[發(fā)明專利]一種結(jié)晶器保護(hù)渣厚度自動(dòng)測(cè)量方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610729682.9
• 申請(qǐng)日: 2016-08-26
• 公開（公告）號(hào): CN106111926B
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高薈超;陳新元;郭凱;詹小輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B22D11/103
• 分類號(hào): B22D11/103;B22D11/111;B22D11/18
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1.一種結(jié)晶器保護(hù)渣厚度自動(dòng)測(cè)量裝置，該裝置包括：加渣機(jī)和測(cè)量機(jī)構(gòu)，測(cè)量機(jī)構(gòu)安裝在加渣機(jī)的兩根加渣管上；

測(cè)量機(jī)構(gòu)包括：第一步進(jìn)電機(jī)(2)、第一聯(lián)軸器(3)、第一限位開關(guān)(4)、第一加渣管套筒(5)、第一激光測(cè)距傳感器(6)、第二限位開關(guān)(7)、第一滾珠絲桿導(dǎo)軌(8)、第一移動(dòng)平臺(tái)(9)、第二步進(jìn)電機(jī)(17)、第二聯(lián)軸器(16)、第三限位開關(guān)(15)、第二加渣管套筒(10)、第二激光測(cè)距傳感器(14)、第四限位開關(guān)(12)、第二滾珠絲桿導(dǎo)軌(11)、第二移動(dòng)平臺(tái)(13)，測(cè)量平臺(tái)安裝在加渣管套筒上的預(yù)留位置。

2.如權(quán)利要求1所述的一種結(jié)晶器保護(hù)渣厚度自動(dòng)測(cè)量裝置，其特征是：第一加渣管套筒(5)通過(guò)螺栓固定在第一加渣管(1)伸出部分的前端，第一滾珠絲桿導(dǎo)軌(8)安裝在第一加渣管套筒(5)上，第一移動(dòng)平臺(tái)(9)安裝在第一滾珠絲桿導(dǎo)軌(8)上，第一激光測(cè)距傳感器(6)固定安裝在第一移動(dòng)平臺(tái)(9)上，第一限位開關(guān)(4)和第二限位開關(guān)(7)安裝在第一滾珠絲桿導(dǎo)軌(8)的兩端，第一步進(jìn)電機(jī)(2)和第一滾珠絲桿導(dǎo)軌(8)的絲桿通過(guò)第一聯(lián)軸器(3)連接，第二加渣管套筒(10)通過(guò)螺栓固定在第二加渣管(18)伸出部分的前端，第二滾珠絲桿導(dǎo)軌(11)安裝在第二加渣管套筒(10)上，第二移動(dòng)平臺(tái)(13)安裝在第二滾珠絲桿導(dǎo)軌(11)上，第二激光測(cè)距傳感器(14)安裝在第二移動(dòng)平臺(tái)(13)上，第三限位開關(guān)(15)和第四限位開關(guān)(12)安裝在第二滾珠絲桿導(dǎo)軌(11)的兩端，第二步進(jìn)電機(jī)(17)和第二滾珠絲桿導(dǎo)軌(11)的絲桿通過(guò)第二聯(lián)軸器(16)連接；

3.如權(quán)利要求1所述的一種結(jié)晶器保護(hù)渣厚度自動(dòng)測(cè)量裝置，其特征是：第一加渣管(1)在擺動(dòng)的過(guò)程中會(huì)帶動(dòng)其上面的第一激光測(cè)距傳感器(6)沿結(jié)晶器寬度方向呈直線軌跡運(yùn)動(dòng)，第二加渣管(18)在擺動(dòng)的過(guò)程中會(huì)帶動(dòng)其上面的第二激光測(cè)距傳感器(14)沿結(jié)晶器寬度方向呈直線軌跡運(yùn)動(dòng),第一移動(dòng)平臺(tái)(9)在第一滾珠絲桿導(dǎo)軌(8)上運(yùn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)第一激光測(cè)距傳感器(6)沿著第一加渣管(1)的軸線方向運(yùn)動(dòng)，第二移動(dòng)平臺(tái)(13)在第二滾珠絲桿導(dǎo)軌(11)上運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)第二激光測(cè)距傳感器(14)沿著第二加渣管(18)的軸線方向運(yùn)動(dòng)，第一限位開關(guān)(4)和第二限位開關(guān)(7)用來(lái)限制第一移動(dòng)平臺(tái)(9)的運(yùn)動(dòng)范圍，第三限位開關(guān)(15)和第四限位開關(guān)(12)用來(lái)限制第二移動(dòng)平臺(tái)(13)的運(yùn)動(dòng)范圍，這就使第一激光測(cè)距傳感器(4)和第二激光測(cè)距傳感器(12)的工作范圍覆蓋了整個(gè)加渣區(qū)域；

