CN111633058A - 一种板材矫直方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种板材矫直方法及系统。所述矫直方法包括：获取板型仪到板材基准面的基准高度；利用板型仪沿着板材表面每隔一段水平距离垂直进行扫描，获取所述板型仪距离待测板材测量点的测量高度；根据所述基准高度与所述测量高度确定多条等不平度特征曲线；根据每一条所述等不平度特征曲线确定所述待测板材的缺陷重心；根据所述板材缺陷重心确定所述待测板材的不同区域的缺陷类型；根据所述缺陷类型对所述待测板材的不同区域进行矫直。采用本发明所提供的一种板材矫直方法及系统能够提高板材矫直精度。

Description

一种板材矫直方法及系统
技术领域
本发明涉及板材矫直领域，特别是涉及一种板材矫直方法及系统。
背景技术
板厚不均、温度变化和冷却不均等原因可能会产生弯曲、中浪和边浪等板形缺陷，如图1所示，另外运输过程中吊具不妥、运输不善、库存时放置不当等同样会造成弯曲，单纯从轧制生产工艺方面来消除板材缺陷既相当困难也不现实，而在实际生产中还需要通过后续的矫直工序进一步改善其平直度，最终满足各行业的高质量工程标准要求，但现有的矫直工序只能根据板材的某一种缺陷对板材全面进行矫直，而实际上整个板材上会有多种不同的缺陷，现有的矫直工序无法针对板材的不同缺陷进行相应的矫直处理，因此，现有的矫直工序存在矫直精度低的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种板材矫直方法，以解决现有的矫直工序存在矫直精度低的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种板材矫直方法，包括：
获取板型仪到板材基准面的基准高度；
利用板型仪沿着板材表面每隔一段水平距离垂直进行扫描，获取所述板型仪距离待测板材测量点的测量高度；
根据所述基准高度与所述测量高度的差值，即板材不平度确定多条等不平度特征曲线；所述等不平度特征曲线可以近似为不规则多边形；一条所述等不平度特征曲线对应多个相同的所述板材不平度值；所述多条等不平度特征曲线对应的板材不平度值通过所述基准高度与所述测量高度之间的差值每隔定值Δh进行划分；
根据每一条所述等不平度特征曲线确定所述待测板材的缺陷重心；
根据所述板材缺陷重心确定所述待测板材的不同区域的缺陷类型；所述待测板材的不同区域是沿所述待测板材的长度方向依次分为三部分区域，所述待测板材的不同区域包括待测板材头部，长度为矫直辊间距、待测板材中部以及待测板材尾部，长度为矫直辊间距；
根据所述缺陷类型对所述待测板材的不同区域进行矫直。
可选的，所述根据每一条所述等不平度特征曲线确定所述待测板材的缺陷重心，具体包括：
获取所述测量高度对应的测量点的位置坐标；
将所述等不平度特征曲线划分为多个三角形；
根据所述位置坐标确定所述三角形三个顶点的三角坐标；
根据所述三角坐标确定每个所述三角形的重心和面积，由此得到所述等不平度特征曲线的重心为所述待测板材的缺陷重心。
可选的，所述根据所述板材缺陷重心确定所述待测板材的不同区域的缺陷类型，具体包括：
沿所述待测板材的宽度方向等分为五部分区域，所述五部分区域包括第一部分、第二部分、第三部分、第四部分以及第五部分；
分别获取所述待测板材头部、所述待测板材中部以及所述待测板材尾部所包含的等不平度特征曲线对应的所述待测板材的缺陷重心的重心数量；
根据所述重心数量确定所述待测板材头部、所述待测板材中部以及所述待测板材尾部对应的五部分的各个重心比例；
根据所述各个重心比例确定所述待测板材的不同区域的缺陷类型。
可选的，所述根据所述各个重心比例确定所述待测板材的不同区域的缺陷类型，具体包括：
判断所述第一部分或所述第五部分的重心比例是否最大，得到第一判断结果；
若所述第一判断结果表示为所述第一部分或所述第五部分的重心比例最大，判断所述第一部分和所述第五部分的重心比例是否相等，得到第二判断结果；
若所述第二判断结果表示为所述第一部分和所述第五部分的重心比例相等，确定所述待测板材所对应的区域的缺陷类型为双边浪；所述待测板材所对应的区域为所述待测板材头部、所述待测板材中部以及所述待测板材尾部；
若所述第二判断结果表示为所述第一部分和所述第五部分的重心比例不相等，确定所述待测板材所对应的区域的缺陷类型为单边浪；所述单边浪包括左边浪以及右边浪，第一部分的重心比例多于第五部分的重心比例，缺陷类型为左边浪，否则缺陷类型为右边浪；
判断所述第二部分、第三部分或第四部分的重心比例是否最大，得到第三判断结果；
若所述第三判断结果表示为所述第二部分、第三部分或第四部分的重心比例最大，确定所述待测板材所对应的区域的缺陷类型为中浪。
可选的，所述根据所述缺陷类型对所述待测板材的不同区域进行矫直，具体包括：
当所述缺陷类型为中浪或双边浪时，矫直辊发生弯曲，即对矫直辊施加弯辊量，获取每一条所述等不平度特征曲线对应的板材不平度、板材不平度范围以及弯辊量范围；所述弯辊量范围为对所述待测板材矫直时施加弯辊量的弯辊量范围；
根据所述板材不平度分别确定所述待测板材头部、所述待测板材中部以及所述待测板材尾部的最大板材不平度；
