CN112815897A - 一种钢带质量检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢带质量检测系统，包括观察围台、设置在观察围台前方且用于测量钢带翘曲高度的翘曲高度测量装置、用于测量钢带宽度的宽度测量装置、用于测量钢带厚度的厚度测量装置；所述翘曲高度测量装置、宽度测量装置、厚度测量装置均与控制中心电性连接。本发明提供的钢带质量检测系统自动化地对钢带的宽度、厚度以及翘曲高度等重要质量信息进行测量，消除了人工测量带来的人为测量误差以及劳动强度，使得质检人员可按照生产计划决定采用抽检测样的质检方式或将所有的钢带产品进行检测的质检方式，提高质检的自动化水平和质检效率。

Description

一种钢带质量检测系统

技术领域

本发明涉及钢带生产技术领域，特别涉及一种钢带质量检测系统。

背景技术

随着当今钢铁工业技术的飞速发展，产品种类越来越多样化，产量也越来越大，钢带已成为汽车、机械、化工等工业不可缺少的原材料，其质量性能的优劣将直接影响其最终产品的性能和质量。

钢带的宽度、厚度、翘曲高度等参数为生产过程中最为重要的质量信息，目前的钢带质量信息主要通过人工在观察室中进行测量，钢带会绕经观察室，质检人员通过标尺和卡尺要分别进行钢卷宽度和厚度测量，测量数据具有一定的人为测量误差，而且质检人员需要选定特定的长度区域抽样检测以及选定该批次内的若干钢卷进行抽样检测，测量和记录次数较多，质检人员的劳动强度较大。

钢带经过退火酸洗后会通过拉伸矫直机进行拉矫加工，拉矫加工具有两大功能：一是改善板形,通过使带钢拉伸并且进行弯曲矫直之后,可以改善钢带的边浪、中浪等浪形和C形弯曲、L形弯曲,从而使钢带生产开工使具有一个较好的平直度。二是改善加工性能,通过拉伸弯曲作用与光整一样会使带钢在后续的变形时减轻或不再有屈服平台,从而产生均匀变形,提高加工性能。钢带经过拉矫机调整板形后会使钢带仍会形成一定程度的C形弯曲，翘曲高度则代表C形弯曲的程度，合适的翘曲高度可以使钢卷在下游客户分条、开板加工时具有一个较好的平直度，为了能够调整钢带的C形弯曲程度，在拉矫机的出口处设置抗弯辊，通过调整抗弯辊的高度，调整钢带的C形弯曲程度。

现有对于钢带翘曲高度的检测手段是停机在出口分切一段1-2米的钢带放置于平台架上，从而测量翘曲高度的是否在预设的范围值，以此判定钢卷展开后是否等板面问题，再对拉伸矫直机进行工艺调整。此方法对生产机组造成很大的负担，影响生产效率，无法满足现场生产管理。

可见，现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种能够自动测量钢带质量信息的钢带质量检测系统。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种钢带质量检测系统，包括观察围台、设置在观察围台前方且用于测量钢带翘曲高度的翘曲高度测量装置、用于测量钢带宽度的宽度测量装置、用于测量钢带厚度的厚度测量装置；所述翘曲高度测量装置、宽度测量装置、厚度测量装置均与控制中心电性连接。

所述翘曲高度测量装置包括安装座、可滑动地设置在安装座上的滑块、设置在滑块上的感应杆、设置在安装座上的第一电动推杆；所述感应杆的一端设有感应触头，所述第一电动推杆的推杆端部与滑块固接，所述第一电动推杆上设有第一旋转编码器，所述第一旋转编码器通过第一安装轴与第一电动推杆上的电机传动连接；所述感应杆、第一旋转编码器、第一电动推杆分别与控制中心电性连接。

