CN108311545B - 一种y型轧机连轧对中及孔型检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种Y型轧机连轧对中及孔型检测系统及方法，属于轧机对中及孔型检测技术领域。本发明的Y型轧机连轧对中及孔型检测系统，包括激光对中发射装置、激光,接收装置、激光扫描装置和信号控制采集系统，所述激光扫描装置上设有供激光通过的定位小孔，且其上安装有可绕X轴和Y轴旋转的回转机构，该回转机构上安装有激光测距仪，激光测距仪与信号控制采集系统相连。采用本检测系统能够精确调整连轧机组各机架中心、测试各机架孔型及轧辊辊面，从而为精确磨辊、配辊及连轧孔型对中提供可靠的数据支持和技术保证。

Description

一种Y型轧机连轧对中及孔型检测系统及方法

技术领域

本发明属于轧机对中及孔型检测技术领域，更具体地说，涉及一种Y型轧机连轧对中及孔型检测系统和方法，该检测系统通过激光测距传感器和精密步进电机丝杠机构对Y型轧机连轧线机组进行对中，并对各轧机孔型进行测量。

背景技术

Y型轧机是由三个互成120°分布的盘状轧辊构成，其轧辊成Y型布置，轧机机组一般由6-13架工作机座组成，相邻机座呈Y型与倒Y型交替布置。坯料在连轧机组中通过各机架逐步轧制，在最后一机架出口处才能成为断面形状和尺寸符合要求的产品。为使坯料有效地进行变形，需在轧辊上加工出符合金属变形规律并且适应设备条件的凹槽，同一机架上三支轧辊的凹槽按一定条件组合在一起即形成轧件变形时的孔型。

机组中各轧机孔型按照轧制顺序依次发生变化，其形状、位置和尺寸精度以及前后机架孔型的对中情况，决定了轧制产品的质量以及生产的顺利进行。因此，精确测试轧机孔型和连轧对中情况是孔型加工和连轧关系建立的首要和重要条件。目前国内主要是采用塞尺加塞规来检测孔型，使用塞尺检查同机架各轧辊之间辊缝是否相等，使用塞规试插孔型，这种方法检测精度有限，操作繁琐。国内外也有关于使用光学成像等方法进行检测的研究，但国外相应产品价格高，使用要求也高，国内技术还不成熟，推广价值有限。

如，中国专利申请号为201020297766.8的申请案公开了一种用于轧机孔型对中的光学仪器，该申请案包括：一激光发射器，固定设于激光发射器调整架上，激光发射器内设有一发射镜片；一投影屏支架，设于连轧机上并可沿投影方向前后移动；一投影屏，固定设于投影屏支架上，所述投影屏与激光发射器分设于所述连轧机的轧辊的两侧。孔型对中检验时，激光发射器发射的激光源经发射镜片的发散穿过连轧机轧辊孔，在投影屏上投影，然后将投影屏上的孔型投影尺寸与投影屏上的孔型对照图纸进行比较，检查已安装的轧辊孔型是否存在安装偏差。采用该申请案的仪器对轧机孔型进行检测的精度仍较低，尤其对轧辊使用时产生的孔洞等缺陷无法检测，同时该申请案也无法对轧机前后各机架孔型的对中状况进行检测和调节。

因此，研究出一种能够对轧机的孔型和连轧对中关系进行精确检测，并适于进行推广的设备对于提高我国相应轧制产品的质量和生产效率具有重要的意义。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服我国现有Y型轧机连轧孔型及对中测试精度相对较低的不足，提供了一种Y型轧机连轧对中及孔型检测系统和方法。本发明能够精确测试连轧机组各机架孔型和连轧对中情况，从而为精确磨辊、配辊及保正连轧孔型对中提供可靠的数据支持和技术保证。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种Y型轧机连轧对中及孔型检测系统，包括激光发射装置、激光接收装置和激光扫描装置，所述激光发射装置上设有三个激光发射器，激光接收装置上设有与激光发射器相对应的三个激光接收器，所述激光扫描装置上设有供激光通过的三个定位小孔及激光测距传感器。

