激光测速仪在定尺剪的测长应用
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摘 要：本文描述了滚切式定尺剪功能原理，简要分析了定尺剪测长方式，介绍了klek激光测速仪原理，介绍了激光测速仪在定尺剪定长功能应用
关键词：激光测速仪测长定尺剪 应用。
中图分类号：O434文献标识码： A
前言
宝钢集团新疆八一钢铁股份公司轧钢厂中厚板分厂3500mm滚切式定尺剪是2007年由二重(德阳)重型装备责任有限公司设计研究院设计制作，是中厚板生产线上的关键设备之一，是用于将切去两侧边、或未切边的钢板切头、切定尺、切尾、切试样，同时将切下的废料和试样进行收集等设备。 滚切式定尺剪主要组成部件有：机架、传动装置、压紧板、水平切尾推出装置、人口夹送辊、测长装置、摆动辊道、刀架及剪刃盒、剪刃间隙调节机构、剪刃更换装置等。工作原理由双边剪进行切过双边的钢板输送到具有靠边装置的输入辊道上，钢板由提升臂支承抬离辊面，安装在辊道下面移动推车，将钢板向固定挡板右侧的边轮上靠齐定位，使剪切的钢板中心线和剪刃垂直，靠边完成抬升臂下放，钢板送入夹送辊，夹送辊夹紧钢板转动带动夹送辊上编码器开始计数计算钢板前进长度。达到切头长度停止送板，切去不规则板头。剪切时为防止钢板在剪切过程中转动和横向移动，提高剪切质量，减小侧向推力压紧板压紧装置的压头在液压缸的作用下将钢板压紧在下刀架的刃台上，剪切完毕，压板抬起，测长清零，准备送料。启动送板指令发出，夹送辊转动测长装置开始测量长度，送板到定尺长度停止送板，进行剪切。定尺剪具有切头尾、切试样、切定尺三种工作等方式。切头、切试样、切尾摆动辊道摆出到摆出位置，切完头尾、式样推尾装置下放到辊道盖板上将尾板推入到落料槽内进行收集。切定尺板时，摆动辊道摆进到摆入位置，为避免剪切力和钢板压紧力作用在辊道辊子上而损伤机件，摆动辊道随剪切力上下摆动。
1.定尺长度控制方案
定尺剪定长方式有很多方法，常见的定尺机方式、光栅测长、主动辊带编码器夹送辊测长方式、被动辊带动编码器压靠在钢板上测长辊测长方式。定尺机方式，设备吨位重，定尺精度相对较高，但节奏慢。光栅测长，定尺精度差、节奏相对慢，夹送辊测长、测长辊测长，由于是通过辊子转动带动编码器间接计算出钢板长度，辊子转动中存在钢板打滑、辊径变化等外部因素制约，实际钢板长度和理论值存在偏差，测长精度差。测长准确问题一直是定尺剪制造厂和生产厂攻克方向。宝钢集团八钢公司中厚板首次在国内采用KELK公司的激光测长定尺方式。KELK公司的ACCUSPEED激光测速仪是一种非接触式的光电速度测量设备。即使在对象反射率很低的情况下，系统仍能保持很高的测量精度，而且对象反射率的快速变化对其影响不大。在测量对象低速运动、加速或减速运动的情况下，系统的性能不受影响。一体化的保护装置可以防止过热，碰撞和震动的影响，保证系统在最为恶劣的轧机环境下的可靠运行。同时用户友好的人机界面可以使用户方便地进入一体化的运行监视程序，在线自诊断功能。带Profibus DP 接口和通讯协议方便将ACCUSPEED集成到用户自动控制系统的功能。
2．激光测速仪工作原理
ACCUSPEED 从激光头发射两束相干激光，在已知距离的地方相交。相干光束在相交区域形成了三维的明暗相间的干涉图案，如图2.1 所示。相干图案的大小组成了测量区域。当被测物在测量区域中时，干涉图案在被测物表面形成了明暗相间的干涉条纹。被测物不规则表面散射干涉条纹的光线，位于激光头内的光电检测器采集这些信号，并输出一个信号代表收到光线的强度。每一个输出信号的周期τ对应于被测物移动了一个条纹间距的距离，因此光电检测器的调制与被测物速度和条纹图案间距成正比。条纹图案仅与激光的波长（λ）与角度（α）两个激光测速仪的光学特性有关。计算光电检测器输出信号的周期数，即计算被测物通过的测量区域的条纹间距的数目，可判断被测物的长度。图2.2 是速度测量原理示意图。实际上通常不精密测量α和λ，而是标定测速仪。在工厂标定后，标定数据以电子形式存在每一个激光头中。
3．系统配置
本系统的结构如下图3所示：
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图3
激光测速头安装在定尺剪剪刃后3.2米的本体内，激光头通过连接电缆和电子单元EU连接，电子单元将长度值通过Profibus DP传给定尺剪控制西门子400PLC。当钢板到达激光头视野下，激光开始测长。西门子PLC在程序上将所设定尺长度减去3.2米则为钢板在激光测速头下所需长度，当长度距设定长度600mm时夹送辊减速到0.2米/秒速度稳速运行到设定长度，夹送辊停止进行剪切。
结束语
激光测长在定尺剪使用中，基本处于免维护状态，长度控制达到国家标准值一半。由于钢板板型，在运输过程会有垂直于辊道面方向抖动，影响长度测量精度，这是后续研究方向，把定尺精度提高有利于成材率提高，企业更具有市场竞争力。