一種定尺圓鋼計(jì)數(shù)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種利用攝像設(shè)備和計(jì)算機(jī)圖像對(duì)定尺圓鋼計(jì)數(shù)的裝置，屬于工業(yè)自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，冶金棒材計(jì)數(shù)技術(shù)主要有兩種，一種是以光電管脈沖計(jì)數(shù)，該計(jì)數(shù)方式應(yīng)用較早，也很普遍，但受棒材交疊、緊貼、顫動(dòng)以及現(xiàn)場(chǎng)氧化鐵皮的影響，使得計(jì)數(shù)準(zhǔn)確度不高。另一種是采用攝像設(shè)備和計(jì)算機(jī)圖像技術(shù)對(duì)棒材端面計(jì)數(shù)的方式，如果棒材端面存在剪切變形、彎曲、受剪切溫度影響而端面顏色變化等因素都會(huì)影響該計(jì)數(shù)方式的計(jì)數(shù)精度。
[0003]在圓鋼生產(chǎn)線精整區(qū)域，倍尺圓鋼在剪前梳型器和剪后壓輥?zhàn)饔孟鲁尸F(xiàn)平鋪狀態(tài)，定尺飛剪分?jǐn)嗪螅D(zhuǎn)臂將圓鋼層輕托輕放至對(duì)齊輥道上，加之圓鋼具有弧形圓滑的外形特點(diǎn)，在齊輥道旋轉(zhuǎn)對(duì)齊過(guò)程中圓鋼層能夠自然呈現(xiàn)平鋪無(wú)交叉狀態(tài)。這是采用攝像設(shè)備和計(jì)算機(jī)圖像技術(shù)進(jìn)行定尺圓鋼計(jì)數(shù)的工藝基礎(chǔ)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種定尺圓鋼計(jì)數(shù)裝置，這種裝置采用攝像設(shè)備和計(jì)算機(jī)圖像技術(shù)對(duì)定尺圓鋼層所含棒材進(jìn)行計(jì)數(shù)，可以克服因棒材缺陷引起的計(jì)數(shù)不準(zhǔn)確的缺點(diǎn)。
[0005]解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是:
[0006]—種定尺圓鋼計(jì)數(shù)裝置，它包括對(duì)齊擋板和對(duì)齊輥道，它還有可編程序控制器、攝像裝置、計(jì)算機(jī)，可編程控制器通過(guò)接觸器與對(duì)齊輥道的控制裝置相連接，可編程控制器的輸出端與攝像裝置通過(guò)I/O 口相連接，計(jì)算機(jī)與可編程控制器、攝像裝置通過(guò)網(wǎng)線相連接，攝像裝置安裝在圓鋼棒材層中部正上方。
[0007 ]上述定尺圓鋼計(jì)數(shù)裝置，所述攝像裝置由工業(yè)相機(jī)、外觸發(fā)式視頻采集卡和LED照明裝置組成，工業(yè)相機(jī)位于對(duì)齊輥道中線正上方，工業(yè)相機(jī)距離對(duì)齊擋板0.5-0.7米，距離對(duì)齊輥道I.8-2.2米，工業(yè)相機(jī)的鏡頭垂直向下。
[0008]上述定尺圓鋼計(jì)數(shù)裝置，所述攝像裝置的LED照明裝置是由條形LED光源和光源控制器組成，條形LED光源沿對(duì)齊輥道一側(cè)安裝，光照方向朝向?qū)R圓鋼，并向下傾斜，光源控制器與條形LED光源相連接。
[0009]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0010]本實(shí)用新型采用攝像設(shè)備和計(jì)算機(jī)圖像技術(shù)相結(jié)合對(duì)定尺圓鋼層所含棒材進(jìn)行計(jì)數(shù)，可以克服因棒材端面存在剪切變形、彎曲、受剪切溫度影響而端面顏色變化等因素對(duì)計(jì)數(shù)精度的影響，具有非接觸、在線實(shí)時(shí)測(cè)量、準(zhǔn)確度高、實(shí)用可靠的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0012]圖2是圖1的側(cè)視圖。
[0013]圖中標(biāo)記如下:對(duì)齊擋板1、條形LED光源2、圓鋼3、工業(yè)相機(jī)4、對(duì)齊輥道5、圖像范圍6、對(duì)齊輥道蓋板7。
【具體實(shí)施方式】
[0014]本實(shí)用新型包括對(duì)齊擋板1、對(duì)齊輥道5、可編程序控制器、攝像裝置、計(jì)算機(jī)?？删幊炭刂破魍ㄟ^(guò)接觸器與對(duì)齊輥道5的控制裝置相連接，可編程控制器的輸出端與攝像裝置通過(guò)I/O 口相連接，計(jì)算機(jī)與可編程控制器、攝像裝置通過(guò)網(wǎng)線相連接，攝像裝置安裝在圓鋼棒材層中部正上方。
