烧结机台车轮自动加油方法及自动加油系统技术方案

本发明专利技术公开了一种烧结机台车轮自动加油方法及自动加油系统，其自动加油方法依次通过：1)连续获取烧结机台车轮图像，2)标识台车轮进行并车轮上油渍的油渍面积，3)计算出烧结机台车的实时运行速度，4)判断出需要加油的台车轮并给出其运行至注油装置的运行时间；5)注油装置进行注油五个步骤实现，对应的自动加油系统包括两套图像采集系统、两台加油装置、以及设置在现场的控制箱和位于中心控制室内的工控机和显示器；该自动加油方法及相配套的系统能够准确判断出需要加油的台车轮，并在加油车在与烧结机台车同步运行的过程中实现注油作业，作业环境安全、操作简单省力、有效提升了烧结机台车工作效率。

Auto-refueling method and auto-refueling system for wheel of sintering machine

【技术实现步骤摘要】
烧结机台车轮自动加油方法及自动加油系统
本专利技术涉及冶金
，特别涉及一种烧结机台车轮自动加油方法及自动加油系统。
技术介绍
在冶金行业，烧结台车是烧结机的重要部件，在整个烧结过程中，台车不但要承受本身的自重、篦条的重量和烧结矿的重量，还要经受长期交变热应力的作用，工作条件十分恶劣。台车的运动是通过其下部的四个车轮的转动来实现的，由于位于台车下方，车轮不仅要承受台车上所有的重量和交变应力的作用，还要承受在头尾弯道处的冲击，这就造成了台车经常掉轮和轴向窜动。再则，由于烧结台车在工作时间内，始终在进行往复运动，因此在不停机条件下对车轮加油非常困难，而生产又不允许烧结机经常停下来为车轮加油，导致轴承润滑不良。针对上述情况，为解决台车轮人工加油量大，工作效率低，劳动强度大等不利因素，以“研制烧结机台车轮系统”，改变现有台车轮加油方式，由人工加油改为，为企业生产节约了人工成本，为工人生产创造了安全环境。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种利用视频分析实现的烧结机台车轮自动加油方法。本专利技术的另一目的是提供一种实现上述烧结机台车轮自动加油方法的自动加油控制系统。为此，本专利技术技术方案如下：一种烧结机台车轮自动加油方法，步骤如下：S1、以间隔时间T连续获取烧结机台车轮图像，并记录每张图像的采集时刻；其中，每两张相邻图像中均包含有同一辆台车的两个台车轮；S2、依次识别每张图像内采集到的台车轮以及台车轮所在烧结机台车车厢上的编号，并采用绘制外接矩形框的方式对每个完整的台车轮进行标识；然后以每个外接矩形框的中心点为圆心，绘制该外接矩形框的内接圆，并通过对内接圆内图像采用固定阈值的阈值分割算法对图像进行二值化得到车轮上油渍的油渍面积S油；S3、通过对步骤S2标识的外接矩形框的顶点坐标标记，获取每相邻两张图像中同一辆台车的两个台车轮在图像中的位移变化，以计算出烧结机台车的实时运行速度；S4、在进行步骤S3的同时，根据步骤S2得到的每张图像上的台车轮上油渍的油渍面积S油和其上次加油时间判断每个台车轮是否需要加油，并计算判断为需要加油的台车轮运行至注油装置的运行时间；S5、注油装置在预定加油位置等待需要加油的台车轮驶进，并提前将定位轮伸出，使需要加油的台车轮与定位装置的定位轮接触并带动注油装置同步行驶后，伸出注油嘴并插入位于同一轴线上的台车轮注油孔内注油。进一步地，上述步骤S2的具体实施步骤如下：S201、对步骤S1采集的每张图像中的台车轮进行识别，并将识别出的每个完整的台车轮采用绘制外接矩形框的方式进行标识；S202、以每张图像的左上顶角为原点，上侧横边为X1轴，左侧竖边为Y1轴，构建第一平面直角坐标系，并以图像每个像素单元的边长为单位长度，得出每个台车轮的外接矩形框的左上顶点和右下顶点的坐标；S203、以每个台车轮的外接矩形框的中心点为圆心，绘制该外接矩形框的内接圆，得到每个台车轮的轮廓；S204、提取内接圆内图像并转换为灰度图像，设定区分油渍和车轮本体的灰度阈值，利用固定阈值的阈值分割算法对图像进行二值化，并去掉二值化图像中距离出油位置较远且与出油口处油渍未相连的区域，得到车轮上油渍的油渍面积S油。进一步地，上述步骤S3的具体实施步骤如下：S301、调取包含有同一辆台车的两个台车轮的两张连续采集的图像，根据两张图像中同一台车轮相同顶点的坐标变化得到该台车轮在图像中的位移变化；S302、根据摄像机的设置位置和摄像机的分辨率，确定每张图像中每个像素单元的像素尺寸对应的实际物体长度，并计算出烧结机台车的实际位移变化量；S303、利用公式：烧结机台车运行速度V＝烧结机台车的实际位移变化量△S/图像采集的间隔时间T，得到烧结机台车的实时运行速度V。