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《燕山大学》 2003年
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轧辊辊型非接触检测理论与CCD实现技术的研究

郭景峰  
【摘要】: 辊型检测仪属多学科相交叉的高科技领域,至今仍处于开发研究之中。金属薄板在现代工业中的需求不断增长,其质量标准除物理和化学性能外,主要是几何尺寸和形状精度,即板的厚度差、板厚均匀性、板的平整性及表面缺陷等。在金属薄板成形中,轧制工艺是影响质量的重要环节,其中轧辊又是重要工具,轧辊的辊面形状是否达到设计要求将直接影响板材质量。在对使用后的轧辊因表面磨损必须重新修磨恢复其精度时,都应该进行检测。作为工作辊磨损均匀化技术中的主体-在线轧辊修磨装置(On-Line Roll Grinder-简称ORG)由轧辊辊型轮廓在线测定仪(On-Line Profile Measure-简称OPM)和修磨装置组成。根据板带产品质量要求和轧辊表面质量状况,由在线轧辊轮廓测定仪检测或预设轮廓数学模型计算,对轧辊运行中的工作辊用研磨轮实施全面修磨、段差修磨或两者的混合修磨。板带轧机工作辊在线修磨方法及技术属高科技先进技术,也是实施自由程序轧制技术的核心之一,但因尚未开发研制出高精度抗恶劣工况的辊型检测仪,目前仍处于开环在线修磨阶段。 目前,国内大型板带轧机上使用的在线轧辊修磨装置,由于没有在线轧辊轮廓测定仪,只能靠预置磨损模型计算实施对工作辊的磨削。因此,当轧辊表面硬度波动及ORG砂轮硬度波动时常发生轧辊修磨过大或修磨不足等问题,还不能实现工作辊均匀精度修磨。本文主要就开发研制有效稳定的在线辊型测定仪中研究非接触检测方法和数据处理方法。 首先,文中对板材轧制过程中,轧辊的磨损分类进行了介绍,并对当前研究报道较多的非接触检测方法进行了研究,包括超声波式、涡流式、激光式和CCD测位移方式。分析了各种检测方法的优缺点,选定CCD检测方法。 其次,针对轧辊工作环境和工艺要求,对非接触在线检测的数学模型进行了实验研究,包括三点定圆法、光学三角法和CCD遮光测距法。给出了一个切实可行的轧辊在线检测的数学模型,并对辊型检测与边缘检测理论的关系及建模条件进行了分析,最后给出了检测数据的处理流程。 第三,对数学形态学基本概念进行了介绍,并结合实际课题要求,将数学形态学滤波方法应用于实际,给出了形态学基本性质的证明,为应用形态学理论打下了基础。同时给出了结构元素的构造原则和多结构元素组合应用的方法。 第四,对现有滤波方法进行了论述,包括频率域滤波法、空间域滤波法、邻域 WP=5 平均法、中值滤波法等,并将这些方法与形态学滤波方法进行比较;研究经典的边缘检测算子,给出了子像素级边缘检测算法。 第五,由于轧辊辊型检测要求的检测精度很高,而普通CCD摄像机的内部、外部参数和检测系统的参数随工作条件而变化,如不进行标定,将影响检测系统的检测精度。目前常用的标定方法有的需要进行迭代而耗时过多,有的标定精度较低。在此,为了保证检测精度,导出一种CCD检测系统的成像模型,基于这种模型,利用旋转矩阵的性质,给出CCD摄像机内部、外部参数和检测系统参数的标定方法。 第六,根据前面讨论的结果,对所提出的检测方法在实验室进行了模拟实验,并对实验结果进行了分析,指出了产生误差的主要原因。同时提出了实用软件进行误差补偿的办法,并进行了实验验证。 本文提出开发研制CCD辊型检测仪,经实验证明,能够满足课题提出的技术指标要求,将辊型检测精度提高至0.1个像素水平,为开发实用的辊型仪奠定理论基础,然而,距真正实用须经历现场工业试验考核及完善。
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TP274.4

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 郭媛;基于光纤微位移测量的轧辊磨损度在线检测技术的研究[D];燕山大学;2007年
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1 王震;基于图像识别和GPRS网络技术的植物生长速率检测系统的研究[D];山东农业大学;2011年
2 谭立勇;基于FPGA的直径测量系统研究[D];武汉理工大学;2011年
3 王凯;轧辊磨损度检测系统的设计与仿真实验[D];燕山大学;2006年
4 高立国;基于计算机视觉的小模数塑料齿轮检测系统的研究[D];吉林大学;2007年
5 商成火;CCD精密外径测量装置数据采集系统的开发[D];武汉理工大学;2010年
