一種鋼帶輥系空間位置的檢測(cè)調(diào)偏方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鋼帶輥系空間位置的檢測(cè)調(diào)偏方法，選取承載鋼帶輥系的設(shè)備上、輥系兩側(cè)且位于輥系的中軸線上的兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)R01和R02；全站儀架設(shè)于兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)之間；設(shè)全站儀架設(shè)位置為空間坐標(biāo)原點(diǎn)，兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)連線為X向，豎直向上為Z向，通過(guò)全站儀檢測(cè)R01和R02的坐標(biāo)；轉(zhuǎn)動(dòng)被測(cè)輥軸，通過(guò)全站儀檢測(cè)被測(cè)輥軸某垂直截面上的至少3個(gè)不同旋轉(zhuǎn)位置的空間坐標(biāo)；計(jì)算機(jī)系統(tǒng)獲取各點(diǎn)所在圓的圓心坐標(biāo)，進(jìn)而獲取鋼棍中軸線上各點(diǎn)的空間坐標(biāo)；將被測(cè)鋼輥中軸線上各點(diǎn)的空間坐標(biāo)與在先獲取的鋼棍基準(zhǔn)位置中軸線上各點(diǎn)的空間坐標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，獲取中軸線上各點(diǎn)的偏移方向及偏移距離；根據(jù)所述偏移方向和偏移距離對(duì)被測(cè)鋼棍進(jìn)行空間位置調(diào)整。
【專利說(shuō)明】一種鋼帶輥系空間位置的檢測(cè)調(diào)偏方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種位置檢測(cè)調(diào)偏方法，具體來(lái)說(shuō)是一種鋼帶輥系空間位置的檢測(cè)調(diào)偏方法，屬于檢測(cè)調(diào)偏【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]由于鋼帶卷取輸送的設(shè)備基礎(chǔ)不均勻沉降，使得設(shè)備空間位置發(fā)生偏離，引起帶鋼跑偏、褶皺現(xiàn)象，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量，甚至造成停機(jī)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于鋼帶滾系的水平度，垂直度的調(diào)整，主要采用傳統(tǒng)的人為采用水平尺、光柵等檢測(cè)工具進(jìn)行檢測(cè)的方式，檢測(cè)精度較低，調(diào)整的精度較低，滾系空間位置調(diào)整的效果不佳，而且調(diào)整過(guò)程費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是:現(xiàn)有的對(duì)于鋼帶滾系的水平度，垂直度的調(diào)整，主要采用傳統(tǒng)的人為采用水平尺、光柵等檢測(cè)工具進(jìn)行檢測(cè)的方式，檢測(cè)精度較低，調(diào)整的精度較低，滾系空間位置調(diào)整的效果不佳，而且調(diào)整過(guò)程費(fèi)時(shí)費(fèi)力。
[0005]本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:
[0006]一種鋼帶輥系空間位置的檢測(cè)調(diào)偏方法，其特征在于:選取承載鋼帶輥系的設(shè)備上、輥系兩側(cè)且位于輥系的中軸線上的兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)Rtll和Rtl2 ;全站儀架31設(shè)于兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)之間，且與兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)構(gòu)成三角形狀；將一根承載桿32垂直固定于被測(cè)輥軸上，承載桿32上設(shè)置球棱鏡；設(shè)全站儀架設(shè)位置為空間坐標(biāo)原點(diǎn)，兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)連線為X向，豎直向上為Z向，通過(guò)全站儀檢測(cè)Rtll和Rtl