CN107116281B - 大范围智能坡口切割系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及数控切割领域，公开了一种大范围智能坡口切割系统及方法，对大型钢材进行切割，并保证切割精度。本发明的系统包括钢板支架、切割小车以及用于控制切割小车的控制器，在钢板支架的两侧各安装有一排摄像机群组，在钢板支架上方安装有用于跟踪切割小车的移动机构，在移动机构上安装有多个不同精度摄像头；本发明在切割前利用摄像机群组对钢板进行图像采集，并确定钢板的外形尺寸和确定钢板切割的基准边，在切割时通过高、中、低三种不同精度的摄像机反馈切割坡口位置数据，检测切割的正确性，如不准确，及时调整切割小车或者割枪火焰距钢板的高度、角度，从而保证切割质量。本发明适用于大型钢材切割。

Description

大范围智能坡口切割系统及方法

技术领域

本发明涉及数控切割领域，特别涉及大范围智能坡口切割系统及方法。

背景技术

1.传统的数控切割机无法实现大型钢板坡口的高精度切割；

2.传统的数控切割机不能实时跟踪割枪切割的位置，不能自动调整割枪火焰的大小，所以无法保证切割准确性。

3.由于传统的数控切割缺乏实时的切割视野，只能竖直切割。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种大范围智能坡口切割系统及方法，对大型钢材进行切割，并保证切割精度。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：大范围智能坡口切割系统，包括钢板支架、切割小车以及用于控制切割小车的控制器，在钢板支架的两侧各安装有一排摄像机群组，在钢板支架上方安装有用于跟踪切割小车的移动机构，在移动机构上安装有摄像头，其中，控制器分别与摄像机群组、移动机构、切割小车连接。

进一步的，在移动机构上安装有多个不同精度的摄像头。

进一步的，在移动机构上安装有高、中、低三种不同精度的摄像头。

进一步的，摄像机群组内的摄像机为等间距设置。

进一步的，本发明还包括导轨和支撑架，支撑架位于钢板支架两侧，导轨设于支撑架上，摄像机群组安装在导轨上。

进一步的，移动机构设置在导轨上，导轨上设置有齿条，移动机构包括横臂、电机、滑块以及齿轮；其中，齿轮与齿条对应，高、中、低三种不同精度的摄像头安装在横臂的一端，横臂的另一端与电机、滑块以及齿轮固定，齿轮通过电机带动。

具体的，所述齿轮为斜齿轮，所述齿条为斜齿条。

大范围智能坡口切割方法，包括如下步骤：

a.将钢板吊装在盖板支架上，利用钢板支架两侧的摄像机群组对钢板进行图像采集；

b.基于摄像机群组采集的图像，通过图像拼接技术确定钢板的外形尺寸和确定钢板切割的基准边；

c.控制器基于钢板的外形尺寸和钢板切割的基准边生成控制程序，并发给切割小车；

d.切割小车按照控制程序自动移动到切割起始位置开始切割，在切割过程中，移动机构实时跟踪切割小车，并通过移动机构上的高、中、低三种不同精度的摄像头实时采集数据，反馈切割坡口位置数据到控制器；控制器检测切割的正确性，如果检测切割坡口位置与计算出的坡口位置不对，调整切割小车的姿态或者割枪火焰距钢板的高度、角度，如果切割的坡口与计算的坡口一致就继续切割。

本发明的有益效果是：本发明通过在钢板两侧安装摄像机群组，可准确的确定钢板的外形尺寸和确定钢板切割的基准边；通过在钢板上方安装有高、中、低三种不同精度的摄像头，可实时地检测切割小车的移动位置和姿态，同时反馈坡口切割的正确性，如果检测切割坡口位置与计算出的坡口位置不对，自动调整切割小车的姿态或者割枪火焰距钢板的高度、角度，如果切割的坡口与计算的坡口一致就继续切割，保证了切割质量；本发明除了进行竖直切割，还可以完成各种角度的坡口切割。

附图说明

图1是实施例的整体结构图；

图2实施例小车部分的局部结构图；

图3是实施例移动机构上高、中、低三种不同精度的摄像头安装示意图；

图4是实施例移动机构部分的结构图；

图5是实施例齿轮与齿条的结构图。

图中编号：1-地基、2-导轨、3-支撑架、4-摄像机群组、M为移动机构，5-横臂、6-电机、7-滑块、8-齿轮、9-齿条、10-水泥墩子、11-割枪、12-切割小车、13-高精度摄像头、 14-中精度摄像头、15-低精度摄像头、16-钢板、17-钢板支架。

具体实施方式

实施例提供了一种大范围智能坡口切割系统，如图1、2、3所示，包括钢板支架17、导轨2、支撑架3、切割小车12以及用于控制切割小车12的控制器(图中未示出)；在钢板支架17的两侧各安装有一排摄像机群组4，且摄像机群组4内的摄像机为等间距设置；支撑架位于钢板支架17两侧的水泥墩子10上，导轨2设于支撑架3上，并且导轨2上安装有用于跟踪切割小车12的移动机构M，在移动机构M上安装有高、中、低三种不同精度的摄像头13、 14、15；其中，摄像机群组4、移动机构M、切割小车12都与控制器连接,即摄像机群组4、移动机构M、切割小车12都受控制器控制。

