一种钢板在线平整度检测设备及其检测方法与流程

本发明涉及钢板平整度检测技术领域，特别涉及其一种钢板在线平整度检测设备及其检测方法。

背景技术：

热轧钢板由于其内部化学成分变化、应力的分布不均匀、以及轧制工艺和设备限制等原因，其表面有可能出现凹陷、突出、划痕、气泡等，影响表面的平整度，因此有必要在热轧生产线上即对轧制完成的钢板的表面平整度进行检测，以便实时获得钢板质量变化并进行必要的调整。

专利号为cn201720795306.x公开一种钢板平整度检测装置，包括工作台、滑轨、横梁、数显表和检测杆，工作台配置有升降机构来进行上下垂直移动，工作台设置有纵向的滑轨槽，滑轨装入滑轨槽中进行滑动，横梁垂直于滑轨且横梁的一端固定安装于滑轨，横梁的另一端安装数显表，数显表配置有测量杆，测量杆的头部安装有电容传感器，电容传感器连接至数显表的内部电路来检测钢板平整度。钢板平整度检测装置操作简便，可以降低检测成本。该专利是将传感器装于横梁上数显表的测量杆，横梁垂直于滑轨，移动滑轨时，横梁上的数显表显示传感器到钢板的距离，以根据数显表读数得知钢板的平整度。

专利号为cn201721289884.2公开了一种钢板平整度检测装置，包括壳体、控制器、上料输送带和卸料输送带，壳体内设有检测压板和工作台，工作台位于检测压板的正下方，检测压板通过顶杆控制上升或下压，检测压板包括基层和检测层，基层连接顶杆，检测层安装于基层底部，表面为压力感应层，内部设有压力反馈芯片，压力反馈芯片将得到的压力反馈数据传输至数据分析仪，由数据分析仪进行压力图谱的分析和绘制；是一种造价低、使用成本低，并且不会损坏钢板表面、影响钢板内部结构的钢板平整度检测装置。但是上述专利采用压力感应层感应压力，进而检测平整度，但是上述检测的过程繁琐，一次只能够对钢板的一个局部区域进行检测，对于长度较长的钢板只能够通过反复下压、反馈，每次检测均需要钢板处于停止运输的状态，检测效率低，延长生产周期，且获得的不平整度信息完整度低，不能够依据检测信息进行下一步加工。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种钢板在线平整度检测设备及其检测方法，通过激光投射器向移动状态的钢板投射网格状的激光，该网格状的激光选取钢板表面的局部区域，若钢板的表面存在不平整，则网格状的激光形态畸变，拍摄网格状图像并分析该畸变的位置和畸变特征，上述钢板表面不平整检测快速、全面，能够获得钢板表面不平整的位置、大小和程度等信息，为二次加工提供足够的数据支持，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种钢板在线平整度检测设备，包括显示器、平整度分析单元、激光源、摄像机、热轧机、激光投射器、光纤和投射器支架，所述热轧机的中部滚动连接有钢板，所述热轧机包括轧制装置和运输装置，所述钢板穿过轧制装置的中部后铺设于运输装置的上方，所述运输装置的上方设置有投射器支架，所述摄像机和激光投射器均安装于投射器支架上，且激光投射器向钢板的上表面投射出光线，该光线呈网格状，所述激光投射器通过光纤与激光源相互连接，所述激光源电性连接有平整度分析单元，所述平整度分析单元电性连接有显示器。

进一步地，所述轧制装置由两个分别分布于钢板上侧和下侧的轧辊组件构成。

进一步地，所述轧辊组件包括主辊体、轧制电机、安装侧板、副辊体、主传动齿轮、副传动齿轮和链条，主辊体的两端均固定连接有主传动齿轮，且主传动齿轮的中部轴体与轧制电机相互连接，安装侧板外侧安装有轧制电机，且其中部通过轴承旋转连接有轴体，副辊体的两端均固定连接有副传动齿轮，且副传动齿轮的中部轴体与安装侧板旋转连接，副传动齿轮和主传动齿轮之间通过链条传动连接。

进一步地，所述运输装置包括运输轴、运输齿轮、运输链条和运输电机，钢板的下端设置有多个等间距分布的运输轴，多个运输轴的两端均固定连接有运输齿轮，且其中一个运输轴连接有运输电机，相邻运输齿轮之间通过运输链条连接。

