使用激光位移傳感器動(dòng)態(tài)測(cè)量鋼坯寬度的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了使用激光位移傳感器動(dòng)態(tài)測(cè)量鋼坯寬度的方法，①將兩臺(tái)激光位移傳感器分別安裝在鋼坯被吹掃前的輥道兩側(cè)，采用攝像機(jī)拍攝當(dāng)前在輥道上運(yùn)移的鋼坯；②工業(yè)控制計(jì)算機(jī)依次運(yùn)算出當(dāng)前鋼坯的離散寬度數(shù)值，并相應(yīng)通過顯示屏對(duì)應(yīng)實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前在輥道上運(yùn)移的鋼坯的相匹配的寬度曲線、離散寬度數(shù)值及能顯現(xiàn)鋼坯表面的視頻圖像；③工業(yè)控制計(jì)算機(jī)比較計(jì)劃鋼坯寬度與對(duì)當(dāng)前在輥道上運(yùn)移的鋼坯所運(yùn)算出的離散寬度數(shù)值，當(dāng)兩者相減所得寬度差值超出設(shè)定的差值范圍之時(shí)，使光學(xué)三角測(cè)量裝置發(fā)出聲音進(jìn)行報(bào)警，而且使離散寬度數(shù)值Width和對(duì)應(yīng)的坯號(hào)、計(jì)劃鋼坯寬度及標(biāo)志位數(shù)一一對(duì)應(yīng)而形成關(guān)聯(lián)性數(shù)據(jù)，繼而存儲(chǔ)實(shí)時(shí)對(duì)應(yīng)形成的關(guān)聯(lián)性數(shù)據(jù)。本發(fā)明簡(jiǎn)化測(cè)量技術(shù)手段，滿足對(duì)鋼坯寬度實(shí)際測(cè)量的精度要求。
【專利說明】使用激光位移傳感器動(dòng)態(tài)測(cè)量鋼坯寬度的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及尺寸監(jiān)測(cè)裝置，特別是使用激光位移傳感器動(dòng)態(tài)測(cè)量鋼坯寬度的方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 光學(xué)測(cè)寬設(shè)備所應(yīng)用的鋼坯寬度實(shí)時(shí)測(cè)量方法一般采用（XD攝像技術(shù)及邊緣 檢測(cè)技術(shù)，熱鋼坯產(chǎn)生的紅外線輻射能夠被攝像頭檢測(cè)到，或冷的鋼坯通過背光形成外形 輪廓，光強(qiáng)從暗到亮的位置點(diǎn)都顯示了邊緣的位置，CCD攝像頭掃描鋼坯寬度方向上像素的 線型陣列，形成一系列一定間隔的模擬亮度讀數(shù)，每個(gè)模擬亮度讀數(shù)代表一個(gè)像素，這些模 擬亮度讀數(shù)被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，邊緣確定電路檢查相鄰像素在幅值上的變化，邊緣的一側(cè) 像素定義為"亮區(qū)"，而邊緣另一側(cè)則定義為"暗區(qū)"，邊緣位置就可以被確定下來，鋼坯寬度 方向的兩個(gè)邊緣位置之間的直線長(zhǎng)度定義為鋼坯的"寬度"，但現(xiàn)有的光學(xué)測(cè)寬設(shè)備主要用 于尺寸精密等級(jí)要求很高的產(chǎn)品加工技術(shù)行業(yè)，所采用技術(shù)較為復(fù)雜，購(gòu)置成本偏高，性價(jià) 比較低，投資巨大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種使用激光位移傳感器動(dòng)態(tài)測(cè)量鋼坯寬度的方法，簡(jiǎn)化 測(cè)量技術(shù)手段，造價(jià)低廉，它能夠滿足對(duì)鋼坯寬度實(shí)際測(cè)量的精度要求，輔助鋼坯在加熱爐 內(nèi)定位及在軋機(jī)入口側(cè)導(dǎo)板上定位。
[0004] 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種使用激光位移傳感器動(dòng)態(tài)測(cè)量鋼坯寬度的方 法，其方法步驟特征是：①采用包括兩臺(tái)激光位移傳感器在內(nèi)的光學(xué)三角測(cè)量裝置，將兩臺(tái) 激光位移傳感器分別安裝在鋼坯被吹掃前的輥道兩側(cè)，兩臺(tái)激光位移傳感器激光發(fā)射端朝 向鋼坯的側(cè)壁表面，采用攝像機(jī)拍攝當(dāng)前在輥道上運(yùn)移的鋼坯且將其所實(shí)時(shí)拍攝到的視頻 信號(hào)同步傳送給工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，當(dāng)鋼坯穿過兩臺(tái)激光位移傳感器之間的位置時(shí)，第一激 光位移傳感器根據(jù)光學(xué)三角測(cè)量所測(cè)得的其激光發(fā)射端頭與鋼坯一側(cè)之間的距離為L(zhǎng)1，第 