轧辊表面缺陷检测修复系统及其工作方法

技术领域

本发明涉及轧辊修复技术领域，具体为一种轧辊表面缺陷检测修复系统及其工作方法。

背景技术

轧辊是使轧材金属产生塑性变形的工具，是决定轧机效率和轧材质量的重要消耗部件。轧辊是轧钢机上的重要零件，利用一对或一组轧辊滚动时产生的压力来轧碾钢材。它主要承受轧制时的动静载荷，磨损和温度变化的影响。在轧制过程中，工作应力极大，同时受到轧件的夹杂、边裂等问题的影响，容易造成轧辊表面划伤、裂纹，若轧辊的表面缺陷超限，则需要对轧辊进行修复，才能保证轧出钢材的质量。

传统的轧辊修复方法是采用堆焊的方式在轧辊的表面进行焊材的堆积，然后再通过打磨焊接处的方式将轧辊加工成原有的尺寸，但是此种方式通常是对轧辊进行静态堆焊，需要操作人员寻找缺陷并手动填补焊材，费时费力，并且焊接后的轧辊平整度与光滑度都需要后期打磨，工序繁琐。

发明内容

本发明提供了一种轧辊表面缺陷检测修复系统及其工作方法。

第一方面，本发明提供了一种轧辊表面缺陷检测修复系统，包括：轧辊承载修复台，用于承载轧辊滚动修复；

视觉检测装置，用于在轧辊滚动时检测轧辊的辊面磨损大小；

增材供料装置，向轧辊承载修复台提供辊面磨损修补用增材粉末；

控制模块，与视觉检测装置和增材供料装置电性连接，以根据所述辊面磨损大小控制增材粉末用量。

进一步，所述轧辊承载修复台包括：

弧形轧辊修复面；

轧辊驱动组件，用于驱动轧辊沿着所述弧形轧辊修复面转动；其中

所述弧形轧辊修复面的曲率小于轧辊辊面曲率，以使轧辊在转动时其辊面与弧形轧辊修复面形成内切接触；

所述轧辊承载修复台包括电焊供电单元；

所述电焊供电单元将轧辊的辊面与弧形轧辊修复面通过内切接触形成导电回路以使位于弧形轧辊修复面底部的增材粉末熔化填充且压附在轧辊的磨损部形成修补面。

进一步，所述轧辊承载修复台还设置有急冷喷管；

所述急冷喷管适于向修补面喷射冷却气体，以使填充至修补面的增材粉末固化；以及

在急冷喷管的后侧设置有打磨机构，对冷却后的修补面进行打磨。

进一步，所述打磨机构包括磨头，以及用于驱动磨头滑动的平移装置；

所述控制模块根据视觉检测装置获得辊面磨损位置，当该辊面磨损位置对应的修补面转动至打磨机构处时，所述控制模块控制平移装置带动磨头滑动至该修补面处对其进行打磨。

进一步，所述打磨机构包括至少两个磨头，各磨头分别由上下设置的相应平移装置驱动；

所述控制模块根据视觉检测装置获得各辊面磨损位置，当各辊面磨损位置对应的修补面转动至打磨机构处时，所述控制模块控制各平移装置分别带动相应磨头滑动至各修补面处对其进行打磨。

进一步，所述增材供料装置包括；供料管以及安装于供料管上的电磁阀；其中

所述控制模块根据视觉检测装置获得辊面磨损体积，并根据辊面磨损体积控制电磁阀打开时间，以将增材粉末注入至弧形轧辊修复面底部。

进一步，所述视觉检测装置用于对待修复的轧辊表面缺陷进行检测；或

所述视觉检测装置用于对修复后的轧辊表面进行完整度检测。

进一步，所述控制模块适于控制电焊供电单元的电流值；和

所述控制模块适于控制增材供料装置的注料量；和

所述控制模块适于获取视觉检测装置的检测数据；其中

所述视觉检测装置适于检测轧辊磨损面积数据和磨损深度数据，并将检测数据上传至控制模块，控制模块适于根据磨损面积数据和磨损深度数据增材供料装置的注料量，以及控制电焊供电单元的电流值。

