CN103679261A - 一种冶金棒材计数装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种冶金棒材计数装置及方法，属于棒材计数设备技术领域，用于对冶金棒材进行准确计数。本发明采用4段传送链进行棒材层缓冲，通过传送链差速分钢、层步进实现棒材支与支的分离并有效防止棒材层的堆积。本发明利用安装在不同位置的两组光电计数光栅对棒材分别计数，取二者计数值的最大值作为计数结果，解决了由于棒材交叉造成的计数结果偏小的问题，同时采用层校正方法降低两组光电计数光栅累计误差对整捆计数结果的影响，还采用两组光电计数光栅层计数较小值若等于棒材层支数，则层计数结果取计数较小值的校正方法，可以进一步提高棒材计数的准确性。本发明采用两计数器相互校正的方式大大提高了计数准确度，具有计数精度高、结构简单的优点。

Description

一种冶金棒材计数装置及方法

技术领域

    本发明涉及一种对冶金棒材进行计数的装置和这种装置的使用方法，属于棒材计数设备技术领域。 

背景技术

在冶金棒材生产过程中，对棒材进行计数是生产环节的重要组成部分。目前已经大量采用自动计数装置及方法，这些自动计数装置及方法包括单一光栅计数装置及方法、光栅与编码器结合的计数装置及方法等。但是在实际作业中，棒材自动准确计数一直是个难点，单一光栅计数装置及方法由于棒材彼此堆叠、交叉的实际问题严重影响计数精度，光栅与编码器结合的计数装置及方法因为传送链的松紧程度、链上棒材的滚动以及棒材间彼此挤碰移动的因素，致使编码器记录的脉冲数无法真实反映棒材的实际直径，在实际应用中存在明显缺陷。除了上述计数装置及方法外，近几年随着机器视觉技术的兴起，在棒材计数领域也有一些尝试，但该技术对现场环境光照稳定性要求较高，计算方法复杂且投资费用高，目前还未广泛应用。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种冶金棒材计数装置及方法，这种棒材计数装置及方法不受棒材堆叠交叉的影响，对现场环境要求低，可以对棒材进行准确计数。 

解决上述技术问题的技术方案是： 

一种冶金棒材计数装置，它包括传送链、光电计数光栅、收集装置、计数模板，传送链分为多段，多段传送链首尾连接，后段传送链的传送速度大于前段传送链的传送速度，第1段传送链的前端与移钢装置相连接，最后段的传送链的后端与收集装置相连接，两组光电计数光栅安装在最后段传送链与收集装置的连接处，分别位于棒材的两端，两组光电计数光栅与计数模板相连接。

上述冶金棒材计数装置，所述传送链为4段，第1段传送链的电动机轴上安装有脉冲编码器，相邻传送链的连接处有相互重叠的部分，在第4段传送链的末端安装有圆形导轮，圆形导轮与第4段传送链同轴同速。 

上述冶金棒材计数装置，所述两组光电计数光栅分别位于第4段传送链末端，两组光电计数光栅分别距棒材两端端部1-1.5米，同时两组光电计数光栅沿棒材的方向上相隔2-2.5米，每组光电计数光栅由发送光栅和接收光栅组成，发送光栅和接收光栅分别安装在第4段传送链末端的上下两侧，发送光栅和接收光栅的检测方向通过圆形导轮轴心，与水平方向倾斜45度角，接收光栅与计数模板相连接，计数模板通过PLC与PC机相连接。 

上述冶金棒材计数装置，所述收集装置的棒材移动机构带动棒材下降运动，收集装置由带编码器的电动机驱动。 

一种使用上述冶金棒材计数装置的冶金棒材计数方法，它采用以下步骤进行： 

A．被分断后的定尺材经压辊压平后，在缓托缓放的移钢装置帮助下，使棒材层以平铺方式平移至第1段传送链上；

B．第1-4段传送链由变频器控制的电动机带动，第2-4段传送链的运转速度顺次提高，利用链间的速度差，可以将棒材层内的棒材在链间的交汇处彼此拉开距离，速差越大，则分开的距离越大；

C．利用安装在不同位置的两组光电计数光栅对棒材分别计数，两组计数信号传送到计数模板，PLC对计数模板的计数信号进行计算，取二者计数值的最大值作为计数结果；

D．收集装置每收集一层棒材后即下降一步，收集装置的移动机构带动棒材下降运动，收集装置由带编码器的电动机驱动。

上述冶金棒材计数方法，所述收集装置收集一层棒材后下降过程中，第4段传送链停止运行，第1-3段链转化为步进方式，即第1段传送链前进一步，第2、3段传送链前进一步，收集装置完成下降后，传送链自动改为全速运行方式。 

上述冶金棒材计数方法，采用层校正方法降低两组光电计数光栅累计误差对整捆计数结果的影响，每层棒材以两组光电计数光栅的计数值的最大值来校正该层的计数结果。 

上述冶金棒材计数方法，对于棒材层支数通常保持不变的情况，采用两组光电计数光栅层计数较小值若等于棒材层支数，则层计数结果取计数较小值。 

本发明的有益之处在于： 

本发明采用4段传送链进行棒材层缓冲，通过传送链差速分钢、层步进实现棒材支与支的分离并有效防止棒材层的堆积；收集装置每收集一层棒材即下降一步，有效避免收集装置处棒材堆积遮挡光电计数光栅的问题。

