CN111659866A - 连铸生产的出坯控制方法及出坯控制设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及炼钢生产方法及设备技术领域，尤其涉及一种连铸生产的出坯控制方法及出坯控制设备。该设备的自动化控制***利用送坯监控子***获取等待区内的第一坯体参数，利用推坯监控子***获取推坯区和堆垛区内的第二坯体参数，利用主控子***获取切割区内的第三坯体参数；并且，送坯监控子***、推坯监控子***和主控子***基于第一坯体参数、第二坯体参数、第三坯体参数及参数组合，分别计算并建立相应的送坯指令、补坯指令以及推坯指令；主控子***基于送坯指令执行相应的送坯操作，基于补坯指令执行相应的补坯操作，并且基于推坯指令执行相应的推坯操作。本发明能够实现出坯工序的数字化管控和精细化管理，能促进生产效率的提高。

Description

连铸生产的出坯控制方法及出坯控制设备

技术领域

本发明涉及炼钢生产方法及设备技术领域，尤其涉及一种连铸生产的出坯控制方法及出坯控制设备。

背景技术

连铸即为连续铸造的简称。在炼钢生产过程中，钢水凝固成型通常采用两种方法：传统的模铸法和连续铸钢法。连续铸钢法是指把钢水直接浇注成形，从而形成连铸坯的方法。与传统的模铸法相比，连续铸钢法具有大幅提高金属收得率和铸坯质量、生产效率高、节约能源等显著优势。连铸坯是炼钢炉炼成的钢水经过连铸机铸造后得到的产品，根据连铸坯的截面和外形可以分为板坯、方坯、矩形坯、圆坯和异型坯等。

现有的炼钢生产过程中，连铸生产属于人力密集型生产过程。而连铸生产的出坯工序包括：将连铸坯切割成指定长度的坯体的切割过程、坯体输送过程、以及将坯体推送至待吊装位置(通常是冷床)的过程。出坯工序中大部分工位仍然需要采用人工方式进行生产控制，无法实现全自动化控制。

上述的出坯工序的坯体推送过程中，由于连铸机流数多、浇铸拉速高、生产节奏快，在依靠人工进行推坯操作的过程中，操作工必须保持长时间的精神高度集中，工人劳动强度大容易疲劳，难以避免出现人为原因的操作失误，导致堆坯、钢坯推弯、推钢机掉道等生产安全事故。此外，人工控制出坯不能实现出坯工序的数字化管控，对于出坯工序的精细化管理、生产效率的提高、以及流水线生产工序的形成都存在不利影响。

发明内容

本发明旨在至少解决现有出坯工序中存在的技术问题。为此，本发明提出一种连铸生产的出坯控制设备，以实现出坯工序的数字化管控和精细化管理，能够促进生产效率的提高。

本发明还提出一种连铸生产的出坯控制方法。

根据本发明第一个实施例的一种连铸生产的出坯控制设备，包括分别与连铸机和推钢机连接的自动化控制***，所述连铸机设有出坯流道，所述出坯流道的一端形成有切割区，另一端形成有等待区，所述推钢机上设有推坯区，所述推坯区的入口端与所述等待区之间可开闭的连接，所述推坯区的出口端形成有堆垛区；

所述自动化控制***包括相互连接的送坯监控子***和推坯监控子***、以及分别与所述送坯监控子***和所述推坯监控子***连接的主控子***；

所述送坯监控子***用于获取所述等待区内的第一坯体参数，所述推坯监控子***用于获取所述推坯区和所述堆垛区内的第二坯体参数，所述主控子***用于获取所述切割区内的第三坯体参数；

所述送坯监控子***基于所述第一坯体参数，计算并建立相应的送坯指令；

所述推坯监控子***基于所述第一坯体参数、所述第二坯体参数和所述第三坯体参数，计算并建立相应的补坯指令；

所述推坯监控子***基于所述第二坯体参数，计算并建立相应的推坯指令；

所述主控子***基于所述送坯指令执行相应的送坯操作，基于所述补坯指令执行相应的补坯操作，并且基于所述推坯指令执行相应的推坯操作。

根据本发明的一个实施例，所述送坯监控子***包括第一计算机和若干个相机，若干个所述相机分别沿所述出坯流道布设，并且至少一个所述相机朝向所述等待区，各个所述相机分别与所述第一计算机相连接，所述第一计算机与所述主控子***相连接。

根据本发明的一个实施例，所述推坯监控子***包括第三计算机和若干个相机，所述推坯区的出口端连接冷床，所述冷床上形成有至少一个所述堆垛区，各个所述相机分别布设在所述冷床的周围，并且每个所述冷床分别对应设有至少一个所述相机；各个所述相机分别与所述第三计算机相连接，所述第三计算机与所述主控子***相连接。

根据本发明的一个实施例，所述推坯监控子***还包括与所述第三计算机分别连接的若干个行车位置接收器，所述推钢机的上方设有能在各个所述堆垛区之间运动的行车，每个所述堆垛区分别对应设有至少一个所述行车位置接收器，所述行车位置接收器用于在所述行车移动至当前所述堆垛区内时获取所述行车的位置信息。

根据本发明的一个实施例，所述推坯监控子***还包括位置测量器，所述推坯区内设有推坯辊道和推坯机构，所述出坯流道的等待区内分别排列有若干个送坯辊道，所述推坯辊道与各个所述送坯辊道相平行，以所述推坯机构的运动方向为推坯方向，并且以各个所述送坯辊道的滚动方向为补坯方向，所述推坯方向与所述补坯方向相垂直；

