CN114522983B - 一种基于机器视觉的带头引导侦测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于机器视觉的带头引导侦测系统,包括监测系统、传动设备和后台系统，所述监测系统由监测设备组成，所述监测设备包括3D光相机、传动箱和监控箱，所述传动箱固定于监控箱上，所述传动箱内设有电机，所述电机的传动端上连接有转轴，所述转轴通过螺丝与3D光相机的底部锁紧固定，所述3D光相机与传动设备的位置对应，所述传动设备包括带钢裁剪座、第一传动座和第二传动座。本带头引导侦测系统主要采用3D光相机，依次对传动设备的带钢裁剪座和传动座进行监控，本监测方式，有效的实现了监测的自动化和智能化，完全代替了人工监控，避免了人工监控工作量大以及人工对设备响应慢的问题。

Description

一种基于机器视觉的带头引导侦测系统
技术领域
本发明涉及带钢加工技术领域，具体为一种基于机器视觉的带头引导侦测系统。
背景技术
带钢是各类轧钢企业为了适应不同工业部门工业化生产各类金属或机械产品的需要而生产的一种窄而长的钢板，生产工艺流程一般为：酸洗→轧制→工艺润滑→退火→平整→剪切→包装。
在带钢剪切的工序中，需要通过传动装置对带钢进行引入通过裁剪设备进行裁剪，裁剪过程和传动过程中，需要进行流程监控，避免剪切失误以及带钢传动偏离，导致带钢碰撞设备的问题，传统的监控方式都是由人工进行监测，人工监控的方式，造成工作量大的同时，也会出现响应速度慢的情况，工序出现问题到设备控制之间存在间隔时间，不能第一时间完成对设备的控制，不能达到最佳的监控效果，本发明提供一种基于机器视觉的带头引导侦测系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于机器视觉的带头引导侦测系统，以解决上述背景技术中提出的人工监控的方式，造成工作量大的同时，也会出现响应速度慢，不能达到最佳的监控效果的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于机器视觉的带头引导侦测系统，包括监测系统、传动设备和后台系统，所述监测系统由监测设备组成，所述监测设备包括3D光相机、传动箱和监控箱，所述传动箱固定于监控箱上，所述传动箱内设有电机，所述电机的传动端上连接有转轴，所述转轴通过螺丝与3D光相机的底部锁紧固定，所述3D光相机与传动设备的位置对应，所述传动设备包括带钢裁剪座、第一传动座和第二传动座，所述后台系统的后台设备为终端主机，所述终端主机通过线路分别与监控箱、电机和传动设备的控制端连接，所述监控箱通过线路与3D光相机连接，本侦测系统采用3D光相机且通过语义分割扫描的方式对整个带钢的裁剪、传送过程进行实时监测，通过3D光相机可以分别对带头裁剪次数以及传送过程中带钢的角度和宽度进行实时监测，从而确保了带钢裁剪和传动过程中设备运行的准确性和精确性。
作为本发明的一种优选实施方式，所述监控箱外部设有线路接口，所述监控箱内部设有数据处理设备，所述数据处理设备为控制主板。
作为本发明的一种优选实施方式，所述控制主板为PCB集成主板，所述控制主板上熔焊有数据采集模块、数据传输模块、数据输入接口和数据输出接口，所述数据采集模块的输入引脚通过线路与数据输入接口连接，所述数据输入接口通过外接线路与3D光相机的数据接头衔接，所述数据采集模块的输出引脚通过线路与数据传输模块的输入引脚连接，所述数据传输模块的输出引脚通过线路与数据输出接口连接，所述数据输出接口通过外接线路与终端主机连接。
作为本发明的一种优选实施方式，所述带钢裁剪座的一端设有带钢引入端头，所述第二传动座的一端设有带钢引出端头，所述带钢引入端头、带钢裁剪座、第一传动座、第二传动座和带钢引出端头的位置对应一致。
