大型轧机空间精度激光检测核心算法与分析软件开发

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轧机是钢铁轧制生产的“母机”,其空间精度直接影响轧制稳定性和产品质量。轧制设备大型化、高速化和产品高性能化,对大型轧机空间精度提出了更高的要求。虽然目前板带轧制生产线已具备很高的传感测试能力和自动化控制水平,但仍缺乏有效的轧机空间精度信息感知手段,为满足钢铁更高、更精的生产要求,亟待开发专业、高效的检测方法和分析软件。针对大型轧机空间尺寸大、检测精度高等特点,本文提出了一种基于激光跟踪仪的检测、分析方法,利用激光的高精度检测手段,实现对轧机空间精度的精密检测。结合现场实际情况,制定了具体检测方案,使得在保证检测设备有较高精度的前提下,规范检测手段和流程,减小检测过程中人为造成的误差。此外,针对轧机空间模型的建立问题,通过设备构成的简化和拆分,将轧机划分为机架和辊系两个关键部分,并分别建立了专门的空间模型还原算法。其中,将机架简化为衬板面和中心平面共同构造的机架空间模型,构造了回转中心线与柱体表面的辊系空间模型。并针对各部分的空间模型拟合计算、关键精度的参数计算开发了完整的算法流程。然后,将基于跟踪仪的检测功能和基于检测数据的计算、分析功能进行了程序实现,利用Visual C#开发了轧机空间精度激光检测分析软件。功能包括激光跟踪仪的连接、初始化设置、空间扫描、数据采集,以及利用检测数据和所建立的空间模型进行拟合计算,获得轧机各衬板的空间位置和轧辊中心线参数,用于评价检测轧机的空间精度,并对分析结果做出说明。最后,利用所开发的软件对某钢厂1580mm热轧产线F1#轧机进行了数据检测和计算分析,将检测分析结果与通用检测软件Spatial Analyzer的结果进行对比。结果表明二者吻合度较高,且自主开发的软件分析时间仅2分钟,远低于Spatial Analyzer分析时间(约2小时),验证了本文提出的算法和检测方法的可信度和计算效率。
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