專利名稱：線光源光切法板形測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及鋼鐵生產(chǎn)中冷軋帶鋼的板形檢測，具體地，是一種線光源光切法板形測量儀。
背景技術(shù)：
在帶鋼生產(chǎn)中，板形控制對于提高帶鋼表面質(zhì)量、穩(wěn)定軋制過程至關(guān)重要。板形自動檢測是板形自動控制的必要條件，所有板形信息均來自板形檢測裝置，先進(jìn)的板帶軋機一般配置有板形在線檢測系統(tǒng)。目前，在冷軋帶鋼生產(chǎn)中主要使用分割輥式張力檢測技術(shù)等接觸式板形檢測方法。分割輥式張力檢測裝置必須與冷軋帶鋼表面接觸，由于帶鋼速度和輥子速度很難保證絕對的一致，帶鋼和輥子的接觸面難免有相對摩擦，不但板形測量輥容易劃傷，而且板型測量輥也會劃傷帶鋼表面，影響冷軋帶鋼板型質(zhì)量。現(xiàn)有的解決方法是在輥子表面鍍鉻或者噴涂或包覆橡膠或其它材料，及時進(jìn)行了表面處理，使帶鋼表面的劃痕可以控制在一定的范圍內(nèi)，但是總還是有一定的壽命，維護(hù)成本較高。具體地，該種板形儀主要由板形測量輥、基本測量系統(tǒng)和板形測量系統(tǒng)等組成。板形測量輥是板形儀的核心設(shè)備，是構(gòu)造非常復(fù)雜的輥子，輥身每隔90度開一個測量槽，用于安裝測量傳感器，傳感器的四個角用壓塊固定。傳感器是隨著輥子一起旋轉(zhuǎn)的，通過旋轉(zhuǎn)接頭上的滑環(huán)，把信號從傳感器送到外部，因此，保持滑環(huán)清潔、磨損少、接觸電阻小非常重要，同時也是個難題。綜上所述，這種方案對安裝位置要求較高，并且磨損大，容易損傷鋼板表面。另外，傳統(tǒng)的板形輥精密數(shù)控加工量非常大，模具和工裝的投資巨大。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的，在于解決現(xiàn)有的板形測量儀中存在的上述缺陷，從而提供了一種新型的線光源光切法板形測量儀。本實用新型的線光源光切法板形測量儀包括光源模塊、與該光源模塊相配合的圖像采集模塊、與該圖像采集模塊相連接的圖像處理模塊以及與該圖像處理模塊相連接的通信模塊，其中所述光源模塊包括多個LED光源，并且所述圖像采集模塊為高速攝像裝置。優(yōu)選地，所述通信模塊連接至模型機。優(yōu)選地，所述圖像處理模塊包括中央處理器、輸入界面以及輸出界面。優(yōu)選地，所述輸入界面為鍵盤，所述輸出界面為顯示器。優(yōu)選地，所述通信模塊為RS-422串口通信模塊。優(yōu)選地，述LED光源沿所述測量儀測量的帶鋼板材寬度方向上，設(shè)置于所述帶鋼板材的上方。本實用新型的線光源光切法板形測量儀，采用單線橫向光切及帶鋼速度聯(lián)動圖像采集技術(shù)，實現(xiàn)圖像高速處理及三維形貌檢測技術(shù)，具有檢測精度高、維護(hù)簡單、不損傷鋼板表面等優(yōu)點。
圖1為本實用新型的線光源光切法板形測量儀的組成原理圖；圖2為圖1中本實用新型的一個實施方式的示意圖；圖3為本實用新型進(jìn)行橫向光切檢測的原理示意圖；圖4為對利用本實用新型對板形變化進(jìn)行計算的原理圖。
具體實施方式
以下根據(jù)附圖和具體實施方式
，對本實用新型的線光源光切法板形測量儀的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行具體描述。如圖1所示，是本實用新型的線光源光切法板形測量儀的原理圖。圖2是該測量儀的一個實施方式中更為具體的組成示意圖。如圖所示，該測量儀包括光源模塊100、與光源模塊100相配合的圖像采集模塊200、與圖像采集模塊200相連接的圖像處理模塊300以及與圖像處理模塊300相連接的通信模塊400。其中光源模塊100包括多個LED光源，用于產(chǎn)生照射亮條紋，照射到被測的帶鋼板材1上(如圖2所示)。該亮條紋隨著帶鋼1的板形變化而產(chǎn)生變形。圖像采集模塊200為高速攝像裝置，其將亮條紋曲線進(jìn)行采集并轉(zhuǎn)換為二維圖像數(shù)據(jù)。圖像處理模塊300接收該二維圖像數(shù)據(jù)，并應(yīng)用圖像處理技術(shù)，解調(diào)得到板形高度變化，并進(jìn)一步計算得到板形信息，通信模塊400與模型機相連接，用于與模型機進(jìn)行通信，包括從模型機接收帶鋼的參數(shù)信息，以及向模型機傳送板形信息。如圖2所示，在圖像處理模塊300中，可包括中央處理器310、輸入界面320以及輸出界面330。中央處理器310用于對數(shù)據(jù)進(jìn)行計算處理，輸入界面320用于對相關(guān)控制信息進(jìn)行輸入，其可以為鍵盤等輸入設(shè)備，而輸出界面330用于對相關(guān)的信息進(jìn)行顯示，可以是顯示器等顯示設(shè)備。通信模塊400可以是常規(guī)的串行或并行通信模塊，例如RS-422串口通信模塊。