ИЗМЕРИТЕЛЬ НЕПЛОСКОСТНОСТИ ЛИСТОВОГО ПРОКАТА

Полезная модель относится к производству листового проката и может быть использована как устройство для измерения амплитуды неплоскостности листового проката.
Известно техническое решение для контроля неплоскостности листовых изделий, включающее в себя поверочный стол, устройство для измерений неплоскостности (измерительная линейка, преобразователь амплитуды и периода неплоскостности), устройство предварительной обработки информации (входы устройства подключены к выходам измерителя неплоскостности), устройство вычисления, регистрации и визуализации (входы устройства подключены к выходам устройства предварительной обработки информации), устройство предварительной обработки информации, содержащее блок выделения локальных экстремумов (минимумов и максимумов) амплитуды неплоскостности (входы блока являются первыми входами устройства предварительной обработки информации) и блока определения отношений (первые входы блока являются вторыми входами устройства предварительной обработки информации, вторые входы соединены с входами блока выделения экстремумов) [Патент РФ №2085313, МПК В21В 38/02, 1997].
Недостатком известного технического решения для контроля неплоскостности листового проката является непосредственный контакт измерительного устройства с контролируемым изделием, что негативно сказывается на точности и достоверности измерений, характеризуется низким быстродействием и возможностью повредить готовый продукт.
Наиболее близким техническим решением является устройство [Патент РФ №2254556, МПК G01B11/24, МПК В21В 38/02, 2003] оценки амплитуды неплоскостности листового изделия, включающее поверочный стол с плоской и ровной поверхностью для размещения измеряемого листового изделия, измеритель неплоскостности (состоящий из источника узкого светового луча, многоэлементного фотоприемника и объектива), устройство предварительной обработки информации (вход устройства соединен с выходом измерителя неплоскостности), устройство вычисления, регистрации и визуализации (первые информационные входы устройства подключены к информационным выходам устройства предварительной обработки информации), устройство перемещения измерителя неплоскостности над поверхностью листового изделия (двухзвенный механизм с плоскостью перемещения параллельной поверхности рабочего стола, снабженный приводом и датчиком углового положения на каждом из звеньев), на втором звене которого установлен сам измеритель неплоскостности.
Это техническое решение принято в качестве прототипа.
Недостатком прототипа является низкое быстродействие оценки неплоскостности листового изделия вследствие того, что измерения являются точечными и измерительному устройству необходимо несколько раз просканировать листовое изделие по всей длине с различным положением по ширине проката.
Техническим результатом полезной модели является увеличение быстродействия за счет проведения измерений по площади готового изделия.
Технический результат достигается тем, что предлагаемое средство контроля неплоскостности листовых изделий, содержащее поверочный стол с ровной поверхностью, измеритель неплоскостности, устройство вычисления, регистрации и визуализации, устройство перемещения измерителя неплоскостности над поверхностью измеряемого изделия, согласно полезной модели, измеритель неплоскостности, состоящий из источника лазерного излучения, дифракционной решетки, камеры для захвата изображения и позиционного датчика, позволяет проводить измерение амплитуды неплоскостности в нескольких точках измеряемого изделия одновременно за счет дифракции лазерного излучения, дополнительно техническое устройство содержит электродвигатели для перемещения измерителя неплоскостности по вертикали относительно поверхности стола, тем самым регулируя шаг проведения измерений в зависимости от ширины исследуемого изделия.
Таким образом, предложенное техническое решение позволит ускорить процесс оценки амплитуды неплоскостности листового изделия за счет возможности проведения измерений в нескольких точках, а также автоматической корректировки шага измерений в зависимости от ширины исследуемого изделия.
Предложенная полезная модель поясняется чертежом (Фиг. 1).
Техническое решение для контроля неплоскостности листовых изделий состоит из поверочного стола (1) с ровной и плоской поверхностью, на который размещается измеряемое изделие (2), измерителя неплоскостности (3), состоящего из источника лазерного излучения, дифракционной решетки, камеры для захвата изображения и позиционного инкрементного энкодера (9), служащего для определения положения измерителя неплоскостностй (3), электродвигателей (4) со встроенными датчиками Холла для вертикального перемещения измерителя неплоскостностй над поверочным столом, конечных выключателей (5 и 7), которые ограничивают перемещение измерителя неплоскостности в двух плоскостях (положение измерителя неплоскостности относительно поверхности поверочного стола и положение измерителя неплоскостности вдоль поверочного стола), устройства перемещения измерителя неплоскостности (6) над поверхностью листового изделия, причем перемещение осуществляется с помощью шестеренно-реечной передачи с зубчатой рейкой и автоматизированного рабочего места (8), которое соединено с измерителем неплоскостности, конечными выключателями и двигателями. Устройство работает следующим образом.
На поверочный стол (1) помещается измеряемое листовое изделие, которое может состоять как из ровных участков, так и участков с различными дефектами проката. На автоматизированном рабочем месте (8) задается ширина листового проката, после чего происходит автоматическая подстройка положения измерителя неплоскостности проката по высоте на уровнем поверочного стола по формуле:
где
Н - расстояние от дифракционной решетки до поверочного стола;
- количество точек измерения (максимумов дифракционной решетки);
d - период дифракционной решетки;
λ - длина волны лазерного излучения;
α - угол между центральным максимумом дифракционной картины и гипотенузой, проведенной к максимумам дифракционной картины, расположенным на краях исследуемого изделия по ширине;
п
b - половина ширины полосы.
Передвижение измерителя неплоскостности (3) осуществляется за счет электродвигателей (4) (со встроенным датчиком Холла), которые подключены к автоматизированному рабочему месту, а ограничение передвижения по вертикальной оси реализуется при помощи конечных выключателей. После подстройки измерителя неплоскостности происходит процесс измерения амплитуд неплоскостности листового изделия, заключающийся в перемещении измерителя неплоскостности (3) параллельно поверхности стола (1) с помощью электродвигателя (6), подключенного к автоматизированному рабочему месту (8), и получении изображения падающей дифракционной картины на исследуемое листовое изделие, которые передаются на автоматизированное рабочее место (8). Положение измерителя неплоскостности определяется с помощью позиционного датчика и ограничивается концевыми выключателями (5). Измерения проходят дискретно, с шагом равным ширине исследуемого листового изделия, причем изображения листового изделия с падающей на него дифракционной картиной захватываются при перемещении измерителя неплоскостности дважды, при передвижения измерителя от одного края поверочного стола до другого и обратно. Расчет амплитуды неплоскостности листового изделия проводится по способу, описанному в Патенте РФ №2619085, МПК G01B 11/24, 2017.
Отличительными особенностями данного технического решения является простота конструкции, высокая скорость расчета амплитуд неплоскостности листового изделия за счет одновременного анализа нескольких точек поверхности листового изделия, автоматической подстройкой положения измерителя неплоскостности в зависимости от ширины исследуемого продукта для получения одинаковой точности измерений вне зависимости от его ширины, автоматическим определением шага проведения измерений на основании ширины исследуемого листового изделия, повышения точности измерений за счет проведения двойного измерения амплитуд неплоскостности листового изделия.