切割小车12自带割枪11在钢板16上，控制器通过摄像机群组4以及高、中、低三种不同精度的摄像头13、14、15进行图像采集，控制切割小车对钢板进行自动坡口切割，并实时调整切割小车12姿态或者割枪11火焰距钢板的高度、角度，保证切割质量。

如图4所示，移动机构M设置在导轨2上，导轨2上设置有斜齿条8，移动机构包括横臂5、电机6、滑块7以及斜齿轮9；其中，如图5所示，斜齿轮9与斜齿条8结构对应；高、中、低三种不同精度的摄像头13、14、15安装在横臂5的一端，横臂5的另一端与电机6、滑块7以及斜齿轮9固定，斜齿轮9通过电机带动。电机6用于带动齿轮9，给齿轮9、齿条 8提供动力，使得移动机构M可以在导轨2上自由的移动，从而保证高、中、低三种不同精度的摄像头13、14、15平稳的在导轨上来回移动。实施例采用斜齿轮9和斜齿条8可以提高齿轮与齿条之间的啮合情况，提高检测精度。

实施例在切割钢板16时，具体步骤如下：

首先，人工用行车吊装钢板16到钢板支架17上，钢板16只要摆放在钢板支脚17两侧的摄像机群组4范围之内即可，此外，两侧的摄像机群组4与水泥墩子10可以有一定的夹角；

然后，将切割小车12移动到钢板上，摄像机群组4对钢板16进行图像采集，反馈给控制器，控制器通过图像拼接技术确定钢板16的外形尺寸以及找出钢板切割的基准边，并生成控制程序，并发送给切割小车12；

然后，切割小车12按照程序自动移动到切割起始位置开始切割，在切割过程中，移动机构M实时跟踪切割小车12，且移动机构M上的高、中、低三种不同精度的摄像头13、14、15实时采集切割的图像数据，反馈切割坡口位置数据到控制器，控制器检测切割的正确性，如果检测切割坡口位置与计算出的坡口位置不对，及时调整切割小车12姿态或者割枪11的火焰距钢板16的高度、角度，保证切割质量；如果切割的坡口与计算的坡口一致就继续切割。切割小车12到拐角处时，坡口切割就完成了一边的切割，切割小车12变换姿态，继续切割另一边，直到钢板16四边上坡口切割完毕。

最后，人工打磨坡口，移除切割小车12，人工操作行车吊走切割打磨后的合格钢板，人工操作行车再次吊装下一个钢板到钢板支架17上，进行下一轮的切割打磨。

以上描述了本发明的基本原理和主要的特征，说明书的描述只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (8)

1.大范围智能坡口切割系统，包括钢板支架、切割小车以及用于控制切割小车的控制器，其特征在于，在钢板支架的两侧各安装有一排摄像机群组，在钢板支架上方安装有用于跟踪切割小车的移动机构，在移动机构上安装有摄像头，其中，控制器分别与摄像机群组、移动机构、切割小车连接；

在切割过程中，移动机构实时跟踪切割小车，并通过移动机构上的摄像头实时采集切割的图像数据，反馈切割坡口位置数据到控制器；控制器检测切割的正确性，如果检测切割坡口位置与计算出的坡口位置不对，调整切割小车的姿态或者割枪火焰距钢板的高度、角度，如果切割的坡口与计算的坡口一致就继续切割。

2.如权利要求1所述的大范围智能坡口切割系统，其特征在于，在移动机构上安装有多个不同精度的摄像头。

3.如权利要求2所述的大范围智能坡口切割系统，其特征在于，在移动机构上安装有高、中、低三种不同精度的摄像头。

4.如权利要求1或2或3所述的大范围智能坡口切割系统，其特征在于，摄像机群组内的摄像机为等间距设置。

5.如权利要求1或2或3所述的大范围智能坡口切割系统，其特征在于，还包括导轨和支撑架，支撑架位于钢板支架两侧，导轨设于支撑架上，摄像机群组安装在导轨上。

6.如权利要求5所述的大范围智能坡口切割系统，其特征在于，移动机构设置在导轨上，导轨上设置有齿条，移动机构包括横臂、电机、滑块以及齿轮；其中，齿轮与齿条对应，高、中、低三种不同精度的摄像头安装在横臂的一端，横臂的另一端与电机、滑块以及齿轮固定，齿轮通过电机带动。

7.如权利要求6所述的大范围智能坡口切割系统，其特征在于，所述齿轮为斜齿轮，所述齿条为斜齿条。

8.大范围智能坡口切割方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.将钢板吊装在盖板支架上，利用钢板支架两侧的摄像机群组对钢板进行图像采集；

b.基于摄像机群组采集的图像，通过图像拼接技术确定钢板的外形尺寸和确定钢板切割的基准边；

c.控制器基于钢板的外形尺寸和钢板切割的基准边生成控制程序，并发给切割小车；

d.切割小车按照控制程序自动移动到切割起始位置开始切割，在切割过程中，移动机构实时跟踪切割小车，并通过移动机构上的高、中、低三种不同精度的摄像头实时采集数据，反馈切割坡口位置数据到控制器；控制器检测切割的正确性，如果检测切割坡口位置与计算出的坡口位置不对，调整切割小车的姿态或者割枪火焰距钢板的高度、角度，如果切割的坡口与计算的坡口一致就继续切割。