更进一步的，所述激光扫描装置与信号控制采集系统相连。

更进一步的，所述激光扫描装置上设有回转机构，通过回转机构带动激光测距传感器发生偏转，从而对轧辊上的不同点依次进行扫描测距。

更进一步的，所述的回转机构包括Y转轴回转机构和X转轴回转机构，所述X转轴回转机构包括安装于激光扫描装置上的X转轴，以及带动X转轴发生回转的电机；所述Y转轴回转机构包括安装在X转轴上的Y转轴，以及带动Y转轴发生回转的电机；所述的激光测距传感器安装在Y转轴上，且激光测距传感器与X转轴、Y转轴上的电机均通过电缆与信号控制采集系统连接。

更进一步的，所述激光发射装置、激光接收装置及激光扫描装置均安装在支架上，且上述支架的高度均可调节。

更进一步的，所述激光扫描装置上还设有信号指示器。

更进一步的，所述三个激光发射器所构成三角形的中心与轧制中心线头部相重合，三个激光接收器所构成三角形的中心与轧制中心线尾部相重合。

更进一步的，所述的信号控制采集系统包括控制系统，数据输入、输出端口，上位机和处理分析软件系统，控制系统用于控制电机转动及信号的采集传输，数据输入、输出端口负责数据输入、输出，上位机负责接收控制系统传输过来的信号，并利用处理分析软件系统对信号进行分析，得到Y型轧机孔型情况和轧辊表面辊形及缺陷情况。

本发明的一种Y型轧机连轧对中及孔型检测方法，包括以下步骤：

步骤一、确定轧制线中心：

以轧制生产线最初安装调试时设置的头尾基准点作为基准，将激光发射装置和激光接收装置分别安装在轧制线的起始位置和终点位置，打开激光发射装置上的激光发射器发射激光，如激光接收装置能正确的接收到激光，则三条激光形成的光束中心与轧制中心线相重合；如不能，则依据轧制生产线原始基准点进行调整，直至能正确接收，从而保证激光发射器中心与激光接收器中心均与轧制线的中心重合；

步骤二、激光测距(扫描)装置的安放与调整

将激光扫描装置安装在第一架轧机后面，并调整装置高度，使激光发射装置发射的三条激光穿过激光扫描装置上的三个定位小孔，并被激光接收装置接收，从而保证激光扫描装置的中心与轧制中心线重合；

步骤三、标定零点：

将激光扫描装置连接至信号控制采集系统，打开信号控制采集系统内的测试软件，回转机构到零位，激光测距传感器标定零点；

步骤四、测试数据的处理及轧辊模型的构造

点击测试软件上的开始，系统自动进行测试，横向扫描转动角度记为向量A＝[α₁α₂ … α_n]，纵向扫描转动角度记为向量B＝[β₁ β₂ … β_m]，激光测距传感器(11)测得的距离值记为s_ij，i为行系号，j为列系号；将测试得到的数据依次进行点云坐标转换拼接、点云平滑去噪、点云数据简化、曲面拟合和三维重建处理，即得到完整的轧辊三维模型，即可检查出轧孔的对准情况及轧辊损坏情况；

步骤五、根据上述数据处理结果，调整孔型和孔型中心，使孔型符合要求，孔型中心与轧制线中心重合，若一次不能完成调整，可进多次调整和测试，直到达要求为止；

步骤六、完成第一机架测试后，继续进行后续机架的测试，直到完成所有机架的测试和调整。

更进一步的，所述步骤四中系统自动测试的具体步骤为：

(1)在轧辊上放置三个或以上标靶，是为点云拼接标志，并赋予每个标靶球一个对应的ID，然后系统设置初始横向扫描角度α₁，纵向扫描角度β₁，并记录此时的激光测距仪值S₁₁；

(2)开始对轧辊区域进行扫描时，先保持纵向扫描角度β₁不变，横向扫描依次转动角度[α₁ α₂ … α_n]，记录激光测距仪值，得到如下s_1j＝[s₁₁ s₁₂ … s_1n]；第一行扫描完成后，纵向扫描角度转动到β₂，开始扫描第二行，横向扫描依次转动角度[α₁ α₂ … α_n]，记录激光测距仪值，得到如下s_2j＝[s₂₁ s₂₂ … s_2n]；依次改变纵向角度，逐行扫描，直到整个辊系扫描完成，系统记录下如下m×n的距离值构成的矩阵：

