钢材直径是一项重要的技术指标。在轧制过程中，必须对直径进行测量与监控，才能保证成品符合要求。近代高速轧机的轧钢速度，已高至120米/秒。钢材在轧机出口处的温度，仍保持在1000℃左右。采用传统的冷却后手工测量的方法，不仅劳动强度大，而且信息反馈慢，因而直接影响钢材的质量与经济效益。采用非接触的光学测量原理，配以CCD作为快速传感器，使高精度线材直径测量，以及轮廊缺陷的在线检测得以实现。本文介绍蓝鹏测控设计的线材测径仪应用于钢材的在线检测当中。
1、仪器测量原理
线材测径仪由光电测量头和工控机处理系统两大部份组成。被测高速线材经过光电测头给出光电信号，经工控机处理系统给出被测钢材直径和轮廊图像，可在线监控钢材直径和轮廓形状的变化。
线材测径仪的光电测头采用LED灯作为点光源，经扩束准直后照明被测物体，再经线阵CCD接收，通过光电转换，计算处理等得到外径尺寸，而线材测径仪为了得到全方位的外径尺寸，采用八轴测头进行外径测量，可检测同一截面的轮廓尺寸。
2、设计中的几个关键技术
测量精确度是测径仪最基本的技术指标，为了达到±0.02mm的高精度，必须从各方面给予保证。现将设计中的一些关键技术，讨论如下：
2.1、光学系统设计
由于钢材在高速前进的同时，伴随着上下及左右二维空间的剧烈振动，会给物镜像带来放大误差。若对被测钢材施以远心照明，投影物镜采用专门设计的远心光学系统，此时，即使钢材跳动位置处于物镜景深的极限位置，使钢材像稍为模糊，但模糊像的中心位置在CCD上的投影是和正确调焦时的投影像处在同一位置上。
照明准直物镜的设计，必须可保证CCD探测器能得到足够的光强和均匀的照明。由于工件的跳动，成像位置不一定通过透镜中心，因而对畸变的控制尤须严格。物镜要有足够长的工作距离，避免热幅射对光学系统以及CCD的损害。
2.2 、CCD的选择
考虑到实际检测的尺寸及精度要求，必须选择多位数、高质量的CCD作为摄像传感器。选取的CCD应具有高分辨率、高的转换效率，并能承受较高的工作温度。CCD驱动频率的选择，原则上只要满足取样要求就可以了。线材测径仪采用了最新型的扫描频率为15MHz的高频线阵CCD芯片。
2.3、八轴测量系统结构
测径仪在测量过程中，需要得到截面轮廓尺寸，为了实现这一要求，线材测径仪采用八轴检测系统，可完整的检测同一截面轮廓尺寸，并且为全方位检测，不敏感区只要有1%的凸起级可检测出来。加上被测钢材的扭动，完全满足被测线材的全方位的检测要求。并且八轴测量无旋转部件，不易损坏，维护简单。
2.4、测量数据和图像显示
线材测径仪具备两种显示方式，主控室LCD显示器与现场LED大显示屏。
主控室LCD显示器：轧材外轮廓尺寸及截面图、公差带及超差数，尺寸波动趋势预报，缺陷分析曲线，圆钢截面的最大/最小直径、椭圆度，各路测头的分项测量值。测量螺纹钢的内径、纵肋高、横肋高。
现场LED显示屏：现场显示圆钢测量的最大/最小直径、椭圆度、设备运行状态；显示螺纹钢测量的内径、纵肋高、横肋高、设备运行状态。显示频率1-3次/秒。
如果您还有其他疑问，欢迎关注“测量厂家”。
|
楼主
标题置顶
标题高亮
