專利名稱：成品鋼板幾何尺寸與板型在線測量系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于成品鋼板幾何尺寸與板型進行測量的系統，可用于生產
線上實現在線測量。
背景技術：
成品鋼板在生產的過程中，需要對長寬和厚度進行連續動態在線測量。現有技術 中，有采用激光多普勒測速方法來測量鋼板長度，但這種方法存在的問題就是測量不夠精 確，運行安全可靠性不強，而且如果激光多普勒速度傳感器的出現失調或損壞，會導致整個 系統無法工作，無法測量寬度和厚度點所在的長度方位。
實用新型內容針對現有技術存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種在不改變原有設備和 剪切工藝的基礎上，即可安裝使用，能夠精確的對精整剪切后的成品鋼板進行幾何尺寸測 量的系統。 本實用新型所采取的技術方案是一種成品鋼板幾何尺寸與板型在線測量系統， 包括 測寬/板形子系統其包括測寬激光器組合、測寬CCD攝像機組合和1號測寬/板 形計算機，測寬紅色激光器組合獲取的寬度方向激光束和測寬CCD攝像機組合獲得的鋼板 形狀的實時影像通過測寬視頻/數據電纜傳輸至1號測寬/板形計算機內的圖像數據采集 卡完成圖像數據的A/D轉換； 測長/板形子系統其包括測長激光器組合、測長CCD攝像機組合和2號測長/板 形計算機，測長綠色激光器組合獲取的寬度方向激光束和測長CCD攝像機組合獲得的鋼板 形狀的實時影像通過測長視頻/數據電纜傳輸至2號測長/板形計算機內的圖像數據采集 卡完成圖像數據的A/D轉換； 測厚/板形子系統其包括0D激光位移檢測器組合和3號測厚/板形計算機，0D
激光位移檢測器組合獲取的鋼板厚度/形狀數據通過測厚視頻/數據電纜傳輸至3號測厚
/板形計算機內的數據采集卡完成數據的A/D轉換； 數據交換機； 4號測量/控制主計算機； 1號測寬/板形計算機、2號測長/板形計算機內和3號測厚/板形計算機分別將 各自的數據進行測量、規劃和計算，然后分別將數據通過數據交換機輸入4號測量/控制主 計算機。 所述的成品鋼板幾何尺寸與板型在線測量系統，其包括顯示器，4號測量/控制主 計算機將獲得的測量數據通過測量數據線纜傳送至操作室內的顯示器和剪切機控制系統， 同時接入車間以太網。 所述的成品鋼板幾何尺寸與板型在線測量系統，所述的測寬/板形子系統中，測寬激光器組合由2臺激光器組成，測寬CCD攝像機組合由4臺CCD攝像機組成，其中每臺 CCD攝像機的視場為870mm，4臺CCD攝像機的視場相互之間有10mm的重疊覆蓋。 所述的成品鋼板幾何尺寸與板型在線測量系統，所述的測長/板形子系統中，測 長激光器組合由12臺激光器組成，測長CCD攝像機組合由12臺CCD攝像機組成，其中每臺 CCD攝像機的視場為2020mm， 10臺CCD攝像機的視場相互之間有10mm的重疊覆蓋。 所述的成品鋼板幾何尺寸與板型在線測量系統，所述的測厚/板形子系統中，0D 激光位移檢測器組合為五組，單臺測厚OD激光位移檢測器分辨率為0. OOlmm，單向測量精 度為0. 08mm。 所述的成品鋼板幾何尺寸與板型在線測量系統，所述1號測寬/板形計算機、2號 測長/板形計算機、3號測厚/板形計算機、數據交換機和4號測量/控制主計算機設置在 現場主機柜中。 所述的成品鋼板幾何尺寸與板型在線測量系統，在所述的CCD攝象機的鏡頭前表 面安裝了 一塊鍍有消靜電膜的保護玻璃。 所述的成品鋼板幾何尺寸與板型在線測量系統，所述的CCD攝象機安裝在由鋁和 復合材料制成的密封箱內，在該箱內設有雙向可逆式半導體致冷器和溫度傳感器組成的溫 度自動控制系統，該密封箱帶有防震系統。 