所述推坯辊道的一侧形成所述推坯区的入口端，所述推坯辊道沿所述推坯方向的至少一端形成所述推坯区的出口端，所述推坯机构能沿所述推坯方向来回运动；

所述位置测量器与所述第三计算机相连接，所述位置测量器用于获取所述推坯机构的实时位置。

根据本发明的一个实施例，所述主控子***包括第二计算机，所述推坯区的入口端与所述等待区之间通过可升降的升降挡板连接，所述第二计算机能基于所述送坯指令驱动所述送坯辊道滚动，基于所述补坯指令驱动所述送坯辊道和所述推坯辊道同步滚动，基于所述推坯指令驱动所述推坯机构沿所述推坯方向来回运动，以及驱动所述升降挡板作升降运动。

根据本发明的一个实施例，所述连铸机设有若干条并列的所述出坯流道，每条所述出坯流道在所述等待区内间隔排列有若干个送坯辊道，每条所述出坯流道在所述切割区内间隔排列有若干个切割辊道，每条所述出坯流道在所述切割区内还设有与所述切割辊道连接的火切机，每条所述出坯流道形成有所述等待区的一端分别通过升降挡板与所述推坯区的入口端连接；所述推坯区内排列有若干个推坯辊道，所述推坯区内与所述推坯区的入口端相对位置的一侧设有固定挡板，各个所述推坯辊道、各个所述送坯辊道以及所述固定挡板平行设置，所述推坯区的出口端形成于所述推坯辊道的一端或两端。

根据本发明第二个实施例的一种基于如上所述的连铸生产的出坯控制设备的出坯控制方法，包括以下步骤：

分别获取连铸机的等待区内的第一坯体参数、推钢机的推坯区和堆垛区内的第二坯体参数、以及所述连铸机的切割区内的第三坯体参数；

基于所述第一坯体参数计算并建立相应的送坯指令，基于所述第一坯体参数、所述第二坯体参数以及所述第三坯体参数计算并建立相应的补坯指令，并且基于所述第二坯体参数计算并建立相应的推坯指令；

基于所述送坯指令执行相应的送坯操作，基于所述补坯指令执行相应的补坯操作，并且基于所述推坯指令执行相应的推坯操作。

根据本发明的一个实施例，所述第一坯体参数包括所述等待区内的坯体实时位置和坯体数量，所述第二坯体参数包括所述推坯区内的坯***置和坯体堆积数量和所述堆垛区内的坯体堆积数量，所述第三坯体参数包括所述切割区内的坯体实时位置和坯体数量；

所述送坯指令为将所述切割区内的所述坯体送到所述等待区内的升降挡板处；

所述补坯指令为基于所述切割区内的坯体实时位置和坯体数量、所述等待区内的坯体实时位置和坯体数量、所述推坯区内的坯***置和坯体堆积数量以及所述堆垛区内的坯体堆积数量，将所述等待区内的所述坯体送到所述推坯区内；

所述推坯指令为基于所述推坯区内的坯***置和坯体堆积数量以及所述堆垛区内的坯体堆积数量，将所述推坯区内指定数量的所述坯体推入所述堆垛区内，直至所述堆垛区内的坯体堆积数量达到预设的最大值。

根据本发明的一个实施例，所述补坯指令进一步为：基于所述切割区内的坯体实时位置和坯体数量、以及所述等待区内的坯体实时位置和坯体数量，驱动升降挡板打开以将所述等待区内的所述坯体送到所述推坯区内，并在所述坯体全部进入所述推坯区内以后驱动所述升降挡板关闭。

本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：

本发明实施例的一种连铸生产的出坯控制设备，其包括分别与连铸机和推钢机连接的自动化控制***，以利用自动化控制***对连铸机的出坯和推钢机的推坯进行自动化控制。该自动化控制***包括送坯监控子***、推坯监控子***和主控子***，送坯监控子***、推坯监控子***和主控子***分别用于获取等待区内的第一坯体参数、推坯区和堆垛区内的第二坯体参数以及切割区内的第三坯体参数；送坯监控子***能基于第一坯体参数计算并建立相应的送坯指令；推坯监控子***能基于第二坯体参数算并建立相应的推坯指令；推坯监控子***能基于第一坯体参数、第二坯体参数和第三坯体参数计算并建立相应的补坯指令；主控子***还能基于送坯指令执行相应的送坯操作，基于补坯指令执行相应的补坯操作，并且基于推坯指令执行相应的推坯操作。该自动化控制***能够实现从连铸机出坯直至冷床堆垛的完整出坯工序的数字化管控和精细化管理，能促进生产效率的提高，并且有利于后续的坯体吊运分配的工序的精细化管理，从而使得包含出坯、推坯、堆垛和吊运的整个出坯工序都能进行连续的数字化管控。

进一步的，该连铸生产的出坯控制设备的自动化控制***能够基于机器视觉检测手段，对连铸机和推钢机上的重要区域进行图像监控，并对图像进行解析，从而实现连铸机和推钢机上相应的送坯操作、补坯操作和推坯操作。

本发明实施例的一种出坯控制方法，是通过上述连铸生产的出坯控制设备执行的，因此该出坯控制方法具有上述连铸生产的出坯控制设备的全部优点，在此不再赘述。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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附图。

