调整。本发明能够实现实时遍历测量，由测量数据得到轧辊表面每一点处的不平度情况，从而对轧辊表面做出调整，提高产品质量和生产效率。

Description

轧制过程中测量并调整轧辊表面不平度缺陷的方法

(一)技术领域

本发明提供的是一种测量方法，具体地说是一种通过测量薄膜材料的厚度变化来测量并调整轧辊表面不平度缺陷的方法。

(二)背景技术

在玻璃，纸张，金属薄膜和塑料等滚动轧制业中，薄膜的厚度，均匀性是最关键的参数，它直接影响到产品质量，生产效率，生产成本及应用效果等重大问题，因此检测和控制薄膜的厚度，均匀度已成为轧制业生产中重要的不可或缺的环节。

目前国内外已有很多在线，离线测量薄膜厚度的方法，如射线式测量，光纤传感器测量，电容传感器测量等，但这些方法普遍存在着测量点不能遍历的问题。另外由于轧辊表面磨损，造成了轧辊表面的不平度缺陷，生产过程中轧辊将其表面不平度缺陷像指纹一样印在了生产的薄膜上，造成产品厚度不均匀，因此需要对轧辊的表面精度进行测量。现有的直接测量轧辊表面精度的方法中同样存在着测量点的遍历性问题。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种能够实现实时遍历测量，由测量数据得到轧辊表面每一点处的不平度情况，从而对轧辊表面做出调整，提高产品质量和生产效率的轧制过程中测量并调整轧辊表面不平度缺陷的方法。

本发明的目的是这样实现的：

将一个上面设置有检测轧辊探测头的机架固定在运动薄膜的上方并与运动薄膜之间间隔一定距离，探测头的运动方向垂直于薄膜运动方向，并在薄膜边缘处改变方向；

调整机架上的探测头的起始位置；

调整探测头和薄膜运动速度使

等于自然数，其中W为薄膜宽度，即辊的长度，R为辊的半径，v_x，v_y分别为薄膜和探测头的运动速度；

沿薄膜运动的反方向设为x轴，探测头运动方向为y轴，以探测头在薄膜上的起始测量点为坐标原点，测量得到测量点处的坐标(x，y)和薄膜厚度；

建立宽等于轧辊长度，长等于轧辊圆周长的矩形区域，将n*2πR(n为测量长度为轧辊周长的倍数)长度内的测量点坐标(x，y)分别变换为(x₁，y)(x₁是将x对2πR进行求模运算得到的)，按变换后的坐标将薄膜厚度数据叠加到构造的矩形区域中；

对测得的薄膜厚度数据拟和，找到轧辊表面的不理想区域进行调整。

本发明中所述的探测头的数量是1-3个。探测头的数量多于1个时，调整各探测头的起始测量位置。

为了实现本发明的目的先构造一个矩形，使其宽等于轧辊的长度，长等于轧辊圆周长，此矩形区域将与轧辊表面一一对应，这样我们可以沿薄膜运动方向以轧辊的圆周长为周期把测量数据截断并在此矩形区域叠加，调整探测头和薄膜的运动速度，使得

为自然数(W为薄膜宽度，即辊的长度，R为辊的半径，ν_x，ν_y分别为薄膜和探测头的运动速度)，这样随着测量长度的增加，测量点在此矩形区域均匀分布，即沿轧辊的表面测量点遍历。当我们想在一个较短的薄膜长度内使测量点在轧辊表面遍历时，我们可以再增加1到2个探测头，调整探测头的初始位置，使这几个探测头的测量位置在此矩形区域互补，达到测量遍历的效果。然后根据构造矩形区域的厚度情况进行数据拟和，找到不满足要求的区域，然后调整轧辊表面。

本发明的工作原理是：由于轧制过程中，轧辊将其表面不平度情况像指纹一样印在了生产层上，所以我们可以通过测量薄膜厚度得到影响薄膜厚度的轧辊表面的相应区域的情况。由于探测头在探测支架上的运动方向垂直于薄膜运动方向，所以测量路径在薄膜上为一斜线。测量点在沿薄膜长度方向上的位置坐标等于轧辊圆周长整数倍处的截断点在垂直于薄膜运动方向上的位置坐标为 $y=(n*2\mathrm{\πR}\frac{v_y}{v_x})\mathrm{mod}\left(W\right),$ 归一化后为 $y_1=(n*2\mathrm{\πR}\frac{v_y}{v_{x}W})\mathrm{mod}\left(1\right),$ π为无理数，当

为自然数时，y₁在[0，1]上处处稠密的均匀分布着，即y在[0，W]上处处稠密的均匀分布着。这样测量点在所构造的矩形区域上均匀分布，从而使测量点在此矩形区域遍历，即沿轧辊表面测量点遍历。当我们再添加探测头时，调整新加探测头的起始位置，在较短的薄膜长度内使测量点位置互补从而实现遍历测量。

