多軸測(cè)量方法的測(cè)徑儀

熱軋鋼材直徑的在線動(dòng)態(tài)檢測(cè)，需要考慮到生產(chǎn)帶來(lái)的環(huán)境因素及熱軋鋼材自身的因素帶來(lái)的困難，如：鋼材軋制過(guò)程中的強(qiáng)烈振動(dòng)，以及鋼材外表氧化物、現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)電磁場(chǎng)和光、熱等因素對(duì)檢測(cè)工作的擾騷。同時(shí)，鋼材所需要了解到的也不僅僅是外徑值，還包括橢圓度、斷面形狀等信息。

截面輪廓形狀測(cè)量方法比較棒、線材的截面輪廓形狀可用三種方法獲取。

原理說(shuō)明

擺動(dòng)測(cè)量方法

用單(或雙)軸測(cè)徑儀繞被測(cè)棒、線材的軸旋轉(zhuǎn)180°(或90°)即可得到圓周的全部投影。由于往復(fù)擺動(dòng)時(shí)，光機(jī)系統(tǒng)每擺一次都受到一次機(jī)械沖擊，為了降低沖擊力，擺動(dòng)速度必須盡量慢。目前較快的測(cè)一截面要3～6s，換向的停頓還有一段時(shí)間延遲。

這對(duì)于軋速達(dá)100m/s的高線，即測(cè)量螺旋截面的螺距長(zhǎng)達(dá)300～600m，在其中的軸向缺陷將被大量漏測(cè)，更無(wú)法實(shí)現(xiàn)“頭”“尾”段的缺陷、工藝參量的檢測(cè)。它只適用于軸向速度很慢的生產(chǎn)線作外徑輪廓測(cè)量，而不適用于快速運(yùn)動(dòng)物體的外形測(cè)量。

旋轉(zhuǎn)測(cè)徑方法

它避開(kāi)了擺動(dòng)法往返回?cái)[的沖擊力的限制，連續(xù)圍繞被測(cè)物旋轉(zhuǎn)，目前最高轉(zhuǎn)速可達(dá)200r/min，測(cè)量截面6.6個(gè)/s。測(cè)量頭旋轉(zhuǎn)必須保持光學(xué)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，否則由于機(jī)械慣量的作用力，長(zhǎng)期旋轉(zhuǎn)會(huì)造成光學(xué)測(cè)量值的變化。這種方法只能測(cè)出螺旋截面尺寸，無(wú)法得到同截面尺寸。當(dāng)線速達(dá)100m/s時(shí)螺旋截面的螺距達(dá)15m。這種方式的機(jī)械系統(tǒng)比擺動(dòng)方式壽命長(zhǎng)(沒(méi)有每次擺動(dòng)的沖擊)。但因測(cè)頭連續(xù)旋轉(zhuǎn)，電信號(hào)、測(cè)頭電源都要通過(guò)“滑環(huán)”傳遞。電滑環(huán)的動(dòng)接觸要經(jīng)過(guò)電刷磨擦傳遞，這種連接不可避免地存在打火、電燒蝕，并造成滑環(huán)的接觸故障，它是影響系統(tǒng)可靠性的重要因素；另外長(zhǎng)期旋轉(zhuǎn)也會(huì)影響光學(xué)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

這種方式比前一種方式的輪廓測(cè)量能力強(qiáng)，測(cè)量速度快，基本可完成主要要求，但測(cè)量的只能是螺旋截面尺寸。另外這種方式的滑環(huán)及光源故障率較高，維護(hù)工作量大。

多測(cè)頭固定測(cè)量方式

將N個(gè)平行光測(cè)徑儀排布在同一個(gè)截面上，測(cè)量軌跡形成外切2×N邊形。隨N的增加測(cè)量軌跡就逼近為完整的圓截面投影，當(dāng)N≥8時(shí)基本實(shí)現(xiàn)完整的圓截面測(cè)量，這種方式的最大優(yōu)點(diǎn)是可以在同一時(shí)刻完成同一截面的測(cè)量。當(dāng)N≥8時(shí)可以全面完成斷面形狀的測(cè)量。當(dāng)N≥8時(shí)，這種測(cè)量方式的體制可靠性、穩(wěn)定性是非常好的。

測(cè)量斷面形狀軌跡

測(cè)量截面的軌跡測(cè)量截面軌跡如圖所示，按軋速100m/s計(jì)算。

(a)為擺動(dòng)測(cè)量截面軌跡，擺動(dòng)一次測(cè)量的螺旋截面斜長(zhǎng)為300～600m。每次克服慣性的回?cái)[轉(zhuǎn)，測(cè)量截面的軌跡即連續(xù)螺旋斜面。

(b)沒(méi)有圖(a)的靜止間隔，此螺旋間距為100m/6.6次=15m。

圖(c)為8軸向測(cè)量截面的軌跡，它與圖(a)，(b)的不同點(diǎn)是所測(cè)軌跡為同一時(shí)刻同一截面，截面是等距:(100m/s)/(660次/s)=0.15m，所以圖3(c)的實(shí)時(shí)性最好。并且為同一截面的尺寸。

結(jié)語(yǔ)

多軸測(cè)量方法的測(cè)徑儀更適合做斷面形狀的測(cè)量，既能得到所需的外徑尺寸，還可得到完整的斷面形狀，配有專(zhuān)業(yè)的測(cè)量軟件，能顯示測(cè)量的截面輪廓、外徑值、橢圓度等多種信息。

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審核編輯：何安