CN106975666B - 轧机轧辊位置检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及钢轨轧制设备领域，尤其是一种通过光学测量原理，更精准的实现轧机轧辊窜动监控的轧机轧辊位置检测系统，包括待检测的上轧辊和下轧辊，包括激光监控装置，上轧辊和下轧辊的同一端的端头分别设置有上轧辊圆锥体和下轧辊圆锥体，激光监控装置发射出的光幕经过设置有上轧辊圆锥体和下轧辊圆锥体后形成光幕阴影区域，所述激光监控装置通过监控光幕阴影区域以及光幕的变化而实现对上轧辊和下轧辊轴向变动的监控。本发明通过激光监控装置的检测，获得上轧辊和下轧辊窜动的准确情况，从而实时且准确的实现控制，保证了生产的顺利进行。本发明尤其适用于需要精确控制上轧辊和下轧辊运转状态，从而实现高效生产的生产场合。
Description
技术领域
本发明涉及钢轨轧制设备领域，尤其是一种轧机轧辊位置检测系统。
背景技术
由于轧制过程中，轧件形状的不对称性，轧机轧辊存在轴向窜动，过钢时与不过钢时的轴向窜动差距较大，静态时的轴向窜动检测条件好，可通过简单的办法实现。但动态时受温度、轧辊冷却水、粉尘、震动、大轴向力的影响轧辊轴向窜动值难以测量。无法知道轴向窜动的情况下，轧辊辊缝调整只能凭经验进行，导致大量调整造成的不良品。同时，上下轧辊在过钢时还会出现位置的变化，由于是动态变化，无法通过轧机自身的位移传感器准确测量。现有采用动态测量轴承座轴向位置来确定轧辊动态轴向的位置的方法，不但不能监测上下辊的动态位置变化，还存在以下几个问题：一、轴承座与轧辊间隙产生的误差不能排除；二、轴承座与轧机牌坊之间的间隙无法排除，由于牌坊耐磨板的磨损最大的测量误差达到了5mm。
现有的检测方法，是通过将测量探针放在被测量的轧辊的端部，监测轧辊过钢时轴向位移的变化，然后再将测量值通过位移传感器传送到显示器进行观察或直接将通过机械方式将测量值放大在计数盘上进行直观读取。但现有方法还存在以下的问题：一、检测设备在牌坊上的支撑点受粉尘、水雾等影响安装不稳晃动大、同时导致安装面不平；二、检测设备的安装时间长达30-50分钟，影响生产效率；三、粉尘、水等工作环境影响设备检测精度，同时导致检测设备的故障；四、无法监测上下轧辊位置的动态变化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种通过光学测量原理，更精准的实现轧机轧辊窜动监控的轧机轧辊位置检测系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：轧机轧辊位置检测系统，包括待检测的上轧辊和下轧辊，包括激光监控装置，所述上轧辊和下轧辊的同一端的端头分别设置有上轧辊圆锥体和下轧辊圆锥体，激光监控装置发射出的光幕经过设置的上轧辊圆锥体和下轧辊圆锥体后形成光幕阴影区域，所述激光监控装置通过监控光幕阴影区域以及光幕的变化而实现对上轧辊和下轧辊轴向变动的监控。
进一步的是，所述激光监控装置由光幕发生器和摄像机构成。
进一步的是，所述摄像机与光幕之间的拍摄角的角度范围为30-60度。
进一步的是，所述上轧辊圆锥体的中心轴线与上轧辊的中心轴线同轴布置。
进一步的是，所述下轧辊圆锥体的中心轴线与下轧辊的中心轴线同轴布置。
本发明的有益效果是：本发明首先巧妙的在上轧辊和下轧辊的同一端的端头分别设置上轧辊圆锥体和下轧辊圆锥体，然后再利用激光监控装置发射出的光幕形成光幕阴影区域，从而构建出灵敏准确且可监控的检测基准，在此基础上，通过激光监控装置的检测，获得上轧辊和下轧辊窜动的准确情况，从而实时且准确的实现控制，保证了生产的顺利进行。本发明尤其适用于需要精确控制上轧辊和下轧辊运转状态，从而实现高效生产的生产场合。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中标记为：上轧辊1、上轧辊圆锥体11、下轧辊2、下轧辊圆锥体21、光幕发生器3、光幕31、光幕阴影区域32、摄像机4。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
