CN117123626A - 一种轧辊辊型及表面形貌检测机构及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种轧辊辊型及表面形貌检测装置及方法，包括辊型检测机构、表面形貌检测机构、基座和处理模块，辊型检测机构包括第一激光测距传感器、电动缸、滑动套、锁扣，表面形貌检测机构包括面阵相机、卡夹、光源、转动套组，基座包括滚轮、固定支撑架、支撑臂、支撑杆、第二测距传感器、温度传感器，处理模块包括主板、电源、显示屏、固定盒。本发明采用面阵相机和激光测距传感器度轧辊进行检测，并加入温度传感器对轧辊表面温度进行测量，测量精度高，无需取点标记检测，提高检测效率，为轧辊磨削提供精确的参数，提高带材质量和成材率，通过将扎轧辊辊型检测设备与辊面缺陷检测设备集成在一起，实现轧辊辊型与表面形貌的同步检测。
Description
技术领域
本发明涉及轧辊磨损检测技术领域，特别是涉及一种轧辊辊型及表面形貌检测机构及方法。
背景技术
轧辊作为轧机的主要消耗部件之一，轧辊的质量越高，带材的质量也能更好地得到保障。在高温工作环境下其表面会生成一层氧化膜，随着板带的轧制进程，在带钢热轧变形区高温强压循环载荷作用下，高速钢轧辊表面将出现由氧化和摩擦磨损构成的动态平衡过程，这层氧化膜就会产生随机性的破坏，产生流星状、线状、散沙状等不同形态和颜色，从而造成不均匀的横向磨损辊型。因此，轧辊使用运行维护保养不当，将会对带钢表面质量和板形造成严重不良影响，如何高效快速检测出轧辊的表面缺陷及辊型曲线成为未来轧辊研究的一个重要发展方向。
现有的表面缺陷检测手段，多是下机后工人肉眼观测为主，这种检测方法要求工人注意力高度集中，并且对现场打光条件要求也较高，对于一些相对细微的缺陷，很难检测出。目前的辊型检测机构多以接触式测量为主，接触式测量的测量精度受多种外界条件影响，对操作人员的操作技术要求较高，并且接触式测量与被测物体直接接触，可能会对接触部分造成一定程度的磨损。钢铁厂的轧辊表面缺陷检测和辊型检测均是分开测量，曲线位置无法与辊型对应。随着薄板带轧制技术的飞速发展，对轧辊质量的要求也越来越高，因此，需要设计一种能够高效且精确的对轧辊的辊型和表面形貌进行检测的设备。
发明内容
本发明的目的是提供一种轧辊辊型及表面形貌检测机构及方法，以解决上述现有技术存在的问题，通过一个测量装置同时实现两个测量需求，提高测量效率；采用非接触式测量方法对轧辊表面进行检测，可以有效提高测量精度；能够为后续轧辊磨削提供参考以及数据支撑，进而减少辊耗，降低成本。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种轧辊辊型及表面形貌检测机构，包括
辊型检测机构，所述辊型检测机构包括第一测距传感器和电动缸，所述第一测距传感器固定在所述电动缸上，所述电动缸用于带动所述第一测距传感器上下移动；所述电动缸装配在支撑臂上，且所述电动缸在所述支撑臂上的位置可调；以及
基座，所述基座包括滚轮、固定支撑架、支撑臂、支撑杆、第二测距传感器和温度传感器，所述滚轮安装在固定支撑架上，所述固定支撑架与支撑臂通过支撑杆连接固定，所述第二测距传感器固定在固定支撑架内侧并透过所述固定支撑架处的孔对轧辊进行检测，所述温度传感器安装在固定支撑架上并用于对轧辊表面的温度进行测量；以及
表面形貌检测机构，所述表面形貌检测机构包括面阵相机和光源，所述面阵相机安装在所述支撑臂上，所述光源固定在所述固定支撑架上；以及
处理模块，所述处理模块包括主板、电源、显示屏和固定盒，所述电源用于供电，所述主板用于测量数据的传输以及控制显示屏结果显示。
优选地，所述电动缸固定在滑动套上，所述滑动套滑动装配在所述支撑臂上，根据不同轧辊的直径调节所述滑动套在支撑臂上的位置并通过锁紧扣对滑动套进行锁紧。
优选地，所述辊型检测机构设有两组，两组所述轧辊检测机构对称设置在所述支撑臂的左右两侧，两组所述轧辊检测机构对轧辊两侧同步进行辊型测量。
优选地，所述面阵相机通过卡夹固定在所述支撑臂上，所述光源通过转动套安装在所述固定支撑架上，通过调节所述转动套的角度可对光源的照射角度进行调整。
优选地，所述光源设置两组，且两组所述光源对称设置于所述面阵相机的两侧并安装在固定支撑架上，两组光源叠加以消除投射阴影。
优选地，所述主板和电源设置于固定盒内，所述固定盒安装在支撑臂上。
优选地，所述显示屏安装在基座中的固定支撑架上方。
