專(zhuān)利名稱(chēng)：型鋼在線自動(dòng)測(cè)長(zhǎng)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種長(zhǎng)度測(cè)量，尤其適用于非接觸方式在生產(chǎn)流水線上自動(dòng)實(shí)時(shí)測(cè)定各種型鋼的長(zhǎng)度。
型鋼是大型軋鋼廠生產(chǎn)的主要產(chǎn)品，包括工字鋼、槽鋼、U型鋼、H型鋼、角鋼等，廣泛應(yīng)用于冶金、機(jī)械、化工、建筑、交通、造船等行業(yè)部門(mén)。在軋鋼廠精整車(chē)間，型鋼經(jīng)矯直上架入庫(kù)之前，還要對(duì)型鋼做最后的長(zhǎng)度測(cè)量工作，而這些工作一直是用人工測(cè)量完成的。很顯然，這種人工測(cè)長(zhǎng)不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低，不能適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)的要求，而且人工測(cè)長(zhǎng)往往由于準(zhǔn)確性差和量測(cè)錯(cuò)誤，常常出現(xiàn)用戶(hù)異議或造成經(jīng)濟(jì)損失。
本實(shí)用新型的目的就在于克服人工測(cè)長(zhǎng)的落后現(xiàn)狀，而提供一種測(cè)長(zhǎng)精度高、速度快、可靠性好、實(shí)時(shí)的型鋼在線自動(dòng)測(cè)長(zhǎng)儀。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，即采用線陣CCD測(cè)長(zhǎng)和光電檢測(cè)同時(shí)進(jìn)行，前者用于精測(cè)，后者用于粗測(cè)，并將精測(cè)和粗測(cè)結(jié)合起來(lái)，從而精確快速測(cè)定型鋼的總長(zhǎng)度。由于線陣CCD測(cè)長(zhǎng)存在著量程與精度的矛盾，為保證測(cè)量具有足夠的精度，本實(shí)用新型使CCD器件僅在較小范圍內(nèi)測(cè)長(zhǎng)，只測(cè)量長(zhǎng)度的“零數(shù)部分”。光電檢測(cè)由若干個(gè)點(diǎn)光源和同樣數(shù)目的光電傳感器組成(這里用16個(gè))，每一點(diǎn)光源和光電傳感器組成一條測(cè)線，各條測(cè)線彼此平行，且每相鄰測(cè)線之間的最大距離小于精測(cè)范圍。當(dāng)型鋼的前端經(jīng)過(guò)測(cè)線時(shí)，光電傳感器發(fā)出信號(hào)，從而測(cè)出鋼長(zhǎng)的“整數(shù)部分”。鋼長(zhǎng)的“整數(shù)部分”加上“零數(shù)部分”即型鋼的總長(zhǎng)度。
本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果①由于是一種非接觸式、實(shí)時(shí)的型鋼在線自動(dòng)測(cè)長(zhǎng)儀，所以操作安全，勞動(dòng)強(qiáng)度小。
②由于測(cè)長(zhǎng)精度高，避免了用戶(hù)異議和經(jīng)濟(jì)損失。
③由于測(cè)長(zhǎng)速度快，而且能實(shí)時(shí)將每根型鋼的長(zhǎng)度顯示并打印出來(lái)，也可成批打印，因而極大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明。