如图1所示的轧机轧辊位置检测系统，包括待检测的上轧辊1和下轧辊2，包括激光监控装置，所述上轧辊1和下轧辊2的同一端的端头分别设置有上轧辊圆锥体11和下轧辊圆锥体21，激光监控装置发射出的光幕31经过设置的上轧辊圆锥体11和下轧辊圆锥体21后形成光幕阴影区域32，所述激光监控装置通过监控光幕阴影区域32以及光幕31的变化而实现对上轧辊1和下轧辊2轴向变动的监控。
本发明利用轧辊在轴承向窜动的时候会改变激光线在圆锥体上光线的长度的原理，通过计算激光弧长的变化，来计算轧辊轴缶窜动量的大小。同时，能测量上下辊圆锥体之间的间距，从而监测出一下辊辊缝的动态变化。本发明构思的一个巧妙之处就是选择了上轧辊圆锥体11和下轧辊圆锥体21，利用圆锥体在轴向移动时会导致光幕阴影区域32线性变化这一特点，为激光监控装置的动态监控提供了保证。另外，在实际使用时，基本使用步骤是这样的：在将相应装置安装好后，首先进行第一次标定，将上轧辊1和下轧辊2置于零位状态，激光监控装置测量上轧辊圆锥体11和下轧辊圆锥体21各自形成的光幕阴影区域32的阴影长度L0up、L0down及两轴的中心点距离S0，然后按梯度分别改变辊缝值与轴向值并测得相应L1up、L1down、S1，以及L2up、L2down、S2等，最终各计算出轴向变化与Lxup、Lxdown的关系，以及计算出辊缝变化与Sx的关系，并进行修正处理，从而在实际监控时，输出则为上轧辊1和下轧辊2的中心距距离与轴向相对位置等变动信息。一般的，所述激光监控装置选择由光幕发生器3和摄像机4构成。进一步的，在使用摄像机4进行监控时，为了保证监控的准确度，优选所述摄像机4与光幕31之间的拍摄角的角度范围为30-60度。
作为监控的关键设计，优选将所述上轧辊圆锥体11的中心轴线与上轧辊1的中心轴线同轴布置以及所述下轧辊圆锥体21的中心轴线与下轧辊2的中心轴线同轴布置。从而保证上轧辊1和下轧辊2转动时，上轧辊圆锥体11和下轧辊圆锥体21有稳定的运转状态，从而保证监控的顺利进行。
本发明首先巧妙的在上轧辊和下轧辊的同一端的端头分别设置上轧辊圆锥体和下轧辊圆锥体，然后再利用激光监控装置发射出的光幕形成光幕阴影区域，从而构建出灵敏准确且可监控的检测基准，在此基础上，通过激光监控装置的检测，获得上轧辊和下轧辊窜动的准确情况，从而实时且准确的实现控制，保证了生产的顺利进行。
Claims (3)
1.轧机轧辊位置检测系统，包括待检测的上轧辊（1）和下轧辊（2），其特征在于：包括激光监控装置，所述上轧辊（1）和下轧辊（2）的同一端的端头分别设置有上轧辊圆锥体（11）和下轧辊圆锥体（21），激光监控装置发射出的光幕（31）经过设置的上轧辊圆锥体（11）和下轧辊圆锥体（21）后形成光幕阴影区域（32），所述激光监控装置通过监控光幕阴影区域（32）以及光幕（31）的变化而实现对上轧辊（1）和下轧辊（2）轴向变动的监控；所述上轧辊圆锥体（11）的中心轴线与上轧辊（1）的中心轴线同轴布置，所述下轧辊圆锥体（21）的中心轴线与下轧辊（2）的中心轴线同轴布置。
2.如权利要求1所述的轧机轧辊位置检测系统，其特征在于：所述激光监控装置由光幕发生器（3）和摄像机（4）构成。
3.如权利要求2所述的轧机轧辊位置检测系统，其特征在于：所述摄像机（4）与光幕（31）之间的拍摄角的角度范围为30-60度。
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