專利名稱：一種激光攝像式測厚控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于金屬壓力加工制造領域，主要是指一種激光攝像式測厚控 制裝置。
背景技術：
銅板帶熱軋機是銅及銅合金板帶材生產線的重要設備之一。 一直以來，由 于各種銅合金的成分含量復雜，加熱后表面氧化皮分布不均，有些合金甚至還 含有足量鉛元素，使射線對銅合金軋件的穿透能力更差。因此，如果采用鋼鐵 熱軋機常用的射線式測厚儀用在銅板帶熱軋機上，需要的射線功率太大，易造 成設備制作困難；射線的散射會嚴重影響操作工人的人身健康，并且無法在線 準確地測量銅板帶軋件的厚度。國內外曾作過較多的嘗試，射線式測厚儀至今 僅能在冷軋部分銅及銅合金薄帶過程中使用，并要求必須隨時采用接觸式測厚 儀對帶材厚度公差進行適時標定。銅板帶熱軋機無可用的測厚儀一直是影響銅 板帶熱軋帶坯成品率和產品質量的關鍵問題之一。
無合適的熱軋用測厚儀易造成以下幾個問題 l)熱軋機工作時，為了補償軋機牌坊和輥系的彈性變形，必須按軋機的剛 度預加一定的預應力予以補償。但即使是同一塊銅合金錠，在不同的溫度、變 形速度和變形程度的條件下，軋制壓力相差也是非常大的，軋制過程中準確的 補償量很難確定，造成預設定的輥縫補償和實際相差過大；
2)在熱軋軋制過程中，制品溫度隨軋制時間的不同相差很大，特別是在軋 制過程中需要終軋淬火的銅合金品種，為了滿足淬火后的材料性能，軋制時的 軋制速度受到一定限制，頭尾溫差因軋制時間的先后可達數十度的差異，單位變形抗力也因溫度不同變化很大，造成制品縱向厚度差嚴重超標。 發(fā)明內容
為了解決重有色金屬無合適的熱軋用測厚儀的問題，本實用新型提供了一 種激光攝像式測厚控制裝置，解決了重有色金屬和稀有金屬合金板帶材熱軋開 坯生產時無法在線測厚的問題。其可以瞬時掌握帶坯軋制前后的實際厚度，完 全滿足熱軋的精度要求。使測量變得非常簡單，簡化了設施，價廉物美。 為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實用新型采用如下所述的技術方案 所述的一種激光攝像式測厚控制裝置，包括攝像頭、輥道輥、激光發(fā)射 管、上下工作輥、計算機和液壓缸；在熱軋機入口的機架前輥道輥的正上方與 機架后輥道輥的正上方分別設置有機前激光發(fā)射管和機后激光發(fā)射管；以機架 前輥道輥或機架后輥道輥的輥道中心線為鏡像的部位，分別設置有機前攝像頭 和機后攝像頭；機前攝像頭與機后攝像頭測得的電信號，通過計算機輸入至厚 調AGC系統(tǒng)，控制液壓缸調整熱軋機軋制上工作輥與軋制下工作輥之間軋件的 厚度。
所述的一種激光攝像式測厚控制裝置，攝像頭為高清晰度光學儀器。 所述的一種激光攝像式測厚控制裝置，激光發(fā)射管為綠色或藍色激光發(fā)射管。
由于采用如上所述的技術方案，本實用新型的有益效果是
1) 本測厚控制裝置由于不是射線穿透式測厚方式，僅靠掃描——攝影的方 法，解決了重有色金屬和稀有金屬，如銅合金、鎢、鉬、鈦等金屬及合金板帶 材熱軋開坯生產時因溫度、成分，以及其他因素無法選取合適的測厚儀，造成 液壓等厚度調控系統(tǒng)無法在線調整的問題。
2) 目前，不管是引進或是國產銅板帶和鈦板帶熱軋開坯機軋后，必須在帶 坯冷卻到常溫后依靠人工測量厚度，方知實際軋后厚度，更無法閉環(huán)控制，常 常因熱軋過程中設定的預應力不合適，造成實際厚度和設定厚度偏差達10%左右，掌握和調整相當困難。本測厚控制裝置可以瞬時掌握帶坯軋制前后的實際 厚度，即使不進行閉環(huán)控制，靠手動也可及時調整厚差，解決了設定值和實際 值不一致的問題，厚度偏差可降低到1%以內。完全滿足熱軋的精度要求。
3)本測厚控制裝置僅需考慮軋制過程中帶壞的溫度對軋件厚度熱脹冷縮造 成線性膨脹的影響，不須考慮其他因素的補償，使測量變得非常簡單，簡化了 設施，價格不到其他方式的投資的十分之一，價廉物美。
5)本測厚控制裝置在與液壓壓下厚度調整系統(tǒng)閉環(huán)控制后，解決了軋件因
頭尾軋制時間先后不一致造成溫度下降不同，頭尾軋制時溫度相差數十度，引 起單位變形抗力不一致隨軋制時間逐漸增加，軋件厚度也逐漸增厚的問題?？v
向厚差可控制在0. lmm之內。
6) 如有必要，可采用軋件同一位置上下表面同時測量，上表面測量數據減 去下表面測量數據，即為實際厚度，可滿足更高的精度要求。
7) 采用綠色激光發(fā)射管和攝像頭完成測量，不存在射線污染及人身安全健 康或污染處理問題。
圖1是一種激光攝像式測厚控制裝置的結構示意圖中1—機前攝像頭；2—機架前輥道輥；3—機前激光發(fā)射管；4一軋件； 5—軋制上工作輥；6—軋制下工作輥；7—機后攝像頭；8—機架后輥道輥；9 一機后激光發(fā)射管；IO—計算機；ll一液壓缸。