根据所述最大板材不平度、板材不平度范围以及所述弯辊量范围确定板材不平度-弯辊量关系；
根据所述板材不平度-弯辊量关系确定弯辊量；
根据所述弯辊量对所述待测板材的不同区域进行矫直；
当所述缺陷类型为中浪或单边浪时，所述矫直辊发生倾斜，根据所述确定所述待测板材头部、所述待测板材中部以及所述待测板材尾部区域内的重心点横坐标期望；
获取矫直辊的倾斜值范围以及板材宽度；
根据所述矫直辊倾斜值范围、板材宽度以及所述重心点横坐标期望确定矫直辊倾斜值-重心点坐标期望关系；
根据所述矫直辊倾斜值-重心点坐标期望关系确定矫直辊倾斜值；
根据所述矫直辊倾斜值对所述待测板材的不同区域进行矫直。
一种板材矫直系统，包括：
基准高度获取模块，用于获取板型仪到板材基准面的基准高度；
测量高度获取模块，用于利用板型仪沿着板材表面每隔定值Δx垂直进行扫描，获取所述板型仪距离待测板材测量点的测量高度；
等不平度特征曲线确定模块，用于根据所述基准高度与所述测量高度的差值，即板材不平度确定多条等不平度特征曲线；所述等不平度特征曲线可以近似为不规则多边形；一条所述等不平度特征曲线对应多个相同的所述板材不平度值；所述多条等不平度特征曲线对应的板材不平度值通过所述基准高度与所述测量高度之间的差值每隔定值Δh进行划分；
缺陷重心确定模块，用于根据每一条所述等不平度特征曲线确定所述待测板材的缺陷重心；
缺陷类型确定模块，用于根据所述板材缺陷重心确定所述待测板材的不同区域的缺陷类型；所述待测板材的不同区域是沿所述待测板材的长度方向依次分为三部分区域，所述待测板材的不同区域包括待测板材头部，长度为矫直辊间距、待测板材中部以及待测板材尾部，长度为矫直辊间距；
矫直模块，用于根据所述缺陷类型对所述待测板材的不同区域进行矫直。
可选的，所述缺陷重心确定模块具体包括：
位置坐标获取单元，用于获取所述测量高度对应的测量点的位置坐标；
三角形划分单元，用于将所述等不平度特征曲线划分为多个三角形；
三角坐标确定单元，用于根据所述位置坐标确定所述三角形三个顶点的三角坐标；
缺陷重心确定单元，用于根据所述三角坐标确定每个所述三角形的重心和面积，由此得到所述等不平度特征曲线的重心为所述待测板材的缺陷重心。
可选的，所述缺陷类型确定模块具体包括：
区域划分单元，用于沿所述待测板材的宽度方向等分为五部分区域，所述五部分区域包括第一部分、第二部分、第三部分、第四部分以及第五部分；
重心数量获取单元，用于分别获取所述待测板材头部、所述待测板材中部以及所述待测板材尾部所包含的等不平度特征曲线对应的所述待测板材的缺陷重心的重心数量；
重心比例确定单元，用于根据所述重心数量确定所述待测板材头部、所述待测板材中部以及所述待测板材尾部对应的五部分区域的各个重心比例；
缺陷类型确定单元，用于根据所述各个重心比例确定所述待测板材的不同区域的缺陷类型。
可选的，所述缺陷类型确定单元具体包括：
第一判断子单元，用于判断所述第一部分或所述第五部分的重心比例是否最大，得到第一判断结果；
第二判断子单元，用于若所述第一判断结果表示为所述第一部分或所述第五部分的重心比例最大，判断所述第一部分和所述第五部分的重心比例是否相等，得到第二判断结果；
双边浪确定子单元，用于若所述第二判断结果表示为所述第一部分和所述第五部分的重心比例相等，确定所述待测板材所对应的区域的缺陷类型为双边浪；所述待测板材所对应的区域为所述待测板材头部、所述待测板材中部以及所述待测板材尾部；
单边浪确定子单元，用于若所述第二判断结果表示为所述第一部分和所述第五部分的重心比例不相等，确定所述待测板材所对应的区域的缺陷类型为单边浪；所述单边浪包括左边浪以及右边浪，第一部分的重心比例多于第五部分的重心比例，缺陷类型为左边浪，否则缺陷类型为右边浪；
中浪确定子单元，用于判断所述第二部分、第三部分或第四部分的重心比例是否最大，得到第三判断结果；
若所述第三判断结果表示为所述第二部分、第三部分或第四部分的重心比例最大，确定所述待测板材所对应的区域的缺陷类型为中浪。
可选的，所述矫直模块具体包括：
板材不平度以及弯辊量范围获取单元，用于当所述缺陷类型为中浪或双边浪时，矫直辊发生弯曲，即对矫直辊施加弯辊量，获取每一条所述等不平度特征曲线对应的板材不平度、板材不平度范围以及弯辊量范围；所述弯辊量范围为对所述待测板材矫直时施加弯辊量的弯辊量范围；
最大板材不平度确定单元，用于根据所述板材不平度分别确定所述待测板材头部、所述待测板材中部以及所述待测板材尾部的最大板材不平度；
板材不平度-弯辊量关系确定单元，用于根据所述最大板材不平度、板材不平度范围以及所述弯辊量范围确定板材不平度-弯辊量关系；
弯辊量确定单元，用于根据所述板材不平度-弯辊量关系确定弯辊量；
第一矫直单元，用于根据所述弯辊量对所述待测板材的不同区域进行矫直；
重心点坐标期望确定单元，用于当所述缺陷类型为中浪或单边浪时，所述矫直辊发生倾斜，根据所述确定所述待测板材头部、所述待测板材中部以及所述待测板材尾部区域内的重心点横坐标期望；
倾斜值范围及板材宽度获取单元，用于获取矫直辊的倾斜值范围以及板材宽度；
矫直辊倾斜值-重心点坐标期望关系确定单元，用于根据所述矫直辊倾斜值范围、板材宽度以及所述重心点横坐标期望确定矫直辊倾斜值-重心点坐标期望关系；
