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详解CCD非接触式圆钢光电自动化测径仪

编辑:金沙官网        发布日期:2018-03-21        点击量:976

在钢铁工业生产中,传统的圆钢测径方法有很多,如利用尺寸工具抽样检测、电磁式接触测量等。用尺寸工具测量,精度不够且速度很慢;用电磁式测量是接触式测量,测量比较麻烦且精度和速度也难以得到保证。CCD电荷耦合器件广泛应用于图像扫描、非接触式尺寸检测、位移测定条形码读出等光电探测和光电成像领域。具有自扫描、精度高、灵敏度高、光谱响应量宽等优点。CCD非接触式圆钢光电自动化测径仪是一种基于CCD光电检测技术的非接触式圆钢专用自动化测径装置,它具有非接触、速度快、精度高、自动测量等优点,可以在光线暗、高温、高速等恶劣条件下,在生产线上动态无损地实时监控圆钢线径的微小变化,具有较高的实用价值。

 

1、测量原理

发射镜头内置一个点光源,点光源发出的光通过透镜系统(即镜片组)后形成准直平行光视场。准直平行光直接射向接收镜头,经过接收镜头内的透镜系统后聚焦,通过位于焦点位置的光阑小孔后在CCD芯片上成像。当视场中通过被测物时,被测物遮挡的部位将在CCD上出现一个边界清晰的阴影。CCD芯片是测头部件中的光电转换元件,它可以将接收到的光信号转换成电信号。电信号由信号采集电路接收、放大,再进行数字化处理后向上位机传输。 

CCD的行同步脉冲FC和标准脉冲SP与输出信号U的关系如图2(a)所示、放入工件后,在行同步脉冲FC中间的U。波形部分时段变成了低电平,低电平的宽度随工件直径尺寸线性变化,如图(2b)所示。在每个行脉冲FC周期内对U。进行信号处理,为后续的脉冲计数做好准备。

CCD的行同步脉冲FC和标准脉冲SP与输出信号 

2、测头构成

由于圆钢生产中,其截面并非正圆,因此不圆度也是其一项重要检测项目,为了实现更高性能的检测,自动化测径仪以八组光电测头实现圆钢直径尺寸的全方位检测。自动化测径仪是测量一个同一截面八个方向上的线径尺寸,并且由于生产中的圆钢伴随着扭动,使得测径仪可全方位的检测圆钢的截面信息,并得到椭圆度信息,及截面图信息,基本可以反映轧材的真实截面尺寸,截面图可以清晰的看到圆钢同一截面的生产状态,测头的分布方式与其测量的截面尺寸方向如下图所示。

测径仪的侧头分布方式和每个截面的尺寸方向 

3、App系统

测径仪配备专业研发的App系统,根据线材种类不同,测量系统分为"圆钢测量系统"和"螺纹钢测量系统"两种。本文主要先容的是圆钢测量系统。

在线显示方式

在线显示方式

1)棒材的断面部分描述由八轴的当前测量值决定。相同的窗体以数字形式显示当前测量值。超差时,所对应的窗体数字将变为红色。

2)显示同一截面的最大直径、最小直径、平均直径、椭圆度,超差同样数字变为红色。

3)截面图:显示同一截面的状态,两个红色线之间则为正常,超过则为不合格,截面图可清晰的看出棒材的截面状态。

4)趋势图:以时间轴为单位,可以查看整根棒材的不同时刻的状态,对整根棒材进行把握。

5)波动图:以时间轴为单位,分别显示八个测量方向上棒材生产的波动状态,并可对任一时刻相应的直径状况进行观察。

6)缺陷图:可以观察到八路测量值的超差类型,在轧制现场可以十分形象、及时地得到棒材的轧制缺陷分布,特别是轧材的头尾缺陷特征,及其延续的长度,从而适度地调整轧制的工艺配置。

7)存储数据的全屏显示:可长期存储历史数据,时间长达一年以上,可将历史数据以Excel表格形式导出。

8)在主界面可以显示所测棒材型号、标称直径值、允许正公差、允许负公差、热膨胀系数、电路板温度等信息。


结语

自动化测径仪为轧钢厂提高产品产量、质量和自动化水平提供可能。自动化测径仪采用多轴进行测量,使其可检测同一截面的尺寸,同时无旋转部件,提高了使用寿命及减少已损坏部件,自动化测径仪的使用为轧钢厂带来了检测便利的同时,提升厂家的自动化水平,并对产品的质量进行了精准监测。

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