图1是本发明实施例连铸生产的出坯控制设备的结构示意图；

图2是本发明实施例监控***与主控***的连接结构示意图；

图3是本发明实施例送坯监控子***的结构示意图；

图4是本发明实施例推坯监控子***的结构示意图。

附图标记：

1：第一计算机；

11：第一相机；12：第二相机；13：第三相机；14：第四相机；

2：第二计算机；

3：第三计算机；

31：第一行车位置接收器；32：第五相机；33：第二行车位置接收器；34：位置测量器；35：第三行车位置接收器；36：第六相机；37：第四行车位置接收器；

4：连铸机；

41：火切机；42：连铸坯；43：出坯区域；44：送坯辊道；45：升降挡板；

5：第一冷床；

51：第一垛位；52：第二垛位；

6：行车；

7：推坯区；

71：推坯辊道；72：固定挡板；

8：推坯机构；

9：第二冷床；

91：第三垛位；92：第四垛位；

10：坯体。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

如图1至图4所示，本发明实施例提供了一种连铸生产的出坯控制设备(本发明实施例中简称为“设备”)，并且基于该设备提供了一种出坯控制方法(本发明实施例中简称为“方法”)。该设备和方法能够实现从连铸机4出坯直至推钢机堆垛的完整出坯工序的数字化管控和精细化管理，能促进生产效率的提高，并且有利于后续的坯体10吊运分配的工序的精细化管理，从而使得包含出坯、推坯、堆垛和吊运的整个出坯工序都能进行连续的数字化管控。

具体的，本发明实施例所述的方法包括以下步骤：

S1、分别获取连铸机4的等待区内的第一坯体参数、推钢机的推坯区和堆垛区内的第二坯体参数、以及连铸机4的切割区内的第三坯体参数；

S2、基于第一坯体参数计算并建立相应的送坯指令，基于第一坯体参数、第二坯体参数以及第三坯体参数计算并建立相应的补坯指令，并且基于第二坯体参数计算并建立相应的推坯指令；

S3、基于送坯指令执行相应的送坯操作，基于补坯指令执行相应的补坯操作，并且基于推坯指令执行相应的推坯操作。

上述方法中，如图1所示，连铸机4的出坯区域43包括连续设置的切割区和等待区，推钢机包括推坯区7以及设置于推坯区出口端的堆垛区，等待区与推坯区7的入口端之间通过升降挡板45隔开，利用升降挡板45的升降来控制等待区与推坯区7之间的连通和断开。

上述方法中，第一坯体参数包括等待区内的坯体实时位置和坯体数量。第二坯体参数包括推坯区7内的坯***置和坯体堆积数量以及堆垛区内的坯体堆积数量。第三坯体参数包括切割区内的坯体实时位置和坯体数量。可理解的是，上述方法分别通过机器视觉技术获取等待区、堆垛区和切割区内的图像数据，并对图像数据解析计算，以获取上述的第一坯体参数、第二坯体参数和第三坯体参数。

上述方法中，送坯指令为将切割区内的坯体10送到等待区内的升降挡板处；补坯指令为基于切割区内的坯体实时位置和坯体数量、等待区内的坯体实时位置和坯体数量、推坯区7内的坯***置和坯体堆积数量以及堆垛区内的坯体堆积数量，将等待区内的坯体10送到推坯区7内；推坯指令为基于推坯区7内的坯***置和坯体堆积数量以及堆垛区内的坯体堆积数量，将推坯区7内指定数量的坯体10推入堆垛区内，直至堆垛区内的坯体堆积数量达到预设的最大值。

对应的，送坯操作为与送坯指令相匹配的执行动作。即，送坯操作是指将切割区内的坯体10送入至等待区内，补坯操作是指将等待区内的坯体10送入至推坯区7内，推坯操作是指将推坯区7内的坯体10送入至堆垛区内。

上述方法中，送坯监控子***能够对切割区内的坯体实时位置和坯体数量进行实时监控，若切割区内流道上出现新的坯体10，则将坯体10送入等待区内，以保证连铸机4上游的切割操作和下游的补坯操作都能流畅执行、不间断。

上述方法中，补坯指令还能基于等待区内的坯体实时位置和坯体数量，将等待区内指定流道的坯体10送入推坯区7内，从而实现能够及时将连铸机4内等待区中的坯体10送入推坯区7内，进而实现送坯的自动化控制。

进一步的，补坯指令为：基于切割区内的坯体实时位置和坯体数量、等待区内的坯体实时位置和坯体数量、推坯区7内的坯***置和坯体堆积数量以及堆垛区内的坯体堆积数量，驱动升降挡板45打开以将等待区内的坯体10送到推坯区7内，并在坯体10全部进入推坯区7内以后驱动升降挡板45关闭。可见利用升降挡板45的升降可以控制等待区和推坯区7之间的通断，从而既能保证补坯操作和推坯操作之间互不干扰，又能利用升降挡板45为送坯操作中进入等待区内的坯体10进行可靠阻停，以保证每阶段的操作均准确顺畅。

如图1至图4所示，本发明实施例所述的设备中，连铸机4的出坯区域43与推钢机连接，并且自动化控制***分别与连铸机4和推钢机8连接，以利用自动化控制***对连铸机4和推钢机8进行自动化操作，从而实现连铸坯42从切割为坯体10、坯体10的运送以及出坯后的推送和堆积过程，以构成完整的钢坯出坯工序的全套自动化控制流水线。

