一種基于機器視覺的棒材自動定支分鋼裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種基于機器視覺的棒材自動定支分鋼裝置。
【背景技術】
[0002]機器視覺就是用機器代替人眼來做測量和判斷。機器視覺系統(tǒng)是通過機器視覺產品(即圖像攝取裝置)將被攝取目標轉換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)，根據像素分布和亮度、顏色等信息，轉換成數字化信號；圖像系統(tǒng)對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征，進而根據判別的結果來控制現(xiàn)場的設備動作。
[0003]由于機器視覺系統(tǒng)可以快速獲取大量信息、易于自動處理，并且能方便地和設計信息系統(tǒng)以及加工控制信息系統(tǒng)集成，因此，在現(xiàn)代自動化生產過程中，人們將機器視覺系統(tǒng)廣泛地用于工況監(jiān)視、成品檢驗和質量控制等領域。機器視覺系統(tǒng)的特點是提高生產的柔性和自動化程度。機器視覺工業(yè)檢測系統(tǒng)就其檢測性質和應用范圍而言，分為定量和定性檢測兩大類，每類又分為不同的子類。機器視覺在工業(yè)在線檢測的各個領域十分活躍，如:印刷電路板的視覺檢查、鋼板表面的自動探傷、大型工件平行度和垂直度測量、容器容積或雜質檢測、機械零件的自動識別分類和幾何尺寸測量等。此外，在許多其它方法難以檢測的場合，利用機器視覺系統(tǒng)可以有效地進行替代。機器視覺的應用正越來越多地代替人去完成工作，這無疑在很大程度上提高了生產自動化水平和檢測系統(tǒng)的智能水平。
[0004]棒材生產廠家多采用成批剪切工藝，經過流水線的棒材堆疊嚴重，特別是小直徑棒材有時可堆至6層以上，人工計數勞動量大，計數誤差嚴重，為了改變這種機械式計數系統(tǒng)已經出現(xiàn)了在線棒材自動計數定支，但是經過準確計數后的棒材到達額定支數后，還需進行人工棒材分離，有些大規(guī)格的棒材太重以及堆疊比較嚴重的小規(guī)格棒材很難分開。
[0005]近年來，在已經出現(xiàn)了自動分鋼方式的研究。這種棒材自動分離方式確實能改變了以前機械式的、緩慢的人工分鋼方式，但速度還達不到現(xiàn)場工藝的要求。目前，棒材自動計數定支系統(tǒng)已經陸續(xù)在乳鋼廠使用，收到的效果也比較明顯。棒材生產企業(yè)越來越多的使用基于機器視覺技術的棒材自動計數定支系統(tǒng)，該系統(tǒng)取代了傳統(tǒng)的人工計數方式，改變了計數收集工藝，提高了生產效率，深受冶金行業(yè)青睞和好評。然而計數系統(tǒng)只是完成棒材的定支計數工作，分捆時需要工人介入計數區(qū)，對照顯示器畫面進行分鋼操作。受收集鏈床上棒材形態(tài)復雜多變，工人責任心等因素影響，分鋼錯誤造成的計數誤差十分突出。為了進一步減輕工人體力強度、降低計數誤差、提高生產線自動化程度，需要一種能夠根據計數畫面自動完成分鋼的裝置一一分鋼機。因此研究在線自動定支分鋼系統(tǒng)顯得十分必要。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型要解決的問題是提供一種通過先進的自動化設備，降低工人的勞動量、改善工人的工作環(huán)境、提高乳鋼廠的工作節(jié)奏和生產效益的一種基于機器視覺的棒材自動定支分鋼裝置。
[0007]為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是:一種基于機器視覺的棒材自動定支分鋼裝置，包括輸送帶和鏈床，所述的輸送帶后端與鏈床連接，在鏈床后端設置有完全分鋼機組，在完全分鋼機組后端設置有運輸床。
[0008]所述的完全分鋼機組上設置有現(xiàn)場控制柜，現(xiàn)場控制柜與控制室內主控制柜相連；在完全分鋼機組右端設置有端分機，在端分機左側設置有若干中分機。