本實用新型通過測寬/板形子系統、測長/板形子系統、測后/板形子系統三個子 系統，精確標定構成一個統一的鋼板三維尺寸/板形測量系統，完全達到所要求的測量精 度，優越之處在于三個子系統即可以單獨運行，亦可以一起運行，不會因為某一個子系統損 壞而影響另外兩個子系統運行，據有最大的冗余性。與采用激光多普勒測速方法來測量鋼 板長度，從而測量鋼板的三維尺寸和板形的方法相比，可以更好地提高測量精度，保證運行 的安全可靠。因為激光多普勒速度傳感器的失調和損壞會導致整個系統無法工作，這時其 無法測量寬度和厚度點所在的長度方位，本系統采用10個CCD攝像機連續測量，即使其中 1 2臺損壞，系統仍能通過數據過渡保證測量的完整性和可靠性，從而也保證了系統安全 的冗余性。
圖1為本實用新型的構成與工作原理圖； 圖2為測寬/板形子系統、測長/板形子系統和測厚/板形子系統的安裝結構圖。
具體實施方式
下面通過具體實施例對本實用新型作進一步詳細描述。 本實用新型的成品鋼板幾何尺寸與板型在線測量系統，如圖1所示，包括 測寬/板形子系統，如圖2所示，該測寬/板形子系統包括測寬紅色激光器組合2、 測寬CCD攝像機組合3和1號測寬/板形計算機(在圖1中)，該測寬/板行子系統安裝 時，在剪切機4后方安裝寬4000mm，長24000mm，高2000mm的絎架1，在絎架測寬后橫跨安裝 測寬紅色激光器組合2，對斜下方沿輥道橫向(鋼板寬度方向)投射沿寬度方向為3400mm 的紅色激光束。在絎架測寬前橫跨安裝測寬CCD攝像機組合3，對斜下方沿輥道橫向(鋼板 寬度方向)獲取寬度方向激光束和鋼板的實時影像(25幅/秒)。測寬激光器組合2由2臺激光器組成，測寬CCD攝像機組合3由4臺CCD攝像機組成。每臺CCD攝像機的視場為 870mm，4臺CCD攝像機的視場相互之間有10mm的重疊覆蓋由此來保證無縫測量和平差處 理。 單臺測寬攝像機分辨率=視場范圍/攝像機像素數=870/768 = 1. 13mm 寬度測量精度=1. 59mm 1. 59mm相當于±0. 78mm 獲取的寬度方向激光束和鋼板形狀的實時影像通過測寬視頻/數據電纜傳輸至1 號測寬/板形計算機內的圖像數據采集卡完成圖像數據的A/D轉換。 測長/板形子系統如圖2所示，該測長/板形子系統包括測長激光器組合5、測長 CCD攝像機組合6和2號測長/板形計算機(在圖1中)，在剪切機4后方安裝寬4000mm， 長24000mm，高2000mm的銜架，在銜架右側縱梁安裝測長綠色激光器組合5，對斜下方沿輥 道縱向(鋼板長度方向)投射沿長度方向為24400mm的綠色激光束。在絎架左側縱梁安裝 測長CCD攝像機組合6，對斜下方沿輥道縱向(鋼板長度方向)獲取長度方向激光束和鋼板 的實時影像(25幅/秒)。測長激光器組合5由12臺激光器組成，測長CCD攝像機組合6 由12臺CCD攝像機組成。每臺CCD攝像機的視場為2020mm， 10臺CCD攝像機的視場相互 之間有10mm的重疊覆蓋由此來保證無縫測量和平差處理。 單臺測寬攝像機分辨率=視場范圍/攝像機像素數=2020/768 = 2. 63mm 寬長測量精度=3. 72mm 3. 72mm相當于±1. 88mm 獲取的寬度方向激光束和測長CCD攝像機組合獲得的鋼板形狀的實時影像通過 測長視頻/數據電纜傳輸至2號測長/板形計算機內的圖像數據采集卡完成圖像數據的A/ D轉換； 測厚/板形子系統其包括0D激光位移檢測器組合7和3號測厚/板形計算機 (在圖1中)，在剪切機4后方安裝寬4000mm，長24000mm，高2000mm的絎方架，在絎架測厚 橫跨輥道的上和下方對稱安裝五組測厚OD激光位移檢測器組合，沿寬度方向均勻分布的 五條厚度檢測線，上下對稱測量鋼板的厚度/板形。