矫直辊倾斜值确定单元，用于根据所述矫直辊倾斜值-重心点坐标期望关系确定矫直辊倾斜值；
第二矫直单元，用于根据所述矫直辊倾斜值对所述待测板材的不同区域进行矫直。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供了一种板材矫直方法及系统，通过将待测板材划分成多个不同区域，待测板材的不同区域包括待测板材头部、待测板材中部以及待测板材尾部；针对不同区域的待测板材，根据多条等不平度特征曲线确定待测板材的缺陷重心，再根据缺陷重心确定待测板材的不同区域的缺陷类型，具有针对性的对待测板材进行矫直处理，从而提高了板材的矫直精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的板材缺陷位置示意图；
图2为本发明所提供的板材矫直方法流程图；
图3为本发明所提供的板型仪数据采集示意图；
图4为本发明所提供的不规则多边形细化成三角形示意图；
图5为本发明所提供的矫直辊左倾(针对左单边浪)示意图；
图6为本发明所提供的矫直辊右倾(针对右单边浪)示意图；
图7为本发明所提供的弯辊左倾(针对中浪)示意图；
图8为本发明所提供的弯辊右倾(针对中浪)示意图；
图9为本发明所提供的弯辊(针对双边浪)示意图；
图10为本发明所提供的原始板材等不平度特征曲线示意图；
图11为本发明所提供的等不平度特征曲线二维坐标示意图；
图12为本发明所提供的板材头、中、尾部缺陷类型判断示意图；
图13为本发明所提供的板材矫直系统结构图。
其中，A—左边浪，B—右边浪，C—双边浪，D—中浪，E—板型仪F—基准面，G—原始板材，H—等不平度特征曲线，I—板材头部部分J—板材中部部分，K—板材尾部部分。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种板材矫直方法及系统，能够提高板材矫直精度。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图2为本发明所提供的板材矫直方法流程图，如图2所示，一种板材矫直方法，包括：
步骤201：获取板型仪到板材基准面的基准高度Ha。
步骤202：利用板型仪沿着板材表面每隔一段水平距离垂直进行扫描，获取所述板型仪距离待测板材测量点的测量高度。
利用板型仪沿着板材表面每隔Δx垂直进行扫描，记录板型仪反射回距离板材上对应点的高度为Hb以及对应点的位置坐标(x,y)，
步骤203：根据所述基准高度与所述测量高度的差值，即板材不平度确定多条等不平度特征曲线；所述等不平度特征曲线可以近似为不规则多边形；一条所述等不平度特征曲线对应多个相同的所述板材不平度值；所述多条等不平度特征曲线对应的板材不平度值通过所述基准高度与所述测量高度之间的差值每隔定值Δh进行划分。
记录Ha与Hb的差值h，h为板材不平度，从而确定h范围为hmin～hmax，如图3所示，以hmin为起始点、hmax为终止点，每隔定值Δh划分一个数值，即h1、h2、h3……hn，统计所有相同hi(i＝0、1、2……n)的点并将其绘制成一条等不平度特征曲线，由此得到多条等不平度特征曲线。所有等不平度特征曲线绘制成等不平度特征曲线图，每一条等不平度特征曲线对应的hi即为板材不平度。
步骤204：根据每一条所述等不平度特征曲线确定所述待测板材的缺陷重心。
(1)每一条等不平度特征曲线都可以近似成一个不规则的多边形，划分不规则多边形为三角形：以多边形的一个顶点V为源点(V可取输入的第一个顶点)，作连结V与所有非相邻顶点的线段，即将原N边形分为(N-2)个三角形，如图4所示。
(2)每个三角形重心坐标：cx＝(x1+x2+x3)/3；cy＝(y1+y2+y3)/3；每个三角形面积：s＝|[(x2-x1)*(y3-y1)-(x3-x1)*(y2-y1)]/2|。
其中，cx为每一个三角形重心坐标的横坐标，cy为每一个三角形重心坐标的纵坐标，x1、x2、x3为每一个三角形三个顶点的横坐标，y1、y2、y3为每一个三角形三个顶点的纵坐标，s为每一个三角形的面积。
(3)所求重心坐标：
Figure BDA0002491232430000091
其中，x为重心坐标的横坐标，y为重心坐标的纵坐标，(cx[i],cy[i]),s[i]分别为第i个三角形的重心坐标和面积。
步骤205：根据所述板材缺陷重心确定所述待测板材的不同区域的缺陷类型；所述待测板材的不同区域是沿所述待测板材的长度方向依次分为三部分区域，所述待测板材的不同区域包括待测板材头部，长度为矫直辊间距、待测板材中部以及待测板材尾部，长度为矫直辊间距。
实际中现场板材可能存在单边浪、中浪以及双边浪等板材缺陷，通过统计板材缺陷重心在板材某一区域内聚集的数量来判断板形，具体方法为：
(1)将板材沿宽度方向等分为五部分，依次命名为第一至第五部分；将板材沿长度方向依次分为三部分，第一部分为板材头部，长度为矫直辊间距，第三部分为板材尾部，长度为矫直辊间距，第二部分为板材中间部分。
(2)沿板材宽度方向分别统计板材头部、中部以及尾部所包含的等不平度特征曲线对应的重心点数量；