如图1所示，该设备的连铸机4设有出坯流道，出坯流道的一端形成有切割区，另一端形成有等待区。推钢机上设有推坯区7，推坯区7的入口端与等待区之间设置可开闭的连接，推坯区7的出口端形成有堆垛区。连铸机4输出的连铸坯42在切割后形成坯体10。坯体10能经由出坯流道进入推钢机的推坯区7内，并被推送至堆垛区中堆集，以便后续将堆集至预设数量的坯体10自当前堆垛区中吊运至后续工序现场，从而结束出坯工序并实现坯体10的下线。

在一个实施例中，连铸机4的出坯区43设有若干条并列的出坯流道。各条出坯流道相互平行，并且相邻的出坯流道之间留有间隔，以避免坯体10输送过程中彼此干涉。每条出坯流道在等待区内分别排列有若干个送坯辊道44，以沿出坯流道指向推坯区7的方向为出坯方向，送坯辊道44的滚动方向沿着出坯方向设置，从而利用各个送坯辊道44的滚动而推动其上运送的坯体10前进。每条出坯流道在切割区内间隔排列有若干个切割辊道。优选切割辊道与送坯辊道44平行，并且切割辊道的滚动方向沿出坯方向设置。每条出坯流道在切割区内还设有与切割辊道连接的火切机41，从而利用火切机41将切割辊道上运送的连铸坯42切割为坯体10。每条出坯流道形成有等待区的一端分别通过升降挡板45与推坯区7的入口端连接，以利用升降挡板45的升降运动实现推坯区7的入口端的启闭。即是说，升降挡板45处于关闭状态时能够将出坯流道上的坯体10阻停在等待区中；而在升降挡板45处于打开状态时能够使出坯流道上的坯体10随着该出坯流道内的送坯辊道44的滚动而前进，直至完全进入推钢机的推坯区7内。

在一个实施例中，推钢机的推坯区7内设有推坯辊道71和推坯机构8。其中，推坯区7内排列有若干个推坯辊道71。推坯辊道71的一端为该推坯区7的入口端，则上述的各条出坯流道分别连接在该推坯辊道71作为推坯区7入口端的这一侧。在推坯辊道71沿推坯方向的至少一端形成推坯区7的出口端，从而使得坯体10自出坯流道进入推坯区7内时，坯体10的长度方向与推坯方向相垂直。推坯机构8设置在推坯辊道71上，并且能沿推坯方向来回运动。推坯辊道71可使坯体10能按照出坯方向进入推坯区7内，并在各个推坯辊道71的滚动作用下继续前行，直至坯体10完全进入推坯区7内。推坯机构8通过沿推坯方向来回运动即可将推坯区7内的坯体10推入位于推坯辊道71端部的第一冷床5或第二冷床9上的堆垛区内。

可理解的是，本发明实施例中，以推坯机构8的运动方向为推坯方向，并且以各个送坯辊道44的滚动方向为补坯方向(该补坯方向即为上述出坯流道的出坯方向)，则有推坯方向与补坯方向相垂直，以便于使补坯操作和推坯操作之间更为流畅。

为了更安全地将坯体10阻停在推坯区7内，优选在推坯区7内与推坯区7的入口端相对位置的一侧设有固定挡板72，并且，各个推坯辊道71、各个送坯辊道44以及固定挡板72平行设置，以利用固定挡板72将坯体10阻停并且保证坯体10与推坯方向相垂直。

为了便于坯体10的堆集，优选推坯区7的出口端连接冷床，例如图1所示的第一冷床5和第二冷床9，在第一冷床5和第二冷床9上分别形成有至少一个堆垛区。

为了便于将堆垛区内的坯体10及时运走至下一工序现场，优选推钢机的上方设有能在各个堆垛区之间运动的行车6。

为了提高推坯效率，优选推钢机的推坯区7的出口端形成于推坯辊道71的一端或两端。即推坯区7内的推坯辊道71的一端或两端形成有推坯区7的出口端，则推坯机构8能通过沿推坯方向的来回运动，将推坯区7内的坯体10推送至任一堆垛区内。

具体参照图1所示，推坯机构8能够在推坯辊道的上方左右往复移动。在推坯区7的左右两侧分别连接有第一冷床5和第二冷床9。当推坯机构8向左或者向右移动时，能够把推坯辊道71上的坯体10分别推送到第一冷床5或第二冷床9上。在第一冷床5上分别设置第一垛位51和第二垛位52，并且在第二冷床9上分别设置第三垛位91和第四垛位92。第一垛位51、第二垛位52、第三垛位91和第四垛位92分别能够容纳指定数量的坯体10。

如图2所示，本实施例所述的自动化控制***包括相互连接的送坯监控子***和推坯监控子***、以及分别与送坯监控子***和推坯监控子***连接的主控子***。

其中，送坯监控子***用于获取上述的等待区内的第一坯体参数。推坯监控子***用于获取上述的堆垛区内的第二坯体参数。主控子***用于获取上述的切割区内的第三坯体参数。并且，送坯监控子***能基于第一坯体参数，计算并建立相应的送坯指令。并且，推坯监控子***能基于第二坯体参数，计算并建立相应的推坯指令。并且让，推坯监控子***能基于第一坯体参数、第二坯体参数和第三坯体参数计算并建立相应的补坯指令。并且，主控子***能基于送坯指令执行相应的送坯操作，基于补坯指令执行相应的补坯操作，并且基于推坯指令执行相应的推坯操作。