进一步地，所述投射器支架包括升降杆、顶板、l型杆体和摄像机安装板，顶板下方的两端处均固定连接有升降杆，顶板上方的两端处均固定连接有l型杆体，两根l型杆体之间固定连接有摄像机安装板，摄像机安装板的中部固定连接有摄像头朝下的摄像机，顶板的上方安装有显示器、平整度分析单元、激光源和激光投射器。

进一步地，所述升降杆为电动伸缩杆、液压气缸或者气压气缸中的一种。

进一步地，所述运输装置的上方设置有清理装置。

进一步地，所述清理装置包括移动支架、滑轨、齿条、滑板、驱动电机、驱动齿轮、吸取口、气泵和集尘箱，移动支架的上表面上通过螺栓固定连接有滑轨和齿条，并通过滑轨滑动连接有滑板，滑板上安装有驱动电机，驱动电机连接有驱动齿轮，驱动齿轮与齿条相互啮合，吸取口通过管道依次连接有气泵和集尘箱。

进一步地，所述摄像机的拍摄范围覆盖网格状光线在钢板上投影的范围。

根据本发明的另一方面，提供一种钢板在线平整度检测设备的检测方法，包括以下步骤：

s101：激光投射器向热轧生产线上的钢板投射网格状的激光，并且摄像机拍摄激光投射在钢板表面所形成的网格状图像；

s102：钢板在运输装置带动下在热轧生产线上平移；

s103：若钢板表面存在不平整的区域，则网格状的激光在该区域处的网格线产生畸变；

s104：摄像机拍摄网格状图像并将该图像传送至平整度分析单元；

s105：平整度分析单元从拍摄的网格线图像中提取畸变网格线，分析畸变网格线的特征并获得对钢板表面不平整区域的位置、大小及不平程度的定量描述。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出的一种钢板在线平整度检测设备及其检测方法，通过激光投射器向移动状态的钢板投射网格状的激光，该网格状的激光选取钢板表面的局部区域，若钢板的表面存在不平整，则网格状的激光形态畸变，拍摄网格状图像并分析该畸变的位置和畸变特征，上述钢板表面不平整检测快速、全面，能够获得钢板表面不平整的位置、大小和程度等信息，为二次加工提供足够的数据支持。

附图说明

图1为本发明实施例一中的钢板在线平整度检测设备的整体结构图；

图2为本发明实施例一中的钢板在线平整度检测设备的轧制装置结构图；

图3为本发明实施例一中的钢板在线平整度检测设备的投射器支架结构图；

图4为本发明实施例一中的钢板在线平整度检测设备的投射器支架连接图；

图5为本发明实施例二中的钢板在线平整度检测设备的整体结构图；

图6为本发明实施例二中的钢板在线平整度检测设备的清理装置结构图；

图7为本发明实施例二中的钢板在线平整度检测设备的集尘箱连接图；

图8为本发明的钢板在线平整度检测设备的检测方法的激光投射器投影原理图；

图9为本发明图8中a处局部放大图；

图10为本发明的钢板在线平整度检测设备的检测流程图。

图中：100、显示器；200、平整度分析单元；300、激光源；400、摄像机；500、热轧机；510、轧制装置；520、运输装置；521、运输轴；522、运输齿轮；523、运输链条；524、运输电机；530、轧辊组件；531、主辊体；532、轧制电机；533、安装侧板；534、副辊体；535、主传动齿轮；536、副传动齿轮；537、链条；540、清理装置；541、移动支架；542、滑轨；543、齿条；544、滑板；545、驱动电机；546、驱动齿轮；547、吸取口；548、气泵；549、集尘箱；600、激光投射器；700、光纤；800、钢板；900、投射器支架；910、升降杆；920、顶板；930、l型杆体；940、摄像机安装板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

参阅图1，一种钢板在线平整度检测设备，包括显示器100、平整度分析单元200、激光源300、摄像机400、热轧机500、激光投射器600、光纤700、钢板800和投射器支架900，热轧机500的中部滚动连接有钢板800，热轧机500包括轧制装置510和运输装置520，钢板800穿过轧制装置510的中部后铺设于运输装置520的上方，运输装置520的上方设置有投射器支架900，摄像机400和激光投射器600均安装于投射器支架900上，且激光投射器600向钢板800的上表面投射出光线，该光线呈网格状，激光投射器600通过光纤700与激光源300相互连接，激光源300电性连接有平整度分析单元200，平整度分析单元200电性连接有显示器100。