2的坐標(biāo)；通過(guò)全站儀獲取:鋼輥未產(chǎn)生偏移時(shí)，即基準(zhǔn)位置中軸線上各點(diǎn)的空間坐標(biāo)；轉(zhuǎn)動(dòng)被測(cè)輥軸，通過(guò)全站儀檢測(cè)被測(cè)輥軸某垂直截面上的至少3個(gè)不同旋轉(zhuǎn)位置的空間坐標(biāo)；所述全站儀與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)所述被測(cè)輥軸某垂直截面上的至少3個(gè)不同旋轉(zhuǎn)位置的空間坐標(biāo)，獲取各點(diǎn)所在圓的圓心坐標(biāo)，進(jìn)而獲取鋼棍中軸線上各點(diǎn)的空間坐標(biāo)；將被測(cè)鋼輥中軸線上各點(diǎn)的空間坐標(biāo)與在先獲取的鋼棍基準(zhǔn)位置中軸線上各點(diǎn)的空間坐標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，獲取中軸線上各點(diǎn)的偏移方向及偏移距離；根據(jù)所述偏移方向和偏移距離對(duì)被測(cè)鋼棍進(jìn)行空間位置調(diào)整。
[0007]本技術(shù)方案的特點(diǎn)在于:利用全站儀，通過(guò)精確測(cè)量被測(cè)鋼棍某一垂直截面上三個(gè)點(diǎn)的空間坐標(biāo)，獲取三點(diǎn)所在圓心的空間坐標(biāo)，由于中軸線是與三點(diǎn)所在截面垂直的，所以中軸線的方向已經(jīng)確定，利用計(jì)算機(jī)軟件自動(dòng)獲取中軸線上各點(diǎn)的空間坐標(biāo)，并將其與鋼棍處于正常位置下，其中軸線上的各空間坐標(biāo)進(jìn)行一一對(duì)比，從而獲得各點(diǎn)的實(shí)際空間偏移方向以及偏移距離，根據(jù)該方向和距離數(shù)據(jù)對(duì)被測(cè)鋼棍進(jìn)行調(diào)偏，達(dá)到檢測(cè)調(diào)偏的目的。
[0008]進(jìn)一步的，通過(guò)全站儀檢測(cè)被測(cè)輥軸某垂直截面上的3個(gè)不同旋轉(zhuǎn)位置的空間坐標(biāo)。
[0009]進(jìn)一步的，還包括坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)換步驟，即，將所述至少3點(diǎn)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成以Rtll為原點(diǎn)，以Rc^Rci2之間的連線為X軸，豎直向上為Z軸的新坐標(biāo)系的坐標(biāo)值中，便于坐標(biāo)數(shù)據(jù)的
計(jì)算處理。
[0010]本發(fā)明的有益效果在于:
[0011]I)利用全站儀，計(jì)算機(jī)，空間位置仿真軟件，多項(xiàng)軟硬件結(jié)合的技術(shù)手段，實(shí)鋼帶輥系的空間位置檢測(cè)和調(diào)偏，檢測(cè)精度高；
[0012]2)檢測(cè)自動(dòng)化程度高，檢測(cè)方便；
[0013]3)實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值大，具有廣泛推廣應(yīng)用的前景；
[0014]4)構(gòu)思新穎，巧妙；
[0015]5)精度高并且均勻，TS30全站儀測(cè)角精度0.5"，測(cè)距精度是0.6mm+lppm ;實(shí)測(cè)精度至0.1mm ；
[0016]6)建立坐標(biāo)系統(tǒng)快捷、高效，可以計(jì)算任意空間位置關(guān)系；
[0017]7)操作簡(jiǎn)單，復(fù)雜過(guò)程由SA軟件自動(dòng)計(jì)算；
[0018]8)可視化空間3D圖形動(dòng)態(tài)顯示，現(xiàn)場(chǎng)直觀；
[0019]9)直接生成報(bào)告； [0020]10)由原來(lái)單獨(dú)測(cè)量水平度、垂直度發(fā)展為目前系統(tǒng)一體化體現(xiàn)數(shù)據(jù)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是設(shè)置兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)Rtll和Rtl2，全站儀，以及固定承載桿的不意圖。圖中，A、B、C表示三個(gè)待測(cè)輥軸。
[0022]圖2是被測(cè)棍軸旋轉(zhuǎn)選取某一垂直截面上三個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)位置1#、2#、3#的示意圖。