所述安装座上开设有安装槽，所述安装槽的两个侧面上各设置有一根导轨，所述滑块的侧面各开设有导向滑槽并通过导向滑槽与对应的导轨滑动连接。

所述观察围台的前侧面上设有第一支架、设置在第一支架上的承接座、可转动地设置在承接座上的转轴、设置在第一支架上的驱动电机；所述转轴的一端与驱动电机传动连接，另一端套设有接头，所述安装座固定在接头上。

所述承接座上设有限制安装座摆动幅度的水平限位块和垂直限位块。

所述水平限位块上设有第一到位传感器，所述垂直限位块上设有第二到位传感器。

所述宽度测量装置包括两组对称设置的测距组件，其中一组测距组件包括第二支架、设置在第二支架上的第二电动推杆、所述在第二电动推杆上的推杆端部上的第一压力传感器，每个所述第二电动推杆上设有第二旋转编码器，所述第二旋转编码器通过第二安装轴与第二电动推杆上的电机传动连接；另一组测距组件包括第三支架、设置在第三支架上的第三电动推杆、所述在第三电动推杆上的推杆端部上的第二压力传感器，每个所述第三电动推杆上设有第三旋转编码器，所述第三旋转编码器通过第三安装轴与第三电动推杆上的电机传动连接；所述第一压力传感器、第一旋转编码器、第一电动推杆、第二压力传感器、第二旋转编码器、第二电动推杆分别与控制中心电性连接。

所述厚度测量装置包括相对设置的第一测距传感器和第二测距传感器，所述第一测距传感器设置在第一支架上，所述观察围台的后侧面上设有第四支架，所述第二测距传感器设置在第四支架上。

所述观察围台包括上围台和下围台、以及用于连接上围台和下围台的支梁，所述上围台和下围台的内壁上均设有照明灯管。

所述控制中心包括主控器、主机以及相关控制电路。

有益效果：

本发明提供一种钢带质量检测系统，每当一个检测区间的钢带经过钢带质量检测系统时，翘曲高度测量装置、宽度测量装置以及厚度测量装置同步动作，自动对钢带进行测量，并且将测量信号反馈至控制中心，控制中心自动根据预设的计算公式计算出钢带的翘曲高度、宽度以及厚度的实测值；与现有人工测量钢带质量信息相比，自动化地对钢带的宽度、厚度以及翘曲高度等重要质量信息进行测量，消除了人工测量带来的人为测量误差以及劳动强度，使得质检人员可按照生产计划决定采用抽检测样的质检方式或将所有的钢带产品进行检测的质检方式，提高质检的自动化水平和质检效率。

附图说明

图1为本发明提供的钢带质量检测系统的立体图1。

图2为图1中A区域的局部放大图。

图3为本发明提供的钢带质量检测系统的立体图2。

图4为本发明提供的钢带质量检测系统的立体图3。

主要元件符号说明：1-观察围台、2-翘曲高度测量装置、3-宽度测量装置、4-厚度测量装置、21-安装座、22-滑块、23-感应杆、24-感应触头、25-第一旋转编码器、26-第一电动推杆、27-导轨、51-第一支架、52-承接座、53-转轴、54-驱动电机、55-接头、61-水平限位块、62-垂直限位块、63-第一到位传感器、64-第二到位传感器、31-第二支架、32-第二电动推杆、33-第一压力传感器、34-第二旋转编码器、35-第三支架、36-第三电动推杆、37-第二压力传感器、38-第三旋转编码器、41-第一测距传感器、42-第二测距传感器、43-第四支架、11-上围台、12-下围台、13-支梁、14-照明灯管、7-钢带。

具体实施方式

本发明提供一种钢带质量检测系统，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

请参阅图1-4，本发明提供一种钢带质量检测系统，包括观察围台1、设置在观察围台1前方且用于测量钢带7翘曲高度的翘曲高度测量装置2、用于测量钢带7宽度的宽度测量装置3、用于测量钢带7厚度的厚度测量装置4；所述翘曲高度测量装置2、宽度测量装置3、厚度测量装置4均与控制中心电性连接。

