一种钢坯定位检测方法及检测系统与流程

本发明涉及工业生产技术领域，更进一步地说是涉及一种钢坯定位检测方法及检测系统。

背景技术：

国内炼钢行业大力推进产品质量智能化管理，实现钢坯质量可追踪溯源。炼钢厂连铸坯标识对钢坯的追踪起到至关重要的作用，钢坯的在线自动喷号率大幅提升，机械手喷号的使用也越来越多，但传统的喷号方法无法准确地定位钢坯，造成喷绘不全的现象。

现有的机械人喷号机定位检测采用无方向行程开关对连铸坯进行位置检测，通过行程开关与钢坯直接接触检测定位，响应时间长、检测精度低、定位不准确，造成喷印字符残缺不全，后续的识别困难，推动了质量追踪的意义。并且行程开关检测时需要与高温的连铸坯接触，使用寿命低、成本高、工人劳动强度大，难以满足钢厂智能化的要求。

因此，对于本领域的技术人员来说，如何设计一种定位检测准确的方法，是目前需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明提供了一种钢坯定位检测方法，测量精度高、安全可靠、检测方式简单、速度快。具体方案如下：

一种钢坯定位检测方法，包括：

机械手上固定安装激光测距仪，确定所述激光测距仪与喷枪的相对位置；

将钢坯移动到喷号位置；

分别水平和竖直移动所述机械手，使所述激光测距仪检测所述钢坯竖直边缘与水平边缘的位置坐标，得到X、Y轴坐标值；

检测所述激光测距仪与所述钢坯的距离，得到Z轴坐标值；

根据所述X、Y、Z轴坐标值，得出所述钢坯的三维坐标；

根据所述三维坐标，通过所述喷枪对所述钢坯进行标印。

可选地，所述激光测距仪设置于所述机械手的末端，所述激光测距仪与所述喷枪的位置相对固定。

可选地，所述激光测距仪通过发射开关信号检测所述钢坯的水平边缘与竖直边缘位置坐标；当所述钢坯位于所述激光测距仪的测量范围以外，所述激光测距仪产生高电平信号；当所述钢坯位于所述激光测距仪的测量范围以内，所述激光测距仪产生低电平信号。

可选地，所述激光测距仪通过发射模拟量信号判定与所述钢坯的距离。

可选地，所述激光测距仪的测量信号传递到系统PLC，所述系统PLC控制所述机械手移动到指定位置，并控制所述喷枪喷绘。

可选地，所述钢坯竖直边缘与水平边缘的位置坐标、以及所述激光测距仪与所述钢坯的距离同时测量。

此外，本发明还提供一种钢坯定位检测系统，包括设置于机械手上的喷枪与激光测距仪，所述激光测距仪能够检测钢坯的三维坐标，所述喷枪根据所述三维坐标对所述钢坯进行喷绘。

可选地，所述激光测距仪设置于所述机械手的末端，所述激光测距仪与所述喷枪的位置相对固定。

本发明提供了一种钢坯定位检测方法，包括以下步骤：在机械手上固定安装激光测距仪，并确定激光测距仪与喷枪的相对位置；将钢坯移动到喷号位置；分别水平和竖直移动机械手，使激光测距仪检测钢坯竖直边缘与水平边缘的位置坐标，得到钢坯待喷绘表面的X、Y轴坐标值；检测激光测距仪与钢坯的距离，得到待喷绘表面的Z轴坐标值；根据X、Y、Z轴坐标值，得出钢坯的三维坐标，这个三维坐标是相对于机械手的坐标系而言的；根据三维坐标，移动机械手，使喷枪对准钢坯待喷绘的表面，通过喷枪对钢坯进行标印。

激光测距仪从三个方向对钢坯进行定位，测量钢坯待喷绘表面的 三维坐标，精度更高。测量过程距离钢坯距离较远，不需要与高温钢坯接触，不影响激光测距仪的使用寿命，更加安全可靠。检测方式简单方便，测量响应速度快，也能提高加工速度。

本发明还提供了一种钢坯定位检测系统，包括设置于机械手上的喷枪与激光测距仪，激光测距仪能够检测钢坯的三维坐标，喷枪根据三维坐标对钢坯进行喷绘。该系统能够实现上述检测方法所能实现的技术效果。