作为本发明的一种优选实施方式，所述终端主机内设有数据处理系统，所述输出处理系统包括数据对比单元和设备控制单元。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本带头引导侦测系统主要采用3D光相机，依次对传动设备的带钢裁剪座和传动座进行监控，3D光相机通过语义分割的侦测形式，来对带钢裁剪的次数进行监测，对于传动座的监测，3D光相机通过边缘监测的方式，来实现对传动过程中带钢的传动角度和宽度进行实时监测，当带钢裁剪座出现误差或者带动传动程出现偏移时，终端主机会第一时间停止整个传动设备的运行，本监测方式，有效的实现了监测的自动化和智能化，完全代替了人工监控，避免了人工监控工作量大以及人工对设备响应慢的问题。
附图说明
图1为本发明的整体外观结构示意图；
图2为本发明的监控设备结构示意图；
图3为本发明的工作原理示意图；
图4为本发明的侦测流程示意图。
图中：1-3D光相机，2-传动箱，3-监控箱，4-带钢裁剪座，5-第一传动座，6-第二传动座，7-电机。
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。
实施例
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：
一种基于机器视觉的带头引导侦测系统，包括监测系统、传动设备和后台系统，监测系统由监测设备组成，监测设备包括3D光相机1、传动箱2和监控箱3，传动箱2固定于监控箱3上，传动箱2内设有电机7，电机7的传动端上连接有转轴，转轴通过螺丝与3D光相机1的底部锁紧固定，3D光相机1与传动设备的位置对应，传动设备包括带钢裁剪座4、第一传动座5和第二传动座6，后台系统的后台设备为终端主机，终端主机通过线路分别与监控箱3、电机7和传动设备的控制端连接，监控箱3通过线路与3D光相机1连接，本侦测系统采用3D光相机且通过语义分割扫描的方式对整个带钢的裁剪、传送过程进行实时监测，通过3D光相机可以分别对带头裁剪次数以及传送过程中带钢的角度和宽度进行实时监测，从而确保了带钢裁剪和传动过程中设备运行的准确性和精确性，电机7采用型号为YS6314小型三相异步电机。
监控箱3外部设有线路接口，监控箱3内部设有数据处理设备，数据处理设备为控制主板，监控箱3主要对3D光相机1扫描的数据进行采集和传输，3D光相机1扫描后的数据将通过数据处理设备的控制主板来实现信息的采集和传输，3D光相机1的可选型号为T1Q-pro。
控制主板为PCB集成主板，控制主板上熔焊有数据采集模块、数据传输模块、数据输入接口和数据输出接口，数据采集模块的输入引脚通过线路与数据输入接口连接，数据输入接口通过外接线路与3D光相机1的数据接头衔接，数据采集模块的输出引脚通过线路与数据传输模块的输入引脚连接，数据传输模块的输出引脚通过线路与数据输出接口连接，数据输出接口通过外接线路与终端主机连接，控制主板主要通过数据采集模块和数据传输模块来实现对扫描数据的采集和传输，数据采集模块主要进行数据的采集，而数据传输模块主要对采集的点云数据进行测绘、重组和传输，控制主板的可选型号为GAMX-2007-T、GAMX-2014H。
带钢裁剪座4的一端设有带钢引入端头，第二传动座6的一端设有带钢引出端头，带钢引入端头、带钢裁剪座4、第一传动座5、第二传动座6和带钢引出端头的位置对应一致，带钢引入端头主要将带钢进行引入至带钢裁剪座4处对带头进行裁剪，再由第一传动座5和第二传动座6进行传动，由带钢引出端头进行引出，从而形成裁剪、传输的一体化。
终端主机内设有数据处理系统，输出处理系统包括数据对比单元和设备控制单元，数据处理系统，主要通过数据对比单元将采集的数据与设定的阈值进行对比，对比数据出现异常，设备控制单元将停止传动设备的运行，避免带钢与传输座出现碰撞。
本带头引导侦测系统的监控流程如下：
S1.裁剪监测：带钢的带头由带钢引入端头引入至带钢裁剪座处，3D光相机将通过语义分割的形式对带钢裁剪座的裁剪次数进行捕捉扫描，监控的步骤如下：
a1.相机扫描：3D光相机将对钢裁剪座的裁剪次数进行扫描；
b1.数据采集：扫描的数据将通过线路传输至监控箱且通过数据采集模块和数据传输模块分别对扫描点云数据进行采集和测绘；
