[發(fā)明專(zhuān)利]基于機(jī)器視覺(jué)的棒材飛剪剪切優(yōu)化控制系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710238818.0
• 申請(qǐng)日: 2017-04-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106919054B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方田;桂峰;朱鳳泉;彭獲鋒
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中冶華天工程技術(shù)有限公司;中冶華天南京工程技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G05B13/04
• 分類(lèi)號(hào): G05B13/04
• 代理公司: 北京中偉智信專(zhuān)利商標(biāo)代理事務(wù)所(普通合伙) 11325
• 代理人: 張岱

本發(fā)明公開(kāi)一種基于機(jī)器視覺(jué)的棒材飛剪剪切優(yōu)化控制系統(tǒng)，包括圖像采集子系統(tǒng)、模糊控制器以及飛剪調(diào)節(jié)子系統(tǒng)；所述圖像采集子系統(tǒng)包括設(shè)置在飛剪后方的若干攝像頭以及與各所述攝像頭匹配的光源，各所述攝像頭與圖像處理模塊通訊連接；所述模糊控制器與所述圖像處理模塊通訊連接，用于接收所述圖像處理模塊處理完畢的圖像信息、生成飛剪調(diào)節(jié)決策并將所述飛剪調(diào)節(jié)決策輸送給所述飛剪調(diào)節(jié)子系統(tǒng)；所述飛剪調(diào)節(jié)子系統(tǒng)包括控制飛剪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)或傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制機(jī)構(gòu)，用于調(diào)節(jié)飛剪剪刃的運(yùn)動(dòng)軌跡以及力矩。本發(fā)明使飛剪的工作由開(kāi)環(huán)工作方式變成閉環(huán)工作方式；實(shí)現(xiàn)棒材剪切工作的在線優(yōu)化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于機(jī)器視覺(jué)的棒材飛剪剪切優(yōu)化控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

飛剪常用于軋鋼，造紙等生產(chǎn)線上。在棒材車(chē)間里，它安放在軋制線的后部，將軋件切成定尺或僅切頭切尾。廣泛采用飛剪有利于使軋鋼生產(chǎn)迅速向高速化、連續(xù)化方向發(fā)展。因此，它是軋鋼生產(chǎn)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)之一。

傳統(tǒng)的剪切過(guò)程，對(duì)剪切動(dòng)作的步驟進(jìn)行預(yù)定義后，飛剪就按照預(yù)定義的動(dòng)作進(jìn)行工作，而對(duì)剪切效果缺乏基本的監(jiān)控，在棒材生產(chǎn)車(chē)間，就容易造成細(xì)長(zhǎng)坯的彎頭，擠壓或斷面粗糙等種種問(wèn)題。如果飛剪剪切效果不佳，就需要對(duì)成品進(jìn)行處理，造成材料的浪費(fèi)，降低了產(chǎn)量。所以，如何根據(jù)剪切效果情況對(duì)剪切過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化十分重要。

棒材坯料相對(duì)外形較小，不易采用傳統(tǒng)手段進(jìn)行快速檢測(cè)。測(cè)徑儀等儀表又不適合軋制過(guò)程的高溫工況，所以創(chuàng)新的檢測(cè)手段變得十分必要。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種能夠獲得良好飛剪效果的基于機(jī)器視覺(jué)的棒材飛剪剪切優(yōu)化控制系統(tǒng)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明基于機(jī)器視覺(jué)的棒材飛剪剪切優(yōu)化控制系統(tǒng)，包括圖像采集子系統(tǒng)、模糊控制器以及飛剪調(diào)節(jié)子系統(tǒng)；

所述圖像采集子系統(tǒng)包括設(shè)置在飛剪后方的若干攝像頭以及與各所述攝像頭匹配的光源，各所述攝像頭與圖像處理模塊通訊連接；

所述模糊控制器與所述圖像處理模塊通訊連接，用于接收所述圖像處理模塊處理完畢的圖像信息、生成飛剪調(diào)節(jié)決策并將所述飛剪調(diào)節(jié)決策輸送給所述飛剪調(diào)節(jié)子系統(tǒng)；

所述飛剪調(diào)節(jié)子系統(tǒng)包括控制飛剪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)或傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制機(jī)構(gòu)，用于調(diào)節(jié)飛剪剪刃的運(yùn)動(dòng)軌跡以及力矩。

進(jìn)一步地，所述圖像采集子系統(tǒng)至少包括在飛剪后方朝向飛剪設(shè)置的斷面采集攝像頭和在棒材軸線側(cè)方設(shè)置的平直采集攝像頭。

進(jìn)一步地，所述攝像頭上設(shè)置有遮光箱。

進(jìn)一步地，所述飛剪調(diào)節(jié)子系統(tǒng)與飛剪剪刃的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制連接，所述飛剪剪刃的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為變頻電機(jī)；

或者，所述飛剪調(diào)節(jié)子系統(tǒng)與無(wú)級(jí)變速箱控制連接，所述無(wú)級(jí)變速箱的輸入軸和輸出軸分別與飛剪剪刃的驅(qū)動(dòng)裝置和飛剪剪刃傳動(dòng)連接。

進(jìn)一步地，所述圖像采集子系統(tǒng)包括兩個(gè)間隔設(shè)置的斷面采集攝像頭，兩所述斷面采集攝像頭的軸線與所述棒材的軸線相交于一點(diǎn)。

進(jìn)一步地，所述平直采集攝像頭的軸線與所述棒材軸線所確定的平面與飛剪的剪切方向垂直。

本發(fā)明提出一種基于機(jī)器視覺(jué)的棒材飛剪剪切優(yōu)化控制系統(tǒng)，使飛剪的工作由開(kāi)環(huán)工作方式變成閉環(huán)工作方式；模糊控制器進(jìn)行決策的飛剪剪切效果評(píng)價(jià)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)棒材剪切工作的在線優(yōu)化；通過(guò)視覺(jué)系統(tǒng)這種非接觸式的檢測(cè)方式，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便工程實(shí)施和舊系統(tǒng)改造。

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種能夠獲得良好飛剪效果的基于機(jī)器視覺(jué)的棒材飛剪剪切優(yōu)化控制方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明基于機(jī)器視覺(jué)的棒材飛剪剪切優(yōu)化控制方法，包括如下步驟：

S1采集并保存飛剪區(qū)域無(wú)棒材時(shí)的對(duì)照?qǐng)D像；