为了获知钢带产品的质量状况，发生质量异常时能够及时调整生产线，避免不合格的产品流出，质检人员检测生产中钢带7的宽度、厚度以及翘曲高度等重要质量信息。在实际应用时，钢带7处于正常生产输送状态，钢带7经过拉矫机调整板形后绕经观察围台1，质检人员在观察围台1一旁可以清楚地观察钢带7的表面外观缺陷；质检人员借助本发明提供的钢带质量检测系统可以以抽样方式或将所有的钢带7产品全检方式对钢带产品进行检测，一个钢带7产品长度一般为200m～300m，检测方法如下:将一个钢带7产品按照设定长度(如5m、10m)均分成多个等长度的检测区间，钢带7随着正常生产输送，每个检测区间的钢带7会依次经过钢带质量检测系统，每当一个检测区间的钢带7经过钢带质量检测系统时，翘曲高度测量装置2、宽度测量装置3以及厚度测量装置4同步动作，自动对钢带进行测量，并且将测量信号反馈至控制中心，控制中心自动根据预设的计算公式计算出钢带的翘曲高度、宽度以及厚度的实测值；质检人员通过控制中心中的主机(即电脑)获知钢带质量信息，由于主机已预先建立不同钢种、规格的钢带7质量控制标准数据库，质检人员只需选择钢种、规格，系统就可以根据实测值自动判断钢带质量是否合格，当钢带7质量不合格时，能够使质检人员及时对生产线的设备作出调整，使后续生产的钢带7符合质量要求，减少不合格品带来的经济损失；与现有人工测量钢带7质量信息相比，自动化地对钢带7的宽度、厚度以及翘曲高度等重要质量信息进行测量，消除了人工测量带来的人为测量误差以及劳动强度，使得质检人员可按照生产计划决定采用抽检测样的质检方式或将所有的钢带7产品进行检测的质检方式，提高质检的自动化水平和质检效率。

需要主要的是，生产不同厚度范围钢带所需要设定的翘曲高度是不一样的，0-0.75mm厚度的钢带7其翘曲高度的合格范围需要控制在15-25mm内，0.75-3.0mm厚度钢带7翘曲高度的合格范围则是在25～30mm以内。这样才能保证钢带7收卷后形成钢卷成品后，用户将钢卷展开加工时，每段与检测区间对应的钢带7的平直度在1mm～3mm的范围内，不会出现C型弯曲和浪边，平直度可以理解为每段钢带7侧边的最大翘起高度点与基台的垂直距离。钢带7绕经观察围台1前会经过拉矫机调整板形后会使钢带7形成一定程度的C形弯曲，翘曲高度则代表C形弯曲的程度，为了能够调整钢带7的C形弯曲程度，在拉矫机的出口处设置抗弯辊，通过调整抗弯辊的高度，调整钢带7的C形弯曲程度。在生产前，每种规格钢带7所对应的抗弯辊的高度会相应作为调整，当翘曲高度的实测值不在当前厚度的波高范围时，需要及时调整对拉矫机中的抗弯辊的高度。为了便于理解,翘曲高度的实测值设为X；对应厚度的翘曲高度合格范围的中间值设为N，即0-0.75mm厚度的翘曲高度合格范围的中间值为(25+15)/2＝20mm，0.75-3.0mm厚度的翘曲高度合格范围的中间值为(25+30)/2＝27.5mm；抗弯辊的工作高度为Y；抗弯辊调整后的高度值为Z。当实测值X不在当前厚度的翘曲高度合格范围时，对抗弯辊机进行高度调整，Z＝Y-(X-N)；当实测值X在当前厚度的翘曲高度合格范围内时，则不对抗弯辊进行调整。

