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固定测头测径仪对线棒材全方位外径测量

2018-07-14 03:32
蓝鹏测控
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引言

随着棒、线材轧制技术的不断改进,轧制速度也越来越快,棒材最高轧速达18~36m/s,线材轧速达60~120m/s。高速行进的被测物在行进中的抖动(轴向运动)和扭动(径向运动)对测量设备提出了很高的要求:测量(轮廓取样)时间必须足够短,否则在测量期间,被测物运动位移过大,将造成过大的测量误差。轧制工艺的不断改进要求对轧材“咬入”——进入轧机(头部)及“退出”——离开轧机(尾部)状况有更详细的资料。希望能获得同一时刻,同一截面各轴向的测量数据,以便于轧制工艺分析。

固定测头测径仪对线棒材全方位外径测量

原理

测量轮廓尺寸的基础是测量各个方向的投影尺寸。对于某一方向的投影尺寸测量简称外径或宽度测量。国内外非接触外径测量技术主要有激光扫描法及光电摄像法两大类。今天主要讲的是光电摄像法。

光电摄像法

由光学系统形成一束连续(不是扫描)的平行光束通过接收镜头在线阵CCD上形成遮挡阴影的电子图像,经图像处理求出遮挡此平行光束的阴影区所对应的物体投影尺寸。

固定测头测径仪对线棒材全方位外径测量

这种测量方法的优点是无机械运动部件,不存在磨损造成的误差。它是用电子摄像拍同一时刻物体遮挡光束阴影。一般摄像速度远大于激光扫描的速度,所以横向抖动的误差远小于激光扫描法。

固定测头测径仪对线棒材全方位外径测量

棒材测径仪的测量频率可达500Hz,甚至更高。采用专门的高速电子快门拍摄,这对准确测量高速运动物体的外轮廓尺寸是十分必要的。

光电摄像法与激光扫描法相比,动态测量精度高,使用寿命长是其主要优点。但其缺点为体积重量均比激光扫描测径仪大,信号处理复杂。由于仪器基本原理是测量物体投影宽度,所以不仅可测量物体外径也可测量宽度。利用光电测量头的不同组合可测量不同范围的直径或宽度。

固定测头测径仪对线棒材全方位外径测量

棒材测径仪采用多测头固定测量方式将N个平行光测径仪排布在同一个截面上,测量轨迹形成外切2×N边形。随N的增加测量轨迹就逼近为完整的圆截面投影,当N≥8时基本实现完整的圆截面测量。

这种方式的最大优点是可以在同一时刻完成同一截面的测量。当N≥8时可以全面完成线棒材的截面轮廓尺寸的测量。当N≥8时,这种测量方式的体制可靠性、稳定性是最优的。

固定测头测径仪对线棒材全方位外径测量

光电成像发对光源、镜头、检测元件(光电管、CCD)等都要求机械相对位置稳定不变,否则难以保证测量精度。8轴测径光源采用我们的专有技术,其光源寿命比卤素灯长10倍以上。8轴测径的光电系统都有加固设计。对于过钢的高温、粉尘、水气影响均有水冷、吹扫、隔离等防护设计予以克服。

本文由保定市蓝鹏测控科技有限公司编写

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