可理解的是，上述的送坯指令和送坯操作具体为：送坯监控子***利用机器视觉手段获取等待区的图像数据，以得到第一坯体参数，从而实现自动检测等待区内的各条出坯流道中指定位置是否存在坯体10。如果某一出坯流道的等待区内有坯体10存在，则送坯监控子***向主控子***发送送坯指令。主控子***基于接收到的送坯指令，自动控制对应出坯流道内的各个送坯辊道44滚动，以将该出坯流道的切割区内的坯体10向等待区内输送，直至坯体10完全进入等待区中。

可理解的是，上述的补坯指令和补坯操作具体为：送坯监控子***利用机器视觉手段获取等待区的图像数据，以得到第一坯体参数，从而实现自动检测等待区内的各条出坯流道中指定位置是否存在坯体10。推坯监控子***利用机器视觉手段获取堆垛区的图像数据，得到堆垛区内的坯体堆积数量，并根据计算得到推坯区7内的坯体堆积数量，结合监测得到的推坯区7内的坯***置从而组合得到第二坯体参数，进而实现自动检测并计算推坯区内的各条出坯流道中指定位置是否存在坯体10。主控子***能对连铸机4和火切机41进行监控并获取运行数据，从而可以得到第三坯体参数；推坯监控子***还能基于上述第一坯体参数、第二坯体参数和第三坯体参数的组合和计算，从而判断推坯区7内是否需要补坯。当推坯区7内无坯体10存在时，推坯监控子***生成补坯指令，并且，主控子***基于补坯指令自动控制对应的出坯流道端部的升降挡板45打开，以使该出坯流道与推坯区7连通，从而将出坯流道内的坯体10传送到推坯区7内。

可理解的是，上述的推坯指令和推坯操作具体为：推坯监控子***利用机器视觉手段获取堆垛区的图像数据，计算得到各个堆垛区内的坯体堆积数量；并根据计算得到推坯区7内的坯体堆积数量。根据推坯区7中的坯***置和坯体堆积数量，以及堆垛区中的坯***置和坯体堆积数量，可以得到第二坯体参数。

在该堆垛区内的坯体堆积数量未达到最大值时，推坯监控子***向主控子***发送推坯指令。而主控子***接收到推坯指令，即将推坯区7内指定数量的坯体10推入堆垛区内。

在该堆垛区内的坯体堆积数量达到最大值时，推坯监控子***不再向主控子***发送推坯指令。而主控子***随之不再向当前堆垛区内推送坯体10。

在堆垛区内的坯体堆积数量达到最大值时，行车6将该堆垛区内的坯体10运至下一工序现场，以便清空当前堆垛区，从而维持推坯过程的有效运转。

进一步的，在该设备的推坯区7连接有至少两个堆垛区时，若当前堆垛区内的坯体堆积数量达到最大值，则推坯监控子***重新计算得到其他能够堆集坯体10的堆垛区，将其作为新的当前堆垛区，并向主控子***发送推坯指令。而主控子***接收到推坯指令，继续向当前堆垛区内推送坯体10。行车6将该堆垛区内的坯体10运至下一工序现场。

在一个实施例中，主控子***包括第二计算机2。第二计算机2与火切机41、送坯辊道44、升降挡板45、推坯辊道71以及推坯机构8相连接。第二计算机2能基于送坯指令驱动送坯辊道44滚动，基于补坯指令驱动送坯辊道44和推坯辊道71同步滚动，基于推坯指令驱动推坯机构8沿推坯方向来回运动，以及驱动升降挡板45作升降运动。

在一个实施例中，送坯监控子***包括第一计算机1和若干个相机。若干个相机分别沿出坯流道布设，并且至少一个相机朝向等待区，以利用各个相机获取等待区内的图像数据。各个相机分别与第一计算机1电连接，第一计算机1与主控子***的第二计算机2电连接，第一计算机1能够与第二计算机2之间构建数据交互通道。

在一个实施例中，推坯监控子***包括第三计算机3和若干个相机。各个相机分别布设在冷床的周围，并且每个冷床分别对应设有至少一个相机，以利用各个相机获取冷床上的堆垛区内的图像数据。各个相机分别与第三计算机3电连接，第三计算机3与主控子***的第二计算机2电连接，第三计算机3能够与第二计算机2之间构建数据交互通道。

在一个实施例中，推坯监控子***还包括位置测量器34。位置测量器34与第三计算机3相连接。位置测量器34用于获取推坯机构8的实时位置。第三计算机3能够基于推坯机构8的实时位置判断坯体10的最佳堆垛区，从而生成将推坯区7内的坯体10推送至最佳堆垛区的推坯指令。

在一个实施例中，推坯监控子***还包括与第三计算机3分别连接的若干个行车位置接收器。每个堆垛区分别对应设有至少一个行车位置接收器，行车位置接收器用于在行车6移动至当前堆垛区内时获取行车6的位置信息。该推坯监控子***利用非接触式测量手段通过行车位置接收器自动检测各个冷床上方的行车6位置，从而避免推坯机构8与行车6之间发生碰撞，提高设备运行的安全性。

为了更便于数据交互，优选如图2所示，第一计算机1、第二计算机2和第三计算机3之间两两相连，则第一计算机1与第二计算机2之间、第二计算机2和第三计算机3之间、以及第一计算机1与第三计算机3之间分别构建数据交互通道，以便于第一计算机1和第三计算机3在分别进行数据处理和计算的过程中，能够分别相互获取所需数据，并且分别能够将得到的对应命令传送给第二计算机2进行具体执行操作。