进一步地，上述步骤S4的具体实施步骤如下：S401、当S油≥S油阈，则判断该台车轮需要加油，并进入步骤S403；当S油＜S油阈，则进入步骤S402以再次判断该台车轮是否需要加油；其中，S油为台车轮上旧油渗出面积，S油阈为人为设定的台车轮上旧油渗出面积的阈值；S402、调取该台车轮上一次的加油时间，并进行如下判断：若上一次加油时间至本次图像采集时间的间隔时间t≥阈值t0，则判断该台车轮需要加油，进入步骤S403；若上一次加油时间至本次图像采集时间的间隔时间t＜阈值t0，则判断该台车轮不需要加油；S403、根据当前烧结机台车的运行速度计算出待加油车轮运行至注油装置的时间t，并对该车轮加油时刻的时间进行记录。一种实现上述烧结机台车轮自动加油方法的台车轮自动加油系统，包括两套图像采集系统、两台加油装置、以及设置在现场的控制箱和位于中心控制室内的工控机和显示器；其中，两套图像采集系统分别设置在烧结机台车运行轨道两侧；每套图像采集系统包括一台以正面平摄的方式对行驶过程中的台车轮进行图像采集的摄像机，以及对称安装在摄像机两侧并以对称的角度对台车轮进行补光的两台光源；两台加油装置分别设置在位于同侧的图像采集系统的邻侧，且位于远离烧结机台车的一侧；加油装置包括设置在一个滑动机构上的定位装置和注油装置以及控制装置，定位装置和注油装置以其轴线方向垂直于烧结机台车轨道的方式水平设置；定位装置包括设置在一推进气缸的活塞杆前端且能够自由转动的定位轮；注油装置设置在一推进气缸的活塞杆的轴向通孔内，其注油端的离地高度与台车轮的注油口的离地高度一致，且注油装置的注油端与定位装置的定位轮的间距与台车轮的半径相适应，使定位装置的定位轮与驶来的台车轮接触并带动滑动机构同步运动时，注油装置的注油端与台车轮的注油口位于同一轴线上；控制装置控制定位装置的推进气缸和注油装置的推进气缸的活塞运动状态；现场控制箱内设置有第一光纤收发器，其一端通过数据传输线分别与两台摄像机和两台加油装置连接、另一端通过光纤与设置在中心控制室内的第二光纤收发器连接，第二光纤收发器通过数据传输线与工控机连接，将摄像机采集的图像数据传输至工控机进行处理并将分析得到的需要加油的台车轮行驶至加油装置处的时间传输回至加油装置的控制装置控制定位装置和注油装置的推进气缸将定位轮和注油端依次伸出完成加油作业；显示器通过数据传输线与工控机连接，实时显示工控机处理结果。进一步地，框架为由顶板、底板以及位于两侧的侧板构成的矩形框结构，使无杆气缸轨道和滑台轨道的两端分别固定在两块侧板的内壁上；底板通过对称设置在底板两侧的调整螺栓固定在现场地面上，且在底板与现场地面之间的调整螺栓的设置位置处各设置有一地脚垫块。进一步地，加油设备设置在框架内的滑动驱动装置、注油装置、定位装置和控制装置；其中，滑动驱动装置包括无杆气缸以及一组相配合的滑台和滑台轨道；滑台轨道水平设置在框架上，滑台通过滚轮设置在滑台轨道上的滚轮轨道内；无杆气缸的无杆气缸轨道水平设置在框架上，其上的无杆气缸滑块抵在滑台的后方侧壁上，使滑台在无杆气缸滑块推动下移动至预定加油位置；在滑台的下方设有一块水平设置的固定板，固定板固定在滑台的底面上；定位装置和注油装置以其轴线方向垂直于滑台轨道的方式水平设置在固定板底部；其中，定位装置包括定位气缸以及通过滚动轴承设置在定位气缸的活塞杆杆端的定位轮；注油装置包括依次连接的注油气缸、储油缸、和注油嘴；储油缸固定在注油推进气缸的活塞杆的轴向通孔内，使注油装置随活塞杆在轴向上往复运动；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烧结机台车轮自动加油方法，其特征在于，步骤如下：S1、以间隔时间T连续获取烧结机台车轮图像，并记录每张图像的采集时刻；其中，每两张相邻图像中均包含有同一辆台车的两个台车轮；S2、依次识别每张图像内采集到的台车轮以及台车轮所在烧结机台车车厢上的编号并采用绘制外接矩形框的方式对每个完整的台车轮进行标识；然后以每个外接矩形框的中心点为圆心，绘制该外接矩形框的内接圆，并通过对内接圆内图像采用固定阈值的阈值分割算法对图像进行二值化得到车轮上油渍的油渍面积；S3、通过对步骤S2标识的外接矩形框的顶点坐标标记，获取每相邻两张图像中同一辆台车的两个台车轮在图像中的位移变化，以计算出烧结机台车的实时运行速度；S4、在进行步骤S3的同时，根据步骤S2得到的每张图像上的台车轮上油渍的油渍面积和其上次加油时间判断每个台车轮是否需要加油，并计算判断为需要加油的台车轮运行至注油装置的运行时间；S5、注油装置在预定加油位置等待需要加油的台车轮驶进，并提前将定位轮伸出，使需要加油的台车轮与定位装置的定位轮接触并带动注油装置同步行驶后，伸出注油嘴并插入位于同一轴线上的台车轮注油孔内注油。

