人机交互界面——线材测径仪精准显示测量数据

引言

生产中的高速线材以其优质的内在质量和严格的外形尺寸公差在激烈的市场竞争中获得了较好的效益。光电非接触式测径仪是对高速线材最终产品进行质量检测的重要设备，对高速线材的产品尺寸公差和几何形状全动态的实时监控过程中起着重要的作用。

1、测径仪的检测及工作原理

线材测径仪是通过对光电信号的转换和处理从而得到被测件的尺寸及形状公差。其工作原理如图所示。线材测径仪工作原理绿色的点光源经透镜组形成平行光，带阴影的平行光经过透镜组聚焦，在CCD线性光敏接收器接收并将光信号转换成线性的电信号最后交由控制处理器进行运算和处理。

如图所示，当线材垂直地通过平行光视场时对在光敏接收器上的光阴影的大小进行处理后即可得到被测件的尺寸。

为能全方位检测棒材的尺寸及几何形状，线材测径仪被设计成八检测光路结构。如下图所示，八组光电测头环绕在被测物中心，从而实现对被检线材的全方位检测，八组测头间距为22.5°。

由于该线材测径仪总是在热态（900℃左右）条件下对线材进行实时检测的，为修正温度对被测件的影响，线材测径仪具有热膨胀系数功能，通过补偿运算以得到最终产品在常态下的尺寸和几何形状公差。

2、测径仪的系统配置

CCD现场视频信号采集单元负责对来自于光敏接收器的线性信号进行预处理和双光头CCD信号的同步处理。通过工控机的人机交互界而实现对系统的配置和实时监控。

线材测径仪主要由测径仪、主控机柜、报警单元、光缆通讯单元、现场LED显示屏、高压离心通风机、备用小车等组成。

3、系统的品质指标及应用

上图为正常状态下检测画面，线材测径仪具有较高的测量精度和响应特性。其中检测范围为0~40mm（也有0~70mm）覆盖了高线轧机的生产的所有规格产品。检测精度达到0.02mm。断面测量频率为500Hz，八组测头均为该频率测量，保证了在全长度范围里对被测件进行精确地扫描和检测。

线材测径仪可以进行超温超差报警，超差报警时，主控室相关数据颜色警示及蜂鸣器声音报警，现场LED显示屏数据颜色及状态显示报警。超温报警时主控室报警灯发光报警，现场LED显示屏状态显示报警。

结语

线材测径仪具有高检测精度、实时动态的连续非接触检测以及直观的人机界面，使线材测径仪成为调整工的眼睛。它的投入使用大大地减少了废品，提高了合格率。尤其在进行负公差轧制中，线材测径仪所提供的数据可以用于及时地提醒调整工对辊缝进行调节避免了以前的凭经验调整和数据反馈太慢的问题。其长时间存储的历史记录也为追溯产品外在质量状况提供了有利的科学依据，并且历史数据还可以Excel表格形式导出，便于数据的分析。