第二计算机2用于控制送坯辊道44、升降挡板45、推坯辊道71和推坯机构8的运动。第二计算机2还用于直接获取火切机41的切割状态以及连铸机4和推钢机相关的基础参数，从而得到第三坯体参数。推坯监控子***基于第一坯体参数、第二坯体参数和第三坯体参数的组合，以生成补坯指令，主控子***基于该补坯指令执行补坯操作。当需要将坯体10输送到达等待区的升降挡板45处时，第二计算机2驱动对应出坯流道内的各个送坯辊道44滚动，以实现出坯流道上坯体10的进给运动。当需要将等待区内的坯体10送入推坯区7内并停留在固定挡板72处时，第二计算机2控制对应出坯流道端部的升降挡板45打开，以使该出坯流道与推坯区7之间连通，同时驱动该出坯流道内的送坯辊道44和推坯区7内的推坯辊道71滚动。当坯体10到达并停留在固定挡板72处时，第二计算机2驱动该出坯流道的升降挡板45关闭，以使该出坯流道与推坯区7之间关闭，同时驱动该出坯流道内的送坯辊道44和推坯区7内的推坯辊道71停止滚动。当需要将推坯区7内的坯体10推送至指定的堆垛区内时，第二计算机2驱动推坯机构8按照推坯指令执行向左或向右运动，并在推坯机构8到达该堆垛区时返回到指定位置。

第一计算机1用于检测和跟踪出坯流道上的坯体10的位置。如图3所示，第一计算机1分别与第一相机11、第二相机12、第三相机13和第四相机14连接。其中，第一相机11和第三相机13布设在出坯流道靠近火切机41的端部周围，第二相机12和第四相机14布设在出坯流道靠近升降挡板45的端部周围。第一计算机1接收各个相机的图像数据，并采用机器视觉手段对图像数据进行检测和识别，从而检测出若干个出坯流道上的各个坯体10的实时位置和坯体数量，以得到第一坯体参数。第一计算机1把基于第一坯体参数计算得到的送坯指令发送给第二计算机2；并且，第一计算机1把第一坯体参数发送给第三计算机3，以便于第三计算机3能基于第一坯体参数进行相关计算。

第三计算机3用于检测第一冷床5和第二冷床9上的每个堆垛区中的坯体数量、推坯机构8的当前位置以及行车6的当前位置。如图4所示，第三计算机3分别与第五相机32、第六相机36、第一行车位置接收器31、第二行车位置接收器33、第三行车位置接收器35和第四行车位置接收器37连接。其中，第五相机32和第六相机36分别朝向第一冷床5和第二冷床9布设；并且，第一行车位置接收器31和第二行车位置接收器33分别对应朝向第一冷床5上的第一垛位51和第二垛位52设置，第三行车位置接收器35和第四行车位置接收器37分别对应朝向第二冷床9上的第三垛位91和第四垛位92设置。

第三计算机3分别接收各个相机的图像数据，并采用机器视觉手段对图像数据进行检测和识别，从而分别检测出第一垛位51、第二垛位52、第三垛位91和第四垛位92内的坯体数量，以得到各个堆垛区内的坯体堆积数量，并且检测推坯机构8的当前位置并计算推坯区7内的坯***置和坯体堆积数量，从而得到第二坯体参数。第三计算机3基于第二坯体参数，计算并得到上述推坯指令，并且向第二计算机2发送该推坯指令。

以下基于图1至图4，对本发明实施例所述的设备及方法的操作过程进行进一步详细描述。

如图1所示，第一相机11、第二相机12、第三相机13和第四相机14分别安装在连铸机4的多条出坯流道的两侧，并且将各个相机分别从上向下斜向照射各个出坯流道的各个送坯辊道44。第一计算机1实时接收第一相机11、第二相机12、第三相机13和第四相机14发出的含有各条出坯流道上的坯***置和数量的图像数据。第一计算机1利用机器视觉手段对该图像数据进行检测检测和识别，从而检测出指定的任一出坯流道中的指定位置处(例如等待区)是否存在坯体10。当任一出坯流道上存在有坯体10进入该指定位置时，第一计算机1发出当前指定位置存在有坯体10的信号；同理的，当任一出坯流道上的指定位置处没有坯体10存在时，则发出当前指定位置无坯体10的信号。上述指定位置有无坯体10的信号即为送坯指令。第一计算机1向第二计算机2发送送坯指令，以利用第二计算机2执行输送操作，即控制各个出坯流道内的坯体10能够依序进入等待区内，并被升降挡板45阻停等待后续处理。

如图1所示，位置测量器34安装在推坯机构8的一侧，以便于能实时检测推坯机构8的当前位置。第三计算机3基于推坯机构8的当前位置数据计算并得到推坯指令。第三计算机3将推坯指令发送给第二计算机2，从而利用第二计算机2执行推坯操作，即驱动推坯机构8运动，以将推坯区7内的坯体10推送至指定的堆垛区内。第三计算机3基于第一行车位置接收器31、第二行车位置接收器33、第三行车位置接收器35和第四行车位置接收器37实时检测行车的位置，并将行车的位置信号发送第二计算机2。当行车位于第一冷床5和第二冷床9的第一垛位51、第二垛位52、第三垛位91和第四垛位92上方时，第二计算机2能使推坯机构8在运动时合理避开行车6，提高设备运行的安全性。