[0009]進一步，所述的現(xiàn)場控制柜包括攝像機組、現(xiàn)場顯示器和控制面板。
[0010]進一步，所述的主控制柜內包括視頻采集器、工控機和主控顯示器，視頻采集器與攝像機組相連。
[0011]進一步，所述的控制面板與主控顯示器相連。
[0012]進一步，所述的中分機設置在鏈床上的鏈條之間。
[0013]進一步，所述的輸送帶右側設置有撞齊端。
[0014]本實用新型具有的優(yōu)點和有益效果是:代替棒材生產中人工計數的傳統(tǒng)生產模式，解決當前自動計數分鋼技術的種種不足；利用該伺服電機實現(xiàn)的系統(tǒng)性能，即能保證分離成捆棒材的正確性，又不耽誤棒材廠生產車間正常的生產節(jié)奏；通過先進的自動化設備，降低工人的勞動量、改善工人的工作環(huán)境、提高乳鋼廠的工作節(jié)奏和生產效益的一種基于機器視覺的棒材自動定支分鋼裝置。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型結構示意圖；
[0016]圖2是本實用新型控制結構示意圖；
[0017]圖3是本實用新型的工作原理圖。
[0018]圖中:1、撞齊端，2、輸送帶，3、鏈床，4、棒材，5、中分機，6、完全分鋼機組，7、端分機，8、運輸床。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖對本實用新型的具體實施例做詳細說明。
[0020]如圖1、圖2所示，基于機器視覺的棒材4在線自動定支分鋼裝置，包括輸送帶2和鏈床3，輸送帶2后端與鏈床3連接，在鏈床3后端設置有完全分鋼機組6，在完全分鋼機組6后端設置有運輸床8 ;完全分鋼機組6上設置有現(xiàn)場控制柜，現(xiàn)場控制柜與控制室內主控制柜相連；在完全分鋼機組6右端設置有端分機7，在端分機7左側設置有若干中分機5。
[0021]現(xiàn)場控制柜包括攝像機組、現(xiàn)場顯示器和控制面板；主控制柜內包括視頻采集器、工控機和主控顯示器，視頻采集器與攝像機組相連；控制面板與主控顯示器相連；中分機5設置在鏈床3上的鏈條之間；輸送帶2右側設置有撞齊端1。
[0022]如圖3所示，通過攝像頭采集棒材4端面圖像，上位機利用視頻采集卡獲取采集的圖像，并應用圖像處理技術識別棒材4并統(tǒng)計棒材4支數；當計數滿支后上位機停止鏈床3并將得到的分鋼位置在窗口上用黃線標出，接著上位機把分鋼位置值轉換成伺服電機需要轉動的轉圈數和脈沖數通過串口通訊發(fā)送到伺服驅動器對應的轉圈寄存器和脈沖寄存器中；上位機給伺服驅動器發(fā)送分鋼命令，伺服驅動器觸發(fā)伺服電機按照轉圈寄存器和脈沖寄存器中值轉動，實現(xiàn)水平方向上的精確定位。當伺服電機到達目標位置后，伺服驅動器會自動給上位機返回一個位移值，上位機可以讀取這個值與發(fā)送的值進行比較，形成一個精度更高的閉環(huán)控制系統(tǒng)。
[0023]上位機控制端分機7分鋼楔對棒材4進行端頭分鋼；當端分機7的分鋼頭上升到最高位時，需要分離的棒材4端頭之間距離最大，上位機控制中分機5依次進行中分；中分結束后，給上位機一個分鋼結束信號，上位機收到分鋼結束命令后又重新開始下一次自動計數和自動分鋼。
[0024]對自動定支系統(tǒng)中采用視頻圖像處理的方式識別棒材4的整個過程進行分析，序列圖像中棒材4的實時跟蹤算法，利用序列圖像中的目標具有時間連續(xù)性和特征相似性的特點，采用基于灰度特征匹配的算法對棒材4進行匹配跟蹤，實現(xiàn)棒材4計數定支。進行自動計數軟件設計，包括圖像控制模塊、圖像表面圖像預處理模塊、圖像分析識別模塊、圖像區(qū)域屏蔽模塊等四個模塊。