本发明利用安装在不同位置的两组光电计数光栅对棒材分别计数，取二者计数值的最大值作为计数结果，这种方法解决了由于棒材交叉造成的计数结果偏小的问题，同时采用层校正方法降低两组光电计数光栅累计误差对整捆计数结果的影响，对于棒材层支数通常保持不变的情况，采用两组光电计数光栅层计数较小值若等于棒材层支数，则层计数结果取计数较小值的校正方法，可以进一步提高计数的抗干扰能力，提高棒材计数的准确性。

本发明采用两计数器相互校正的方式大大提高了计数准确度，具有计数精度高、结构简单、安装方便、对环境要求低的优点、适于推广应用。 

附图说明

图1是本发明的棒材计数装置的设备分布结构示意图； 

图2是本发明的棒材计数装置的光电计数光栅安装示意图。

图中标记如下：第1段传送链1、第2段传送链2、第3段传送链3、第4段传送链4、收集装置5、第1组光电计数光栅6、第2组光电计数光栅7、圆形导轮8、发射光栅9、接收光栅10、PLC11、计数模板12、PC机13。 

具体实施方式

本发明是一种冶金棒材计数装置和使用这种装置的冶金棒材计数方法。 

图中显示，这种冶金棒材计数装置包括传送链、第1组光电计数光栅6、第2组光电计数光栅7、收集装置5、计数模板12、 PLC11、计数模板12、PC机13。 

图中显示，传送链分为多段，多段传送链首尾连接，后段传送链的传送速度大于前段传送链的传送速度，通过差速将棒材之间的距离拉开，进行分钢。第1段传送链1的前端与移钢装置相连接，最后段的传送链的后端与收集装置5相连接，将棒材传送到收集装置5，在此过程中进行计数。第1组光电计数光栅6、第2组光电计数光栅7安装在最后段传送链与收集装置5的连接处，分别位于棒材的两端，两组光电计数光栅与计数模板12相连接，计数模板12通过PLC（可编程序控制器）11与PC机13相连接。 

图中显示，本发明的一个实施例的传送链为4段，第1段传送链1的电动机轴上安装有脉冲编码器，可以实现按设定步距步进。第1-4段传送链由变频器控制的电动机带动，速度可调。每一段传送链的末端和下一段传送链的首端都有一定的交叠的部分。在第4段传送链4的末端安装有圆形导轮8，圆形导轮8与第4段传送链4同轴同速，可以确保棒材顺利滑落。 

图中显示，两组光电计数光栅分别位于第4段传送链4末端，两组光电计数光栅分别距棒材两端端部1-1.5米，同时两组光电计数光栅沿棒材的方向上相隔2-2.5米，每组光电计数光栅由发送光栅9和接收光栅10组成，发送光栅9和接收光栅10分别安装在第4段传送链4末端的上下两侧，发送光栅9和接收光栅10的检测方向通过圆形导轮8轴心，与水平方向倾斜45度角。这种安装方式的最大优点在于能在棒材滑落过程中利用圆形导轮8圆弧和棒材下落时的重力加速度对棒材进一步分离，且能保证在棒材的最大分离处进行支数检测。 

图中显示，接收光栅10的计数脉冲信号经屏蔽双绞线连接至PLC11的计数模板12上，PLC11的计数值和报警信息经通讯电缆以通讯方式在PC机13的人机界面上显示。本发明的一个实施例的PLC（可编程序控制器）11的型号为S7-300。 

图中显示，收集装置5的棒材移动机构带动棒材下降运动，收集装置5由带编码器的电动机驱动。收集装置5每收集一层棒材即下降一步，有效避免收集装置5处棒材堆积遮挡光电计数光栅的问题。 

本发明的冶金棒材计数方法如下： 

被分断后的定尺材经压辊压平后，在缓托缓放的移钢装置帮助下，使棒材层以平铺方式平移至第1段传送链1上。

移钢装置每移一层钢，第1段传送链1即前进一步，棒材层与层之间拉开一定距离，第2、3、4段传送链运转速度顺次提高，利用链间的速度差，可以将棒材层内的棒材在链间的交汇处彼此拉开距离，速差越大，则分开的距离越大。实际应用中可以根据棒材分离的实际情况调整传送链的链速。采用链速差分离棒材的方法可以解决因为棒材彼此间距太小造成的计数器计数值偏小的问题。 

在收集装置5收集棒材完成之前，第2-4段传送链链保持连续运转状态，当收集装置5处于收集完成后的下降过程中，第4段传送链4停止运行，第1-3段传送链转化为步进方式，即第1段传送链1前进一步，第2、3段传送链前进一步。传送链的层步进方法解决了在第4段传送链4处的层与层之间棒材堆积问题。收集装置5收集完成以后，传送链自动改为全速运行方式，以加快棒材的收集过程。 

