OPTIMESS激光传感器在钢铁工业中的应用

激光测量—在钢铁工业中的应用

   
　　摘要：激光传感器日益成为在钢铁工业领域中普遍应用于铸造，加工、焊接及机器人等方面的测量工具。它主要针对金属工艺中小尺寸、高频率的测量需求，用于质量监测，不需直接接触金属表面而几乎在任何环境下进行操作。
   
　　水平连铸控制
　　铸造工艺自动化的提高要求越来越精确控制水平连铸。填级测量很大程度上依赖于不同种类漂浮系统。但由于这些系统直接接触熔体表面，由于粘接熔体而容易失效。而无接触激光系统提供了完美的解决方案：不直接接触熔体的自由测量特性并提供许多其它优点，比如在金属表面以较大距离进行大范围测量。主要应用领域是熔炉水平连铸的监控，如连铸壳、檐槽，联接件和模具。
   
　　厚度测量
　　布置两个传感器是进行厚度测量的基础。首先为一个滚筒指定原点，产品在滚筒上移动，与转轴接触的一面被作为零点，接下来的测量是相对于零点测出一个厚度值。另一种厚度测量，产品在位于其上方和下方的两个传感器之间移动，两个传感器测出的距离差得出产品的厚度值，这种测量装置的优点是产品可以在传送时上下振动时不会发生测量误差。空气冷却的OPTIMESS传感器可以对高温材料进行测量。穿梭厚度测量系统可以实现不同轨道的固定厚度测量。
   
　　几何测量
　　如果产品除厚度外，还需测量宽度、长度和边角，则可以采用点测OPTIMESS和OPTISCAN扫描仪。长度---由无接触长度测量系统独立进行整板几何测量，两个各位于产品上方和下方的扫描仪检测厚度和轮廓，位于产品两侧的两个点测OPTIMESS传感器测定宽度。钢板外形在整板通过在测量架下移动而持续测量。
   
　　水平度测量
　　水平度是板材的一个重要质量指标。自动化测量和控制系统集成在滚动线上监控水平度。高精度测量轴对这些车间进行控制是必要的。这种测量轴可以实现无接触激光在线测量。由于OPTIMESS传感器带宽高达10KHZ，高精度外形测量甚至可在高速在线进行。在工厂现场，热端采用三个OPTIMESS传感器测量水平度（边部—中间—边部），或者在冷端在两级高速轨道上测量，在这两种情况下产品表面外形由激光传感器检测并用计算机付立叶软件进行分析评估和显示。
   
　　焊接接缝测量
　　在航空航天工业中，焊接高强度铝合金件时，焊接缝的尺寸和几何位置意义重大。在激光焊接系统中采用两个OPTISCAN传感器，检测焊接尺寸并准确记录存档焊接件位置，可实现焊接件在线检测。另一种主要应用领域是焊接汽车钢板的重叠或间隙检测，单块板材靠锡焊或激光焊接在一起。以上两种情况，观察检测非常细小的公差在整个焊接过程中是非常重要的。因此，恰当的传感器必须应用于扫描焊接线，这时大量应用OPTIMESS或OPTISCAN传感器，焊接位置通过先进的传感器传送焊接控制系统并予以调节焊接头。
   
　　直径测量/弯曲半径的确定
　　影子法激光测量系统通常测量直径范围为300毫米。特殊的OPTIMESS传感器可用于更大的直径测量，一个装配两个接收器的OPTIMESS传感器，可测量一个半径在两米之内的钢板，两个接收器可将测量精确度提高两倍。应用装载在冷却室内的四个OPTIMESS传感器测量直径可达8米。三个传感器可从金属管上固定端起测量距离，同时测量直径，在高温红热的表面上测量也可进行。