利索能及
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专利号: 2018103307039
申请人: 安徽工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-09-23
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种Y型轧机连轧对中及孔型检测系统,其特征在于:包括激光发射装置(1)、激光接收装置(5)和激光扫描装置(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(11)。

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系统,其特征在于:所述激光扫描装置(3)与信号控制采集系统(6)相连。

3.根据权利要求2所述的一种Y型轧机连轧对中及孔型检测系统,其特征在于:所述激光扫描装置(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。

4.根据权利要求3所述的一种Y型轧机连轧对中及孔型检测系统,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。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种Y型轧机连轧对中及孔型检测系统,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。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的一种Y型轧机连轧对中及孔型检测系统,其特征在于:所述激光扫描装置(3)上还设有信号指示器(17)。

7.根据权利要求6所述的一种Y型轧机连轧对中及孔型检测系统,其特征在于:所述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。

8.根据权利要求2-4中任一项所述的一种Y型轧机连轧对中及孔型检测系统,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。

9.一种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;

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 … αn],纵向扫描转动角度记为向量B=[β1 β2 … βm],激光测距传感器(11)测得的距离值记为sij,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。

10.根据权利要求9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 … αn],记录激光测距仪值,得到如下s1j=[s11 s12 … s1n];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 … αn],记录激光测距仪值,得到如下s2j=[s21 s22 … s2n];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:xij=sijcosαicosβj

yij=sij sinαjcosβj

zij=sijsinβj

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)。