CN102350442A - 测径装置的控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及轧钢设备，具体讲就是测量棒线材的测径装置的控制系统。本控制系统包括设置在精轧机组的入口或出口端的测径装置；测径装置为设置于箱体设置在机箱内的由驱动机构驱动其转动的转动底盘上有供棒线材物料通过的通孔，光源固定在通孔旁侧的转动底盘的盘面上，光源提供平行光束指向通孔中部通过的待测棒线材物料上，转动底盘的盘面上还设置有CCD摄像头，CCD摄像头接受局部被待测棒线材物料遮挡的平行光束后成像，CCD摄像头摄取的图像信息传输至信号处理控制器。本发明具有自动完成轧机远程自动操作和轧机组间采用在线轧件及产品尺寸的检测，为轧制控制系统以及实现全线闭环自动调整轧件及产品尺寸精度提供数据基础。

Description

测径装置的控制系统
技术领域
本发明涉及轧钢设备，具体讲就是测量棒线材的测径装置的控制系统。
背景技术
现有技术中线棒材的加工，多是采用轧机轧制而成的。而轧机就其结构来分一般可分为牌坊式机架、悬臂式机架或由型材焊接为牌坊式机架，轧辊间距的调节和控制直接导致待轧制产品的尺寸，待轧制产品的尺寸精度又依赖轧机机架和轧辊的整体刚性、轧辊的精度和选材。目前，无论牌坊式机架、悬臂式机架的轧机中，以牌坊式机架立式安装为例，其上下方向的变形较大、难以控制，因为下轴承座均是采用螺栓类部件固定在牌坊式机架的底部支座上，上轴承座的压下装置通常是设置在上部横梁上，这样轧制时，牌坊式机架位于底部支座和上部横梁之间的立柱在其整个长度范围内均受拉力而伸长变形，其变形伸长量大；对于悬臂式机架而言，其立柱的变形情况基本类似。这就是说，轧机机架的刚度不足，再加之其它部件的变形，累计后的误差就很大，难以满足轧制季度要求。
鉴于现有技术中的轧机自身结构所限，其无法实现在线压下和轴向调节动作，因此，所轧制产品的尺寸是在堆料区待冷却到常温时进行人工测量的，这样不仅工作量大，而且即使所轧制产品的尺寸有超差情况也无法挽回。
发明内容
本发明的目的就是提供一种测径装置的控制系统，实现在线棒线材的测量、处理与传输，为实现轧制自动化控制提供控制数据基础。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种测径装置的控制系统，包括：
A、测径装置设置在精轧机组的入口或出口端；
B、所述的测径装置为设置于箱体设置在机箱内的由驱动机构驱动其转动的转动底盘上有供棒线材物料通过的通孔，光源固定在通孔旁侧的转动底盘的盘面上，所述光源提供平行光束指向通孔中部通过的待测棒线材物料上，转动底盘的盘面上还设置有CCD摄像头，CCD摄像头接受局部被待测棒线材物料遮挡的平行光束后成像，CCD摄像头摄取的图像信息传输至信号处理控制器。
由上述技术方案可知，实现在线压下，可以很大程度的减少人工干预，提高系统的自动化程度，提高生产率。只有这样才会体现自动化系统的优越性，提升竞争力。本发明可以独立使用也可以在传统的棒线材轧制线改造时使用，按粗轧、中轧、精轧分区采用具有自动完成轧机远程自动操作和轧机组间采用在线轧件及产品尺寸的检测，为实现全线闭环自动调整轧件及产品尺寸精度提供数据基础，本发明就是对所采集的图像数据实施及时可靠的处理及传输，为轧制控制系统提供基础依据。
附图说明
图1是测径装置的布置状态示意图；
图2是本发明的控制原理图；
图3是PC机的控制原理框图。
具体实施方式
轧线的基本布局为：(1)粗轧机组5～7架次，轧机规格根据产品及坯料的要求为Φ750、Φ650、Φ550、Φ450系列规格的轧机；(2)中轧机组6～8架次轧机规格根据产品及坯料的要求为Φ450、Φ350系列规格的轧机；(3)精轧机组6～8架次轧机规格根据产品及坯料的要求为Φ350、Φ300、Φ250系列规格的轧机。在每一组末架机架后采用产品尺寸检测设备，对轧制过程中的轧件尺寸进行检测，通过检测设备检测后的尺寸反馈到控制系统，由控制系统完成对轧机的远程智能自动控制。
以下详细说明。
智能轧制系统包括粗轧机组、中轧机组及精轧机组10；所述粗轧机组、中轧机组及精轧机组中至少在精轧机组10处设置测径装置，如图2所示，测径装置设置在精轧机组10的入口或出口端；所述的测径装置为设置于箱体设置在机箱20内的由驱动机构驱动其转动的转动底盘上有供棒线材物料通过的通孔，光源固定在通孔旁侧的转动底盘的盘面上，所述光源提供平行光束指向通孔中部通过的待测棒线材物料上，转动底盘的盘面上还设置有CCD摄像头，CCD摄像头接受局部被待测棒线材物料遮挡的平行光束后成像，CCD摄像头摄取的图像信息传输至信号处理控制器；信号处理控制器输出控制信号至轧机实施压下或轴向调节动作。
所述的测径装置设置在精轧机组的入口端和出口端，所述的CCD摄像头为对称布置的两个，即CCD摄像头30a、30b，测径装置也称测径仪，本申请人的在先申请已具体公开了相关技术方案，此处不再赘述，所述的CCD摄像头30a、30b采集到的图像数据分别传输至发射模块40a、40b；信号处理控制器包括信号处理模块60、综合控制板70、PC机80，信号处理模块60经由接收模块50接收发射模块40a、40b传输的图像数据并实施处理。
CCD相机即CCD摄像头30a、30b在信号处理模块60的控制之下将拍摄的图像数据送入发射模块40a、40b，发射模块40a、40b对接收的图像数据以串行方式转发给接收模块50，接收模块50接收发射模块40a、40b的数据，将验证后的数据交由信号处理模块60进行处理，处理后的数据送给PC80做进一步的分析处理，如统计的方面计算。此外，综合控制板70也在信号处理模块60的控制下将测径装置的光源、温度、气压等状态信息上报给PC机分析显示。两路CCD摄像头30a、30b并行输出的信号线有56个，而导电环传输的信号线只有17个，这是因为导电环传输的信号线越少越有利于减少测径仪的轴向尺寸，通过发射模块模块40a、40b的并/串转换功能把56路并行数据转换为17路串行数据输送给接收模块50，这样在确保信号有效、可靠传递的同时减少了设备尺寸。
所述的信号处理模块60选用FPGA高速信号处理模块，所述的信号处理模块60位于机箱20内，信号处理模块60由串口、网络接口与机箱20外部的PC机80连接。
这样就可以迅速地完成图像数据的预处理、存储缓冲、计算并得出物料的直径尺寸，由于图像数据巨大，每周600个点的测量值，所以采用FPGA高速信号处理模块就不需要笨重的连接电缆了，这样极有利于减少成本和缆线布置。
PC机80包括三个功能模块，其一是接收测径数据模块81、原始数据显示模块82、参数计算模块83、数据保存模块84，其二是接收状态数据模块85、显示状态数据模块86、实时报警模块87，其三是控制模块88。
接收测径数据模块81接收信号处理模块60的直径原始数据，即棒材尺寸的测量数据；原始数据显示模块82根据原始数据，在软件中实时图形化显示棒材尺寸；棒材参数计算模块83根据原始数据，通过算法计算出不同型号的棒材的各个典型参数；数据保存模块84把接收得到的相机数据全部保存入数据库。
接收状态数据模块85接收综合控制板的状态数据，状态数据包括环境温度，水压、气压、水流量、出水口水温、入水口水温等参数；显示状态数据模块86数字显示每次接收到的各个状态数据；实时报警模块87对接收到的状态数据进行边界判断，对异常状态参数通过软件界面报警灯进行报警。
控制模块88软件通过界面设置，发送电机，相机，以及传感器控制参数至信号处理板。

