本发明涉及有色金属热轧带材厚度在线测量，具体为一种铜带热轧带材在线测厚的辊道标定及工艺校验方法。

背景技术：

1、铜锭经过热轧机多道次轧制后，在卷取成卷之前需要测量带材的厚度。现有方法通常是在三辊卷取机停止运转后，由操作手使用千分尺进行人工测量，或者采用双激光测距仪对射式结构进行在线测量。然而，现有测量方法存在以下突出问题：一是基准标定依赖停机操作。传统标定需将标准标定板置于辊道上，在停机状态下进行，无法反映设备热态运行时的真实基准，且标定频次低、效率差；二是安装架热变形导致基准漂移，热轧现场环境温度高，安装架子长期受热后产生热膨胀，上下激光测距仪的间距基准发生变化，静态标定的基准值不再适用，造成系统性测量偏差。为此，提出一种铜带热轧带材在线测厚的辊道标定及工艺校验方法。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种铜带热轧带材在线测厚的辊道标定及工艺校验方法，利用运输辊道作为天然基准体，在带材间隙时段自动完成标定，解决了传统标定需停机、标定频次低的问题；结合安装架热膨胀的物理补偿，有效抑制了热变形导致的基准漂移，可以有效解决背景技术中的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种铜带热轧带材在线测厚的辊道标定及工艺校验方法，包括以下步骤：

3、s1装置安装与初始几何标定：在剪切机与三辊卷取机之间的运输辊道上布置上下对射式的激光测距仪，使用标准量块在常温下进行初始标定，计算初始基准间距并记录环境温度；

4、s2基于运输辊道的在线动态基准标定与热变形补偿：带材运输间隙时段利用运输辊道辊子上表面作为动态基准进行在线标定，根据安装架实时温度与初始温度的差值，基于材料热膨胀系数对基准间距进行补偿，获得实时动态基准间距；

5、s3带材宽度方向分区测量：将带材的宽度均分为多个测量分区，通过设置的多组激光测距仪实现各分区厚度的同步测量；

6、s4各分区厚度计算与工艺参数关联的有效性判定：根据动态基准间距计算各分区初步厚度，同时从轧机控制系统获取轧制力、辊缝设定值、轧机刚度工艺参数，根据轧机弹跳方程计算理论厚度，将测量厚度与理论厚度比较，判定各分区测量值是否有效；

7、s5异常测量值的工程化分级处置：对判定为异常的测量值依次执行重测处置、相邻有效分区线性插值替代、以及理论值替代并报警的三级处置；

8、s6全宽厚度分布重构与质量指标计算，将各分区有效值按宽度位置排列，通过分段线性插值获得全宽厚度分布曲线，并计算平均厚度、凸度、楔形质量指标；

9、s7测量结果反馈与轧机工艺调整：将平均厚度与目标厚度比较生成偏差信号，反馈至轧机agc系统或提示调整辊缝及弯辊力。

10、可选的，所述步骤s2中热变形补偿公式为：

11、

12、其中，α为安装架材料热膨胀系数，lbase0为初始基准间距，ts0为初始标定时安装架温度，ts′为在线标定时安装架温度，lu′、ld′为在线标定时上下激光测距仪到辊道表面的读数。

13、可选的，所述步骤s4中轧机弹跳方程为：

14、

15、其中，s为辊缝设定值，f为轧制力，f0为预压靠力，m为轧机刚度。

16、可选的，所述步骤s5中三级处置方法具体为：第一级对异常分区进行重测并再次判定；第二级对重测仍异常的分区采用相邻有效分区测量值的线性插值作为替代值；第三级对相邻分区亦异常的情况采用理论厚度值替代并发出测量系统异常报警。

17、可选的，所述步骤s6中质量指标包括：平均厚度、最大厚度、最小厚度、厚度极差、凸度和楔形，其中凸度为中心分区厚度与两侧边部分区厚度平均值的差值，楔形为两侧边部分区厚度的绝对差值。

18、可选的，所述安装架包括u形的固定架和固定设置在固定架两个竖杆之间的上横梁和下横梁，上横梁和下横梁分别设置在运输辊道的上下两侧，且上横梁的下表面和下横梁的上表面设置有位置对应的至少三组激光测距仪。

19、可选的，所述上横梁的的下表面和下横梁的上表面均设置用于检测安装架温度的温度传感器。

20、可选的，所述运输辊道端部的辊子轴端通过联轴器安装有编码器，当编码器检测到带材头部到达或尾部离开测厚区域时，向计算终端发送信号，触发s2的在线标定程序。同时，也可以根据编码器反馈的带材运行速度，判断带材是否处于稳定运行状态，仅在速度稳定时（如速度波动<±5%）才执行s4的有效性判定。