圖1為本實(shí)用新型工作原理圖。其中1-精測(cè)裝置，1.1-CCD器件，1.2-透鏡，1.3-線光源；2-粗測(cè)裝置，2.1-點(diǎn)光源，2.2-光電傳感器；3-型鋼，4-矯直機(jī)，5-滾道，6-單片機(jī)，7-微機(jī)；L1-精測(cè)長(zhǎng)度，L2-粗測(cè)長(zhǎng)度，L0-精測(cè)零點(diǎn)與粗測(cè)第一根測(cè)線之間的長(zhǎng)度，L-總長(zhǎng)度。
1、精測(cè)采用線陣CCD進(jìn)行，即由精測(cè)裝置1完成。精測(cè)裝置1由CCD器件1.1、透鏡1.2、線光源1.3、單片機(jī)6組成。CCD器件1.1、透鏡1.2和光源1.3分別置于被測(cè)件型鋼3的兩邊，透鏡1.2置于CCD器件1.1的前邊，CCD器件1.1和單片機(jī)6相互電連接。CCD器件1.1采用日本SONY公司生產(chǎn)的TCD142型攝像機(jī)，具有2048個(gè)曝光像敏單元。透鏡1.2的焦距為50mm，視場(chǎng)角為40°，光學(xué)系統(tǒng)放大倍數(shù)β＝1/60。線光源1.3長(zhǎng)度為1200mm。上述條件可使精測(cè)范圍大于600mm。自線光源1.3發(fā)出的光的一部分可直接通過(guò)透鏡1.2投射到CCD器件1.1上，另一部分光則被型鋼3阻擋，無(wú)法到CCD器件1.1上。型鋼1.3的端點(diǎn)P經(jīng)透鏡1.2成像在CCD器件1.1靶面的Q點(diǎn)上。在Q點(diǎn)的左邊，CCD器件1.1在該區(qū)域的像元均為亮，輸出高電位；在Q點(diǎn)的右邊，CCD器件1.1在該區(qū)域內(nèi)的像元均為暗，輸出低電位，故可由CCD器件1.1和單片機(jī)6檢測(cè)Q的位置并算出型鋼3的端點(diǎn)P位置，從而求出精測(cè)長(zhǎng)度L1。
2、粗測(cè)由粗測(cè)裝置2完成。粗測(cè)裝置2由16條測(cè)線和單片機(jī)6組成，每條測(cè)線均由點(diǎn)光源2.1和光電傳感器2.2組成，分別置于被測(cè)件型鋼3的兩邊，光電傳感器2.2與單片機(jī)6相互電連接。點(diǎn)光源2.1由光電傳感器2.2所接收，當(dāng)光束被型鋼3阻擋時(shí)，光電傳感器2.2輸出高電位；而未被阻擋的光束則將光投射到光電傳感器2.2上，使光電傳感器2.2輸出低電位，每個(gè)光電傳感器2.2的輸出被單片機(jī)6相應(yīng)的I/O口接收。
3、當(dāng)型鋼的前端與某一光線重合，而型鋼的終端又在精測(cè)范圍內(nèi)時(shí)，在這瞬間是粗測(cè)和精測(cè)同時(shí)進(jìn)行測(cè)量的，由單片機(jī)6檢測(cè)型鋼前端與第幾根光線相遇，就可準(zhǔn)確地求出粗測(cè)的長(zhǎng)度L2。求得精測(cè)長(zhǎng)度L1和粗測(cè)長(zhǎng)度L2后，就可算出型鋼的總長(zhǎng)L＝L2＋L1＋L0另外，本實(shí)用新型還采取以下技術(shù)措施；①用磷砷化石激光器替代點(diǎn)光源2.1，可免去由透鏡組成的光學(xué)鏡筒。以往的光學(xué)鏡筒經(jīng)常壓壞撞壞，而磷砷化鎵激光器加上柱面透鏡后投射出一束線光源，將垂直向的、明亮細(xì)長(zhǎng)的光束投射到光敏器件的感光面上，故上下方向不需調(diào)整，只要在水平面上轉(zhuǎn)動(dòng)光源就可將光束對(duì)準(zhǔn)光敏器件的感光面，在可大大縮短檢修和調(diào)整時(shí)間。
②用1920個(gè)超高亮度燈光二極管組合成的光源替代日光燈光源1.3，由于日光燈的使用壽命短，且經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間使用后燈光亮度會(huì)降低，而超高亮度燈光二極管的使用壽命長(zhǎng)，使用壽命可達(dá)10000小時(shí)以上，無(wú)需經(jīng)常更換。