运输装置520包括运输轴521、运输齿轮522、运输链条523和运输电机524，钢板800的下端设置有多个等间距分布的运输轴521，多个运输轴521的两端均固定连接有运输齿轮522，且其中一个运输轴521连接有运输电机524，相邻运输齿轮522之间通过运输链条523连接；运输电机524带动其中一个运输轴521转动，该运输轴521两端的运输齿轮522同步转动，进而通过运输链条523带动剩余运输轴521转动，实现对钢板800的运输。

参阅图2，轧制装置510由两个分别分布于钢板800上侧和下侧的轧辊组件530构成，轧辊组件530包括主辊体531、轧制电机532、安装侧板533、副辊体534、主传动齿轮535、副传动齿轮536和链条537，主辊体531的两端均固定连接有主传动齿轮535，且主传动齿轮535的中部轴体与轧制电机532相互连接，安装侧板533外侧安装有轧制电机532，且其中部通过轴承旋转连接有轴体，副辊体534的两端均固定连接有副传动齿轮536，且副传动齿轮536的中部轴体与安装侧板533旋转连接，副传动齿轮536和主传动齿轮535之间通过链条537传动连接；轧制电机532带动主辊体531和主传动齿轮535转动，主传动齿轮535转动后通过链条537带动副传动齿轮536和副辊体534转动。

参阅图3至图4，投射器支架900包括升降杆910、顶板920、l型杆体930和摄像机安装板940，顶板920下方的两端处均固定连接有升降杆910，顶板920上方的两端处均固定连接有l型杆体930，两根l型杆体930之间固定连接有摄像机安装板940，摄像机安装板940的中部固定连接有摄像头朝下的摄像机400，摄像机400的拍摄范围覆盖网格状光线在钢板800上投影的范围，顶板920的上方安装有显示器100、平整度分析单元200、激光源300和激光投射器600，升降杆910为电动伸缩杆、液压气缸或者气压气缸中的一种。

参阅图8至图10，为了更好的展现钢板在线平整度检测设备的检测流程，本实施例现提出一种钢板在线平整度检测设备的检测方法，包括以下步骤：

s101：激光投射器600向热轧生产线上的钢板800投射网格状的激光，并且摄像机400拍摄激光投射在钢板800表面所形成的网格状图像；网格状图像呈围棋棋盘状；

s102：钢板800在运输装置520带动下在热轧生产线上平移；激光投射位置和摄像机400的拍摄位置虽然保持不变，但随着轧制之后的钢板800在运输装置520带动下在热轧生产线上的平移，投射的围棋棋盘网格状的图像可以覆盖整个钢板800的表面，实现对钢板800表面平整度的检测；

s103：若钢板800表面存在不平整的区域，则网格状的激光在该区域处的网格线产生畸变；畸变的网格线的形态反映了不平整区域的位置、大小以及不平整程度，其中，不平整区域主要指钢板800表面突出、凹陷等；

s104：摄像机400拍摄网格状图像并将该图像传送至平整度分析单元200；

s105：平整度分析单元200从拍摄的网格线图像中提取畸变网格线，分析畸变网格线的特征并获得对钢板800表面不平整区域的位置、大小及不平程度的定量描述。

实施例二

参阅图5，一种钢板在线平整度检测设备，包括显示器100、平整度分析单元200、激光源300、摄像机400、热轧机500、激光投射器600、光纤700、钢板800和投射器支架900，热轧机500的中部滚动连接有钢板800，热轧机500包括轧制装置510和运输装置520，钢板800穿过轧制装置510的中部后铺设于运输装置520的上方，运输装置520的上方设置有投射器支架900，摄像机400和激光投射器600均安装于投射器支架900上，且激光投射器600向钢板800的上表面投射出光线，该光线呈网格状，激光投射器600通过光纤700与激光源300相互连接，激光源300电性连接有平整度分析单元200，平整度分析单元200电性连接有显示器100。

运输装置520包括运输轴521、运输齿轮522、运输链条523和运输电机524，钢板800的下端设置有多个等间距分布的运输轴521，多个运输轴521的两端均固定连接有运输齿轮522，且其中一个运输轴521连接有运输电机524，相邻运输齿轮522之间通过运输链条523连接；运输电机524带动其中一个运输轴521转动，该运输轴521两端的运输齿轮522同步转动，进而通过运输链条523带动剩余运输轴521转动，实现对钢板800的运输。

