專利名稱：棒材在線自動計數分鋼系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種棒材在線自動計數分鋼系統。
背景技術：
在螺紋鋼銷售過程中，棒材計數準確性問題直接關系到鋼材負公差率多少的狀況，在外形尺寸穩定的條件下，定支的準確性直接影響每捆產品的負公差率。因此，也成為用戶廣泛關注及市場數量議異的焦點問題。目前廠家基本全部采用定支包裝，這樣有利于客戶的銷售，然而如果計數少于國標數量，會導致產生異議索賠，更影響企業的信譽；如果多于國標數量又降低了企業效益，把負差效益白白浪費?？蛻糍徹洉r有些來不及復檢，有些運至工地后檢驗，一旦發現成捆棒材有少支現象，會提出索賠要求?；谝陨显?，螺紋鋼生產線計數分鋼準確與否，成為解決這一問題的關鍵。目前軋鋼廠一般采用人工計數、人工分離方式生產，環境比較惡劣，很難避免不出現計數誤差，從而浪費了人力物力，無形中還對公司信譽造成不良影響，降低了產品的市場競爭力。目前有很多廠家和科研院所投入了大量的精力研究軋鋼廠在線棒材的計數問題， 也取得了一些成果，例如專利名稱為“金屬棒材計數系統”專利號“200410070827.6 ”的專利中公開了金屬棒材計數技術采用圖像識別信息技術，系統在移送鏈側部采集棒材端面圖像，然后將棒材端面圖像進行圖像識別后實現計數。專利名稱為“金屬棒材自動分離方法及裝置”專利號為“200810056497. 3”公開了自動分鋼的技術當棒材在線自動計數完成以后，分鋼系統在每捆額定支數計數滿時，自動停止當前移送鏈，并自動控制分離撥臂將計滿數的棒材在分離點分離開。以上專利已經公開的分鋼設備很不完善，僅僅停留在理論層面，而在實際生產過程中，分鋼設備是實現整套系統運行好壞的關鍵而且技術難題較多，很難到達所要求的精確度，因此嚴重制約著棒材計數分鋼系統的應用和推廣。研究復雜工況條件下的自動計數分鋼系統具有非常巨大的技術研究價值和實際應用價值。

發明內容
為解決以上技術上的不足，本發明提供了一種棒材在線自動計數分鋼系統， 它能夠在計數結束后實現機械自動分鋼，分鋼精度高，能夠廣泛應用和推廣。本發明是通過以下措施實現的
本發明的一種棒材在線自動計數分鋼系統，包括自動計數系統和自動分鋼系統，所述自動分鋼系統包括
端頭分鋼機，設置在傳送鏈的外側，包括底座，底座上設置有橫向導軌、伺服電機和傳動裝置，所述伺服電機通過傳動裝置驅動連接有可沿橫向導軌移動的門形導向架，所述導向架上設置有縱向導軌和縱向伸縮動力裝置I，所述縱向伸縮動力裝置I的伸縮端上方驅動連接有可沿縱向導軌移動的分鋼楔，所述分鋼楔頂部為三角形或梯形并且頂端設置有分鋼刀，所述縱向伸縮動力裝置I設置有控制其伸縮的電磁閥I ；后續完全分鋼機，設置在兩條傳送鏈之間，包括門形支架，所述支架上設置有縱向伸縮動力裝置II，縱向伸縮動力裝置II伸縮端連接有頂部為三角形或梯形的分鋼部件，所述分鋼部件為翻轉分鋼楔或者升降分鋼楔，所述翻轉分鋼楔與支架和縱向伸縮動力裝置II伸縮端轉動連接，縱向伸縮動力裝置II設置有控制其伸縮的電磁閥II ；