(3)沿板材宽度方向分别分析板材头部、中部以及尾部缺陷类型。
若落在第一、第五任意一个区域内的重心数量最多，则说明板材该部分缺陷需要矫直辊倾斜来消除，如图5、6所示，且该部分主要缺陷类型是左边浪(右边浪)，如图1中A、B所示；
若落在第二、第三、第四区域内的重心数量最多，则说明板材该部分的缺陷需要正弯辊加倾斜来消除，如图7、8所示，且该部分的主要缺陷类型为中浪，如图1中C所示；
若落在第一和第五区域内的重心数量最多，则说明板材该部分的缺陷需要负弯辊来消除，如图9所示，且该部分的主要缺陷类型为双边浪，如图1中D所示。
步骤206：根据所述缺陷类型对所述待测板材的不同区域进行矫直。
分别计算板材头部、中部、尾部三部分所包含的等不平度特征曲线对应的板材不平度值以及重心点坐标，从而确定矫直辊弯辊量以及左右倾斜值的大小，具体方法如下:
确定板材头部、中部以及尾部各个部分的所包含的所有等不平度特征曲线对应的板材不平度值以及重心点坐标。
弯辊量的设定：
当板材缺陷类型为中浪或者双边浪时，矫直辊发生弯曲，即对矫直辊施加弯辊量。设板材不平度为h、正弯辊量为+pr、负弯辊量为-pr，确定弯辊的可调节范围在-prmax到prmax之间，板材不平度允许范围在-hmax到hmax之间。
(1)由步骤203可求解出该板材每一条等不平度特征曲线对应的不平度为h1,h2,h3,.......,hn。
(2)分别计算板材头部、中部、尾部三部分所包含的等不平度特征曲线对应最大板材不平度h'(等不平度特征曲线对应的板材不平度值的绝对值的最大值)。
(3)利用线性映射可得板材不平度与弯辊量之间的映射关系为：
Figure BDA0002491232430000101
式中：pr—弯辊量。
左右倾斜值的设定：
当板材缺陷类型为中浪或者单边浪时，矫直辊发生倾斜。矫直辊左右倾斜值依据板材缺陷重心坐标在板材上的位置来确定，弯辊的左倾范围定为[0，qmax,]，右倾范围定为[0,qmax]。
(1)分别计算板材头部、中部、尾部三部分所包含的等不平度特征曲线对应所有重心点横坐标的期望为：
Figure BDA0002491232430000111
式中x1…xn—板材头部、中部、尾部三部分所包含的等不平度特征曲线对应的重心横坐标，n—重心数量
(2)当板材缺陷类型为单边浪时，需要将矫直辊直接进行倾斜，不需要施加弯辊量。当板材缺陷为左单边浪时，矫直辊零点位于板材最右边(左倾)，如图5所示；当板材缺陷为右单边浪时，矫直辊零点位于板材最左边(右倾)，如图6所示；矫直辊倾斜值与重心坐标的线性映射关系为：
①当板材缺陷为左单边浪时，矫直辊左倾：
Figure BDA0002491232430000112
②当板材缺陷为右单边浪时，矫直辊右倾：
Figure BDA0002491232430000113
式中w—板材宽度，q—矫直辊倾斜值。
当板材缺陷类型为中浪时，需要对矫直辊施加弯辊量并对弯辊进行倾斜，如图7、8所示，初始弯辊中心位置位于板材正中央，当对缺陷进行矫直时，矫直辊的最高点与板材缺陷重心坐标位于同一垂直线上，中心两侧与重心坐标进行等比例换算，弯辊倾斜值与重心坐标的线性映射关系为：
①当E(X)≤w/2时，：
Figure BDA0002491232430000114
②当E(X)＞w/2时，：
Figure BDA0002491232430000115
式中w—板材宽度，q—弯辊倾斜值
(3)当E(X)＜w/2时，矫直辊左倾；当E(X)＞w/2时，矫直辊右倾。
以板材长度为1000cm，板材宽度(w)为133cm材质的复合板以及矫直辊间距为105cm为例说明实施过程。
(1)设定板材基准面高度为0，板型仪到板材基准面的距离为300cm，利用板型仪沿着板材表面每隔1.5cm垂直进行扫描，记录板型仪传递过来的数据Hb以及对应点的坐标，计算Ha与Hb的差值h，h为板材不平度，由此得到h范围hmin～hmax为0～0.88cm。以hmin＝0为起始点、hmax＝0.88为终止点，每隔0.11cm划分一个数值，即0.11、0.22、0.33、0.44、0.55、0.66、077、0.88，统计所有相同数值的点并将其绘制成一条等不平度特征曲线，由此得到多条等不平度特征曲线。每一条等不平度特征曲线对应的板材不平度分别为0.11、0.22、0.33、0.44、0.55、0.66、077、0.88，所有等不平度特征曲线绘制成等不平度特征曲线图，如图10所示。
(2)绘制二维坐标轴用来标记每一条等不平度特征曲线对应的点的坐标。*代表重心点，如图11所示，并利用重心公式求得每一条等不平度特征曲线对应的重心坐标：
