CN115805298A - 钢坯定重定尺切割系统及切割方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢坯定重定尺切割系统及切割方法，该方法包括：切割机构，用于将连铸机生产的钢坯切割成钢坯段；输送机构，用于输送钢坯；所述输送机构为辊道，所述辊道包括若干平行设置的辊轮；视觉机构，用于计算钢坯段的尺寸确定切割位置；称重机构，用于对切割下来的钢坯段进行称重；控制器，用于将称重机构反馈的钢坯段重量以及视觉机构反馈的钢坯段尺寸换算成钢坯段的密度，从而计算出预设钢坯段重量对应的尺寸。利用深度相机获取钢坯点云，计算钢坯段体积，计算钢坯密度，又通过钢坯密度反推既定重量下钢坯的体积，从而对设定的钢坯尺寸进行修正，使得下一次切割时按照修正后的体积进行切割，从而切割出与预设重量一致的钢坯段。

Description

钢坯定重定尺切割系统及切割方法

技术领域

本发明涉及一种用于切割钢坯的系统及方法。

背景技术

现有技术中的钢坯重切割主要通过尺寸来确定钢坯的重量。而在高效连铸生产过程中由于结晶器的磨损、钢水压力、拉速、密度、比重变化等因素，同一铸流在不同的时段，浇铸同样长度的连铸坯而重量却因为密度不同存在较大差异，这使得连铸坯在进行下一道轧制工序时影响到轧制品的成材率。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种钢坯定重定尺切割系统及切割方法，通过对钢坯称重计算钢坯密度，并利用钢坯密度对预设的钢坯段尺寸进行修正从而使得切割的尺寸更加准确。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案为采用一种钢坯定重定尺切割系统，包括：

切割机构，用于将连铸机生产的钢坯切割成钢坯段；

输送机构，用于输送钢坯；所述输送机构为辊道，所述辊道包括若干平行设置的辊轮；

视觉机构，用于计算钢坯段的尺寸确定切割位置；

称重机构，用于对切割下来的钢坯段进行称重；

控制器，用于将称重机构反馈的钢坯段重量以及视觉机构反馈的钢坯段尺寸换算成钢坯段的密度，从而计算出预设钢坯段重量对应的尺寸。

作为一种改进，所述视觉机构包括布置在输送机构两侧的若干深度相机。通过深度相机获取钢坯点云从而计算钢坯体积。

作为一种进一步的改进，所述辊轮踏面上设置有环形的限位槽。避免钢坯从辊轮上滑落。

作为另一种更进一步的改进，所述切割机构为火焰切割装置。

作为一种改进，所述称重机构包括沿输送机构前后设置的至少两个龙门架；所述龙门架上设置有提篮，还包括用于提升提篮的升降装置；所述升降装置通过连杆与提篮连接；所述连杆为上下两段，上下两段连杆之间设置有称重传感器。利用至少两个提篮将钢坯段提起，通过称重传感器进行称重。

作为一种改进，所述连杆外包裹有水冷罩，所述称重传感器设置在水冷罩内。由于钢坯温度较高，通过水冷罩对称重传感器进行降温，避免高温影响称重传感器的准确度。

作为一种改进，所述提升装置为电液推杆，所述电液推杆外设置有水冷套。通过水冷套对电液推杆进行冷却。

作为一种改进，所述称重机构还包括限位机构，所述限位机构设置在辊轮之间；所述限位机构包括可升降的限位板，所述限位板面向钢坯的一面设置有凸台。输送机构停止时钢坯段会因为惯性向前运动，从而使得很难保证钢坯的位置，通过限位机构升起可以对钢坯进行阻挡。凸台的设置用于减小与钢坯的接触面积，使得在提升的时候减小与钢坯的摩擦。

本发明还提供一种钢坯定重定尺切割方法，包括：

预设钢坯段的尺寸；

按照预设尺寸将钢坯切割成钢坯段；

对切割下来的钢坯段进行称重；

利用钢坯段的尺寸和钢坯段的重量计算钢坯的密度；

利用钢坯的密度计算既定重量下钢坯段的修正尺寸；

利用钢坯段的修正尺寸替换预设钢坯段的尺寸。

作为一种改进，所述按照预设尺寸将钢坯切割成钢坯段包括：

从切割机构进行切割的位置开始扫描钢坯点云；

通过点云计算钢坯从切割位置起到前端的体积；

当钢坯经过切割位置的体积达到预设尺寸时输送机构停止运动，启动切割机构进行切割。

本发明的有益之处在于：

本发明利用深度相机获取钢坯点云，计算钢坯段体积，通过称重获取钢坯段重量从而计算钢坯密度，又通过钢坯密度反推既定重量下钢坯的体积，从而对设定的钢坯尺寸进行修正，使得下一次切割时按照修正后的体积进行切割，从而切割出与预设重量一致的钢坯段。上述过程循环进行，不断调整，保证钢坯段的重量始终与预设重量接近甚至相等。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中称重机构的侧视图。

