CN114798767B - 一种用于热轧卷镰刀弯检测的装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于热轧卷镰刀弯检测的装置及其使用方法，主要涉及热轧卷检测领域。包括支撑架体、测量装置和计算机***；所述支撑架体上设有测量装置，所述测量装置包括连接块和角度传感器；所述连接块设有槽体，所述槽体内设有转轴，所述转轴一端与角度传感器连接，所述转轴配合设有测量块，所述测量块与热轧卷板材检测面接触；所述角度传感器与计算机***信号连接。本发明的有益效果在于：装置使用简单便捷、计量准确，代替了传统方式上使用卡尺、千分尺等测量工具测量，提高了测量精度同时单人即可测量，省时省力的测量出热轧卷板材整体厚度以及镰刀弯的弯曲程度。通过角度传感器检测测量块接触热轧卷板材表面不同位置的角度变化。

Description

一种用于热轧卷镰刀弯检测的装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及热轧卷检测领域，具体是一种用于热轧卷镰刀弯检测的装置及其使用方法。

背景技术

热轧卷板材生产线中需要对生产的热轧卷取样后进行质量检验，需要对热轧卷板的尺寸和外形进行检验，热轧卷板外形检测中最重要是热轧卷镰刀弯检测，镰刀弯是指钢板和钢带的侧边与连接测量部分两端点的直线之间的最大距离，即带钢一侧的边缘与直线的偏离。它在产品呈凹形的一边测量。

热轧卷镰刀弯控制的好坏直接影响最终产品质量，其控制不好会直接造成带钢跑偏、起浪、塔形，增加了后续生产成本。影响热轧卷板镰刀弯的因素有很多，例如板坯有镰刀弯或严重的厚度不均、粗轧、精轧辊磨损不均；辊缝出现楔形、粗轧、精轧辊磨损不均；辊缝出现楔形、轧机调整不良两边压下量不一致等，热轧卷板材的质量直接反馈到加工生产线精度，所以说通过调整轧机的水平值等技术手段来改善镰刀弯大小，提高热轧卷板成品的质量和精度。

传统方式需要通过卡尺等测量工具多人进行测量，费时费力而且测量不准确；现在有通过计算机视觉等视觉相机进行拍照后通过计算机***进行检测，此种方法技术难度大而且需要一定的技术，而且调试过程中比较繁琐，需要结合企业的规模去使用，所以说应用不是十分广泛。所以说需要一种用于热轧卷镰刀弯检测的装置及其使用方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于热轧卷镰刀弯检测的装置及其使用方法，它能够用于检测热轧卷板材由于生产的质量问题出现的厚度不均匀，从而导致出现镰刀弯的现象，装置能够准确测量出热轧卷板材出现镰刀弯的弯曲程度，反馈出热轧卷产品的质量从而及时调整生产线的设备情况，提高生产加工精度。装置使用简单便捷、计量准确，代替了传统方式上使用卡尺、千分尺等测量工具测量，提高了测量精度同时单人即可测量，省时省力的测量出热轧卷板材整体厚度以及镰刀弯的弯曲程度。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

包括支撑架体、测量装置和计算机***；所述测量装置设置在支撑架体上，所述测量装置包括连接块和角度传感器；所述连接块设有槽体，所述槽体内设有转轴，所述转轴一端与角度传感器连接，所述转轴固定配合设有测量块，所述测量块的测量端与热轧卷板材检测面接触；所述角度传感器与计算机***通过有线信号或者无线信号连接；移动所述支撑架体，所述测量块的测量端与热轧卷板材检测面滑动接触，所述转轴随着测量块的转动带动角度传感器进行角位移，所述计算机***对角度传感器传输的数据进行计算分析。

