基于可见光图像的加热炉自动上料系统技术方案

基于可见光图像的加热炉自动上料系统，包括上料台架、挡钢钩、拨钢叉和输送辊道，挡钢钩设置于上料台架一侧，输送辊道用于将钢坯由上料台架输送到拨钢叉，还包括两台可见光摄像机、两套LED光源、自动控制单元和上料台架电控系统，可见光摄像机平行于钢坯断面设置并安装在上料台架出口两侧，用于拍摄钢坯由上料台架到拨钢叉输送过程中钢坯断面的可见光图像；LED光源靠近可见光摄像机设置并对准钢坯断面；自动控制单元与可见光摄像机及上料台架电控系统连接，上料台架电控系统与上料台架、挡钢钩、拨钢叉连接。本实用新型专利技术在上料台架到输送辊道的钢坯运输流程上使用自动化装置替代传统人工操作，实现加热炉上料全流程自动化，降低人工成本。

【技术实现步骤摘要】
基于可见光图像的加热炉自动上料系统
本技术涉及冶金行业棒线材加热炉上料领域，具体涉及一种基于可见光图像的加热炉自动上料系统，尤其适用于棒线材加热炉上料台架到输送辊道间。
技术介绍
轧钢加热炉在钢铁企业中占有重要的地位，它的任务是加热钢坯，使钢坯温度及其温度分布满足轧制要求。加热炉上料装置是将钢坯运送到加热炉的装置，主要由上料台架、挡钢钩、拨钢叉和输送辊道组成，上料时先由吊车将多根方坯成排的摆放到上料台架上，然后上料台架的步进驱动装置和挡钢钩根据加热炉的生产节奏配合动作将钢坯一根一根的运送到拨钢叉上，拨钢叉将钢坯放置在输送辊道上方，然后输送辊道运转将方坯送至加热炉炉内。目前主要通过在在辊道两侧加装金属检测元件来实现钢坯从辊道到炉内的自动上料，但现阶段钢坯从加热炉上料台架到输送辊道的运输过程需要通过人眼观察钢坯的位置、拨钢叉的状态(拨钢叉上有无钢坯等信息)后手动操作上料台架驱动装置将钢坯一根根运送至拨钢叉，拨钢叉再将钢坯运送到输送辊道上。整个操作过程机械枯燥，人工长期操作容易疲劳引起操作失误从而导致故障。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是，针对现有加热炉上料存在的上述不足，提供一种基于可见光图像的加热炉自动上料系统，实现加热炉上料的全流程自动化，尤其在上料台架到输送辊道的钢坯运输流程上使用自动化装置替代传统的人工操作以提高生产效率，降低人工成本。本技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：基于可见光图像的加热炉自动上料系统，包括上料台架、挡钢钩、拨钢叉和输送辊道，挡钢钩设置于上料台架一侧，输送辊道用于将钢坯由上料台架输送到拨钢叉，还包括两台可见光摄像机、两套LED光源、自动控制单元和上料台架电控系统，所述两台可见光摄像机平行于钢坯断面设置并安装在上料台架出口两侧，用于拍摄钢坯由上料台架到拨钢叉的输送过程中钢坯断面的可见光图像；所述两套LED光源分别靠近一台可见光摄像机设置并对准钢坯断面，用于在暗光条件下辅助可见光摄像机的照明；所述自动控制单元与可见光摄像机及上料台架电控系统连接，所述上料台架电控系统与上料台架、挡钢钩、拨钢叉连接(自动控制单元用于读取可见光摄像机拍摄到的可见光图像，并根据可见光图像生成上料台架、挡钢钩和拨钢叉的动作指令，上料台架电控系统根据动作指令控制上料台架、挡钢钩和拨钢叉动作)。按上述方案，还包括光纤交换机，所述光纤交换机连接可见光摄像机和自动控制单元。与现有技术相比，本技术的有益效果：采用机器视觉技术替代人眼观察并配合预设的设备动作决策方案实现加热炉上料的全流程自动化和无人化，尤其在上料台架到输送辊道的钢坯运输流程上使用自动化装置替代传统的人工操作以提高生产效率，降低人工成本。附图说明图1是本技术基于可见光图像的加热炉自动上料系统的布置图；图中，1-可见光摄像机，2-自动控制单元，3-上料台架电控系统，4-LED光源，5-上料台架，6-挡钢钩，7-拔钢叉，8-输送辊道，9-钢坯。