CN109550796B - 一种在线辊型检测装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种在线辊型检测装置及其方法，包括传感器阵列和与传感器阵列相连的计算模块；传感器阵列的探测面指向且平行于热轧轧辊；传感器探测面处沿直线均匀设置多个检测位；检测位处设有距离传感器；所述计算模块贮有各检测位在探测面处的位置坐标，还贮有轧辊未工作时轧辊表面与各检测位间的初始检测距离L0，还贮有距离传感器探测信号方向与水平面间的夹角θ；当对运行状态的轧辊辊型进行检测时，距离传感器按预设频次对轧辊表面与各检测位间的实时距离Lx进行检测，计算模块根据L0和Lx计算与各检测位对应的当前轧辊辊径，并可把各检测位测得的轧辊辊径数据与各检测位在探测面处的位置坐标关联以求得辊型曲线；本发明能实时检测轧辊辊型。

Description

一种在线辊型检测装置及其方法
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域，尤其是一种在线辊型检测装置及其方法。
背景技术
当前，国内外均未有专利涉及到如何在线检测热轧轧辊辊型的相关装置与技术，仅能通过在轧辊使用前或使用后，离线检测。
但实际上，热轧的辊型情况，对热轧的生产控制过程是极其重要的。轧制时的辊型，决定了轧制时铝合金带材的横向厚度分布、厚差、中凸度等板型情况。例如，轧制时的辊型如果为凸辊型，那么，相应的，板型即为中凸度为凹；轧制时的辊型如果为凹辊型，相应的，板型即为中凸度为凸。一般来说，为了能使带材达到最优的板型，即达到板型是平直，无凸度的，就要求轧制时的辊型为平辊。
因此，若能在通过一定的技术手段或设备，在线检测轧辊辊型情况，就能及时了解轧制过程中的板型，便于生产控制，优化。
而轧制过程的辊型，实际上就是轧辊直径的变化。在轧制过程中，由于轧辊受到极大的轧制负荷压力，液压弯辊力，中间辊窜辊，以及轧制变形热带来的轧辊热膨胀等因素的影响，同时，轧辊存在一定的弹性变形造成的跳动（即轧辊弹跳），导致轧辊直径会发生改变，与初始辊径不一，造成实际辊径的变化，进而造成的轧辊辊型的变化。因在实际轧制过程中，上述因素引起的辊型变化情况无法实时测量及监控，一般的理论计算也无法与实际辊型变化完全吻合。
因此，若能通过一定的技术手段或设备，在线检测轧辊直径的变化，从而在线测量轧辊辊型情况，就能及时了解轧制过程中的板型，便于生产控制，优化。
发明内容
本发明提出一种在线辊型检测装置及其方法，能实时检测轧辊辊型。
本发明采用以下技术方案。
一种在线辊型检测装置，用于对热轧轧辊的辊型进行实时检测，所述检测装置包括传感器阵列和与传感器阵列相连的计算模块；所述传感器阵列的探测面指向且平行于热轧轧辊；传感器探测面处沿直线均匀设置多个检测位；所述检测位处设有距离传感器；所述计算模块贮有各检测位在探测面处的位置坐标，还贮有轧辊未工作时轧辊表面与各检测位间的初始检测距离L0，还贮有距离传感器探测信号方向与水平面间的夹角θ；当对运行状态的轧辊辊型进行检测时，距离传感器按预设频次对轧辊表面与各检测位间的实时距离Lx进行检测，计算模块根据L0和Lx计算与各检测位对应的当前轧辊辊径，并可把各检测位测得的轧辊辊径数据与各检测位在探测面处的位置坐标关联以求得辊型曲线。
所述传感器阵列为沿轧辊方向进行横向设置的长条型的传感器组件；所述传感器组件安装于轧辊入口或出口的导板上。
所述传感器组件的距离传感器安装位置比轧制线位置低5~20mm；距离传感器工作温度范围为20~200℃；所述距离传感器探测信号方向与水平面间的夹角θ为距离传感器安装角度与水平面的夹角；夹角θ的范围为0°~90°。
所述传感器组件探测面处沿横向直线均匀设置20~3000个检测位，检测位之间的距离为1~100mm。
一种在线辊型检测装置，其检测方法为；
设DBx为与某检测位位置对应的某检测时刻的轧辊辊径，L1为该检测位位置与轧辊中心线距离，L0为轧制前该检测位位置与轧辊初始检测距离，则可得轧制前的L1与L0的水平向投影距离的差值ΔL0为
；
进而得出任意时刻该检测位位置对应的轧辊辊径换算公式为
 。
所述计算模块把同一检测时刻内各检测位获得的DBx进行汇总，并把DBx的各个值按各检测位在传感器组件横向上的位置坐标进行排列，得到辊型曲线图。
所述检测方法中，各个距离传感器工作在20~200℃的温度区间内；所述辊型曲线图经拟合而成。
本发明的有益效果在于通过在轧辊入口或出口处安装传感器组件，实时在线检测与轧辊的距离，根据换算关系式，得到轧辊实时辊径情况，从而实现辊型检测的目的。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：
附图1是本发明的示意图；
附图2是本发明的距离传感器安装与在线辊径变化模拟图；
附图3是本发明所得的辊型曲线图的示意图；
图中：1-传感器阵列；2-轧辊；3-距离传感器。
具体实施方式
如图1-3所示，一种在线辊型检测装置，用于对热轧轧辊的辊型进行实时检测，所述检测装置包括传感器阵列1和与传感器阵列相连的计算模块；所述传感器阵列的探测面指向且平行于热轧轧辊2；传感器探测面处沿直线均匀设置多个检测位；所述检测位处设有距离传感器3；所述计算模块贮有各检测位在探测面处的位置坐标，还贮有轧辊未工作时轧辊表面与各检测位间的初始检测距离L0，还贮有距离传感器探测信号方向与水平面间的夹角θ；当对运行状态的轧辊辊型进行检测时，距离传感器按预设频次对轧辊表面与各检测位间的实时距离Lx进行检测，计算模块根据L0和Lx计算与各检测位对应的当前轧辊辊径，并可把各检测位测得的轧辊辊径数据与各检测位在探测面处的位置坐标关联以求得辊型曲线。
所述传感器阵列为沿轧辊方向进行横向设置的长条型的传感器组件；所述传感器组件安装于轧辊入口或出口的导板上。
所述传感器组件的距离传感器安装位置比轧制线位置低5~20mm；距离传感器工作温度范围为20~200℃；所述距离传感器探测信号方向与水平面间的夹角θ为距离传感器安装角度与水平面的夹角；夹角θ的范围为0°~90°。
所述传感器组件探测面处沿横向直线均匀设置20~3000个检测位，检测位之间的距离为1~100mm。
一种在线辊型检测装置，其检测方法为；
设DBx为与某检测位位置对应的某检测时刻的轧辊辊径，L1为该检测位位置与轧辊中心线距离，L0为轧制前该检测位位置与轧辊初始检测距离，则可得轧制前的L1与L0的水平向投影距离的差值ΔL0为
；
进而得出任意时刻该检测位位置对应的轧辊辊径换算公式为
 。
所述计算模块把同一检测时刻内各检测位获得的DBx进行汇总，并把DBx的各个值按各检测位在传感器组件横向上的位置坐标进行排列，得到辊型曲线图。
所述检测方法中，各个距离传感器工作在20~200℃的温度区间内；所述辊型曲线图经拟合而成。
实施例：
一种5182铝合金，宽度1700mm，终轧温度320℃，热轧状态为F态，在1+3热轧机上生产，仅在最后一个机架F3入口前实施本发明所述方案。
最后一机架F3轧制前初始辊径D0为750mm，传感器与轧辊中心线距离L1为500mm，安装角度θ为15°，轧制前传感器测出的与轧辊的距离L0为436.28mm，其辊型检测的过程如下：
1、合理安装入口传感器组件，其安装高度比轧制线低10mm，距离传感器的环境温度控制在20~200℃条件下，维持4μm的检测精度，确保使用距离为2m，确保检测的稳定性、准确性、有效性，每个距离传感器只对其正面的轧辊辊面位置进行测量。
2、在线实时检测入口带材的横向辊径情况，通过传感器测出的某宽度位置某时刻的距离Lx,得出该时刻的辊径。
3、将该时刻所有宽度方向的辊径值，沿轧辊宽度方向逐步连接为一条曲线，得到该时刻辊型曲线，如图3所示。

