A billet shearing device and image sensing method based on shear, including: two CCD image sensor, image processing module, image recognition module and driver module, by setting the coordinate system; real-time image acquisition; billet contour extraction; steel head and tail recognition; distance and control shearing machine shearing and get the head end the knife cut billet shear moment to determine the optimal billet steel head and tail cutting line. The steps of image acquisition, processing and recognition operations, eventually to optimal shear line identification billet head and tail; according to the optimal cutting line coordinate information accurately control the servo mechanism of shearing machine operation, so get the best energy saving and material saving billet shear of hot rolling production line.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是一种机械设备
的剪切装置及其剪切方法,具体是一 种。
技术介绍
钢厂热连轧剪切是连轧过程中的重要环节,目的是要将钢坯的头部和尾部所 出现的曲边予以切除,使整体钢坯呈现近似矩形的带状体。如何实现剪切优化直 接关系到节约材料、能源和提高企业经济效益的技术问题。具体就是要解决热扎 机上的钢坯头、尾部的最优剪切问题。经对现有技术文献的检索发现,谭汉松等的论文板材最优切割算法的设计 与实现(《计算机工程与应用》2003年第18期)针对在工厂生产或加工过程中, 常需要将大块矩形板材(如钢板、玻璃、印刷电路板、装饰板、包装纸等)切割 成各种形状的小板材,提出从计算机技术的角度出发,采用回溯法将原本复杂的 问题转换成几个子问题,并找出递归结束条件;用递归的程序设计方法求出所有 的切割方案,记录下最优的切割方案。但是,该文所描述的技术方法仅仅是针对 大块矩形板材切割成各种形状的小板材的算法研究,边界条件复杂,运 算量大、时间长,根本无法被直接引用于钢坯的头部和尾部的在线实时最优剪切。又经检索还发现,孟繁祯等的论文用遗传算法求解最优切割方法(《应 用科学学报》2000年第3期)也是针对采用尽可能少的原材料规划出尽可能多 的产品,使剩下的不能再用的废料最少提出自己的技术算法,即解决合理下料问 题。该文献同样存在边界条件复杂,运算量大、时间长,根本无法被直接引用于 钢坯的头部和尾部的在线实时最优剪切。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述不足,提供一种基于图像传感的钢坯剪切装 置及其剪切方法,能够通过两个图像传感器构成的双目视觉测量系统在非接触方 ...
【技术保护点】
一种基于图像传感的钢坯剪切装置,其特征在于,包括:两个CCD图像传感器、图像处理模块、图像识别模块和驱动模块,其中:两个CCD图像传感器并排安置于热联扎剪切机剪切口的前端并分别与图像处理模块相连接传输原始左、右视图,图像处理模块的输出接口与图像识别模块的输入接口连接以输出经处理后的左、右视数字图像,图像识别模块的输出接口与驱动模块的输入接口连接以输出待剪切钢坯的最优剪切线,驱动模块输出接口与生产线伺服机构的输入接口连接以传输剪切控制信号。
【技术特征摘要】
1、一种基于图像传感的钢坯剪切装置,其特征在于,包括两个CCD图像传感器、图像处理模块、图像识别模块和驱动模块,其中两个CCD图像传感器并排安置于热联扎剪切机剪切口的前端并分别与图像处理模块相连接传输原始左、右视图,图像处理模块的输出接口与图像识别模块的输入接口连接以输出经处理后的左、右视数字图像,图像识别模块的输出接口与驱动模块的输入接口连接以输出待剪切钢坯的最优剪切线,驱动模块输出接口与生产线伺服机构的输入接口连接以传输剪切控制信号。2、 一种基于图像传感的钢坯的剪切方法,其特征在于,包括如下步骤 步骤一,设置世界坐标系以钢坯传送机构右侧边直线与双目CCD图像传感器两根光轴所在平面的交点为原点6^ ,以钢坯传送机构右侧边直线为J^轴且以钢坯进给的逆方向为J^轴的正方向,以垂直于钢坯传送机构右侧边的直线为r『轴且以指向钢坯传送机构左侧的方向为^轴的正方向,以垂直于cvi『j;平面的重垂线为Z『轴且向上为正方向;设置世界坐标系即三维空间坐标系后,使 得整个待剪切钢胚的表面处于CVX『^坐标平面上;三维空间坐标系的Z^轴与图像传感器光轴平行;步骤二,标定两个图像传感器参数采用双目视觉测量系统中图像传感器参 数的分步标定法标定两个图像传感器参数;步骤三,实时采集图像左目CCD图像传感器和右目CCD图像传感器同步采 集待剪切钢胚的原始左、右视图,然后左目CCD图像传感器和右目CCD图像传感 器将每个时刻所采集的原始左、右视图并行传输以备处理;步骤四,图像强化处理通过空间域增强方法对图像各像素进行增强处理, 或通过频率域增强方法对图像经傅立叶变换后的频谱成分进行处理,然后再通过 傅立叶逆变换,获取所需的左、右视数字图像;步骤五,钢坯轮廓线提取采用基于灰度直方图的门限化边缘检测法,对左、 右视数字图像中的钢坯头部或尾部图像进行边缘提取,获得待剪切钢坯的头、尾 部边界图;步骤六,钢坯头尾部识别利用外极线约束原理对左、右视数字图像的钢坯轮廓线图寻找钢坯边缘所有公共特征点,并通过坐标变换形成公共特征点集 ={(I『,,^,)|z' = l,2, },通过对这些公共特征点&坐标的鉴别,建立钢坯头部 特征点集合¥ f或钢坯尾部特征点集合¥ D ;步骤七,钢坯头尾部最优剪切线的确定在钢坯头部特征点集合¥,或钢坯 尾部特征点集合¥ D中以待剪切钢坯的中轴线为界,将¥ ,分解处理获得头部左子 集合¥ n和头部右子集合¥ &以及头部中轴垂直线;或者将¥ D分解处理获得尾部 左子集合¥ ^和尾部右子集合¥ &以及尾部中轴垂直线;步骤八,从钢坯头部特征点集合M,中获得头部端点A坐标(j^r,;r盯),并根据A与头部最优剪切线求取待剪切钢坯的头部长度AZ^ ;步骤九,从钢坯尾部特征点集合军D中获得尾部端点A坐标(x,,;^D),并根据PD与尾部最优剪切线求取待剪切钢坯的尾部长度AX『D ;步骤十,根据待剪切钢坯的移动速度与待剪切钢坯的头部端点当前坐标,即 可获得待剪切钢坯的头部端点与剪切机剪切刀口的距离和控制剪切机的剪切头 部时刻;或根据待剪切钢坯的移动速度与钢坯尾部剪切线,即可获得钢坯尾部剪 切线与剪切机剪切刀口的距离和控制剪切机的剪切尾部时刻;然后重新回到步骤三,重复运行从步骤三至步骤十的循环过程。3、根据权利要求2所述的基于图像传感的钢坯的剪切方法,其特征是,步 骤六中所述的建立钢坯头部特征点集合¥ ,或钢坯尾部特征点集合¥ D ,具体包括以下步骤-1)沿X『坐标轴方向依次比较特征点的^坐标 当, <义,, < 义,w时,对应的有<...
【专利技术属性】
技术研发人员:张秀彬,应俊豪,焦东升,钱斐斐,
申请(专利权)人:上海交通大学,
类型:发明
国别省市:31[中国|上海]
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