具體實施方式
如圖1所示 一種激光攝像式測厚控制裝置安裝在熱軋機列線——輥道的外 部，在測量過程中，不會出現(xiàn)受到軋件沖擊、輥道震動，甚至軋件翹曲等問題， 影響測量精度或打壞測量儀器的問題。
一種激光攝像式測厚控制裝置，包括激光發(fā)射管、攝像頭、輥道輥、上下工作輥，計算機和液壓缸，在熱軋機入口的機架前輥道輥(2)的正上方與機
架后輥道輥(8)的正上方分別設置有機前激光發(fā)射管(3)和機后激光發(fā)射管 (9);以機架前輥道輥(2)或機架后輥道輥(8)的輥道中心線為鏡像的部位， 分別設置有機前攝像頭(1)和機后攝像頭(7)，機前攝像頭(1)和機后攝像 頭(7)為高清晰度光學儀器。
機甜攝像頭(1)與機后攝像頭(7)測得的電信號，通過計算機(10)輸 入至厚調AGC系統(tǒng)，控制液壓缸(11)調整熱軋機軋制上工作輥(5)與軋制下 工作輥(6)之間軋件(4)的厚度。
使用時，首先將激光發(fā)射管固定在熱軋機入口和出口的輥道外側，使激光點 聚焦在輥道的傳送輥的正上方表面上，該點在軋制過程中必須能和軋件下表面 充分接觸。為了使該點能和軋件下表面充分接觸，該輥道輥子與其相鄰的輥道 輥子，應有足夠的圓度和精度，以防帶材在上面運動時造成大的震動。
在激光發(fā)射管以輥道中心線的為鏡像部位，裝備一臺高清晰度光學攝像頭， 將首先掃描出激光發(fā)射管以特定的傾斜角射在輥道輥子上表面的激光點位置， 記錄在計算機內，作為軋制時軋件下表面計算厚度置0的測量點；
在帶坯熱軋軋制時，以高速度掃描激光發(fā)射管投在帶材坯上表面的激光點， 并將數據輸入計算機，計算機將根據掃描點與原先置0點位置的位移確定出帶 材的實際厚度；
由于帶材在輥道輥子上高速運動，將有可能產生跳動，使所測得數據只是 理論上的數據，而并不一定能充分反映帶坯的真實厚度。由于攝像頭掃描速度 非?？?，而軋件軋制速度每秒鐘最高僅3 4m/s，在軋制過程中一秒鐘內包括 軋制速度、軋制溫度基本上可看作無變化，因此軋制輥縫在AGC的作用下，軋 制厚度也不會有變化，所以我們在每秒鐘數千個掃描數據中選取幾個最小的數 值作為軋件軋后的實際厚度，顯示于操作臺屏幕上。
在顯示的同時，液壓AGC可根據數據變化的規(guī)律，閉環(huán)適時調節(jié)壓下位置， 達到精確控制軋件終軋厚度的目的。以達到大量節(jié)約人力物力，減輕工人的勞動強度。
一種激光攝像式測厚控制裝置，通過所測得數據與液壓壓下控制系統(tǒng)閉環(huán)
構成手動或自動控制的技術裝備結構。將厚度訊號轉換后輸入至厚調AGC系統(tǒng)，
達到控制熱軋板帶坯厚度精度的目的，并且能夠將所測得數據顯示于操作位置，可由操作者及時調整厚度偏差或找出規(guī)律，在線或離線調整厚度的偏差。還能夠使軋件在軋制過程中在線瞬時測出軋件實際厚度數據顯示出來，以達到準確地觀察和掌握軋件軋制過程中的實際厚度。
權利要求1、一種激光攝像式測厚控制裝置，包括輥道輥、上下工作輥，其特征在于還包括攝像頭、激光發(fā)射管、計算機和液壓缸，在熱軋機入口的機架前輥道輥(2)的正上方與機架后輥道輥(8)的正上方分別設置有機前激光發(fā)射管(3)和機后激光發(fā)射管(9)；以機架前輥道輥(2)或機架后輥道輥(8)的輥道中心線為鏡像的部位，分別設置有機前攝像頭(1)和機后攝像頭(7)；機前攝像頭與機后攝像頭測得的電信號，通過計算機(10)輸入至厚調AGC系統(tǒng)，控制液壓缸(11)調整熱軋機軋制上工作輥(5)與軋制下工作輥(6)之間軋件(4)的厚度。
2、根據權利要求1所述的一種激光攝像式測厚控制裝置，其特征在于機前攝像頭(1)和機后攝像頭(7)為高清晰度光學儀器。
專利摘要本實用新型公開一種激光攝像式測厚控制裝置，在熱軋機入口的機架前輥道輥(2)的正上方與機架后輥道輥(8)的正上方分別設置有機前激光發(fā)射管(3)和機后激光發(fā)射管(9)；以機架前輥道輥(2)或機架后輥道輥(8)的輥道中心線為鏡像的部位，分別設置有機前攝像頭(1)和機后攝像頭(7)；機前攝像頭與機后攝像頭測得的電信號，通過計算機(10)輸入至厚調AGC系統(tǒng)，控制液壓缸(11)調整熱軋機軋制上工作輥(5)與軋制下工作輥(6)之間軋件(4)的厚度。解決了重有色金屬和稀有金屬合金板帶材熱軋開坯生產時無法在線測厚的問題。其可以瞬時掌握帶坯軋制前后的實際厚度，完全滿足熱軋的精度要求。
文檔編號G05D5/02GK201397128SQ20092009006
公開日2010年2月3日 申請日期2009年4月30日 優(yōu)先權日2009年4月30日
發(fā)明者吳維治, 琳 畢, 陳曙光 申請人:中色科技股份有限公司