图3为本发明中限位机构的正视图。

图中标记：1切割机构、2深度相机、3龙门架、4电液推杆、5限位板、6辊轮、7连杆、8水冷罩、9提篮、51凸台、100钢坯段。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

如图1、图2、图3所示，本发明提供一种钢坯定重定尺切割系统，包括：

切割机构1，用于将连铸机生产的钢坯切割成钢坯段100；本实施例中，切割机构1为火焰切割装置，当然也可以是其他切割装置，只要能够快速对钢坯进行切割即可。

输送机构，用于输送钢坯；所述输送机构为辊道，所述辊道包括若干平行设置的辊轮6；辊轮6踏面上设置有环形的限位槽，避免钢坯段100从辊轮上滑落。

视觉机构，用于计算钢坯段100的尺寸确定切割位置；本实施例中，视觉机构包括包括布置在输送机构两侧的若干深度相机2。深度相机2用于扫描钢坯点云并进行构建钢坯模型，从而通过钢坯模型计算其体积。深度相机2的个数根据钢坯段的长度而定，必须能够保证一个钢坯段100能够完整的出现在镜头内。如果需要多个深度相机100，则将所有深度相机100采集到的点云都转换到最后一个相机所在坐标系中进行拼合。再将拼合好的钢坯模型转换到世界坐标系下用于计算钢坯的体积。

称重机构，用于对切割下来的钢坯段100进行称重，具体包括沿输送机构前后设置的至少两个龙门架3；所述龙门架3上设置有提篮9，还包括用于提升提篮9的升降装置；所述升降装置通过连杆7与提篮9连接；所述连杆为上下两段，上下两段连杆之间设置有称重传感器。连杆外包裹有水冷罩8，所述称重传感器设置在水冷罩8内。本实施例中，提升装置为电液推杆4，所述电液推杆4外设置有水冷套。两个龙门架3的跨度略小于一个钢坯段100的长度，当钢坯段100位于两个龙门架3的范围内时，钢坯段100两端正好均穿过吊篮9，从而通过提升吊篮9将钢坯段100提升进行称重。提篮9为框状，在提升钢坯段100之前其中空部对准钢坯段100使得钢坯段100在辊轮6上运动时穿过提篮9。当需要称重时，只要提升提篮9即可将钢坯段100从辊轮6上提起。

另外，本实施例中称重机构还包括限位机构，所述限位机构设置在龙门架3后方的辊轮6之间；所述限位机构包括可升降的限位板5，所述限位板5面向钢坯的一面设置有凸台51。当然，也可以选用其他形式减小二者的接触面积，本发明中不做限制。

控制器，用于将称重机构反馈的钢坯段重量以及视觉机构反馈的钢坯段尺寸换算成钢坯段100的密度，从而计算出预设钢坯段重量对应的尺寸。当然控制器同时还控制切割机构进行切割，控制视觉机构采集点云、建模、计算等等，控制输送该机构启停，控制称重机构进行称重。

本发明还提供一种钢坯定重定尺切割方法，应用于上述钢坯定重定尺切割系统，包括：

S1预设钢坯段的尺寸；在第一次进行称重之前需要根据钢坯段的既定重量预设一个钢坯段的尺寸，该尺寸可根据一般钢坯的密度来计算。

S2按照预设尺寸将钢坯切割成钢坯段，具体包括：

S21从切割机构进行切割的位置开始扫描钢坯点云；切割机构的切割位置是一定的，因此只要计算经过切割位置的钢坯的体积，然后进行切割就能获得所需体积的钢坯段。而本申请中，经过切割位置的钢坯的体积通过点云来计算。具体地，先通过若干个深度相机对经过切割位置的钢坯进行扫描，然后将若干个深度相机扫描到的点云都拼合到一个深度相机的坐标系下，再转换到世界坐标系，最后进行建模计算体积。

