一种大型支承辊三维空间精度检测方法和装置与流程

本发明涉及钢铁制造、加工，特别是一种大型支承辊三维空间精度检测方法和装置。

背景技术：

1、支承辊是轧机中的重要部件，用来支承工作辊或中间辊，以防工作辊出现挠曲变形而影响板、带的产量及质量。支承辊主要由辊身、轴承、轴承座组成。随着冷、热轧机不断向高速化、大型化、高精度方向发展，支承辊装配件整体精度的好坏直接影响轧机运行稳定性，对产品的机械性能、尺寸精度，板形以及表面质量都会造成严重影响，同时支承辊好坏也直接影响换辊周期、生产效率和成本。

2、支承辊装配件空间精度主要包括：轴承座衬板面垂直方向精度、轴承座衬板面轧制方向精度、轴承座径向精度。大型支承辊直径一般都在1.2米以上，长度一般4米以上，目前常规的检测方法只能简单的测量轴承座衬板间距、衬板平面度等单一对象的单个特征精度，但是对于与轧机配合的衬板面垂直度、平行度、中心偏移等空间精度则没有较好的测量方法，且测量精度也不高，给设备检修维护造成很大困难。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述或现有技术中存在对于与轧机配合的衬板面垂直度、平行度、中心偏移等空间精度则没有较好的测量方法，且测量精度也不高的问题，提出了本发明。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种大型支承辊三维空间精度检测方法，包括如下步骤：

4、步骤s1、测量前的准备，对待测量的支承辊进行直径、长度等外形尺寸进行测量，并确定支承辊传动侧、操作侧的激光跟踪仪的第一位置机位和转站位置机位；

5、步骤s2、架设机位，在支承辊的操作侧的一侧架设第一位置机位，传动侧的一侧架设转站位置机位，该转站位置机位设置有多个；

6、步骤s3、在第一位置机位上架设激光跟踪仪，将激光跟踪仪安装在第一位置机位上，建立激光跟踪仪的三维坐标系，并测得支承辊以及所有转站位置机位的三维坐标点，拟合形成初步的支承辊以及周边的几何模型；

7、步骤s4、在各个转站位置机位上依次架设激光跟踪仪，通过激光跟踪仪对支承辊的三维坐标点进行测量，并在原有初步拟合形成的几何模型基础上，进一步的根据测得的三维坐标数据进行调整，形成进一步几何模型；

8、步骤s5、分析得出支承辊自身装配数据，根据支承辊轴线，支承辊几何中心面，支承辊操作侧和传动侧轴承座偏移中心方向以及距离，支承辊轴承座四个位置的衬板面垂直方向的倾斜方向和倾斜值、衬板平行度，分析得出支承辊装配的辊身、轴承座衬板面的空间几何模型，进而得出支承辊装配件的三维空间精度。

9、作为本发明大型支承辊三维空间精度检测方法的一种优选方案，其中：在步骤s1-步骤s4中，第一位置机位具有如下特点：可同时测量支承辊轴承座操作侧和传动侧出口方向衬板、可以测量支承辊辊身大于其直径1/2的圆弧、可以测量支承辊辊身大于长度方向3/2范围、可以测量到所有转站位置机位；转站位置机位具有如下特点：可同时测量到操作侧和传动侧入口方向衬板、可以测量支承辊辊身大于其直径1/2的圆弧、可以测量到其余所有转站位置机位，转站位置机位数量一般3至6个点位、转站位置机位应设置在不同位置、不同角度、不同高度，转站位置机位点位连接形成的外轮廓应能全部包裹支承辊部件、满足两个激光跟踪仪架设点都能同时测量到所有转站位置机位。

10、作为本发明大型支承辊三维空间精度检测方法的一种优选方案，其中：在步骤s3-步骤s5中，利用激光跟踪仪的指向重力功能得到重力方向水平面，以激光跟踪仪中心为原点，水平面法线方向为z轴，建立独立的右手空间直角坐标系，得到激光跟踪仪空间三维坐标系，其中关于各衬板面坐标点取样点为15至20个，支承辊辊身取样点为辊身长度方向3至6个截面，每个截面取9至15个点。