第二方面，本发明提供了一种采用上述轧辊表面缺陷检测修复系统的修复方法，并包括如下步骤：

步骤S1，在轧辊滚动时检测轧辊的辊面磨损大小；

步骤S2，根据所述辊面磨损大小控制增材粉末用量；

步骤S3，设置弧形轧辊修复面，并设定其曲率小于轧辊辊面曲率，以使轧辊在转动时其辊面与弧形轧辊修复面形成内切接触；

步骤S4，将轧辊与弧形轧辊修复面通过内切接触形成焊接用导电回路以使位于弧形轧辊修复面底部的增材粉末熔化填充且压附在轧辊的磨损部。

本发明的有益效果是，本发明的轧辊表面缺陷检测修复系统通过设置的轧辊承载修复台对待修复的轧辊进行承载，并通过轧辊驱动组件带动轧辊沿弧形轧辊修复面进行转动，并在轧辊转动的同时，通过视觉检测装置对轧辊表面的缺陷情况进行记录，在确定缺陷的位置及缺陷的大小后，再通过增材供料装置向轧辊承载修复台注入适量增材粉末，随后利用轧辊与轧辊承载面之间的内切接触形成的导电回路使位于弧形轧辊修复面底部的增材粉末熔化并填充至磨损缺陷中，由于在内切过程中，导电路径狭窄使得电阻较大，进而产生热量使填充在磨损缺陷中的增材粉末熔化并且压实，保证了修补后轧辊的平整度和光滑度，并且不会有细小缺陷遗漏。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的轧辊表面缺陷检测修复系统的结构示意图；

图2是本发明的轧辊表面缺陷检测修复系统的立体示意图；

图3是本发明的轧辊表面缺陷检测修复系统的正面示意图；

图4是本发明的轧辊表面缺陷检测修复系统的工作示意图。

图中：

轧辊承载修复台1、轧辊驱动组件11、弧形轧辊修复面12、电焊供电单元13、急冷喷管14、打磨机构15、磨头151、平移装置152；

视觉检测装置2；

增材供料装置3、供料管31、增材粉末32；

轧辊4、缺陷41

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图4所示，本实施例提供了一种轧辊表面缺陷检测修复系统，包括：轧辊承载修复台1，用于承载轧辊滚动修复；视觉检测装置2，用于在轧辊滚动时检测轧辊的辊面磨损大小；增材供料装置3，向轧辊承载修复台1提供辊面磨损修补用增材粉末；控制模块，与视觉检测装置2和增材供料装置3电性连接，以根据所述辊面磨损大小控制增材粉末用量。

在本实施例中，所述轧辊4承载修复台1包括：弧形轧辊修复面12；轧辊4驱动组件11，用于驱动轧辊4沿着所述弧形轧辊修复面12转动；其中所述弧形轧辊修复面12的曲率小于轧辊4辊面曲率，以使轧辊4在转动时其辊面与弧形轧辊修复面12形成内切接触。

在本实施方式中，通过设置的轧辊承载修复台1对待修复的轧辊进行承载，并通过轧辊驱动组件11带动轧辊沿弧形轧辊修复面进行转动，并在轧辊转动的同时，通过视觉检测装置2对轧辊表面的缺陷情况进行记录，在确定缺陷的位置及缺陷的大小后，再通过增材供料装置3向轧辊承载修复台1注入适量增材粉末，随后利用轧辊4与弧形轧辊修复面12之间的内切接触形成的导电回路使位于弧形轧辊修复面12底部的增材粉末熔化并填充至磨损缺陷中，并且通过轧辊4自身重量将熔化的增材粉末压紧至磨损缺陷中，由于熔融状态的填补增材粉末会充分填满轧辊4上的缺陷，同时，轧辊4的重量可充分将填入缺陷的增材粉末排出空气后压实；并且上述修补过程不会增加轧辊的半径，使轧辊在原半径基础上完成修补。

在本实施方式中，所述弧形轧辊修复面12的曲率小于轧辊4辊面曲率，以使；轧辊驱动组件11驱动轧辊4转动时与弧形轧辊修复面12的底部呈内切接触；具体的，所述轧辊承载修复台1包括电焊供电单元13；所述电焊供电单元13将轧辊4的辊面与弧形轧辊修复面12通过内切接触形成导电回路以使位于弧形轧辊修复面12底部的增材粉末熔化填充且压附在轧辊4的磨损部形成修补面。由于内切接触的点很小，因此其导电回路在此处的电阻很大，进而在通电过程中压入缺陷内的增材粉末通过电流加热充分熔化，并且通过内切的压力使得修补面平整光滑，降低后续工序打磨的工作强度，提高了修补效率。

在本实施方式中，所述电焊供电单元13的一端与轧辊4相连，另一端与弧形轧辊修复面12相连，由于金属的导电性，轧辊4与弧形轧辊修复面12相切位置会形成电流通路，并且由于轧辊4与弧形轧辊修复面12呈现的为内切接触，接触处电流较强，从而将此处的增材粉末熔化，当轧辊4的缺陷转至切线处时，熔化状态的增材粉末就会填充至缺陷中，并在轧辊4转动力和重力的作用下，将缺陷填满、抹匀并压实。

在本实施例中，所述轧辊承载修复台1还设置有急冷喷管14；所述急冷喷管14适于向修补面喷射冷却气体，以使填充至修补面的增材粉末快速冷却固化；以及在急冷喷管14的后侧设置有打磨机构15，对冷却后的修补面进行打磨。

