CN104668497A - 连铸机内弧辊列轴承座识别的在线测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连铸机内弧辊列轴承座识别的在线测量方法，即本方法采用辊缝仪对内弧辊列和外弧辊列进行检测，由辊缝仪的三个探头分别得到对应的检测时间序列和检测距离序列，根据内外弧辊的圆弧特点，通过辊缝仪得到三个探头分别经过每根辊顶点的时间序列，由于探头经过轴承座时的数据与经过辊面不同，设定判别式，对三个辊顶点的时间序列依次按判别式进行判别，删除不满足判别式条件的元素并记录，直到整个时间序列判断完成，记录的序号即为辊缝仪检测过程所有经过轴承座的辊序号。本方法在采用辊缝仪对外弧辊列的辊间距在线测量中可识别内弧辊列的轴承座，并剔除由于轴承座产生的错误数据，提高了外弧辊间距测量的可靠性。

Description

连铸机内弧辊列轴承座识别的在线测量方法

技术领域

本发明涉及一种连铸机内弧辊列轴承座识别的在线测量方法。

背景技术

连铸机设备状态对铸坯质量有重要的影响，连铸机中内弧辊列与外弧辊列分别成弧线间隔排列，内外弧辊间隔成对安装并之间形成辊缝，外弧辊列辊间距为相邻两根外弧辊的中心轴线之间的距离；在实际生产中辊间距过大，铸坯容易发生“鼓肚”变形，固液两相界面处受拉伸应力而产生内裂、中心偏析，严重时还会产生中心缩孔；而辊间距过小，铸坯的应力容易向两侧集中，也会发生“鼓肚”变形。基于以上原因，机组对外弧辊列的辊间距有严格的要求，以确保铸坯产品的质量，需要在生产间隙中对辊间距进行在线测量。

由于连铸机的内弧辊列中安装有大量分节辊，分节辊之间由轴承座连接，且分布在不同辊的不同位置上。在采用辊缝仪对外弧辊列的辊间距在线测量过程，如果辊缝仪探头经过内弧辊列的分节辊轴承座时，会对测量结果产生大量误差，进而获得错误的计算结果，因此需要对轴承座进行识别，并剔除由于轴承座产生的错误数据。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种连铸机内弧辊列轴承座识别的在线测量方法，利用本方法在采用辊缝仪对外弧辊列的辊间距在线测量中可识别内弧辊列的轴承座，并剔除由于轴承座产生的错误数据，提高了外弧辊间距测量的可靠性。

为解决上述技术问题，本发明连铸机内弧辊列轴承座识别的在线测量方法包括如下步骤：

步骤一、辊缝仪设于内弧辊列与外弧辊列之间并沿外弧辊列直线行进，辊缝仪上方设有第一探头、下方间隔设有第二探头和第三探头并分别实时检测距内弧辊列辊面和外弧辊列辊面的距离，分别得到每个探头与对应辊的时间和距离的二维数列数据，即第一探头在时间为｛t₁₁、t₁₂…t_1n｝时，对应的内弧辊列辊面检测距离为｛h₁₁、h₁₂…h_1n｝，第二探头在时间为｛t₂₁、t₂₂…t_2n｝时，对应的外弧辊列辊面检测距离为｛h₂₁、h₂₂…h_2n｝，第三探头在时间为｛t₃₁、t₃₂…t_3n｝时，对应的外弧辊列辊面检测距离为｛h₃₁、h₃₂…h_3n｝，其中n为采样数据点数；

步骤二、根据辊缝仪三个探头的时间和距离检测数列以及内外弧辊的圆弧特点，通过辊缝仪得到三个探头分别经过每根辊顶点的时间序列{T₁₁、T₁₂…T_1i}、{T₂₁、T₂₂…T_2j}、{T₃₁、T₃₂…T_3k}，其中i为由第一探头检测的内弧辊列顶点数，j、k为由第二探头和第三探头检测的外弧辊列顶点数；

步骤三、辊缝仪检测过程中，由于轴承座表面比辊面离探头远，超出探头量程，探头经过轴承座时的数据与经过辊面不同，无法找到顶点，辊缝仪在整个检测过程未经过任何轴承座，则三个探头分别找到的i、j、k的辊列顶点数相同；如果i与j、k不同，则说明检测过程中经过轴承座，其中j、k应相同，且等于辊列数；