所述连接块的槽体还设有张紧装置；所述张紧装置包括固定柱和套筒；所述固定柱设置在槽体的内槽面上，所述固定柱套接有弹性组件；所述套筒设置在测量块上，所述套筒与固定柱相适配，所述套筒与弹性组件接触，所述测量块受到弹性组件作用给套筒的弹力；所述支撑架体在移动过程中，所述测量块的测量端始终与热轧卷板材检测面滑动接触。

还设有多个驱动装置，所述多个驱动装置设置在用于热轧卷镰刀弯检测的检测工作台面四个边角，每个驱动装置驱动对应的支撑架体和测量装置运动；所述驱动装置包括驱动组件和滚珠丝杠传动机构；

所述驱动装置为步进电机，所述步进电机与滚珠丝杠传动机构相连接；所述滚珠丝杠传动机构包括轴承座、丝杆和滑动块，所述丝杆与步进电机相连接，所述丝杆两端设有轴承座，所述丝杆滑动配合设有滑动块；所述步进电机驱动带动丝杆旋转，所述滑动块在丝杆上滑动位移；所述滑动块连接设有底座，所述底座的安装槽内配合设有蝶形螺母，所述蝶形螺母锁紧支撑架体。

所述支撑架体包括调整组件和刻度杆；所述底座连接设有刻度杆，所述刻度杆滑动连接设有调整组件，所述调整组件与测量装置相连接。

所述调整组件为滑动套；所述刻度杆分为横向和竖向；所述竖向刻度杆与底座连接，所述竖向刻度杆滑动连接设有竖向滑动套，所述竖向滑动套设有横向刻度杆，所述横向刻度杆设有横向滑动套，所述横向滑动套与测量装置相连接。

所述角度传感器为小量程角度传感器。因为热轧卷板材检测面整体公差程度较小，转轴角度变化幅度较小，所以选用小量程角度传感器，能够更精确更灵敏的检测到转轴角度的变化。

所述连接块内设有多个轴承，所述轴承与转轴相适配。通过在槽体内设置轴承来提高转轴的转动精度，轴承是当代机械设备中一种重要零部件。它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。

使用方法及步骤如下：包括以下步骤：

S1，将热轧卷板材规整地放入工作台面后，将四个刻度杆***安装槽内，手动旋转蝶形螺母将刻度杆固定在安装槽内，调整刻度杆和滑动块位置，使得装置的测量块与热轧卷板材检测表面接触，驱动全部步进电机带动丝杆转动，滑动块带动支撑架体上的测量块，多个装置同时沿热轧卷板材顺时针方向平稳地进行移动；

S2，移动过程中测量块的尖端始终与热轧卷板材表面接触，测量块随热轧卷板材表面平整程度进行摆动，角度传感器记录测量块的摆动幅度，信号传输至计算机***；

S3，计算机***接收数据后，对路径数据进行分析，将测量的角度数据公差最大值处的角度和路径信息，带入计算公式进行计算，可得出热轧卷板材镰刀弯曲程度和大小；计算公式为：

Δθ为：测量角度公差最大值；

Δx为：最大公差角度之间路径的数值。

对比现有技术，本发明的有益效果在于：

用于检测热轧卷板材由于生产的质量问题出现的厚度不均匀，从而导致出现镰刀弯的现象，装置能够准确测量出热轧卷板材出现镰刀弯的弯曲程度，反馈出热轧卷产品的质量从而及时调整生产线的设备情况，提高生产加工精度。装置使用简单便捷、计量准确，代替了传统方式上使用卡尺、千分尺等测量工具测量，提高了测量精度，省时省力的测量出热轧卷板材整体厚度以及镰刀弯的弯曲程度。通过角度传感器检测测量块接触热轧卷板材表面不同位置的角度变化，传输至计算机***，经过计算模块进行分析计算后，得出角度数据变化折线图，根据图像进行分析计算测量数据，从而得出热轧卷板材的数据，测量角度变化最大值即可得出热轧卷板材弯曲的最大程度，通过计算即可得出镰刀弯的长度信息，根据测量信息反馈即可得出加工生产线精度。

