CN104511650B - 钢板头部剪切最佳化的方法 - Google Patents

Abstract

一种钢板头部剪切最佳化的方法，涉及钢板头部剪切方法，解决现有方法不能精确定位需剪切的部位的问题，本方法包含：控制器控制辊道转动，传送钢板；钢板头部到达第二光栅时控制辊道停止转动；利用工业相机对钢板头部进行照相，产生钢板头部图像信号并输送到控制器中；控制器对钢板头部图像信号进行处理，根据图像信号得到切头剪剪刃剪切的时间；辊道继续转动；判别到切头剪剪刃剪切的时间已到，辊道停止转动，钢板停止传送；切头剪剪刃对钢板进行切头作业。本方法中利用工业相机精确的拍出钢板头部的轮廓形状，通过对图像网格化和扫描功能，能精确的计算出钢板头部该切的长度，有效地提高了钢板头部剪切的精度，提高了剪切效率及成材率。

Description

钢板头部剪切最佳化的方法

技术领域

本发明涉及厚板生产线的钢板头部剪切方法，尤其是指一种钢板头部剪切最佳化的方法。

背景技术

剪切线是厚板生产主线的一部分，通常也是生产主线的瓶颈所在。剪切线的咽喉就是对轧制大板进行分段粗切的切头剪，切头剪的生产效率和粗切合理性直接影响到整个剪切线效率和成材率。切头剪是剪切线的第一道工序，直接对产品成品负责，也是决定厚板产量的决定因素，因此切头剪的生产效率直接关系到产品产量的提高。

目前，在剪切线切头剪前配备了一台PSG（板形检测仪），其可以在线对每一块进入剪切线的轧制大板的平面形状、镰刀弯、边部侧立面形状进行准确测量，PSG的测量结果以点坐标值的形式上传到剪切线模型计算服务器上，以便自动拟合出钢板形状，供切头剪对钢板头部进行剪切，该剪切方法存在的以下主要问题：

钢板头部板形不好，导致光栅无法精确定位，剪切出来的头部废料时常超长，经常被卡在废料***内，也影响了剪切质量；切头时需采用人工目视的方式进行，严重影响了生产效率。

在专利文献CN101670436A中，金属粉末轧制生板坯切头长度的控制方法利用了传统的通用轧制设备，进行改进和组装成带以轧制压力电子传感***装置的轧制设备。其利用该压力电子传感***装置，测量金属粉末在轧制机内轧制过程中压力的变力，并通过记录轧制过程压力随时间的变化趋势或变化曲线，得到轧制压力达到稳定时所经历的时间，该时间乘以轧辊转动速度，即可求得金属粉末轧制生板坯切头长度。该方法的优点是：节约能源、节能原材料，且有利于提高产品质量，有利于实现工艺的最优化。但该方法是通过钢板与轧辊接触面积的变化反应到压力传感器上压力的变化，从而确定钢板头部的长度， 因此其受外界干扰因素太多，所测数据的误差也大，使用的场合也受到一定的限制，它是一种接触式的测量方法，不能对板坯的头部形状作直观的描述，切头的长度误差仍很大。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种对钢板头部舌形和燕尾形等能进行精确定位和计算，实现切头自动化的钢板头部剪切最佳化的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种钢板头部剪切最佳化的方法，其包括以下步骤：

