CN111750801A - 一种离线的非接触式评价钢板型的方法及测量平台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种离线的非接触式评价钢板型的方法及测量平台，其中，该测量平台包括：可调平的试验台，能够确保激光轮廓仪实现对待测钢板试样宽度的全覆盖可伸缩滑动的支架，可牵引支架在滑道上匀速运动的电机，通过电缆线连接激光轮廓仪和终端并将光信号转化为数字信号的控制器以及与试验人员进行GUI界面交互的终端。本发明利用激光扫描运动试样轮廓的方法可以很好的解决现有硅钢板型缺陷测量方式在测量过程中因为掺入大量的人为影响因素，对缺陷的评价结果均会造成额外误差的问题。

Description

一种离线的非接触式评价钢板型的方法及测量平台
技术领域
本发明属于硅钢材料板型缺陷评价领域，更具体地，涉及一种离线的非接触式评价钢板型的方法及测量平台。
背景技术
板型缺陷是硅钢产品的重要考核指标，其板型情况的好坏影响叠片效果和铁芯质量。而钢铁企业大都是以人工方式，用肉眼来判断在线的大部分硅钢板型缺陷及其分布，比如钢卷全长的瓢曲、起皱、马蹄印等。这样的判断和记录无法做到缺陷量化且准确度较低，为避免正品的质量异议，往往会放宽让步品的钢卷长度，使得一定量的正品也被当做让步品出售，这给钢铁企业会带来巨大的经济损失。
参考公开号为CN101865681A的专利申请，公开了一种单点激光钢板边浪检测仪，该设备能够利用单点激光对硅钢板型上的某一线做一个连续的离线测定。但是该测量的选定位置由人工选择，并且是以一条线作为取样板面的整体性能判定标准，存在很大的误判和漏判可能。
参考公开号为CN202719930U的专利，公开了一种多功能高精度钢板测量平台，该平台也是一个离线测量平台，且选用的是游标卡尺进行边浪测量。但是板型缺陷的钢板厚度本身是一致的，差别在于浪高和浪深，如果是出现在钢板中部时，直尺难以准确测量。
因此，上述两种方式因为都无法对整个板面的板型缺陷做到准确有效的测量，而且测量过程中都会掺入人为影响的因素，对缺陷的评判带来额外的误差。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提出了一种离线的非接触式评价钢板型的方法及测量平台，由此解决现有硅钢板型缺陷测量方式在测量过程中因为掺入大量的人为影响因素，对缺陷的评价结果均会造成额外误差的技术问题。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种离线的非接触式评价钢板型的测量平台，包括：试验台、支架、控制器、滑道、激光轮廓仪、终端及电机；
所述激光轮廓仪布置于所述支架上，所述支架安装于所述滑道上，所述电机与所述支架连接，所述滑道放置于所述试验台旁边，且安装于所述支架底座，所述控制器的一端与所述激光轮廓仪连接，所述控制器的另一端与所述终端连接；
所述试验台用于放置待测钢板试样；
所述支架用于确保所述激光轮廓仪发射的激光能够实现对所述待测钢板试样宽度的全覆盖；
所述电机用于牵引所述支架在所述滑道上运动；
所述控制器用于将接收到的所述激光轮廓仪的光信号转换为数字信号，并将转换后的数字信号发送至所述终端；
所述终端用于根据所述数字信号做出所述待测钢板试样的缺陷判定结果以及实际缺陷图。
优选地，所述支架包括：垂直升降杆和水平滑动杆；
其中，所述激光轮廓仪安装于所述水平滑动杆；
所述水平滑动杆能够伸缩，以确保所述激光轮廓仪发射的激光能够实现对所述待测钢板试样宽度的全覆盖；
所述垂直升降杆的高度能够调节，以确保所述激光轮廓仪与所述待测钢板试样之间的距离满足要求。
优选地，所述垂直升降杆和水平滑动杆上均设有标尺，以实现量化安装。
优选地，所述终端用于根据所述数字信号得到所述待测钢板试样在各采样时间的Z轴高度实际值，然后根据各采样时间的Z轴高度实际值做出所述待测钢板试样的缺陷判定结果以及实际缺陷图。