寬度在3000mm以上的鋼板檢測5個方 位的厚度/板形，寬度在3000mm以下的鋼板檢測3個方位的厚度/板形。 單臺測厚OD激光位移檢測器分辨率為0. OOlmm，單向測量精度為0. 08mm， 厚度測量精度=0. 11mm 0. 11mm相當于± 0. 055mm 獲取的鋼板厚度/形狀數據通過測厚視頻/數據電纜傳輸至3號測厚/板形計算
機內的數據采集卡完成數據的A/D轉換。 數據交換機； 4號測量/控制主計算機； 其中，1號測寬/板形計算機、2號測長/板形計算機和3號測厚/板形計算、數據 交換機和4號測量/控制主計算機均安裝在安裝在一個具有防潮、防震、防塵的機柜內，機 柜安裝在精整線現場。1號測寬/板形計算機、2號測長/板形計算機和3號測厚/板形計 算機分別將各自的數據進行測量、規劃和計算，然后分別將數據通過數據交換機輸入4號 測量/控制主計算機，4號測量/控制主計算機將獲得的測量數據通過測量數據線纜傳送
5至操作室內的顯示器和剪切機控制系統，同時接入車間以太網。安裝在輥道處絎架上的測
量設備加有防護措施，保護設備安全運行，延長使用壽命。系統提供鋼板剪切長度的統計數
據，如最大長度、最小長度和平均長度，用于指導鋼板長度的剪切與修正。
由于現場的環境比較惡劣，必須對測量設備采取防護措施。現場溫度變化溫
度-15°C 60°C ，而CCD攝象機是半導體器件，使得CCD攝象機對溫度比較敏感。又因為現
場的粉塵、水汽以及震動較大，本測量設備安裝在一個由鋁和復合材料制成的密封箱內，隔
絕溫度、水汽與粉塵。箱內有雙向可逆式半導體致冷器和溫度傳感器組成的溫度自動控制
系統。保證箱內溫度控制在30士5t:。整個箱體帶有防震系統。軋板現場氧化皮和水汽多，
在隨熱空氣的上升期間粉塵相互碰撞摩擦而帶電，極易吸附在鏡頭表面。本測量設備的CCD
攝象機鏡頭前表面安裝了一塊鍍有消靜電膜的保護玻璃，可避免帶電粉塵的吸附。 本實用新型的三個子系統通過精確標定構成一個統一的鋼板三維尺寸/板形測
量系統，完全達到所要求的測量精度。優越之處在于三個子系統即可以單獨運行，亦可以一
起運行，不會因為某一個子系統損壞而影響另外兩個子系統運行，據有最大的冗余性。與采
用激光多普勒測速方法來測量鋼板長度，從而測量鋼板的三維尺寸和板形的方法相比，可
以更好地提高測量精度，保證運行的安全可靠。因為激光多普勒速度傳感器的失調和損壞
會導致整個系統無法工作，這時其無法測量寬度和厚度點所在的長度方位。本系統采用10
個CCD攝像機連續測量，即使其中1 2臺損壞，系統仍能通過數據過渡保證測量的完整性
和可靠性，從而也保證了系統安全的冗余性。 本測量系統的三維整體測量統一性表現在 1、通過對長度方向線激光圖像的處理，可在獲取厚度測量方位值的同時也得到在 長度方向的板形。 2、通過對寬度方向線激光圖像的處理，可在獲取厚度測量方位值的同時也得到在 寬度方向的板形。 3、通過對厚度方向線激光圖像的處理，可在獲取寬度測量方位值的同時也得到在 厚度方向的板形。 三維方向的尺寸與板形建立在一個統一的坐標系內，保證了測量的統一和真實。