11、本发明的大型支承辊三维空间精度检测方法有益效果：本发明通过激光跟踪仪建立的空间三维坐标系，通过仪器转站，对支承辊装配的辊身、轴承座衬板面、转站点的坐标采样点分别进行拟合，在激光跟踪仪坐标系内，能够准确的得到支承辊装配的辊身、轴承座衬板面的空间几何模型，从而能够准确快速的检测支承辊装配件的三维空间精度，为支承辊以及支承辊与轧机牌坊的调整和维护提供精确数据。

12、鉴于在实际使用过程中，还存在怎么对激光跟踪仪进行支撑以及机位定位的问题。

13、为解决上述技术问题，本发明还提供如下技术方案：一种大型支承辊三维空间精度检测装置，其包括底座部件，包括网格板以及安装在所述网格板中间的用于对支承辊进行夹持的夹具，

14、支撑部件，安装在所述底座部件上，包括插接在所述网格板的插接座，所述插接座上方安装有圆柱，以及安装在所述圆柱上的安装座，所述安装座用于安装激光跟踪仪。

15、作为本发明大型支承辊三维空间精度检测装置的一种优选方案，其中：所述插接座包括外壳以及安装在所述外壳内部的衔接座，所述衔接座的上端转动设置有圆柱，所述衔接座与所述外壳之间设置有多个调节螺柱，多个所述调节螺柱环形等间距分布在所述外壳上。

16、作为本发明大型支承辊三维空间精度检测装置的一种优选方案，其中：所述调节螺柱一端设置为球头，所述衔接座的外壁设置有球槽，所述球头插接在所述球槽内，所述外壳上开设有球孔，所述球孔内转动设置有球环，所述调节螺柱螺接在所述球环内。

17、作为本发明大型支承辊三维空间精度检测装置的一种优选方案，其中：所述衔接座的下方设置有插槽，所述插槽下方插接有锁定座，所述锁定座的上端和所述插槽均由下方的锥形和上方的矩形组成，所述锁定座的底部设置有贯穿槽，所述贯穿槽内部设置有剪叉座，所述剪叉座的下方设置有插座。

18、作为本发明大型支承辊三维空间精度检测装置的一种优选方案，其中：所述锁定座的两侧开设有向下的斜槽，所述外壳的下侧开设限位槽，所述限位槽中滑动设置有插块，所述插块的一端在所述斜槽内键槽滑动，且所述插块可插接于所述网格板的凹槽内。

19、作为本发明大型支承辊三维空间精度检测装置的一种优选方案，其中：所述插块上表面开设有收容槽，所述收容槽内设置有拉绳，所述拉绳的另一端连接在所述球环的侧面，且所述插块外侧设置有磁块。

20、作为本发明大型支承辊三维空间精度检测装置的一种优选方案，其中：所述夹具包括安装在所述网格板中心处的双头丝杠，以及安装在所述双头丝杠两端的夹座，两个所述夹座对中间的支承辊两端进行夹持。

21、本发明的大型支承辊三维空间精度检测装置的有益效果：通过网格板的设置用于对整个平面进行栅格化，且每个网格都有自己的坐标，方便工作人员快速的找到对应的机位坐标，但是这种网格化的坐标，可能并不精准，进一步的通过在插接座上对其进行精确调节，实现对机位的精准定位。

技术特征：

1.一种大型支承辊三维空间精度检测方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的大型支承辊三维空间精度检测方法，其特征在于：在步骤s1-步骤s4中，第一位置机位具有如下特点：可同时测量支承辊轴承座操作侧和传动侧出口方向衬板、可以测量支承辊辊身大于其直径1/2的圆弧、可以测量支承辊辊身大于长度方向3/2范围、可以测量到所有转站位置机位；