21、可选的，所述安装架的竖杆外侧设置有机箱，机箱内设置有计算终端，计算终端可选工业控制计算机，如研华ipc-610l或研祥ipc-810e或西门子simatic ipc547j等，也可选用常用的plc控制器。计算终端通过通过屏蔽信号线缆分别与激光测距仪、温度传感器、编码器电连接，且计算终端通过屏蔽信号线缆或无线传输的方式与外部控制室的轧机控制系统连接。

22、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

23、1、利用运输辊道作为天然基准体，在带材间隙时段自动完成标定，解决了传统标定需停机、标定频次低的问题；结合安装架热膨胀的物理补偿，有效抑制了热变形导致的基准漂移。

24、2、将轧机弹跳方程计算的理论厚度作为测量值的参照基准，无需复杂算法即可实现对异常测量值的快速判别，提高了测量结果的可靠性。

25、3、建立了“重测→插值替代→理论值替代+报警”的分级处置流程，既保证了数据连续性，又能在传感器故障时及时预警，避免了单一异常值对生产决策的误导。

26、4、通过分区测量的方式，在不增加复杂扫描机构的前提下，实现了带材全宽厚度分布的在线获取，可同时输出厚度、凸度、楔形等多维质量指标，为板形控制提供了数据支撑，成本低，使用简单。

技术特征：

1.一种铜带热轧带材在线测厚的辊道标定及工艺校验方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种铜带热轧带材在线测厚的辊道标定及工艺校验方法，其特征在于：所述步骤s2中热变形补偿公式为：

3.根据权利要求1所述的一种铜带热轧带材在线测厚的辊道标定及工艺校验方法，其特征在于：所述步骤s4中轧机弹跳方程为：

4.根据权利要求1所述的一种铜带热轧带材在线测厚的辊道标定及工艺校验方法，其特征在于：所述步骤s5中三级处置方法具体为：第一级对异常分区进行重测并再次判定；第二级对重测仍异常的分区采用相邻有效分区测量值的线性插值作为替代值；第三级对相邻分区亦异常的情况采用理论厚度值替代并发出测量系统异常报警。

5.根据权利要求1所述的一种铜带热轧带材在线测厚的辊道标定及工艺校验方法，其特征在于：所述步骤s6中质量指标包括：平均厚度、最大厚度、最小厚度、厚度极差、凸度和楔形，其中凸度为中心分区厚度与两侧边部分区厚度平均值的差值，楔形为两侧边部分区厚度的绝对差值。

6.根据权利要求1所述的一种铜带热轧带材在线测厚的辊道标定及工艺校验方法，其特征在于：所述安装架（3）包括u形的固定架和固定设置在固定架两个竖杆之间的上横梁（4）和下横梁（5），上横梁（4）和下横梁（5）分别设置在运输辊道（1）的上下两侧，且上横梁（4）的下表面和下横梁（5）的上表面设置有位置对应的至少三组激光测距仪（6）。

7.根据权利要求6所述的一种铜带热轧带材在线测厚的辊道标定及工艺校验方法，其特征在于：所述上横梁（4）的的下表面和下横梁（5）的上表面均设置用于检测安装架（3）温度的温度传感器（9）。

8.根据权利要求6所述的一种铜带热轧带材在线测厚的辊道标定及工艺校验方法，其特征在于：所述运输辊道（1）端部的辊子轴端通过联轴器安装有编码器（7）。

9.根据权利要求8所述的一种铜带热轧带材在线测厚的辊道标定及工艺校验方法，其特征在于：所述安装架（3）的竖杆外侧设置有机箱（8），机箱（8）内设置有计算终端，计算终端通过通过屏蔽信号线缆分别与激光测距仪（6）、温度传感器（9）、编码器（7）电连接，且计算终端通过屏蔽信号线缆或无线传输的方式与外部控制室的轧机控制系统连接。

技术总结
本发明涉及有色金属热轧带材厚度在线测量技术领域，具体为一种铜带热轧带材在线测厚的辊道标定及工艺校验方法，包括以下步骤：装置安装与初始几何标定；基于运输辊道的在线动态基准标定与热变形补偿；带材宽度方向分区测量；各分区厚度计算与工艺参数关联的有效性判定；异常测量值的工程化分级处置；全宽厚度分布重构与质量指标计算；测量结果反馈与轧机工艺调整。本发明利用运输辊道作为天然基准体，在带材间隙时段自动完成标定，解决了传统标定需停机、标定频次低的问题；结合安装架热膨胀的物理补偿，有效抑制了热变形导致的基准漂移。
技术研发人员：韩吕昌,姚松涛,张瑞虹,马旭凯,张豪,殷觊恺,杨红艳
受保护的技术使用者：中色科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2026/9/29