在本实施方式中，所述急冷喷管14设置于轧辊承载修复台1上，并且在轧辊4转动过程中持续向轧辊4表面喷射冷却气体，从而在熔化的增材粉末填入至轧辊4缺陷后，可对熔化增材粉末进行冷却固化，随后通过打磨机构15对轧辊4表面进行打磨，从而将流至辊体上的多余的熔化增材粉末磨掉，充分保证了轧辊4的平整度和光滑度。

在本实施例中，所述打磨机构15包括磨头151，以及用于驱动磨头151滑动的平移装置152；所述控制模块根据视觉检测装置2获得辊面磨损位置，当该辊面磨损位置对应的修补面转动至打磨机构15处时，所述控制模块控制平移装置152带动磨头151滑动至该修补面处对其进行打磨。

在本实施方式中，若视觉检测装置2检测到轧辊4的缺陷较少，此时，仅需控制单个磨头151对修补面进行打磨。

在本实施例中，所述打磨机构15包括至少两个磨头151，各磨头151分别由上下设置的相应平移装置152驱动；所述控制模块根据视觉检测装置2获得各辊面磨损位置，当各辊面磨损位置对应的修补面转动至打磨机构15处时，所述控制模块控制各平移装置152分别带动相应磨头151滑动至各修补面处对其进行打磨。

在本实施方式中，若视觉检测装置2检测到轧辊4的缺陷较多，此时，控制两个磨头151进行上下配合打磨。

在本实施例中，所述增材供料装置3包括；供料管31；其中所述控制模块根据视觉检测装置2获得辊面磨损体积，并根据辊面磨损体积控制供料管31注料时间，以将增材粉末注入至弧形轧辊修复面12底部。

在本实施方式中，视觉检测装置2获得辊面磨损面积和辊面磨损深度后，控制模块对磨损体积进行计算，并根据磨损体积控制增材粉末的注入量，保证注入的增材粉末可充分填满缺陷。

在本实施例中，所述视觉检测装置2用于对待修复的轧辊4表面缺陷进行检测；或所述视觉检测装置2用于对修复后的轧辊4表面进行完整度检测。

在本实施方式中，视觉检测装置2对修复前的轧辊4表面缺陷进行检测，从而确定所需增材粉末量与电流值，并在修复后对轧辊4表面完整度进行检测，以确保没有填补缺陷。

在本实施例中，所述控制模块适于控制电焊供电单元13的电流值；和所述控制模块适于控制增材供料装置3的注料量；和所述控制模块适于获取视觉检测装置2的检测数据；

在本实施方式中，所述视觉检测装置2适于检测轧辊4磨损面积数据和磨损深度数据，并将检测数据上传至控制模块，控制模块适于根据磨损面积数据和磨损深度数据控制增材供料装置3的注料量，以及控制电焊供电单元13的电流值，使电流足以将增材粉末熔化。

在本实施例中，轧辊与增材粉末的材质可以相同，可以采用铝。

又一方面，本发明提供了一种采用上述轧辊4表面缺陷检测修复系统的修复方法，并包括如下步骤：

步骤S1，在轧辊4滚动时检测轧辊4的辊面磨损大小；

步骤S2，根据所述辊面磨损大小控制增材粉末用量；

步骤S3，设置弧形轧辊修复面12，并设定其曲率小于轧辊4辊面曲率，以使轧辊4在转动时其辊面与弧形轧辊修复面12形成内切接触；

步骤S4，将轧辊4与弧形轧辊修复面12通过内切接触形成焊接用导电回路以使位于弧形轧辊修复面12底部的增材粉末熔化填充且压附在轧辊4的磨损部。

综上所述，本发明的轧辊4表面缺陷检测修复系统通过设置的轧辊承载修复台1对待修复的轧辊4进行承载，并通过轧辊驱动组件11带动轧辊4沿弧形轧辊修复面12进行转动，并在轧辊4转动的同时，通过视觉检测装置2对轧辊4表面的缺陷情况进行记录，在确定缺陷的位置及缺陷的大小后，再通过增材供料装置3向轧辊承载修复台1注入适量增材粉末，随后利用轧辊4与轧辊4承载面之间的内切接触形成的导电回路使位于弧形轧辊修复面12底部的增材粉末熔化并填充至磨损缺陷中，并且通过轧辊4自身重量将熔化的增材粉末压紧至磨损缺陷中，由于熔融状态的填补增材粉末会充分填满轧辊4上的缺陷，同时，轧辊4的重量可充分将填入缺陷的增材粉末压实，保证了修补后轧辊4的平整度和光滑度，并且不会有细小缺陷遗漏。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。