[0015]圖中顯示，攝像裝置由工業(yè)相機(jī)4、外觸發(fā)式視頻采集卡和LED照明裝置組成，工業(yè)相機(jī)4位于對(duì)齊輥道5中線正上方，工業(yè)相機(jī)4與對(duì)齊擋板I的距離為0.5-0.7米，與對(duì)齊輥道5的距離為1.8-2.2米，工業(yè)相機(jī)4的鏡頭垂直向下。
[0016]本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的工業(yè)相機(jī)4采用黑白CCD面陣300萬(wàn)像素逐行掃描相機(jī)，GigE接口、帶外觸發(fā)功能的I/O控制端口，工業(yè)相機(jī)4與對(duì)齊擋板I的距離為0.5米，與對(duì)齊棍道5的距離為2米。
[0017]圖中顯示，攝像裝置的LED照明裝置是由條形LED光源2和光源控制器組成，條形LED光源2沿對(duì)齊輥道5—側(cè)安裝，光照方向朝向?qū)R圓鋼3，光源控制器與條形LED光源2相連接。
[0018]條形LED光源2的安裝角度為在垂直于圓鋼3對(duì)齊平面稍向下傾斜為宜，調(diào)整時(shí)以生產(chǎn)的最小規(guī)格圓鋼(如直徑13毫米圓鋼)為基準(zhǔn)，遠(yuǎn)離光源對(duì)齊輥道5—側(cè)的兩根緊密排列的圓鋼之間陰影水平寬度為1/5圓鋼直徑為原則。小角度側(cè)照方式可以保證在圓鋼3緊密排列的情況下，彼此之間都存在陰影，使后續(xù)的圖像分割變得簡(jiǎn)單。
[0019]光源控制器分為4擋，擋位對(duì)應(yīng)的光源強(qiáng)度能滿足現(xiàn)場(chǎng)機(jī)器視覺(jué)測(cè)量的需要。該光源控制器四擋由可編程控制器PLC的數(shù)字輸出四個(gè)點(diǎn)位控制。擋位切換在計(jì)算機(jī)的人機(jī)界面上操作。
[0020]本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例采用的計(jì)算機(jī)內(nèi)置千兆以太網(wǎng)卡。通過(guò)屏蔽網(wǎng)線與工業(yè)相機(jī)4網(wǎng)絡(luò)接口相連，用于數(shù)據(jù)傳輸。內(nèi)置PR0FIBUS-DP網(wǎng)卡與可編程序控制器PLC的DP接口相連，用于二者之間的通訊。
[0021 ] 本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的可編程序控制器PLC采用西門(mén)子S7-300 PLC，通過(guò)DP接口與計(jì)算機(jī)相連。數(shù)字輸出模板一輸出點(diǎn)位與工業(yè)相機(jī)4的I/O接口觸發(fā)輸入端子相連。數(shù)字輸出模板的4個(gè)輸出點(diǎn)位與光源控制器的控制端相連。
[0022]本實(shí)用新型的定尺圓鋼計(jì)數(shù)過(guò)程如下:
[0023](I)圖像采集
[0024]圓鋼層放置于對(duì)齊輥道5的對(duì)齊輥道蓋板7上，可編程序控制器PLC控制對(duì)齊輥道5電機(jī)旋轉(zhuǎn)，延時(shí)一段時(shí)間后(該時(shí)間間隔確保所有圓鋼3能夠在組合對(duì)齊擋板I處一端對(duì)齊)，可編程序控制器PLC觸發(fā)視頻采集卡控制工業(yè)相機(jī)4拍照，經(jīng)千兆以太網(wǎng)傳至計(jì)算機(jī)內(nèi)存，等待處理。
[0025](2)圖像處理
[0026]本實(shí)用新型利用圓鋼本身的特點(diǎn)，采用小角度側(cè)照明方式使得緊密排列的圓鋼之間均存在陰影，即使彼此有間隔，輥道下黑暗空間也會(huì)在垂直向下安裝的相機(jī)獲得的每根圓鋼之間形成灰度值很低的暗區(qū)。加之在處理之初即定義了僅有圓鋼的圖像范圍6，使得處理變得簡(jiǎn)單。
[0027]本實(shí)用新型采用中值濾波，增強(qiáng)方法對(duì)圖像進(jìn)行消噪、增加對(duì)比度處理。
[0028](3)圖像分割
[0029]本實(shí)用新型采用分割閾值遍歷與識(shí)別對(duì)象長(zhǎng)度特征相結(jié)合的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)圓鋼支數(shù)的識(shí)別。該方法適用于對(duì)比度強(qiáng)、光照均勻的對(duì)象提取，只要圓鋼對(duì)象的灰度值大于陰影部分的灰度值即可穩(wěn)定的將對(duì)象分割出來(lái)。這對(duì)于本實(shí)用新型裝置來(lái)說(shuō)很容易實(shí)現(xiàn)。
[0030](4)計(jì)數(shù)過(guò)程
