基于机器视觉的飞剪控制系统及其控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及社钢飞剪自动控制领域，尤其设及一种基于机器视觉的飞剪控制系统 及其控制方法。
【背景技术】
[0002] 社钢飞剪的作用是在社机运转不停止的情况下，实现对于社钢的连续定尺剪切或 者事故碎断剪切。
[0003] 现有技术中采用的社钢飞剪控制系统，通过测量两个光电管之间的距离和社件依 次经过两个光电管的时间，对离开末机架的社件进行测速，依据测得的社件速度，计算飞剪 从启动到到达剪切点运段时间内社件所走过的距离。在根据预定的需要剪切的社件长度和 上述计算出的走过的距离，计算出飞剪启动的延时时间。然后当社件头部或尾部离开光电 管后通过计算得出的延时时间延时启动飞剪，进行剪切。
[0004] 但是在实际操作中，由于社件在运动过程中受到上游社机的推力、下游社机的拉 力、飞剪和社机间漉道或支架的摩擦力的影响，W及化C(可编程逻辑控制器）响应时间的 滞后性、传感器信号触发的滞后性、机械传动设备的启动时间滞后性W及两个光电管距离 的误差等因素，影响了飞剪控制系统的精度。而且，现有技术中仅仅测量的是平均速度而无 法准确判定在计算得到的延时后社件的实际位置是否为真实位置。 阳〇化]因此，飞剪控制系统的精度误差造成剪切不准确，使得社钢材料浪费，降低生产效 率。
[0006] 为了补偿上述精度误差，可W通过使用修正系数对误差进行修正。运就需要每种 规格的社件在第一次社制时，反复测试修正系数，并将测试好的修正系数保存到不同规格 的社件对应的社制表中，每次更换社件规格时，飞剪控制系统根据社制表修改之前测试好 的修正系数。但是，运样增加了控制系统的繁琐度和人力成本。
【发明内容】
[0007] 针对上述现有技术的缺陷，本发明提供一种基于机器视觉的飞剪控制系统及其控 制方法。
[0008] 本发明所述的一种基于机器视觉的飞剪控制系统包括控制器、飞剪、摄像头、社机 和位于所述社机的漉道上的社件，在所述飞剪和所述社机之间设置所述摄像头，所述摄像 头在垂直于所述漉道的上方；所述控制器接收来自所述摄像头的信息；所述控制器控制和 触发所述飞剪的运动；所述飞剪位于所述摄像头的影像范围内；所述飞剪到所述漉道的中 屯、线与所述摄像头的影像的中屯、线对齐；所述飞剪的剪刃中屯、线的颜色与周围背景颜色不 同。
[0009] 上述方案中优选的是，所述飞剪的前面部分位于所述摄像头的影像中，所述飞剪 的后面部分不位于所述摄像头的影像中。
[0010] 上述方案中优选的是，所述剪刃中屯、线是沿着所述飞剪的上下两个剪刃的对齐点 延伸出的飞剪几何线。
[0011] 上述方案中优选的是，所述摄像头为工业超高速摄像头。
[0012] 上述方案中优选的是，在所述飞剪前方，在剪切提前量的范围内的所述漉道上方 敞开无盖板。
[0013] 上述方案中优选的是，所述系统还包括防护网，所述防护网的高度与所述摄像头 的高度相同。
[0014] 上述方案中优选的是，所述摄像头设置有保护罩。
[0015] 上述方案中优选的是，所述系统设置多个摄像头，所述多个摄像头等距离间隔排 放，每两个相邻的所述摄像头的影像之间有交叉的范围。
[0016] 上述方案中优选的是，所述控制器通过工业控制计算机进行控制。
[0017] 本发明还提供一种飞剪控制系统的飞剪控制方法，所述方法包括如下步骤：
[001引 a)所述摄像头检测所述飞剪的位置；
[0019] b)所述控制器计算所述摄像头的影像对应的实际距离；