4.一種使用如權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的一種結(jié)晶器保護(hù)渣厚度自動(dòng)測(cè)量裝置的方法，其特征在于所述方法的控制程序流程為：

S-1、初始化變量，把激光測(cè)距傳感器在最內(nèi)側(cè)時(shí)激光測(cè)量點(diǎn)的位置定為坐標(biāo)原點(diǎn)，平行于結(jié)晶器寬度方向定為x軸，平行于結(jié)晶器厚度方向定為y軸，初始坐標(biāo)為(x,y,z)＝(0,0,0),z為激光測(cè)距傳感器的測(cè)量值，實(shí)際采樣點(diǎn)數(shù)c＝0,采樣間隔△t＝0.1s,運(yùn)行時(shí)間t＝0,電機(jī)方向值i＝0；

S-2、判斷第一加渣管(1)和第二加渣管(18)是否擺轉(zhuǎn)，即判斷角速度w是否等于0,若是則進(jìn)行S-8，若不是則執(zhí)行下一步；

S-3、第一步進(jìn)電機(jī)(2)和第二步進(jìn)電機(jī)(17)不工作；

S-4、第一激光測(cè)距傳感器(6)和第二激光測(cè)距傳感器(14)開機(jī)，在結(jié)晶器寬度方向?qū)ΡＷo(hù)渣厚度進(jìn)行掃描；

S-5、x＝vt,v為加渣管出料口中心在x軸方向上得到的補(bǔ)償速度，v＝v_合，y＝0,z為激光測(cè)距傳感器得到的測(cè)量值；

S-6、每隔△t＝0.1s進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并實(shí)時(shí)保存；

S-7、判斷實(shí)際采樣點(diǎn)數(shù)c是否達(dá)到目標(biāo)采樣點(diǎn)數(shù)h,若是則執(zhí)行S-14，若不是則返回S-6；

S-8、第一步進(jìn)電機(jī)(2)和第二步進(jìn)電機(jī)(17)工作；

S-9、第一激光測(cè)距傳感器(6)和第二激光測(cè)距傳感器(14)開機(jī)，在結(jié)晶器厚度方向?qū)ΡＷo(hù)渣厚度進(jìn)行掃描；

S-10、x＝0,y＝rnt,n為步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速，r為絲桿導(dǎo)程，t為程序運(yùn)行時(shí)間，z為激光測(cè)距傳感器得到的測(cè)量值；

S-11、每隔△t＝0.1s進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并實(shí)時(shí)保存；

S-12、判斷第一移動(dòng)平臺(tái)(9)和第二移動(dòng)平臺(tái)(13)是否觸碰接通限位開關(guān)使i值由0跳變?yōu)?，若是則第一步進(jìn)電機(jī)(2)和第二步進(jìn)電機(jī)(17)反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，采樣點(diǎn)坐標(biāo)x＝0,y＝[t-s/(rn)]v,s為絲桿滑臺(tái)的有效行程，z為激光測(cè)距傳感器得到的測(cè)量值，程序返回S-11，若不是則進(jìn)行下一步；

S-13、判斷實(shí)際采樣點(diǎn)數(shù)c是否達(dá)到目標(biāo)采樣點(diǎn)數(shù)h，若是則進(jìn)行下一步，若不是則返回S-11；

S-14、輸出結(jié)果。