CN115921548A - 一种带钢浪形在线检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种带钢浪形在线检测系统，包括：检测单元，实时检测带钢浪形数据；数据处理单元，获取检测数据，及从轧机上位机处获取带钢卷号；根据获取的钢卷号及检测数据，生成目标数据，目标数据包括带钢横向浪形柱状图、带钢纵向浪形曲线图及所测钢卷最大浪高值和对应的位置；将目标数据进行显示。本发明同时还公开了一种带钢浪形在线检测方法。本发明可以实时记录每卷钢带的浪形相关信息，根据检测到的数据实现检测报告的自动生成功能。本发明可检测带钢浪高500mm以下，检测频率达到10kHz，浪高精度小于0.1mm，具备与轧钢机组上位机的通讯功能，可实现检测数据离线查询功能。

Description

一种带钢浪形在线检测系统

本申请是名为《带钢浪形在线检测系统及方法》的专利申请的分案申请，原申请的申请日为2019年01月13日，申请号为201910029496.8。

技术领域

本发明涉及带钢冷轧技术领域，特别是涉及一种带钢浪形在线检测系统。

背景技术

在带钢生产过程中，根据各生产环节的需要，需要及时准确掌握带钢的信息，其中带钢浪形指标是一个关键指标，钢带浪形的高低关乎产品的优劣。及时、有效的测试出边浪和中浪的高低对于生产产品品质的判定，原料浪形对产品的影响程度，成本控制都具有一定的指导作用；另外，通过浪形检测记录的相关数据的对比，可以掌握浪形指标对客户端的影响程度，可以有效指导生产、供货。

由于带钢的浪形控制是优质带钢生产过程中的重要指标，带钢生产厂不断推出新型浪形测量仪。

专利号为ZL201120223665.0的发明专利中公布了一种热轧带钢浪形缺陷的简易测量装置，该简易测量装置由人工操作，包括横尺、纵尺和连接件，横尺与纵尺垂直放置并通过连接件相连接，所述横尺长1000-1500mm，纵尺长150-200mm，利用该测量装置可提高人工测量浪形缺陷的精度和效率，为浪形控制分析提供了依据。

专利号为ZL201110296386.1的发明专利中公开一种热轧带钢浪形缺陷在线检测方法及其测量装置，该测量设有一摆杆，随着热轧带钢的移动，摆杆端部在带钢上滑动，通过测量摆杆的偏转角度，计算摆杆端部所在位置的浪形高度，其具体操作步骤如下：1)当带钢平直时，整定摆杆的偏转角度为45°；2)当带钢出现浪形后，测量该偏转角度值为θ；3)根据公式h＝Rcos45°-Rcosθ可近似计算浪形高度h。其有益效果是能给操作人员实时提供板卷的浪形缺陷信息，提高平整效率和平整质量。但该装置是接触式的，且测量的精度较低。

专利号为ZL201620176095.7的发明专利中公布可一种带钢浪高在线测量装置，该浪高在线测量装置包括：滑轨、激光测距仪及控制模块，滑轨设置在带钢的上方，激光测距仪与滑轨滑动连接。激光测距仪检测带钢与激光测距仪的间距值。控制模块与激光测距仪连接，以接收激光测距仪发送的间距值，将设定时间内的最大间距值与最小间距值做差值运算获得间距差值，间距差值为所述带钢的浪高。该在线测量装置能在线实时监测并记录板型数据，提高板形浪高检测精度。该检测装置可实现在线运行，实现非接触式的浪形测量，但只能测试轧向的浪高，且只能得到测试段内的最大浪高，无法得到带钢的实际浪形。

能够实时准确测得带钢的浪形对于热轧工艺的调整和冷轧、平整等工艺条件的控制至关重要，发明一种能实时反映带钢浪形的装置，对于提高冷轧产品的质量至关重要。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种带钢浪形在线检测系统。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种带钢浪形在线检测系统，包括：

检测单元，实时检测带钢浪形数据；

数据处理单元，获取检测数据，及从轧机上位机处获取带钢卷号；

根据获取的钢卷号及检测数据，生成目标数据，目标数据包括带钢横向断面浪形柱状图，带钢纵向断面浪形曲线图，及所测钢卷最大浪高值和对应的位置；

将目标数据进行显示；

所述检测单元具有：

机架，所述机架上具有传感器安装横梁，所述传感器安装横梁下部设置若干个用于测量带钢浪形的线形激光传感器，所述线形激光传感器与多通道同步数据采集控制器连接；

带钢位置信息传感器，其用于测量带钢长度信息；

所述带钢浪形在线检测系统的工作流程为：

数据处理单元接收到轧机上位机发出的开始检测信号后，记录带钢的卷号，同时接收带钢检测单元中检测到的带钢浪形数据，将带钢检测单元中线形激光传感器中各传感器检测到的带钢横向浪形值生成柱状图并在屏幕显示，同时将纵向的检测数据生成曲线并在屏幕显示，根据所采集到的带钢浪形数据，将所测钢卷最大浪高值和对应的位置在屏幕进行显示，供用户初步判断浪形信息；