如图1所示，第五相机32和第六相机36分别安装在第一冷床5和第二冷床9的一端或者一侧，并且从上向下斜向照射第一冷床5和第二冷床9。根据第一冷床5和第二冷床9的物理宽度以及坯体10的规格，分别把第一冷床5和第二冷床9划分成几个更小的区域，即堆垛区，再即上述的第一垛位51、第二垛位52、第三垛位91和第四垛位92。第三计算机3实时接收第五相机32和第六相机36发出的第一冷床5和第二冷床9中含有坯体10的图像数据。第三计算机3利用机器视觉手段对上述图像数据进行检测和识别，从而检测出第一垛位51、第二垛位52、第三垛位91和第四垛位92中的坯体数量。第三计算机3通过计算得出推坯指令，该推坯指令包括：当第一垛位51、第二垛位52、第三垛位91和第四垛位92中的坯体数量未达到生产工艺要求的坯体10最大堆积量时，推坯机构8能够继续向该堆垛区内推送坯体10；否则，第三计算机3计算得到停止向该堆垛区内继续推送坯体10。第三计算机3将推坯指令发送给第二计算机2，从而利用第二计算机2执行该推坯操作。

如图1所示，第一行车位置接收器31、第二行车位置接收器33、第三行车位置接收器35和第四行车位置接收器37分别安装在第一垛位51、第二垛位52、第三垛位91和第四垛位92的附近。第三计算机3利用各个行车位置接收器检测行车6的实时位置，并将行车的位置信号发送给第二计算机2。第二计算机2在执行推坯操作时，能够控制推坯机构8在移动过程中自动避免与行车6的吊具发生碰撞，从而保护推坯机构8和行车6，提高设备运行的安全性。

进一步的，第一计算机1和第三计算机3之间能够进行多次数据交互。其中，第一计算机1把第一坯体参数分别发送给第二计算机2和第三计算机3。第三计算机3计算得到第二坯体参数。第二计算机2将第三坯体参数发送给第三计算机3。第三计算机3能够将第一坯体参数、第二坯体参数和第三坯体参数进行组合，即综合各条出坯流道的火切机41的切割状态、各条出坯流道中的坯体10分布状态、以及第一垛位51、第二垛位52、第三垛位91和第四垛位92中的坯体数量，并结合每个堆垛区内允许的坯体堆积数量的最大值，计算并得到各个堆垛区内需要补入的坯体数量，从而生成补坯指令。而第三计算机3还基于第二坯体参数生成推坯指令，并向第二计算机2发出推坯指令，以控制推坯机构8到达指定的推钢起点处等待推送坯体10。然后，第二计算机2基于补坯指令控制指定的出坯流道端部的升降挡板45打开，从而使相应的出坯流道与推坯区7之间连通；第二计算机2基于补坯指令同时开启相应出坯流道的送坯辊道44和推坯区7内的推坯辊道71，以使相应的出坯流道中的坯体10离开送坯辊道44进入推坯辊道71；当坯体10被阻停在固定挡板72处时，坯体10完全进入推坯区7内并等待推坯处理；接着，第二计算机2关闭升降挡板45，并停止送坯辊道44和推坯辊道71，然后第二计算机2向第三计算机3发出送坯结束信号；第三计算机3向第二计算机2发出推坯指令，第二计算机2基于推坯指令控制推坯机构8自推钢起点处运动至指定的推钢终点处，即某一堆垛区，从而利用推坯机构8把推坯辊道71上从推钢起点处到推钢终点处之间的全部坯体10都推送到指定的堆垛区内。至此，本次推钢过程结束。第二计算机2基于推坯指令控制推坯机构8移动到指定位置等待下一次推钢。

最后，在第一垛位51、第二垛位52、第三垛位91和第四垛位92中的任一堆垛区内的坯体堆积数量达到最大值时，行车6移动至该堆垛区上方，将该堆垛区内的坯体10全部吊运至下一工序现场，从而清空相应的堆垛区，以维持出坯工序的有效运转，为下一次推钢做好准备工作。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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实施例和简化描述，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实施例的限制。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。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“计算机”应做广义理解，例如，可以是PC机，可以是单片机，也可以是可编程逻辑控制器(PLC)。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相机”应做广义理解，例如，可以是模拟式相机，也可以是数字式相机；可以是可见光相机，可以是红外相机，也可以是红外热成像仪；可以是智能相机，也可以是非智能相机。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“坯体10”、“钢坯”应做广义理解，例如，可以是小方坯，可以是矩形坯，可以是圆形坯，也可以是板坯；可以是H型钢坯，也可以是X型钢坯；可以是异型钢坯，也可以是非异型钢坯。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

Claims (10)

1.一种连铸生产的出坯控制设备，其特征在于，包括分别与连铸机和推钢机连接的自动化控制***，所述连铸机设有出坯流道，所述出坯流道的一端形成有切割区，另一端形成有等待区，所述推钢机上设有推坯区，所述推坯区的入口端与所述等待区之间可开闭的连接，所述推坯区的出口端形成有堆垛区；

所述自动化控制***包括相互连接的送坯监控子***和推坯监控子***、以及分别与所述送坯监控子***和所述推坯监控子***连接的主控子***；

所述送坯监控子***用于获取所述等待区内的第一坯体参数，所述推坯监控子***用于获取所述推坯区和所述堆垛区内的第二坯体参数，所述主控子***用于获取所述切割区内的第三坯体参数；

