CN205927325U - 一种抗雾气定尺装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于连铸坯定尺切割技术领域，公开了一种抗雾气定尺装置，包括：平台、检测单元、除雾单元、驱动单元，所述检测单元、除雾单元均设置在平台上，所述驱动单元用于带动平台沿铸坯的移动方向移动至距切割模块设定距离处，所述设定距离等于铸坯的规定切割长度；所述除雾单元用于除去检测单元与铸坯之间的雾气，所述检测单元用于对待切割的钢坯进行拍照以判断铸坯坯头是否移动到标定位置。本实用新型通过设置除雾单元，可以将检测单元与铸坯之间的雾气排走，实现精确切割；安装检测单元的平台可以在铸坯移动方向上精确移动，只要获取坯头处的图像或检测坯头的位置即可，检测范围更小，检测结果更加精确，提高切割精度。

Description

一种抗雾气定尺装置

技术领域

本实用新型涉及连铸坯定尺切割技术领域，特别涉及一种抗雾气定尺装置。

背景技术

连铸机出钢后，需要根据需求对出钢坯进行切割，不同的需求切割的规格尺寸也不一致，比如有7800mm、9000mm、11000mm等等不同规格的钢坯。当实际切割尺寸小于规定尺寸时，如需要9000mm尺寸的钢坯，但切割成8700mm时，钢坯变成废钢；实际切割尺寸大于规定尺寸时，如需要9000mm尺寸的钢坯，但切割成9200mm时，会造成材料浪费。为了提高切割准确率和精度，现有连铸采用如图1所示的摄像定尺或如图2所示的激光定尺进行辅助切割：

如图1所示，现有的摄像定尺是将若干相机11架设在连铸流道一侧或两侧，每个相机11平行于流道架设，使得多个相机11的照射范围覆盖全部定尺范围。使用前，需要将多个相机11拍摄到的图像进行拼接，然后将图像坐标和世界坐标通过标定的方式进行对应；为减少图像拼接次数，每个相机11的照射范围一般都要取到2.5m左右，为保证相机11能够获得较大的取景范围，相机11距离流道中心位置的距离大概为3m～5m，拍照清晰度较低。当连铸出钢后，相机11采集辊道4图像并进行图像处理，计算出坯头的图像位置，再根据图像坐标转化成世界坐标计算坯头的实际位置；当坯头到达预设位置时，摄像定尺向切割模块2发送切割信号，进行切割。

如图2所示，现有的激光定尺是将激光测距仪12安装在连铸出坯辊道4一侧，激光光束迎向出钢方向，激光测距仪12实时读取数据，并计算出当前坯头位置，当坯头到达预设位置时，激光定尺向切割模块2发送切割信号。

天气寒冷的时候，连铸辊道4附近会产生较大的雾气，雾气笼罩出钢辊道4；尤其在北方钢厂，这种情况更为严重。当雾气较强时，由于相机11架设位置距离钢坯头部的距离较远，导致相机11采集的图像几乎都是雾气的图像，无法采集到钢坯头部的图像，更无法跟踪钢坯头部的位置，也就失去了对钢坯进行定位的功能。即使雾气较淡，雾气也使坯头成像的边缘模糊不清，使摄像定尺采集图像后的判断结果出现偏差，严重影响铸坯3切割准确率和精度。

激光测距仪12一般架设在距离出钢口较远的位置，在雾气较强时也无法穿透雾气将激光光束打在坯头上，进而无法准确测出坯头位置。

综上所述，无论是现有的摄像定尺还是激光定尺，其技术缺陷导致其无法在雾气较大的环境下确定钢坯坯头位置，其主要技术缺陷有如下几点：

1、架设距离较远。由于工作方式的限制，导致相机或激光传感器的检测范围必须覆盖全部测量范围，故需要架设的位置较远。此时，即使雾气很淡，但由于距离较远，雾气也能遮挡相机或激光传感器，影响或干扰测量；

2、激光测距仪价格昂贵；

3、摄像定尺需要复杂的标定过程，采用模式识别图像处理方法实时跟踪连铸坯头部，易受阳光火焰等干扰，难于处理连续顶坯的情况。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是：为解决现有铸坯定尺切割中，无论是摄像定尺还是激光定尺，均无法在雾气较大的环境下确定钢坯坯头位置的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种抗雾气定尺装置，包括：平台、检测单元、除雾单元、驱动单元，所述检测单元、除雾单元均设置在平台上，所述驱动单元用于带动平台沿铸坯的移动方向移动至距切割模块设定距离处，所述设定距离等于铸坯的规定切割长度；所述除雾单元用于除去检测单元与铸坯之间的雾气，所述检测单元用于对待切割的钢坯进行拍照以判断铸坯坯头是否移动到标定位置。