Claims (3)

1.一种在线辊型检测装置，用于对热轧轧辊的辊型进行实时检测，其特征在于：所述检测装置包括传感器阵列和与传感器阵列相连的计算模块；所述传感器阵列的探测面指向且平行于热轧轧辊；传感器探测面处沿直线均匀设置多个检测位；所述检测位处设有距离传感器；所述计算模块贮有各检测位在探测面处的位置坐标，还贮有轧辊未工作时轧辊表面与各检测位间的初始检测距离L0，还贮有距离传感器探测信号方向与水平面间的夹角θ；当对运行状态的轧辊辊型进行检测时，距离传感器按预设频次对轧辊表面与各检测位间的实时距离Lx进行检测，计算模块根据L0和Lx计算与各检测位对应的当前轧辊辊径，并把各检测位测得的轧辊辊径数据与各检测位在探测面处的位置坐标关联以求得辊型曲线；
所述传感器阵列为沿轧辊方向进行横向设置的长条型的传感器组件；所述传感器组件安装于轧辊入口或出口的导板上；
所述传感器组件的距离传感器安装位置比轧制线位置低5~20mm；距离传感器工作温度范围为20~200℃；所述距离传感器探测信号方向与水平面间的夹角θ为距离传感器安装角度与水平面的夹角；夹角θ的范围为0°~90°；
所述传感器组件探测面处沿横向直线均匀设置20~3000个检测位，检测位之间的距离为1~100mm；
每个距离传感器只对其正面的轧辊辊面位置进行测量；
该检测装置检测方法为；
设DBx为与某检测位位置对应的某检测时刻的轧辊辊径，L1为该检测位位置与轧辊中心线距离，L0为轧制前该检测位位置与轧辊初始检测距离，则可得轧制前的L1与L0的水平向投影距离的差值ΔL0为
；
进而得出任意时刻该检测位位置对应的轧辊辊径换算公式为
 。
2.根据权利要求1所述的一种在线辊型检测装置，其特征在于：所述计算模块把同一检测时刻内各检测位获得的DBx进行汇总，并把DBx的各个值按各检测位在传感器组件横向上的位置坐标进行排列，得到辊型曲线图。
3.根据权利要求2所述的一种在线辊型检测装置，其特征在于：所述检测方法中，所述辊型曲线图经拟合而成。
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Denomination of invention: An online roller profile detection device and its method

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