具体的，所述翘曲高度测量装置2包括安装座21、可滑动地设置在安装座21上的滑块22、设置在滑块22上的感应杆23、设置在安装座21上的第一电动推杆26；所述感应杆23的一端设有感应触头24，所述第一电动推杆26的推杆261端部与滑块22固接，所述第一电动推杆26上设有第一旋转编码器25，所述第一旋转编码器25通过第一安装轴(图中不可见)与第一电动推杆26上的电机262传动连接；所述第一旋转编码器25通过固定架28固定在电机262一端，所述感应杆23、第一旋转编码器25、第一电动推杆26分别与控制中心电性连接。需要说明的是，本发明提供的电动推杆可从市场购置或者采用现有技术的电动推杆，电动推杆主要包括主要由电机、推杆和控制装置等机构，由于电动推杆的工作原理为现有技术，此处不再赘述。

准备测量时，安装座21、感应杆23以及第一电动推杆26呈水平状态，感应杆23上的感应触头24位于预设的初始位置；开始测量时，电机262启动，带动推杆261朝钢带7方向伸出，与此同时，推杆261驱动滑块22和滑块22上的感应杆23朝钢带7前进，在电机动作过程中，电机也驱动第一安装轴转动，所述第一旋转编码器25动态感应第一安装轴的转动圈数和旋转角度，当感应杆23上的感应触头24触碰到钢带7时，感应杆23反馈信号至控制中心，使控制中心从第一旋转编码器25上获取第一安装轴的转动圈数以及最终旋转角度，并且控制中心自动计算出该检测区间的钢带翘曲高度。假设第一安装轴每转动一圈第一电动推杆26上的推杆伸出长度为L1，第一安装轴在测量过程转动圈数为Q1，最终旋转角度为B1,钢带翘曲高度X＝L1×Q1+(B1/360)×L1；最后控制中心控制电机反向转动，驱动第一电动推杆26的推杆缩回复位至初始位置。

优选的，所述安装座21上开设有安装槽，所述安装槽的两个侧面上各设置有一根导轨27，所述滑块22的侧面各开设有导向滑槽并通过导向滑槽与对应的导轨27滑动连接，以确保滑块22的移动方向准确，并避免滑块22发生晃动。优选的，导轨27的横截面为等边梯形，且导轨27短边所在的侧面与安装座21连接，所述导向滑槽的横截面与导轨27的横截面相同，可避免脱轨。

进一步的，所述观察围台1的前侧面上设有第一支架51、设置在第一支架51上的承接座52、可转动地设置在承接座52上的转轴53、设置在第一支架51上的驱动电机54；所述转轴53的一端通过联轴器与驱动电机54的主轴传动连接，另一端套设有接头55，所述安装座21固定在接头55上。通过这样设置，驱动电机54可驱动安装座21和设置在安装座21上的机构摆动，使它们在水平状态和竖直状态上进行切换，当安装座21处于水平状态时，即为翘曲高度测量装置2待测量和测量过程中的使用状态；当安装座21处于竖直状态时，一方面便于质检人员对翘曲高度测量装置2进行维护以及调整感应杆23上感应触头24的初始位置，另一方面避免翘曲高度测量装置2阻碍质检人员对钢带7进行外观质量检测。

优选的，所述承接座52上设有限制安装座21摆动幅度的水平限位块61和垂直限位块62。当安装座21的底面抵压在水平限位块61时，驱动电机54无法继续驱动安装座21摆动，确保安装座21呈水平状态；当安装座21摆动，安装座21的底面抵压在垂直限位块62时，驱动电机54无法控制驱动安装座21摆动，确保安装座21呈竖直状态。

进一步的，所述水平限位块61上设有第一到位传感器63，所述垂直限位块62上设有第二到位传感器64，第一到位传感器63和第二到位传感器64分别与控制中心电性连接。当安装座21的底面抵压在水平限位块61时，安装座21触发第一到位传感器63，第一到位传感器63反馈信号至控制中心，说明安装座21已处于水平状态，控制中心控制驱动电机54停止工作；当安装座21的底面抵压在垂直限位块62时，安装座21触发第二到位传感器64，第二到位传感器64反馈信号至控制中心，说明安装座21已处于竖直状态，控制中心控制驱动电机54停止工作。