参阅图2，轧制装置510由两个分别分布于钢板800上侧和下侧的轧辊组件530构成，轧辊组件530包括主辊体531、轧制电机532、安装侧板533、副辊体534、主传动齿轮535、副传动齿轮536和链条537，主辊体531的两端均固定连接有主传动齿轮535，且主传动齿轮535的中部轴体与轧制电机532相互连接，安装侧板533外侧安装有轧制电机532，且其中部通过轴承旋转连接有轴体，副辊体534的两端均固定连接有副传动齿轮536，且副传动齿轮536的中部轴体与安装侧板533旋转连接，副传动齿轮536和主传动齿轮535之间通过链条537传动连接；轧制电机532带动主辊体531和主传动齿轮535转动，主传动齿轮535转动后通过链条537带动副传动齿轮536和副辊体534转动。

参阅图3至图4，投射器支架900包括升降杆910、顶板920、l型杆体930和摄像机安装板940，顶板920下方的两端处均固定连接有升降杆910，顶板920上方的两端处均固定连接有l型杆体930，两根l型杆体930之间固定连接有摄像机安装板940，摄像机安装板940的中部固定连接有摄像头朝下的摄像机400，摄像机400的拍摄范围覆盖网格状光线在钢板800上投影的范围，顶板920的上方安装有显示器100、平整度分析单元200、激光源300和激光投射器600，升降杆910为电动伸缩杆、液压气缸或者气压气缸中的一种。

参阅图6至图7，运输装置520的上方设置有清理装置540，清理装置540包括移动支架541、滑轨542、齿条543、滑板544、驱动电机545、驱动齿轮546、吸取口547、气泵548和集尘箱549，移动支架541的上表面上通过螺栓固定连接有滑轨542和齿条543，并通过滑轨542滑动连接有滑板544，滑板544上安装有驱动电机545，驱动电机545连接有驱动齿轮546，驱动齿轮546与齿条543相互啮合，驱动电机545带动驱动齿轮546沿齿条543转动，进而带动滑板544沿滑轨542移动，滑板544的一侧向前延伸，延伸部分的下端开设有吸取口547，吸取口547通过管道依次连接有气泵548和集尘箱549，集尘箱549的顶部为网状，用于透气，并过滤氧化铁皮，氧化铁皮被收集于集尘箱549中，能够对轧制过后的钢板800进行表面杂物清理，特别是因为钢板800暴露在空气中形成的氧化铁皮，该氧化铁皮附着在钢板800表层，经过轧制碎裂，而后残留于钢板800的表面，若不清除则会极大的影响检测结果。

参阅图8至图10，为了更好的展现钢板在线平整度检测设备的检测流程，本实施例现提出一种钢板在线平整度检测设备的检测方法，包括以下步骤：

s101：激光投射器600向热轧生产线上的钢板800投射网格状的激光，并且摄像机400拍摄激光投射在钢板800表面所形成的网格状图像；网格状图像呈围棋棋盘状；

s102：钢板800在运输装置520带动下在热轧生产线上平移；激光投射位置和摄像机400的拍摄位置虽然保持不变，但随着轧制之后的钢板800在运输装置520带动下在热轧生产线上的平移，投射的围棋棋盘网格状的图像可以覆盖整个钢板800的表面，实现对钢板800表面平整度的检测；

s103：若钢板800表面存在不平整的区域，则网格状的激光在该区域处的网格线产生畸变；畸变的网格线的形态反映了不平整区域的位置、大小以及不平整程度，其中，不平整区域主要指钢板800表面突出、凹陷等；

s104：摄像机400拍摄网格状图像并将该图像传送至平整度分析单元200；

s105：平整度分析单元200从拍摄的网格线图像中提取畸变网格线，分析畸变网格线的特征并获得对钢板800表面不平整区域的位置、大小及不平程度的定量描述。

综上所述：本发明提出的一种钢板在线平整度检测设备及其检测方法，通过激光投射器600向移动状态的钢板800投射网格状的激光，该网格状的激光选取钢板800表面的局部区域，若钢板800的表面存在不平整，则网格状的激光形态畸变，拍摄网格状图像并分析该畸变的位置和畸变特征，上述钢板800表面不平整检测快速、全面，能够获得钢板800表面不平整的位置、大小和程度等信息，为二次加工提供足够的数据支持。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。