Claims (5)

1.一种测径装置的控制系统，包括：
A、测径装置设置在精轧机组的入口或出口端；
B、所述的测径装置为设置于箱体设置在机箱(20)内的由驱动机构驱动其转动的转动底盘上有供棒线材物料通过的通孔，光源固定在通孔旁侧的转动底盘的盘面上，所述光源提供平行光束指向通孔中部通过的待测棒线材物料上，转动底盘的盘面上还设置有CCD摄像头，CCD摄像头接受局部被待测棒线材物料遮挡的平行光束后成像，CCD摄像头摄取的图像信息传输至信号处理控制器。
2.根据权利要求1所述的测径装置的控制系统，其特征在于：所述的测径装置设置在精轧机组的入口端和出口端，所述的CCD摄像头为对称布置的两个，即CCD摄像头(30a)、(30b)，所述的CCD摄像头(30a)、(30b)采集到的图像数据分别传输至发射模块(40a)、(40b)；信号处理控制器包括信号处理模块(60)、综合控制板(70)、PC机(80)，信号处理模块(60)选用FPGA高速信号处理模块，信号处理模块(60)经由接收模块(50)接收发射模块(40a)、(40b)传输的图像数据并实施处理。
3.根据权利要求1或2所述的测径装置的控制系统，其特征在于：信号处理控制器中的PC机(80)传输信号至主控制器(90)。
4.根据权利要求1或2所述的测径装置的控制系统，其特征在于：综合控制板传输状态信号至PC机(80)，PC机(80)包括三个功能模块，其一是接收测径数据模块(81)、原始数据显示模块(82)、参数计算模块(83)、数据保存模块(84)，其二是接收状态数据模块(85)、显示状态数据模块(86)、实时报警模块(87)，其三是控制模块(88)。
5.根据权利要求2所述的测径装置的控制系统，其特征在于：所述的信号处理模块(60)位于机箱(20)内，信号处理模块(60)由串口、网络接口与机箱(20)外部的PC机(80)连接。
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