例如：板型仪返回等不平度特征曲线1#43个测量点，每一个测量点的坐标为(37.5,0)、(39.0，15.811966)、(40.5,47.478632)、(42.0,79.145299)、(43.5,109.188034)、(45.0,155.982906)、(46.5,304.188034)、(48.0,311.965812)、(49.5,316.239316)、(51.0,332.051282)、(52.5,331.837607)、(54.0,332.051282)、(55.5,331.623932)、(57,324.145299)、(58.5,323.931624)、(60.0,323.846154)、(61.5,322.564103)、(63.0,316.666667)、(64.5,316.239316)、(66.0,316.025641)、(67.5,313.076923)、(69.0,312.948718)、(70.5,305.170940)、(72.0,303.589744)、(73.5,302.008547)、(75.0,301.239316)、(76.5,301.068376)、(78.0,300.897436)、(79.5,300.726496)、(81.0,300.427350)、(82.5,300.256410)、(84.0,284.615385)、(85.5,276.709402)、(87.0,275.128205)、(88.5,273.547009)、(90.0,268.803419)、(91.5,221.367521)、(93.0,126.495726)、(94.5,110.683761)、(96.0,94.871795)、(97.5,71.153846)、(99.0,44.273504)、(100.5,0)。
1)以第一个顶点为源点，将其分解成41个三角形；
2)第一个三角形的重心坐标(cx[1],cy[1])为：
cx[1]＝(37.5+39.0+40.5)/3＝39cy[1]＝(0+15.811966+47.478632)/3＝21.096866
第一个三角形的面积s[1]为：
s[1]＝|((39.0-37.5)*(47.478632-0)-(40.5-37.5)*(15.811966-0))/2|＝11.891025
按照此方法依次可得到41个三角形的重心坐标与面积，表1为本发明所提供的每一个三角形的重心坐标与面积示意表，如表1所示：
表1
Figure BDA0002491232430000131
Figure BDA0002491232430000141
3)所求重心坐标为：
Figure BDA0002491232430000142
(3)按照上述方法每一条等不平度特征曲线对应的重心坐标，表2为本发明所提供的等不平度特征曲线对应的重心坐标表，如表2所示：
表2
Figure BDA0002491232430000151
(4)将板材沿宽度方向等分为五部分，从左到右依次为第一到第五区域；沿长度方向依次分为三部分，从上到下依次为板材头部，板材中部以及板材尾部，如图12所示。
(5)根据图11、12可得，板材头部包含8#，7#等不平度特征曲线，因此其重心点的数量为两个，并且都位于第三区域，由此可得板材头部缺陷类型为中浪，需要正弯辊加倾斜来消除；板材中部包含1#到8#等不平度特征曲线，因此其重心点的数量为八个，并且都位于第三区域，由此可得板材中部缺陷类型为中浪，需要正弯辊加倾斜来消除；板材尾部包含1#到5#等不平度特征曲线，因此其重心点的数量为五个，并且都位于第三区域，由此可得板材尾部缺陷类型为中浪，需要正弯辊加倾斜来消除；
(6)由(5)可知，板材头部包含8#，7#等不平度特征曲线，其对应的不平度值为0.11、0.22。板材头部弯辊量以及倾斜值计算如下：
1)最大不平度值为0.22cm；板材头部所有重心点横坐标的期望为：
Figure BDA0002491232430000161
2)根据工业现场的实际经验，弯辊量的可调节范围为[-6cm,6cm]，板材不平度允许范围为[-3cm,3cm]，利用不平度与弯辊量之间的映射关系得到弯辊量为：
Figure BDA0002491232430000162
3)根据工业现场的实际经验，弯辊倾斜值的可调节范围为[0,5cm]，已知板宽(w)为133cm,即E(X)＞w/2，如图8所示，弯辊倾斜值与重心坐标的线性映射关系得到弯辊倾斜值为：
Figure BDA0002491232430000163
4)由于板材头部的主要缺陷为中浪，需要施加正弯辊，且E(X)＞w/2，因此板材头部施加的弯辊量为0.44cm，倾斜值为0.230675cm。
(7)由(5)可知，板材中部包含1#到8#等不平度特征曲线，其对应的不平度值为0.88到0.11。板材中部弯辊量以及倾斜值计算如下：
1)最大不平度值为0.88cm；板材头部所有重心点横坐标的期望为：
Figure BDA0002491232430000164
2)根据工业现场的实际经验，弯辊的可调节范围为[-6cm,6cm]，板材不平度允许范围为[-3cm,3cm]，利用不平度与弯辊量之间的映射关系得到弯辊量为：
Figure BDA0002491232430000165
3)根据工业现场的实际经验，弯辊倾斜值的可调节范围为[0,5cm]，已知板宽(w)为133cm,即E(X)＞w/2，如图8所示，弯辊倾斜值与重心坐标的线性映射关系得到弯辊倾斜值为：
Figure BDA0002491232430000171
4)由于板材中部的主要缺陷为中浪，需要施加正弯辊，且E(X)＞w/2，因此板材头部施加的弯辊量为1.76cm，倾斜值为0.204586cm。
