CN202110318753.7一种硅钢环形炉内罩的内圆直径自动检测装置及方法

权利要求

1.一种硅钢环形炉内罩的内圆直径自动检测装置，其特征在于，包括设置在检测点地面上的水平工作台，设置在所述水平工作台上的水平调节机构，设置在所述水平工作台上的扫描机构，以及与所述扫描机构通信互联的检测处理机构。

2.如权利要求1所述的一种硅钢环形炉内罩的内圆直径自动检测装置，其特征在于，所述扫描机构包括设置在所述水平工作台上方的防尘保护盒以及平行设置在所述防尘保护盒内的激光雷达组。

3.如权利要求2所述的一种硅钢环形炉内罩的内圆直径自动检测装置，其特征在于，所述激光雷达组包括所述第一3D激光雷达和第二3D激光雷达，所述第一3D激光雷达和所述第二3D激光雷达的大小形状均相同。

4.如权利要求2所述的一种硅钢环形炉内罩的内圆直径自动检测装置，其特征在于，所述水平调节机构包括设置在所述防尘保护盒外部两侧的水平调节旋钮，以及设置在所述水平工作台上的水平仪，所述水平仪通过所述水平调节旋钮进行旋转调节。

5.如权利要求2所述的一种硅钢环形炉内罩的内圆直径自动检测装置，其特征在于，所述检测处理机构包括处理器和图形工作站，所述处理器和所述图形工作站电性连接，所述处理器的输入端与所述激光雷达组通过网线连接。

6.如权利要求5所述的一种硅钢环形炉内罩的内圆直径自动检测装置，其特征在于，所述处理器包括三维检测器、报警器和三维模型生成器，所述三维检测器和报警器电性连接。

7.如权利要求6所述的一种硅钢环形炉内罩的内圆直径自动检测装置，其特征在于，所述图形工作站包括顶部检测窗口模块、内罩号输入模块、直径检测模块和结果显示模块，所述顶部检测窗口模块、所述内罩号输入模块、所述直径检测模块和所述结果显示模块均与所述处理器的输出端进行连接，所述结果显示模块与所述三维模型生成器对应连接。

8.如权利要求1所述的一种硅钢环形炉内罩的内圆直径自动检测装置，其特征在于，还包括膨胀螺栓，所述膨胀螺栓将所述水平工作台固定连接在所述检测点地面上，所述膨胀螺栓的数目为2个。

9.一种硅钢环形炉内罩的内圆直径自动检测方法，其特征在于，采用如权利要求1-8任一项所述的硅钢环形炉内罩的内圆直径自动检测装置执行以下步骤：

S1.打开检测处理机构图形工作站中的顶部检测窗口模块；

S2.内罩吊到校圆机上进行校圆，与内圆直径自动检测装置进行自动非接触式检测；

S3.扫描机构对内罩进行扫描成像，根据报警声音判定内罩是否超范围；

S4.在内罩号输入模块中输入内罩号，通过直径检测模块自动检测校圆，检测完毕后输出结果。

10.如权利要求9所述的一种硅钢环形炉内罩的内圆直径自动检测方法，其特征在于，所述步骤S3中包括两种情况：第一种情况，当报警器报警时，表明内罩超出范围，需要校圆；第二种情况，当报警器没有报警时，表明内罩合格，不需要校圆。