本发明还提供一种轧辊辊型及表面形貌检测方法，应用于上述的一种轧辊辊型及表面形貌检测机构，包括以下步骤：
步骤一：调节检测装置；
1)将检测装置置于轧辊上，保证四个滚轮均与轧辊表面接触且能够保持直线滑动，接通电源；
2)根据轧辊直径调节辊型检测机构的位置，将两侧辊型检测机构在支撑臂的位置调至能保证第一测距传感器与轧辊的距离在其工作范围内，确保两侧位置对称，锁紧扣锁紧以固定辊型检测机构的位置；
3)调节辊型检测机构中第一测距传感器的位置，启动电动缸，并带动第一测距传感器上下移动，第一测距传感器的示数会随测量点而改变，并将第一测距传感器的数值及此刻电动缸对应位置数据传至主板，电动缸前进至行程结束后，主板获取第一测距传感器数值的最小值及其对应的电动缸位置并控制电动缸定位至该位置点，完成第一测距传感器位置调节，第二测距传感器寻找一个固定位置的基准物或基准面进行定位测量，以测量起点到基准面对距离作为测量零点进行后续定位工作；
4)调节轧辊表面形貌检测机构，调节轧辊表面形貌检测机构中的面阵相机位置及焦距，保证面阵相机视野清晰拍摄轧辊表面，旋转两侧转动套，调节光源角度，保证两光源在面阵相机视野中的光场重叠；
步骤二：测量装置放置于轧辊测量初始点，对第一测距传感器和第二测距传感器进行调零设置，从轧辊测量初始点开始测量，确定测量间隔距离L，将测量间隔L作为控制参数输入主板中进行数据传输控制；
步骤三：沿轧辊辊身方向移动检测装置，当第二测距传感器数值每显示为nL时，其中n取自然数，自动进行一次第一测距传感器、第二测距传感器、温度传感器数值存储和面阵相机图像采集，直到完成整个轧辊的检测；
步骤四：主板与辊型检测机构和表面形貌检测机构连接，进行数据传输和处理，最终显示在显示屏显示辊型曲线以及对应点表面形貌、温度结果。
本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：
(1)本发明的装置针对板带轧制过程由于受到周期性热-力接触疲劳载荷，以及环境因素和物理化学因素，导致的轧辊磨损问题，提供了一种操作简单，测量精度高的轧辊轧辊辊型及表面形貌检测机构，通过将扎轧辊辊型检测设备与辊面缺陷检测设备集成在一起，实现轧辊辊型与表面形貌的同步检测。
(2)本发明采用面阵相机和激光测距传感器度轧辊进行检测，并加入了轧辊表面温度的测量，操作简单、便捷，测量精度高，无需取点标记检测，提高检测效率，为轧辊磨削提供精确的参数，从而提高带材质量和成材率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为检测装置的整体结构示意图；
图2为图1中A向示意图；
图3为检测装置的侧面结构示意图；
图4为在轧辊上安装检测装置的整体结构示意图；
图5为图4中B-B面的剖视图；
图6为检测装置的测量流程示意图。
附图中的标号所对应的含义为：1、第一测距传感器；2、电动缸；3、滑动套；4、锁紧扣；5、第二测距传感器；6、温度传感器；7、固定支撑架；8、支撑臂；9、支撑杆；10、面阵相机；11、卡夹；12、光源；13、转动套；14、滚轮；15、主板；16、电源；17、固定盒；18、显示屏；19、轧辊；20、轴承座。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种轧辊辊型及表面形貌检测机构及方法，以解决现有技术存在的问题，简单方便的高精度缺陷及辊型测量方法可以提高工作效率，还能解决人工检测漏检的问题和接触式测量导致的表面磨损问题，对于一些严重的缺陷问题，及时反馈并做出补救措施，可以有效提高带材的质量，减少废料的产生，延长换辊周期。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-图6所示，本发明提供一种轧辊辊型及表面形貌检测机构，能够实现轧辊的表面形貌及辊型测量，轧辊辊型及表面形貌检测机构包括表面形貌检测机构、辊型检测机构、基座和处理模块；
辊型检测机构包括第一测距传感器1、电动缸2、滑动套3和锁紧扣4，第一测距传感器1固定在电动缸2上，电动缸2固定在滑动套3上，滑动套3套在支撑臂8上，以适应不同轧辊直径下第一测距传感器1位置的调节，调节至适当位置时通过锁紧扣4锁紧。
轧辊的表面形貌检测机构包括面阵相机10、卡夹11，光源12、转动套13，面阵相机10通过卡夹11固定于支撑臂8上，卡夹11与支撑臂8间通过螺纹连接，光源12与两个转动套13连接，转动套13固定在固定支撑架7上。