优选地，所述试验台包括调平螺丝；
所述调平螺丝，用于调整所述试验台的高度及水平度。
优选地，所述电机用于牵引所述支架在所述滑道上匀速运动。
按照本发明的另一方面，提供了一种离线的非接触式评价钢板型的测量方法，包括：
(1)旋转试验台底部的调平螺丝将所述试验台调整至水平；
(2)将待测钢板试样放置在所述试验台上；
(3)将激光轮廓仪固定安装在支架上，通过电缆线连接所述激光轮廓仪和控制器以及所述控制器和终端；
(4)通过所述支架上的垂直升降杆和水平滑动杆调整所述支架的高度及所述激光轮廓仪的水平位置，以确保所述激光轮廓仪与所述待测钢板试样之间的距离满足要求且所述激光轮廓仪发射的激光能对所述待测钢板试样全覆盖；
(5)启动电机，使所述支架在滑道上匀速运动，当所述支架运动至接近所述待测钢板试样时，由所述终端启动测量程序，通过所述控制器控制所述激光轮廓仪进行信号采集，并将所述激光轮廓仪的光信号转换为数字信号，进而由所述终端根据所述数字信号获得所述待测钢板试样在各采样时间的Z轴高度实际值；
(6)根据所述待测钢板试样在各采样时间的Z轴高度实际值做出所述待测钢板试样的缺陷判定结果以及实际缺陷图。
优选地，所述获得所述待测钢板试样在各采样时间的Z轴高度实际值，包括：
所述终端根据所述数字信号得到所述待测钢板试样上所有采样点相对于所述激光轮廓仪基准坐标系的相对高度，进而根据所述相对高度获得所述待测钢板试样在各采样时间的Z轴高度实际值。
优选地，所述实际缺陷图为表示所述待测钢板试样的高度云图，其中，所述高度云图中的xy坐标分别表示所述待测钢板试样的长度方向和宽度方向，采用不同标记表示所述待测钢板试样各位置的高度变化情况。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
1、无接触测量钢带试样，通过激光轮廓仪发射出覆盖全板宽方向的线激光，扫描输出钢板每间隔预设距离(如0.02mm)或间隔预设时间(如0.001s)的点的高度值，从而实现量化钢板上的瓢曲、边浪等缺陷，此外，根据线激光的发射频率、输出数据的行数、扫描仪的运动速度，可以计算并准确定位缺陷在试样上的位置；
2、通过终端使得数据结果可存储，并能随时查看板型缺陷的大小和位置；
3、可以将缺陷的判断结果传递至后工序，指导钢卷合理分卷，以减少让步钢卷中正品的带入量，并作为制定剪边宽度计划的依据，减少改尺量；
4、板型测量平台具备有如下特点：支架水平方向可伸缩(确保激光轮廓仪对试样的全覆盖)、支架垂直高度可调节(确保激光轮廓仪与试样之间的距离合适)，并且通过支架上垂直升降杆和水平滑动杆上的标尺，达到量化安装的效果；
5、测量时，钢板试样和支架保持相对匀速运动，支架的底座安装有滑动轨道，通过电机带动底座匀速运动，试样放置在四角可以调整高度的试验台上；
6、该方法可以通过取样后在测量平台上进行的测量。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种离线的非接触式评价钢板型的测量平台的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种平台的正视图；
图3是本发明实施例提供的一种平台的左视图；
图4是本发明实施例提供的一种平台的俯视图；
图5是本发明实施例提供的一种平台输出的缺陷判定图；
图6是本发明实施例提供的一种离线的非接触式评价钢板型的测量方法的流程示意图；
其中，1为试验台，11为调平螺丝，2为钢板试样，3为支架，31为垂直升降杆，32为水平滑动杆，4为控制器，5为滑道，6为激光轮廓仪，7为电缆线，8为终端，9为电机。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明针对硅钢钢板板形薄，以人工方式用肉眼进行判断和记录时无法量化缺陷大小和位置，用标尺进行测量时耗时太长且无法输出可以保存以供后期查阅的缺陷图片。并且，这些测量方式在测量过程中因为掺入大量的人为影响因素，对缺陷的评价结果均会造成额外误差的问题，利用激光扫描运动试样轮廓的方法可以很好的解决该问题。
