CN112845599A - 一种型钢轧件头部剪切装置、剪切工艺及型钢生产线 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种型钢轧件头部剪切装置、剪切工艺及型钢生产线，属于热轧轧钢及自动控制领域，该装置包括型钢粗轧机和型钢剪切机，型钢粗轧机和型钢剪切机之间设有运输辊道，在所述运输辊道沿着传送方向依次设有热金属探测器、型钢对中装置、成像装置以及影像识别系统，所述型钢对中装置包括两个设置在运输辊道中心线两侧的侧挡板，所述侧挡板能够向运输辊道中心线靠拢，所述成像装置包括两组，其中第一组设置在运输辊道的上方，第二组设置在运输辊道传送方向的一侧，所述成像装置与影像识别系统连接，所述影像识别系统通过自动剪切控制系统控制型钢剪切机。该装置及工艺根据不同的轧件头部剪切不同的长度，既提高生产效率，也提高了成材率。
Description
技术领域
本公开属于热轧轧钢及自动控制技术领域，具体是涉及一种型钢轧件头部智能剪切工艺
背景技术
这里的陈述仅提供与本公开相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
型钢产品断面复杂，特别是H型钢和工字钢，其断面形状导致腹板和翼缘变形不一致，导致各断面上的延伸也不相同，腹板和翼缘相交接的部分由于相互作用，其延伸较小，因此端部会出现不规则形状，俗称“端部舌头”，舌头的形状在翼缘和腹板方向上也不一致。在轧制过程中，在粗轧机组后、精轧机组后都要把不规则头部剪切掉，以防止变形的头部无法进入轧机而造成事故，或轧机咬入困难。目前各型钢生产线各阶段切头长度都是按照事先预设定的长度进行剪切，但是对于不同规格，甚至是同一规格的不同轧件，其头部形状受温度、轧机弹跳值的影响，也不完全相同，为保证剪切后的头部能够顺利进入轧机，一般剪切的预设定长度相对较长，金属损耗大，以H型钢为例，初步计算了头部剪切长度为500mm和200mm时，金属损耗量以及一年内可以节约的资金，对于年产～150万吨的型钢生产厂，随生产规格断面的增大，金属损耗也逐渐加大，年节约资金1100～2300万元。
发明内容
针对现有技术存在的技术问题，本公开提供了一种型钢轧件头部剪切装置、剪切工艺及型钢生产线。该装置及工艺根据不同的轧件头部剪切不同的长度，既提高生产效率，也提高了成材率。
本公开至少一实施例提供了一种型钢轧件头部剪切装置，包括型钢粗轧机和型钢剪切机，型钢粗轧机和型钢剪切机之间设有运输辊道，在所述运输辊道沿着传送方向依次设有热金属探测器、型钢对中装置、成像装置以及影像识别系统，所述型钢对中装置包括两个设置在运输辊道中心线两侧的侧挡板，所述侧挡板能够向运输辊道中心线靠拢，所述成像装置包括两组，其中第一组设置在运输辊道的上方，第二组设置在运输辊道传送方向的一侧，所述成像装置与影像识别系统连接，所述影像识别系统通过自动剪切控制系统控制型钢剪切机。
进一步地，成像装置为连续成像装置，且成像装置为光学成像装置。
进一步地，所述对中装置设置在用于固定运输辊道的支架上。
进一步地，所述热金属探测器也可更换为光电检测器。
本公开至少一实施例还提供了一种型钢生产线，该生产线包括上述任一项所述的一种型钢轧件头部剪切装置。
本公开至少一实施例还提供了基于上述任一项所述的一种型钢轧件头部剪切装置的剪切工艺，该工艺包括如下过程：
型钢粗轧机轧出的需要剪切的轧件，触发热金属检测器后，发出延时指令；
由对中装置将欲剪切的轧件对中，然后传送至成像装置的成像区域，接受到延时指令的两套成像装置延时后，对到达的轧件水平面及侧立面进行成像，然后传输至影像识别系统，进行特征点识别；
影像识别系统系统根据与预先设定的轧件形状对比后，获取对应的剪切长度，发给剪切机的自动剪切系统，剪切系统按对应的剪切长度进行切头。
进一步地，所述对中装置可以替换为人工调整。
进一步地，所述影响识别系统使用机器学习算法来进行特征点识别。
进一步地，所述影响识别系统根据实验的数据作为训练集，使用机器人学习算法来进行特征点识别。
本公开的有益效果如下：
本公开的型钢轧件头部剪切装置在型钢粗轧机输出口的运输辊道上设有图像采集装置和影像识别系统，影像识别系统根据采集的图像控制剪切设备进行剪切，这样可以减少人工，降低工人劳动强度，根据不同的轧件头部剪切不同的长度，既提高生产效率，也提高了成材率，同时也是实现轧钢厂智能化生产的重要条件。