步骤四、根据辊缝仪行进方向及三个探头位置，设定如下判别式：

T_2m< T_1m< T_2(m+1) 且 T_3m< T_1m< T_3(m+1)                   （1）

其中：m为顶点序号，即第一探头出现的第m个顶点所处的时间点应该同时满足的条件为分别处于第二探头和第三探头的第m个顶点和第m+1个顶点所处时间点之间；

步骤五、比较三个时间序列{T₁₁、T₁₂…T_1i}、{T₂₁、T₂₂…T_2j}、{T₃₁、T₃₂…T_3k}，判别过程从T₁₁开始进行，当T_1m不满足式（1）时，说明第一探头在第m个辊遭遇轴承座，记录该序号，将时间序列{T₁₁、T₁₂…T_1i}删除前m-1个元素，时间序列{T₂₁、T₂₂…T_2j}和{T₃₁、T₃₂…T_3k}同时删除前m个元素，得到新时间序列{T_1m、T_1(m+1)…T_1i}、{T_2(m+1)、T_2(m+2)…T_2j}、{T_3(m+1)、T_3(m+2)…T_3k}；使用得到的新序列再进行式（1）的判别，当不满足条件时，记录不满足条件的序号并加上之前的删除次数，循环前述时间序列删除过程，直到整个时间序列判断完成，记录的序号即为辊缝仪检测过程所有经过轴承座的辊序号。    

由于本发明连铸机内弧辊列轴承座识别的在线测量方法采用了上述技术方案，即本方法采用辊缝仪对内弧辊列和外弧辊列进行检测，由辊缝仪的三个探头分别得到对应的检测时间序列和检测距离序列，根据内外弧辊的圆弧特点，通过辊缝仪得到三个探头分别经过每根辊顶点的时间序列，由于探头经过轴承座时的数据与经过辊面不同，设定判别式，对三个辊顶点的时间序列依次按判别式进行判别，删除不满足判别式条件的元素并记录，直到整个时间序列判断完成，记录的序号即为辊缝仪检测过程所有经过轴承座的辊序号。本方法在采用辊缝仪对外弧辊列的辊间距在线测量中可识别内弧辊列的轴承座，并剔除由于轴承座产生的错误数据，提高了外弧辊间距测量的可靠性。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：

图1为本方法中辊缝仪对内弧辊列和外弧辊列进行检测的示意图；

图2为辊缝仪的三个探头对内弧辊列和外弧辊列辊面检测的波形图。

具体实施方式

本发明连铸机内弧辊列轴承座识别的在线测量方法包括如下步骤：

步骤一、如图1所示，辊缝仪1设于内弧辊列2与外弧辊列3之间并沿外弧辊列3直线行进，辊缝仪1上方设有第一探头11、下方间隔设有第二探头12和第三探头13并分别实时检测距内弧辊列2辊面和外弧辊列3辊面的距离，分别得到每个探头与对应辊的时间和距离的二维数列数据，即第一探头11在时间为｛t₁₁、t₁₂…t_1n｝时，对应的内弧辊列2辊面检测距离为｛h₁₁、h₁₂…h_1n｝，第二探头12在时间为｛t₂₁、t₂₂…t_2n｝时，对应的外弧辊列3辊面检测距离为｛h₂₁、h₂₂…h_2n｝，第三探头13在时间为｛t₃₁、t₃₂…t_3n｝时，对应的外弧辊列3辊面检测距离为｛h₃₁、h₃₂…h_3n｝，其中n为采样数据点数；

步骤二、根据辊缝仪三个探头的时间和距离检测数列以及内外弧辊的圆弧特点，通过辊缝仪得到三个探头分别经过每根辊顶点的时间序列{T₁₁、T₁₂…T_1i}、{T₂₁、T₂₂…T_2j}、{T₃₁、T₃₂…T_3k}，其中i为由第一探头11检测的内弧辊列2顶点数，j、k为由第二探头12和第三探头13检测的外弧辊列3顶点数；

步骤三、辊缝仪1检测过程中，由于轴承座4表面比辊面离探头远，超出探头量程，探头经过轴承座4时的数据与经过辊面不同，无法找到顶点，辊缝仪1在整个检测过程未经过任何轴承座4，则三个探头分别找到的i、j、k的辊列顶点数相同；如果i与j、k不同，则说明检测过程中经过轴承座4，其中j、k应相同，且等于辊列数；

步骤四、根据辊缝仪行进方向及三个探头位置，设定如下判别式：

T_2m< T_1m< T_2(m+1) 且 T_3m< T_1m< T_3(m+1)                   （1）

其中：m为顶点序号，即第一探头11出现的第m个顶点所处的时间点应该同时满足的条件为分别处于第二探头12和第三探头13的第m个顶点和第m+1个顶点所处时间点之间；

步骤五、比较三个时间序列{T₁₁、T₁₂…T_1i}、{T₂₁、T₂₂…T_2j}、{T₃₁、T₃₂…T_3k}，判别过程从T₁₁开始进行，当T_1m不满足式（1）时，说明第一探头11在第m个辊遭遇轴承座，记录该序号，将时间序列{T₁₁、T₁₂…T_1i}删除前m-1个元素，时间序列{T₂₁、T₂₂…T_2j}和{T₃₁、T₃₂…T_3k}同时删除前m个元素，得到新时间序列{T_1m、T_1(m+1)…T_1i}、{T_2(m+1)、T_2(m+2)…T_2j}、{T_3(m+1)、T_3(m+2)…T_3k}；使用得到的新序列再进行式（1）的判别，当不满足条件时，记录不满足条件的序号并加上之前的删除次数，如之前做过两次删除操作，则记录的序号应为m+2，循环前述时间序列删除过程，直到整个时间序列判断完成，记录的序号即为辊缝仪检测过程所有经过轴承座的辊序号。