c1.数据传输：测绘后的数据将通过线路传输至后台系统的终端主机内，终端主机内的数据处理系统进行数据匹对；
d1.终端匹对：终端主机内的数据处理系统将测绘的数据与设定的阈值(次数)进行匹对，如果数值匹对无误差，带钢将进入传输送区，如果出现数值的误差，则执行e1；
e1.设备控制：终端主机将关闭传动设备的控制端，停止传动设备的运行。
S2.传送监测：通过3D光相机对第一传动座和第二传动座上传动的带钢进行边缘检测(带钢传输过程中的角度和宽度)，监控的步骤如下：
a2.相机扫描：3D光相机将对第一传动座上传动的带钢进行扫描(角度、宽度)；
b2.数据采集：扫描的数据将通过线路传输至监控箱且通过数据采集模块和数据传输模块分别对扫描点云数据进行采集和测绘；
c2.数据传输：测绘后的数据将通过线路传输至后台系统的终端主机内，终端主机内的数据处理系统进行数据匹对；
d2.终端匹对：终端主机内的数据处理系统将测绘的数据与设定的阈值(角度、宽度)进行匹对，如果数值匹对无误差，则执行e2，如果出现数值的误差，则执行j2；
e2.拍摄调节：第二传动座为3D光相机的扫描盲区，此时，终端主机会启动传动箱内的电机，电机带动3D光相机进行角度调节，使得3D光相机的扫描角度与第二传动座位置对应；
f2.相机扫描：3D光相机将对第二传动座上传动的带钢进行扫描(角度、宽度)；
g2.数据采集：扫描的数据将通过线路传输至监控箱且通过数据采集模块和数据传输模块分别对扫描点云数据进行采集和测绘；
h2.数据传输：测绘后的数据将通过线路传输至后台系统的终端主机内，终端主机内的数据处理系统进行数据匹对；
i2.终端匹对：终端主机内的数据处理系统将测绘的数据与设定的阈值(角度、宽度)进行匹对，如果数值匹对无误差，带钢将通过带钢引出端头引出，如果出现数值的误差，则执行j2；
j2.设备控制：终端主机将关闭传动设备的控制端，停止传动设备的运行。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.一种基于机器视觉的带头引导侦测系统,其特征在于：包括监测系统、传动设备和后台系统，所述监测系统由监测设备组成，所述监测设备包括3D光相机（1）、传动箱（2）和监控箱（3），所述传动箱（2）固定于监控箱（3）上，所述传动箱（2）内设有电机（7），所述电机（7）的传动端上连接有转轴，所述转轴通过螺丝与3D光相机（1）的底部锁紧固定，所述3D光相机（1）与传动设备的位置对应，所述传动设备包括带钢裁剪座（4）、第一传动座（5）和第二传动座（6），所述后台系统的后台设备为终端主机，所述终端主机通过线路分别与监控箱（3）、电机（7）和传动设备的控制端连接，所述监控箱（3）通过线路与3D光相机（1）连接；
所述监控箱（3）外部设有线路接口，所述监控箱（3）内部设有数据处理设备，所述数据处理设备为控制主板；
所述控制主板为PCB集成主板，所述控制主板上熔焊有数据采集模块、数据传输模块、数据输入接口和数据输出接口，所述数据采集模块的输入引脚通过线路与数据输入接口连接，所述数据输入接口通过外接线路与3D光相机（1）的数据接头衔接，所述数据采集模块的输出引脚通过线路与数据传输模块的输入引脚连接，所述数据传输模块的输出引脚通过线路与数据输出接口连接，所述数据输出接口通过外接线路与终端主机连接；
所述带钢裁剪座（4）的一端设有带钢引入端头，所述第二传动座（6）的一端设有带钢引出端头，所述带钢引入端头、带钢裁剪座（4）、第一传动座（5）、第二传动座（6）和带钢引出端头的位置对应一致。
2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的带头引导侦测系统，其特征在于：所述终端主机内设有数据处理系统，所述数据处理系统包括数据对比单元和设备控制单元。
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