基座包括滚轮14、固定支撑架7、支撑臂8、支撑杆9、第二测距传感器5，温度传感器6，四个滚轮14安装在固定支撑架7上，固定支撑架7与支撑臂8通过支撑杆9连接固定，第二测距传感器5固定在固定支撑架7内侧，透过固定支撑架7处的孔开口进行检测，用于确定测量装置的位置，温度传感器6安装在固定支撑架7另一侧，用于测量轧辊19表面的温度。
处理模块包括主板15、电源16、显示屏18、固定盒17，电源16用于为各组件建供电，主板15用于各测量设备的数据传输以及控制显示屏18结果显示，主板15和电源16固定于固定盒17，固定盒17安装在支撑臂8上，固定盒17还用于测量设备的线缆收纳，显示屏18安装于基座中的固定支撑架7上方，用于显示测量结果。
辊型检测机构设有两组，支撑臂8左右各安装一组，对轧辊两侧同步进行辊型测量。
光源12及转动套13设置两组，且对称安装在固定支撑架7，用于相机采集图片时的打光，两组光源叠加可以消除投射阴影，降低单侧光源造成的过度曝光，平衡亮暗场，增强光场亮度。
本发明的第二个方面提出了一种轧辊辊型及表面形貌检测方法，包括以下步骤：
S1：调节检测装置；
S11：将检测装置置于轧辊19上，保证四个滚轮14均与轧辊19表面接触且能够保持直线滑动，启动电源16；
S12：根据轧辊直径调节辊型检测机构的位置，将两侧辊型检测机构在支撑臂8的位置调至能保证第一测距传感器1与轧辊19的距离在其工作范围内，保证两侧位置对称，锁紧扣4锁紧以固定辊型检测机构的位置；
S13：调节辊型检测机构中第一测距传感器1的位置，启动电动缸2，并带动第一测距传感器1上下移动，第一测距传感器1的示数会根据测量点的不同改变，并将第一测距传感器1的数值及此刻电动缸2对应位置数据传至主板15，电动缸2前进至行程结束后，主板15获取第一测距传感器1数值的最小值及其对应的电动缸2位置并控制电动缸2定位至该位置点，完成第一测距传感器1位置调节，第二测距传感器5以轧辊19边部的轴承座20作为基准面进行定位测量，以测量起点到轴承座20的距离作为测量零点进行后续定位工作；
S14：调节轧辊表面形貌检测机构，调节轧辊表面形貌检测机构中的面阵相机10位置及焦距，保证面阵相机10视野清晰拍摄轧辊19表面，旋转两侧转动套13，调节光源12角度，保证两光源12在面阵相机10视野中的光场重叠；
S2：测量装置放置于轧辊19测量初始点，对第一测距传感器1、第二测距传感器5进行调零设置，从轧辊测量初始点开始测量，确定测量间隔距离L，将测量间隔L作为控制参数输入主板15中数据传输控制。
S3：沿轧辊辊身方向移动检测装置，当第二测距传感器5数值每显示为nL(n取0，1，2，3，4……)时，自动进行一次第一测距传感器1、第二测距传感器5、温度传感器6数值存储和面阵相机10图像采集，直到完成整个轧辊的检测。
S4：主板15与各测量设备连接，进行数据传输和处理，最终显示在显示屏18显示辊型曲线以及对应点表面形貌、温度结果。
本发明的轧辊辊型及表面形貌检测装置及方法，采用面阵相机10和激光测距传感器度轧辊19进行检测，并加入温度传感器6对轧辊19表面温度进行测量，操作简单、便捷，测量精度高，无需取点标记检测，提高检测效率，为轧辊磨削提供精确的参数，提高带材质量和成材率，通过将扎轧辊辊型检测设备与辊面缺陷检测设备集成在一起，实现轧辊辊型与表面形貌的同步检测。
需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种轧辊辊型及表面形貌检测机构，其特征在于：包括
辊型检测机构，所述辊型检测机构包括第一测距传感器和电动缸，所述第一测距传感器固定在所述电动缸上，所述电动缸用于带动所述第一测距传感器上下移动；所述电动缸装配在支撑臂上，且所述电动缸在所述支撑臂上的位置可调；以及
基座，所述基座包括滚轮、固定支撑架、支撑臂、支撑杆、第二测距传感器和温度传感器，所述滚轮安装在固定支撑架上，所述固定支撑架与支撑臂通过支撑杆连接固定，所述第二测距传感器固定在固定支撑架内侧并透过所述固定支撑架处的孔对轧辊进行检测，所述温度传感器安装在固定支撑架上并用于对轧辊表面的温度进行测量；以及
表面形貌检测机构，所述表面形貌检测机构包括面阵相机和光源，所述面阵相机安装在所述支撑臂上，所述光源固定在所述固定支撑架上；以及