在本实施例中，所述宽度测量装置3包括两组对称设置的测距组件，其中一组测距组件包括第二支架31、设置在第二支架31上的第二电动推杆32、所述在第二电动推杆32上的推杆端部上的第一压力传感器33，每个所述第二电动推杆32上设有第二旋转编码器34，所述第二旋转编码器34通过第二安装轴(图中不可见)与第二电动推杆32上的电机传动连接；另一组测距组件包括第三支架35、设置在第三支架35上的第三电动推杆36、所述在第三电动推杆36上的推杆端部上的第二压力传感器37，每个所述第三电动推杆36上设有第三旋转编码器38，所述第三旋转编码器38通过第三安装轴(图中不可见)与第三电动推杆36上的电机传动连接；所述第一压力传感器33和第二压力传感器37分别通过固定架固定第二电动推杆32和第三电动推杆36上，所述第一压力传感器33、第一旋转编码器25、第一电动推杆26、第二压力传感器37、第二旋转编码器34、第二电动推杆32分别与控制中心电性连接。第一压力传感器33设置在钢带7的左侧，第二压力传感器37设置在钢带7的右侧，所述第一压力传感器33和第二压力传感器37均为平板式压力传感器，平板式压力传感器可直接从市场上购买得到，如斯巴托公司的平板式压力传感器。

在初始状态下，第一压力传感器33和第二压力传感器37在水平投影下的距离为D1，测量时，第二电动推杆32和第三电动推杆36上的电机启动，带动推杆同步伸出，使第一压力传感器33和第二压力传感器37相互靠近并朝钢带7的侧边移动，当第二电动推杆32上的电机动作过程中，该电机驱动第二安装轴转动，所述第二旋转编码器34动态感应第二安装轴的转动圈数和旋转角度，第一压力传感器33触碰到钢带7时，第一压力传感器33反馈信号至控制中心，使控制中心从第二旋转编码器34上获取第二安装轴的转动圈数以及最终旋转角度，假设第二安装轴转动一圈第二电动推杆32上的推杆伸出长度为L2，第一安装轴在测量过程转动圈数为Q2，最终旋转角度为B2,第一压力传感器33的移动距离为D2＝L2×Q2+(B2/360)×L2。同理，当第三电动推杆36上的电机动作过程中，该电机驱动第三安装轴转动，所述第三旋转编码器38动态感应第三安装轴的转动圈数和旋转角度，第二压力传感器37触碰到钢带7时，第二压力传感器37反馈信号至控制中心，使控制中心从第三旋转编码器38上获取第三安装轴的转动圈数以及最终旋转角度；控制中心获取到第二旋转编码器和第三旋转编码器上的信号后，控制中心控制第二电动推杆和第二电动推杆上推杆复位至初始位置，然后自动计算出钢带的宽度W；。假设第三安装轴转动一圈第二电动推杆32上的推杆伸出长度为L3，第一安装轴在测量过程转动圈数为Q3，最终旋转角度为B3,第二压力传感器37的移动距离为D3＝L3×Q3+(B3/360)×L3；所以钢带7的宽度W＝D1-D2-D3。

优选的，所述厚度测量装置4包括相对设置的第一测距传感器41和第二测距传感器42，所述第一测距传感器41设置在第一支架51上，所述观察围台1的后侧面上设有第四支架43，所述第二测距传感器42设置在第四支架43上。所述第一测距传感器41和第二测距传感器42均为激光测距传感器；在控制器中已预设第一测距传感器41与第二测距传感器42在水平投影下的距离为S1，控制中心获取第一测距传感器41测量其与钢带7一端面的距离为S2；控制中心获取第二测距传感器42测量其与钢带7另一端面的距离为S3；控制中心计算钢带7的厚度H，H＝S1-S2-S3。

具体的，所述观察围台1包括上围台11和下围台12、以及用于连接上围台11和下围台12的支梁13。第一支架51、第二支架31、第三支架35、第四支架43均固设在下围台12上，下围台12一方面对第一支架51、第二支架31、第三支架35起到支承作用，另一方面保障用户的安全。所述上围台11和下围台12的内壁上均设有照明灯管14，多个照明灯管14的灯管投射在钢带7上，质检人员可以清楚地观察到钢带7表面的外观质量是否合格。