其中，所述驱动单元包括：电机、同步带、及沿铸坯移动方向设置的导向模块，所述平台与导向模块滑动连接，所述平台与同步带固定连接，电机带动同步带移动以使平台能沿导向模块移动。

其中，所述导向模块包括至少两根平行设置的光轴，所述平台的底部设有滚轮，所述滚轮落于所述光轴上，所述滚轮与光轴滚动连接。

其中，所述滚轮上设有与所述光轴相匹配的内凹圆弧面。

其中，所述除雾单元为风机或风扇，用于吹散检测单元与铸坯之间的雾气。

其中，所述检测单元为具有长焦镜头的摄像机，所述摄像机设置在铸坯的正上方。

其中，所述检测单元为激光测距仪，所述检测单元设置在铸坯的斜上方。

其中，所述电机为步进电机。

(三)有益效果

上述技术方案具有如下优点：本实用新型一种抗雾气定尺装置，通过设置除雾单元，可以将检测单元与铸坯之间的雾气排走，排除雾气对间的结果的影响，实现精确切割；安装检测单元的平台可以在铸坯移动方向上精确移动，检测单元相对切割模块的距离等于铸坯的标准切割长度，这样只要获取坯头处的图像或检测坯头的位置即可，检测范围更小，大大降低了图像处理的难度，使得检测结果更加精确，可以实现精确切割，提高切割精度。

附图说明

图1是现有的摄像定尺装置的结构示意图；

图2是现有的激光定尺装置的结构示意图；

图3是本实用新型所述抗雾气定尺装置的结构示意图。

其中，1、检测单元；11、相机；12、激光测距仪；2、切割模块；3、铸坯；4、辊道；5、平台；6、除雾单元；7、光轴；8、同步带；9、电机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图3所示，本实用新型公布了一种抗雾气定尺装置，包括：平台5、检测单元1、除雾单元6、驱动单元，所述检测单元1、除雾单元6均设置在平台5上，所述驱动单元用于带动平台5沿铸坯的移动方向移动至距切割模块设定距离处，所述设定距离等于铸坯的规定切割长度；所述除雾单元6用于除去检测单元1与铸坯之间的雾气，所述检测单元1用于对待切割的钢坯进行拍照以判断铸坯坯头是否移动到标定位置。

检测单元1沿铸坯移动方向的移动距离可控，在驱动单元对平台5进行驱动的同时，检测单元1从切割模块处开始移动，当检测单元1的移动距离与铸坯的规定切割长度相等时，说明检测单元1与切割模块之间的距离恰好等于铸坯的规定切割长度，检测单元1不再移动；由于距离已经确定，只要当铸坯的坯头移动到检测单元1监测范围内的标定处，就可以开始对铸坯进行切割；所以检测单元1无需对整个铸坯进行监测，只要监测坯头是否到达当前位置即可；监测范围小，检测单元1可以离铸坯更近一些，这样获取到的结果会更加清晰、精确，提高切割精度。当检测单元1移动到位后，启动除雾单元6，将检测单元1与铸坯之间的雾气除去，排除雾气对检测过程、检测结果造成的影响，有助于获得更高的切割精度，避免切割出废品或造成浪费。检测单元1的位置可调节，可以切割多种长度规格的铸坯，减少了检测单元1的数量，节约检测成本。

具体的，所述驱动单元包括：电机9、同步带8、及沿铸坯移动方向设置的导向模块，所述平台5与导向模块滑动连接，所述平台5与同步带8固定连接，电机9带动同步带8移动以使平台5能沿导向模块移动。电机9带动同步带8转动，平台5随同步带8在导向模块上移动，从移动方向和移动距离两个方面进行限制，保证平台5的移动距离准确无误，提高切割长度的准确性和精确性。

进一步的，所述导向模块包括至少两根平行设置的光轴7，所述平台5的底部设有滚轮，所述滚轮落于所述光轴7上，所述滚轮与光轴7滚动连接。平台5与光轴7之间滚动接触，平台5移动过程中摩擦阻力较小，不影响平台5的移动。