(3)对公共标靶进行精确扫描，以备后续进行拼接时建模拟合标靶时精度高，此时第一平面完成；

(4)转动轧辊120度，重复上述过程，完成第二次扫描测试；再转动120度进行第三次扫描测试；通过三次扫描测试，分别获得轧辊转动0度、120度和240度的测试值；

(5)以轧辊转动0度为例，计算轧辊三维坐标值；轧辊表面任意一点的三维坐标值，通过如下方程式得到：

x_ij＝s_ij cosα_icosβ_j

y_ij＝s_ij sinα_jcosβ_j

z_ij＝s_ijsinβ_j

由此得到轧辊表面三维坐标矩阵表示为：

由于轧辊测试时每转动120度测试一次，故可得三组矩阵，0度测试矩阵：(X₀,Y₀,Z₀)、120度测试矩阵(X₁₂₀,Y₁₂₀,Z₁₂₀)和240度测试矩阵(X₂₄₀,Y₂₄₀,Z₂₄₀)。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

(1)本发明的一种Y型轧机连轧对中及孔型检测系统，包括激光发射装置、激光接收装置和激光扫描装置，通过激光发射装置与激光接收装置的设置对轧机的轧制中心线进行确定，并对轧机轧制线的对中情况进行检测和调节，同时以由激光发射装置与激光接收装置确定的激光作为激光扫描装置的定位基准，利用激光扫描装置对各轧机孔型进行测试，测试时轧机孔型中心与轧制中心线重合精度高，定位精确，从而能够有效提高轧机连轧对中及孔型检测的精度，有利于保证产品的轧制精度。

(2)本发明的一种Y型轧机连轧对中及孔型检测系统，激光发射装置上设有三个激光发射器，激光接收装置上设有与激光发射器相对应的激光接收器，由于采用激光三维成像，且激光测距本身精度较高，因此其测试结果较为直观，且测试精度高。

(3)本发明的一种Y型轧机连轧对中及孔型检测系统，所述激光发射装置、激光接收装置及激光测距装置均安装在支架上，通过调节支架能够对激光发射装置、激光接收装置及激光测距装置的空间位置进行调节，从而便于机组各轧机中心的调整。

(4)本发明的一种Y型轧机连轧对中及孔型检测系统，由于激光抗干扰能力强，因此具有较好抵抗现场水雾汽、粉尘较多的能力，同时测试设备及测试过程操作简单，降低了劳动强度和管理成本，适于推广应用。

(5)本发明的一种Y型轧机连轧对中及孔型检测方法，利用激光发射装置和激光接收装置对轧制中心线及激光扫描装置的位置进行确定，轧机对中较为准确，且操作简单。利用激光扫描装置对轧机轧辊上的所有点进行扫描测距，通过数据处理得到轧机轧辊的三维模型，从而可以准确检查出轧孔的对准情况及轧辊损坏情况，对于保证轧辊孔型的精确调整及工件的轧制质量具有重要作用。

附图说明

图1本发明的一种Y型轧机连轧对中及孔型检测系统的结构示意图。

图2为本发明的对中激光发射装置的结构示意图。

图3为本发明的对中激光发射装置的三个激光发射器构成的三角形。

图4为本发明的对中激光接收装置的三个激光接收器构成的三角形。

图5为本发明的激光扫描装置的结构示意图。

图6为本发明的对中激光接收装置的结构示意图。

图7为本发明的回转机构及激光测距传感器的结构示意图。

图8为采用本发明的检测系统对轧辊区域进行扫描时的坐标系示意图。

附图标号说明：

1：激光发射装置；2：Y型轧机；3：激光扫描装置；4：轧制中心线；5：激光接收装置；6：信号控制采集系统；7、8、9：激光发射器；10：三个激光发射器所构成三角形的中心；11：激光测距传感器；12、Y转轴回转机构；13：X转轴回转机构；14、15、16：定位小孔；17：信号指示器；18、19、20：激光接收器；21：三个激光接收器所构成三角形的中心。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，现结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。

实施例1

如图1-图6所示，本实施例的一种Y型轧机连轧对中及孔型检测系统，包括激光发射装置1、激光接收装置5和激光扫描(测距)装置3，所述激光发射装置1上设有三个激光发射器7、8、9，激光接收装置5上设有与激光发射器相对应的三个激光接收器18、19、20，所述激光扫描装置3上设有供激光通过的三个定位小孔14，15，16及激光测距传感器(激光测距仪)11，且激光扫描装置3与信号控制采集系统6相连。上述激光发射装置1、激光接收装置5及激光测距装置3均安装在支架上，且支架高度可调。