S1，控制器控制辊道转动；

S2，钢板在辊道上向切头剪方向传送；

S3，控制器利用在辊道一侧前后安装的2个光栅中远离切头剪的第二光栅判别钢板头部是否到达该光栅的位置，如果没有到达，继续执行步骤S2；

S4，如果步骤S3中判别到钢板头部已到达第二光栅，控制器控制辊道停止转动，钢板停止传送；

S5，利用工业相机对钢板头部进行照相，产生钢板头部图像信号；

S6，工业相机将得到的钢板头部图像信号输送到控制器中；

S7，控制器对钢板头部图像信号进行处理，根据图像信号得到切头剪剪刃剪切的时间；

S8，控制器控制辊道继续转动，钢板在辊道上继续向切头剪方向传送；

S9，判别切头剪剪刃剪切的时间是否到，如果没到，继续步骤S8；

S10，如果步骤S9中判别到切头剪剪刃剪切的时间已到，辊道停止转动，钢板停止传送；

S11，切头剪剪刃对钢板进行切头作业，流程结束。

所述步骤S5中的工业相机是安装在切头剪入口处的辊道中间上方。

所述步骤S7中根据图像信号得到切头剪剪刃剪切的时间的方法为：

S71，根据图像信号，在显示器上显示钢板头部的可视化视图；

S7211，在可视化视图上从钢板头部最前端开始扫描；

S7212，判别是否为头部最大宽度，如果不是头部最大宽度，继续步骤S7211；

S7213，如果步骤S7212中判别到已是头部最大宽度，停止扫描；

S7214，计算头部最大宽度值；

S7215，在头部最大宽度值上增加一个附加值，得到切头长度值；

S7216，控制器计算出钢板继续运行的时间；

S7217，辊道继续转动，钢板继续向切头剪方向传送；

S7218，控制器利用安装在辊道一侧的2个光栅中接近切头剪的第一光栅判别钢板头部是否到达该光栅的位置，如果没有到达，继续执行步骤S7217；

S7219，如果步骤S7218中判别到钢板头部已到达第一光栅，控制器控制切头剪启动，并确定剪刃剪切的时间。

所述步骤S7212中的头部最大宽度是指钢板头部不规则形状需剪切的宽度。

所述步骤S7215中的附加值为2mm-5mm。

所述步骤S7中根据图像信号得到切头剪剪刃剪切的时间的方法为：

S71，根据图像信号，在显示器上显示钢板头部的可视化视图；

S7221，操作员根据可视化视图，输入钢板继续传送时间的设定值；

S7222，在WINCC窗口人工输入上述设定值；

S7223，在显示器上显示该设定值并传送到控制器，控制器确定启动切头剪及其剪刃剪切的时间。

本发明的有益效果：

本发明的方法中利用工业相机精确的拍出钢板头部的轮廓形状，通过对图像网格化和扫描功能，能够精确的计算出钢板头部该切的长度，能使得钢板头部的剪切位置做到最经济，同时实现自动跟踪自动剪切，有效地提高了钢板头部剪切的精度，提高成材率，还提高了剪切效率和降低了劳动强度。

为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细说明。

附图说明

图1为本发明使用的切头剪切头测量***示意图；

图2为本发明使用的控制器中钢板头部的可视化视图；

图3为本发明钢板头部剪切最佳化的方法流程图；

图4为图3中步骤7-步骤8之间的分步骤流程图。

具体实施方式

下面结合实施例的附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。

参见图1。

如图1所示，本发明为了实现切头剪切头的自动化，使用的切头剪切头测量***中，通过在切头剪1前设置一套剪切头测量装置10，在钢板30运行过程中对钢板10的头部形状进行监控，将测得的头部形状数据传送到控制器20中，由控制器20控制切头剪1启动的时间，从而使切头的长度达到最佳状态。

本发明使用的剪切头测量装置10包含：安装在辊道8一侧的2个光栅2,3，其中接近切头剪1的为第一光栅2，远离切头剪1的为第二光栅3；安装在辊道8另一侧的2个反光镜4,5；安装在切头剪1入口处的辊道中间上方工业相机6，工业相机6安装于支架7上，所述2个光栅2,3处于工业相机6的下方。

上述第二光栅3的作用是在该位置检测到钢板30的头部时，其将检测到的信号送入控制器20中，使输送辊道8停止，同时工业相机6启动摄像程序，对钢板30的头部进行拍照，拍完照后，其输出的图像信号通过电缆连接到操作室的控制器20中，程序启动输送辊道8继续转动，使钢板30继续往前输送（图1中A方向为钢板30的输送方向），在钢板30的输送过程中，控制器20对接收到的图像信号进行处理，通过图像扫描计算出钢板最大宽度的位置。

由于钢板头部最前端是由光栅触发定位的，所以钢板头部最前端的位置是固定不变的，那么最前端的位置到最大宽度（是指钢板头部不规则形状需剪切的宽度）的位置就能通过工业相机的图像信号根据比例关系精确计算出来，为使切下的钢板头部中间不断开，在计算出的最大宽度值上控制器20会自动增加一个附加值（2mm-5mm），最终的这个宽度值是切头长度值，会在控制器20的显示屏上显示，钢板30运行到第一光栅2的位置时，控制器控制切头剪1开始启动切头程序并确定切头剪1的剪刃动作时间。

第一光栅2的作用是在该位置检测到钢板头部的最前端位置，第一光栅2 到切头剪1的剪刃位置是定值，加上先前得到的切头长度值，就是钢板30在第一光栅2处继续往前输送到切头剪1的剪刃位置需要行走的距离，由于辊道8的输送速度是已知的恒速，钢板30行走这段距离的时间就能确定，该时间就是剪刃动作时间，待到了该时间，钢板头部的切头长度值到达切头剪1的剪刃位置，剪刃动作，这样就能实现切头剪1对钢板30切头全自动化的功能，并能精确定位，使钢板头部剪切最佳化。

另外本发明还提供一个人工输入数据的窗口，通过工业相机6对钢板30头部区域摄像，将图像传输控制器20的显示屏上显示，并对图像网格化，如图2所示，在显示器上由操作员通过显示在钢板头部周围的刻度表12和网格11实时读出图像钢板31头部的不规则形状的宽度值，操作员通过WINCC窗口人工输入该宽度值，控制器20使用该值计算出延时启动切头剪剪刃剪切的时间，从而实现钢板切头的半自动控制。

参见图3，本发明钢板头部剪切最佳化的方法流程如下：

S1，控制器控制辊道转动；

S2，钢板在辊道上向切头剪方向传送；

S3，控制器利用在辊道一侧前后安装的2个光栅中远离切头剪的第二光栅判别钢板头部是否到达该光栅的位置，即，第二光栅是否触发到了钢板头部，如果没有到达，继续执行步骤S2；