分鋼視覺反饋系統，包括棒材圖像識別采集裝置和分鋼視覺反饋主機，所述棒材圖像識別采集裝置用于實時識別和采集棒材端部的圖像信號并傳送給分鋼視覺反饋主機，所述分鋼視覺反饋主機用于將圖像信號進行分析處理并將控制信號發送給伺服裝置、電磁閥I 和電磁閥II。上述后續完全分鋼機為若干個，并且間隔排列在兩條傳送鏈之間。上述縱向導軌設置有圓弧形導槽，所述分鋼楔邊緣設置有與導槽相配合的圓弧形導向輪。上述導向架和底座上設置有限位開關。上述縱向伸縮動力裝置I和縱向伸縮動力裝置II為氣缸或油缸。上述伺服電機連接的傳動裝置為絲母絲杠和導軌機構。上述翻轉分鋼楔或者升降分鋼楔頂部為三角形或梯形并且頂端可設置有分鋼桿。本發明的有益效果是
借助于本發明可自動對棒材進行計數和定支分離，實現操作的無人化，節省人力，計數幾乎是持續無間隔的，只有在分鋼過程中才需要停一次鏈床，大幅度的提高了企業的生產作業率。分鋼的精確度高，能夠在復雜工況條件下完成精確分鋼，應用范圍廣，具有非常巨大的實際應用價值。


圖1為本發明的結構示意圖。圖2為本發明端頭分鋼機的主視結構示意圖。圖3為圖2的左視結構示意圖。圖4為本發明后續完全分鋼機的主視結構示意圖。圖5為圖4的左視結構示意圖。圖6為圖4的俯視結構示意圖。圖中A端頭分鋼機，B后續完全分鋼機，1分鋼刀，2分鋼楔，3門形導向架，4縱向伸縮動力裝置I，5電磁閥I，6底座，7橫向導軌，8限位開關，9伺服電機，10門形支架，11 翻轉分鋼楔，12分鋼桿，13縱向伸縮動力裝置II，14電磁閥II。
具體實施例方式如圖1、2、3、4、5、6所示本發明的一種棒材在線自動計數分鋼系統，
包括自動計數系統和自動分鋼系統，自動分鋼系統包括端頭分鋼機A、后續完全分鋼機 B和分鋼視覺反饋系統。端頭分鋼機A，設置在傳送鏈的外側，包括底座6，底座6上設置有橫向導
軌7、伺服電機9和傳動裝置，伺服電機9通過傳動裝置驅動連接有可沿橫向導軌7移動的門形導向架3，門形導向架3設置有圓弧形導槽和縱向伸縮動力裝置I 4，分鋼楔2邊緣設置有與導槽相配合的圓弧形導向輪，縱向伸縮動力裝置I 4的伸縮端上方驅動連接有
4可沿圓弧形導向輪移動的分鋼楔2，分鋼楔2頂部為三角形或梯形并且頂端設置有分鋼刀 1，縱向伸縮動力裝置I 4設置有控制其伸縮的電磁閥I 5;門形導向架3和底座6上設置有限位開關8。伺服電機9連接的傳動裝置為絲母絲杠和導軌機構。后續完全分鋼機B，為若干個并且間隔排列在兩條傳送鏈之間，包括門形支架10 和翻轉分鋼楔11，翻轉分鋼楔11或者升降分鋼楔頂部可以僅為三角形或梯形結構，也可以在結構頂端設置分鋼桿12。翻轉分鋼楔11底部與支架10頂部通過轉軸轉動連接，翻轉分鋼楔11下方設置有縱向伸縮動力裝置II 13，縱向伸縮動力裝置II 13的伸縮端轉動連接翻轉分鋼楔11的中部或端部，縱向伸縮動力裝置II 13的底部或中部與支架10通過轉軸轉動連接，縱向伸縮動力裝置II 13設置有控制其伸縮的電磁閥II 14，當縱向伸縮動力裝置II 13 上升時帶動翻轉分鋼楔11頂部向上翻起。同時也可以在縱向伸縮動力裝置II 13伸縮端連接升降分鋼楔，在縱向伸縮動力裝置II 13的驅動下帶動升降分鋼楔進行升降來實現后續分鋼?？v向伸縮動力裝置I 4和縱向伸縮動力裝置II 13為氣缸或油缸，電磁閥I 5和電磁閥II 14控制氣缸或油缸的進氣或進油。分鋼視覺反饋系統，包括棒材圖像識別采集裝置和分鋼視覺反饋主機，棒材圖像識別采集裝置用于實時識別和采集棒材端部的圖像信號并傳送給分鋼視覺反饋主機，分鋼視覺反饋主機用于將圖像信號進行分析處理并將控制信號發送給伺服電機9、電磁閥I 5 和電磁閥II 14。