以轧制生产线最初安装调试时设置的头尾基准点作为基准，将激光发射装置1和激光接收装置5分别安装在轧制线的起始位置和终点位置，通过调节支架的高度使三个激光发射器所构成三角形的中心10与轧制中心线头部相重合，三个激光接收器所构成三角形的中心21与轧制中心线尾部相重合，从而使激光接收装置5能够接收到激光发射装置1发射的3条激光，进而能够保证对轧机轧制线的对中情况进行精确检测和调节。同时，以由激光发射装置1与激光接收装置5确定的激光作为激光扫描装置3的定位基准，激光发射装置1上的三束激光穿过激光扫描装置3上的定位小孔14，15，16由激光接收装置5接收，三束激光确定了轧制中心线的位置，所述激光扫描装置3上还设有信号指示器17，当三束激光都由激光接收装置5接收时信号指示器17亮。由于小孔14，15，16具有一定的长度，如果激光扫描装置3与轧制中心发生了偏移或自身倾斜，则激光束不能穿过，需要调整队，直到激光接收装置5接收到三束激光，从而保证了激光扫描装置3的精确定位。利用激光扫描装置3对各轧机孔型进行测试，测试时轧机孔型中心与轧制中心线重合精度高，定位精确，从而能够有效提高轧机连轧对中及孔型检测的精度，有利于保证产品的轧制精度。

实施例2

本实施例的一种Y型轧机连轧对中及孔型检测系统，其结构基本同实施例1，其区别主要在于：本实施例中激光扫描装置3上设有回转机构，通过回转机构带动激光测距传感器11发生偏转，从而对轧辊上的不同点依次进行扫描测距。具体的，结合图7，本实施例的回转机构包括Y转轴回转机构12和X转轴回转机构13，所述X转轴回转机构13包括安装于激光扫描装置3上的X转轴，以及带动X转轴发生回转的电机；所述Y转轴回转机构12包括安装在X转轴上的Y转轴，以及带动Y转轴发生回转的电机；所述的激光测距传感器11安装在Y转轴上，且激光测距传感器11与X转轴、Y转轴上的电机均通过电缆与信号控制采集系统6连接。

上述信号控制采集系统6包括控制系统，数据输入、输出端口，上位机和处理分析软件系统，控制系统用于控制电机转动及信号的采集传输，数据输入、输出端口负责数据输入、输出，上位机负责接收控制系统传输过来的信号，并利用处理分析软件系统对信号进行分析，得到Y型轧机孔型情况和轧辊表面辊形及缺陷情况。通过电机分别带动X转轴和Y转轴发生回转运动，从而对轧辊上的所有点依次进行扫描测距。激光扫描装置3上的X轴转动角度和Y轴转动角度由信号控制采集系统6给出，激光测距传感器11的测量信号由信号控制采集系统6记录。

实施例3

本实施例的一种Y型轧机连轧对中及孔型检测系统，其结构同实施例2。采用本实施例的检测系统对轧机连轧对中状况及孔型进行检测时，由激光发射装置1和激光接收装置5来确定轧制中心，并提供激光测距装置3的定位基准。激光扫描装置3安装标定零点后，对各机架依次扫描，将所测信号上传至上位机，利用处理分析软件对信号进行分析，得到Y型机组中各机架孔型、对中、轧辊表面尺寸及缺陷等数据信息。采用本实施例的检测系统依次对连轧线各机架孔型进行测试和调整后，可有效保证连轧线孔型和对中良好，且其测试、调节精度较高，轧机对中及孔型检测的具体步骤如下：

步骤一、确定轧制线中心：

以轧制生产线最初安装调试时设置的头尾基准点作为基准，将激光发射装置1和激光接收装置5分别安装在轧制线的起始位置和终点位置，打开激光发射装置上的激光发射器发射激光，如激光接收装置能正确的接收到激光，则三条激光形成的光束中心与轧制中心线相重合；如不能，则依据轧制生产线原始基准点进行调整，直至能正确接收，从而保证激光发射器中心与激光接收器中心均与轧制线的中心重合；

步骤二、激光测距(扫描)装置的安放与调整

将激光扫描装置3安装在第一架Y型轧机2后面，并调整装置高度，使激光发射装置1发射的三条激光穿过激光扫描装置3上的三个定位小孔14、15、16。由于小孔具有一定长度，小孔长度方向与激光测距(扫描)装置3平面是垂直的，同时三点可确定一个平面，三条激光能穿过三个小孔，就确定了装置在空间的位置。安装好后，就能保证激光测距装置3的中心与轧制中心线重合，平面与激光射线是垂直的。