附图说明
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
图1为本公开实施例提供的型钢轧件头部剪切装置的整体结构图；
图2为本公开实施例提供的型钢轧件头部剪切装置中对中装置的结构。
图中：1、型钢粗轧机，2、热金属检测器，3、对中装置，4、顶部成像装置，5、侧部成像装置，6、型钢头部剪切设备，7、型钢精轧机组。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本公开使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
如图1所示，本公开实施例提供了一种用于H型钢轧件头部剪切工艺装置，该装置主要包括型钢粗轧机1、型钢头部剪切设备6以及型钢精轧机组7，其中在所述型钢粗轧机1与型钢头部剪切设备6以及型钢头部剪切设备6与型钢精轧机组7之间设有用于传送H型钢的运输辊道机构，H型钢在粗轧机轧完之后，会在运输辊道机构的带动下，传送到剪切设备中对头部进行剪切，最终进入到型钢精轧机组7中进行精轧。
为了实现对H型钢头部位置进行自动化剪切，本实施例在所述型钢粗轧机1与型钢头部剪切设备6之间，沿着运输辊道机构传送的方向上依次设置热金属检测器2、对中装置3、水平成像装置4、竖直成像装置5，其中热金属检测器2主要是用于检测从粗轧机出来的H型钢的头部位置，对中装置3主要用来对粗轧机出来的H型钢进行位置的调整，使其能够保持对中姿态进入到型钢剪切设备中对H型钢的头部进行剪切，成像装置对H型钢材的头部进行拍摄，将拍摄的头部图像传送给影响识别系统中，接着所述影像识别系统对拍摄的图像进行处理，从而通过自动剪切控制系统控制型钢剪切设备对型钢的头部进行精确地切割，避免出现切割过多或过少的现象，节约资源，且保证了切割精度。
具体地，所述热金属检测器2可以设置运输辊道机架上，同于检测从粗轧机出来的型钢件的头部位置，所述热金属检测器3与对中装置3、成像装置相连接，当所述热金属检测器检测到信号时候，会发送延时指令给成像装置，所述成像系统接收到延时指令后，会延时一定的时间，当经过对中装置后的型钢头部进入热成像区域后，会对头部进行不断的拍摄。
需要说明的就是，这里的延时时间可计算出来，比如事先量好热金属检测器2与成像装置中之间的距离S,计算出运输辊道的传动速度v，那么延时的时间
当然，在另外一些实施例中，所述热金属检测器2也可以更换为光电传感器。
如图2所示，本实施中的对中装置主要包括侧挡板32和调整装置31和铰接点33，所述侧挡板的端部铰接在运输辊道的支架上，其中所述侧挡板32为两根，与运输辊道传动的方向平行，这两根侧挡板32设置在在运输辊道的左右两侧，所述侧挡板32与调整装置31相连，所述调整装置31通过电机驱动向使侧挡板32绕铰接点33转动，侧挡板左侧向运输辊道的中心位置靠拢转动，通过两个转动杆32端部位置之间的距离实现对H型钢的位置调整。在开始切割之前，可根据根据型材产品的宽度不同对称调整两侧调整装置31的位置。
当然，在另外一些实施例中，所述对中装置也可以替换成人工摆正，或者通过电动、液压或气动控制其H型钢的摆正。
进一步地，所述热成像装置主要为分为两组，包括上部成像装置4和侧部成像装置5，其中上部成像装置4设置在运输辊道的上部，用于拍摄H钢的腹板，侧部成像装置5设置在运输辊道的侧边，用于拍摄H型钢的翼缘，所述顶部成像装置4和侧部成像装置5为连续拍摄装置，可以对热物体表面连续摄像，当H型钢件进入到成像区域内后，这两套成像系统开始工作，拍摄H型钢材头部预定长度内的画面，然后将画面发送给图像识别系统，所述图像识别系统会将获得的图像进行处理，根据以前的实验数据为训练集，使用机器学习算法来进行特征点识别，最后根据获取的剪切长度控制剪切设备进行剪切。
需要说明的就是，本公开的型钢头部剪切工艺，不仅仅限于对本实施例中的H型钢头部进行剪切，该剪切工艺适用于所有型钢产品，不局限于常用的棒材、工字钢、槽钢、角钢、H型钢，也包括钢轨、钢板桩、乙字钢等断面复杂的型钢产品。也不仅仅限于对本实施例中的粗轧后的头部剪切，还包括中轧机组、精轧机组后等需要头部剪切的各位置头部剪切。
