摘要:本文主要介绍了应用于中厚板厂的
激光测厚仪的主要工作
原理及其结构,并介绍了激光测厚仪应用于生产线中的优点。
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l/ ~cSC-|$^& 关键词:测厚仪;激光;伺服电机
-qfd)A6] i051qpj 1、引言
pTUsdao^, ^*C6]*C}te 在热轧中厚板生产过程中,目前国内厂家普遍采用人工测量和控制板材的厚度。用人工方法测量和控制存在着精度差、成材率低等缺点,并且工人劳动强度大、工作环境恶劣、测量速度慢,使生产效率受到影响。因此热轧钢板生 产中的实时在线厚度测量和控制是非常重要的。
kr8NKZ/ Xfx(X4$ 9 激光自动测厚装置是用于热轧中厚板生产线在线连续测量板材厚度的非接触式精密测量控制设备,它克服了常规测量控制方式的缺陷,具有安全可靠、测量准确、实用性强、无辐射危害等独特的优点,可有效地改善测控环境。提高生产效率、提高成材率和产品质量。
U"-mLv"| >IfJ.g" 2.1、设备组成简述
M<7<L ",E6)r 激光测厚仪主要由C型测量车、计算机终端、动力控制箱等组成。下面分别介绍各个部分的组成。
:*tv`:;p =N<Hc:<t4 2.1.1、C型测量车
5yp~PhHf +<:p`% C型测量车是激光测厚仪的测量主体。C型车内主要安装有激光发射
系统、
光学接收系系统、信号处理系统、冷却水循环系统、机械传动系统、伺服电机和光电编码器等。
51`w.ri 9^0 'VRG 2.1.2、计算机控制终端简述
.)|jBC8|} *bn9j>|iv 计算机控制终端是激光测厚仪的中枢控制部分。所有的测量数据和控制信号都是通过它进行处理和发送的。它主要包括工业控制计算机、激光测厚仪数据采集接口板、
模拟量/数字量控制信号接口板、开关量接口板、网卡和光电编码器接口板等。
[KWF7GQi fouy?? 2.1.3、动力控制箱
S7aS Ut! wX#\\Jgi 伺服控制部分:包括计算机内的模拟量板、开关量板、码盘接口板和动力控制箱、伺服电机。
1|/2%IDUI Y+upZ@Ga 它是控制C型测量车移动的动力装置。内装有伺服电机驱动器,C型车的移动必须由计算机来指定是现场操作还是操作台控制或者是计算机自己控制。
dp)lHBV XT>e/x9' 2.2、设备组成关系图
BOL_kp" $0LlaN@e 图1描述了系统各组成部分的关系。
A40 -])'! G D[~4G -#<,i' 2.3、设备工作原理简述
sf\;|`} W7(OrA! 工作原理包括激光测厚仪工作原理、控制原理等。下面分别介绍各自的工作原理。
g?j"d{.9t U{>!`RN 3.1、激光测厚仪工作原理简述
)yJe h 2: pq|eiF 激光测厚仪的工作原理是基于三角测量的原理。上下两组激光发射系统将光斑分别投射到钢板的上下表面。接收系统将照射光斑的散射光成像于光电转换器件CCD上。计算机根据转换后的电信号计算出钢板上下表面的实时位置,然后将上下表面位置求差值即可测量的钢板瞬时厚度测量值。激光测厚仪的测量原理如图2所示:
>z^T~@m7l l*'8B)vN2 wO8^|Yf 激光测厚仪测量车包括激光发射系统、光学信号接收系统、信号处理系统等部分组成。
U45/%?kE) %Pa-fee 激光测厚仪的测量车在测量过程中进入辊道内。上下发射、接收系统位于辊道上下。当钢板通过测量位置时,上下发射系统的激
光束分别照射被测钢板的上下表面,接收系统将接收到的信号经过处理后传送给电路进行预处理。最后通过通讯接口将测量信号输入计算机终端处理和显示测量结果。
aE,x>I 7 D GmAE!+" 激光测厚仪发射系统完成激光束的发射和形成测量用的激
光线。
激光器发出的激光束经过准直形成测量光束,并投射在被测钢板的表面上,形成激光照射点。发射窗片是用石英光学玻璃制成,确保钢板的热辐射不能损坏它。接收系统将接收到的系统光信号转换处理后,经信号处理系统传送给计算机终端。计算机根据信号计算出钢板的实时厚度。
4i~;Ql WK;p[u?~xi 3.2、测量电路工作原理简述
q<hN\kBs r{%NMj 电路处理过程主要包括三个方面。第一是CCD器件的驱动电路。第二是CCD输出信号的处理过程。第三是计算机接口电路。
a$aI% {B\.8)&8 本信号处理板为测厚仪而设计,能驱动CCD板并能以A/D转换方式或电平切割方式处理信号,包括时钟电路、信号处理电路、A/D变换电路、数据采集电路、通讯电路和温度信号处理电路等部分,其中数字电路部分由单片机统一控 制,并配有看门狗电路和电路工作状态指示灯及检测信号输出端口,能保证电路连续可靠工作及方便调试和维修。
gmLw. |- [&{"1Z CCD器件是一种电荷耦合器件,它的正常工作需要相应的驱动信号。CCD器件的驱动电路就是通过电路产生CCD工作所需要的各种工作信号和正确的工作信号时序。时钟电路板是用来产生CCD正常工作所需要的各种驱动信号。ψSH是系统的采样频率。由于系统采用的CCD器件在信号饱和时是非对称溢出的,因此接收信号过强会导致的CCD原始输出信号饱和,同测厚仪一样会带来较大的系统测量误差。因此在调试过程中要求CCD原始输出信号不饱和。使CCD信号改变就是通过改变系统的采样频率。改变系统采样频率的方法是改变时钟板上分频器后的插拔位置。改变插拔位置是整倍改变系统的采样频率。采样频率的微调是通过改变ψSH产生电路中拨码开关的设置来调整。
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