[0023]圖3是獲取三點(diǎn)圓形的坐標(biāo)，以及建立坐標(biāo)系的示意圖。
[0024]圖4是根據(jù)所獲取的三點(diǎn)圓心的坐標(biāo)，進(jìn)一步獲取輥軸中軸線上各點(diǎn)的坐標(biāo)的示意圖。
[0025]圖5是空間仿真軟件根據(jù)坐標(biāo)位置模擬輥軸形狀和空間位置的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0027]如圖1所示，Rc^Rtl2為輥軸檢測(cè)的兩個(gè)基準(zhǔn)中心點(diǎn)，兩點(diǎn)連線作為輥系檢測(cè)的基準(zhǔn)參考線，我們的目的就是使用全站儀測(cè)量輥軸A、B、C與基準(zhǔn)參考線的空間位置關(guān)系——垂直度/水平度等，進(jìn)而對(duì)其輥系進(jìn)行位置調(diào)整。
[0028]具體檢測(cè)包括如下步驟:
[0029]參見(jiàn)圖1，將全站儀架設(shè)兩中心點(diǎn)之間；全站儀31，兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)IVRtl2三點(diǎn)構(gòu)成三角形；
[0030]參見(jiàn)圖1，將一根工裝擺臂，即承載桿31固定于被測(cè)棍軸A上；
[0031]通過(guò)全站儀檢測(cè)IV Rtl2坐標(biāo)，該空間的坐標(biāo)原點(diǎn)為全站儀的架設(shè)位置；
[0032]通過(guò)全站儀獲取輥軸A、B、C未產(chǎn)生偏移時(shí)，輥軸中軸線的理論坐標(biāo)位置。
[0033]參見(jiàn)圖2，轉(zhuǎn)動(dòng)所述被測(cè)棍軸A，通過(guò)全站儀檢測(cè)被測(cè)輥軸A的3個(gè)不同旋轉(zhuǎn)位置1#、2#、3#標(biāo)桿上的反射標(biāo)志的空間狀態(tài)，分別定義3點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)點(diǎn)的空間坐標(biāo)，該空間坐標(biāo)原點(diǎn)也為全站儀31的架設(shè)位置。[0034]將上述3點(diǎn)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成以Rtll為原點(diǎn)，以IV、R02之間的連線為X軸的坐標(biāo)系的坐標(biāo)值中，其中Al (X1、Yl、Zl)表示第一旋轉(zhuǎn)點(diǎn)坐標(biāo);A2(X2、Y2、Z2)表示第二旋轉(zhuǎn)點(diǎn)坐標(biāo)；A3(X3、Y3、Z3)表示第三旋轉(zhuǎn)點(diǎn)坐標(biāo)；通過(guò)公式算出被測(cè)輥軸垂直度。
[0035]實(shí)施所需的硬件部分:
[0036]瑞士徠卡超高精度全站儀TS30—臺(tái)；配件包括筆記本電腦、腳架、球形棱鏡、測(cè)量
工裝等。
[0037]實(shí)施所需的軟件部分:空間3D測(cè)量分析軟件SpatialAnalyzer (SA) —套；
[0038]檢測(cè)步驟:
[0039]I)全站儀聯(lián)接計(jì)算機(jī):全站儀整平以后，將全站儀和SA軟件聯(lián)機(jī)，軟件中自動(dòng)添加并顯示全站的位置。
[0040]2)聯(lián)機(jī)測(cè)量:將球形棱鏡依次放置在輥軸各端的外表面上點(diǎn)P1、P2、P3……，通過(guò)SA軟件控制全站儀測(cè)量，SA軟件實(shí)時(shí)顯示每個(gè)點(diǎn)的位置；
[0041]3)擬合輥軸:通過(guò)測(cè)量的空間坐標(biāo)點(diǎn)，使用擬合圓功能，首先將每根輥軸兩端測(cè)的點(diǎn)依次擬合出截面圓心，然后通過(guò)輥軸兩端圓心擬合出輥軸中軸線，如下圖3-圖4所示；
[0042]4)建立輥軸坐標(biāo)系:其實(shí)通過(guò)第4步擬合的輥軸中軸線，通過(guò)SA軟件就可以計(jì)算查詢出輥軸與基準(zhǔn)參考線的垂直度或水平度，通過(guò)垂直度、水平度以及輥軸的長(zhǎng)度就可以計(jì)算出輥軸實(shí)際需要調(diào) 校的偏移值，但是考慮后期計(jì)算的復(fù)雜性，直接在SA軟件中使用空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換(平移、旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系)功能，建立一個(gè)以基準(zhǔn)參考線連線在水平面上投影線方向?yàn)閄軸，水平面上垂直于基準(zhǔn)參考線方向作為Y軸，垂直于X、Y軸方向?yàn)閆軸(鉛垂面)的坐標(biāo)系。