權利要求一種成品鋼板幾何尺寸與板型在線測量系統，其特征在于包括測寬/板形子系統其包括測寬激光器組合、測寬CCD攝像機組合和1號測寬/板形計算機，測寬紅色激光器組合獲取的寬度方向激光束和測寬CCD攝像機組合獲得的鋼板形狀的實時影像通過測寬視頻/數據電纜傳輸至1號測寬/板形計算機內的圖像數據采集卡完成圖像數據的A/D轉換；測長/板形子系統其包括測長激光器組合、測長CCD攝像機組合和2號測長/板形計算機，測長綠色激光器組合獲取的寬度方向激光束和測長CCD攝像機組合獲得的鋼板形狀的實時影像通過測長視頻/數據電纜傳輸至2號測長/板形計算機內的圖像數據采集卡完成圖像數據的A/D轉換；測厚/板形子系統其包括OD激光位移檢測器組合和3號測厚/板形計算機，OD激光位移檢測器組合獲取的鋼板厚度/形狀數據通過測厚視頻/數據電纜傳輸至3號測厚/板形計算機內的數據采集卡完成數據的A/D轉換；數據交換機；4號測量/控制主計算機；1號測寬/板形計算機、2號測長/板形計算機和3號測厚/板形計算機分別將各自的數據進行測量、規劃和計算，然后分別將數據通過數據交換機輸入4號測量/控制主計算機。
2. 根據權利要求1所述的成品鋼板幾何尺寸與板型在線測量系統，其特征在于其包括顯示器，4號測量/控制主計算機將獲得的測量數據通過測量數據線纜傳送至操作室內 的顯示器和剪切機控制系統，同時接入車間以太網。
3. 根據權利要求1所述的成品鋼板幾何尺寸與板型在線測量系統，其特征在于所述的測寬/板形子系統中，測寬激光器組合由2臺激光器組成，測寬CCD攝像機組合由4臺CCD 攝像機組成，其中每臺CCD攝像機的視場為870mm，4臺CCD攝像機的視場相互之間有10mm的重疊覆蓋。
4. 根據權利要求1所述的成品鋼板幾何尺寸與板型在線測量系統，其特征在于所述 的測長/板形子系統中，測長激光器組合由12臺激光器組成，測長CCD攝像機組合由12臺 CCD攝像機組成，其中每臺CCD攝像機的視場為2020mm， 10臺CCD攝像機的視場相互之間有 10mm的重疊覆蓋。
5. 根據權利要求1所述的成品鋼板幾何尺寸與板型在線測量系統，其特征在于所述 的測厚/板形子系統中，0D激光位移檢測器組合為五組，單臺測厚0D激光位移檢測器分辨 率為0. OOlmm，單向測量精度為0. 08mm。
6. 根據權利要求l所述的成品鋼板幾何尺寸與板型在線測量系統，其特征在于所述l 號測寬/板形計算機、2號測長/板形計算機內、3號測厚/板形計算機、數據交換機和4號 測量/控制主計算機設置在現場主機柜中。
7. 根據權利要求3或4所述的成品鋼板幾何尺寸與板型在線測量系統，其特征在于 在所述的CCD攝象機的鏡頭前表面安裝了一塊鍍有消靜電膜的保護玻璃。
8. 根據權利要求3或4所述的成品鋼板幾何尺寸與板型在線測量系統，其特征在于 所述的CCD攝象機安裝在由鋁和復合材料制成的密封箱內，在該箱內設有雙向可逆式半導 體致冷器和溫度傳感器組成的溫度自動控制系統，該密封箱帶有防震系統。
專利摘要本實用新型公開了一種成品鋼板幾何尺寸與板型在線測量系統，包括測寬/板形子系統、測長/板形子系統、測厚/板形子系統數據交換機；4號測量/控制主計算機；1號測寬/板形計算機、2號測長/板形計算機和3號測厚/板形計算機分別將各自的數據進行測量、規劃和計算，然后分別將數據通過數據交換機輸入4號測量/控制主計算機。本實用新型的三個子系統即可以單獨運行，亦可以一起運行，不會因為某一個子系統損壞而影響另外兩個子系統運行，據有最大的冗余性，與采用激光多普勒測速方法來測量鋼板長度，從而測量鋼板的三維尺寸和板形的方法相比，可以更好地提高測量精度，保證運行的安全可靠。
文檔編號G01B11/06GK201488703SQ20092017532
公開日2010年5月26日 申請日期2009年8月25日 優先權日2009年8月25日
發明者仲思東, 何對燕, 周良川 申請人:周良川;仲思東;何對燕