[0031]對(duì)采集到的灰度圖像進(jìn)行圖像濾波和增強(qiáng)后，全局給定分割閾值自最大灰度值開(kāi)始由大到小，步長(zhǎng)為S，依次對(duì)圖像進(jìn)行全局閾值分割，每次均對(duì)分割出來(lái)的符合檢測(cè)長(zhǎng)度要求(能夠顯示的圓鋼長(zhǎng)度為L(zhǎng)，則檢測(cè)長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)可以設(shè)置為0.6L)的對(duì)象進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)值為n，在有棒材的情況下，隨著分割的進(jìn)行，η的數(shù)值會(huì)有一個(gè)由小到大、不變、變小的過(guò)程，當(dāng)η的數(shù)值變小時(shí)，終止圖像分割過(guò)程，則η的最大值即為該棒材層的圓鋼根數(shù)。
[0032](5)計(jì)數(shù)結(jié)果顯示及應(yīng)用
[0033]最終圖像分割結(jié)果以及識(shí)別出的圓鋼根數(shù)顯示在結(jié)果顯示界面上。操作人員可以根據(jù)圖像分割效果決定是否應(yīng)該調(diào)整光照強(qiáng)度。
[0034]棒材層中的圓鋼支數(shù)數(shù)值由計(jì)算機(jī)經(jīng)PR0FIBUS提供給可編程序控制器PLC，由可編程序控制器PLC對(duì)各棒材層進(jìn)行跟蹤，每捆棒材收集的各層棒材支數(shù)總和即為該捆棒材的總支數(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種定尺圓鋼計(jì)數(shù)裝置，它包括對(duì)齊擋板(1)和對(duì)齊輥道(5)，其特征在于:它還有可編程序控制器、攝像裝置、計(jì)算機(jī)，可編程控制器通過(guò)接觸器與對(duì)齊輥道(5)的控制裝置相連接，可編程控制器的輸出端與攝像裝置通過(guò)1/O 口相連接，計(jì)算機(jī)與可編程控制器、攝像裝置通過(guò)網(wǎng)線相連接，攝像裝置安裝在圓鋼棒材層中部正上方。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定尺圓鋼計(jì)數(shù)裝置，其特征在于:所述攝像裝置由工業(yè)相機(jī)(4)、外觸發(fā)式視頻采集卡和LED照明裝置組成，工業(yè)相機(jī)(4)位于對(duì)齊輥道(5)中線正上方，工業(yè)相機(jī)(4)距離對(duì)齊擋板(1)0.5-0.7米，距離對(duì)齊輥道(5)1.8-2.2米，工業(yè)相機(jī)(4)的鏡頭垂直向下。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的定尺圓鋼計(jì)數(shù)裝置，其特征在于:所述攝像裝置的LED照明裝置是由條形LED光源(2)和光源控制器組成，條形LED光源(2)沿對(duì)齊輥道(5)—側(cè)安裝，光照方向朝向?qū)R圓鋼(3 )并向下傾斜，光源控制器與條形LED光源(2 )相連接。
【專利摘要】一種定尺圓鋼計(jì)數(shù)裝置，屬于工業(yè)自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，利用攝像設(shè)備和計(jì)算機(jī)圖像對(duì)定尺圓鋼進(jìn)行計(jì)數(shù)。其技術(shù)方案是：它由對(duì)齊擋板、對(duì)齊輥道、可編程序控制器、攝像裝置、計(jì)算機(jī)組成，可編程控制器通過(guò)接觸器與對(duì)齊輥道的控制裝置相連接，可編程控制器的輸出端與攝像裝置通過(guò)I/O口相連接，計(jì)算機(jī)與可編程控制器、攝像裝置通過(guò)網(wǎng)線相連接，攝像裝置安裝在圓鋼棒材層中部正上方。本實(shí)用新型采用攝像設(shè)備和計(jì)算機(jī)圖像技術(shù)相結(jié)合對(duì)定尺圓鋼層所含棒材進(jìn)行計(jì)數(shù)，可以克服因棒材端面存在剪切變形、彎曲、受剪切溫度影響而端面顏色變化等因素對(duì)計(jì)數(shù)精度的影響，具有非接觸、在線實(shí)時(shí)測(cè)量、準(zhǔn)確度高、實(shí)用可靠的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】G06T7/00, G06M1/272
【公開(kāi)號(hào)】CN205176915
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521024680
【發(fā)明人】張振亞, 姜紅, 孫曉明, 秦友剛, 謝文發(fā), 華祺年, 劉建培, 王紹丹, 劉大召
【申請(qǐng)人】石家莊鋼鐵有限責(zé)任公司, 河北科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年12月11日