CN201397128Y - 一种激光摄像式测厚控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种激光摄像式测厚控制装置，在热轧机入口的机架前辊道辊(2)的正上方与机架后辊道辊(8)的正上方分别设置有机前激光发射管(3)和机后激光发射管(9)；以机架前辊道辊(2)或机架后辊道辊(8)的辊道中心线为镜像的部位，分别设置有机前摄像头(1)和机后摄像头(7)；机前摄像头与机后摄像头测得的电信号，通过计算机(10)输入至厚调AGC系统，控制液压缸(11)调整热轧机轧制上工作辊(5)与轧制下工作辊(6)之间轧件(4)的厚度。解决了重有色金属和稀有金属合金板带材热轧开坯生产时无法在线测厚的问题。其可以瞬时掌握带坯轧制前后的实际厚度，完全满足热轧的精度要求。

Description

一种激光摄像式测厚控制装置

技术领域

本实用新型属于金属压力加工制造领域，主要是指一种激光摄像式测厚控制装置。

技术背景

铜板带热轧机是铜及铜合金板带材生产线的重要设备之一。一直以来，由于各种铜合金的成分含量复杂，加热后表面氧化皮分布不均，有些合金甚至还含有足量铅元素，使射线对铜合金轧件的穿透能力更差。因此，如果采用钢铁热轧机常用的射线式测厚仪用在铜板带热轧机上，需要的射线功率太大，易造成设备制作困难；射线的散射会严重影响操作工人的人身健康，并且无法在线准确地测量铜板带轧件的厚度。国内外曾作过较多的尝试，射线式测厚仪至今仅能在冷轧部分铜及铜合金薄带过程中使用，并要求必须随时采用接触式测厚仪对带材厚度公差进行适时标定。铜板带热轧机无可用的测厚仪一直是影响铜板带热轧带坯成品率和产品质量的关键问题之一。

无合适的热轧用测厚仪易造成以下几个问题：

1)热轧机工作时，为了补偿轧机牌坊和辊系的弹性变形，必须按轧机的刚度预加一定的预应力予以补偿。但即使是同一块铜合金锭，在不同的温度、变形速度和变形程度的条件下，轧制压力相差也是非常大的，轧制过程中准确的补偿量很难确定，造成预设定的辊缝补偿和实际相差过大；

2)在热轧轧制过程中，制品温度随轧制时间的不同相差很大，特别是在轧制过程中需要终轧淬火的铜合金品种，为了满足淬火后的材料性能，轧制时的轧制速度受到一定限制，头尾温差因轧制时间的先后可达数十度的差异，单位变形抗力也因温度不同变化很大，造成制品纵向厚度差严重超标。

发明内容

为了解决重有色金属无合适的热轧用测厚仪的问题，本实用新型提供了一种激光摄像式测厚控制装置，解决了重有色金属和稀有金属合金板带材热轧开坯生产时无法在线测厚的问题。其可以瞬时掌握带坯轧制前后的实际厚度，完全满足热轧的精度要求。使测量变得非常简单，简化了设施，价廉物美。

为实现上述发明目的，本实用新型采用如下所述的技术方案：

所述的一种激光摄像式测厚控制装置，包括：摄像头、辊道辊、激光发射管、上下工作辊、计算机和液压缸；在热轧机入口的机架前辊道辊的正上方与机架后辊道辊的正上方分别设置有机前激光发射管和机后激光发射管；以机架前辊道辊或机架后辊道辊的辊道中心线为镜像的部位，分别设置有机前摄像头和机后摄像头；机前摄像头与机后摄像头测得的电信号，通过计算机输入至厚调AGC系统，控制液压缸调整热轧机轧制上工作辊与轧制下工作辊之间轧件的厚度。

所述的一种激光摄像式测厚控制装置，摄像头为高清晰度光学仪器。

所述的一种激光摄像式测厚控制装置，激光发射管为绿色或蓝色激光发射管。

由于采用如上所述的技术方案，本实用新型的有益效果是：

1)本测厚控制装置由于不是射线穿透式测厚方式，仅靠扫描——摄影的方法，解决了重有色金属和稀有金属，如铜合金、钨、钼、钛等金属及合金板带材热轧开坯生产时因温度、成分，以及其他因素无法选取合适的测厚仪，造成液压等厚度调控系统无法在线调整的问题。

2)目前，不管是引进或是国产铜板带和钛板带热轧开坯机轧后，必须在带坯冷却到常温后依靠人工测量厚度，方知实际轧后厚度，更无法闭环控制，常常因热轧过程中设定的预应力不合适，造成实际厚度和设定厚度偏差达10％左右，掌握和调整相当困难。本测厚控制装置可以瞬时掌握带坯轧制前后的实际厚度，即使不进行闭环控制，靠手动也可及时调整厚差，解决了设定值和实际值不一致的问题，厚度偏差可降低到1％以内。完全满足热轧的精度要求。

3)本测厚控制装置仅需考虑轧制过程中带坯的温度对轧件厚度热胀冷缩造成线性膨胀的影响，不须考虑其他因素的补偿，使测量变得非常简单，简化了设施，价格不到其他方式的投资的十分之一，价廉物美。

