一种基于机器视觉的棒材自动定支分钢装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于机器视觉的棒材自动定支分钢装置。
【背景技术】
[0002]机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是通过机器视觉产品(即图像摄取装置)将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转换成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。
[0003]由于机器视觉系统可以快速获取大量信息、易于自动处理，并且能方便地和设计信息系统以及加工控制信息系统集成，因此，在现代自动化生产过程中，人们将机器视觉系统广泛地用于工况监视、成品检验和质量控制等领域。机器视觉系统的特点是提高生产的柔性和自动化程度。机器视觉工业检测系统就其检测性质和应用范围而言，分为定量和定性检测两大类，每类又分为不同的子类。机器视觉在工业在线检测的各个领域十分活跃，如:印刷电路板的视觉检查、钢板表面的自动探伤、大型工件平行度和垂直度测量、容器容积或杂质检测、机械零件的自动识别分类和几何尺寸测量等。此外，在许多其它方法难以检测的场合，利用机器视觉系统可以有效地进行替代。机器视觉的应用正越来越多地代替人去完成工作，这无疑在很大程度上提高了生产自动化水平和检测系统的智能水平。
[0004]棒材生产厂家多采用成批剪切工艺，经过流水线的棒材堆叠严重，特别是小直径棒材有时可堆至6层以上，人工计数劳动量大，计数误差严重，为了改变这种机械式计数系统已经出现了在线棒材自动计数定支，但是经过准确计数后的棒材到达额定支数后，还需进行人工棒材分离，有些大规格的棒材太重以及堆叠比较严重的小规格棒材很难分开。
[0005]近年来，在已经出现了自动分钢方式的研究。这种棒材自动分离方式确实能改变了以前机械式的、缓慢的人工分钢方式，但速度还达不到现场工艺的要求。目前，棒材自动计数定支系统已经陆续在乳钢厂使用，收到的效果也比较明显。棒材生产企业越来越多的使用基于机器视觉技术的棒材自动计数定支系统，该系统取代了传统的人工计数方式，改变了计数收集工艺，提高了生产效率，深受冶金行业青睐和好评。然而计数系统只是完成棒材的定支计数工作，分捆时需要工人介入计数区，对照显示器画面进行分钢操作。受收集链床上棒材形态复杂多变，工人责任心等因素影响，分钢错误造成的计数误差十分突出。为了进一步减轻工人体力强度、降低计数误差、提高生产线自动化程度，需要一种能够根据计数画面自动完成分钢的装置一一分钢机。因此研究在线自动定支分钢系统显得十分必要。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型要解决的问题是提供一种通过先进的自动化设备，降低工人的劳动量、改善工人的工作环境、提高乳钢厂的工作节奏和生产效益的一种基于机器视觉的棒材自动定支分钢装置。
[0007]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种基于机器视觉的棒材自动定支分钢装置，包括输送带和链床，所述的输送带后端与链床连接，在链床后端设置有完全分钢机组，在完全分钢机组后端设置有运输床。
[0008]所述的完全分钢机组上设置有现场控制柜，现场控制柜与控制室内主控制柜相连；在完全分钢机组右端设置有端分机，在端分机左侧设置有若干中分机。
[0009]进一步，所述的现场控制柜包括摄像机组、现场显示器和控制面板。
[0010]进一步，所述的主控制柜内包括视频采集器、工控机和主控显示器，视频采集器与摄像机组相连。
[0011]进一步，所述的控制面板与主控显示器相连。
[0012]进一步，所述的中分机设置在链床上的链条之间。
[0013]进一步，所述的输送带右侧设置有撞齐端。
[0014]本实用新型具有的优点和有益效果是:代替棒材生产中人工计数的传统生产模式，解决当前自动计数分钢技术的种种不足；利用该伺服电机实现的系统性能，即能保证分离成捆棒材的正确性，又不耽误棒材厂生产车间正常的生产节奏；通过先进的自动化设备，降低工人的劳动量、改善工人的工作环境、提高乳钢厂的工作节奏和生产效益的一种基于机器视觉的棒材自动定支分钢装置。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型结构示意图；
[0016]图2是本实用新型控制结构示意图；
[0017]图3是本实用新型的工作原理图。
[0018]图中:1、撞齐端，2、输送带，3、链床，4、棒材，5、中分机，6、完全分钢机组，7、端分机，8、运输床。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细说明。
[0020]如图1、图2所示，基于机器视觉的棒材4在线自动定支分钢装置，包括输送带2和链床3，输送带2后端与链床3连接，在链床3后端设置有完全分钢机组6，在完全分钢机组6后端设置有运输床8 ;完全分钢机组6上设置有现场控制柜，现场控制柜与控制室内主控制柜相连；在完全分钢机组6右端设置有端分机7，在端分机7左侧设置有若干中分机5。
