一種熱軋機(jī)軋輥軋制方向偏移量的在線檢測方法
【專利摘要】一種熱軋機(jī)軋輥軋制方向偏移量在線檢測的方法，屬于熱軋機(jī)軋輥檢測方法【技術(shù)領(lǐng)域】，用于精確地測定軋輥在軋制方向相對牌坊的偏移量。其技術(shù)方案是：以熱軋機(jī)牌坊作為參照物，以與牌坊相對靜止的可透光圓孔的光強(qiáng)中心作為牌坊位置特征點(diǎn)，在軋制過程中通過與軋輥相對靜止的CCD攝像機(jī)獲取牌坊位置特征點(diǎn)的圖像，通過與標(biāo)定距離相比較，計算牌坊特征點(diǎn)中心的實(shí)時物理坐標(biāo)，從而得到軋輥相對牌坊在軋制方向的偏移量。本發(fā)明的方法簡單實(shí)用、測試效果準(zhǔn)確可靠，為輥系調(diào)整、板形的精確控制提供可靠的偏移量校正數(shù)據(jù)，對于鋼板成材率的提高有重要意義。本發(fā)明解決了長期困擾生產(chǎn)的無法準(zhǔn)確測量軋輥軋制方向偏移量的難題，有極高的推廣使用價值。
【專利說明】一種熱軋機(jī)軋輥軋制方向偏移量的在線檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在線檢測熱軋機(jī)軋輥在軋制方向偏移量的方法，屬于熱軋機(jī)軋輥檢測方法【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]普通四輥熱軋機(jī)的軋輥輥系通常包括由上至下依次排列的上支承輥、上工作輥、下工作輥和下支承輥。上支承輥和下支承輥兩端分別安裝在各自的支承輥軸承座上，上工作輥和下工作輥兩端分別安裝在各自的工作輥軸承座上，支承輥軸承座和工作輥軸承座均安裝在一個機(jī)架牌坊內(nèi)，軸承座與機(jī)架間由墊片填在空隙位置，軋輥與其軸承座在軋制方向上相對靜止。正常工作情況下，軋輥軸承座相對機(jī)架在軋向上不能有大的偏移，更不允許有輥系交叉。
[0003]但軋機(jī)工作時，軋輥軸承座相對機(jī)架在軋制方向會有較大的偏移量，這種偏移量最大時接近20mm，且隨著軋制進(jìn)程周期性地變化。這種周期性的偏移對于軋制的控制帶來了一定的困難，也會使軸承磨損嚴(yán)重，對軋制部件的使用壽命也帶來嚴(yán)重影響。在中厚板軋制中如果輥系交叉，這種偏移會造成鐮刀彎加重且很難通過HAGC輥縫調(diào)節(jié)消除，板形無法精確控制，制約了鋼板成材率的提高。
[0004]目前在實(shí)際生產(chǎn)過程中，軋機(jī)工作時軋輥軋制方向偏移狀態(tài)一直沒有可以實(shí)時精確測量的方法，無法獲取生產(chǎn)過程中輥系的偏移狀態(tài)，無法為輥系調(diào)整、板形的精確控制提供可靠的偏移量校正數(shù)據(jù)，直接影響了生產(chǎn)，成為困擾熱軋鋼板質(zhì)量的難題，一直沒有得到有效的解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種熱軋機(jī)軋輥軋制方向偏移量的在線檢測方法，這種方法可以精確地測定軋輥在軋制方向相對牌坊的偏移量，獲取生產(chǎn)過程中輥系的偏移狀態(tài)，為輥系調(diào)整、板形的精確控制提供可靠的偏移量校正數(shù)據(jù)，對于鋼板成材率的
提高有重要意義。
[0006]解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是:
一種熱軋機(jī)軋輥軋制方向偏移量的在線檢測方法，它采用以下步驟進(jìn)行:
1.以軋機(jī)牌坊作為參照物，設(shè)定一個與軋機(jī)牌坊相對靜止的透光圓孔的光強(qiáng)中心作為牌坊位置特征點(diǎn)；
2.將CCD攝像機(jī)與軋輥固定連接，在軋制過程中通過CCD攝像機(jī)獲取牌坊位置特征點(diǎn)的圖像；
3.在牌坊位置特征點(diǎn)的一側(cè)設(shè)定標(biāo)定光孔，確定牌坊位置特征點(diǎn)與標(biāo)定光孔的幾何圓心距離；
