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Steel industries

無接觸激光測量技術(shù)在鋼鐵工業(yè)中的應(yīng)用

激光傳感器日益成為在鋼鐵工業(yè)領(lǐng)域中普遍應(yīng)用于鑄造，加工、焊接及機(jī)器人等方面的測量工具。它主要針對(duì)金屬工藝中小尺寸、高頻率的測量需求，用于質(zhì)量監(jiān)測，不需直接接觸金屬表面而幾乎在任何環(huán)境下進(jìn)行操作。

Casting level control

The increasing automation of casting processes demands a more and more accurate control of the casting level. The filling level Is measured largely by float systems of various kinds. Since these systems are in direct contact with the smelt, they are prone to faults, e.g. due to adhering material. Non-contact laser systems are the perfect solution because in addition to their freedom of contact from the smelt they offer other advantages such as a large measuring range at a great basic distance from the metal surface. The main areas of application are casting level control in smelting furnaces, continuous casting shells, casting gutters, band casting systems and in moulding.

水平連鑄控制

鑄造工藝自動(dòng)化的提高要求越來越精確控制水平連鑄。填級(jí)測量很大程度上依賴于不同種類漂浮系統(tǒng)。但由于這些系統(tǒng)直接接觸熔體表面，由于粘接熔體而容易失效。而無接觸激光系統(tǒng)提供了完美的解決方案：不直接接觸熔體的自由測量特性并提供許多其它優(yōu)點(diǎn)，比如在金屬表面以較大距離進(jìn)行大范圍測量。主要應(yīng)用領(lǐng)域是熔爐水平連鑄的監(jiān)控，如連鑄殼、檐槽，聯(lián)接件和模具。

Thickness measurement

Two sensor layouts am available basically for the thickness measurement. One sensor is used to r the reference measurement on a roller. The product runs over a roller which is used as a basis for the zero point. The subsequent measurement on the product is setoff against the zero point and output as a thickness. In the thickness measurement with two sensors the product runs between two sensors, one above, one below the material. The difference between the two sensor values gives the thickness. The advantage of this measuring set-up is that the product can move vertically to the direction of travel without causing measuring errors. Air-cooled OPTIMESS sensors are available for measuring warm and hot materials. Traversing thickness measuring systems are available in addition to the stationary thickness measurement with separate measuring tracks.

厚度測量

布置兩個(gè)傳感器是進(jìn)行厚度測量的基礎(chǔ)。首先為一個(gè)滾筒指定原點(diǎn)，產(chǎn)品在滾筒上移動(dòng)，與轉(zhuǎn)軸接觸的一面被作為零點(diǎn)，接下來的測量是相對(duì)于零點(diǎn)測出一個(gè)厚度值。另一種厚度測量，產(chǎn)品在位于其上方和下方的兩個(gè)傳感器之間移動(dòng)，兩個(gè)傳感器測出的距離差得出產(chǎn)品的厚度值，這種測量裝置的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品可以在傳送時(shí)上下振動(dòng)時(shí)不會(huì)發(fā)生測量誤差?？諝饫鋮s的OPTIMESS傳感器可以對(duì)高溫材料進(jìn)行測量。穿梭厚度測量系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)不同軌道的固定厚度測量。

Geometry measurement

If other dimensions of steel products such as width, length and edge form are to be measured in addition to the mere thickness, this is made possible by combined use of point measuring OPTIMESS and scanning OPTISCAN laser sensors. Length -dependent measurement of the entire slab geometry is performed in combination with a non-contact length measurement. Two scanners each above and below the material pick up the thickness and contour, two point measuring OPTIMESS sensors mounted at the sides determine the width. The profile is measured along the slab by permanent measurement during the passage of the slab.

幾何測量

如果產(chǎn)品除厚度外，還需測量寬度、長度和邊角，則可以采用點(diǎn)測OPTIMESS和OPTISCAN掃描儀。長度---由無接觸長度測量系統(tǒng)獨(dú)立進(jìn)行整板幾何測量，兩個(gè)各位于產(chǎn)品上方和下方的掃描儀檢測厚度和輪廓，位于產(chǎn)品兩側(cè)的兩個(gè)點(diǎn)測OPTIMESS傳感器測定寬度。鋼板外形在整板通過在測量架下移動(dòng)而持續(xù)測量。

Levelness measurement

Levelness is an important quality feature of plates. Automatic measuring and control systems are integrated in rolling mills to optimise levelness. Highly accurate axial measurements are necessary to monitor these plants. Such axial measurements can be made during production with non-contact lasers. The height profile can be measured even at high production speeds thanks to the high bandwidth of the OPTIMESS sensors up to 10 kHz. In real plants three OPTIMESS laser sensors measure the levelness (edge-centre-edge) of the red hot band or in the cold area the levelness of high speed rails in two levels. In both cases the surface profile measured by the laser sensors is evaluated and displayed by a special software (Fourieranalysis).