【技术特征摘要】
1.一种烧结机台车轮自动加油方法，其特征在于，步骤如下：S1、以间隔时间T连续获取烧结机台车轮图像，并记录每张图像的采集时刻；其中，每两张相邻图像中均包含有同一辆台车的两个台车轮；S2、依次识别每张图像内采集到的台车轮以及台车轮所在烧结机台车车厢上的编号并采用绘制外接矩形框的方式对每个完整的台车轮进行标识；然后以每个外接矩形框的中心点为圆心，绘制该外接矩形框的内接圆，并通过对内接圆内图像采用固定阈值的阈值分割算法对图像进行二值化得到车轮上油渍的油渍面积；S3、通过对步骤S2标识的外接矩形框的顶点坐标标记，获取每相邻两张图像中同一辆台车的两个台车轮在图像中的位移变化，以计算出烧结机台车的实时运行速度；S4、在进行步骤S3的同时，根据步骤S2得到的每张图像上的台车轮上油渍的油渍面积和其上次加油时间判断每个台车轮是否需要加油，并计算判断为需要加油的台车轮运行至注油装置的运行时间；S5、注油装置在预定加油位置等待需要加油的台车轮驶进，并提前将定位轮伸出，使需要加油的台车轮与定位装置的定位轮接触并带动注油装置同步行驶后，伸出注油嘴并插入位于同一轴线上的台车轮注油孔内注油。2.根据权利要求1所述的烧结机台车轮自动加油方法，其特征在于，步骤S2的具体实施步骤如下：S201、对步骤S1采集的每张图像中的台车轮进行识别，并将识别出的每个完整的台车轮采用绘制外接矩形框的方式进行标识；S202、以每张图像的左上顶角为原点，上侧横边为X1轴，左侧竖边为Y1轴，构建第一平面直角坐标系，并以图像每个像素单元的边长为单位长度，得出每个台车轮的外接矩形框的左上顶点和右下顶点的坐标；S203、以每个台车轮的外接矩形框的中心点为圆心，绘制该外接矩形框的内接圆，得到每个台车轮的轮廓；S204、提取内接圆内图像并转换为灰度图像，设定区分油渍和车轮本体的灰度阈值，利用固定阈值的阈值分割算法对图像进行二值化，并去掉二值化图像中远离距离出油位置较远且未与出油口处油渍相连的区域，得到车轮上油渍的油渍面积。3.根据权利要求1所述的烧结机台车轮自动加油方法，其特征在于，步骤S3的具体实施步骤如下：S301、调取包含有同一辆台车的两个台车轮的两张连续采集的图像，根据两张图像中同一台车轮相同顶点的坐标变化得到该台车轮在图像中的位移变化；S302、根据摄像机的设置位置和摄像机的分辨率，确定每张图像中每个像素单元的像素尺寸对应的实际物体长度，并计算出烧结机台车的实际位移变化量；S303、利用公式：烧结机台车运行速度V＝烧结机台车的实际位移变化量△S/图像采集的间隔时间T，得到烧结机台车的实时运行速度V。4.根据权利要求1所述的烧结机台车轮自动加油方法，其特征在于，步骤S4的具体实施步骤如下：S401、当S油≥S油阈，则判断该台车轮需要加油，并进入步骤S403；当S油＜S油阈，则进入步骤S402以再次判断该台车轮是否需要加油；其中，S油为台车轮上旧油渗出面积，S油阈为人为设定的台车轮上旧油渗出面积的阈值；S402、调取该台车轮上一次的加油时间，并进行如下判断：若上一次加油时间至本次图像采集时间的间隔时间t≥阈值t0，则判断该台车轮需要加油，进入步骤S403；若上一次加油时间至本次图像采集时间的间隔时间t＜阈值t0，则判断该台车轮不需要加油；S403、根据当前烧结机台车的运行速度计算出待加油车轮运行至注油装置的时间t，并对该车轮加油时刻的时间进行记录。5.一种实现如权利要求1所述的烧结机台车轮自动加油方法的烧结机台车轮自动加油系统，其特征在于，包括两套图像采集系统、两台加油装置、以及设置在现场的控制箱和位于中心控制室内的工控机和显示器；其中，两套图像采集系统分别设置在烧结机台车运行轨道两侧；每套图像采集系统包括一台以正面平摄的方式对行驶过程中的台车轮进行图像采集的摄像机，以及对称安装在摄像机两侧并以对称的角度对台车轮进行补光的两台光源；两台加油装置分别设置在位于同侧的图像采集系统的邻侧，且位于远离烧结机台车的一侧；加油装置包括设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海根，
申请(专利权)人：天津市三特电子有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12