(8)由(5)可知，板材尾部包含1#到5#等不平度特征曲线，其对应的不平度值为0.88到0.44。板材尾部弯辊量以及倾斜值计算如下：
1)最大不平度值为0.88cm；板材头部所有重心点横坐标的期望为：
Figure BDA0002491232430000172
2)根据工业现场的实际经验，弯辊的可调节范围为[-6cm,6cm]，板材不平度允许范围为[-3cm,3cm]，利用不平度与弯辊量之间的映射关系得到弯辊量为：
Figure BDA0002491232430000173
3)根据工业现场的实际经验，弯辊倾斜值的可调节范围为[0,5cm]，已知板宽(w)为133cm,即E(X)＞w/2，如图8所示，弯辊倾斜值与重心坐标的线性映射关系得到弯辊倾斜值为：
Figure BDA0002491232430000174
由于板材头部的主要缺陷为中浪，需要施加正弯辊，且E(X)＞w/2，因此板材头部施加的弯辊量为1.76cm，倾斜值为0.169325cm。
图13为本发明所提供的板材矫直系统结构图，如图13所示，一种板材矫直系统，包括：
基准高度获取模块1301，用于获取板型仪到板材基准面的基准高度。
测量高度获取模块1302，用于利用板型仪沿着板材表面每隔一段水平距离垂直进行扫描，获取所述板型仪距离待测板材测量点的测量高度。
等不平度特征曲线确定模块1303，用于根据所述基准高度与所述测量高度的差值，即板材不平度确定多条等不平度特征曲线；所述等不平度特征曲线可以近似为不规则多边形；一条所述等不平度特征曲线对应多个相同的所述板材不平度值；所述多条等不平度特征曲线对应的板材不平度值通过所述基准高度与所述测量高度之间的差值每隔定值Δh进行划分。
缺陷重心确定模块1304，用于根据每一条所述等不平度特征曲线确定所述待测板材的缺陷重心。
所述缺陷重心确定模块1304具体包括：位置坐标获取单元，用于获取所述测量高度对应的测量点的位置坐标；三角形划分单元，用于将所述等不平度特征曲线划分为多个三角形；三角坐标确定单元，用于根据所述位置坐标确定所述三角形三个顶点的三角坐标；缺陷重心确定单元，用于根据所述三角坐标确定每个所述三角形的重心和面积，由此得到所述等不平度特征曲线的重心为所述待测板材的缺陷重心。
缺陷类型确定模块1305，用于根据所述板材缺陷重心确定所述待测板材的不同区域的缺陷类型；所述待测板材的不同区域是沿所述待测板材的长度方向依次分为三部分区域，所述待测板材的不同区域包括待测板材头部，长度为矫直辊间距、待测板材中部以及待测板材尾部，长度为矫直辊间距。
所述缺陷类型确定模块1305具体包括：区域划分单元，用于沿所述待测板材的宽度方向等分为五部分区域，所述五部分区域包括第一部分、第二部分、第三部分、第四部分以及第五部分；重心数量获取单元，用于分别获取所述待测板材头部、所述待测板材中部以及所述待测板材尾部所包含的等不平度特征曲线对应的所述待测板材的缺陷重心的重心数量；重心比例确定单元，用于根据所述重心数量确定所述待测板材头部、所述待测板材中部以及所述待测板材尾部对应的五部分区域的各个重心比例；缺陷类型确定单元，用于根据所述各个重心比例确定所述待测板材的不同区域的缺陷类型。
所述缺陷类型确定单元具体包括：
第一判断子单元，用于判断所述第一部分或所述第五部分的重心比例是否最大，得到第一判断结果；
第二判断子单元，用于若所述第一判断结果表示为所述第一部分或所述第五部分的重心比例最大，判断所述第一部分和所述第五部分的重心比例是否相等，得到第二判断结果；
双边浪确定子单元，用于若所述第二判断结果表示为所述第一部分和所述第五部分的重心比例相等，确定所述待测板材所对应的区域的缺陷类型为双边浪；所述待测板材所对应的区域为所述待测板材头部、所述待测板材中部以及所述待测板材尾部；
单边浪确定子单元，用于若所述第二判断结果表示为所述第一部分和所述第五部分的重心比例不相等，确定所述待测板材所对应的区域的缺陷类型为单边浪；所述单边浪包括左边浪以及右边浪，第一部分的重心比例多于第五部分的重心比例，缺陷类型为左边浪，否则缺陷类型为右边浪；
中浪确定子单元，用于判断所述第二部分、第三部分或第四部分的重心比例是否最大，得到第三判断结果；
若所述第三判断结果表示为所述第二部分、第三部分或第四部分的重心比例最大，确定所述待测板材所对应的区域的缺陷类型为中浪。
矫直模块1306，用于根据所述缺陷类型对所述待测板材的不同区域进行矫直。
所述矫直模块1306具体包括：
板材不平度以及弯辊量范围获取单元，用于当所述缺陷类型为中浪或双边浪时，矫直辊发生弯曲，即对矫直辊施加弯辊量，获取每一条所述等不平度特征曲线对应的板材不平度、板材不平度范围以及弯辊量范围；所述弯辊量范围为对所述待测板材矫直时施加弯辊量的弯辊量范围；
最大板材不平度确定单元，用于根据所述板材不平度分别确定所述待测板材头部、所述待测板材中部以及所述待测板材尾部的最大板材不平度；
板材不平度-弯辊量关系确定单元，用于根据所述最大板材不平度、板材不平度范围以及所述弯辊量范围确定板材不平度-弯辊量关系；
弯辊量确定单元，用于根据所述板材不平度-弯辊量关系确定弯辊量；