实施例一
如图1所示是本发明实施例提供的一种离线的非接触式评价钢板型的测量平台的结构示意图，包括：可调平的试验台1，能够确保激光轮廓仪6实现对待测钢板试样2宽度的全覆盖可伸缩滑动的支架3，可牵引支架3在滑道5上匀速运动的电机9，通过电缆线7连接激光轮廓仪6和终端8并将光信号转化为数字信号的控制器4以及与试验人员进行GUI界面交互的终端8。
进一步地，支架3包括：垂直升降杆31和水平滑动杆32；
其中，激光轮廓仪安装于水平滑动杆32；
水平滑动杆32能够伸缩，以确保激光轮廓仪6发射的激光能够实现对待测钢板试样2宽度的全覆盖；
垂直升降杆31的高度能够调节，以确保激光轮廓仪6与待测钢板试样2之间的距离满足要求。
在本发明实施例中，激光轮廓仪6的数量可以根据实际需要确定，需要满足结合所有激光轮廓仪发射的激光能够全面覆盖待测钢板试样2即可。
进一步地，垂直升降杆31和水平滑动杆32上均设有标尺，以实现量化安装。
进一步地，终端8用于根据数字信号得到待测钢板试样2在各采样时间的Z轴高度实际值，然后根据各采样时间的Z轴高度实际值做出待测钢板试样2的缺陷判定结果以及实际缺陷图，如图5所示。
在图5中，用颜色深浅对待测钢板试样上所有位置的相对高度值进行表示，其中颜色深的地方表示相对高度较高，颜色浅的地方表示相对高度较低。图5中待测钢板试样显示了两个间隔约4200mm，高度约2mm的位于待测钢板试样中部的瓢曲。
在本发明实施例中，终端8可以为笔记本电脑，台式机，平板电脑等可以实现人机交互的终端。
进一步地，试验台1包括调平螺丝11；
调平螺丝11，用于调整试验台1的高度及水平度。
如图2所示是本发明实施例提供的一种平台的正视图；
如图3所示是本发明实施例提供的一种平台的左视图；
如图4所示是本发明实施例提供的一种平台的俯视图。
实施例二
如图6所示是本发明实施例提供的一种离线的非接触式评价钢板型的测量方法的流程示意图，包括以下步骤：
S1：旋转试验台1底部的调平螺丝11将试验台1调整至水平；
S2：将待测钢板试样2放置在试验台1上；
S3：将激光轮廓仪6固定安装在支架3上，通过电缆线7连接激光轮廓仪6和控制器4以及控制器4和终端8；
S4：通过支架3上的垂直升降杆31和水平滑动杆32调整支架3的高度及激光轮廓仪6的水平位置，以确保激光轮廓仪6与待测钢板试样2之间的距离满足要求且激光轮廓仪6发射的激光能对待测钢板试样2全覆盖；
S5：启动电机9，使支架3在滑道5上匀速运动，当支架3运动至目标距离，即接近待测钢板试样2时，通过终端8启动测量程序，通过控制器4控制激光轮廓仪6进行信号采集，并将激光轮廓仪6的光信号转换为数字信号，进而由终端8根据数字信号获得待测钢板试样2在各采样时间的Z轴高度实际值；
其中，在步骤S5中，可以通过以下方式获得待测钢板试样2在各采样时间的Z轴高度实际值：
激光轮廓仪6的线激光投射到待测钢板试样2表面形成的反射光在受光镜头上呈像后会产生相应的位置及形状变化，计算后得到待测钢板试样2上所有采样点相对于激光轮廓仪基准坐标系的相对高度，经过简单的计算可以就获得钢板试样2在各采样时间的Z轴高度实际值。
S6：根据待测钢板试样2在各采样时间的Z轴高度实际值做出待测钢板试样2的缺陷判定结果以及实际缺陷图。
其中，步骤S6可以通过以下方式实现：
根据步骤S5获得的Z轴高度实际值，绘制出待测钢板试样2的高度云图。云图的xy坐标分别表示钢板试样的长度方向和宽度方向。采用不同标记表示待测钢板试样2各位置的高度变化情况，比如，以采用色彩标记为例，采用颜色深浅表示待测钢板试样2各位置的高度变化情况，其中颜色越深相对高度越大。