S22通过点云计算钢坯从切割位置起到前端的体积。尽管扫描是实时的，但经过拼合建模计算等步骤后仍然会有延迟，并且还需要控制输送机构停止运行也会有延迟，因此需要通过一定的算法进行弥补，使得从切割位置进行切割后，形成的钢坯段正好是所需的体积。

S23当钢坯经过切割位置的体积达到预设尺寸时输送机构停止运动，启动切割机构进行切割。

此时，如果钢坯的密度与预想中的一致，那么钢坯段的重量就应该与既定重量吻合。但实际上，钢坯的密度会受到各种因素的影响因此钢坯的密度是实时变化的。因此也需要对钢坯的密度进行实时的修正。

S3对切割下来的钢坯段进行称重；钢坯段到到达限位装置时停止，启动电液推杆提起提篮从而将钢坯段从辊道上提起，并利用称重传感器进行称重。

S4利用钢坯段的尺寸和钢坯段的重量计算钢坯的密度；由于钢坯段的体积和重量均为已知，因此可以算出钢坯的密度。而即将要切割下来的后一段钢坯的密度也和之前进行切割和称重的钢坯段十分近似。因此只要把钢坯段的密度带入后方钢坯即可。

S5利用钢坯的密度计算既定重量下钢坯段的修正尺寸；钢坯的密度已知，既定重量下的尺寸也可以计算出来。

S6利用钢坯段的修正尺寸替换预设钢坯段的尺寸。下一次切割就采用替换后的钢坯段尺寸进行切割。

循环步骤S2～S6，按照预设尺寸切割后再进行称重并计算密度，再计算修正尺寸并替换原来的预设尺寸，周而复始，保证了切割出来的钢坯段重量与既定重量相近或者相同。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种钢坯定重定尺切割系统，其特征在于包括：

切割机构，用于将连铸机生产的钢坯切割成钢坯段；

输送机构，用于输送钢坯；所述输送机构为辊道，所述辊道包括若干平行设置的辊轮；

视觉机构，用于计算钢坯段的尺寸确定切割位置；

称重机构，用于对切割下来的钢坯段进行称重；

控制器，用于将称重机构反馈的钢坯段重量以及视觉机构反馈的钢坯段尺寸换算成钢坯段的密度，从而计算出预设钢坯段重量对应的尺寸。

2.根据权利要求1所述的一种钢坯定重定尺切割系统，其特征在于：所述视觉机构包括布置在输送机构两侧的若干深度相机。

3.根据权利要求1所述的一种钢坯定重定尺切割系统，其特征在于：所述辊轮踏面上设置有环形的限位槽。

4.根据权利要求1所述的一种钢坯定重定尺切割系统，其特征在于：所述切割机构为火焰切割装置。

5.根据权利要求1所述的一种钢坯定重定尺切割系统，其特征在于：所述称重机构包括沿输送机构前后设置的至少两个龙门架；所述龙门架上设置有提篮，还包括用于提升提篮的升降装置；所述升降装置通过连杆与提篮连接；所述连杆为上下两段，上下两段连杆之间设置有称重传感器。

6.根据权利要求5所述的一种钢坯定重定尺切割系统，其特征在于：所述连杆外包裹有水冷罩，所述称重传感器设置在水冷罩内。

7.根据权利要求5所述的一种钢坯定重定尺切割系统，其特征在于：所述提升装置为电液推杆，所述电液推杆外设置有水冷套。

8.根据权利要求1所述的一种钢坯定重定尺切割系统，其特征在于：所述称重机构还包括限位机构，所述限位机构设置在辊轮之间；所述限位机构包括可升降的限位板，所述限位板面向钢坯的一面设置有凸台。

9.一种钢坯定重定尺切割方法，其特征在于包括：

预设钢坯段的尺寸；

按照预设尺寸将钢坯切割成钢坯段；

对切割下来的钢坯段进行称重；

利用钢坯段的尺寸和钢坯段的重量计算钢坯的密度；

利用钢坯的密度计算既定重量下钢坯段的修正尺寸；

利用钢坯段的修正尺寸替换预设钢坯段的尺寸。

10.根据权利要求9所述的一种钢坯定重定尺切割方法，其特征在于所述按照预设尺寸将钢坯切割成钢坯段包括：

从切割机构进行切割的位置开始扫描钢坯点云；

通过点云计算钢坯从切割位置起到前端的体积；

当钢坯经过切割位置的体积达到预设尺寸时输送机构停止运动，启动切割机构进行切割。

Images