6 刘永超;激光指示器作用距离检测关键技术研究[D];长春理工大学;2012年
【参考文献】
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1 赵勇,李鹏生,浦昭邦;光纤位移传感器进展及其应用[J];传感器技术;1999年02期
2 游素亚,杨静;图象边缘检测技术的发展与现状[J];电子科技导报;1995年08期
3 胡战虎;基于贝叶斯估计的多分辨图像滤波方法[J];电子学报;2002年01期
4 姜凌涛,陈笠;应用Mar算子实现线阵CCD边缘高分辨率定位[J];光电工程;1996年01期
5 颜树华,黄锐,吕海宝,王跃科,周卫红,谌廷政;双CCD视觉传感器测量分辨率和有效视场的理论研究[J];光电子·激光;1998年01期
6 陈岳林;CCD在线测量小尺寸的误差分析与校正[J];桂林电子工业学院学报;1998年03期
7 张展霞,刘洪涛,何家耀;电荷耦合器件及其应用进展[J];光谱学与光谱分析;2000年02期
8 吴晓波;图像边缘特征分析[J];光学精密工程;1999年01期
9 董斌,杨韧,刘兴占,尤政;一种使用线阵型CCD实现高精度二维位置测量的方法[J];光学技术;1998年05期
10 何树荣,肖宗扬;CCD直接细分光栅位移传感器的研究[J];光学技术;1999年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李平先,毕苏萍;对称配筋小偏心受压构件的截面设计[J];四川建筑科学研究;2004年02期
2 朱广化;半正定矩阵迹的两个不等式[J];安徽教育学院学报;2004年06期
3 贺超英;黄美成;;一种基于无线通信技术的防盗系统[J];安防科技;2006年09期
4 张亚婷;;快速3D激光扫描技术中数据采集系统的设计[J];安防科技;2007年11期
5 孙蓟泉;周永红;;板形控制技术及应用[J];鞍钢技术;2006年04期
6 曹卓良,章国顺;两束不等强相干光的圆孔夫朗和费衍射[J];安徽大学学报(自然科学版);1996年01期
7 黄冰;;科技论文的主要论证方法[J];安徽工学院学报;1988年04期
8 周鸣争,汪军;基于直方图变换的弹痕图像增强技术及实现[J];安徽机电学院学报;2002年04期
9 邱森友;波包在介质中运动时的群速度及相速度[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);1997年01期
10 王吉华,袁翔,孙梅霞;神经网络方法在计算蔗糖溶液粘度值中的应用[J];安徽农业科学;2003年02期
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1 李美芹;张双喜;许冬梅;刘翠娜;;不同类型散热器流量变化对散热量的影响[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十七届学术交流大会暨第八届理事会第一次全会论文集[C];2011年
2 崔凤玲;;中厚板轧机厚度控制系统的研究[A];中国计量协会冶金分会2012年会暨能源计量与节能降耗经验交流会论文集[C];2012年
3 陈联裙;张群;张锦水;潘耀忠;;实割实测数据支持下的县级尺度冬小麦产量遥感估测[A];全国农业遥感技术研讨会论文集[C];2009年
4 宋玉丹;秦志钰;容幸福;;基于ImageJ的彩色无序图像外轮廓提取[A];图像图形技术与应用进展——第三届图像图形技术与应用学术会议论文集[C];2008年
5 宋玉丹;秦志钰;容幸福;;彩色无序图像分割中最佳阈值的选择[A];图像图形技术与应用进展——第三届图像图形技术与应用学术会议论文集[C];2008年
6 邓峰;戴擎宇;何佩琨;毛二可;;基于TMS320C80的图像并行处理技术研究[A];第九届全国信号处理学术年会(CCSP-99)论文集[C];1999年
7 范科峰;曾庆宁;许钢;陈理光;;一种基于神经网络的虹膜识别算法[A];第十一届全国信号处理学术年会(CCSP-2003)论文集[C];2003年
8 韩建涛;王书宏;陈曾平;;基于灰度形态学的可见光弱小目标检测[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
9 张霖;姚有领;;冷轧薄板厚度检测及自动控制(AGC)系统的研究与应用[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(2)[C];2009年
