CN106123800A - 板坯轮廓检测系统 - Google Patents

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张青
朱丽业
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures

Abstract

本发明提供了一种板坯轮廓检测系统，通过分别安装在出坯辊道的两侧2个激光测距仪，2台电动伺服缸，1台电动伺服缸与其中1个激光测距仪连接，2台伺服驱动器，1台伺服驱动器与其中1台伺服驱动器连接，工业计算机，分别与2台伺服驱动器连接，用于当接收到板坯运行至检测系统附近的信息时，发送开始信号至伺服驱动器，及收集2个激光测距仪发送的检测值计算出板坯的轮廓线，采用非接触的激光测距的方式，结合伺服驱动设备，精确地在线检测出连铸坯的轮廓及各种参数，可用于判别生产过程是否正常，改善产品质量。

Description

板坯轮廓检测系统
技术领域
本发明涉及检测技术的冶金领域，特别一种板坯轮廓检测系统。
背景技术
连铸坯的生产过程中，为保证生产顺利进行，同时需要获得良好的产品质量，需要对铸坯的宽度，轮廓，中心线的信息进行在线的测量，以便更好的改进生产过程，更加快速的确定板坯的出坯流向。因此在连铸生产过程中，精确的测量技术是生产高品质产品必不可缺的条件之一。
随着检测技术、控制技术的发展，非接触测量成为恶劣环境下，检测高温物体的一种解决方案。随着用户对于产品质量要求的提高，随着生产过程的管理更加严格，生产过程中需要检测到的数据过程会更加多。
发明内容
本发明的目的在于提供一种板坯轮廓检测系统，能够采用非接触方式在线检测出连铸坯的轮廓。
为解决上述问题，本发明提供一种板坯轮廓检测系统，包括：
分别安装在出坯辊道的两侧2个激光测距仪，每个激光测距仪固定安装在一台电动伺服缸的正上方，激光测距仪用于由电动伺服缸带动，不断地扫描与板坯之间的距离并生成检测值向工业计算机发送；
2台电动伺服缸，1台电动伺服缸与其中1个激光测距仪连接，电动伺服缸用于根据伺服驱动器的控制做匀速的往复运动，以带动激光测距仪进行匀速的往复运动；
2台伺服驱动器，1台伺服驱动器与其中1台伺服驱动器连接，伺服驱动器用于根据从工业计算机接收到的开始信号，控制电动伺服缸做匀速的往复运动；
1台工业计算机，分别与2台伺服驱动器连接，用于当接收到板坯运行至检测系统附近的信息时，发送开始信号至伺服驱动器，及收集2个激光测距仪发送的检测值，并结合已知的距离关系，计算出板坯的轮廓线。
进一步的，在上述系统中，每个激光测距仪外还设置有冷却保护罩。
进一步的，在上述系统中，所述电动伺服缸垂直安装并固定，垂直度≤1mm/m。
进一步的，在上述系统中，所述激光测距仪水平安装在电动伺服缸的上方，水平度≤1mm/m，且激光测距仪的检测线与板坯中心线垂直。
进一步的，在上述系统中，2个激光测距仪的安装高度一致，高度差≤0.1mm。
进一步的，在上述系统中，2台伺服驱动器用于确保2台电动伺服缸的同步性，同步性小于0.1mm。
进一步的，在上述系统中，伺服驱动器与电动伺服缸之间的距离≤90m
进一步的，在上述系统中，所述工业计算机，用于同时记录激光测距仪的检测值L和电动伺服缸的行程H，根据检测值L和电动伺服缸行程H获得板坯轮廓线。
进一步的，在上述系统中，所述工业计算机，用于根据2个激光测距仪的检测值L和2台电动伺服缸的行程H，以及激光测距仪的初始安装位置计算出包括板坯的宽度、厚度、中心线位置和侧面凸度的特征值。
进一步的，在上述系统中，所述工业计算机根据如下公式计算板坯的侧面凸度C，
其中，Lu为激光测距仪至板坯的上表面距离，Ld为激光测距仪至板坯的下表面距离，Lc为激光测距仪至板坯的中心距离。
进一步的，在上述系统中，所述工业计算机根据如下公式计算板坯的厚度TH，
TH＝Hu-Hd，其中，Hu为电动伺服缸在板坯的上表面测量时位置；Hd为电动伺服缸在板坯的下表面测量时位置。