第一矫直单元，用于根据所述弯辊量对所述待测板材的不同区域进行矫直；
重心点坐标期望确定单元，用于当所述缺陷类型为中浪或单边浪时，所述矫直辊发生倾斜，根据所述确定所述待测板材头部、所述待测板材中部以及所述待测板材尾部区域内的重心点横坐标期望；
倾斜值范围及板材宽度获取单元，用于获取矫直辊的倾斜值范围以及板材宽度；
矫直辊倾斜值-重心点坐标期望关系确定单元，用于根据所述矫直辊倾斜值范围、板材宽度以及所述重心点横坐标期望确定矫直辊倾斜值-重心点坐标期望关系；
矫直辊倾斜值确定单元，用于根据所述矫直辊倾斜值-重心点坐标期望关系确定矫直辊倾斜值；
第二矫直单元，用于根据所述矫直辊倾斜值对所述待测板材的不同区域进行矫直。
本发明提供了一种板材矫直方法及系统，能够提高板材矫直精度。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种板材矫直方法，其特征在于，包括：
获取板型仪到板材基准面的基准高度；
利用板型仪沿着板材表面每隔一段水平距离垂直进行扫描，获取所述板型仪距离待测板材测量点的测量高度；
根据所述基准高度与所述测量高度的差值，即板材不平度确定多条等不平度特征曲线；所述等不平度特征曲线可以近似为不规则多边形；一条所述等不平度特征曲线对应多个相同的所述板材不平度值；所述多条等不平度特征曲线对应的板材不平度值通过所述基准高度与所述测量高度之间的差值每隔定值Δh进行划分；
根据每一条所述等不平度特征曲线确定所述待测板材的缺陷重心；
根据所述板材缺陷重心确定所述待测板材的不同区域的缺陷类型；所述待测板材的不同区域是沿所述待测板材的长度方向依次分为三部分区域，所述待测板材的不同区域包括待测板材头部，长度为矫直辊间距、待测板材中部以及待测板材尾部，长度为矫直辊间距；
根据所述缺陷类型对所述待测板材的不同区域进行矫直。
2.根据权利要求1所述的一种板材矫直方法，其特征在于，所述根据每一条所述等不平度特征曲线确定所述待测板材的缺陷重心，具体包括：
获取所述测量高度对应的测量点的位置坐标；
将所述等不平度特征曲线划分为多个三角形；
根据所述位置坐标确定所述三角形三个顶点的三角坐标；
根据所述三角坐标确定每个所述三角形的重心和面积，由此得到所述等不平度特征曲线的重心为所述待测板材的缺陷重心。
3.根据权利要求2所述的一种板材矫直方法，其特征在于，所述根据所述板材缺陷重心确定所述待测板材的不同区域的缺陷类型，具体包括：
沿所述待测板材的宽度方向等分为五部分区域，所述五部分区域包括第一部分、第二部分、第三部分、第四部分以及第五部分；
分别获取所述待测板材头部、所述待测板材中部以及所述待测板材尾部所包含的等不平度特征曲线对应的所述待测板材的缺陷重心的重心数量；
根据所述重心数量确定所述待测板材头部、所述待测板材中部以及所述待测板材尾部对应的五部分区域的各个重心比例；
根据所述各个重心比例确定所述待测板材的不同区域的缺陷类型。
4.根据权利要求3所述的一种板材矫直方法，其特征在于，所述根据所述各个重心比例确定所述待测板材的不同区域的缺陷类型，具体包括：
判断所述第一部分或所述第五部分的重心比例是否最大，得到第一判断结果；
若所述第一判断结果表示为所述第一部分或所述第五部分的重心比例最大，判断所述第一部分和所述第五部分的重心比例是否相等，得到第二判断结果；
若所述第二判断结果表示为所述第一部分和所述第五部分的重心比例相等，确定所述待测板材所对应的区域的缺陷类型为双边浪；所述待测板材所对应的区域为所述待测板材头部、所述待测板材中部以及所述待测板材尾部；
若所述第二判断结果表示为所述第一部分和所述第五部分的重心比例不相等，确定所述待测板材所对应的区域的缺陷类型为单边浪；所述单边浪包括左边浪以及右边浪，第一部分的重心比例多于第五部分的重心比例，缺陷类型为左边浪，否则缺陷类型为右边浪；
判断所述第二部分、第三部分或第四部分的重心比例是否最大，得到第三判断结果；
若所述第三判断结果表示为所述第二部分、第三部分或第四部分的重心比例最大，确定所述待测板材所对应的区域的缺陷类型为中浪。
5.根据权利要求4所述的一种板材矫直方法，其特征在于，所述根据所述缺陷类型对所述待测板材的不同区域进行矫直，具体包括：
当所述缺陷类型为中浪或双边浪时，矫直辊发生弯曲，即对矫直辊施加弯辊量，获取每一条所述等不平度特征曲线对应的板材不平度、板材不平度范围以及弯辊量范围；所述弯辊量范围为对所述待测板材矫直时施加弯辊量的弯辊量范围；
根据所述板材不平度分别确定所述待测板材头部、所述待测板材中部以及所述待测板材尾部的最大板材不平度；
根据所述最大板材不平度、板材不平度范围以及所述弯辊量范围确定板材不平度-弯辊量关系；
根据所述板材不平度-弯辊量关系确定弯辊量；
根据所述弯辊量对所述待测板材的不同区域进行矫直；
当所述缺陷类型为中浪或单边浪时，所述矫直辊发生倾斜，根据所述确定所述待测板材头部、所述待测板材中部以及所述待测板材尾部区域内的重心点横坐标期望；
获取矫直辊的倾斜值范围以及板材宽度；
根据所述矫直辊倾斜值范围、板材宽度以及所述重心点横坐标期望确定矫直辊倾斜值-重心点坐标期望关系；
根据所述矫直辊倾斜值-重心点坐标期望关系确定矫直辊倾斜值；