优选的，所述滚轮上设有与所述光轴7相匹配的内凹圆弧面。滚轮通过内凹圆弧面骑在光轴7上，可以使平台5移动更加平稳，移动距离更加准确。

具体的，所述除雾单元6为风机或风扇，用于吹散检测单元1与铸坯之间的雾气。即通过在平台5上设置风机或风扇，对着检测单元1与铸坯之间的空间吹扫，将检测单元1处的雾气排走，方便光线通过，可以获取清晰的图像。

优选的，所述检测单元1为具有长焦镜头的摄像机，所述摄像机设置在铸坯的正上方。摄像机使用长焦镜头，用较小的视角处理连铸坯的图像，因此能有效分析顶坯情况下连铸坯的缝隙图像，分析出后续坯头的位置，进行定尺切割。

优选的，所述检测单元1为激光测距仪，所述检测单元1设置在铸坯的斜上方。除雾单元6排走了检测单元1处的雾气，排除了雾气对激光的影响，使用激光测距仪也可以准确判断出坯头的位置，也可以实现精确切割铸坯的目的，提高了切割精度，避免造成材料浪费。

优选的，所述电机9为步进电机。步进电机可以精确控制同步带8的转动，使平台5移动的距离更加精确，提高切割精确度。

本实用新型所述抗雾气定尺装置的工作原理如下：

首先根据铸坯标准切割长度以及具体设备标定出确定摄像机拍摄图像的关键点，即检测到坯头移动到摄像机取景范围内的某一点处即可判定为铸坯移动到位，可以开始切割；若采用激光测距仪，则设置好检测距离即可。同时保证平台5处于初始位置时，摄像机拍摄图像中的关键点恰好与切割位置对齐，采用激光测距仪时也应做类似处理，以确保检测的精确度。

然后启动电机9，根据铸坯的标准切割长度将平台5移动指定距离后关闭电机9；启动除雾单元6，将检测单元1与铸坯之间的雾气吹扫干净，检测单元1实时拍摄或检测，通过对比，使用背景差影法有效处理暗坯情况，由于拍摄范围小，拍摄精度高，大大降低了图像处理的难度，可以准确地判断出坯头的位置，进而启动切割操作；使用激光测距仪时只要检测到坯头移动到指定位置即可启动切割操作；切割模块采用火切机，切割速度快，可实现连续出坯。对于摄像机来说，由于拍摄范围小，拍摄精度高，无需拼接图像，大大降低了图像处理难度，判断结果更加精确，能有效分析顶坯情况下连铸坯的缝隙图像，分析出后续坯头的位置，进行定尺切割。

当需要切割另一标准长度的铸坯时，可以启动电机9，将检测单元1移动到指定位置即可，无需针对不同规格的铸坯设置不同的摄像机或激光测距仪，节省检测设备没检测成本低。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种抗雾气定尺装置，其特征在于，包括：平台、检测单元、除雾单元、驱动单元，所述检测单元、除雾单元均设置在平台上，所述驱动单元用于带动平台沿铸坯的移动方向移动至距切割模块设定距离处，所述设定距离等于铸坯的规定切割长度；所述除雾单元用于除去检测单元与铸坯之间的雾气，所述检测单元用于对待切割的钢坯进行拍照以判断铸坯坯头是否移动到标定位置。

2.如权利要求1所述的抗雾气定尺装置，其特征在于，所述驱动单元包括：电机、同步带、及沿铸坯移动方向设置的导向模块，所述平台与导向模块滑动连接，所述平台与同步带固定连接，电机带动同步带移动以使平台能沿导向模块移动。

3.如权利要求2所述的抗雾气定尺装置，其特征在于，所述导向模块包括至少两根平行设置的光轴，所述平台的底部设有滚轮，所述滚轮落于所述光轴上，所述滚轮与光轴滚动连接。

4.如权利要求3所述的抗雾气定尺装置，其特征在于，所述滚轮上设有与所述光轴相匹配的内凹圆弧面。

5.如权利要求1所述的抗雾气定尺装置，其特征在于，所述除雾单元为风机或风扇，用于吹散检测单元与铸坯之间的雾气。

6.如权利要求1所述的抗雾气定尺装置，其特征在于，所述检测单元为具有长焦镜头的摄像机，所述摄像机设置在铸坯的正上方。

7.如权利要求1所述的抗雾气定尺装置，其特征在于，所述检测单元为激光测距仪，所述检测单元设置在铸坯的斜上方。

8.如权利要求2所述的抗雾气定尺装置，其特征在于，所述电机为步进电机。