说明书

一种硅钢环形炉内罩的内圆直径自动检测装置及方法

技术领域

本发明涉及冶金机械技术领域，更具体地，涉及一种硅钢环形炉内罩的内圆直径自动检测装置及方法。

背景技术

现有技术中，硅钢环形炉为高温退火机组，为明火烧嘴加热，钢卷放入炉台上，炉台外罩有内罩，底部有氮气和氢气管道，向内罩里面通纯氮、纯氢或者氮氢混合气体。内罩放入砂封槽中，内外均有密封用的细砂。砂封槽总宽为200mm，内罩内径为2250mm，插入砂封槽的内罩底部厚度为25mm。炉台为耐材支撑，耐材最上面为金属底盘，金属底盘的直径为1950mm，由于内罩底部插入砂封槽中，上面为明火加热的对象，因此当内罩在炉台中加热时，砂封槽上面的部分可以自由膨胀，插入砂封槽中的部分膨胀受阻，导致出炉后下部直径变小，下部直径每次变小后，需要在专用的校圆机上对内罩进行校圆，这样才能确保底部直径满足使用要求，环形炉内罩每次出炉均需要吊到校圆机上进行校圆，校圆后无论效果如何，均直接装入炉内使用，这样实际上存在一个使用风险，即校圆后的内罩底部直径会变大，但具体变大到数量多少，是否满足使用要求，没有数据支撑，所以其实并不能确定其是否满足使用要求，如果校圆后刚好可以放进炉台，在炉内使用一个周期，那么出炉后就会遇到困难，很难脱开内罩与炉台。因为吊起内罩时，炉台外径大，内罩将炉台包在里面了。

专利申请号为201210391110.6的专利公开了一种内径检测装置及检测方法，装置包括尺身、螺旋测微筒组件和测砧，螺旋测微筒组件螺纹连接在尺身一端，测砧设置在尺身的另一端，方法为将内径检测装置置于待检测零件孔内，旋转螺旋测微筒组件，使测砧末端和螺旋测微筒组件末端分别紧贴待检测零件孔两侧壁，读取螺旋测微筒组件上的数值，获得待检测零件孔直径。该发明通过成功应用标准外径千分尺测量零件的原理，通过特殊结构尺身与一组特定数值的测砧组合实现了对零件内径进行加工时的实时精确检测。上述方案虽然能够测量零件内径，但使用具有很大的局限性，首先，对于大尺寸的设备，没有尺寸超过2250mm的千分尺；其次，上述方案中的方法需要人工操作，是接触式设备，不适合内罩在高温状态下的测量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硅钢环形炉内罩的内圆直径自动检测装置及方法，能够解决现有技术中无法准确判断出环形炉内罩是否需要校圆以及接触式设备，内罩测量容易受温度限制的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

依据本发明的一个方面，提供一种硅钢环形炉内罩的内圆直径自动检测装置，包括设置在检测点地面上的水平工作台，设置在所述水平工作台上的水平调节机构，设置在所述水平工作台上的扫描机构，以及与所述扫描机构通信互联的检测处理机构。

依据本发明上述方面的硅钢环形炉内罩的内圆直径自动检测装置，所述扫描机构包括设置在所述水平工作台上方的防尘保护盒以及平行设置在所述防尘保护盒内的激光雷达组。

依据本发明上述方面的硅钢环形炉内罩的内圆直径自动检测装置，所述激光雷达组包括所述第一3D激光雷达和第二3D激光雷达，所述第一3D激光雷达和所述第二3D激光雷达的大小形状均相同。

依据本发明上述方面的硅钢环形炉内罩的内圆直径自动检测装置，所述水平调节机构包括设置在所述防尘保护盒外部两侧的水平调节旋钮，以及设置在所述水平工作台上的水平仪，所述水平仪通过所述水平调节旋钮进行旋转调节。

依据本发明上述方面的硅钢环形炉内罩的内圆直径自动检测装置，所述检测处理机构包括处理器和图形工作站，所述处理器和所述图形工作站电性连接，所述处理器的输入端与所述激光雷达组通过网线连接。

依据本发明上述方面的硅钢环形炉内罩的内圆直径自动检测装置，所述处理器包括三维检测器、报警器和三维模型生成器，所述三维检测器和报警器电性连接。

依据本发明上述方面的硅钢环形炉内罩的内圆直径自动检测装置，所述图形工作站包括顶部检测窗口模块、内罩号输入模块、直径检测模块和结果显示模块，所述顶部检测窗口模块、所述内罩号输入模块、所述直径检测模块和所述结果显示模块均与所述处理器的输出端进行连接，所述结果显示模块与所述三维模型生成器对应连接。