附图说明

图1是本发明装置支撑架体和测量装置视图。

图2是本发明中装置使用视图。

图3是本发明中装置整体视图。

图4是本发明中装置使用流程图。

图5是本发明中计算机***数据分析图。

图6是测量装置剖面与热轧卷板材检测面接触视图以及放大视图。

附图中所示标号：

1、连接块；2、角度传感器；3、槽体；4、转轴；5、测量块；6、热轧卷板材；7、固定柱；8、套筒；9、底座；10、竖向刻度杆；11、竖向滑动套；12、横向刻度杆；13、横向滑动套；14、轴承；15、弹簧；16、锁紧螺栓；17、步进电机；18、轴承座；19、丝杆；20、滑动块；21、蝶形螺母。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

总体概述：

本发明所述是一种用于热轧卷镰刀弯检测的装置及其使用方法，主要用于检测热轧卷板材由于生产的质量问题出现的厚度不均匀，从而导致出现镰刀弯的现象，装置能够准确测量出热轧卷板材出现镰刀弯的弯曲程度，反馈出热轧卷产品的质量从而及时调整生产线的设备情况，提高生产加工精度。装置使用简单便捷、计量准确，代替了传统方式上使用卡尺、千分尺等测量工具测量，提高了测量精度同时单人即可测量，省时省力的测量出热轧卷板材整体厚度以及镰刀弯的弯曲程度。通过角度传感器检测测量块接触热轧卷板材表面不同位置的角度变化，传输至计算机***，经过计算模块进行分析计算后，得出角度数据变化折线图，根据图像进行分析计算测量数据，从而得出热轧卷板材的数据，测量角度变化最大值即可得出热轧卷板材弯曲的最大程度，通过计算即可得出镰刀弯的长度信息，根据测量信息反馈即可得出加工生产线精度。通过以下装置完成上述过程：

如说明书附图图1所示，主体结构包括支撑架体、测量装置和计算机***；

支撑架体结构：

如说明书附图图1所示，所述支撑架体包括底座9和刻度杆；所述底座9连接设有刻度杆，所述刻度杆滑动连接设有调整组件，所述调整组件与测量装置相连接。刻度杆上有刻度，为了便于更准确的调整测量装置与热轧卷板材6之间的高度和位置距离。

所述调整组件为滑动套，所述滑动套上设有锁紧螺栓16，将滑动套调整好适宜的位置后，旋拧锁定在刻度杆上；所述刻度杆分为横向和竖向；所述竖向刻度杆10与底座9连接，所述竖向刻度杆10滑动连接设有竖向滑动套11，所述竖向滑动套11设有横向刻度杆12，所述横向刻度杆12设有横向滑动套13，所述横向滑动套13与测量装置相连接。通过竖向滑动套11在竖向刻度杆10上滑动，调整测量装置与热轧卷板材6之间的高度距离，适应不同型号厚度的热轧卷板材6；通过横向滑动套13在横向刻度杆12上滑动，调整测量装置与热轧卷板材6之间的位置距离，对热轧卷板材6边缘和内部等不同位置进行测量检测，能够对热轧卷板材6的质量具有更好的分析。

测量装置结构：

如说明书附图图2所示，所述测量装置包括连接块1和角度传感器2；

所述连接块1设有槽体3，所述连接块1的槽体3内设有多个轴承14，所述轴承14与转轴4相适配。通过在槽体3内设置轴承14来提高转轴4的转动精度，轴承 14是当代机械设备中一种重要零部件。它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。保证角度传感器2测量转轴4旋转角度的准确性。

所述槽体3的轴承14内配合设有转轴4，所述转轴4一端与角度传感器2连接，所述转轴4配合设有测量块5，所述测量块5与热轧卷板材6检测面接触；如说明书附图图6所示，通过驱动装置带动测量块5与移动支撑架体沿热轧卷板材6顺时针方向移动，使得测量块5随着热轧卷板材6检测面滑动接触，角度不断变化。

