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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410824832.5 (22)申请日 2014.12.27 B21B 38/04(2006.01) B21B 37/16(2006.01) (71)申请人 陆余圣 地址 225309 江苏省泰州市海陵区青年南路 怡和花园 4 栋 203 室 (72)发明人 陆余圣 孙鑫 (54) 发明名称 一种用于轧制机的激光位移感应装置及其使 用方法 (57) 摘要 本发明为一种用于轧制机的激光位移感应装 置及其使用方法， 包括分别设置于轧辊前后两侧 的两套激光测厚仪组件， 所述激光测厚仪组件从 轧制线两侧对带材进行双向测距， 所述两套激光 测。
2、厚仪组件与所述轧制机的计算机中枢电连接。 本发明通过轧制位置两侧的带材激光测厚， 可以 对带材的厚度变化进行及时精确的反馈， 测控精 度能够达到 0.01m， 动态优于 0.015%， 采样 时间小于 0.5ms， 检测范围 030mm， 检测响应频率 14100HZ。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (10)申请公布号 CN 104492828 A (43)申请公布日 2015.04.08 CN 104492828 A 1/1 页 2 1.一种用于轧制机的激光位移感应装置， 其特征在于 ： 包括分别设置。
3、于轧辊前后两侧 的两套激光测厚仪组件， 所述激光测厚仪组件从轧制线两侧对带材进行双向测距， 所述两 套激光测厚仪组件与所述轧制机的计算机中枢电连接。 2.根据权利要求 1 所述的用于轧制机的激光位移感应装置， 其特征在于 ： 所述每套激 光测厚仪组件包括测量带材两侧厚度的两对四台激光测厚仪， 每对激光测厚仪测量带材同 一位置的两侧距离。 3.根据权利要求 2 所述的用于轧制机的激光位移感应装置， 其特征在于 ： 所述激光测 厚仪包括沿轧制线法向发射激光的激光发生器、 光轴与轧制线法向呈一定角度的光敏接收 器以及垂直于所述光轴设置的成像透镜。 4.根据权利要求 3 所述的用于轧制机的激光位移感应。
4、装置， 其特征在于 ： 所述两套激 光测厚仪组件结构对称。 5.根据权利要求 1-4 任一用于轧制机的激光位移感应装置的使用方法， 其特征在于 ： 所述激光测厚仪组件通过采集得到带材两侧的距离信息计算出带材厚度的单边公差和曲 线差， 并把结果转化为电信号输送给所述计算机中枢， 所述计算机中枢依照受到的电信号 实时调整轧制压力和摇摆装置的摇摆幅度。 权 利 要 求 书 CN 104492828 A 2 1/3 页 3 一种用于轧制机的激光位移感应装置及其使用方法 技术领域 0001 本发明涉及轧制机技术领域， 特别涉及一种用于轧制机的激光位移感应装置及其 使用方法。 背景技术 0002 柔性轧制。
5、是指将组织性能在线优化控制技术应用于轧制过程， 用同一种成分的坯 料来生产不同性能的产品， 简化炼钢和连铸的操作和管理， 利用对钢材性能柔性的控制实 现轧制生产的大规模定制。 其特点是可显著降低生产工序成本， 简化炼钢和连铸的操作和 管理， 是未来钢铁生产技术的发展趋势。 0003 柔性轧制过程可用于生产厚度周期性改变的金属带。 原本收卷的带状材料经送料 辊滚动送出， 经过滚动后的带状材料随张紧作用力上下变化进行应力释放， 然后以相对平 整的姿态进入轧辊间进行轧制， 然后再经过收料滚动辊输送至收料卷筒上。 各自的送、 收料 滚动系统可进行换向， 经过一定顺序处理后， 带材成为具有不同壁厚或随必。
6、要几何形状变 化的薄料卷材。带材经过轧辊的轧制后可能存在相对于原始厚度 50% 的变化， 通过改变轧 制时的张紧力以及带材的运输速度可以导致这种变化， 这就需要通过实时监测带材进出轧 辊的厚度为依据来进行过程控制。 然而现有技术中轧制机的测厚装置无法达到很高的测量 精度和响应速度， 并且它对翘曲度 （镰刀弯） 信息无力支持， 这会导致在厚度、 板型上无法满 足一些高精密产品的需要。 0004 因此， 有必要提供一种新的测厚装置和方法来解决上述问题。 发明内容 0005 本发明的主要目的在于提供一种用于轧制机的激光位移感应装置及其使用方法。 0006 本发明通过如下技术方案实现上述目的 ： 一种。
7、用于轧制机的激光位移感应装置， 包括分别设置于轧辊前后两侧的两套激光测厚仪组件， 所述激光测厚仪组件从轧制线两侧 对带材进行双向测距， 所述两套激光测厚仪组件与所述轧制机的计算机中枢电连接。 0007 具体的， 所述每套激光测厚仪组件包括测量带材两侧厚度的两对四台激光测厚 仪， 每对激光测厚仪测量带材同一位置的两侧距离。 0008 具体的， 所述激光测厚仪包括沿轧制线法向发射激光的激光发生器、 光轴与轧制 线法向呈一定角度的光敏接收器以及垂直于所述光轴设置的成像透镜。 0009 具体的， 所述两套激光测厚仪组件结构对称。 0010 用于轧制机的激光位移感应装置的使用方法， 所述激光测厚仪组件通。