与现有技术相比，本发明通过分别安装在出坯辊道的两侧2个激光测距仪，2台电动伺服缸，1台电动伺服缸与其中1个激光测距仪连接，2台伺服驱动器，1台伺服驱动器与其中1台伺服驱动器连接，1台工业计算机，分别与2台伺服驱动器连接，用于当接收到板坯运行至检测系统附近的信息时，发送开始信号至伺服驱动器，及收集2个激光测距仪发送的检测值，并结合已知的距离关系，计算出板坯的轮廓线，采用非接触的激光测距的方式，结合伺服驱动设备，精确地在线检测出连铸坯的轮廓及各种参数，若结合人工判定或人工智能判定，可用于判别生产过程是否正常，改善产品质量，可以有效的监控结晶器的出坯情况，二冷水的冷却情况，扇形段辊缝的情况。
附图说明
图1是本发明一实施例的板坯轮廓检测系统的结构图；
图2是本发明一实施例的激光测距仪的检测值示意图；
图3是本发明一实施例的板坯特征值计算的示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明提供一种板坯轮廓检测系统，包括：
分别安装在出坯辊道的两侧2个激光测距仪1-1，每个激光测距仪1-1固定安装在一台电动伺服缸的正上方，激光测距仪1-1用于由电动伺服缸1-2带动，不断地扫描与板坯之间的距离并生成检测值向工业计算机1-4发送；优选的，每个激光测距仪外还设置有冷却保护罩；具体的，板坯1-5在所述出坯辊道上运行；
2台电动伺服缸1-2，1台电动伺服缸1-2与其中1个激光测距仪1-1连接，电动伺服缸用于根据伺服驱动器的控制做匀速的往复运动，以带动激光测距仪进行匀速的往复运动；
2台伺服驱动器1-3，1台伺服驱动器1-3与其中1台伺服驱动器1-3连接，伺服驱动器1-3用于根据从工业计算机1-4接收到的开始信号，控制电动伺服缸做匀速的往复运动；
1台工业计算机1-4，分别与2台伺服驱动器1-3连接，用于当接收到板坯1-5运行至检测系统附近的信息时，发送开始信号至伺服驱动器，及收集2个激光测距仪发送的检测值，并结合已知的距离关系，计算出板坯的轮廓线。优选的，所述工业计算机1-4，还用于将计算出板坯的轮廓线以图形的方式展现。具体的，连铸坯的生产过程中，若出坯区自动检测板坯的边部轮廓，板坯的宽度、中心位置，则可以有效的对生产情况进行反馈，有利于生产的顺利进行，考虑到生产环境有高温、水气等情况，本发明可以采用非接触的激光测距的方式，结合伺服驱动设备，精确地在线检测出连铸坯的轮廓及各种参数，若结合人工判定或人工智能判定，可用于判别生产过程是否正常，改善产品质量，可以有效的监控结晶器的出坯情况，二冷水的冷却情况，扇形段辊缝的情况。本发明主要是针对连铸机出坯区板坯边缘轮廓的检测，这种检测可以推广至其他类似需求处。如连铸机清设备后等。
优选的，所述电动伺服缸1-2垂直安装并固定，垂直度≤1mm/m。
优选的，所述激光测距仪水平安装在电动伺服缸的上方，水平度≤1mm/m，且激光测距仪的检测线与板坯中心线垂直。
优选的，如图3所示，工作侧与传动侧的激光测距仪的安装高度一致，高度差≤0.1mm，以保证检测结果的准确性。
优选的，2台伺服驱动器用于确保2台电动伺服缸的同步性，同步性小于0.1mm。
优选的，伺服驱动器与电动伺服缸之间的距离≤90m。
优选的，如图2所示，所述工业计算机，用于同时记录激光测距仪的检测值L和电动伺服缸的行程H，根据检测值L和电动伺服缸行程H获得板坯轮廓线。
优选的，如图3所示，所述工业计算机，用于根据2个激光测距仪的检测值L和2台电动伺服缸的行程H，以及激光测距仪的初始安装位置计算出包括板坯的宽度、厚度、中心线位置和侧面凸度的特征值。具体的，本发明采用移动式的激光测距方法，检测出板坯侧边的轮廓，进而计算出板坯的侧面凸度厚度、宽度、中心线位置。
优选的，如图3所示，所述工业计算机根据如下公式计算板坯的侧面凸度C，
其中，Lu为激光测距仪至板坯的上表面距离，Ld为激光测距仪至板坯的下表面距离，Lc为激光测距仪至板坯的中心距离。
优选的，如图3所示，所述工业计算机根据如下公式计算板坯的厚度TH，
