激光測量—在鋼鐵工業中的應用

　　摘要：激光傳感器日益成為在鋼鐵工業領域中普遍應用于鑄造，加工、焊接及機器人等方面的測量工具。它主要針對金屬工藝中小尺寸、高頻率的測量需求，用于質量監測，不需直接接觸金屬表面而幾乎在任何環境下進行操作。

　　水平連鑄控制
　　鑄造工藝自動化的提高要求越來越精確控制水平連鑄。填級測量很大程度上依賴于不同種類漂浮系統。但由于這些系統直接接觸熔體表面，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點，比如在金屬表面以較大距離進行大范圍測量。主要應用領域是熔爐水平連鑄的監控，如連鑄殼、檐槽，聯接件和模具。

　　厚度測量

　　布置兩個傳感器是進行厚度測量的基礎。首先為一個滾筒指定原點，產品在滾筒上移動，與轉軸接觸的一面被作為零點，接下來的測量是相對于零點測出一個厚度值。另一種厚度測量，產品在位于其上方和下方的兩個傳感器之間移動，兩個傳感器測出的距離差得出產品的厚度值，這種測量裝置的優點是產品可以在傳送時上下振動時不會發生測量誤差?？諝饫鋮s的OPTIMESS傳感器可以對高溫材料進行測量。穿梭厚度測量系統可以實現不同軌道的固定厚度測量。

　　幾何測量

　　如果產品除厚度外，還需測量寬度、長度和邊角，則可以采用點測OPTIMESS和OPTISCAN掃描儀。長度---由無接觸長度測量系統獨立進行整板幾何測量，兩個各位于產品上方和下方的掃描儀檢測厚度和輪廓，位于產品兩側的兩個點測OPTIMESS傳感器測定寬度。鋼板外形在整板通過在測量架下移動而持續測量。

　　水平度測量

　　水平度是板材的一個重要質量指標。自動化測量和控制系統集成在滾動線上監控水平度。高精度測量軸對這些車間進行控制是必要的。這種測量軸可以實現無接觸激光在線測量。由于OPTIMESS傳感器帶寬高達10KHZ，高精度外形測量甚至可在高速在線進行。在工廠現場，熱端采用三個OPTIMESS傳感器測量水平度（邊部—中間—邊部），或者在冷端在兩級高速軌道上測量，在這兩種情況下產品表面外形由激光傳感器檢測并用計算機付立葉軟件進行分析評估和顯示。

　　焊接接縫測量

　　在航空航天工業中，焊接高強度鋁合金件時，焊接縫的尺寸和幾何位置意義重大。在激光焊接系統中采用兩個OPTISCAN傳感器，檢測焊接尺寸并準確記錄存檔焊接件位置，可實現焊接件在線檢測。另一種主要應用領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，觀察檢測非常細小的公差在整個焊接過程中是非常重要的。因此，恰當的傳感器必須應用于掃描焊接線，這時大量應用OPTIMESS或OPTISCAN傳感器，焊接位置通過先進的傳感器傳送焊接控制系統并予以調節焊接頭。

　　直徑測量/彎曲半徑的確定

　　影子法激光測量系統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，一個裝配兩個接收器的OPTIMESS傳感器，可測量一個半徑在兩米之內的鋼板，兩個接收器可將測量精確度提高兩倍。應用裝載在冷卻室內的四個OPTIMESS傳感器測量直徑可達8米。三個傳感器可從金屬管上固定端起測量距離，同時測量直徑，在高溫紅熱的表面上測量也可進行。