实际生产中，棒材之间会偶尔出现彼此交叉现象，当交叉点刚好位于光栅检测点时，交叉棒材会被光电计数光栅计为一支棒材，造成计数值偏小。因为两支棒材只可能有一个交叉点，如果两支棒材交叉点刚好被两组光电计数光栅的其中一组检测到，则另一组的光电计数光栅的检测点处肯定不存在该两支棒材交叉现象，则最终计数结果应该取计数值较大的光栅计数值，这种两点计数方法可以大大降低棒材交叉造成的计数误差。 

由于每一捆棒材中两组光电计数光栅都存在由于棒材交叉造成的误差的可能，这样会使整捆棒材的计数结果出现误差。为了解决这个问题，本发明采用了层校正的方法，即每层棒材以两组光电计数光栅计数值的最大值来校正该层的计数结果，可以大大减低两组光电计数光栅计计数误差积累对整捆计数结果的影响。层检测可以通过光电计数光栅计计数值不变化后延迟一段时间的软件方法实现，亦可以在第4段传送链4另外安装层检测开关来实现。 

对于棒材层支数通常保持不变的情况，可以采用两组光电计数光栅计层计数较小值若等于棒材层支数，则层计数结果取计数较小值的校正方法，可以进一步提高计数的抗干扰能力，提高棒材计数的准确性。 

两组光电计数光栅的计数校正数值在PC机13的人机界面上显示。为了保证计数值的准确，当出现捆的计数值和两组光电计数光栅计数值不一致时，自动在人机界面上发出报警，提醒操作人员确认，并在人机界面上提供了人工修改功能。 

Claims (8)

1.一种冶金棒材计数装置，其特征在于：它包括传送链、光电计数光栅、收集装置（5）、计数模板（12），传送链分为多段，多段传送链首尾连接，后段传送链的传送速度大于前段传送链的传送速度，第1段传送链（1）的前端与移钢装置相连接，最后段的传送链的后端与收集装置（5）相连接，两组光电计数光栅安装在最后段传送链与收集装置（5）的连接处，分别位于棒材的两端，两组光电计数光栅与计数模板（12）相连接。

2.根据权利要求1所述的冶金棒材计数装置，其特征在于：所述传送链为4段，第1段传送链（1）的电动机轴上安装有脉冲编码器，相邻传送链的连接处有相互重叠的部分，在第4段传送链（4）的末端安装有圆形导轮（8），圆形导轮（8）与第4段传送链（4）同轴同速。

3.根据权利要求2所述的冶金棒材计数装置，其特征在于：所述两组光电计数光栅分别位于第4段传送链（4）末端，两组光电计数光栅分别距棒材两端端部1-1.5米，同时两组光电计数光栅沿棒材的方向上相隔2-2.5米，每组光电计数光栅由发送光栅（9）和接收光栅（10）组成，发送光栅（9）和接收光栅（10）分别安装在第4段传送链（4）末端的上下两侧，发送光栅（9）和接收光栅（10）的检测方向通过圆形导轮（8）轴心，与水平方向倾斜45度角，接收光栅（10）与计数模板（12）相连接，计数模板（12）通过PLC（11）与PC机（13）相连接。

4.根据权利要求3所述的冶金棒材计数装置，其特征在于：所述收集装置（5）的棒材移动机构带动棒材下降运动，收集装置（5）由带编码器的电动机驱动。

5.一种使用上述冶金棒材计数装置的冶金棒材计数方法，其特征在于：它采用以下步骤进行：

A．被分断后的定尺材经压辊压平后，在缓托缓放的移钢装置帮助下，使棒材层以平铺方式平移至第1段传送链（1）上；

B．第1-4段传送链由变频器控制的电动机带动，第2-4段传送链的运转速度顺次提高，利用链间的速度差，可以将棒材层内的棒材在链间的交汇处彼此拉开距离，速差越大，则分开的距离越大；

C．利用安装在不同位置的两组光电计数光栅对棒材分别计数，两组计数信号传送到计数模板（12），PLC（11）对计数模板（12）的计数信号进行计算，取二者计数值的最大值作为计数结果；

D．收集装置（5）每收集一层棒材后即下降一步，收集装置（5）的移动机构带动棒材下降运动，收集装置（5）由带编码器的电动机驱动。

6.根据权利要求5所述的冶金棒材计数方法，其特征在于：所述收集装置（5）收集一层棒材后下降过程中，第4段传送链（4）停止运行，第1-3段链转化为步进方式，即第1段传送链（1）前进一步，第2、3段传送链前进一步，收集装置（5）完成下降后，传送链自动改为全速运行方式。

7.根据权利要求6所述的冶金棒材计数方法，其特征在于：采用层校正方法降低两组光电计数光栅累计误差对整捆计数结果的影响，每层棒材以两组光电计数光栅的计数值的最大值来校正该层的计数结果。

8.根据权利要求7所述的冶金棒材计数方法，其特征在于：对于棒材层支数通常保持不变的情况，采用两组光电计数光栅层计数较小值若等于棒材层支数，则层计数结果取计数较小值。

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