下面详细说明一下基于上述H型钢轧件头部剪切装置的剪切工艺：
型钢产品自型材粗轧机组或中轧机组等需要剪切头部的机组轧出后，进入型材剪切设备前，先触发热金属检测器2，当热金属检测器2检测到轧件头部时，给热成像系统发出延时工作指令；这里的延时工作指令可以是延时启动时间t，当热成像系统接收到到该工作指令后，会按照延时的时间t启动；
带有头部舌头的轧件由热金属检测器2后的对中装置3对中调整其位置，至成像系统中心处；
位于运输辊道顶部和侧部的成像系统开始工作，拍摄型钢头部预定长度内的画面后，然后发给图像自动识别系统，图像自动识别系统主要对影像采集设备获得的位图进行一般化处理，以前期实验的数据为训练集，使用机器学习算法来进行特征点识别，影像识别系统根据与预先设定的轧件形状对比后，最后获取对应的剪切长度，具体是二个画面长度取最大值，然后发给剪切设备的自动控制系统，控制该剪切设备按此长度进行头部剪切。
所以本实例提供的剪切工艺可以减少人工，降低工人劳动强度，根据不同的轧件头部剪切不同的长度，既提高生产效率，也提高了成材率。
另外，本公开其它一些实施例中还公开了一种型材加工生产线，该生产线上包括上述所述的一种的型钢轧件头部剪切装置。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本公开的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本公开进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本公开的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本公开的权利要求范围当中。
上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种型钢轧件头部剪切装置，包括型钢粗轧机和型钢剪切机，型钢粗轧机和型钢剪切机之间设有运输辊道，其特征在于，在所述运输辊道沿着传送方向依次设有热金属探测器、型钢对中装置、成像装置以及影像识别系统，所述型钢对中装置包括设置在运输辊道中心线两侧的侧挡板，所述侧挡板能够向运输辊道中心线靠拢，所述成像装置包括两组，其中第一组设置在运输辊道的上方，第二组设置在运输辊道传送方向的一侧，所述成像装置与影像识别系统连接，所述影像识别系统通过自动剪切控制系统控制型钢剪切机。
2.如权利要求1所述的一种型钢轧件头部剪切装置，其特征在于，成像装置为连续成像装置，且成像装置为光学成像装置。
3.如权利要求1所述的一种型钢轧件头部剪切装置，其特征在于，所述对中装置设置在用于固定运输辊道的支架上。
4.如权利要求3所述的一种型钢轧件头部剪切装置，其特征在于，在所述机架上设有用于控制侧挡板转动的调整装置。
5.如权利要求1所述的一种型钢轧件头部剪切装置，其特征在于，所述热金属探测器也可更换为光电检测器。
6.一种型钢生产线，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的一种型钢轧件头部剪切装置。
7.基于权利要求1-5任一项所述的一种型钢轧件头部剪切装置的剪切工艺，其特征在于，
型钢粗轧机轧出的需要剪切的轧件，触发热金属检测器后，发出延时指令；
由对中装置将欲剪切的轧件对中，然后传送至成像装置的成像区域，接受到延时指令的两套成像装置延时后，对到达的轧件水平面及侧立面进行成像，然后传输至影像识别系统，进行特征点识别；
影像识别系统系统根据与预先设定的轧件形状对比后，获取对应的剪切长度，发给剪切机的自动剪切系统，剪切系统按对应的剪切长度进行切头。
8.如权利要求7所述的剪切工艺，其特征在于，所述对中装置可以替换为人工调整。
9.如权利要求7所述的剪切工艺，其特征在于，所述影响识别系统使用机器学习算法来进行特征点识别。
10.如权利要求7所述的剪切工艺，其特征在于，所述影响识别系统根据实验的数据作为训练集，使用机器人学习算法来进行特征点识别。
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