步骤三、标定零点：

将激光扫描装置3连接至信号控制采集系统6，打开信号控制采集系统6内的测试软件，回转机构到零位，激光测距传感器11标定零点；

步骤四、测试数据的处理及轧辊模型的构造

点击测试软件上的开始，系统自动进行测试，横向扫描转动角度记为向量A＝[α₁α₂ … α_n]，纵向扫描转动角度记为向量B＝[β₁ β₂ … β_m]，激光测距传感器11测得的距离值记为s_ij，i为行系号，j为列系号，确定坐标系如图8所示；本实施例中系统自动测试的具体步骤为：

(1)在轧辊上放置三个或以上标靶，是为点云拼接标志，并赋予每个标靶球一个对应的ID，然后系统设置初始横向扫描角度α₁，纵向扫描角度β₁，并记录此时的激光测距仪值S₁₁；

(2)开始对轧辊区域进行扫描时，先保持纵向扫描角度β₁不变，横向扫描依次转动角度[α₁ α₂ … α_n]，记录激光测距仪值，得到如下s_1j＝[s₁₁ s₁₂ … s_1n]；第一行扫描完成后，纵向扫描角度转动到β₂，开始扫描第二行，横向扫描依次转动角度[α₁ α₂ … α_n]，记录激光测距仪值，得到如下s_2j＝[s₂₁ s₂₂ … s_2n]；依次改变纵向角度，逐行扫描，直到整个辊系扫描完成，系统记录下如下m×n的距离值构成的矩阵：

(3)对公共标靶进行精确扫描，以备后续进行拼接时建模拟合标靶时精度高，此时第一平面完成；

(4)转动轧辊120度，重复上述过程，完成第二次扫描测试；再转动120度进行第三次扫描测试；通过三次扫描测试，分别获得轧辊转动0度、120度和240度的测试值；

(5)以轧辊转动0度为例，计算轧辊三维坐标值；轧辊表面任意一点的三维坐标值，通过如下方程式得到：

x_ij＝s_ij cosα_icosβ_j

y_ij＝s_ij sinα_jcosβ_j

z_ij＝s_ijsinβ_j

由此得到轧辊表面三维坐标矩阵表示为：

由于轧辊测试时每转动120度测试一次，故可得三组矩阵，0度测试矩阵：(X₀,Y₀,Z₀)、120度测试矩阵(X₁₂₀,Y₁₂₀,Z₁₂₀)和240度测试矩阵(X₂₄₀,Y₂₄₀,Z₂₄₀)。

将测试得到的数据依次进行点云坐标转换拼接、点云平滑去噪、点云数据简化、曲面拟合和三维重建处理，即得到完整的轧辊三维模型，即可检查出轧孔的对准情况及轧辊损坏情况，其具体过程如下：

(1)点云坐标转换拼接

把每个角度测试扫描的标靶点云拟合成模型，并赋予每个标靶一个对应的ID，程序会根据标靶的ID自动将ID名称相同的标靶进行配对，实质是基于待测物体表面的几何特征来是实现点云数据对齐的关系。通过标靶的配准把三个角度下扫描得到的点云数据进行转换拼接到当前相同的坐标系下。

(2)点云平滑去噪

利用鲁棒滤波算法对带有离群的噪声的点云数据进行处理，设这个点云集合为P，定义一个非参数核密度估计函数f作点聚类，找一个合适的核估计函数，定义散乱点P的聚类中心为核估计f函数的局部最大值，可以用简单的阈值条件检测离散点的聚类，并将之删除。

首先为采样点Pi定义一个局部似然函数Li，是由x到P的最小二乘拟合平面距离的平方确定。通过计算带有权重的协方差矩阵获得最小二乘拟合平面，而所有采样点的局部似然函数加权累加所得即为似然函数L。

那么，距最小二乘平面相对较远的点就比较近的点拥有较低的似然性。求似然函数L(x)，其反映点x是否为采样平面S上的点的似然性。确定L(x)后，然后对点云数据进行光顺去噪处理。方法为：把所有点云移动到最大似然值位置，用梯度上升最大化的方法找到L(x)的局部最大值。