S4，如果步骤S3中判别到钢板头部已到达第二光栅，控制器控制辊道停止转动，钢板停止传送；

S5，安装在切头剪入口处的辊道中间上方的工业相机对钢板头部进行照相，产生钢板头部图像信号；

S6，工业相机将得到的钢板头部图像信号输送到控制器中；

S7，控制器对钢板头部图像信号进行处理，根据图像信号得到切头剪剪刃剪切的时间；

S8，控制器控制辊道继续转动，钢板在辊道上继续向切头剪方向传送；

S9，判别切头剪剪刃剪切的时间是否到，如果没到，继续步骤S8；

S10，如果步骤S9中判别到切头剪剪刃剪切的时间已到，辊道停止转动，钢板停止传送；

S11，切头剪剪刃对钢板进行切头作业，流程结束。

上述步骤S7中根据图像信号得到切头剪剪刃剪切的时间，可以有两种方法得到，一种为全自动方法得到，另一种为半自动方法得到。

参见图4，全自动方法得到切头剪剪刃剪切时间的过程如下：

S71，根据图像信号，在显示器上显示钢板头部的可视化视图；

S7211，在可视化视图上从钢板头部最前端开始扫描；

S7212，判别是否为头部最大宽度（是指钢板头部不规则形状需剪切的宽度），如果不是头部最大宽度，继续步骤S7211；

S7213，如果步骤S7212中判别到已是头部最大宽度，停止扫描；

S7214，计算头部最大宽度值；

S7215，在头部最大宽度值上增加一个附加值（2mm-5mm），得到切头长度值；

S7216，控制器计算出钢板继续运行的时间；

S7217，辊道继续转动，钢板继续向切头剪方向传送；

S7218，控制器利用安装在辊道一侧的2个光栅中接近切头剪的第一光栅判别钢板头部是否到达该光栅的位置，如果没有到达，继续执行步骤S7217；

S7219，如果步骤S7218中判别到钢板头部已到达第一光栅，控制器控制切头剪启动，并确定剪刃剪切的时间。

参见图4，半自动方法得到切头剪剪刃剪切时间的过程如下：

S71，根据图像信号，在显示器上显示钢板头部的可视化视图；

S7221，操作员根据可视化视图（是一种网格化的视图），输入钢板继续传送时间的设定值；

S7222，在WINCC窗口人工输入上述设定值；

S7223，在显示器上显示该设定值并传送到控制器，控制器确定启动切头剪及其剪刃剪切的时间。

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的目的，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求的范围内。

Claims (4)

1.一种钢板头部剪切最佳化的方法，其特征在于包括以下步骤：

S1，控制器控制辊道转动；

S2，钢板在辊道上向切头剪方向传送；

S3，控制器利用在辊道一侧前后安装的2个光栅中远离切头剪的第二光栅判别钢板头部是否到达该光栅的位置，如果没有到达，继续执行步骤S2；

S4，如果步骤S3中判别到钢板头部已到达第二光栅，控制器控制辊道停止转动，钢板停止传送；

S5，利用工业相机对钢板头部进行照相，产生钢板头部图像信号；

S6，工业相机将得到的钢板头部图像信号输送到控制器中；

S7，控制器对钢板头部图像信号进行处理，根据图像信号得到切头剪剪刃剪切的时间；所述根据图像信号得到切头剪剪刃剪切的时间的方法为：

S71，根据图像信号，在显示器上显示钢板头部的可视化视图；

S7211，在可视化视图上从钢板头部最前端开始扫描；

S7212，判别是否为头部最大宽度，如果不是头部最大宽度，继续步骤S7211；

S7213，如果步骤S7212中判别到已是头部最大宽度，停止扫描；

S7214，计算头部最大宽度值；

S7215，在头部最大宽度值上增加一个附加值，得到切头长度值；

S7216，控制器计算出钢板继续运行的时间；

S7217，辊道继续转动，钢板继续向切头剪方向传送；

S7218，控制器利用安装在辊道一侧的2个光栅中接近切头剪的第一光栅判别钢板头部是否到达该光栅的位置，如果没有到达，继续执行步骤S7217；

S7219，如果步骤S7218中判别到钢板头部已到达第一光栅，控制器控制切头剪启动，并确定剪刃剪切的时间；

S8，控制器控制辊道继续转动，钢板在辊道上继续向切头剪方向传送；

S9，判别切头剪剪刃剪切的时间是否到，如果没到，继续步骤S8；

S10，如果步骤S9中判别到切头剪剪刃剪切的时间已到，辊道停止转动，钢板停止传送；

S11，切头剪剪刃对钢板进行切头作业，流程结束。

2.如权利要求1所述的钢板头部剪切最佳化的方法，其特征在于：

所述步骤S5中的工业相机是安装在切头剪入口处的辊道中间上方。

3.如权利要求1所述的钢板头部剪切最佳化的方法，其特征在于：

所述步骤S7212中的头部最大宽度是指钢板头部不规则形状需剪切的宽度。

4.如权利要求1所述的钢板头部剪切最佳化的方法，其特征在于：

所述步骤S7215中的附加值为2mm-5mm。