二激光位移傳感器根據(jù)光學(xué)三角測(cè)量所測(cè)得的其激光發(fā)射端頭與鋼坯另一側(cè)之間的距離 為L(zhǎng)2,兩臺(tái)激光位移傳感器將各自其實(shí)時(shí)測(cè)量的離散距離數(shù)值同步傳送給工業(yè)控制計(jì)算 機(jī)；②工業(yè)控制計(jì)算機(jī)依次運(yùn)算出當(dāng)前鋼坯的離散寬度數(shù)值Width=L0-(Ll+L2)，同時(shí)接收 攝象機(jī)所拍攝到的視頻信號(hào)，并利用監(jiān)視軟件界面根據(jù)兩臺(tái)激光位移傳感器將各自其實(shí)時(shí) 測(cè)量的離散寬度數(shù)值以通過顯示屏對(duì)應(yīng)實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前在輥道上運(yùn)移的鋼坯的相匹配的寬 度曲線、離散寬度數(shù)值及能顯現(xiàn)鋼坯表面的視頻圖像；③工業(yè)控制計(jì)算機(jī)從已有數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào) 取與已運(yùn)算出的當(dāng)前在輥道上運(yùn)移的實(shí)際鋼坯寬度所對(duì)應(yīng)的坯號(hào)、計(jì)劃鋼坯寬度及標(biāo)志位 數(shù)據(jù)，比較計(jì)劃鋼坯寬度與對(duì)當(dāng)前在輥道上運(yùn)移的鋼坯所運(yùn)算出的離散寬度數(shù)值，當(dāng)兩者 相減所得寬度差值超出設(shè)定的差值范圍之時(shí)，使光學(xué)三角測(cè)量裝置發(fā)出聲音進(jìn)行報(bào)警，而 且使已對(duì)當(dāng)前在輥道上運(yùn)移的鋼坯所運(yùn)算出的離散寬度數(shù)值Width和從已有數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)取 的與該當(dāng)前在輥道上運(yùn)移的鋼坯對(duì)應(yīng)的坯號(hào)、計(jì)劃鋼坯寬度及標(biāo)志位數(shù)一一對(duì)應(yīng)而形成關(guān) 聯(lián)性數(shù)據(jù)，繼而存儲(chǔ)實(shí)時(shí)對(duì)應(yīng)形成的關(guān)聯(lián)性數(shù)據(jù)。
[0005] 本發(fā)明根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的配置情況，在加熱爐上料輥道兩側(cè)分別安裝一激光位移傳 感器，將激光位移傳感器所檢測(cè)到的距離數(shù)據(jù)傳送到工控機(jī)，并由工控機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，工 控機(jī)讀取二級(jí)系統(tǒng)所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，使寬度數(shù)據(jù)保存、顯示；工控機(jī)收二級(jí)過程自動(dòng)化系統(tǒng)下 發(fā)的鋼坯批號(hào)數(shù)據(jù)、計(jì)劃鋼坯寬度數(shù)據(jù)等，將計(jì)劃鋼坯寬度數(shù)據(jù)與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，如果 寬度偏差在設(shè)定允許范圍內(nèi)，將實(shí)際鋼坯檢測(cè)寬度發(fā)送給二級(jí)過程自動(dòng)化系統(tǒng)，若超出設(shè) 定范圍，光學(xué)三角測(cè)量裝置自動(dòng)發(fā)出聲音報(bào)警，所采用的電文接口以軋鋼廠原有過程控制 系統(tǒng)使用的電文格式為標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明簡(jiǎn)化測(cè)量技術(shù)手段，造價(jià)低廉，它能夠滿足對(duì)鋼坯寬度 實(shí)際測(cè)量的精度要求，輔助鋼坯在加熱爐內(nèi)定位及在軋機(jī)入口側(cè)導(dǎo)板上定位。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006] 圖1為本發(fā)明三角光路激光位移傳感器的安裝結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明的工作原理示意圖； 圖3為本發(fā)明所采用的激光位移測(cè)量的原理。

【具體實(shí)施方式】