分鋼視覺反饋系統總體設計建立在在線計數的硬件基礎上，分鋼視覺反饋主機設置有上、下位機數據交互單元、自動糾錯和跟蹤反饋單元、分鋼模糊控制單元。上、下位機數據交互單元承擔機器視覺分析及系統決策控制功能，既可以對運動棒材的狀態進行動態監測，又可以通過視覺反饋信息進行決策控制，上位機提供棒材規格、 長度、分布信息、疊層情況、分鋼點位置信息、零點信息等，通過通訊方式和下位機設備通信，方便下位機設備進行分鋼動作決策，選擇合適的分鋼動作。自動糾錯和跟蹤反饋單元承擔機器視覺分析及系統決策控制功能，該模塊根據棒材計數滿一捆后前后兩捆棒材間的位置，控制分鋼楔將前后兩捆棒材分開。在分鋼過程中， 用點位模式匹配算法實時判斷棒材是否分離正確，如果在分離過程中出現棒材滾過分鋼楔或分不開造成分鋼錯誤的情況，系統將控制分鋼楔下移，重新計算分鋼位置，移動端頭分鋼機A到新的分鋼位置重新分鋼，直至分鋼成功或分鋼超時報警。分鋼模糊控制單元根據棒材和分鋼楔的位置狀態，控制伺服電機9移動門形導向架3，達到精確快速定位的功能。其工作原理為
當計數系統計數達到額定支數，自動計數系統通過上、下位機數據交互模塊停止傳送鏈條運動，棒材圖像識別采集裝置實時識別和采集棒材端部的圖像信號并傳送給分鋼視覺反饋主機。分鋼視覺反饋主機安裝有現場圖像采集和分析軟件，是整個系統的核心的部分， 負責實時處理全部圖像信息，具備棒材運動檢測、背景分離、目標位置測定、目標跟蹤、識別容錯等功能。分鋼視覺反饋系統雖然可以準確地識別每幅畫面中所有棒材的位置，但在端頭分鋼機A的作用下棒材將發生無特定方向位移，需要跟蹤視場內目標的位置變化情況，及時掌握頂起或重新進入視場的目標棒材，這樣才能正確獲取控制決策所需要的基本狀態信肩、ο所謂棒材跟蹤即判斷當前幀中的每根棒材在上一幀對應哪一根棒材，亦即棒材位置的對應。由于分鋼過程中棒材運動的無規律性，以及棒材特征簡單、特征差異小、位置緊密等特殊性，一些基于特征點、基于區域等目標跟蹤算法都無法應用于分鋼過程中的棒材跟蹤。因此，需可避開棒材的特征，直接考慮棒材間的位置關系。由于我們的視頻圖像采樣間隔小，速度高達每秒60幀，相鄰兩幀圖像中對應棒材的位置應該靠近，雖然不能運用最近原則簡單地對位，但可利用整體最優的思想，在相鄰兩幀中找一組距離相差最小的對應關系來對棒材進行跟蹤。根據上述分析，將前后兩幀識別的各棒材中心點抽象為兩個點集， 對每個點集的點進行對位，使得所有點集合距離相差最小，完成配對后的各個點集合即為各棒材的對應關系。如果分鋼過程中出現棒材移出視場、漏識別、多識別等情況，兩個點集的點數目可能不一致，因此我們做出了具有容錯性的非對稱點集的點位模式匹配算法以跟蹤棒材情況。當識別出前后捆棒材要分離的位置后，分鋼視覺反饋主機控制伺服電機9動作， 驅動端頭分鋼機A沿橫向導軌7移動到分鋼位置，同時打開電磁閥I 5，使縱向伸縮動力裝置I 4伸縮端上升，從而推動分鋼楔2沿門形導向架3上升，頂部的分鋼刀1插入到棒材分離間隙內，從而使兩捆棒材在端頭位置分開?？紤]到棒材長達Urn甚至更長，雖然端頭位置分開但并不能實現完全分鋼，所以在兩條鏈條之間依次按棒材傾斜方向間隔排列安裝若干個后續完全分鋼機B。這樣在端頭分鋼機A將棒材在端頭位置分開后，依次控制后續完全分鋼機B的翻轉分鋼楔或者升降分鋼楔從棒材前端到尾部的上翻，從而使兩捆棒材的缺口逐漸擴大直至將整捆棒材成功分離。上述實施例所述是用以具體說明本專利，文中雖通過特定的術語進行說明，但不能以此限定本專利的保護范圍，熟悉此技術領域的人士可在了解本專利的精神與原則后對其進行變更或修改而達到等效目的，而此等效變更和修改，皆應涵蓋于權利要求范圍所界定范疇內。
