[发明专利]一种用于在线检测钢卷位置的装置及检测方法

说明书

一种用于在线检测钢卷位置的装置及检测方法，包括底部框架、接触式测距机构，接触式测距机构共为3组，平行等距的安装在底部框架上，所述接触式测距机构包括驱动气缸、导杆组件、微动触头、位移传感器，所述微动触头连接在导杆组件的端部，驱动气缸驱动微动触头和导杆组件伸缩，所述位移传感器安装在导杆组件的尾部。与现有的技术相比，本发明的有益效果是：1)采用弹簧缓冲式滚子触头，配合行程开关触发测量的方式，可减少对触头组件的冲击和磨损，可实现长寿命、稳定的测量。2)算法中没有忽略滚子半径的影响，运算中采用了实际切点坐标而不是滚子中心坐标，提高了测量的精度。

技术领域

本发明涉及钢卷生产领域，尤其涉及一种用于在线检测钢卷位置的装置及检测方法。

背景技术

在带钢生产下卷系统中，立式钢卷(轴线铅垂方向)通常使用步进梁运输，步进梁多步行走后会产生累积位置误差，钢卷位置的偏差会导致步进梁偏载，且后续的自动打捆、喷号、贴标等工序需要知道钢卷的精确位置。因此需要一种在线检测钢卷位置的装置和方法。

现有检测钢卷位置的方法中，有些方法是借助激光测距技术的(如发明专利CN102853762B、CN102992003A)，该方法受激光束与被测表面的角度制约，同时不适合热轧钢卷的测量，热轧的现场环境比较恶劣，存在高温、粉尘、水气、弧光等干扰因素，容易造成检测误差甚至无法检测。实用新型专利CN201122091Y借助沿圆周方向呈90°分布的4个极限开关，实现圆心位置的测量，由于结构的限制，该结构的测量范围较小，同时虽然该结构中设置了隔热板来保护极限开关，但由于环境整体温度较高，会降低测量的稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于在线检测钢卷位置的装置及检测方法，实现精确、快速的测量钢卷位置和钢卷直径。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种用于在线检测钢卷位置的装置，包括底部框架、接触式测距机构，接触式测距机构共为3组，平行等距的安装在底部框架上，所述接触式测距机构包括驱动气缸、导杆组件、微动触头、位移传感器，所述微动触头连接在导杆组件的端部，驱动气缸驱动微动触头和导杆组件伸缩，所述位移传感器安装在导杆组件的尾部。

所述导杆组件包括导杆、导杆支座、直线轴承，导杆支座安装在底部框架上，直线轴承通过法兰与导杆支座固定连接，导杆安装在直线轴承孔内，导杆端部的内部设有3层阶梯孔结构，导杆端部设有法兰。

所述微动触头包括连接块、轴套、触头、滚轮、微动开关、销轴、弹簧、导向铜套，轴套的一端设有法兰，连接块安装在轴套的法兰上，并同时连接在导杆组件的导杆端部，导向铜套安装固定在轴套的另一端孔内，触头安装在导向铜套的孔内，并穿过轴套伸入到导杆中，弹簧套接在触头伸入到导杆中的一端上，滚轮通过销轴安装在触头前端，微动开关安装在连接块上，微动开关的触点伸入到轴套中，在轴套中微动开关触点所在位置处，触头与轴套之间留有一段空间。

一种用于在线检测钢卷位置的装置的检测方法，具体为：当钢卷到达测量工位后，驱动气缸带动导杆、触头同步运动，触头伸出，滚轮触及钢卷外圆后，触头微量回缩触发微动开关，同时气缸停止前进，并实时读取位移传感器的位移数据；以中间导杆轴线上的某一点为测量装置的坐标系原点O建立平面直角坐标系，触及钢卷边缘后的三个滚子的中心点分别为A、B、C，其中A点为中间触头的中心点，A点与坐标系y轴正向重合，C点与 y轴距离为L，B点与y轴距离为L，三个滚子与钢卷的切点与中心点A、B、C相对应分别为A₁、B₁、C₁，钢卷中心P点坐标和半径R的具体计算方法如下：

触头触及钢卷后，根据测量数据可知滚子中心的坐标：A(0,y₁)、B(L,y₂)、C(-L,y₃)，根据几何位置关系推导可得：