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的附图。

图1为本发明提供的钢坯定位检测方法的流程图；

图2为逻辑关系图；

图3为本发明提供的钢坯定位检测系统的结构图。

具体实施方式

本发明的核心在于提供一种钢坯定位检测方法，精度高、安全可靠、检测方式简单、速度快。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图及具体的实施方式，对本申请的钢坯定位检测方法进行详细的介绍说明。

如图1所示，为本发明提供的钢坯定位检测方法的流程图；图2为逻辑关系图。本发明的给出的钢坯定位检测方法，包括以下步骤：在机械手上固定安装激光测距仪，并确定激光测距仪与喷枪的相对位置，由激光测距仪与钢坯的位置关系得到喷枪与钢坯的位置关系。将连铸钢坯移动到喷号位置，处于激光测距仪可检测的范围之内。然后 分别水平和竖直移动机械手，使激光测距仪检测钢坯竖直边缘与水平边缘的位置坐标，得到X、Y轴坐标值；喷枪正对钢坯的表面为待喷绘面，水平移动激光测距仪，激光从钢坯的左边或右边一侧照射到钢坯上并从另一侧移出，可以确定钢坯左右两侧竖直边缘的坐标，得到X轴坐标；竖直移动激光测距仪，激光从钢坯的上边或下边一侧照射到钢坯上并从另一侧移出，可以确定钢坯上下两侧水平边缘的坐标，得到Y轴坐标。在测量时先测量X轴坐标或先测量Y轴坐标都可以，根据使用要求相应设定。

检测激光测距仪与钢坯的距离，得到Z轴坐标值；根据上述测量的X、Y、Z轴坐标值，得出钢坯的三维坐标；并根据三维坐标移动机械手，使喷枪靠近钢坯到合适的位置，通过喷枪对钢坯进行标印喷绘。

采用本发明的钢坯定位检测方法，激光测距仪从三个方向对钢坯进行定位，得到X、Y、Z三个坐标的数值，从而得出钢坯待喷绘表面在空间中的位置。通过激光测量，定位精度小于2mm，而传统的采用行程开关的测量方式只能对两个方向进行定位测量，且定位精度在10mm左右。

激光测距仪检测时距离钢坯的位置较远，无需与高温的钢坯直接接触，不影响使用寿命，更加安全可靠；传统的行程开关测量方式需要接收到压力才能触发信号，需要与高温钢坯接触，降低设备的使用寿命，有时设备还会与钢坯钢坯碰撞，造成设备损伤。采用激光测距仪检测时响应速度快，检测方式简单有效，能提高钢坯喷绘的速度。

在此基础上，激光测距仪设置于机械手的末端，激光测距仪与喷枪的位置相对固定，保持激光测距仪和喷枪位置不变，使激光测距仪测量的数值与喷枪距离钢坯的位置关系确定，方便数据转换。

具体地，激光测距仪通过发射开关信号检测钢坯的水平边缘与竖直边缘位置坐标；当钢坯位于激光测距仪的测量范围以外，激光测距仪未检测到钢坯，产生高电平信号并将信号输出；当钢坯位于激光测距仪的测量范围以内，激光测距仪检测到钢坯，产生低电平信号并将 信号输出。

更进一步，激光测距仪通过发射模拟量信号判定与钢坯的距离，激光照射到钢坯的表面，得到反射所需时间得到钢坯的距离，即Z轴坐标。X轴、Y轴坐标通过开关信号实现测量，Z轴坐标通过模拟量信号进行测量。

具体地，激光测距仪的测量信号传递到系统PLC，系统PLC控制机械手移动到指定位置，并控制喷枪喷绘。

钢坯竖直边缘与水平边缘的位置坐标、以及激光测距仪与钢坯的距离同时测量。X、Y、Z三个坐标轴的数据值进行测量时可分别先后进行，也可同时进行，由于模拟量信号与开关信号为不同的判断标准，因此可以同时进行。

本发明还提供了一种钢坯定位检测系统，如图3所示，为本发明提供的钢坯定位检测系统的结构图，其中A表示机械手，B表示钢坯。该系统包括设置于机械手上的喷枪与激光测距仪，激光测距仪能够检测钢坯的三维坐标，检测方式如上述介绍的钢坯定位检测方法，喷枪根据三维坐标对钢坯进行喷绘，采用系统PLC进行控制。

激光测距仪设置于机械手的末端，激光测距仪与喷枪的位置相对固定。保持激光测距仪和喷枪位置不变，使激光测距仪测量的数值与喷枪距离钢坯的位置关系确定，方便数据转换。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。