3.如权利要求1或2所述的大型支承辊三维空间精度检测方法，其特征在于：在步骤s3-步骤s5中，利用激光跟踪仪的指向重力功能得到重力方向水平面，以激光跟踪仪中心为原点，水平面法线方向为z轴，建立独立的右手空间直角坐标系，得到激光跟踪仪空间三维坐标系，其中关于各衬板面坐标点取样点为15至20个，支承辊辊身取样点为辊身长度方向3至6个截面，每个截面取9至15个点。

4.一种大型支承辊三维空间精度检测装置，其特征在于：包括权利要求1-3任一所述的大型支承辊三维空间精度检测方法，其包括：

5.如权利要求4所述的大型支承辊三维空间精度检测装置，其特征在于：所述插接座(201)包括外壳(201a)以及安装在所述外壳(201a)内部的衔接座(201b)，所述衔接座(201b)的上端转动设置有圆柱(202)，所述衔接座(201b)与所述外壳(201a)之间设置有多个调节螺柱(201c)，多个所述调节螺柱(201c)环形等间距分布在所述外壳(201a)上。

6.如权利要求5所述的大型支承辊三维空间精度检测装置，其特征在于：所述调节螺柱(201c)一端设置为球头(201c-1)，所述衔接座(201b)的外壁设置有球槽(201b-1)，所述球头(201c-1)插接在所述球槽(201b-1)内，所述外壳(201a)上开设有球孔(201a-1)，所述球孔(201a-1)内转动设置有球环(201a-2)，所述调节螺柱(201c)螺接在所述球环(201a-2)内。

7.如权利要求6所述的大型支承辊三维空间精度检测装置，其特征在于：所述衔接座(201b)的下方设置有插槽(201b-2)，所述插槽(201b-2)下方插接有锁定座(201d)，所述锁定座(201d)的上端和所述插槽(201b-2)均由下方的锥形和上方的矩形组成，所述锁定座(201d)的底部设置有贯穿槽(201d-1)，所述贯穿槽(201d-1)内部设置有剪叉座(201e)，所述剪叉座(201e)的下方设置有插座(201f)。

8.如权利要求7所述的大型支承辊三维空间精度检测装置，其特征在于：所述锁定座(201d)的两侧开设有向下的斜槽(201d-2)，所述外壳(201a)的下侧开设限位槽(201a-3)，所述限位槽(201a-3)中滑动设置有插块(201g)，所述插块(201g)的一端在所述斜槽(201d-2)内键槽滑动，且所述插块(201g)可插接于所述网格板(101)的凹槽(101a)内。

9.如权利要求8所述的大型支承辊三维空间精度检测装置，其特征在于：所述插块(201g)上表面开设有收容槽(201g-1)，所述收容槽(201g-1)内设置有拉绳(201h)，所述拉绳(201h)的另一端连接在所述球环(201a-2)的侧面，且所述插块(201g)外侧设置有磁块(201g-2)。

10.如权利要求4或9所述的大型支承辊三维空间精度检测装置，其特征在于：所述夹具(102)包括安装在所述网格板(101)中心处的双头丝杠(102a)，以及安装在所述双头丝杠(102a)两端的夹座(102b)，两个所述夹座(102b)对中间的支承辊(300)两端进行夹持。

技术总结
本发明涉及钢铁制造、加工技术领域，特别是一种大型支承辊三维空间精度检测方法和装置，通过激光跟踪仪建立的空间三维坐标系，通过仪器转站，对支承辊装配的辊身、轴承座衬板面、转站点的坐标采样点分别进行拟合，在激光跟踪仪坐标系内，能够准确的得到支承辊装配的辊身、轴承座衬板面的空间几何模型，从而能够准确快速的检测支承辊装配件的三维空间精度，为支承辊以及支承辊与轧机牌坊的调整和维护提供精确数据。通过网格板的设置用于对整个平面进行栅格化，且每个网格都有自己的坐标，方便工作人员快速的找到对应的机位坐标，但是这种网格化的坐标，可能并不精准，进一步的通过在插接座上对其进行精确调节，实现对机位的精准定位。

技术研发人员：韦肖文,陆聪,赵干波,严升,韦建春,吴世力,马先富,陈宝气,姚昀
受保护的技术使用者：广西柳州钢铁集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15