依据本发明上述方面的硅钢环形炉内罩的内圆直径自动检测装置，还包括膨胀螺栓，所述膨胀螺栓将所述水平工作台固定连接在所述检测点地面上，所述膨胀螺栓的数目为2个。

依据本发明的另一个方面，提供一种硅钢环形炉内罩的内圆直径自动检测方法，包括以下步骤：

S1.打开检测处理机构图形工作站中的顶部检测窗口模块；

S2.内罩吊到校圆机上进行校圆，与内圆直径自动检测装置进行自动非接触式检测；

S3.扫描机构对内罩进行扫描成像，根据报警声音判定内罩是否超范围；

S4.在内罩号输入模块中输入内罩号，通过直径检测模块自动检测校圆，检测完毕后输出结果。

依据本发明上述方面的内罩的内圆直径自动检测方法，所述步骤S3中包括两种情况：第一种情况，当报警器报警时，表明内罩超出范围，需要校圆；第二种情况，当报警器没有报警时，表明内罩合格，不需要校圆。

采用上述技术方案，本发明具有以下优点：

本发明提供一种硅钢环形炉内罩的内圆直径自动检测装置及方法，能够通过内圆直径自动检测装置检查环形炉内罩的校圆效果，确认内罩是否可以使用，能够检查环形炉内罩直径，跟踪内罩变形情况，优化判定标准，将环形炉内罩使用寿命最大化，检查环形炉内罩高度，跟踪内罩变形情况，避免在炉内或者装炉时发生异常。内罩的内圆直径自动检测装置是非接触式设备，不受内罩温度的限制，使用方便灵活，设备可靠性好，安全性高，对环境无污染，不仅能够有效节约校圆机的使用频次，而且大大增强了炉子的安全可靠性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1是现有技术中硅钢环形炉内罩在炉台上的安装结构图；

图2是本发明硅钢环形炉内罩的内圆直径自动检测装置的示意图；

图3是本发明检测处理机构的连接关系图；

图4是本发明内圆直径自动检测装置检查环形炉内罩校圆的示意图；

图5是本发明硅钢环形炉内罩的内圆直径自动检测方法的流程图。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明的技术方案进行具体说明，在具体实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的说明书、权利要求及附图，本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。

图1示出了硅钢环形炉内罩在炉台上的安装结构图，如图1所示，硅钢环形炉为高温退火机组，钢卷1放入炉台上，炉台外罩有内罩2，底部有氮气和氢气管道，向内罩里面通纯氮、纯氢或者氮氢混合气体。硅钢环形炉的内罩2放入砂封槽3中，内外均有密封用的细砂。砂封槽总宽为200mm，内罩内径为2250mm，插入砂封槽的内罩底部厚度为25mm，炉台为耐材支撑，耐材最上面为金属底盘4，金属底盘4的直径为1950mm。由于内罩2底部插入砂封槽3中，内罩2放在砂封槽上，砂封槽内圈，砌有耐材组成的炉台，耐材上面放有金属底盘4，金属底盘上面是钢卷1。炉台正中心有一个可以进出保护气体的套管5，用于通入保护气体和排出保护气体。内罩插入砂封槽3里面约180mm，由于炉内高温，且插入砂子的部分与未插入砂子的部位温度有差异，导致内罩砂子外面的温度高，砂子内部的温度低，高温部分受热膨胀，而插入砂子的部分膨胀受阻，从而引起内罩变形，内罩下面越来越小，小到低于2050mm时，内罩就无法使用。