4.確定牌坊位置特征點(diǎn)的透光圓孔平面與CCD攝像機(jī)鏡頭之間的距離，打開作為牌坊位置特征點(diǎn)透光圓孔后的光源，同時開啟標(biāo)定光孔后的光源； 5.在軋機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)下，通過C⑶攝像機(jī)同幀照片獲取牌坊位置特征點(diǎn)透光圓孔與標(biāo)定光孔圖像，并計算CCD攝像機(jī)獲取的圖像中兩光斑的像素距離；
6.設(shè)定時間-偏移量坐標(biāo)系，將CXD攝像機(jī)獲取的軋機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)下牌坊位置特征點(diǎn)透光圓孔的光斑的光強(qiáng)中心作為物理坐標(biāo)系O點(diǎn)，完成對牌坊特征點(diǎn)透光圓孔物理坐標(biāo)點(diǎn)的標(biāo)定；
7.軋制過程中進(jìn)行實(shí)時測量、實(shí)時處理CCD攝像機(jī)獲取的每幀照片中牌坊特征點(diǎn)的物理坐標(biāo)，所得偏移量正值為軋輥偏離靜止?fàn)顟B(tài)下位置一側(cè)的偏移量，所得偏移量為負(fù)值為軋輥偏離靜止?fàn)顟B(tài)下另一側(cè)的偏移量。
[0007]上述熱軋機(jī)軋輥軋制方向偏移量的在線檢測方法，所述牌坊位置特征點(diǎn)的透光圓孔直徑大小為0.01mnT2mm，透光圓孔與軋機(jī)牌坊之間采用剛性支架連接，且透光方向垂直于軋制長度方向和軋制厚度方向，透過的光為可見光。
[0008]上述熱軋機(jī)軋輥軋制方向偏移量的在線檢測方法，所述CCD攝像機(jī)與軋輥剛性連接，CCD攝像機(jī)的攝像頭方向垂直于軋制長度方向和軋制厚度方向，并與作為牌坊位置特征點(diǎn)的透光圓孔相對，(XD攝像機(jī)的攝像頭與透光圓孔的距離為5cnT200cm。
[0009]上述熱軋機(jī)軋輥軋制方向偏移量的在線檢測方法，所述標(biāo)定光孔與牌坊位置特征點(diǎn)的透光圓孔的距離為IcnTlOcm,標(biāo)定光孔的圓孔直徑為0.01mnT2mm,且透光方向垂直于軋制長度方向和軋制厚度方向，透過光為可見光。
[0010]本發(fā)明的有益之處在于:
本發(fā)明設(shè)置了與軋機(jī)牌坊相對靜止的透光圓孔的光強(qiáng)中心作為牌坊位置特征點(diǎn)，在軋制過程中通過與軋輥相對靜止的CCD攝像機(jī)獲取牌坊位置特征點(diǎn)的實(shí)時圖像，通過計算牌坊特征點(diǎn)中心的實(shí)時物理坐標(biāo)，確定相機(jī)鏡頭相對于牌坊位置特征點(diǎn)軋制方向的位移量，從而得到軋輥相對軋機(jī)牌坊在軋制方向的偏移量。本發(fā)明可以在軋輥兩側(cè)同時進(jìn)行測量，獲取生產(chǎn)過程中輥系的偏移狀態(tài)，為輥系調(diào)整、板形的精確控制提供可靠的偏移量校正數(shù)據(jù)，對于鋼板成材率的提高有重要意義。本發(fā)明構(gòu)思巧妙、結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用、測試效果準(zhǔn)確可靠，解決了長期困擾生產(chǎn)的無法準(zhǔn)確測量熱軋機(jī)軋輥軋制方向偏移量的難題，在本行業(yè)中有極高的推廣使用價值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的測試狀態(tài)示意圖；
圖2是一個實(shí)施例的絕對偏差分布圖；
圖3是一個實(shí)施例的軋向?qū)嶋H偏移量檢測結(jié)果圖。
[0012]圖中標(biāo)記如下:軋機(jī)軋輥軸承座1、軋機(jī)牌坊2、CXD攝像機(jī)3、透光圓孔4、標(biāo)定光孔5、剛性支架6、圖像采集7、計算機(jī)分析處理8、軋輥9。
【具體實(shí)施方式】