当似然函数L(x)的最大值数小于核估计数时，就可以把这些点聚合为一个类，即为聚类，然后用L(x)的局部最大值代替这个聚点。

(3)点云数据简化

曲率用于表征曲线或曲面形状变化的特征量，根据曲率的变化程度，可以提取曲面上的表征被测物体特征的点，曲率越大，则该点所在的局部曲面越有可能是被测物体的特征点，在采样区域的曲率变化越大，包含重要的特征信息。

曲率精简原则：对于曲率较小的区域保留少量的点，曲率较大的区域保留多的点。根据曲率大小，将点云数据分为多个曲率区间，对应各个曲率区间设定不同的阈值。

设在某一曲率区间内，按照从小到大的顺序，把该区间内曲率进行排序，设该区间阈值为h，曲率基准点取该区间内曲率最小的点p0，若区间内点pj与基准点p0的差的绝对值小于h，则删除点pj，否则保留。再把点pj作为新的基准点，重复以上过程直至该区间的点全部比较完毕。则该方法有效保持目标重建曲面的特征并减少数据点。

(4)曲面拟合

曲面拟合是将数据点利用逼近方式生成拟合的样条曲线，先通过模型构建工具，进行一系列加工和处理，生成曲面片的模型，最终使曲面片细化、精简，生成满足需要的完整曲面模型。利用逼近的方式来拟合曲线，初步设置一个误差的允许值和控制曲面的顶点数目，然后在所有测量数据点的基础上，采用最小二乘法求出一条曲线，并及时计算出所有数据点到该曲线的距离。若最大的距离大于所设置的允许误差值，则需要通过增加控制顶点的数目，再利用最小二乘法来重新拟合曲线，直到最终得到的曲线在精度上满足要求为止。

(5)三维重建

三维点云数据的曲面模型重建就是根据三维点云数据来构建物体表面的曲面模型，并使得曲面模型的几何形状尽可能反映出物体表面的形状特征。根据重建曲面的类型，选择细分曲面模型重建。

细分曲面模型重建技术主要是从一个初始多边形网格开始，按照某种拓扑规则和几何规则递归地计算出新的顶点、边、面，并以此来细化初始多边形网格，生成更加细密的新多边形网格。随着细分过程的不断进行，多边形网格的顶点、边、面的数目不断增加，逐渐成为一张较为平滑的曲面。最终会得到完整的轧辊三维模型，即可检查出孔的对准情况及轧辊损坏情况。

步骤五、根据上述数据处理结果，调整孔型和孔型中心，使孔型符合要求，孔型中心与轧制线中心重合，若一次不能完成调整，可进多次调整和测试，直到达要求为止；

步骤六、完成第一机架测试后，继续进行后续机架的测试，直到完成所有机架的测试和调整。采用本实施例的方法不仅能够对轧机的轧制线及轧辊孔型进行精确检测和调节，同时还能够对轧辊上的孔洞等缺陷进行检测，从而便于保证工件的轧制质量和精度。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本专利的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种Y型轧机连轧对中及孔型检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、确定轧制线中心：

以轧制生产线最初安装调试时设置的头尾基准点作为基准，将激光发射装置(1)和激光接收装置(5)分别安装在轧制线的起始位置和终点位置，打开激光发射装置(1)上的激光发射器发射激光，如激光接收装置(5)能正确的接收到激光，则三条激光形成的光束中心与轧制中心线相重合；如不能，则依据轧制生产线原始基准点进行调整，直至能正确接收，从而保证激光发射器中心与激光接收器中心均与轧制线的中心重合；

步骤二、激光测距装置的安放与调整

将激光扫描装置(3)安装在第一架轧机后面，并调整装置高度，使激光发射装置(1)发射的三条激光穿过激光扫描装置(3)上的三个定位小孔(14、15、16)，并被激光接收装置(5)接收，从而保证激光扫描装置(3)的中心与轧制中心线重合；

步骤三、标定零点：

将激光扫描装置(3)连接至信号控制采集系统(6)，打开信号控制采集系统(6)内的测试软件，回转机构到零位，激光测距传感器(11)标定零点；所述回转机构设置于激光扫描装置(3)上，通过回转机构带动激光测距传感器(11)发生偏转，从而对轧辊上的不同点依次进行扫描测距；

