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超高精度應自動化測徑儀檢測原理

知識百科

在鋼鐵工業生產中 ， 傳統的圓鋼測徑方法有很多 ， 如利用尺寸工具抽樣檢測、電磁式接觸測量等 。 用尺寸工具測量 ， 精度不夠且速度很慢；用電磁式測量是接觸式測量 ， 測量比較麻煩且精度和速度也難以得到保證 。 CCD電荷耦 合器件廣泛應用于圖像掃描、非接觸式尺寸檢測、位移測 定條形碼讀出等光電探測和光電成像領域 。 具有自掃描、 精度高、靈敏度高、光譜響應量寬等優點 。 CCD非接觸式圓鋼光電自動化測徑儀是一種基于CCD光電檢測技術的非接觸式圓鋼專用自動化測徑裝置 ， 它具有非接觸、速度 快、精度高、自動測量等優點 ， 可以在光線暗、高溫、高速等惡劣條件下 ， 在生產線上動態無損地實時監控圓鋼線徑的微小變化 ， 具有較高的實用價值 。

超高精度應自動化測徑儀檢測原理

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    1、測量原理
發射鏡頭內置一個點光源 ， 點光源發出的光通過透鏡系統（即鏡片組）后形成準直平行光視場 。 準直平行光直接射向接收鏡頭 ， 經過接收鏡頭內的透鏡系統后聚焦 ， 通過位于焦點位置的光闌小孔后在CCD芯片上成像 。 當視場中通過被測物時 ， 被測物遮擋的部位將在CCD上出現一個邊界清晰的陰影 。 CCD芯片是測頭部件中的光電轉換元件 ， 它可以將接收到的光信號轉換成電信號 。 電信號由信號采集電路接收、放大 ， 再進行數字化處理后向上位機傳輸 。
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CCD的行同步脈沖FC和標準脈沖SP與輸出信號U 。 的關系如圖2（a）所示、放入工件后 ， 在行同步脈沖FC 中間的U 。 波形部分時段變成了低電平 ， 低電平的寬度隨工件直徑尺寸線性變化 ， 如圖（2b）所示 。 在每個行脈沖FC周期內對U 。 進行信號處理 ， 為后續的脈沖計數做好準備 。
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    2、測頭構成
由于圓鋼生產中 ， 其截面并非正圓 ， 因此不圓度也是其一項重要檢測項目 ， 為了實現更高性能的檢測 ， 自動化測徑儀以八組光電測頭實現圓鋼直徑尺寸的全方位檢測 。 自動化測徑儀是測量一個同一截面八個方向上的線徑尺寸 ， 并且由于生產中的圓鋼伴隨著扭動 ， 使得測徑儀可全方位的檢測圓鋼的截面信息 ， 并得到橢圓度信息 ， 及截面圖信息 ， 基本可以反映軋材的真實截面尺寸 ， 截面圖可以清晰的看到圓鋼同一截面的生產狀態 ， 測頭的分布方式與其測量的截面尺寸方向如下圖所示 。
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    3、軟件系統
測徑儀配備專業研發的軟件系統 ， 根據線材種類不同 ， 測量系統分為"圓鋼測量系統"和"螺紋鋼測量系統"兩種 。 本文主要介紹的是圓鋼測量系統 。
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在線顯示方式
（1） 棒材的斷面部分描述由八軸的當前測量值決定 。 相同的窗體以數字形式顯示當前測量值 。 超差時 ， 所對應的窗體數字將變為紅色 。
（2）顯示同一截面的最大直徑、最小直徑、平均直徑、橢圓度 ， 超差同樣數字變為紅色 。
（3）截面圖：顯示同一截面的狀態 ， 兩個紅色線之間則為正常 ， 超過則為不合格 ， 截面圖可清晰的看出棒材的截面狀態 。
（4） 趨勢圖：以時間軸為單位 ， 可以查看整根棒材的不同時刻的狀態 ， 對整根棒材進行把握 。
（5） 波動圖：以時間軸為單位 ， 分別顯示八個測量方向上棒材生產的波動狀態 ， 并可對任一時刻相應的直徑狀況進行觀察 。
（6） 缺陷圖：可以觀察到八路測量值的超差類型 ， 在軋制現場可以十分形象、及時地得到棒材的軋制缺陷分布 ， 特別是軋材的頭尾缺陷特征 ， 及其延續的長度 ， 從而適度地調整軋制的工藝配置 。
（7） 存儲數據的全屏顯示：可長期存儲歷史數據 ， 時間長達一年以上 ， 可將歷史數據以Excel表格形式導出 。
（8） 在主界面可以顯示所測棒材型號、標稱直徑值、允許正公差、允許負公差、熱膨脹系數、電路板溫度等信息 。
結語
自動化測徑儀為軋鋼廠提高產品產量、質量和自動化水平提供可能 。 自動化測徑儀采用多軸進行測量 ， 使其可檢測同一截面的尺寸 ， 同時無旋轉部件 ， 提高了使用壽命及減少已損壞部件 ， 自動化測徑儀的使用為軋鋼廠帶來了檢測便利的同時 ， 提升廠家的自動化水平 ， 并對產品的質量進行了精準監測 。
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