[0043]5 )輥軸空間坐標(biāo)調(diào)校值:
[0044]有了以基準(zhǔn)參考線為X軸的坐標(biāo)系，SA軟件會(huì)自動(dòng)更新所有測(cè)量點(diǎn)空間三維坐標(biāo)至新坐標(biāo)系，此時(shí)根據(jù)輥軸中心軸兩端點(diǎn)的空間坐標(biāo)值就可以直接得出調(diào)校值，及輥軸兩端點(diǎn)X坐標(biāo)差值即為垂直于基準(zhǔn)參考線方向的調(diào)校值(垂直度)，Z坐標(biāo)差值即為輥軸水平高度調(diào)校值(水平度)。滾軸測(cè)量與調(diào)整結(jié)果示例:(單位:cm)
【權(quán)利要求】
1.一種鋼帶輥系空間位置的檢測(cè)調(diào)偏方法，其特征在于: 選取承載鋼帶輥系的設(shè)備上、輥系兩側(cè)且位于輥系的中軸線上的兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)Rtll和丄、02， 全站儀架(31)設(shè)于兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)之間，且與兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)構(gòu)成三角形狀； 將一根承載桿(32)垂直固定于被測(cè)輥軸上，承載桿(32)上設(shè)置球棱鏡； 設(shè)全站儀架設(shè)位置為空間坐標(biāo)原點(diǎn)，兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)連線為X向，豎直向上為Z向，通過(guò)全站儀檢測(cè)Rtll和Rtl2的坐標(biāo)； 通過(guò)全站儀獲取:鋼輥未產(chǎn)生偏移時(shí)，即基準(zhǔn)位置中軸線上各點(diǎn)的空間坐標(biāo)； 轉(zhuǎn)動(dòng)被測(cè)輥軸，通過(guò)全站儀檢測(cè)被測(cè)輥軸某垂直截面上的至少3個(gè)不同旋轉(zhuǎn)位置的空間坐標(biāo)； 所述全站儀與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)所述被測(cè)輥軸某垂直截面上的至少3個(gè)不同旋轉(zhuǎn)位置的空間坐標(biāo)，獲取各點(diǎn)所在圓的圓心坐標(biāo)，進(jìn)而獲取鋼棍中軸線上各點(diǎn)的空間坐標(biāo)； 將被測(cè)鋼輥中軸線上各點(diǎn)的空間坐標(biāo)與在先獲取的鋼棍基準(zhǔn)位置中軸線上各點(diǎn)的空間坐標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，獲取中軸線上各點(diǎn)的偏移方向及偏移距離； 根據(jù)所述偏移方向和偏移距離對(duì)被測(cè)鋼棍進(jìn)行空間位置調(diào)整。
2.如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)調(diào)偏方法，其特征在于:通過(guò)全站儀檢測(cè)被測(cè)輥軸某垂直截面上的3個(gè)不同旋轉(zhuǎn)位置的空間坐標(biāo)。
3.如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)調(diào)偏方法，其特征在于:還包括坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)換步驟，即，將所述至少3點(diǎn)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成以Rtll為原點(diǎn)，以Rc^Rci2之間的連線為X軸，豎直向上為Z軸的新坐標(biāo)系的坐標(biāo)值中。
【文檔編號(hào)】G01B11/00GK103983187SQ201410160315
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年4月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月21日
【發(fā)明者】付永寶, 劉曉, 陽(yáng)剛, 張立華, 李國(guó)輝, 薛奡 申請(qǐng)人:上海寶冶工程技術(shù)有限公司