CN109683547A - 一种基于数字量控制的板材对中系统及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于数字量控制的板材对中系统及其工作方法，包括板材、摄像头、PLC、位移传感器、对中辊、日光灯、液压站、PC终端和伺服阀；板材设置在对中辊上；位移传感器与对中辊连接，用以将板材位移信息转换成电信号；摄像头与位移传感器电性相连，用以接收电信号，并调整位置，使摄像头与板材距离为70mm；液压站与伺服阀连接，伺服阀与对中辊连接，用以使液压站通过伺服阀驱动对中辊；摄像机还与PC终端通信相连，用以将摄像机拍摄的图像信息发送给PC终端；PLC分别与PC终端和伺服阀连接，用以从PC终端接收数据并控制伺服阀，调校板材对中位置。本发明基于数字量控制，可有效采集运行数据，提供不同系统兼容性。
Description
技术领域
本发明涉及板材对中领域，特别是一种基于数字量控制的板材对中系统及其工作方法。
背景技术
目前对中系统主要垄断在国外企业（北美电器公司，以及德国EMG公司），主要通过红外线及模拟量的调校实现在生产过程中对板材的实时对中，不仅价格昂贵，且售后麻烦，通过模拟量对开卷机的调校存在较大的不精确性，对中纠偏系统使用超过一定年限厂家即不提供技术支持，不提供产品备件，建议使用最新的对中系统，存在价格昂贵及技术垄断，后期维护困难等问题，且仍会在生产中存在对中设备的故障导致的卷材塔型、对中精度的漂移导致的带材错层、开卷对中偏移导致的切错边等生产问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提出一种基于数字量控制的板材对中系统及其工作方法，能够有效采集运行数据，提供不同系统兼容性，并且核心组件少，备件易更换。
本发明采用以下方案实现：一种基于数字量控制的板材对中系统，包括板材、摄像头、PLC、位移传感器、对中辊、日光灯、液压站、PC终端和伺服阀；
所述板材设置在所述对中辊上；所述位移传感器与所述对中辊连接，用以将所述板材位移信息转换成电信号；所述摄像头与所述位移传感器电性相连，用以接收电信号，并调整位置，使所述摄像头与所述板材距离为70mm；所述液压站与所述伺服阀连接，所述伺服阀与所述对中辊连接，用以使所述液压站通过所述伺服阀驱动所述对中辊；所述摄像机还与所述PC终端通信相连，用以将所述摄像机拍摄的图像信息发送给所述PC终端；所述PLC分别与所述PC终端和所述伺服阀连接，用以从所述PC终端接收数据并控制所述伺服阀，调校所述板材对中位置。
进一步地，本发明还提供一种基于数字量控制的板材对中系统的工作方法，包括以下步骤：
步骤S1：提供一板材，所述位移传感器将所述板材移动位移转换成电信号并传送给所述摄像头；所述摄像头根据接收到的电信号调整位置，设置在所述板材边沿正上方70mm处；
步骤S2：在生产制造执行系统中获取所述板材的宽度信息；
步骤S3：所述摄像头视觉范围内扫描到有所述板材图像，开启所述热光灯对所述板材进行照明；
步骤S4：所述摄像头对步骤S3中进行照明后的板材进行拍摄，并采用图像二值化算法对拍摄的图像进行黑白化处理，通过空间域滤波的有邻域平均算法进行去噪处理；
步骤S5：在所述PC终端分析摄像头视觉范围中心线位置与实时板材边沿位置的偏差值Z，所述Z为摄像头视觉范围中心线位置与实时板材边沿位置之间的像素点个数；将偏差值Z对应的像素点距离转换成相应的实际物理距离S´，并通过A/D转换将图像模拟量转换成数字量；所述数字量即为获得的测量结果；
步骤S6：所述PC终端将测量结果通过TCP/IP协议传输给所述PLC；由PLC根据测量结果采集数据控制伺服阀，调校板材对中位置。
进一步地，步骤S5中所述将偏差值Z对应的像素点距离转换成相应的实际物理距离S´具体公式为：
S1=±（Y/A）*Z,
S´=±(S1+S2+S3+S4+S5+S6+S7+S8+S9+S10)/10
其中，S´为平均偏差值，S1、S2....S10为纵向方向上板材边沿十个点，Y为纵向方向的像素值，A为摄像头距离板材700mm下，镜头画面纵向上实际物理长度距离，Z摄像头视觉范围中心线位置与实时板材边沿位置之间的像素点个数，±正向符号代表板材在摄像头视觉范围中心线位置右侧，符号代表在摄像头视觉范围中心线位置右侧。
与现有技术相比，本发明有以下有益效果：
（1）本发明核心组件少，备件易更换；费用低，故障率更低。
（2）本发明安装调试周期短，可适用性更广。
（3）本发明基于数字量进行控制，可有效采集运行数据，提供不同系统兼容性。
附图说明
图1为本发明实施例的系统框图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
如图1所示，本实施例提供了一种基于数字量控制的板材对中系统，包括板材、摄像头、PLC、位移传感器、对中辊、日光灯、液压站、PC终端和伺服阀；