[0013]本發(fā)明以熱軋機(jī)牌坊作為參照物，以與牌坊相對靜止的可透光圓孔的光強(qiáng)中心作為牌坊位置特征點(diǎn)，在軋制過程中通過與軋輥相對靜止的CCD攝像機(jī)獲取牌坊位置特征點(diǎn)的圖像，通過與標(biāo)定距離相比較，計算牌坊特征點(diǎn)中心的實(shí)時物理坐標(biāo)，確定相機(jī)鏡頭相對于牌坊位置特征點(diǎn)軋制方向的位移量，從而得到軋輥相對牌坊在軋制方向的偏移量。[0014]這種方法采取以下步驟具體實(shí)施:
(I)以軋機(jī)牌坊2作為參照物，設(shè)定一個與軋機(jī)牌坊2相對靜止的透光圓孔4的光強(qiáng)中心作為牌坊位置特征點(diǎn)，作為牌坊位置特征點(diǎn)的透光圓孔4直徑大小為0.01mnT2mm，與軋機(jī)牌坊2之間采用剛性支架6連接，且連接透光方向垂直于軋制長度方向和軋制厚度方向，透過的光為可見光。
[0015](2)將CXD攝像機(jī)3與軋輥固定連接，攝像頭方向垂直于軋制長度方向和軋制厚度方向，并與所述作為牌坊位置特征點(diǎn)的透光圓孔4相對，距離5cnT200Cm，在軋制過程中通過CCD攝像機(jī)3獲取牌坊位置特征點(diǎn)的圖像。
[0016](3)在牌坊位置特征點(diǎn)的一側(cè)設(shè)定標(biāo)定光孔5，確定牌坊位置特征點(diǎn)與標(biāo)定光孔5的幾何圓心距離。本發(fā)明的一個實(shí)施例的牌坊位置特征點(diǎn)的透光圓孔4與標(biāo)定光孔5的圓心距離為IcnTlOcm,標(biāo)定光孔5圓孔直徑0.01mnT2mm,透過光為可見光。
[0017](4)透光圓孔4和標(biāo)定光孔5后均有可見光光源，測試時打開作為牌坊位置特征點(diǎn)透光圓孔4后的光源，同時開啟標(biāo)定光孔5后的光源。
[0018](5)在軋機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)下，采用CXD攝像機(jī)3同幀照片獲取牌坊位置特征點(diǎn)透光圓孔4與標(biāo)定光孔5圖像。并計算CXD攝像機(jī)3獲取的圖像中兩光斑的像素距離。
[0019](6)設(shè)定時間-偏移量坐標(biāo)系，將CXD攝像機(jī)3獲取的軋機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)下牌坊位置特征點(diǎn)光斑的光強(qiáng)中心作為物理坐標(biāo)系O點(diǎn)，完成對牌坊特征點(diǎn)透光圓孔4物理坐標(biāo)點(diǎn)的標(biāo)定，關(guān)閉標(biāo)定光孔5的光源。
[0020](7)軋制過程中進(jìn)行實(shí)時測量、實(shí)時處理CXD攝像機(jī)3獲取的每幀照片中牌坊特征點(diǎn)的物理坐標(biāo)，所得偏移量正值為軋輥偏離靜止?fàn)顟B(tài)下位置一側(cè)的偏移量，所得偏移量為負(fù)值為軋輥偏離靜止?fàn)顟B(tài)下另一側(cè)的偏移量。
[0021]本發(fā)明的一個實(shí)施案如下:
在某350熱軋機(jī)軋輥一側(cè)進(jìn)行在線檢測。與牌坊相對靜止的透光圓孔4直徑大小為
0.1mm，與軋機(jī)牌坊2之間采用剛性支架6連接，且連接透光方向垂直于軋制長度方向和軋制厚度方向；
標(biāo)定光孔5圓孔直徑0.1mm,且標(biāo)定光孔5與牌坊特征點(diǎn)提取用透光圓孔4的幾何圓心距離0.8mm ；
透光圓孔4平面與CXD攝像機(jī)3攝像頭距離10cm，CXD攝像機(jī)3為130萬像素黑白工業(yè)相機(jī)，幀率15幀/秒。
[0022](XD攝像機(jī)3與圖像采集7、計算機(jī)分析處理8相連接。
[0023]共軋制6塊不同鋼種熱軋板，軋制過程為可逆軋制，分別為6?10道次。經(jīng)穩(wěn)定性測試絕對偏差量全部集中在0.075mm范圍內(nèi)，經(jīng)在線檢測，軋輥一側(cè)相對牌坊軋向偏移在-0.15mnT0.15mm范圍內(nèi)，且隨著軋制方向的改變也具有相同的偏移趨勢。
