[发明专利]一种高效精确的圆钢自动定尺系统

说明书

本发明公开了一种高效精确的圆钢自动定尺系统，涉及金属棒材定尺技术领域。具体步骤为：步骤一、机器视觉测距，采用机器视觉系统对钢棒长度进行测量；步骤二、自动定尺，在C语言编程环境下设计算法编译运行，满足钢球料坯定长合格率以及成材率；步骤三、控制系统，有关生产工艺及流程包括测长、翻料、计算及切割、冲床压断与对齐，圆钢自动定尺系统由PLC单元(1)、机器视觉检测单元(2)、显示单元(3)、计算单元(4)，供电系统、生产车间物流方案、注意事项等组成。本发明通过优化钢棒长度测量和钢棒自动定尺控制系统，定尺精度高、稳定、标定简单、安装调试及运行维护简单、运行费用低、准确切割，提高了定尺率和成材率，降低了废品率。

技术领域

本发明涉及锻压耐磨钢球圆钢坯料定尺技术领域，尤其是高效精确的钢棒自动定尺和控制系统。

背景技术

耐磨钢球生产过程中，圆钢钢棒定尺精度的准确性，影响钢球的产量、产品质量和成本。随着市场的变动和对钢球品质要求的提高，成本压力越来越大，定尺规格越来越多，定尺精度和效率在耐磨钢球生产中越来越重要。目前已有的棒材自动切割机普遍利用红外线拍摄定尺操纵，但存在抗干扰性比较差、坯料无法识别环境温度过低，且定尺拆换过频时偏差更大，造成定尺常常未达精确度要求而下线改尺，另外坯料余量不稳定，严重影响到了成材率和产品质量。

机械设备挡板、接触式测量、红外线摄像定尺等是当前主要定尺切割方法。纯粹机械方法是机械挡板定尺，加工工艺粗糙，人为调整偏差大，碰撞导致机械挡板机械动作反应慢，导致切割后偏差比较大；接触式定尺对设备维护管理具有较高的规定，比如测量辊损坏、测量辊打滑的现象、轴承润滑欠佳、编码器本身在极端环境下的使用寿命、电缆在极端环境下的防护都会影响定尺系统的正常工作，且运行费用高，维护工作量大；红外线摄像归属于图像信息识别处理控制，相对前述两种控制方法，其操作方便一些，切割精度相对较高，但对安装精度规定极高，很容易受外界环境因素，比如切割棒料时飞溅的火花、环境光照条件、切割时的温度、摄像头支架晃动情况、显示器的分辨率等这些无法控制的因素都会影响定尺和切割精度，且人为调整定尺极为烦琐，如果生产过程中涉及定尺规格多，则基本上不能满足使用规定。

为此需设计运用先进的图像处理机器视觉技术，根据钢棒的光谱和形状特征，构建棒材图形特性的数学分析模型，对采集和监测的数据进行二值化、数据预处理，采取算子开展边缘检测，实现高效精确的对棒材进行测量与自动定尺。

发明内容

本发明为了解决目前的耐磨钢球圆钢坯料定尺装置定尺精度低、效率低、安装调试及运行维护复杂的问题，为此提供了一种高效精确的圆钢自动定尺系统。

为实现上述目的，本系统所采取的技术方案是：一种高效精确的钢棒长度测量和钢棒自动定尺控制系统，其具体技术方案为：

本定尺和控制系统使用的6m长直径80～120mm圆钢，正常6m定尺。圆钢是都没有达到标准长度，普遍存在短料，圆钢存在10％短料，最大的长短偏差为50cm。正常下料直径80～120mm圆钢是200mm长度(根据产品规格变化，下料长度会相应调整)，6m长度正好断料30个，由计算机来计算每个圆钢平均分，原则上长度200mm的钢棒料坯可以长2～3mm或者短2～3mm。本系统优化钢棒长度测量技术，设计钢棒不同长度的程序算法自动定尺和控制系统，实现耐磨钢球圆钢坯料高效精确的定尺分段。具体有以下步骤：

步骤一、测量实际总长，钢坯在展料台展开后，在翻料位设置CCD相机，分别测量出CCD相机到坯料之间的距离L1、L2。经控制器计算得出坯料长度L＝L0-L1-L2。测长采用摄像机测长设备精度高，单个设备重复误差在±0.5mm。

步骤二、定尺，确定整型变量切割数num、实型变量length、averlength。

步骤三、给运算变量赋初值。输入length的值，scanf_s(％f,length)根据CCD相机得到精确棒材总长数据。