一种基于多目标识别与跟踪的冷床区物料跟踪系统和方法技术方案

本发明专利技术提供一种基于多目标识别与跟踪的冷床区物料跟踪系统和方法，通过该系统和方法，对每支钢管从冷床上线到冷床下线的物料位置信息进行跟踪，自动判断物料在运转过程中是否出现异常下线。同时还解决了由于物料异常占位、单工位双物料、宽辊道钢管运输掉队现象造成的生产事故。成的生产事故。成的生产事故。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多目标识别与跟踪的冷床区物料跟踪系统和方法


[0001]本专利技术属于冶金行业、机器视觉技术应用领域，尤其涉及一种基于多目标识别与跟踪的冷床区物料跟踪系统和方法。

技术介绍

[0002]无缝钢管生产包括管坯准备及检查、管坯加热、穿孔、轧管、钢管再加热、定（减）径、冷床冷却、热处理、成品管矫直、精整、检验（无损、理化、台检）、入库等生产工序，任何环节出现故障都会影响到整个生产的正常进行。
[0003]无缝钢管物料逐支跟踪系统的主要目标是对每支坯料从上线到成品下线的全过程，通过高精度的在线识别技术和工业机器人技术的应用确保物料跟踪的精准；同时，运用先进的检测手段和数据管理平台，对原料状态、关键工艺和成品检测等数据进行采集，为实现产品质量管控和全线生产实绩统计管理提供数据支持。
[0004]无缝钢管生产过程中物料位置及流向的具有不确定性和复杂性，因而其物料逐支跟踪仅仅通过基础自动化的数据和人工记录实现管理难度非常大。尤其是在冷床区域，该区域有以下几个特点：1.区域面积大；2.钢管温度高；3.钢管运动过程中，外表面与冷床接触摩擦；4.钢管表面不能损伤；5.钢管存在异常下线；由于冷床区域具有以上特点，所以实现物料逐支跟踪的难度非常大。冷床区域物料温度高，使用物理标识的方法难以实现，比如：粘贴二维码标签、磁吸RFID、条码喷涂；无缝钢管表面不能损坏，激光刻标的方式也不可以采用；钢管存在异常下线的情况，仅仅通过基础自动化检测信号及物料逻辑跟踪的方式是无法自动判断钢管是否下线。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是如何自动多目标识别跟踪冷床上钢管的物料位置信息；多目标识别跟踪方法主要目标是对每支钢管从冷床上线到冷床下线的物料位置信息进行跟踪，自动判断物料在运转过程中是否出现异常下线。同时还解决了由于物料异常占位、单工位双物料、宽辊道钢管运输掉队现象造成的生产事故。
[0006]本专利技术是通过如下技术方案来实现的：一种基于多目标识别与跟踪的冷床区物料跟踪系统，其特征在于，冷床区物料跟踪系统包括物料异常下线判断系统、单齿双物料预警系统、第一齿防堆料系统、出口辊道异常占位预警系统、下料倒臂防掉管预警系统、宽辊道组排物料掉队自动跟随系统和基础自动化系统，其中，所述物料异常下线判断系统，所述单齿双物料预警系统，所述第一齿防堆料系统，所述出口辊道异常占位预警系统，所述下料倒臂防掉管预警系统和所述宽辊道组
排物料掉队自动跟随系统均具有视觉图像采集模块，用于识别与跟踪冷床区物料。
[0007]如前述的多目标识别与跟踪的冷床区物料跟踪系统，其特征在于，所述视觉图像采集模块为多个工业相机。
[0008]如前述的多目标识别与跟踪的冷床区物料跟踪系统，其特征在于，所述多个工业相机分别设置于各所述冷床的入口、出口、辊道、宽辊道和下料倒臂对应区域位置。
[0009]如前述的多目标识别与跟踪的冷床区物料跟踪系统，其特征在于，所述对应区域位置布置至少两个工业相机。
[0010]一种基于多目标识别与跟踪的冷床区物料跟踪的方法，其特征在于，所述方法包括：物料异常下线判断、单齿双物料预警、第一齿防堆料、出口辊道异常占位预警、下料倒臂防掉管预警和宽辊道组排物料掉队自动跟随。
[0011]根据前述的方法，其特征在于，物料异常下线判断包括：1）通过工业相机进行图像采集，确认物料进入冷床区域的实际状态是否与逻辑跟踪信息的结果一致；2)冷床继续运行，每次步进动作以后，冷床入口、出口的四个所述工业相机进行图像采集，得到视觉检测信息；3)物料在冷床区域，根据图像采集结果和逻辑跟踪信息进行比对，在冷床区物料跟踪系统中进行分析判断剔料的信息。4）若无剔料现象，则继续逐支跟踪物料；若图像采集结果存在空齿，但逻辑跟踪信息表示有物料，则记录物料剔料信息，反馈至冷床区物料跟踪系统，并逐支跟踪物料；若图像采集结果有物料，而逻辑跟踪信息表示没有物料，则逐支跟踪出错，提醒进行人工干预，修正逻辑跟踪信息后，逐支跟踪物料。