[0007] -種使用激光位移傳感器動(dòng)態(tài)測(cè)量鋼坯寬度的方法，如圖1、圖2所示，其方法步 驟特征是：①采用包括兩臺(tái)激光位移傳感器在內(nèi)的光學(xué)三角測(cè)量裝置，將兩臺(tái)激光位移傳 感器分別安裝在鋼坯3被吹掃前的輥道2兩側(cè)，兩臺(tái)激光位移傳感器激光發(fā)射端朝向鋼坯 3的側(cè)壁表面，采用攝像機(jī)拍攝當(dāng)前在輥道2上運(yùn)移的鋼坯3且將其所實(shí)時(shí)拍攝到的視頻 信號(hào)同步傳送給工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，當(dāng)鋼坯3穿過兩臺(tái)激光位移傳感器之間的位置時(shí)，第一 激光位移傳感器1根據(jù)光學(xué)三角測(cè)量所測(cè)得的其激光發(fā)射端頭與鋼坯3 -側(cè)之間的距離為 L1，第二激光位移傳感器4根據(jù)光學(xué)三角測(cè)量所測(cè)得的其激光發(fā)射端頭與鋼坯3另一側(cè)之 間的距離為L(zhǎng)2,兩臺(tái)激光位移傳感器將各自其實(shí)時(shí)測(cè)量的離散距離數(shù)值同步傳送給工業(yè)控 制計(jì)算機(jī)；②工業(yè)控制計(jì)算機(jī)依次運(yùn)算出當(dāng)前鋼坯3的離散寬度數(shù)值Width=L〇-(L1+L2)， 同時(shí)接收攝象機(jī)所拍攝到的視頻信號(hào)，并利用監(jiān)視軟件界面根據(jù)兩臺(tái)激光位移傳感器將各 自其實(shí)時(shí)測(cè)量的離散寬度數(shù)值以通過顯示屏對(duì)應(yīng)實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前在輥道2上運(yùn)移的鋼坯3的 相匹配的寬度曲線、離散寬度數(shù)值及能顯現(xiàn)鋼坯3表面的視頻圖像；③工業(yè)控制計(jì)算機(jī)從 已有數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)取與已運(yùn)算出的當(dāng)前在輥道2上運(yùn)移的實(shí)際鋼坯3寬度所對(duì)應(yīng)的坯號(hào)、計(jì)劃 鋼坯3寬度及標(biāo)志位數(shù)據(jù)，比較計(jì)劃鋼坯3寬度與對(duì)當(dāng)前在輥道2上運(yùn)移的鋼坯3所運(yùn)算 出的離散寬度數(shù)值，當(dāng)兩者相減所得寬度差值超出設(shè)定的差值范圍之時(shí)，使光學(xué)三角測(cè)量 裝置發(fā)出聲音進(jìn)行報(bào)警，而且使已對(duì)當(dāng)前在輥道2上運(yùn)移的鋼坯3所運(yùn)算出的離散寬度數(shù) 值Width和從已有數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)取的與該當(dāng)前在輥道2上運(yùn)移的鋼坯3對(duì)應(yīng)的坯號(hào)、計(jì)劃鋼坯 3寬度及標(biāo)志位數(shù)一一對(duì)應(yīng)而形成關(guān)聯(lián)性數(shù)據(jù)，繼而存儲(chǔ)實(shí)時(shí)對(duì)應(yīng)形成的關(guān)聯(lián)性數(shù)據(jù)。
[0008] 本發(fā)明總體包括三個(gè)步驟：①安裝測(cè)量裝置：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，將兩臺(tái)三角光路激 光位移傳感器分別安裝在鋼坯吹掃前的輥道兩側(cè)，其安裝高度足以能使激光射到鋼坯的側(cè) 面為準(zhǔn)，當(dāng)鋼坯經(jīng)過兩激光位移傳感器之間的位置時(shí)，兩激光位移傳感器將實(shí)時(shí)測(cè)量值通 過其串口和R232/485接口傳送到工控機(jī)，工控機(jī)通過運(yùn)算得到當(dāng)前鋼坯的寬度值；②鋼坯 寬度數(shù)值的處理和顯示：工控機(jī)將從光學(xué)三角測(cè)量裝置采集到的測(cè)距數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算并存儲(chǔ) 計(jì)算所得的數(shù)據(jù)，同時(shí)將攝象機(jī)傳送的圖象顯示在監(jiān)視軟件界面上，監(jiān)視軟件界面為西門 子組態(tài)軟件Simatic WinCC，監(jiān)視軟件界面顯示鋼坯寬度曲線、鋼坯的寬度值及鋼坯表面圖 象，通過視頻電纜和工控機(jī)的視頻卡接口在視軟件界面顯示鋼坯上表面的圖象，通過視軟 件界面可以肉眼觀察鋼坯表面的狀況；③存儲(chǔ)數(shù)據(jù)及查詢：工控機(jī)從加熱爐二級(jí)過程控制 級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)讀取包括坯號(hào)和計(jì)劃寬度及標(biāo)志位數(shù)據(jù)在內(nèi)的測(cè)寬所需數(shù)據(jù)資料，根據(jù)從二級(jí)系 統(tǒng)取得的當(dāng)前坯號(hào)和測(cè)得的寬度值，保存所有數(shù)據(jù)，以便被保存的數(shù)據(jù)日后可被查詢。