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。如图1所示，本技术基于可见光图像的加热炉自动上料系统，包括上料台架5、挡钢钩6、拨钢叉7和输送辊道8，挡钢钩6设置于上料台架5一侧，输送辊道8用于将钢坯9由上料台架5输送到拨钢叉7，还包括两台可见光摄像机1、两套LED光源4、自动控制单元2和上料台架电控系统3，两台可见光摄像机1平行于钢坯断面设置并安装在上料台架5出口两侧，用于拍摄钢坯9由上料台架5到拨钢叉7的输送过程中钢坯断面的可见光图像；两套LED光源4分别靠近一台可见光摄像机1设置并对准钢坯9断面照射，用于在暗光条件下辅助可见光摄像机1的照明；自动控制单元2与可见光摄像机1及上料台架电控系统3连接，上料台架电控系统3与上料台架5、挡钢钩6、拨钢叉7连接。自动控制单元2采集可见光摄像机1拍摄到的可见光图像，并逐帧的对图像画面进行分析，生成上料台架5和拨钢叉7的各个部件的动作指令，并将动作指令发送至上料台架电控系统3，上料台架电控系统3根据动作指令控制上料台架5、挡钢钩6和拨钢叉7动作，完成现场电气和机械设备的相应动作。还包括光纤交换机，光纤交换机连接可见光摄像机1和自动控制单元2。在上料台架5出口两侧附近安装两台可见光摄像机1、两套LED光源4并就近设置一套自动控制单元2，两台可见光摄像机1能拍摄到钢坯9由上料台架5到拨钢叉7的输送过程，视野范围包括上料台架5的出口端和拨钢叉7，为保证控制精度空间分辨率须满足<1.5mm/pixel，实际应用时根据视野大小和安装距离(一般约2-3m)来选择合适镜头焦距和相机分辨率。两套LED光源4对准钢坯9断面照射，以便在暗光条件保证可见光摄像机1仍能够拍摄到清晰的画面。一般的上料台架电控系统3为PLC系统及配套的电气装置，自动控制单元2和PLC系统之间可以采用以太网通讯方式和OPC通讯协议，上料台架电控系统3根据动作指令完成现场电气和机械设备的相应动作。以上所述仅为本技术的较佳实施例，并不用以限制本技术，凡是在本技术技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本技术的保护范围之外。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于可见光图像的加热炉自动上料系统，包括上料台架、挡钢钩、拨钢叉和输送辊道，挡钢钩设置于上料台架一侧，输送辊道用于将钢坯由上料台架输送到拨钢叉，其特征在于：还包括两台可见光摄像机、两套LED光源、自动控制单元和上料台架电控系统，所述两台可见光摄像机平行于钢坯断面设置并安装在上料台架出口两侧，用于拍摄钢坯由上料台架到拨钢叉的输送过程中钢坯断面的可见光图像；所述两套LED光源分别靠近一台可见光摄像机设置并对准钢坯断面，用于在暗光条件下辅助可见光摄像机的照明；所述自动控制单元与可见光摄像机及上料台架电控系统连接，所述上料台架电控系统与上料台架、挡钢钩、拨钢叉连接。

【技术特征摘要】
1.基于可见光图像的加热炉自动上料系统，包括上料台架、挡钢钩、拨钢叉和输送辊道，挡钢钩设置于上料台架一侧，输送辊道用于将钢坯由上料台架输送到拨钢叉，其特征在于：还包括两台可见光摄像机、两套LED光源、自动控制单元和上料台架电控系统，所述两台可见光摄像机平行于钢坯断面设置并安装在上料台架出口两侧，用于拍摄钢坯由上料台架到拨钢叉的输送过程中钢坯断面的可见...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡炜，周登科，祝兵权，叶理德，吉青，
申请(专利权)人：中冶南方工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42