需要指出，根据实施的需要，可将本申请中描述的各个步骤/部件拆分为更多步骤/部件，也可将两个或多个步骤/部件或者步骤/部件的部分操作组合成新的步骤/部件，以实现本发明的目的。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种离线的非接触式评价钢板型的测量平台，其特征在于，包括：试验台、支架、控制器、滑道、激光轮廓仪、终端及电机；
所述激光轮廓仪布置于所述支架上，所述支架安装于所述滑道上，所述电机与所述支架连接，所述滑道放置于所述试验台旁边，且安装于所述支架底座，所述控制器的一端与所述激光轮廓仪连接，所述控制器的另一端与所述终端连接；
所述试验台用于放置待测钢板试样；
所述支架用于确保所述激光轮廓仪发射的激光能够实现对所述待测钢板试样宽度的全覆盖；
所述电机用于牵引所述支架在所述滑道上运动；
所述控制器用于将接收到的所述激光轮廓仪的光信号转换为数字信号，并将转换后的数字信号发送至所述终端；
所述终端用于根据所述数字信号做出所述待测钢板试样的缺陷判定结果以及实际缺陷图。
2.根据权利要求1所述的测量平台，其特征在于，所述支架包括：垂直升降杆和水平滑动杆；
其中，所述激光轮廓仪安装于所述水平滑动杆；
所述水平滑动杆能够伸缩，以确保所述激光轮廓仪发射的激光能够实现对所述待测钢板试样宽度的全覆盖；
所述垂直升降杆的高度能够调节，以确保所述激光轮廓仪与所述待测钢板试样之间的距离满足要求。
3.根据权利要求2所述的测量平台，其特征在于，所述垂直升降杆和水平滑动杆上均设有标尺，以实现量化安装。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的测量平台，其特征在于，所述终端用于根据所述数字信号得到所述待测钢板试样在各采样时间的Z轴高度实际值，然后根据各采样时间的Z轴高度实际值做出所述待测钢板试样的缺陷判定结果以及实际缺陷图。
5.根据权利要求1所述的测量平台，其特征在于，所述试验台包括调平螺丝；
所述调平螺丝，用于调整所述试验台的高度及水平度。
6.根据权利要求1所述的测量平台，其特征在于，所述电机用于牵引所述支架在所述滑道上匀速运动。
7.一种离线的非接触式评价钢板型的测量方法，其特征在于，包括：
(1)旋转试验台底部的调平螺丝将所述试验台调整至水平；
(2)将待测钢板试样放置在所述试验台上；
(3)将激光轮廓仪固定安装在支架上，通过电缆线连接所述激光轮廓仪和控制器以及所述控制器和终端；
(4)通过所述支架上的垂直升降杆和水平滑动杆调整所述支架的高度及所述激光轮廓仪的水平位置，以确保所述激光轮廓仪与所述待测钢板试样之间的距离满足要求且所述激光轮廓仪发射的激光能对所述待测钢板试样全覆盖；
(5)启动电机，使所述支架在滑道上匀速运动，当所述支架运动至接近所述待测钢板试样时，由所述终端启动测量程序，通过所述控制器控制所述激光轮廓仪进行信号采集，并将所述激光轮廓仪的光信号转换为数字信号，进而由所述终端根据所述数字信号获得所述待测钢板试样在各采样时间的Z轴高度实际值；
(6)根据所述待测钢板试样在各采样时间的Z轴高度实际值做出所述待测钢板试样的缺陷判定结果以及实际缺陷图。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，包括：所述获得所述待测钢板试样在各采样时间的Z轴高度实际值，包括：
所述终端根据所述数字信号得到所述待测钢板试样上所有采样点相对于所述激光轮廓仪基准坐标系的相对高度，进而根据所述相对高度获得所述待测钢板试样在各采样时间的Z轴高度实际值。
9.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述实际缺陷图为表示所述待测钢板试样的高度云图，其中，所述高度云图中的xy坐标分别表示所述待测钢板试样的长度方向和宽度方向，采用不同标记表示所述待测钢板试样各位置的高度变化情况。
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