根据所述矫直辊倾斜值对所述待测板材的不同区域进行矫直。
6.一种板材矫直系统，其特征在于，包括：
基准高度获取模块，用于获取板型仪到板材基准面的基准高度；
测量高度获取模块，用于利用板型仪沿着板材表面每隔一段水平距离垂直进行扫描，获取所述板型仪距离待测板材测量点的测量高度；
等不平度特征曲线确定模块，用于根据所述基准高度与所述测量高度的差值，即板材不平度确定多条等不平度特征曲线；所述等不平度特征曲线可以近似为不规则多边形；一条所述等不平度特征曲线对应多个相同的所述板材不平度值；所述多条等不平度特征曲线对应的板材不平度值通过所述基准高度与所述测量高度之间的差值每隔定值Δh进行划分；
缺陷重心确定模块，用于根据每一条所述等不平度特征曲线确定所述待测板材的缺陷重心；
缺陷类型确定模块，用于根据所述板材缺陷重心确定所述待测板材的不同区域的缺陷类型；所述待测板材的不同区域是沿所述待测板材的长度方向依次分为三部分区域，所述待测板材的不同区域包括待测板材头部，长度为矫直辊间距、待测板材中部以及待测板材尾部，长度为矫直辊间距；
矫直模块，用于根据所述缺陷类型对所述待测板材的不同区域进行矫直。
7.根据权利要求6所述的一种板材矫直系统，其特征在于，所述缺陷重心确定模块具体包括：
位置坐标获取单元，用于获取所述测量高度对应的测量点的位置坐标；
三角形划分单元，用于将所述等不平度特征曲线划分为多个三角形；
三角坐标确定单元，用于根据所述位置坐标确定所述三角形三个顶点的三角坐标；
缺陷重心确定单元，用于根据所述三角坐标确定每个所述三角形的重心和面积，由此得到所述等不平度特征曲线的重心为所述待测板材的缺陷重心。
8.根据权利要求7所述的一种板材矫直系统，其特征在于，所述缺陷类型确定模块具体包括：
区域划分单元，用于沿所述待测板材的宽度方向等分为五部分区域，所述五部分区域包括第一部分、第二部分、第三部分、第四部分以及第五部分；
重心数量获取单元，用于分别获取所述待测板材头部、所述待测板材中部以及所述待测板材尾部所包含的等不平度特征曲线对应的所述待测板材的缺陷重心的重心数量；
重心比例确定单元，用于根据所述重心数量确定所述待测板材头部、所述待测板材中部以及所述待测板材尾部对应的五部分区域的各个重心比例；
缺陷类型确定单元，用于根据所述各个重心比例确定所述待测板材的不同区域的缺陷类型。
9.根据权利要求8所述的一种板材矫直系统，其特征在于，所述缺陷类型确定单元具体包括：
第一判断子单元，用于判断所述第一部分或所述第五部分的重心比例是否最大，得到第一判断结果；
第二判断子单元，用于若所述第一判断结果表示为所述第一部分或所述第五部分的重心比例最大，判断所述第一部分和所述第五部分的重心比例是否相等，得到第二判断结果；
双边浪确定子单元，用于若所述第二判断结果表示为所述第一部分和所述第五部分的重心比例相等，确定所述待测板材所对应的区域的缺陷类型为双边浪；所述待测板材所对应的区域为所述待测板材头部、所述待测板材中部以及所述待测板材尾部；
单边浪确定子单元，用于若所述第二判断结果表示为所述第一部分和所述第五部分的重心比例不相等，确定所述待测板材所对应的区域的缺陷类型为单边浪；所述单边浪包括左边浪以及右边浪，第一部分的重心比例多于第五部分的重心比例，缺陷类型为左边浪，否则缺陷类型为右边浪；
中浪确定子单元，用于判断所述第二部分、第三部分或第四部分的重心比例是否最大，得到第三判断结果；
若所述第三判断结果表示为所述第二部分、第三部分或第四部分的重心比例最大，确定所述待测板材所对应的区域的缺陷类型为中浪。
10.根据权利要求9所述的一种板材矫直系统，其特征在于，所述矫直模块具体包括：
板材不平度以及弯辊量范围获取单元，用于当所述缺陷类型为中浪或双边浪时，矫直辊发生弯曲，即对矫直辊施加弯辊量，获取每一条所述等不平度特征曲线对应的板材不平度、板材不平度范围以及弯辊量范围；所述弯辊量范围为对所述待测板材矫直时施加弯辊量的弯辊量范围；
最大板材不平度确定单元，用于根据所述板材不平度分别确定所述待测板材头部、所述待测板材中部以及所述待测板材尾部的最大板材不平度；
板材不平度-弯辊量关系确定单元，用于根据所述最大板材不平度、板材不平度范围以及所述弯辊量范围确定板材不平度-弯辊量关系；
弯辊量确定单元，用于根据所述板材不平度-弯辊量关系确定弯辊量；
第一矫直单元，用于根据所述弯辊量对所述待测板材的不同区域进行矫直；
重心点坐标期望确定单元，用于当所述缺陷类型为中浪或单边浪时，所述矫直辊发生倾斜，根据所述确定所述待测板材头部、所述待测板材中部以及所述待测板材尾部区域内的重心点横坐标期望；
倾斜值范围及板材宽度获取单元，用于获取矫直辊的倾斜值范围以及板材宽度；
矫直辊倾斜值-重心点坐标期望关系确定单元，用于根据所述矫直辊倾斜值范围、板材宽度以及所述重心点横坐标期望确定矫直辊倾斜值-重心点坐标期望关系；
矫直辊倾斜值确定单元，用于根据所述矫直辊倾斜值-重心点坐标期望关系确定矫直辊倾斜值；
第二矫直单元，用于根据所述矫直辊倾斜值对所述待测板材的不同区域进行矫直。
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