数据处理单元里查询历史数据时，根据选择的钢卷号给出该钢卷的浪形信息三维彩色云图，点击图中的某个位置，将给出该位置的整个带钢长度方向的浪形数据，根据该浪形数据可以得出，浪长L，浪高H，和浪数度；

数据处理单元接收到上位机发出的新钢卷信号后，当前钢卷检测工作结束，以TXT的文件形式将该钢卷的检测数据以钢卷卷号文名称进行保存，同时根据检测到的数据，形成检测报告。

优选地，所述检测报告包含带钢卷号、浪数、最大浪高、急竣度和操作人员姓名；带钢卷号为每卷带钢的身份识别码；浪数为达到一定浪长和浪高的浪数；最大浪高为所有浪中最大的浪高值；急竣度为浪高和浪长的比值；操作人员姓名为生产本卷带钢的操作人员。

优选地，所述多通道同步数据采集控制器安装在传感器安装横梁处。

优选地，所述数据处理单元中，根据钢卷号可查询带钢历史数据，根据选择的钢卷号给出该钢卷的浪形信息三维彩色云图，点击图中的某个位置，将给出该位置的整个带钢长度方向的浪形数据，根据该浪形数据可以得出浪长L、浪高H及浪数。

优选地，所述线形激光传感器外设置防护网。

优选地，所述线形激光传感器为阵列的激光传感器，所述阵列的激光传感器采集数据的同步误差小于2s，控制器将多路位移值按要求拼组，并通过一个RS422接口与数据处理单元连接。

优选地，所述工作流程还包括：

数据处理单元首先建立与上位机的通讯，检查与上位机的通讯是否正常，同时对自身的检测系统进行检查，检查阵列的激光传感器的工作状态，检测完成后进入待命状态。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明可以实时记录每卷钢带的浪形相关信息，根据检测到的数据实现检测报告的自动生成功能。本发明可检测带钢浪高500mm以下，检测频率达到10kHz，浪高精度小于0.1mm，具备与轧钢机组上位机的通讯功能，可实现检测数据离线查询功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的实施例中的检测单元检测状态示意图。

图2为本发明提供的实施例中的各线形激光传感器实时采集到的浪形显示图，柱状图为带钢纵向断面浪形，曲线为带钢横向断面浪形。

图3为本发明提供的实施例中的带钢长度方向的浪形显示图。

图4为本发明提供的实施例中的检测单元主视图。

图5为本发明提供的实施例中的检测单元传感器安装横梁处仰视图。

图6为本发明提供的实施例中的检测单元左视图。

附图标记说明：1-机架，11-传感器安装横梁，2-线形激光传感器，3-多通道同步数据采集控制器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤、过程、方法等没有限定于已列出的步骤，而是可选地还包括没有列出的步骤，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤元。

本发明的目的是提供了一种带钢浪形在线检测系统，能够实时记录每卷钢带的浪形相关信息，根据检测到的数据实现检测报告的自动生成功能。本发明可检测带钢浪高500mm以下，检测频率达到10kHz，浪高精度小于0.1mm，具备与轧钢机组上位机的通讯功能，可实现检测数据离线查询功能。

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。

以附图1为例，关于横向断面及纵向断面，说明如下：XOZ截面为横截面(横向断面)，表示带钢宽度方向的个点浪形，XOY截面为纵截面(纵向断面)，表示带钢长度方向上浪形。

本实施例提供了一种带钢浪形在线检测系统包括检测单元，其用于实时检测带钢浪形数据。

参见图1、图4、图5及图6，检测单元具有机架1，所述机架1上具有传感器安装横梁11，所述传感器安装横梁11下部设置若干个用于测量带钢浪形的线形激光传感器2，传感器的布置方式为阵列，所述线形激光传感器2与多通道同步数据采集控制器3连接。所述多通道同步数据采集控制器3安装在传感器安装横梁11处。检测单元还具有带钢位置信息传感器，其用于测量带钢长度信息。