[0020] C)所述控制器计算所述摄像头的影像的单位像素点对应的实际距离范围；
[0021] d)所述控制器计算所述飞剪从接收剪切命令到到达剪切位置所花费的时间，标记 为T1;
[0022] e)所述控制器计算从测算影像采集到得出结果的时间，标记为T2 ;
[0023] f)所述控制器计算机械传动设备的启动滞后时间，标记为T3;
[0024] g)所述控制器计算所述摄像头的拍摄滞后时间，标记为T4 ; 阳0巧]h)所述飞剪加速传动延迟响应时间，标记为巧；
[0026] i)所述控制器计算总滞后时间标记为T，T = (T1+T2巧3+T4巧5);
[0027]j)所述控制器计算所述社件的运动速度，标记为V ;
[0028]k)将所述飞剪的切头距离标记为D2,当所述社件的头部与所述飞剪剪刃两者之 间的距离为D2-T*V时，所述控制器启动所述飞剪；
[0029] 1)将所述飞剪的切尾距离标记为D3,当所述社件的尾部与所述飞剪剪刃两者之 间的距离为D3+T*V时，所述控制器启动所述飞剪，飞剪启动位置D。
[0030] 上述方案中优选的是，在步骤j)中，当社件出现在所述摄像头的影像内，通过所 述社件经过所述影像内的两点之间的时间和所述影像内的所述两点之间的距离，计算所述 运动速度V。
[0031] 上述方案中优选的是，当所述摄像头的像素点的色彩值与所述社件的颜色色彩值 匹配时，则认为所述社件出现在所述摄像头的影像内。
[0032] 上述方案中优选的是，在所述摄像头的影像范围内，当在所述横向方向至少两列 像素点、所述纵向方向至少八个像素点的矩阵的色彩值发生变化时，则判定所述两个色彩 值的匹配。
[0033] 上述方案中优选的是，还可W通过计算在所述总滞后时间T内所述社件行走的距 离D1来启动所述飞剪，将所述飞剪启动位置标记为D。
[0034] 上述方案中优选的是，如果所述社机与所述飞剪之间的距离足够所述社件W所述 速度V的情况下经过所述T时间而不会到达所述飞剪启动位置D时，在从时间0到T之间， 当每次所述社件到来时所述控制器测算所述摄像头的影像内所述社件所走过的距离D1。
[0035] 上述方案中优选的是，如果所述社件W所述速度V的情况下经过所述T时间就已 经到达或经过所述飞剪启动位置D时，通过计算所述社件经过所述影像内的两点之间的时 间和所述影像内的所述两点之间的距离，计算所述社件的平均速度，然后根据所述社件的 所述平均速度计算出在所述T时间内所述社件所走过的距离D1。
[0036] 上述方案中优选的是，所述飞剪的切头长度标记为化，所述飞剪启动位置D等于 所述飞剪的切头长度化减去在所述T时间内所述社件所走过的距离D1，即D =化-D1，当 所述控制器检测到所述社件的头部到达所述D位置时，启动所述飞剪。
[0037] 上述方案中优选的是，所述飞剪的切尾长度标记为Dt，所述飞剪启动位置D等于 在所述T时间内所述社件所走过的距离D1加上所述飞剪的切尾长度化，即D =化+D1，当 所述控制器检测到所述社件的尾部到达所述D位置时，启动所述飞剪。
[0038] 上述方案中优选的是，所述摄像头的影像分为工艺设备区域和飞剪启动监控区 域，当所述摄像头的影像内没有所述社件出现时，对所述工艺设备区域的像素矩阵进行扫 描，当所述社件的头部进入所述飞剪启动监控区域时，为了减少所述控制器的处理时间，仅 对所述飞剪启动监控区域内的像素矩阵进行扫描处理。
[0039] 上述方案中优选的是，为了减少所述控制器的处理时间，也可W将所述D位置转 换为对应的像素坐