水平度測量

水平度是板材的一個(gè)重要質(zhì)量指標(biāo)。自動(dòng)化測量和控制系統(tǒng)集成在滾動(dòng)線上監(jiān)控水平度。高精度測量軸對(duì)這些車間進(jìn)行控制是必要的。這種測量軸可以實(shí)現(xiàn)無接觸激光在線測量。由于OPTIMESS傳感器帶寬高達(dá)10KHZ，高精度外形測量甚至可在高速在線進(jìn)行。在工廠現(xiàn)場，熱端采用三個(gè)OPTIMESS傳感器測量水平度（邊部—中間—邊部），或者在冷端在兩級(jí)高速軌道上測量，在這兩種情況下產(chǎn)品表面外形由激光傳感器檢測并用計(jì)算機(jī)付立葉軟件進(jìn)行分析評(píng)估和顯示。

Overlap and welding seam measurement

When welding high-tensile aluminium parts in the aerospace industry the size of the welding seam is also significant in addition to picking up the geometrical position. Using two OPTISCAN sensors adapted to the laser welding system the welding seam volume is calculated and documented in addition to the dimensional accuracy of the welded components. This enables online inspection of the welded parts. Another large field of application is in the ovelap or gap measurement when welding automobile plates. Individual plates are joined either by soldering or laser welding. In both cases it is crucial to the joining process to observe the very narrow component tolerances. Therefore suitable sensors must be used to scan the welding line. Here too OPTIMESS sensors or OPTISCAN laser scanners are used. The welding position is transferred by an advance sensor to the welding control which then adjusts the welding head.

焊接接縫測量

在航空航天工業(yè)中，焊接高強(qiáng)度鋁合金件時(shí)，焊接縫的尺寸和幾何位置意義重大。在激光焊接系統(tǒng)中采用兩個(gè)OPTISCAN傳感器，檢測焊接尺寸并準(zhǔn)確記錄存檔焊接件位置，可實(shí)現(xiàn)焊接件在線檢測。另一種主要應(yīng)用領(lǐng)域是焊接汽車鋼板的重疊或間隙檢測，單塊板材靠錫焊或激光焊接在一起。以上兩種情況，觀察檢測非常細(xì)小的公差在整個(gè)焊接過程中是非常重要的。因此，恰當(dāng)?shù)膫鞲衅鞅仨殤?yīng)用于掃描焊接線，這時(shí)大量應(yīng)用OPTIMESS或OPTISCAN傳感器，焊接位置通過先進(jìn)的傳感器傳送焊接控制系統(tǒng)并予以調(diào)節(jié)焊接頭。

Diameter measurem. / Bending radius determination

Laser measuring systems which operate according to the shadow method are normally used for the diameter range up to about 300 mm. Special OPTIMESS sensors have been developed for larger diameters. An OPTIMESS with two integrated receivers allows diameter measurement of steel floors with a radius difference of 2 m. The accuracy of the measurement can be doubled by using two receivers. A measurement up to a diameter of 8 m is possible using four OPTIMESS sensors installed in a cooled housing. Three sensors measure the distance from the tube -starting from a fixed base. The distance values are picked up by OPTI control and the diameter Is determined. The measurement is also possible on red hot surfaces.

直徑測量/彎曲半徑的確定

影子法激光測量系統(tǒng)通常測量直徑范圍為300毫米。特殊的OPTIMESS傳感器可用于更大的直徑測量，一個(gè)裝配兩個(gè)接收器的OPTIMESS傳感器，可測量一個(gè)半徑在兩米之內(nèi)的鋼板，兩個(gè)接收器可將測量精確度提高兩倍。應(yīng)用裝載在冷卻室內(nèi)的四個(gè)OPTIMESS傳感器測量直徑可達(dá)8米。三個(gè)傳感器可從金屬管上固定端起測量距離，同時(shí)測量直徑，在高溫紅熱的表面上測量也可進(jìn)行。