带钢位置传感器安装位置可以根据需要布置，例如安装在开卷机后托辊处(该部分为现有技术，不作详述)，带钢位置传感器作用是测量带钢长度信息，便于系统将长度信息和浪形信息对应起来。

所述线形激光传感器外设置防护网。防止带钢碰撞到传感器。

激光传感器的布置可以根据带钢浪形的检测要求调整其疏密程度，满足带钢宽度方向的检测要求。

阵列的激光传感器是一种基于激光三角测量原理的高精度位移测量传感器，传感器内部集成了用户可编程的算法集，可以参考现有技术，例如目前市面上有KEYENCE基恩士的高精度2D激光位移传感器LJ5000系列，重复精度0.2-20μm之间；瑞士PF相机PF系列，重复精度0.2-0.75mm之间。该类激光传感器特点有：(1)嵌入了智能激光控制核；实现激光器动态实时调节，适应从白到黑的各种复杂表面测量；(2)使用自适应无畸变光学系统，使分辨率和线性度更高，在检测浪高500mm以下时，检测精度达到0.1mm；(3)内建16位类高斯重构器；此重构器是以IP核的形式固化于PL-IH系列传感器的电路系统中，能适时修复因环境扰动及测量噪声带来的不稳定性；(4)通过雪崩式A-CMOS和并行处理的电路模块，使之在不减小量程的情况下，可以获得很高的采样频率，检测频率达到10KHz；(5)用户可以根据实际被测的目标属性、特殊环境、特定要求等来配置测量算法。

阵列的激光传感器采用多通道同步数据采集控制器进行控制，传感器中的各激光传感器采集数据的同步误差小于2s，控制器将多路位移值按要求拼组，并通过一个RS422接口与用户端设备(数据处理单元)连接。

数据处理单元，可以采用计算机的形式，用于获取检测数据，及从轧机上位机处获取带钢卷号；根据获取的钢卷号及检测数据，生成目标数据，目标数据包括带钢横向断面浪形柱状图，带钢纵向断面浪形曲线图，及所测钢卷最大浪高值和对应的位置；将目标数据进行显示。

所述数据处理单元中，以TXT的文件形式将钢卷的检测数据以钢卷卷号文名称进行保存，同时根据检测数据形成检测报告。

检测报告包含的信息根据需要编制，例如检测报告包含内容有：带钢卷号、浪数、最大浪高、急竣度。带钢卷号为每卷带钢的身份识别码。浪数为达到一定浪长和浪高的浪数。最大浪高为所有浪中最大的浪高值。急竣度为浪高和浪长的比值。根据需要检测报告里可以添加操作人员姓名，操作人员姓名为生产本卷带钢的操作人员。

所述数据处理单元中，根据钢卷号可查询带钢历史数据，根据选择的钢卷号给出该钢卷的浪形信息三维彩色云图，点击图中的某个位置，将给出该位置的整个带钢长度方向的浪形数据，根据该浪形数据可以得出浪长L、浪高H及浪数。

系统用于检测带钢生产过程中带钢浪形的实时监测、后期数据处理、测量数据的储存以及测量报告形成。为现场实施可视化监控浪行指标、产品质量追溯，以及产品质量改善提供可靠依据。

作为优选，检测系统启动后，计算机(数据处理单元)首先建立与上位机的通讯，检查与上位的通讯是否正常，同时对自身的检测系统进行检查，检查阵列的激光传感器的工作状态，检测完成后进入待命状态。

生产过程中，每生产一卷带钢时，带钢的卷号可由生产人员在轧机上位机中录入，卷号作为该卷带钢浪行测量结果的查询识别信息。当操作人员给出带钢运行指令时，检测系统也同时获取该开始命令，同时开始检测。

本实施例还提供了一种带钢浪形在线检测系统的工作流程，数据处理单元接收到轧机上位机发出的开始检测信号后，记录带钢的卷号，同时接收带钢检测单元中检测到的带钢浪形数据，将带钢检测单元中线形激光传感器中各传感器检测到的带钢横向浪形值生成柱状图并在屏幕显示，同时将纵向的检测数据生成曲线并在屏幕显示，根据所采集到的带钢浪形数据，将所测钢卷最大浪高值和对应的位置在屏幕进行显示，供用户初步判断浪形信息。图形参考图2，该图中，上方为柱状图，图中横坐标表示带钢宽度，纵坐标表示带钢浪高，下方为曲线，图中横坐标表示带钢长度，纵坐标表示带钢浪高。

该流程中，数据处理单元接收到上位机发出的新钢卷信号后，当前钢卷检测工作结束，以TXT的文件形式将该钢卷的检测数据以钢卷卷号文名称进行保存，同时根据检测到的数据，形成检测报告。