[0009] 如圖3所示，本發(fā)明采用的位移測(cè)量原理為光學(xué)三角測(cè)量法，激光傳感器發(fā)出一 束激光，激光束射到被測(cè)物表面A點(diǎn)的亮點(diǎn)通過聚焦鏡片L投射在二極管陣列R上，0A的 間距與經(jīng)聚焦鏡片投射在二極管陣列R的地址N-一對(duì)應(yīng)，DMIN代表最小檢測(cè)距離，DMAX 代表最大檢測(cè)距離，則測(cè)量范圍為（DMAX-DMIN)，測(cè)量起始位置是圖3所示的穿過0點(diǎn)的 虛線，〇點(diǎn)與A點(diǎn)之間的間距與地址N--對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式是：0A=f (N)。
【權(quán)利要求】
1. 一種使用激光位移傳感器動(dòng)態(tài)測(cè)量鋼坯寬度的方法，其方法步驟特征是：①采用 包括兩臺(tái)激光位移傳感器在內(nèi)的光學(xué)三角測(cè)量裝置，將兩臺(tái)激光位移傳感器分別安裝在 鋼坯（3)被吹掃前的輥道（2)兩側(cè)，兩臺(tái)激光位移傳感器激光發(fā)射端朝向鋼坯（3)的側(cè) 壁表面，采用攝像機(jī)拍攝當(dāng)前在輥道（2)上運(yùn)移的鋼坯（3)且將其所實(shí)時(shí)拍攝到的視頻 信號(hào)同步傳送給工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，當(dāng)鋼坯（3)穿過兩臺(tái)激光位移傳感器之間的位置時(shí)，第 一激光位移傳感器（1)根據(jù)光學(xué)三角測(cè)量所測(cè)得的其激光發(fā)射端頭與鋼坯（3) -側(cè)之間 的距離為L(zhǎng)1，第二激光位移傳感器（4)根據(jù)光學(xué)三角測(cè)量所測(cè)得的其激光發(fā)射端頭與鋼 坯（3)另一側(cè)之間的距離為L(zhǎng)2,兩臺(tái)激光位移傳感器將各自其實(shí)時(shí)測(cè)量的離散距離數(shù)值 同步傳送給工業(yè)控制計(jì)算機(jī)；②工業(yè)控制計(jì)算機(jī)依次運(yùn)算出當(dāng)前鋼坯（3)的離散寬度數(shù)值 Width=L0-(Ll+L2)，同時(shí)接收攝象機(jī)所拍攝到的視頻信號(hào)，并利用安裝有的監(jiān)視軟件界面 根據(jù)兩臺(tái)激光位移傳感器將各自其實(shí)時(shí)測(cè)量的離散寬度數(shù)值以通過顯示屏對(duì)應(yīng)實(shí)時(shí)顯示 當(dāng)前在輥道（2)上運(yùn)移的鋼坯（3)的相匹配的寬度曲線、離散寬度數(shù)值及能顯現(xiàn)鋼坯（3) 表面的視頻圖像；③工業(yè)控制計(jì)算機(jī)從已有數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)取與已運(yùn)算出的當(dāng)前在輥道（2)上運(yùn) 移的實(shí)際鋼坯（3)寬度所對(duì)應(yīng)的坯號(hào)、計(jì)劃鋼坯（3)寬度及標(biāo)志位數(shù)據(jù)，比較計(jì)劃鋼坯（3) 寬度與對(duì)當(dāng)前在輥道（2)上運(yùn)移的鋼坯（3)所運(yùn)算出的離散寬度數(shù)值，當(dāng)兩者相減所得寬 度差值超出設(shè)定的差值范圍之時(shí)，使光學(xué)三角測(cè)量裝置發(fā)出聲音進(jìn)行報(bào)警，而且使已對(duì)當(dāng) 前在輥道（2)上運(yùn)移的鋼坯（3)所運(yùn)算出的離散寬度數(shù)值Width和從已有數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)取的與 該當(dāng)前在輥道（2)上運(yùn)移的鋼坯（3)對(duì)應(yīng)的坯號(hào)、計(jì)劃鋼坯（3)寬度及標(biāo)志位數(shù)一一對(duì)應(yīng) 而形成關(guān)聯(lián)性數(shù)據(jù)，繼而存儲(chǔ)實(shí)時(shí)對(duì)應(yīng)形成的關(guān)聯(lián)性數(shù)據(jù)。
【文檔編號(hào)】G01B11/02GK104215179SQ201310221790
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2013年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月5日
【發(fā)明者】朱秋峰 申請(qǐng)人:新興鑄管新疆有限公司