進(jìn)一步結(jié)合圖2、4，LED光源(即光源模塊)100沿所要測量的帶鋼板材1寬度方向上，設(shè)置于帶鋼板材1的上方，從而當(dāng)LED光源在工作狀態(tài)時，可沿帶鋼板材1寬度方向上形成照明光帶。光帶的寬度和亮度可根據(jù)現(xiàn)場工況進(jìn)行調(diào)整。更具體地，LED光源100 在帶鋼帶鋼軋制方向上以一定的傾斜度照射被測帶鋼1表面，使光源入射光線與被測帶鋼 1表面呈一定夾角，直線光源光帶橫跨被測帶鋼1。當(dāng)帶鋼因板形缺陷產(chǎn)生浪形時(如圖3 所示)，直線光帶隨著帶鋼板材1 “波形”而發(fā)生形變，帶鋼板材1的高度信息被調(diào)制為直線段的變形信號。由于現(xiàn)場工況復(fù)雜，光源模塊100可根據(jù)不同工況進(jìn)行選擇，在本實用新型優(yōu)選的實施方式中，光源模塊100優(yōu)選地為LED光源。LED光源具有亮度高、壽命長、照射寬度及亮度可調(diào)的特點，可有效提高系統(tǒng)的分辨率及測量精度。如圖3所示，橫向各點沿縱向的纖維條延伸情況，可以利用圖像中橫向光帶近似求出橫向任意點的縱向纖維條的延伸率或波浪度(1)求出每條橫向波浪曲線在任意點處的浪高h(yuǎn)l，h2和h3(如圖3所示，箭頭為軋制方向)；(2)比較它們的大小，求出最大值作為該點縱向波浪曲線的波幅，用理論軋制長度"代替實際軋制長度"；(3)再根據(jù)波浪度的公式求出該點纖維條的波浪度，從而近似得到該點縱向的板形信息。[0023]具體地，如圖4所示，為對利用本實用新型對板形變化進(jìn)行計算的原理圖，根據(jù)圖中的幾何關(guān)系，可利用以下公式來計算帶鋼位置(變形前的位置P1，以及變形后的位置P2) 的高度變化y。
aY sin θλ少_ Τ ^θ + ^θΤθ^)
ο然后，根據(jù)帶鋼的軋制速度，設(shè)置、調(diào)整采樣時間間隔，可以在線帶鋼長度方向的信息，利用圖形復(fù)原技術(shù)，得到板形變化的全信息，從而為板形控制提供可靠的板形數(shù)據(jù)。本實用新型的線光源光切法板形測量儀，在機組的安裝位置的要求上比其他的板形儀的要求低，可以安裝在平整機出口(大張力區(qū)域)以外的任意位置。并且該線光源光切法板形測量儀較同樣非接觸式的激光三角法板形測量儀的硬件投入較少，經(jīng)濟性方面更具有優(yōu)勢。另外，本實用新型的線光源光切法板形測量儀同直線型激光板形檢測裝置比較， 充分研究分析帶鋼板形形成特點，采用單線橫向光切及帶鋼速度聯(lián)動圖像采集技術(shù)，實現(xiàn)圖像高速處理及三維形貌檢測技術(shù)。具有檢測精度高、維護(hù)簡單、不損傷鋼板表面等優(yōu)點。
權(quán)利要求1.一種線光源光切法板形測量儀，其特征在于，該測量儀包括光源模塊、與該光源模塊相配合的圖像采集模塊、與該圖像采集模塊相連接的圖像處理模塊以及與該圖像處理模塊相連接的通信模塊，其中所述光源模塊包括多個LED光源，并且所述圖像采集模塊為高速攝像裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線光源光切法板形測量儀，其特征在于，所述通信模塊連接至模型機。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的線光源光切法板形測量儀，其特征在于，所述圖像處理模塊包括中央處理器、輸入界面以及輸出界面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的線光源光切法板形測量儀，其特征在于，所述輸入界面為鍵盤，所述輸出界面為顯示器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的線光源光切法板形測量儀，其特征在于，所述通信模塊為 RS-422串口通信模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的線光源光切法板形測量儀，其特征在于，所述LED光源沿所述測量儀測量的帶鋼板材寬度方向上，設(shè)置于所述帶鋼板材的上方。
專利摘要本實用新型公開了一種線光源光切法板形測量儀，包括光源模塊、與該光源模塊相配合的圖像采集模塊、與該圖像采集模塊相連接的圖像處理模塊以及與該圖像處理模塊相連接的通信模塊，其中所述光源模塊包括多個LED光源，并且所述圖像采集模塊為高速攝像裝置。本實用新型的線光源光切法板形測量儀，采用單線橫向光切及帶鋼速度聯(lián)動圖像采集技術(shù)，實現(xiàn)圖像高速處理及三維形貌檢測技術(shù)，具有檢測精度高、維護(hù)簡單、不損傷鋼板表面等優(yōu)點。
文檔編號B21B38/02GK202045150SQ20112012459
公開日2011年11月23日 申請日期2011年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月25日
發(fā)明者余樂文, 李俊, 王輝, 胡廣魁, 舒巧軍, 蘇蘭海 申請人:北京科技大學(xué), 寶山鋼鐵股份有限公司