如图2所示为辊缝仪三个探头检测所获得的一段采样数据，辊缝仪的第一探头检测得到波形5，第二探头和第三探头检测得到波形6，由图可见波形5位于相邻的波形6之间，每个探头检测得到的波形分别有四个顶点，可直接找出这四个顶点的时间序列，每个顶点代表一个辊的顶点数，图中四个顶点表示采集这段数据时通过了四组辊列，且未遭遇轴承座，如第一探头只有三个顶点或更少顶点，则表示第一探头经过了一个或更多个轴承座。

本方法实施简单，操作方便，辊缝仪沿外弧辊列直线前进，辊缝仪下两个探头与上方一个探头分别实时检测与内外弧辊辊面的距离，根据距离数列，计算出经过的对应内外弧辊的数量与时刻，根据内外弧辊成对安装的物理结构，计算出在第几个辊的测量过程中测量到轴承座，从而识别测量辊列间距及弧度过程中遭遇到的轴承座，并剔除由轴承座对辊列间距测量产生的负面影响，有助于提高连铸机在线测量辊列间距及弧度的精度误差，保证了铸坯质量。

Claims (1)

1.一种连铸机内弧辊列轴承座识别的在线测量方法，其特征在于本方法包括如下步骤：

步骤一、辊缝仪设于内弧辊列与外弧辊列之间并沿外弧辊列直线行进，辊缝仪上方设有第一探头、下方间隔设有第二探头和第三探头并分别实时检测距内弧辊列辊面和外弧辊列辊面的距离，分别得到每个探头与对应辊的时间和距离的二维数列数据，即第一探头在时间为｛t₁₁、t₁₂…t_1n｝时，对应的内弧辊列辊面检测距离为｛h₁₁、h₁₂…h_1n｝，第二探头在时间为｛t₂₁、t₂₂…t_2n｝时，对应的外弧辊列辊面检测距离为｛h₂₁、h₂₂…h_2n｝，第三探头在时间为｛t₃₁、t₃₂…t_3n｝时，对应的外弧辊列辊面检测距离为｛h₃₁、h₃₂…h_3n｝，其中n为采样数据点数；

步骤二、根据辊缝仪三个探头的时间和距离检测数列以及内外弧辊的圆弧特点，通过辊缝仪得到三个探头分别经过每根辊顶点的时间序列{T₁₁、T₁₂…T_1i}、{T₂₁、T₂₂…T_2j}、{T₃₁、T₃₂…T_3k}，其中i为由第一探头检测的内弧辊列顶点数，j、k为由第二探头和第三探头检测的外弧辊列顶点数；

步骤三、辊缝仪检测过程中，由于轴承座表面比辊面离探头远，超出探头量程，探头经过轴承座时的数据与经过辊面不同，无法找到顶点，辊缝仪在整个检测过程未经过任何轴承座，则三个探头分别找到的i、j、k的辊列顶点数相同；如果i与j、k不同，则说明检测过程中经过轴承座，其中j、k应相同，且等于辊列数；

步骤四、根据辊缝仪行进方向及三个探头位置，设定如下判别式：

T_2m< T_1m< T_2(m+1) 且 T_3m< T_1m< T_3(m+1)                   （1）

其中：m为顶点序号，即第一探头出现的第m个顶点所处的时间点应该同时满足的条件为分别处于第二探头和第三探头的第m个顶点和第m+1个顶点所处时间点之间；

步骤五、比较三个时间序列{T₁₁、T₁₂…T_1i}、{T₂₁、T₂₂…T_2j}、{T₃₁、T₃₂…T_3k}，判别过程从T₁₁开始进行，当T_1m不满足式（1）时，说明第一探头在第m个辊遭遇轴承座，记录该序号，将时间序列{T₁₁、T₁₂…T_1i}删除前m-1个元素，时间序列{T₂₁、T₂₂…T_2j}和{T₃₁、T₃₂…T_3k}同时删除前m个元素，得到新时间序列{T_1m、T_1(m+1)…T_1i}、{T_2(m+1)、T_2(m+2)…T_2j}、{T_3(m+1)、T_3(m+2)…T_3k}；使用得到的新序列再进行式（1）的判别，当不满足条件时，记录不满足条件的序号并加上之前的删除次数，循环前述时间序列删除过程，直到整个时间序列判断完成，记录的序号即为辊缝仪检测过程所有经过轴承座的辊序号。