[0021]现场控制柜包括摄像机组、现场显示器和控制面板；主控制柜内包括视频采集器、工控机和主控显示器，视频采集器与摄像机组相连；控制面板与主控显示器相连；中分机5设置在链床3上的链条之间；输送带2右侧设置有撞齐端1。
[0022]如图3所示，通过摄像头采集棒材4端面图像，上位机利用视频采集卡获取采集的图像，并应用图像处理技术识别棒材4并统计棒材4支数；当计数满支后上位机停止链床3并将得到的分钢位置在窗口上用黄线标出，接着上位机把分钢位置值转换成伺服电机需要转动的转圈数和脉冲数通过串口通讯发送到伺服驱动器对应的转圈寄存器和脉冲寄存器中；上位机给伺服驱动器发送分钢命令，伺服驱动器触发伺服电机按照转圈寄存器和脉冲寄存器中值转动，实现水平方向上的精确定位。当伺服电机到达目标位置后，伺服驱动器会自动给上位机返回一个位移值，上位机可以读取这个值与发送的值进行比较，形成一个精度更高的闭环控制系统。
[0023]上位机控制端分机7分钢楔对棒材4进行端头分钢；当端分机7的分钢头上升到最高位时，需要分离的棒材4端头之间距离最大，上位机控制中分机5依次进行中分；中分结束后，给上位机一个分钢结束信号，上位机收到分钢结束命令后又重新开始下一次自动计数和自动分钢。
[0024]对自动定支系统中采用视频图像处理的方式识别棒材4的整个过程进行分析，序列图像中棒材4的实时跟踪算法，利用序列图像中的目标具有时间连续性和特征相似性的特点，采用基于灰度特征匹配的算法对棒材4进行匹配跟踪，实现棒材4计数定支。进行自动计数软件设计，包括图像控制模块、图像表面图像预处理模块、图像分析识别模块、图像区域屏蔽模块等四个模块。
[0025]棒材4自动定支系统；系统由高速数字摄像机、工控机、千兆网卡、工业光源和输出控制模块等部分组成，通过视频采集、图像处理、目标识别、多目标实时跟踪、容错计数、操作控制，采用计算机视觉技术对随移钢机运动的棒材4进行计数。该系统采集链床3上运动的螺纹钢图像，传送至上位机，经图像识别、目标跟踪后，实现螺纹钢生产过程的实时计数功能；当每捆计数值达到设定值后，控制链床3停止，指示自动分钢位置，指导或控制移钢机启停，可用于实时显示分钢位置指导分钢。系统进入下一个工作循环。
[0026]棒材4自动分钢系统；当统计的棒材4个数到达额定支数后，由上位机通过串口通讯给伺服驱动器发送相关的分钢命令，伺服驱动器再控制高精度的伺服电机带动端分机7到达分钢位置进行棒材4端头分离。然后，上位机控制若干中分机5将端头分开的棒材4之间的距离拉大，直到完全分离。对于交织叠层严重情况无法分开时，系统提示报警人工干预。
[0027]本实用新型代替棒材4生产中人工计数的传统生产模式，解决当前自动计数分钢技术的种种不足；利用该伺服电机实现的系统性能，即能保证分离成捆棒材4的正确性，又不耽误棒材4厂生产车间正常的生产节奏；通过先进的自动化设备，降低工人的劳动量、改善工人的工作环境、提高乳钢厂的工作节奏和生产效益的基于机器视觉的棒材4在线自动定支分钢装置。
[0028]以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
【主权项】
1.一种基于机器视觉的棒材自动定支分钢装置，包括输送带(2)和链床(3)，其特征在于:所述的输送带(2)后端与链床(3)连接，在链床(3)后端设置有完全分钢机组￠)，在完全分钢机组(6)后端设置有运输床(8); 所述的完全分钢机组(6)上设置有现场控制柜，现场控制柜与控制室内主控制柜相连；在完全分钢机组(6)右端设置有端分机(7)，在端分机(7)左侧设置有若干中分机(5)。2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的棒材自动定支分钢装置，其特征在于:所述的现场控制柜包括摄像机组、现场显示器和控制面板。3.根据权利要求2所述的一种基于机器视觉的棒材自动定支分钢装置，其特征在于:所述的主控制柜内包括视频采集器、工控机和主控显示器，视频采集器与摄像机组相连。4.根据权利要求3所述的一种基于机器视觉的棒材自动定支分钢装置，其特征在于:所述的控制面板与主控显示器相连。5.根据权利要求4所述的一种基于机器视觉的棒材自动定支分钢装置，其特征在于:所述的中分机(5)设置在链床(3)上的链条之间。6.根据权利要求5所述的一种基于机器视觉的棒材自动定支分钢装置，其特征在于:所述的输送带(2)右侧设置有撞齐端(1)。
【专利摘要】本实用新型提供一种基于机器视觉的棒材自动定支分钢装置，包括输送带和链床，输送带后端与链床连接，在链床后端设置有完全分钢机组，在完全分钢机组后端设置有运输床；完全分钢机组上设置有现场控制柜，现场控制柜与控制室内主控制柜相连；在完全分钢机组右端设置有端分机，在端分机左侧设置有若干中分机。本实用新型代替棒材生产中人工计数的传统生产模式，解决当前自动计数分钢技术的种种不足；利用该伺服电机实现的系统性能，即能保证分离成捆棒材的正确性，又不耽误棒材厂生产车间正常的生产节奏；通过先进的自动化设备，降低工人的劳动量、改善工人的工作环境、提高轧钢厂的工作节奏和生产效益的一种基于机器视觉的棒材自动定支分钢装置。
【IPC分类】B65B57/20
【公开号】CN205034418
【申请号】CN201520830690
【发明人】雷慧杰, 王頔, 于江涛, 张艳伟
【申请人】安阳工学院
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年10月19日