所述送坯监控子***基于所述第一坯体参数，计算并建立相应的送坯指令；

所述推坯监控子***基于所述第一坯体参数、所述第二坯体参数和所述第三坯体参数，计算并建立相应的补坯指令；

所述推坯监控子***基于所述第二坯体参数，计算并建立相应的推坯指令；

所述主控子***基于所述送坯指令执行相应的送坯操作，基于所述补坯指令执行相应的补坯操作，并且基于所述推坯指令执行相应的推坯操作。

2.根据权利要求1所述的连铸生产的出坯控制设备，其特征在于，所述送坯监控子***包括第一计算机和若干个相机，若干个所述相机分别沿所述出坯流道布设，并且至少一个所述相机朝向所述等待区，各个所述相机分别与所述第一计算机相连接，所述第一计算机与所述主控子***相连接。

3.根据权利要求1所述的连铸生产的出坯控制设备，其特征在于，所述推坯监控子***包括第三计算机和若干个相机，所述推坯区的出口端连接冷床，所述冷床上形成有至少一个所述堆垛区，各个所述相机分别布设在所述冷床的周围，并且每个所述冷床分别对应设有至少一个所述相机；各个所述相机分别与所述第三计算机相连接，所述第三计算机与所述主控子***相连接。

4.根据权利要求3所述的连铸生产的出坯控制设备，其特征在于，所述推坯监控子***还包括与所述第三计算机分别连接的若干个行车位置接收器，所述推钢机的上方设有能在各个所述堆垛区之间运动的行车，每个所述堆垛区分别对应设有至少一个所述行车位置接收器，所述行车位置接收器用于在所述行车移动至当前所述堆垛区内时获取所述行车的位置信息。

5.根据权利要求3所述的连铸生产的出坯控制设备，其特征在于，所述推坯监控子***还包括位置测量器，所述推坯区内设有推坯辊道和推坯机构，所述出坯流道的等待区内分别排列有若干个送坯辊道，所述推坯辊道与各个所述送坯辊道相平行，以所述推坯机构的运动方向为推坯方向，并且以各个所述送坯辊道的滚动方向为补坯方向，所述推坯方向与所述补坯方向相垂直；

所述推坯辊道的一侧形成所述推坯区的入口端，所述推坯辊道沿所述推坯方向的至少一端形成所述推坯区的出口端，所述推坯机构能沿所述推坯方向来回运动；

所述位置测量器与所述第三计算机相连接，所述位置测量器用于获取所述推坯机构的实时位置。

6.根据权利要求5所述的连铸生产的出坯控制设备，其特征在于，所述主控子***包括第二计算机，所述推坯区的入口端与所述等待区之间通过可升降的升降挡板连接，所述第二计算机能基于所述送坯指令驱动所述送坯辊道滚动，基于所述补坯指令驱动所述送坯辊道和所述推坯辊道同步滚动，基于所述推坯指令驱动所述推坯机构沿所述推坯方向来回运动，以及驱动所述升降挡板作升降运动。

7.根据权利要求1至6任一项所述的连铸生产的出坯控制设备，其特征在于，所述连铸机设有若干条并列的所述出坯流道，每条所述出坯流道在所述等待区内间隔排列有若干个送坯辊道，每条所述出坯流道在所述切割区内间隔排列有若干个切割辊道，每条所述出坯流道在所述切割区内还设有与所述切割辊道连接的火切机，每条所述出坯流道形成有所述等待区的一端分别通过升降挡板与所述推坯区的入口端连接；所述推坯区内排列有若干个推坯辊道，所述推坯区内与所述推坯区的入口端相对位置的一侧设有固定挡板，各个所述推坯辊道、各个所述送坯辊道以及所述固定挡板平行设置，所述推坯区的出口端形成于所述推坯辊道的一端或两端。

8.一种基于如权利要求1至7任一项所述的连铸生产的出坯控制设备的出坯控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

分别获取连铸机的等待区内的第一坯体参数、推钢机的推坯区和堆垛区内的第二坯体参数、以及所述连铸机的切割区内的第三坯体参数；

基于所述第一坯体参数计算并建立相应的送坯指令，基于所述第一坯体参数、所述第二坯体参数以及所述第三坯体参数计算并建立相应的补坯指令，并且基于所述第二坯体参数计算并建立相应的推坯指令；

基于所述送坯指令执行相应的送坯操作，基于所述补坯指令执行相应的补坯操作，并且基于所述推坯指令执行相应的推坯操作。

9.根据权利要求8所述的出坯控制方法，其特征在于，所述第一坯体参数包括所述等待区内的坯体实时位置和坯体数量，所述第二坯体参数包括所述推坯区内的坯***置和坯体堆积数量和所述堆垛区内的坯体堆积数量，所述第三坯体参数包括所述切割区内的坯体实时位置和坯体数量；

所述送坯指令为将所述切割区内的所述坯体送到所述等待区内的升降挡板处；

所述补坯指令为基于所述切割区内的坯体实时位置和坯体数量、所述等待区内的坯体实时位置和坯体数量、所述推坯区内的坯***置和坯体堆积数量以及所述堆垛区内的坯体堆积数量，将所述等待区内的所述坯体送到所述推坯区内；

所述推坯指令为基于所述推坯区内的坯***置和坯体堆积数量以及所述堆垛区内的坯体堆积数量，将所述推坯区内指定数量的所述坯体推入所述堆垛区内，直至所述堆垛区内的坯体堆积数量达到预设的最大值。

10.根据权利要求9所述的出坯控制方法，其特征在于，所述补坯指令进一步为：基于所述切割区内的坯体实时位置和坯体数量、以及所述等待区内的坯体实时位置和坯体数量，驱动升降挡板打开以将所述等待区内的所述坯体送到所述推坯区内，并在所述坯体全部进入所述推坯区内以后驱动所述升降挡板关闭。

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