所述支撑架体在移动过程中，所述测量块5的测量端始终与热轧卷板材6检测面滑动接触。在设计测量块5时，测量块5尖端为什么不设置滚轮而选用测量端形状，主要原因有以下两点，因为选用滚轮与热轧卷板材6接触面积过大而且滚轮的径盖过热轧卷板材6表面起伏，影响检测精度而且选用滚轮与下文所述的张紧装置，会导致张紧装置的张紧力作用于测量块5使得测量块5角度过大，张紧装置的弹簧15容易脱出，所以测量块5尖端选用测量端形状与热轧卷板材6接触，更直接而且张紧装置能够缓冲测量块5的摩擦力。

为了避免移动支撑架体过程中速度过快或用力过大，致使转轴4的转角角度过大无法复位，影响测量过程和结果的准确性，所以设置张紧装置保证测量块5 与热轧卷板材6检测面始终接触：

如说明书附图图6所示，所述张紧装置具体结构为：所述连接块1的槽体3内还设有张紧装置；所述张紧装置包括固定柱7和套筒8；所述固定柱7设置在槽体3的内槽面上，所述固定柱7套接有弹性组件，所述弹性组件为弹簧15等弹力原件；所述套筒8设置在测量块5上，所述套筒8与固定柱7相适配，但留有间隙，避免测量块5随热轧卷板材6表面滑动时，套筒8与固定柱7之间出现死点，影响测量结果。所述套筒8与弹性组件接触，所述测量块5(位于顶部)受到弹性组件作用给套筒8的弹力，由于测量块5设置在转轴4上，将力传递至测量块5的测量端一个反作用力，致使测量块5的测量端始终与热轧卷板材6检测面接触，使用时更加方便，从而提高了测量准确性。

角度传感器2是用来检测与测量块5连接的转轴4的转动角度，所述角度传感器2为小量程角度传感器2，测量块5在热轧卷板材6表面滑动时，因为热轧卷板材6检测面整体公差程度较小，转轴4角度变化幅度较小，所以选用小量程角度传感器2，能够更精确更灵敏的检测到转轴4角度的变化。

所述角度传感器2与计算机***通过有线信号或者无线信号连接，移动支撑架体带动测量块5的测量端与热轧卷板材6检测面滑动接触，所述转轴4随着测量块5的转动带动角度传感器2进行角位移，计算机***对角度传感器2传输的数据进行计算分析，通过以下叙述来实现计算分析结果。

计算机***：

所述计算机***设置计算模块；所述信号传输装置与角度传感器2通过网络信号连接进行实时传输数据；所述计算模块中根据测量的角度数值按照编写公式进行计算，所述计算公式：

其中Δθ为测量角度公差最大值；Δx最大公差角度之间路径的数值；结合说明书附图图5所示的运动轨迹系折线图坐标系，其中x轴为位移距离，y轴为测量角度，通过角度传感器2传输的测量角度变化值，数据分析后带入公式经过计算得出镰刀弯的长度。根据测量信息反馈分析，进行改进加工工艺或者调试设备精度，来提高热轧卷的生产质量。

上述过程可以通过手动或其他驱动组件进行驱动支撑架体电动测量装置移动进行测量，但是手动测量影响测量精度而且测量边角需要进行测量四次，所以说进一步改进设置驱动装置。

驱动装置：

具体结构为如说明书附图图4所示，还设有多个驱动装置，所述多个驱动装置设置在检测工作台面四个边角，所述多个驱动装置驱动支撑架体和测量装置运动，带动支撑架体和测量装置沿驱动装置的驱动方向进行位移，能够同时对热轧卷板材6的四个边进行测量，而且一次测量即可得出结果，提高了装置整体的效率，以下是具体结构：