10 刘福平;杨长春;;孔隙度敏感系数的数值计算[A];中国科学院地质与地球物理研究所二○○三学术论文汇编·第四卷(油气资源)[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 谷海峰;密度锁内水力特性的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 谭林;基于动力指纹的结构损伤识别可靠度方法研究[D];华南理工大学;2010年
3 王晓东;双机架紧凑式炉卷轧机模型自适应优化控制[D];昆明理工大学;2008年
4 雷波;直线边缘光学精密测量系统研究与开发[D];武汉理工大学;2010年
5 陈家乾;移动机器人自主创建环境地图的研究[D];浙江大学;2009年
6 曹建伟;直拉式单晶硅生长炉的关键技术研究[D];浙江大学;2010年
7 沈路;数学形态学在机械故障诊断中的应用研究[D];浙江大学;2010年
8 张淑平;基于视觉的并联机器人位姿检测方法研究[D];东华大学;2010年
9 孔超;基于数学形态学的木质材料实时无损检测研究[D];东北林业大学;2010年
10 佟铁钢;E-Hz广域电磁方法研究[D];中南大学;2010年
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1 丁凯;基于随机模型的IGS台站高精度解算及其时间序列分析[D];山东科技大学;2010年
2 林营;基于小波变换的刑事图像处理研究[D];山东科技大学;2010年
3 张君通;基于FPGA的图像采集处理系统研究[D];长春理工大学;2010年
4 李国一;自动杀青理条机传动机构的创新设计与动态仿真[D];浙江理工大学;2010年
5 管泽鑫;基于图像的水稻病害识别方法的研究[D];浙江理工大学;2010年
6 韩亚丽;图像精密测量算法研究[D];郑州大学;2010年
7 陈娟;水下爆炸冲击载荷的SPH算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 解保忠;计算机在矽肺病早期诊断及预测中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 王大治;单点锚泊系统动力学建模仿真与姿态控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 黄伟;基于SOPC视觉导航系统的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
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1 高国才,王俊圣;轧辊磨损分析及计算[J];鞍钢技术;2000年02期
2 汪东红;;CCD光电标尺传感器[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2010年03期
3 张祥甫;沈明霞;熊迎军;;基于ARM·GPS和GPRS的农田信息查询终端的实现[J];安徽农业科学;2010年07期
4 肖韶荣,李剑白;双通道光纤位移传感器实时测量系统[J];半导体光电;2000年06期
5 李金良,朱志文;1.3 μm InGaAsP低电流超辐射发光二极管组件[J];半导体光电;2001年05期
6 张南洋生;张波;杨坤涛;;一种变阈值二值化CCD像元细分技术研究[J];半导体光电;2006年04期
7 刘昌举;戴基智;龙再川;王勇;李应辉;;基于嵌入式Linux和S3C2410的远程CCD图像采集系统[J];半导体光电;2006年06期
8 李静;王军政;马立玲;;一种高精度CCD测试系统的非均匀性校正方法[J];北京理工大学学报;2010年04期
9 高福栋,肖华,杜文成,张廷瑞;北京简易土壤墒情预报方法介绍[J];北京水利;2005年01期
10 付饶;安志勇;朱海滨;肖作江;;一种基于CCD的视度视差测试新系统[J];长春理工大学学报(自然科学版);2010年01期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 杨博雄;CCD细分技术及其应用研究[D];中国地震局地球物理研究所;2005年
2 刘庆民;基于计算机视觉的小尺寸零件精密测量技术研究[D];吉林大学;2006年
3 崔建文;激光衍射法细圆柱体直径测量技术研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘志春;激光目标指示器瞄准精度测量系统[D];长春理工大学;2010年
2 邵光;基于GPRS和ZigBee自动抄表的无磁热量表的设计与实现[D];山东农业大学;2010年