權利要求
1.一種棒材在線自動計數分鋼系統，包括自動計數系統和自動分鋼系統，其特征在于， 所述自動分鋼系統包括端頭分鋼機，設置在傳送鏈的外側，包括底座，底座上設置有橫向導軌、伺服電機和傳動裝置，所述伺服電機通過傳動裝置驅動連接有可沿橫向導軌移動的門形導向架，所述導向架上設置有縱向導軌和縱向伸縮動力裝置I，所述縱向伸縮動力裝置I的伸縮端上方驅動連接有可沿縱向導軌移動的分鋼楔，所述分鋼楔頂部為三角形或梯形并且頂端設置有分鋼刀，所述縱向伸縮動力裝置I設置有控制其伸縮的電磁閥I ；后續完全分鋼機，設置在兩條傳送鏈之間，包括門形支架，所述支架上設置有縱向伸縮動力裝置II，縱向伸縮動力裝置II伸縮端連接有頂部為三角形或梯形的分鋼部件，所述分鋼部件為翻轉分鋼楔或者升降分鋼楔，所述翻轉分鋼楔與支架和縱向伸縮動力裝置II伸縮端轉動連接，縱向伸縮動力裝置II設置有控制其伸縮的電磁閥II ；分鋼視覺反饋系統，包括棒材圖像識別采集裝置和分鋼視覺反饋主機，所述棒材圖像識別采集裝置用于實時識別和采集棒材端部的圖像信號并傳送給分鋼視覺反饋主機，所述分鋼視覺反饋主機用于將圖像信號進行分析處理并將控制信號發送給伺服電機、電磁閥I 和電磁閥II。
2.根據權利要求1所述的棒材在線自動計數分鋼系統，其特征在于所述后續完全分鋼機的支架上設置有所述后續完全分鋼機為若干個并且間隔排列在兩條傳送鏈之間。
3.根據權利要求1所述的棒材在線自動計數分鋼系統，其特征在于所述縱向導軌設置有圓弧形導槽，所述分鋼楔邊緣設置有與導槽相配合的圓弧形導向輪。
4.根據權利要求1所述的棒材在線自動計數分鋼系統，其特征在于所述導向架和底座上設置有限位開關。
5.根據權利要求1所述的棒材在線自動計數分鋼系統，其特征在于所述縱向伸縮動力裝置I和縱向伸縮動力裝置II為氣缸或油缸。
6.根據權利要求1所述的棒材在線自動計數分鋼系統，其特征在于所述伺服電機連接的傳動裝置為絲母絲杠和導軌機構。
7.根據權利要求1所述的棒材在線自動計數分鋼系統，其特征在于所述翻轉分鋼楔或者升降分鋼楔頂部為三角形或梯形并且頂端設置有分鋼桿。
全文摘要
本發明公開了一種棒材在線自動計數分鋼系統，包括自動計數系統和自動分鋼系統，所述自動分鋼系統包括端頭分鋼機、后續完全分鋼機和分鋼視覺反饋系統，本發明的有益效果是借助于本發明可自動對棒材進行計數和定支分離，實現操作的無人化，節省人力，計數幾乎是持續無間隔的，只有在分鋼過程中才需要停一次鏈床，大幅度的提高了企業的生產作業率。分鋼的精確度高，能夠在復雜工況條件下完成精確分鋼，應用范圍廣，具有非常巨大的實際應用價值。
文檔編號B65B57/20GK102424156SQ20121000275
公開日2012年4月25日 申請日期2012年1月6日 優先權日2012年1月6日
發明者張健, 張繼剛, 李學東, 楊文燈, 燕中旺, 王壽利 申請人:濟南火炬科技開發有限公司