在本实施例中，所述控制中心包括主控器、主机以及相关控制电路。主控器与主机电性连接，所述主控器为单片机控制器、主机为电脑，主机上安装有测量数据处理软件，和钢带信息数据库，质检人员通过主机可以知道钢带的生产质量，及时对生产线的设备作出调整。控制中心中所设计的数据处理技术为现有技术，此处不再赘述。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种钢带质量检测系统，其特征在于，包括观察围台、设置在观察围台前方且用于测量钢带翘曲高度的翘曲高度测量装置、用于测量钢带宽度的宽度测量装置、用于测量钢带厚度的厚度测量装置；所述翘曲高度测量装置、宽度测量装置、厚度测量装置均与控制中心电性连接。

2.根据权利要求1所述的钢带质量检测系统，其特征在于，所述翘曲高度测量装置包括安装座、可滑动地设置在安装座上的滑块、设置在滑块上的感应杆、设置在安装座上的第一电动推杆；所述感应杆的一端设有感应触头，所述第一电动推杆的推杆端部与滑块固接，所述第一电动推杆上设有第一旋转编码器，所述第一旋转编码器通过第一安装轴与第一电动推杆上的电机传动连接；所述感应杆、第一旋转编码器、第一电动推杆分别与控制中心电性连接。

3.根据权利要求2所述的钢带质量检测系统，其特征在于，所述安装座上开设有安装槽，所述安装槽的两个侧面上各设置有一根导轨，所述滑块的侧面各开设有导向滑槽并通过导向滑槽与对应的导轨滑动连接。

4.根据权利要求2所述的钢带质量检测系统，其特征在于，所述观察围台的前侧面上设有第一支架、设置在第一支架上的承接座、可转动地设置在承接座上的转轴、设置在第一支架上的驱动电机；所述转轴的一端与驱动电机传动连接，另一端套设有接头，所述安装座固定在接头上。

5.根据权利要求4所述的钢带质量检测系统，其特征在于，所述承接座上设有限制安装座摆动幅度的水平限位块和垂直限位块。

6.根据权利要求5所述的钢带质量检测系统，其特征在于，所述水平限位块上设有第一到位传感器，所述垂直限位块上设有第二到位传感器。

7.根据权利要求2所述的钢带质量检测系统，其特征在于，所述宽度测量装置包括两组对称设置的测距组件，其中一组测距组件包括第二支架、设置在第二支架上的第二电动推杆、所述在第二电动推杆上的推杆端部上的第一压力传感器，每个所述第二电动推杆上设有第二旋转编码器，所述第二旋转编码器通过第二安装轴与第二电动推杆上的电机传动连接；另一组测距组件包括第三支架、设置在第三支架上的第三电动推杆、所述在第三电动推杆上的推杆端部上的第二压力传感器，每个所述第三电动推杆上设有第三旋转编码器，所述第三旋转编码器通过第三安装轴与第三电动推杆上的电机传动连接；所述第一压力传感器、第一旋转编码器、第一电动推杆、第二压力传感器、第二旋转编码器、第二电动推杆分别与控制中心电性连接。

8.根据权利要求7所述的钢带质量检测系统，其特征在于，所述厚度测量装置包括相对设置的第一测距传感器和第二测距传感器，所述第一测距传感器设置在第一支架上，所述观察围台的后侧面上设有第四支架，所述第二测距传感器设置在第四支架上。

9.根据权利要求1所述的钢带质量检测系统，其特征在于，所述观察围台包括上围台和下围台、以及用于连接上围台和下围台的支梁，所述上围台和下围台的内壁上均设有照明灯管。

10.根据权利要求1所述的钢带质量检测系统，其特征在于，所述控制中心包括主控器、主机以及相关控制电路。

Images