所述板材设置在所述对中辊上；所述位移传感器与所述对中辊连接，用以将所述板材位移信息转换成电信号；所述摄像头与所述位移传感器电性相连，用以接收电信号，并调整位置，使所述摄像头与所述板材距离为70mm；所述液压站与所述伺服阀连接，所述伺服阀与所述对中辊连接，用以使所述液压站通过所述伺服阀驱动所述对中辊；所述摄像机还与所述PC终端通信相连，用以将所述摄像机拍摄的图像信息发送给所述PC终端；所述PLC分别与所述PC终端和所述伺服阀连接，用以从所述PC终端接收数据并控制所述伺服阀，调校所述板材对中位置。
较佳的，本实施例还提供一种基于数字量控制的板材对中系统的工作方法，包括以下步骤：
步骤S1：提供一板材，所述位移传感器将所述板材移动位移转换成电信号并传送给所述摄像头；所述摄像头根据接收到的电信号调整位置，设置在所述板材边沿正上方70mm处；
步骤S2：在生产制造执行系统中获取所述板材的宽度信息；
步骤S3：所述摄像头视觉范围内扫描到有所述板材图像，开启所述热光灯对所述板材进行照明；
步骤S4：所述摄像头对步骤S3中进行照明后的板材进行拍摄，并采用图像二值化算法对拍摄的图像进行黑白化处理，通过空间域滤波的有邻域平均算法进行去噪处理；
步骤S5：在所述PC终端分析摄像头视觉范围中心线位置与实时板材边沿位置的偏差值Z，所述Z为摄像头视觉范围中心线位置与实时板材边沿位置之间的像素点个数；将偏差值Z对应的像素点距离转换成相应的实际物理距离S´，并通过A/D转换将图像模拟量转换成数字量；所述数字量即为获得的测量结果；
步骤S6：所述PC终端将测量结果通过TCP/IP协议传输给所述PLC；由PLC根据测量结果采集数据控制伺服阀，调校板材对中位置。
在本实施例中，步骤S5中所述将偏差值Z对应的像素点距离转换成相应的实际物理距离S´具体公式为：
S1=±（Y/A）*Z,
S´=±(S1+S2+S3+S4+S5+S6+S7+S8+S9+S10)/10
其中，S´为平均偏差值，S1、S2....S10为纵向方向上板材边沿十个点，Y为纵向方向的像素值，A为摄像头距离板材700mm下，镜头画面纵向上实际物理长度距离，Z摄像头视觉范围中心线位置与实时板材边沿位置之间的像素点个数，±正向符号代表板材在摄像头视觉范围中心线位置右侧，符号代表在摄像头视觉范围中心线位置右侧。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (3)
1.一种基于数字量控制的板材对中系统，其特征在于：包括板材、摄像头、PLC、位移传感器、对中辊、日光灯、液压站、PC终端和伺服阀；
所述板材设置在所述对中辊上；所述位移传感器与所述对中辊连接，用以将所述板材位移信息转换成电信号；所述摄像头与所述位移传感器电性相连，用以接收电信号，并调整位置，使所述摄像头与所述板材距离为70mm；所述液压站与所述伺服阀连接，所述伺服阀与所述对中辊连接，用以使所述液压站通过所述伺服阀驱动所述对中辊；所述摄像机还与所述PC终端通信相连，用以将所述摄像机拍摄的图像信息发送给所述PC终端；所述PLC分别与所述PC终端和所述伺服阀连接，用以从所述PC终端接收数据并控制所述伺服阀，调校所述板材对中位置。
2.一种基于权利要求1所述的基于数字量控制的板材对中系统的工作方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1：提供一板材，所述位移传感器将所述板材移动位移转换成电信号并传送给所述摄像头；所述摄像头根据接收到的电信号调整位置，设置在所述板材边沿正上方70mm处；
步骤S2：在生产制造执行系统中获取所述板材的宽度信息；
步骤S3：所述摄像头视觉范围内扫描到有所述板材图像，开启所述热光灯对所述板材进行照明；
步骤S4：所述摄像头对步骤S3中进行照明后的板材进行拍摄，并采用图像二值化算法对拍摄的图像进行黑白化处理，通过空间域滤波的有邻域平均算法进行去噪处理；
步骤S5：在所述PC终端分析摄像头视觉范围中心线位置与实时板材边沿位置的偏差值Z，所述Z为摄像头视觉范围中心线位置与实时板材边沿位置之间的像素点个数；将偏差值Z对应的像素点距离转换成相应的实际物理距离S´，并通过A/D转换将图像模拟量转换成数字量；所述数字量即为获得的测量结果；
步骤S6：所述PC终端将测量结果通过TCP/IP协议传输给所述PLC；由PLC根据测量结果采集数据控制伺服阀，调校板材对中位置。
3.根据权利要求2所述的一种基于数字量控制的板材对中系统的工作方法，其特征在于：步骤S5中所述将偏差值Z对应的像素点距离转换成相应的实际物理距离S´具体公式为：
S1=±（Y/A）*Z,
S´=±(S1+S2+S3+S4+S5+S6+S7+S8+S9+S10)/10
其中，S´为平均偏差值，S1、S2....S10为纵向方向上板材边沿十个点，Y为纵向方向的像素值，A为摄像头距离板材700mm下，镜头画面纵向上实际物理长度距离，Z摄像头视觉范围中心线位置与实时板材边沿位置之间的像素点个数，±正向符号代表板材在摄像头视觉范围中心线位置右侧，符号代表在摄像头视觉范围中心线位置右侧。
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