图2示出了内罩的内圆直径自动检测装置的结构示意图，作为本发明的实施例，本发明提供了一种硅钢环形炉内罩的内圆直径自动检测装置具体如图2所示，包括水平工作台7，安装在水平工作台上的水平调节机构，安装在水平工作台7上的扫描机构，以及与扫描机构进行通信连接的检测处理机构，其中：水平工作台7安装在检测点地面8上，作为本实施例的一个方面，水平工作台7呈“工”字型，膨胀螺栓9位于“工”字型底部的两端，膨胀螺栓9的数目为2个，水平工作台7的底部通过膨胀螺栓9固定在检测点地面8上。

作为本实施例的一个方面，扫描机构包括安装在水平工作台“工”字型顶部的防尘保护盒10以及激光雷达组16，激光雷达组固定安装在防尘保护盒10内，激光雷达组包括第一3D激光雷达11和第二3D激光雷达12，第一3D激光雷达11和第二3D激光雷达12的大小形状均相同，两者并列安装在防尘保护盒10内。通过激光雷达组对内罩表面进行扫描，然后根据边界进行成像，计算出内罩的高度和内径。

作为本实施例的上述方面，水平调节机构包括固定安装在防尘保护盒10外部两侧的水平调节旋钮13，以及固定安装在水平工作台上“工”字型顶部的水平仪，水平调节旋钮13的数目为2个，安装在防尘保护盒10的两端，水平调节旋钮13，通过水平仪可以进行水平调节，保证水平工作台7的水平定位。

作为本实施例的上述方面，图3示出了检测处理机构的电路连接关系图，检测处理机构具体如图3所示，包括处理器14和图形工作站15，处理器和图形工作站通过通信电缆对应连接，所述处理器14和所述图形工作站15通过外部电源供电，处理器的输入端与激光雷达组通过网线6连接。处理器内包括三维检测器、报警器和三维模型生成器，三维检测器和报警器对应连接，该装置将在人工操作下进行自动非接触式检测，当超过设置的报警数值时，检测处理机构将发出报警声。图形工作站配置高端显卡和高性能芯片及大内存，用于图形分析及计算。可根据甲方机柜的尺寸定制机箱尺寸；或独立放置于机房。图形工作站和激光雷达组之间的距离不超过90米。其内部包括顶部检测窗口模块、内罩号输入模块、直径检测模块和结果显示模块，顶部检测窗口模块、内罩号输入模块、直径检测模块和结果显示模块均与处理器的输出端进行连接，结果显示模块与三维模型生成器对应连接。检测处理机构的工作原理为扫描机构对内罩扫描后，经过处理器，通过三维检测器和报警器确认内罩成像是否超范围。通过三维模型生成器生成三维模型，通过图形工作站中的各个模块进行显示出内罩的扫描结果。

作为本实施例的另一个方面，图4示出了内圆直径自动检测装置检查环形炉内罩校圆的示意图，图5示出了硅钢环形炉内罩的内圆直径自动检测方法的流程图，使用时进行如下步骤具体如图4和图5所示：

S1.打开检测处理机构图形工作站中的顶部检测窗口模块，点击开启按钮，打开顶部检测窗口

S2.将硅钢环形炉内罩吊到校圆机上，悬空停留，与内圆直径自动检测装置自动非接触式检测，进行校圆；

S3.通过扫描机构对内罩进行扫描成像，根据报警声音判定内罩是否超范围；其中：步骤S3中包括两种情况：当处理器内的报警器发生报警时，表明内罩激光扫描成像超出范围，需要校圆；第二种情况，当报警器没有报警时，表明内罩合格，不需要校圆。

S4.在内罩号输入模块的内罩输入框中输入内罩号，应用内罩号，通过直径检测模块自动检测校圆，检测完成后检测结果会在结果显示模块的软件信息栏显示计算结果，检测完成后，输出三维模型，三维点云图会加载到三维点云显示窗口，在三维点云显示窗口，按住鼠标左键可以旋转三维点云图或平移三维点云图。该技术方案符合高效节能的设计理念，在测量大型设备外径及高度应用中有着广阔的市场前景、在其它连续生产机组也可以推广使用。

最后，需要指出的是，虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，在不脱离本发明构思的前提下还可以作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。