所述驱动装置包括驱动组件和滚珠丝杠传动机构；所述驱动装置为步进电机17，所述步进电机17与滚珠丝杠传动机构相连接；步进电机17驱动精准、稳定与滚珠丝杠机构相连接，能够保证位移距离和位移速度的精确，提高设备的精度。

如说明书附图图3所示，所述滚珠丝杠传动机构包括轴承座18、丝杆19和滑动块20，所述丝杆19与步进电机17相连接，所述丝杆19两端设有轴承座18，所述丝杆19滑动配合设有滑动块20；所述步进电机17驱动带动丝杆19旋转，所述滑动块20在丝杆19上滑动位移，所述滑动块20连接设有底座9，所述底座9的安装槽内配合设有蝶形螺母21，所述蝶形螺母21锁紧支撑架体。通过蝶形螺母21 将支撑架体锁紧在底座9内，通过驱动装置和滚珠丝杠传动机构配合带动支撑架体上的测量装置精准、匀速的实现步进位移。

在检测工作台面四个边角设有装置整体，横向测量杆对热轧卷板材6的放入有干涉，所以通过蝶形螺母21控制驱动装置与支撑架体之间分离，通过手动旋拧实现锁紧效果，通过蝶形螺母21将支撑架体快速拆装，从而提高装置的使用合理性。

使用方法详解：

结合说明书附图图4所示的流程图，按照图示A→B、B→C、C→D、D→A，四个步进电机同时启动进行测量：

S1，将热轧卷板材6规整地放入工作台面后，将四个刻度杆***安装槽内，手动旋转蝶形螺母21将刻度杆固定在安装槽内，调整刻度杆和滑动块20位置，使得装置的测量块5与热轧卷板材6检测表面接触，驱动全部步进电机17带动丝杆19转动，滑动块20带动支撑架体上的测量块5，多个装置同时沿热轧卷板材6 顺时针方向平稳地进行移动；

S2，移动过程中测量块5的尖端始终与热轧卷板材6表面接触，测量块5随热轧卷板材6表面平整程度进行摆动，角度传感器2记录测量块5的摆动幅度，信号传输至计算机***；

S3，计算机***接收数据后，对路径数据进行分析，将测量的角度数据公差最大值处的角度和路径信息，带入计算公式

进行计算，可得出热轧卷板材6镰刀弯曲程度和大小。

综上所述，能够用于检测热轧卷板材6由于生产的质量问题出现的厚度不均匀，从而导致出现镰刀弯的现象，装置能够准确测量出热轧卷板材6出现镰刀弯的弯曲程度，反馈出热轧卷产品的质量从而及时调整生产线的设备情况，提高生产加工精度。装置使用简单便捷、计量准确，代替了传统方式上使用卡尺、千分尺等测量工具测量，提高了测量精度同时单人即可测量，省时省力的测量出热轧卷板材6整体厚度以及镰刀弯的弯曲程度。通过角度传感器2检测测量块5接触热轧卷板材6表面不同位置的角度变化，传输至计算机***，经过计算模块进行分析计算后，得出角度数据变化折线图，根据图像进行分析计算测量数据，从而得出热轧卷板材6的数据，测量角度变化最大值即可得出热轧卷板材6弯曲的最大程度，通过计算即可得出镰刀弯的长度信息，根据测量信息反馈即可得出加工生产线精度。

Claims (5)

1.一种用于热轧卷镰刀弯检测的装置，其特征在于：包括支撑架体、测量装置和计算机***；

所述测量装置设置在支撑架体上，所述测量装置包括连接块（1）和角度传感器（2）；所述连接块（1）设有槽体（3），所述槽体（3）内设有转轴（4），所述转轴（4）一端与角度传感器（2）连接，所述转轴（4）固定配合设有测量块（5），所述测量块（5）的测量端与热轧卷板材（6）检测面接触；所述角度传感器（2）与计算机***通过有线信号或者无线信号连接；