③將CCD器件1.1安裝在滾道5上，便于精測(cè)裝置1的調(diào)整。
通過(guò)上述三方面的改進(jìn)，可將型鋼長(zhǎng)度自動(dòng)測(cè)量?jī)x的實(shí)用性和可靠性大大提高。
本實(shí)用新型的技術(shù)指標(biāo)①測(cè)量范圍，可測(cè)量長(zhǎng)度在5至12.5米之間的型鋼。
②測(cè)量誤差，不大于3厘米。
③測(cè)量型鋼速度完成一根型鋼長(zhǎng)度測(cè)量的時(shí)間不大于0.002秒。
本實(shí)用新型可在千分之二秒的時(shí)間內(nèi)完成一根型鋼的長(zhǎng)度測(cè)量，單片機(jī)將測(cè)量得到的每根型鋼的長(zhǎng)度以串行通訊方式傳送至微機(jī)，微機(jī)將每根型鋼的長(zhǎng)度進(jìn)行存儲(chǔ)，打印，并統(tǒng)計(jì)出每天每個(gè)班組生產(chǎn)的型鋼的品種和數(shù)量，以及各種規(guī)格的鋼材的月產(chǎn)量。由于其測(cè)量精度高，效率高，可廣泛應(yīng)用于鋼材長(zhǎng)度的測(cè)量。
權(quán)利要求1.一種型鋼在線自動(dòng)測(cè)長(zhǎng)儀，其特征在于儀器主要由精測(cè)裝置(1)和粗測(cè)裝置(2)組成①精測(cè)裝置(1)由CCD器件(1.1)、透鏡(1.2)、線光源(1.3)、單片機(jī)(6)組成，CCD器件(1.1)、透鏡(1.2)和光源(1.3)分別置于被測(cè)件型鋼(3)的兩邊，透鏡(1.2)置于CCD器件(1.1)的前邊，CCD器件(1.1)和單片機(jī)(6)相互電連接；②粗測(cè)裝置(2)由16條測(cè)線和單片機(jī)(6)組成，每條測(cè)線均由點(diǎn)光源(2.1)和光電傳感器(2.2)組成，分別置于被測(cè)件型鋼(3)的兩邊，光電傳感器(2.2)均和單片機(jī)(6)相互電連接；③單片機(jī)(6)與微機(jī)(7)相互電連接。
2.按權(quán)利要求1所述的一種型鋼在線自動(dòng)測(cè)長(zhǎng)儀，其特征在于精測(cè)(1)的線光源采用燈光二極管組合而成。
3.按權(quán)利要求1所述的一種型鋼在線自動(dòng)測(cè)長(zhǎng)儀，其特征在于粗測(cè)裝置(2)的點(diǎn)光源(2.1)采用激光器。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種型鋼在線自動(dòng)測(cè)長(zhǎng)儀，涉及一種長(zhǎng)度測(cè)量，尤其適用于非接觸方式在生產(chǎn)流水線上自動(dòng)實(shí)時(shí)測(cè)定各種鋼材的長(zhǎng)度。為了改變型鋼人工測(cè)長(zhǎng)的落后現(xiàn)狀，本實(shí)用新型主要由用于粗測(cè)的光電檢測(cè)裝置和用于精測(cè)的CCD測(cè)長(zhǎng)裝置組成，并分別與單片機(jī)89C51的I/O口相連接。由于其測(cè)量精度高，效率高，可廣泛應(yīng)用于鋼材長(zhǎng)度的測(cè)量。
文檔編號(hào)B21B38/00GK2475482SQ0121246
公開(kāi)日2002年2月6日 申請(qǐng)日期2001年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月16日
發(fā)明者胡國(guó)慶, 戚克軍, 蔣幼華, 童止生 申請(qǐng)人:中國(guó)地震局地震研究所