TH＝Hu-Hd，其中，Hu为电动伺服缸在板坯的上表面测量时位置；Hd为电动伺服缸在板坯的下表面测量时位置。
详细的，本发明一具体的应用实施例中，激光测距仪选择某型号，其主要指标如下，测量范围：1～3m；重复精度小于0.5mm；量信号周期小于5ms；RS485接口。并配有带有水冷及气冷的冷却保护罩用来固定并保护激光测距仪。电动伺服缸的有效行程为500mm，额定出力2000N，电机额定功率为400W，额定速度200mm/s。
综上所述，本发明通过分别安装在出坯辊道的两侧2个激光测距仪，2台电动伺服缸，1台电动伺服缸与其中1个激光测距仪连接，2台伺服驱动器，1台伺服驱动器与其中1台伺服驱动器连接，1台工业计算机，分别与2台伺服驱动器连接，用于当接收到板坯运行至检测系统附近的信息时，发送开始信号至伺服驱动器，及收集2个激光测距仪发送的检测值，并结合已知的距离关系，计算出板坯的轮廓线，采用非接触的激光测距的方式，结合伺服驱动设备，精确地在线检测出连铸坯的轮廓及各种参数，若结合人工判定或人工智能判定，可用于判别生产过程是否正常，改善产品质量，可以有效的监控结晶器的出坯情况，二冷水的冷却情况，扇形段辊缝的情况。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种板坯轮廓检测系统，其特征在于，包括：
分别安装在出坯辊道的两侧2个激光测距仪，每个激光测距仪固定安装在一台电动伺服缸的正上方，激光测距仪用于由电动伺服缸带动，不断地扫描与板坯之间的距离并生成检测值向工业计算机发送；
2台电动伺服缸，1台电动伺服缸与其中1个激光测距仪连接，电动伺服缸用于根据伺服驱动器的控制做匀速的往复运动，以带动激光测距仪进行匀速的往复运动；
2台伺服驱动器，1台伺服驱动器与其中1台伺服驱动器连接，伺服驱动器用于根据从工业计算机接收到的开始信号，控制电动伺服缸做匀速的往复运动；
1台工业计算机，分别与2台伺服驱动器连接，用于当接收到板坯运行至检测系统附近的信息时，发送开始信号至伺服驱动器，及收集2个激光测距仪发送的检测值，并结合已知的距离关系，计算出板坯的轮廓线。
2.如权利要求1所述的板坯轮廓检测系统，其特征在于，每个激光测距仪外还设置有冷却保护罩。
3.如权利要求1所述的板坯轮廓检测系统，其特征在于，所述电动伺服缸垂直安装并固定，垂直度≤1mm/m。
4.如权利要求1所述的板坯轮廓检测系统，其特征在于，所述激光测距仪水平安装在电动伺服缸的上方，水平度≤1mm/m，且激光测距仪的检测线与板坯中心线垂直。
5.如权利要求1所述的板坯轮廓检测系统，其特征在于，2个激光测距仪的安装高度一致，高度差≤0.1mm。
6.如权利要求1所述的板坯轮廓检测系统，其特征在于，2台伺服驱动器用于确保2台电动伺服缸的同步性，同步性小于0.1mm。
7.如权利要求1所述的板坯轮廓检测系统，其特征在于，伺服驱动器与电动伺服缸之间的距离≤90m。
8.如权利要求1所述的板坯轮廓检测系统，其特征在于，所述工业计算机，用于同时记录激光测距仪的检测值L和电动伺服缸的行程H，根据检测值L和电动伺服缸行程H获得板坯轮廓线。
9.如权利要求8所述的板坯轮廓检测系统，其特征在于，所述工业计算机，用于根据2个激光测距仪的检测值L和2台电动伺服缸的行程H，以及激光测距仪的初始安装位置计算出包括板坯的宽度、厚度、中心线位置和侧面凸度的特征值。
10.如权利要求9所述的板坯轮廓检测系统，其特征在于，所述工业计算机根据如下公式计算板坯的侧面凸度C，
其中，Lu为激光测距仪至板坯的上表面距离，Ld为激光测距仪至板坯的下表面距离，Lc为激光测距仪至板坯的中心距离。
11.如权利要求9所述的板坯轮廓检测系统，其特征在于，所述工业计算机根据如下公式计算板坯的厚度TH，
TH＝Hu-Hd，其中，Hu为电动伺服缸在板坯的上表面测量时位置；Hd为电动伺服缸在板坯的下表面测量时位置。
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