[0012]根据前述的方法，其特征在于，所述单齿双物料预警，所述第一齿防堆料，所述出口辊道异常占位预警和所述下料倒臂防掉管预警是通过所述工业相机对所述冷床的对应区域进行视觉图像采集，并将所述视觉图像采集的信息反馈至所述冷床区物料跟踪系统，所述冷床区物料跟踪系统控制基础自动化系统执行相应操作。
[0013]根据前述的方法，其特征在于，所述宽辊道组排物料掉队自动跟随，包括对所述组排物料中各物料的至少一端部对齐。
[0014]根据前述的方法，其特征在于，所述组排物料的所述端部对齐包括通过宽辊道挡板自动或者手动对齐。
[0015]本专利技术的有益效果是，保证钢管在冷床上线和下线过程中自动跟踪识别，对钢管异常下线进行识别和判断，达到了物料逐支跟踪的目标，保证了钢管生产过程中的安全性，减少了故障排除时间，提高了生产效率。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的为多目标识别与跟踪的冷床区物料跟踪系统应用示意图。
[0017]图2为本专利技术的物料异常下线判断流程图。
具体实施方式
[0018]下面结合实施例对本专利技术作进一步说明。
实施例
[0019]在无缝钢管生产过程中，冷床是不可或缺的辅助设备，它的作用是将经过轧制生
产出来的无缝钢管进行冷却，一般在工厂中通常会采用多个冷床流水线生产模式。如图1所示，在对钢管冷却下料过程中，钢管会通过3个冷床进行冷却和下料收集，其中，3个冷床包括冷床一1#、冷床二2#和冷床三3#，其中，在冷床一1#入口A侧设置有第一辊道G1，在冷床一1#出口B和冷床二2#入口C侧设置有第二辊道G2，在冷床二2#出口D和冷床三3#入口E侧设置有第三辊道G3，在冷床三3#出口F侧，设置有下料倒臂23和宽辊道G4，宽辊道G4为双辊道；在每个冷床的入口和出口区域和每个辊道和下料倒臂23的对应区域，均设置有工业相机，用于采集对应区域的图像信息反馈至控制系统；控制系统包括物料异常下线判断系统，单齿双物料预警系统，第一齿防堆料系统，出口辊道异常占位预警系统，下料倒臂防掉管预警系统，宽辊道组排钢管掉队自动跟随系统以及基础自动化系统。
[0020]具体的，基于多目标识别与跟踪的冷床区物料跟踪方法包括：物料异常下线判断，单齿双物料预警，第一齿防堆料，出口辊道异常占位预警，下料倒臂防掉管预警，宽辊道组排钢管掉队自动跟随。
[0021]其中，物料异常下线判断通过物料异常下线判断系统实现，以在冷床一1#判断为例，在冷床二2#、冷床三3#的判断方式与冷床一1#的判断方式基本相同，如图1所示，在冷床一1#入口A和出口B的东西两侧（该东西两侧不代表地理意义上的东西方位，仅代指图1上的相对位置）各布置一台工业相机，共4台，即相机一1、相机二2、相机三3和相机四4；相机一1、相机二2的拍摄范围为冷床一1#入口三齿范围，相机三3、相机四4的拍照范围为1#号冷床出口三齿范围。根据齿距330mm计算，相机拍摄范围为1000mm。
[0022本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多目标识别与跟踪的冷床区物料跟踪系统，其特征在于，冷床区物料跟踪系统包括物料异常下线判断系统、单齿双物料预警系统、第一齿防堆料系统、出口辊道异常占位预警系统、下料倒臂防掉管预警系统、宽辊道组排物料掉队自动跟随系统和基础自动化系统，其中，所述物料异常下线判断系统、所述单齿双物料预警系统、所述第一齿防堆料系统、所述出口辊道异常占位预警系统、所述下料倒臂防掉管预警系统和所述宽辊道组排物料掉队自动跟随系统均具有视觉图像采集模块，用于识别与跟踪冷床区物料。2.如权利要求1所述的多目标识别与跟踪的冷床区物料跟踪系统，其特征在于，所述视觉图像采集模块为多个工业相机。3.如权利要求2所述的多目标识别与跟踪的冷床区物料跟踪系统，其特征在于，所述多个工业相机分别设置于各所述冷床的入口、出口、辊道、宽辊道和下料倒臂对应区域位置。4.如权利要求3所述的多目标识别与跟踪的冷床区物料跟踪系统，其特征在于，所述对应区域位置布置至少两个工业相机。5.一种基于多目标识别与跟踪的冷床区物料跟踪的方法，其特征在于，所述方法包括：物料异常下线判断、单齿双物料预警、第一齿防堆料、出口辊道异常占位预警、下料倒臂防掉管预警和步进宽辊道组排物料掉队自动跟随。6.根据权利要求5中所述的方法，其特征在于，物料异常下线判断...

【专利技术属性】
技术研发人员：王守阳，张提，任世坤，王笃晶，杜慧峰，陈春波，
申请(专利权)人：江苏精益智控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：