本发明的有益效果在于：由于我们构造了与轧辊表面相似的矩形区域，使所测薄膜厚度数据在此区域叠加，并选择了合适的探测头和薄膜的运动速度使得测量点的位置在此矩形区域遍历，从而使对轧辊表面不平度缺陷的测量在轧辊表面遍历。我们还可以再增加一个或两个探测头，调整探测头起始位置，在较短的薄膜测量长度内遍历地测量薄膜厚度，得到轧辊表面每一点处的不平度情况，这样为测量工作带来便利，减小了回炉产品的长度，提高了工作效率。

(四)附图说明

图1是生产过程中探测头在薄膜上的测量路径图。

图2是一个探测头时，探测点叠加到构造表面的测量区域，此时 $2R\frac{v_y}{v_{x}W}=2,$ 探测头的起始位置为0m。

图3是两个探测头时，探测点叠加到构造表面的测量区域，此时 $2R\frac{v_y}{v_{x}W}=2,$ 两个探测头沿其运动方向的起始位置分别为0m，0.36m。

(五)具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合附图1，本发明专利提供一种在轧制过程中测量并调整轧辊表面不平度缺陷的方法，包括一机架6，在机架6上设有检测辊3的探测头1和2。

其中，机架6固定不动并于运动的薄膜4有一定距离，属于非接触测量，机架6上有两个运动的探测头1，2，探测头的起始测量位置可以调整，探测头的运动方向垂直于薄膜运动方向，因为是动态测量所以每个探测头的测量点在薄膜上的轨迹5为斜线，并在薄膜边缘处改变方向。

具体实施步骤以一实例说明：当轧辊半径R＝0.7m，宽W＝3m时

1、调整支架6上探测头1，2的起始位置距薄膜同一边缘分别为0m，0.36m。

2、调整探测头1，2和薄膜的运动速度使 $2R\frac{v_y}{v_{x}W}=2,$ (v_x，v_y分别为薄膜和探测头的运动速度)。

3、动态测量薄膜长度40*2πR≈176m，即测量长度为轧辊周长的40倍，沿薄膜运动的反方向设为x轴，探测头运动方向设为y轴，以探测头1在薄膜上的起始测量点为坐标原点，得到测量点处的坐标(x，y)和薄膜厚度。

4、建立长为2πR，宽为3m的矩形区域，将40*2πR长度内的测量点坐标(x，y)分别变换为(x₁，y)(x₁是将x对2πR进行求模运算得到的)，按变换后的坐标将薄膜厚度数据叠加到构造的矩形区域中，如图3，可以看到测量点在此区域上遍历，尽管还可能有很小的个别点没有测到，但可以通过后续的数据拟和来弥补。因为此构造矩形区域上的点与轧辊表面一一对应，所以通过此矩形区域上的厚度情况就能得到轧辊表面每一点的不平度情况。

5.对测得的薄膜厚度数据拟和，找到轧辊表面的不理想区域进行调整，使薄膜厚度更均匀满足生产要求。

Claims (3)

1、一种轧制过程中测量并调整轧辊表面不平度缺陷的方法，其特征是：

将一个上面设置有检测轧辊探测头的机架固定在运动薄膜的上方并与运动薄膜之间间隔一定距离，探测头的运动方向垂直于薄膜运动方向，并在薄膜边缘处改变方向；

调整机架上的探测头的起始位置；

调整探测头和薄膜运动速度使

等于自然数，其中W为薄膜宽度，即辊的长度，R为辊的半径，v_x，v_y分别为薄膜和探测头的运动速度；

沿薄膜运动的反方向设为x轴，探测头运动方向设为y轴，以探测头在薄膜上的起始测量点为坐标原点，测量得到测量点处的坐标(x，y)和薄膜厚度；

建立宽等于轧辊长度，长等于轧辊圆周长的矩形区域，将n*2πR长度内的测量点坐标(x，y)分别变换为(x₁，y)，x₁是将x对2πR进行求模运算得到的，n为测量长度为轧辊周长的倍数，按变换后的坐标将薄膜厚度数据叠加到构造的矩形区域中；

对测得的薄膜厚度数据拟和，找到轧辊表面的不理想区域进行调整。

2、根据权利要求1所述的轧制过程中测量并调整轧辊表面不平度缺陷的方法，其特征是：所述的探测头的数量是1-3个。

3、根据权利要求2所述的轧制过程中测量并调整轧辊表面不平度缺陷的方法，探测头的数量多于1个，各探测头的起始位置不相同。

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