3 徐春梅;提高CCD用于非接触式检测小尺寸精度的研究及其模拟实验[D];河北工业大学;2000年
4 孙智娟;线阵CCD智能检测方法及其传感器研究[D];汕头大学;2002年
5 汤乃传;高速线阵CCD图像采集系统开发及其应用研究[D];合肥工业大学;2001年
6 苏波;基于CCD的高精度线径测量系统研究[D];太原理工大学;2003年
7 孙路;CCD挠度测量系统的研究[D];电子科技大学;2002年
8 宋峰;CCD挠度测量系统的研究[D];电子科技大学;2004年
9 杨昭;基于1.06μm激光雷达的大气消光特性的研究[D];苏州大学;2004年
10 郭媛;轧辊磨损度光纤在线检测系统的研究[D];燕山大学;2004年
【二级引证文献】
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1 刘庆民;赵玲;戴伟锋;;基于CCD的滚珠螺母几何参数测量[A];2009年先进光学技术及其应用研讨会论文集(上册)[C];2009年
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1 刘奕;齿轮齿形视觉检测系统研究与在对数螺旋锥齿轮上的应用[D];内蒙古科技大学;2010年
2 古洪杰;基于图像融合的小模数塑料齿轮齿形缺陷检测技术研究[D];吉林大学;2009年
3 刘迪;板带钢轧辊辊型及其磨损检测系统的研究与实现[D];北京邮电大学;2009年
4 徐堰;精密注塑成型加工质量在线检测系统的研究[D];北京化工大学;2010年
5 沈曈;基于ARM嵌入式系统无线移动自组织网的设计和实现[D];南京理工大学;2013年
6 高世平;基于机器视觉的双联齿轮尺寸精密测试系统[D];广东工业大学;2013年
7 魏小龙;激光测径装置研究[D];电子科技大学;2013年
8 刘健;中红外光电自准直仪测控系统研究[D];长春理工大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李志全,史锦珊,高林,徐博文;反射式光纤压力计的研究与性能改善[J];传感技术学报;1993年02期
2 陈岳林;CCD动态细丝测量系统的设计及误差分析[J];传感器世界;1997年10期
3 李翠华,郑南宁,张永平;基于样条修匀公式的图像边缘检测[J];电子学报;1999年01期
4 张展霞,肖敏;电荷转移器件(CTD_s)在原子发射光谱中的应用(Ⅰ)[J];分析试验室;1995年05期
5 张展霞,肖敏;电荷转移器件在原子发射光谱中的应用(Ⅱ)[J];分析试验室;1995年06期
6 刘志红,张展霞,李文冲,王庆有;CCD检测器在ICP-AES中的应用研究——Ⅰ.CCD光谱仪的研制[J];分析仪器;1994年04期
7 纪万鹏;在光电图象测量中特征信号的提取和处理(综述)[J];光电工程;1990年02期
8 姜凌涛,陈笠;应用Mar算子实现线阵CCD边缘高分辨率定位[J];光电工程;1996年01期
9 张健新,段发阶,叶声华;双目传感器结构优化设计[J];光电工程;1996年03期
10 马明生,吴晓军,刘国诠;增强型电荷耦合器件用于毛细管电泳激光诱导荧光的检测[J];高等学校化学学报;1996年12期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈光南;;激光毛化轧辊技术的特色与进展[J];力学与实践;2011年05期
2 钟如涛;王玉涛;黄治军;;轧辊表面激光毛化技术及装备[J];激光杂志;2010年06期
3 何云峰,都东,刘莹,岁波,熊丽娟;轧辊表面脉冲激光三维微改形过程参数分析[J];激光技术;2003年01期
4 胡红旗;;轧辊磨床故障诊断与解析[J];农机使用与维修;2008年03期
5 何云峰,都东,岁波,熊丽娟,张骅;轧辊表面球冠状微凸形貌的激光加工[J];应用激光;2002年03期
6 罗云东;;轧辊自动超声波检测系统[J];大型铸锻件;2011年04期
7 邹克敌;陈文敏;邱澄清;;轧辊失效形式探讨[J];纺织器材;2006年S1期
8 周乐;陈培锋;王英;;多棱镜扫描分光多头激光毛化技术研究与实践[J];中国激光;2009年01期
9 曹天顺;于洪涛;;3Cr2W8V钢球轧辊表面激光淬火的工业应用研究[J];应用激光;1989年03期
10 朱大庆,李适民,左都罗,邬鹤清,李晓元;高功率CO_2激光快速刻花实验[J];激光与红外;1996年03期
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1 连志恒;杜晓晖;靳熙;;棒材轧辊激光处理应用实践[A];河南省冶金行业低碳冶金与节能减排学术研讨会论文集[C];2011年