处理模块，所述处理模块包括主板、电源、显示屏和固定盒，所述电源用于供电，所述主板用于测量数据的传输以及控制显示屏结果显示。
2.根据权利要求1所述的轧辊辊型及表面形貌检测机构，其特征在于：所述电动缸固定在滑动套上，所述滑动套滑动装配在所述支撑臂上，根据不同轧辊的直径调节所述滑动套在支撑臂上的位置并通过锁紧扣对滑动套进行锁紧。
3.根据权利要求1所述的轧辊辊型及表面形貌检测机构，其特征在于：所述辊型检测机构设有两组，两组所述轧辊检测机构对称设置在所述支撑臂的左右两侧，两组所述轧辊检测机构对轧辊两侧同步进行辊型测量。
4.根据权利要求1所述的轧辊辊型及表面形貌检测机构，其特征在于：所述面阵相机通过卡夹固定在所述支撑臂上，所述光源通过转动套安装在所述固定支撑架上，通过调节所述转动套的角度可对光源的照射角度进行调整。
5.根据权利要求4所述的轧辊辊型及表面形貌检测机构，其特征在于：所述光源设置两组，且两组所述光源对称设置于所述面阵相机的两侧并安装在固定支撑架上，两组光源叠加以消除投射阴影。
6.根据权利要求1所述的轧辊辊型及表面形貌检测机构，其特征在于：所述主板和电源设置于固定盒内，所述固定盒安装在支撑臂上。
7.根据权利要求1所述的轧辊辊型及表面形貌检测机构，其特征在于：所述显示屏安装在基座中的固定支撑架上方。
8.一种轧辊辊型及表面形貌检测方法，应用于权利要求1-7中任一项所述的一种轧辊辊型及表面形貌检测机构，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：调节检测装置；
1)将检测装置置于轧辊上，保证四个滚轮均与轧辊表面接触且能够保持直线滑动，接通电源；
2)根据轧辊直径调节辊型检测机构的位置，将两侧辊型检测机构在支撑臂的位置调至能保证第一测距传感器与轧辊的距离在其工作范围内，确保两侧位置对称，锁紧扣锁紧以固定辊型检测机构的位置；
3)调节辊型检测机构中第一测距传感器的位置，启动电动缸，并带动第一测距传感器上下移动，第一测距传感器的示数会随测量点而改变，并将第一测距传感器的数值及此刻电动缸对应位置数据传至主板，电动缸前进至行程结束后，主板获取第一测距传感器数值的最小值及其对应的电动缸位置并控制电动缸定位至该位置点，完成第一测距传感器位置调节，第二测距传感器寻找一个固定位置的基准物或基准面进行定位测量，以测量起点到基准面对距离作为测量零点进行后续定位工作；
4)调节轧辊表面形貌检测机构，调节轧辊表面形貌检测机构中的面阵相机位置及焦距，保证面阵相机视野清晰拍摄轧辊表面，旋转两侧转动套，调节光源角度，保证两光源在面阵相机视野中的光场重叠；
步骤二：测量装置放置于轧辊测量初始点，对第一测距传感器和第二测距传感器进行调零设置，从轧辊测量初始点开始测量，确定测量间隔距离L，将测量间隔L作为控制参数输入主板中进行数据传输控制；
步骤三：沿轧辊辊身方向移动检测装置，当第二测距传感器数值每显示为nL时，其中n取自然数，自动进行一次第一测距传感器、第二测距传感器、温度传感器数值存储和面阵相机图像采集，直到完成整个轧辊的检测；
步骤四：主板与辊型检测机构和表面形貌检测机构连接，进行数据传输和处理，最终显示在显示屏显示辊型曲线以及对应点表面形貌、温度结果。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117945027A (zh) * | 2024-03-21 | 2024-04-30 | 江苏莱赫润轧辊科技有限公司 | 一种铸铁轧辊生产用储存设备 |
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2023
- 2023-08-28 CN CN202311086534.6A patent/CN117123626A/zh active Pending
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117945027A (zh) * | 2024-03-21 | 2024-04-30 | 江苏莱赫润轧辊科技有限公司 | 一种铸铁轧辊生产用储存设备 |
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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