[0025]棒材4自動定支系統(tǒng)；系統(tǒng)由高速數字攝像機、工控機、千兆網卡、工業(yè)光源和輸出控制模塊等部分組成，通過視頻采集、圖像處理、目標識別、多目標實時跟蹤、容錯計數、操作控制，采用計算機視覺技術對隨移鋼機運動的棒材4進行計數。該系統(tǒng)采集鏈床3上運動的螺紋鋼圖像，傳送至上位機，經圖像識別、目標跟蹤后，實現(xiàn)螺紋鋼生產過程的實時計數功能；當每捆計數值達到設定值后，控制鏈床3停止，指示自動分鋼位置，指導或控制移鋼機啟停，可用于實時顯示分鋼位置指導分鋼。系統(tǒng)進入下一個工作循環(huán)。
[0026]棒材4自動分鋼系統(tǒng)；當統(tǒng)計的棒材4個數到達額定支數后，由上位機通過串口通訊給伺服驅動器發(fā)送相關的分鋼命令，伺服驅動器再控制高精度的伺服電機帶動端分機7到達分鋼位置進行棒材4端頭分離。然后，上位機控制若干中分機5將端頭分開的棒材4之間的距離拉大，直到完全分離。對于交織疊層嚴重情況無法分開時，系統(tǒng)提示報警人工干預。
[0027]本實用新型代替棒材4生產中人工計數的傳統(tǒng)生產模式，解決當前自動計數分鋼技術的種種不足；利用該伺服電機實現(xiàn)的系統(tǒng)性能，即能保證分離成捆棒材4的正確性，又不耽誤棒材4廠生產車間正常的生產節(jié)奏；通過先進的自動化設備，降低工人的勞動量、改善工人的工作環(huán)境、提高乳鋼廠的工作節(jié)奏和生產效益的基于機器視覺的棒材4在線自動定支分鋼裝置。
[0028]以上對本實用新型的一個實施例進行了詳細說明，但所述內容僅為本實用新型的較佳實施例，不能被認為用于限定本實用新型的實施范圍。凡依本實用新型申請范圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬于本實用新型的專利涵蓋范圍之內。
【主權項】
1.一種基于機器視覺的棒材自動定支分鋼裝置，包括輸送帶(2)和鏈床(3)，其特征在于:所述的輸送帶(2)后端與鏈床(3)連接，在鏈床(3)后端設置有完全分鋼機組￠)，在完全分鋼機組(6)后端設置有運輸床(8); 所述的完全分鋼機組(6)上設置有現(xiàn)場控制柜，現(xiàn)場控制柜與控制室內主控制柜相連；在完全分鋼機組(6)右端設置有端分機(7)，在端分機(7)左側設置有若干中分機(5)。2.根據權利要求1所述的一種基于機器視覺的棒材自動定支分鋼裝置，其特征在于:所述的現(xiàn)場控制柜包括攝像機組、現(xiàn)場顯示器和控制面板。3.根據權利要求2所述的一種基于機器視覺的棒材自動定支分鋼裝置，其特征在于:所述的主控制柜內包括視頻采集器、工控機和主控顯示器，視頻采集器與攝像機組相連。4.根據權利要求3所述的一種基于機器視覺的棒材自動定支分鋼裝置，其特征在于:所述的控制面板與主控顯示器相連。5.根據權利要求4所述的一種基于機器視覺的棒材自動定支分鋼裝置，其特征在于:所述的中分機(5)設置在鏈床(3)上的鏈條之間。6.根據權利要求5所述的一種基于機器視覺的棒材自動定支分鋼裝置，其特征在于:所述的輸送帶(2)右側設置有撞齊端(1)。
【專利摘要】本實用新型提供一種基于機器視覺的棒材自動定支分鋼裝置，包括輸送帶和鏈床，輸送帶后端與鏈床連接，在鏈床后端設置有完全分鋼機組，在完全分鋼機組后端設置有運輸床；完全分鋼機組上設置有現(xiàn)場控制柜，現(xiàn)場控制柜與控制室內主控制柜相連；在完全分鋼機組右端設置有端分機，在端分機左側設置有若干中分機。本實用新型代替棒材生產中人工計數的傳統(tǒng)生產模式，解決當前自動計數分鋼技術的種種不足；利用該伺服電機實現(xiàn)的系統(tǒng)性能，即能保證分離成捆棒材的正確性，又不耽誤棒材廠生產車間正常的生產節(jié)奏；通過先進的自動化設備，降低工人的勞動量、改善工人的工作環(huán)境、提高軋鋼廠的工作節(jié)奏和生產效益的一種基于機器視覺的棒材自動定支分鋼裝置。
【IPC分類】B65B57/20
【公開號】CN205034418
【申請?zhí)枴緾N201520830690
【發(fā)明人】雷慧杰, 王頔, 于江濤, 張艷偉
【申請人】安陽工學院
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年10月19日