步骤四、测试数据的处理及轧辊模型的构造

点击测试软件上的开始，系统自动进行测试，横向扫描转动角度记为向量A＝[α₁ α₂ …α_n]，纵向扫描转动角度记为向量B＝[β₁ β₂ … β_m]，激光测距传感器(11)测得的距离值记为s_ij，i为行系号，j为列系号；将测试得到的数据依次进行点云坐标转换拼接、点云平滑去噪、点云数据简化、曲面拟合和三维重建处理，即得到完整的轧辊三维模型，即可检查出轧孔的对准情况及轧辊损坏情况；

步骤五、根据上述数据处理结果，调整孔型和孔型中心，使孔型符合要求，孔型中心与轧制线中心重合，若一次不能完成调整，可进多次调整和测试，直到达要求为止；

步骤六、完成第一机架测试后，继续进行后续机架的测试，直到完成所有机架的测试和调整。

2.根据权利要求1所述的一种Y型轧机连轧对中及孔型检测方法，其特征在于：所述步骤四中系统自动测试的具体步骤为：

(1)在轧辊上放置三个或以上标靶，是为点云拼接标志，并赋予每个标靶球一个对应的ID，然后系统设置初始横向扫描角度α₁，纵向扫描角度β₁，并记录此时的激光测距仪值S₁₁；

(2)开始对轧辊区域进行扫描时，先保持纵向扫描角度β₁不变，横向扫描依次转动角度[α₁ α₂ … α_n]，记录激光测距仪值，得到如下s_1j＝[s₁₁ s₁₂ … s_1n]；第一行扫描完成后，纵向扫描角度转动到β₂，开始扫描第二行，横向扫描依次转动角度[α₁ α₂ … α_n]，记录激光测距仪值，得到如下s_2j＝[s₂₁ s₂₂ … s_2n]；依次改变纵向角度，逐行扫描，直到整个辊系扫描完成，系统记录下如下m×n的距离值构成的矩阵：

(3)对公共标靶进行精确扫描，以备后续进行拼接时建模拟合标靶时精度高，此时第一平面完成；

(4)转动轧辊120度，重复上述过程，完成第二次扫描测试；再转动120度进行第三次扫描测试；通过三次扫描测试，分别获得轧辊转动0度、120度和240度的测试值；

(5)以轧辊转动0度为例，计算轧辊三维坐标值；轧辊表面任意一点的三维坐标值，通过如下方程式得到：

x_ij＝s_ijcosα_icosβ_j

y_ij＝s_ij sinα_jcosβ_j

z_ij＝s_ijsinβ_j

由此得到轧辊表面三维坐标矩阵表示为：

由于轧辊测试时每转动120度测试一次，故可得三组矩阵，0度测试矩阵：(X₀,Y₀,Z₀)、120度测试矩阵(X₁₂₀,Y₁₂₀,Z₁₂₀)和240度测试矩阵(X₂₄₀,Y₂₄₀,Z₂₄₀)。

3.根据权利要求1所述的一种Y型轧机连轧对中及孔型检测方法，其特征在于：所述的回转机构包括Y转轴回转机构(12)和X转轴回转机构(13)，所述X转轴回转机构(13)包括安装于激光扫描装置(3)上的X转轴，以及带动X转轴发生回转的电机；所述Y转轴回转机构(12)包括安装在X转轴上的Y转轴，以及带动Y转轴发生回转的电机；所述的激光测距传感器(11)安装在Y转轴上，且激光测距传感器(11)与X转轴、Y转轴上的电机均通过电缆与信号控制采集系统(6)连接。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种Y型轧机连轧对中及孔型检测方法，其特征在于：所述激光发射装置(1)、激光接收装置(5)及激光扫描装置(3)均安装在支架上，且上述支架的高度均可调节。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的一种Y型轧机连轧对中及孔型检测方法，其特征在于：所述激光扫描装置(3)上还设有信号指示器(17)。

6.根据权利要求5所述的一种Y型轧机连轧对中及孔型检测方法，其特征在于：三个激光发射器所构成三角形的中心(10)与轧制中心线头部相重合，三个激光接收器所构成三角形的中心(21)与轧制中心线尾部相重合。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的一种Y型轧机连轧对中及孔型检测方法，其特征在于：所述的信号控制采集系统(6)包括控制系统，数据输入、输出端口，上位机和处理分析软件系统，控制系统用于控制电机转动及信号的采集传输，数据输入、输出端口负责数据输入、输出，上位机负责接收控制系统传输过来的信号，并利用处理分析软件系统对信号进行分析，得到Y型轧机孔型情况和轧辊表面辊形及缺陷情况。