[发明专利]一种实现中间坯头尾剪切控制的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及轧钢过程的中间坯头尾剪切控制技术，尤其涉及实现中间坯头尾优化剪切控制的方法及系统。

背景技术

在热轧带钢厂中，在粗轧机和精轧机之间的钢坯称之为中间坯。不规则形状的中间坯头、尾部必须经过飞剪的剪切，以防止中间坯被轧制成长带钢以及在后续的卷取过程中出现半轧废品。

如果中间坯的头尾部被剪切得过少，则在轧制过程中，多余的头尾部会导致整条带钢产生卡钢和在轧辊表面形成辊印，或遗留一部分尾部在轧机中，从而造成下一条钢的卡钢现象。如果带钢的头尾部被剪切的过多，则会给轧钢用户带来高额的浪费。

对每一条中间坯的头尾部提供最理想的修剪长度，并进行最佳剪切的过程，称为“优化剪切”。如今先进的优化剪切系统已被视为每一家热轧带钢厂具有最高回报的投资。

该优化剪切方案包括轮廓仪、形状分析仪、带速跟踪装置以及剪切执行装置，由轮廓仪采集获取到带钢中间坯的头部或尾部的图像信息，形状分析仪对轮廓仪获取的图像信息进行图像预处理、形状识别以及最优剪切线计算，得到中间坯的剪切位置；剪切执行装置参考带速跟踪装置捕获到的中间坯在辊道上的移动速度，控制飞剪将中间坯切断在其剪切位置处，去除中间坯的头部和/或尾部。

现有的优化剪切方案是利用测宽仪或线阵摄像作为轮廓仪来获得带钢中间坯的头尾形状信息。如果使用测宽仪，需要连续测量宽度，同时要求跟踪带钢运动，得到沿带钢长度方向的一系列带钢宽度信息，如图1所示。这种方法无法反映真实的带钢图像，特别是无法识别如鱼尾这种形状(如图1中所示的中间坯尾部)。因此，无法执行较复杂的剪切策略，往往会造成错误的剪切操作，如图2中所示的一种错误的剪切位置。

基于线阵摄像机构成轮廓仪每次扫描一条线，同时跟踪带钢速度(简称带速)，再拼接出整幅图像。如果带速跟踪有问题，则图像拼接也会出现问题，特别是纵向图像比例出现错误，对最终的计算结果影响较大。

现有的采用面阵成像装置采集图像的系统，需要其它辅助装置来检测中间坯的到达和离开，以便控制成像装置抓拍中间坯头部或者尾部图像。这些系统及方法存在着投资巨大及系统调整困难等问题，且很难直观地规避成像区缺陷而难以获得最佳图像；再有，易受中间坯速度影响，造成抓拍过早或者过晚，从而影响中间坯头尾剪切的精确控制。

由此可见，现有的利用测宽仪或线阵摄像作为轮廓仪进行优化剪切方案均各有各的问题，如果处理不妥会造成中间坯头尾剪切过少或过多，从而造成卡钢现象或巨额浪费。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种实现中间坯头尾剪切控制的方法及系统，能够根据直接获得的头尾形状信息实现中间坯头尾剪切的精确控制。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种实现中间坯头尾剪切控制的方法，包括：

图像采集装置采用面阵式摄像机采集带钢的图像序列；

形状分析装置对图像采集装置采集到的图像序列进行分析，对分析为带钢头尾图像进行图像预处理，通过对经预处理的图像进行检测识别带钢形状类别，并计算出带钢剪切线位置；

剪切执行装置根据形状分析装置计算出的带钢剪切线位置控制对带钢的头部或尾部进行剪切的位置。

优选地，该方法还包括：

在人机交互装置上通过模式训练获取训练数据，和/或配置包括定长、定百分比以及优化剪切中的任意一种剪切策略，提供给形状分析装置。

优选地，形状分析装置对分析为带钢头尾图像进行的图像预处理，包括灰度拉伸、中值滤波以及二值化处理中的一种或多种。

优选地，形状分析装置通过对经预处理的图像进行检测识别带钢形状类别，并计算出带钢剪切线位置，具体包括：

通过对经预处理的图像进行边缘检测获取边界链码，并依据训练数据对获取的边界链码通过神经网络模糊识别方式识别带钢形状类别，或者在预处理的图像宽度方向上设置一个虚拟扫描线，沿该图像外部向内部移动，并对虚拟扫描线被穿越的次数和位置进行分析识别出所述带钢形状类别，包括宽头、窄头、鱼尾、歪头以及狗骨中的一种或多种单独形状或组合形状，根据剪切策略和识别出的所述带钢形状类别计算所述带钢剪切线位置。

优选地，该方法还包括：

带速跟踪装置测取带钢带速；

剪切执行装置还根据带速跟踪装置测取的带钢带速控制对带钢的头部或尾部进行剪切的时刻。

优选地，在图像采集装置采集带钢的图像序列之前，还包括：

通过人机交互装置设定图像位置，启动图像采集装置按照设定的图像位置采集带钢的图像序列，并动态地显示图像采集装置采集的带钢的图像序列。