8、过采集得到 带材两侧的距离信息计算出带材厚度的单边公差和曲线差， 并把结果转化为电信号输送给 所述计算机中枢， 所述计算机中枢依照受到的电信号实时调整轧制压力和摇摆装置的摇摆 幅度。 0011 与现有技术相比， 本发明用于轧制机的激光位移感应装置及其使用方法的有益效 果在于 ： 说 明 书 CN 104492828 A 3 2/3 页 4 1、 通过轧辊两侧的带材激光测厚， 可以对带材的厚度变化进行及时精确的反馈， 测控 精度能够达到 0.01m ； 2、 带材同一位置两侧激光测厚仪能够利用采集到的到带材表面的距离来计算出带材 厚度的单边公差和曲线差， 以提供带材关于厚度均匀度和翘曲度 （镰刀。
9、弯） 的检测数据 ； 3、 光敏接收器可以利用激光发生器投射在带材上的光斑进行成像位置的检测， 然后换 算出激光发生器到带材表面的距离 ； 4、 两套激光测厚仪组件结构对称可确保检测的位置前后对应。 附图说明 0012 图 1 为本发明用于轧制机的激光位移感应装置的局部立体图 ； 图 2 为图 1 中 A-A 剖视图 ； 图 3 为激光测厚原理图。 0013 图中数字表示 ： 1- 激光测厚仪组件， 11a- 激光测厚仪 （左上） ， 11b- 激光测厚仪 （左下） ， 11c- 激光测 厚仪 （右上） ， 11d- 激光测厚仪 （右下） ， 111- 激光发射器， 112- 成像透镜， 11。
10、3- 光敏接收器， 2- 轧辊， 3- 带材， 4- 轧制线。 具体实施方式 0014 下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。 0015 如图1、 图2所示， 本发明的一种用于轧制机的激光位移感应装置， 包括分别带材3 轧制位置前后两侧结构对称设置的两套激光测厚仪组件1， 激光测厚仪组件1从轧制线4两 侧对带材 3 进行双向测距， 两套激光测厚仪组件 1 与轧制机的计算机中枢电连接。每套激 光测厚仪组件1包括测量带材3两侧厚度的两对四台激光测厚仪11a、 11b、 11c、 11d， 每对激 光测厚仪 （11a 对 11b 或 11c 对 11d） 测量带材 3 同一位置的两侧距离。激光。
11、测厚仪组件 1 通过采集得到带材 3 两侧的距离信息计算出带材 3 厚度的单边公差和曲线差， 并把结果转 化为电信号输送给计算机中枢， 计算机中枢依照受到的电信号实时调整轧制压力和摇摆装 置的摇摆幅度。 0016 如图 2 所示， 相对的激光测厚仪 （11a 对 11b 或 11c 对 11d） 之间有个定义的厚度 C， 每个激光测厚仪可以测得从每个激光发射器 111 到带材 3 表面的距离， 则有 ： 带材 3 左侧厚度 ：I=C-A-B 带材 3 右侧厚度 ：I =C-A -B 式中 ： A激光测厚仪 11a 到带材 3 距离 B激光测厚仪 11b 到带材 3 距离 A激光测厚仪 11c 。
12、到带材 3 距离 B激光测厚仪 11d 到带材 3 距离 带材 3 单边公差 ：N=I- I 带材 3 曲线差 ： 说 明 书 CN 104492828 A 4 3/3 页 5 带材 3 的单边公差可以表征带材 3 的厚度均匀度， 带材 3 的曲线差可以表征带材 3 的 翘曲度 （镰刀弯） 。 0017 如图 3 所示， 激光测厚仪包括沿轧制线法向发射激光的激光发生器、 光轴与轧制 线法向呈一定角度的光敏接收器以及垂直于所述光轴设置的成像透镜。 激光测厚仪的测光 原理为激光发射器 111 射出的激光束在被测物上产生亮斑， 亮斑散射而出的光线透过成像 透镜 112 投射到光敏接收器 113 屏幕。
13、上， H 为激光发射器 111 发射的光路与光敏接收器 113 光轴交点到激光发射器 111 的距离， 以这个交点为基准位置， 当被测物表面经过交点时， 亮 斑在光敏接收器 113 上的成像位置为 O 点， 当被测物表面沿激光的距离与交点差距为 H 时， 成像位置到 O 点距离为 X。利用三角测量位移的原理有 ： 式中 ： 激光发射器 111 发射的光路与光敏接收器 113 光轴的内夹角角度 实际亮斑位置与成像位置连线同光敏接收器 113 光轴的内夹角角度 L亮斑标准位置到成像透镜 112 的距离 L成像标准位置到成像透镜 112 的距离 联立化简得 ： 。 0018 因此， 测量得到的距离 。
14、H 与 无关， 而 、 L、 L 这三个参数是可定义的系统结 构参数， 所以H仅与X这一个变量相关， 通过X的数值和相应的程序运算即可监控H， 相 应的激光测厚仪通过 H+H 计算分别得到 A、 B、 A 、 B 所指代的距离， 继而判断带材 3 的单 边公差与曲线差。 0019 由于激光产生的亮斑很小， 反应快， 因此， 每个位置距离测算精度极高， 甚至能够 达到0.01m， 动态优于0.015%， 采样时间小于0.5ms， 检测范围030mm， 检测响应频率 14100HZ。 0020 以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说， 在不 脱离本发明创造构思的前提下， 还可以做出若干变形和改进， 这些都属于本发明的保护范 围。 说 明 书 CN 104492828 A 5 1/2 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 104492828 A 6 2/2 页 7 图 3 说 明 书 附 图 CN 104492828 A 7 。