检测报告包含的信息根据需要编制，例如检测报告包含内容有：带钢卷号、浪数、最大浪高、急竣度。带钢卷号为每卷带钢的身份识别码。浪数为达到一定浪长和浪高的浪数。最大浪高为所有浪中最大的浪高值。急竣度为浪高和浪长的比值。根据需要检测报告里可以添加操作人员姓名，操作人员姓名为生产本卷带钢的操作人员。

该流程中，数据处理单元里查询历史数据时，根据选择的钢卷号给出该钢卷的浪形信息三维彩色云图，点击图中的某个位置，将给出该位置的整个带钢长度方向的浪形数据，根据该浪形数据可以得出，浪长L，浪高H，和浪数度，根据浪长和浪高可计算出急竣度。具体可参见图3。图中横坐标表示带钢长度，纵坐标表示带钢浪高。

该流程中的检测单元具有机架，所述机架上具有传感器安装横梁，所述传感器安装横梁下部设置若干个用于测量带钢浪形的线形激光传感器，所述线形激光传感器与多通道同步数据采集控制器连接。检测单元还具有带钢位置信息传感器，其用于测量带钢长度信息。带钢位置传感器安装位置可以根据需要布置，例如安装在开卷机后托辊处(该部分为现有技术，不作详述)，带钢位置传感器作用是测量带钢长度信息，便于系统将长度信息和浪形信息对应起来。

作为优选，检测启动后，计算机首先建立与轧机上位机的通讯，检查与上位的通讯是否正常，同时对自身的检测系统进行检查，检查阵列传感器的工作状态，检测完成后进入待命状态。

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。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种带钢浪形在线检测系统，其特征在于，包括：

检测单元，实时检测带钢浪形数据；

数据处理单元，获取检测数据，及从轧机上位机处获取带钢卷号；

根据获取的钢卷号及检测数据，生成目标数据，目标数据包括带钢横向断面浪形柱状图，带钢纵向断面浪形曲线图，及所测钢卷最大浪高值和对应的位置；

将目标数据进行显示；

所述检测单元具有：

机架，所述机架上具有传感器安装横梁，所述传感器安装横梁下部设置若干个用于测量带钢浪形的线形激光传感器，所述线形激光传感器与多通道同步数据采集控制器连接；

带钢位置信息传感器，其用于测量带钢长度信息；

所述带钢浪形在线检测系统的工作流程为：

数据处理单元接收到轧机上位机发出的开始检测信号后，记录带钢的卷号，同时接收带钢检测单元中检测到的带钢浪形数据，将带钢检测单元中线形激光传感器中各传感器检测到的带钢横向浪形值生成柱状图并在屏幕显示，同时将纵向的检测数据生成曲线并在屏幕显示，根据所采集到的带钢浪形数据，将所测钢卷最大浪高值和对应的位置在屏幕进行显示，供用户初步判断浪形信息；

数据处理单元里查询历史数据时，根据选择的钢卷号给出该钢卷的浪形信息三维彩色云图，点击图中的某个位置，将给出该位置的整个带钢长度方向的浪形数据，根据该浪形数据可以得出，浪长L，浪高H，和浪数度；

数据处理单元接收到上位机发出的新钢卷信号后，当前钢卷检测工作结束，以TXT的文件形式将该钢卷的检测数据以钢卷卷号文名称进行保存，同时根据检测到的数据，形成检测报告。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述检测报告包含带钢卷号、浪数、最大浪高、急竣度和操作人员姓名；带钢卷号为每卷带钢的身份识别码；浪数为达到一定浪长和浪高的浪数；最大浪高为所有浪中最大的浪高值；急竣度为浪高和浪长的比值；操作人员姓名为生产本卷带钢的操作人员。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多通道同步数据采集控制器安装在传感器安装横梁处。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据处理单元中，根据钢卷号可查询带钢历史数据，根据选择的钢卷号给出该钢卷的浪形信息三维彩色云图，点击图中的某个位置，将给出该位置的整个带钢长度方向的浪形数据，根据该浪形数据可以得出浪长L、浪高H及浪数。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述线形激光传感器外设置防护网。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述线形激光传感器为阵列的激光传感器，所述阵列的激光传感器采集数据的同步误差小于2s，控制器将多路位移值按要求拼组，并通过一个RS422接口与数据处理单元连接。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述工作流程还包括：

数据处理单元首先建立与上位机的通讯，检查与上位机的通讯是否正常，同时对自身的检测系统进行检查，检查阵列的激光传感器的工作状态，检测完成后进入待命状态。

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