激光测速仪在中厚板定尺剪机组中的运用.docx

激光测速仪在中厚板定尺剪机组中的运用本文简要的描述了八钢公司精整线定尺剪机组的工艺布置激光测速仪的工作原理以及在定尺剪机组中的测长控制方面的应用。中厚板厂精整线定尺剪机组在中厚板生产中是至关重要的生产环节而定尺控制精度又是提高成材率和生产效率的关键因素。目前国内大多数中厚板厂在精整线定尺剪机组中常采用带编码器的测速辊进行接触式钢板测长由于测速辊在钢板上的跳动、打滑和辊径磨损都会造成测量误差因此其定尺控制精度不高成材率和生产效率低。1.定尺剪设备概况及工艺布置八钢公司厚板分厂的定尺剪采用滚切式设计弧形上刀刃沿着直线型下刀刃滚动实现剪切。该剪机主要由机架、传动装置、刀架及剪刃固定装置、剪刃间隙调整机构、钢板压紧装置、推尾装置、长度测量装置、机架摆动辊道、剪刃更换装置等组成。设置在双边剪的下游是剪切线的最后一道工序。定尺剪的主要作用是将钢板切成所需要的定尺长度在满足成品要求条件下尽可能的减少剪切偏差量可以大幅度的提高成材率此环节是定尺剪一个技术难点。定尺剪主要性能指标：剪切钢板厚度:6～50mm；剪切钢板宽度：1500～3300mm；最高剪切温度：150℃；最大剪切力：16000kN；剪切次数：18～24次/min（连续空切）；起停剪切次数：18、15、13次/min(根据不同钢板厚度确定)；钢板送进速度：0～±2.0m/s；2.激光测速仪八钢中厚板定尺剪机组所选用的是ACCUSPEED激光测速仪它是一种非接触式的光电速度测量设备。它采用了由KELK公司开发的最新技术使得其性能优于以前传统的激光多普勒速度测量系统(LDV)。ACCUSPEED坚固的结构可以用于带钢的热轧、冷轧钢管轧机线材棒材轧机型钢轧机中厚板轧机处理线以及金属轧制之外的其他工业领域。ACCUSPEEDASD2100A激光测速仪采用IIIb激光这种激光有以下特点：最大激光功率：30mw波长：660～690mm可见红光光点尺寸：7x3mm(0.28x0.12in)ACCUSPEED工作原理介绍如下：KELK公司的ACCUSPEED激光测速仪是一种非接触式的光学传感器测量运动材料的速度。测速仪的干涉激光光束形成干涉图案通过干涉图案散射的光信号测出物体速度同时还可精确计算出通过测量区域的材料长度。ACCUSPEED激光测速仪从激光头发射两束相干涉的激光在已知距离的地方相交。相干涉光束在相交区域形成了三维的明暗相间的干涉图案（如图1所示）干涉图案的大小组成了测量区域。当被测物在测量区域中时干涉图案在被测物表面形成了明暗相间的干涉条纹。被测物不规则表面散射干涉条纹的光线位于激光头内的光电检测器采集这些信号并输出一个信号代表收到光线的强度。每一个输出信号的周期τ对应于被测物移动了一个条纹间距的距离因此光电检测器的调制与被测物速度和条纹图案间距成正比。条纹图案仅与激光的波长（λ）与角度（α）两个激光测速仪的光学特性有关。计算光电检测器输出信号的周期数即计算被测物通过的测量区域的条纹间距的数目可得到被测物的长度。（如图2所示）是速度测量原理示意图。实际上通常不精密测量α和λ而是标定测速仪。在工厂标定后标定数据以电子形式存在每一个激光头中。ACCUSPEED激光测速仪电子单元是其核心部分有3个功能：1）控制激光头电源和激光；2）信号处理；3）外部接口。3.激光测速仪在定尺剪设备中的运用位置安装。定尺剪激光测长装置原来设计安装在定尺剪夹送辊辊后距定尺剪剪刃约1300mm处。经过一段时间运行观察发现定尺剪在剪切尾板过程中距离剪刃约1300mm处钢板尾部已经离开激光测速仪器导致剩余尾板不能测到数据最后一张定尺板无法测量到数据必须转换成使用夹送辊测量增加了一个操作环节而且定尺剪夹送辊编码器测量数据精度不稳定（夹送辊辊面磨损、夹送辊打滑、惯性等原因）。发现问题后将定尺剪激光测长仪移至定尺剪机后平台中心位置这样就满足定尺剪最后一张定尺板的处理。同时对定尺剪PLC主程序进行修改和完善彻底解决了定尺剪激光测长装置因为钢板抖动误测量导致测量数据不准难题。经过几个月的生产事实和数据证明此次方案满足定尺剪设备剪切精度要求减少了操作步骤提高了作业时间。激光侧长仪器与定尺剪PLC通讯和定尺控制激光侧长仪器与定尺剪西门子S7-400CPU之间通讯采用DP通讯。通讯协议传输数据类型为Bool和Int值利用西门子编程语言进行数据转换最终在WinCC画面上显示实际长度数据