2 陶功明;官旭东;;轧辊金属异物粘结机理及清除装置设计[A];2010年全国轧钢生产技术会议文集[C];2010年
3 刘小明;王明霞;钟刚;;多功能高端轧烫机组的设计[A];“五洋杯”2010年江苏纺织学术论文集[C];2011年
4 戴绪梁;雷泽红;;轧辊在线探伤技术研究[A];第七届(2009)中国钢铁年会论文集(补集)[C];2009年
5 刘均贤;韩静涛;张永军;;热轧过程中几种轧辊材料表面粗糙度的变化研究[A];第二届轧制润滑技术学术研讨会论文集[C];2009年
6 邰传志;;降低热轧厂切水板消耗的分析[A];2010年全国轧钢生产技术会议文集[C];2010年
7 刘德福;赵本宁;姚志臣;;中厚板轧机工作辊的使用技术[A];2009年全国中厚板生产技术研讨会论文集[C];2009年
8 刘德福;赵本宁;姚志臣;;中厚板轧机工作辊的使用技术[A];2009年河北省轧钢技术与学术年会论文集(上)[C];2009年
9 程君;;热轧带钢轧辊消耗的有效控制[A];2008年河北省轧钢技术与学术年会论文集(上)[C];2008年
10 吴长春;张杰;汪磊川;贾生晖;郝建伟;胡典章;;轧辊表面电火花毛化凹坑形状及温度场分析[A];2005中国钢铁年会论文集(第4卷)[C];2005年
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1 杨雄飞;自动化装载轧辊新技术[N];世界金属导报;2011年
2 张传莲 刘瑞刚 薛跃华;轧辊全程科学管理 有效发挥轧机效能[N];中国冶金报;2010年
3 贾建平;高端轧辊制造技术奠定轧钢发展基础[N];中国冶金报;2010年
4 全国轧钢技术知识竞赛组委会专家组;轧辊表面激光强化及修复技术[N];中国冶金报;2006年
5 石勇;新冶钢轧辊激光试验取得突破[N];黄石日报;2008年
6 刘根社;轧辊新技术讲座[N];中国冶金报;2005年
7 ;安全可靠灵活 新型数字化轧辊检测技术[N];世界金属导报;2004年
8 全国轧钢技术知识竞赛组委会专家组;辩证认识热裂纹 降低轧辊损耗[N];中国冶金报;2006年
9 殷昊 彭芳梅;提升“修复”技术 增强“后备”力量[N];中国冶金报;2007年
10 严开龙 孟文捷;在辊耗降低1/3的背后[N];中国冶金报;2008年
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1 李同道;合金钢轧辊激光快速熔凝组织及性能研究[D];中国石油大学;2007年
2 孙桂芳;冶金热轧辊材料的激光表面合金化与直接沉积成型[D];东北大学 ;2009年
3 徐万里;轧辊表面电渣加热与复合技术的研究[D];南昌大学;2008年
4 郭媛;基于光纤微位移测量的轧辊磨损度在线检测技术的研究[D];燕山大学;2007年
5 杨利坡;板带轧制三维热力耦合条元法研究及仿真系统开发[D];燕山大学;2006年
6 郑永江;板带轧机空间振动特性研究[D];燕山大学;2013年
7 刘涛;带钢冷轧轧辊热行为及其补偿策略研究[D];燕山大学;2006年
8 齐勇田;半钢轧辊激光熔覆Ti(C_yN_(1-y))增强Fe基复合层的研究[D];山东大学;2009年
9 夏灵林;激光毛化冷轧辊表面三维形貌测量及其评价方法研究[D];华中科技大学;2012年
10 曾春;冷轧平整机轧辊表面振纹产生机理及试验研究[D];武汉理工大学;2010年
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1 张远芳;液芯大压下轧机轧辊的热力耦合有限元分析及其寿命计算[D];燕山大学;2011年
2 杜晓旭;含裂纹轧辊的动态特性研究[D];内蒙古科技大学;2011年
3 杜晓旭;含裂纹轧辊的动态特性研究[D];内蒙古科技大学;2011年
4 王春莹;液芯轧机涂层轧辊的热应力及热疲劳寿命计算[D];燕山大学;2012年
5 潘锋;四辊轧机轧辊系统有限元分析[D];上海交通大学;2010年
6 郎志超;轧辊疲劳裂纹扩展的有限元方法模拟[D];内蒙古科技大学;2012年
7 赵树丰;轧辊用合金铸钢耐磨性及接触疲劳性能的研究[D];河北工业大学;2011年
8 喻金平;棒材轧辊表面激光处理技术在新钢的应用实践[D];西安建筑科技大学;2013年
9 苑佳林;轧辊用中铬合金铸钢组织和性能的研究[D];河北工业大学;2010年
10 吴轩;轧辊故障诊断方法研究[D];燕山大学;2012年
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