[0024]絕對偏差分布見附圖2，軋向?qū)嶋H偏移量檢測結(jié)果見附圖3，附圖3中的X為軋向偏移量，F(xiàn)為對應(yīng)道次軋制力。
【權(quán)利要求】
1.一種熱軋機(jī)軋輥軋制方向偏移量的在線檢測方法，其特征在于:它采用以下步驟進(jìn)行: a.以軋機(jī)牌坊(2)作為參照物，設(shè)定一個與軋機(jī)牌坊(2)相對靜止的透光圓孔(4)的光強(qiáng)中心作為牌坊位置特征點(diǎn)； b.將CXD攝像機(jī)(3)與軋輥固定連接，在軋制過程中通過CXD攝像機(jī)(3)獲取牌坊位置特征點(diǎn)的圖像； c.在牌坊位置特征點(diǎn)的一側(cè)設(shè)定標(biāo)定光孔(5)，確定牌坊位置特征點(diǎn)與標(biāo)定光孔(5)的幾何圓心距離； d.確定牌坊位置特征點(diǎn)的透光圓孔(4)平面與CXD攝像機(jī)(3)鏡頭之間的距離，打開作為牌坊位置特征點(diǎn)透光圓孔(4)后的光源，同時開啟標(biāo)定光孔(5)后的光源； e.在軋機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)下，通過CXD攝像機(jī)(3)同幀照片獲取牌坊位置特征點(diǎn)透光圓孔(4)與標(biāo)定光孔(5)圖像，并計算CCD攝像機(jī)(3)獲取的圖像中兩光斑的像素距離； f.設(shè)定時間-偏移量坐標(biāo)系，將CXD攝像機(jī)(3)獲取的軋機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)下牌坊位置特征點(diǎn)透光圓孔(4)光斑的光強(qiáng)中心作為物理坐標(biāo)系O點(diǎn)，完成對牌坊特征點(diǎn)透光圓孔(4)物理坐標(biāo)點(diǎn)的標(biāo)定； g.軋制過程中進(jìn)行實(shí)時測量、實(shí)時處理CCD攝像機(jī)(3)獲取的每幀照片中牌坊特征點(diǎn)的物理坐標(biāo)，所得偏移量正值為軋輥偏離靜止?fàn)顟B(tài)下位置一側(cè)的偏移量，所得偏移量為負(fù)值為軋輥偏離靜止?fàn)顟B(tài)下另一側(cè)的偏移量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱軋機(jī)軋輥軋制方向偏移量的在線檢測方法，其特征在于:所述牌坊位置特征點(diǎn)的透光圓孔(4)直徑大小為0.01mnT2mm，透光圓孔(4)與軋機(jī)牌坊(2)之間采用剛性支架(7)連接，且透光方向垂直于軋制長度方向和軋制厚度方向，透過的光為可見光。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱軋機(jī)軋輥軋制方向偏移量的在線檢測方法，其特征在于:所述CCD攝像機(jī)(3)與軋輥剛性連接，CCD攝像機(jī)(3)的攝像頭方向垂直于軋制長度方向和軋制厚度方向，并與作為牌坊位置特征點(diǎn)的透光圓孔(4)相對，CCD攝像機(jī)(3)的攝像頭與透光圓孔(4)的距離為5cnT200cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱軋機(jī)軋輥軋制方向偏移量的在線檢測方法，其特征在于:所述標(biāo)定光孔(5)與牌坊位置特征點(diǎn)的透光圓孔(4)的距離為IcnTlOcm，標(biāo)定光孔(5)的圓孔直徑為0.0 lmnT2mm,且透光方向垂直于軋制長度方向和軋制厚度方向，透過光為可見光。
【文檔編號】B21B38/00GK103962394SQ201410140077
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月10日
【發(fā)明者】張曉力, 陳文 , 張鵬, 劉宏強(qiáng) 申請人:河北鋼鐵股份有限公司