移动所述支撑架体，所述测量块（5）的测量端与热轧卷板材（6）检测面滑动接触，所述转轴（4）随着测量块（5）的转动带动角度传感器（2）进行角位移，所述计算机***对角度传感器（2）传输的数据进行计算分析；

所述连接块（1）的槽体（3）还设有张紧装置；所述张紧装置包括固定柱（7）和套筒（8）；所述固定柱（7）设置在槽体（3）的内槽面上，所述固定柱（7）套接有弹性组件；所述套筒（8）设置在测量块（5）上，所述套筒（8）与固定柱（7）相适配，所述套筒（8）与弹性组件接触，所述测量块（5）受到弹性组件作用给套筒（8）的弹力；所述支撑架体在移动过程中，所述测量块（5）的测量端始终与热轧卷板材（6）检测面滑动接触；

还设有多个驱动装置，所述多个驱动装置设置在用于热轧卷镰刀弯检测的检测工作台面四个边角，每个驱动装置驱动对应的支撑架体和测量装置运动；所述驱动装置包括驱动组件和滚珠丝杠传动机构；所述驱动装置为步进电机（17），所述步进电机（17）与滚珠丝杠传动机构相连接；所述滚珠丝杠传动机构包括轴承座（18）、丝杆（19）和滑动块（20），所述丝杆（19）与步进电机（17）相连接，所述丝杆（19）两端设有轴承座（18），所述丝杆（19）滑动配合设有滑动块（20）；所述步进电机（17）驱动带动丝杆（19）旋转，所述滑动块（20）在丝杆（19）上滑动位移；所述滑动块（20）连接设有底座（9），所述底座（9）的安装槽内配合设有蝶形螺母（21），所述蝶形螺母（21）锁紧支撑架体；

所述支撑架体包括调整组件和刻度杆；所述底座（9）连接设有刻度杆，所述刻度杆滑动连接设有调整组件，所述调整组件与测量装置相连接。

2.根据权利要求1所述一种用于热轧卷镰刀弯检测的装置，其特征在于：所述调整组件为滑动套，滑动套分为竖向滑动套（11）和横向滑动套（13）；所述刻度杆分为横向刻度杆（12）和竖向刻度杆（10）；所述竖向刻度杆（10）与底座（9）连接，所述竖向刻度杆（10）滑动连接设有竖向滑动套（11），所述竖向滑动套（11）设有横向刻度杆（12），所述横向刻度杆（12）设有横向滑动套（13），所述横向滑动套（13）与测量装置相连接。

3.根据权利要求1所述一种用于热轧卷镰刀弯检测的装置，其特征在于：所述角度传感器（2）为小量程角度传感器（2）。

4.根据权利要求1所述一种用于热轧卷镰刀弯检测的装置，其特征在于：所述连接块（1）内设有多个轴承（14），所述轴承（14）与转轴（4）相适配。

5.如权利要求1-4任意一项所述一种用于热轧卷镰刀弯检测装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1，将热轧卷板材（6）规整地放入工作台面后，将四个刻度杆***安装槽内，手动旋转蝶形螺母（21）将刻度杆固定在安装槽内，调整刻度杆和滑动块（20）位置，使得测量装置的测量块（5）与热轧卷板材（6）检测表面接触，驱动全部步进电机（17）带动丝杆（19）转动，滑动块（20）带动支撑架体上的测量块（5），多个测量装置同时沿热轧卷板材（6）顺时针方向平稳地进行移动；

S2，移动过程中测量块（5）的尖端始终与热轧卷板材（6）表面接触，测量块（5）随热轧卷板材（6）表面平整程度进行摆动，角度传感器（2）记录测量块（5）的摆动幅度，信号传输至计算机***；

S3，计算机***接收数据后，对路径数据进行分析，将测量的角度数据公差最大值处的角度和路径信息，带入计算公式进行计算，可得出热轧卷板材（6）镰刀弯曲程度和大小；计算公式为：

为：测量角度公差最大值 ；

为：最大公差角度之间路径的数值。

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