5)本测厚控制装置在与液压压下厚度调整系统闭环控制后，解决了轧件因头尾轧制时间先后不一致造成温度下降不同，头尾轧制时温度相差数十度，引起单位变形抗力不一致随轧制时间逐渐增加，轧件厚度也逐渐增厚的问题。纵向厚差可控制在0.1mm之内。

6)如有必要，可采用轧件同一位置上下表面同时测量，上表面测量数据减去下表面测量数据，即为实际厚度，可满足更高的精度要求。

7)采用绿色激光发射管和摄像头完成测量，不存在射线污染及人身安全健康或污染处理问题。

附图说明

图1是一种激光摄像式测厚控制装置的结构示意图；

图中：1-机前摄像头；2-机架前辊道辊；3-机前激光发射管；4-轧件；5-轧制上工作辊；6-轧制下工作辊；7-机后摄像头；8-机架后辊道辊；9-机后激光发射管；10-计算机；11-液压缸。

具体实施方式

如图1所示：一种激光摄像式测厚控制装置安装在热轧机列线——辊道的外部，在测量过程中，不会出现受到轧件冲击、辊道震动，甚至轧件翘曲等问题，影响测量精度或打坏测量仪器的问题。

一种激光摄像式测厚控制装置，包括：激光发射管、摄像头、辊道辊、上下工作辊，计算机和液压缸，在热轧机入口的机架前辊道辊(2)的正上方与机架后辊道辊(8)的正上方分别设置有机前激光发射管(3)和机后激光发射管(9)；以机架前辊道辊(2)或机架后辊道辊(8)的辊道中心线为镜像的部位，分别设置有机前摄像头(1)和机后摄像头(7)，机前摄像头(1)和机后摄像头(7)为高清晰度光学仪器。

机前摄像头(1)与机后摄像头(7)测得的电信号，通过计算机(10)输入至厚调AGC系统，控制液压缸(11)调整热轧机轧制上工作辊(5)与轧制下工作辊(6)之间轧件(4)的厚度。

使用时，首先将激光发射管固定在热轧机入口和出口的辊道外侧，使激光点聚焦在辊道的传送辊的正上方表面上，该点在轧制过程中必须能和轧件下表面充分接触。为了使该点能和轧件下表面充分接触，该辊道辊子与其相邻的辊道辊子，应有足够的圆度和精度，以防带材在上面运动时造成大的震动。

在激光发射管以辊道中心线的为镜像部位，装备一台高清晰度光学摄像头，将首先扫描出激光发射管以特定的倾斜角射在辊道辊子上表面的激光点位置，记录在计算机内，作为轧制时轧件下表面计算厚度置0的测量点；

在带坯热轧轧制时，以高速度扫描激光发射管投在带材坯上表面的激光点，并将数据输入计算机，计算机将根据扫描点与原先置0点位置的位移确定出带材的实际厚度；

由于带材在辊道辊子上高速运动，将有可能产生跳动，使所测得数据只是理论上的数据，而并不一定能充分反映带坯的真实厚度。由于摄像头扫描速度非常快，而轧件轧制速度每秒钟最高仅3～4m/s，在轧制过程中一秒钟内包括轧制速度、轧制温度基本上可看作无变化，因此轧制辊缝在AGC的作用下，轧制厚度也不会有变化，所以我们在每秒钟数千个扫描数据中选取几个最小的数值作为轧件轧后的实际厚度，显示于操作台屏幕上。

在显示的同时，液压AGC可根据数据变化的规律，闭环适时调节压下位置，达到精确控制轧件终轧厚度的目的。以达到大量节约人力物力，减轻工人的劳动强度。

一种激光摄像式测厚控制装置，通过所测得数据与液压压下控制系统闭环构成手动或自动控制的技术装备结构。将厚度讯号转换后输入至厚调AGC系统，达到控制热轧板带坯厚度精度的目的，并且能够将所测得数据显示于操作位置，可由操作者及时调整厚度偏差或找出规律，在线或离线调整厚度的偏差。还能够使轧件在轧制过程中在线瞬时测出轧件实际厚度数据显示出来，以达到准确地观察和掌握轧件轧制过程中的实际厚度。

Claims (2)

1、一种激光摄像式测厚控制装置，包括：辊道辊、上下工作辊，其特征在于：还包括：摄像头、激光发射管、计算机和液压缸，在热轧机入口的机架前辊道辊(2)的正上方与机架后辊道辊(8)的正上方分别设置有机前激光发射管(3)和机后激光发射管(9)；以机架前辊道辊(2)或机架后辊道辊(8)的辊道中心线为镜像的部位，分别设置有机前摄像头(1)和机后摄像头(7)；机前摄像头与机后摄像头测得的电信号，通过计算机(10)输入至厚调AGC系统，控制液压缸(11)调整热轧机轧制上工作辊(5)与轧制下工作辊(6)之间轧件(4)的厚度。

2、根据权利要求1所述的一种激光摄像式测厚控制装置，其特征在于：机前摄像头(1)和机后摄像头(7)为高清晰度光学仪器。

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