[发明专利]火焰切割钢材边缘和预热点位置检测方法

说明书

本发明涉及一种火焰切割钢材边缘和预热点位置检测方法，包括以下步骤：S1、针对输送轨道上的待切割钢材，在火焰切割设备的钢材输送方向前方，安装相机实时抓取输送过程中钢材经过的图像；S2、利用图像处理确定包含钢材头部和尾部的图像；S3、通过对包含钢材头部和尾部图像的分析检测钢材边缘位置，结合钢材的切割方式，根据钢材边缘位置信息确定钢材火焰切割预热点位置。本发明适用于钢材在输送轨道上由于运动产生边缘位置偏离情况下的钢材边缘位置检测，根据钢材切割方式，确定火焰切割设备切割枪处的起割或者预热点位置，为钢材火焰切割的顺利进行提供关键的技术保障。

技术领域

本发明涉及火焰切割技术领域，尤其涉及一种火焰切割钢材边缘和预热点位置检测方法。

背景技术

火焰切割是一种被广泛应用于钢铁工业中的粗加工技术，特别是钢材厚度大于50mm时，火焰切割是唯一经济有效的切割方式。

钢材火焰切割过程分为三个阶段：预热阶段、起割阶段和切割阶段。预热阶段是指切割钢材之前，需要在钢材坯料边缘使用预热火焰进行预热。预热至钢材燃点后，送入高纯度切割氧流，进入起割阶段。切割氧与预热后的钢材产生燃烧反应，生成氧化物并放出大量的热，燃烧热将氧化物熔化成液态并将燃烧面附近的钢材加热至燃点，随后进入切割阶段。高速切割氧流将液态的生成氧化物吹离钢材，暴露出切口附近被加热至燃点的钢铁，使其继续与氧气反应，维持切割过程。随着切割设备切割枪的移动，形成割缝，将钢材切开。

钢材火焰切割最为关键的一步是确定钢材工件边缘或预热点位置。如果预热点位置偏离，起割位置处的钢材得不到很好的预热，钢材无法与切割氧流产生燃烧反应导致后续切割无法进行。一个客观的事实是，钢材坯料或者工件在输送轨道上运动时，运动轨迹会产生不确定的偏差，钢材坯料或者工件边缘产生偏离、位置不确定，由于火焰切割预热点位置偏离导致切割失败的情况时有发生。因此，目前亟需一种钢材工件边缘或者预热点位置的在线检测方法保证火焰切割过程的顺利进行。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供火焰切割钢材边缘和预热点位置检测方法，通过图像处理的方法在线检测钢材边缘位置，根据钢材的切割方式，确定火焰切割设备切割枪处的起割或者预热点位置，为钢材火焰切割的顺利进行提供关键的技术保障。

本发明采用的技术方案如下：

本发明所提出的火焰切割钢材边缘和预热点位置检测方法，包括以下步骤：

S1、针对输送轨道上的待切割钢材，在火焰切割设备的钢材输送方向前方，安装相机实时抓取输送过程中钢材经过的图像；

S2、利用图像处理确定包含钢材头部和尾部的图像；

S3、通过对包含钢材头部和尾部图像的分析检测钢材边缘位置，结合钢材的切割方式，根据钢材边缘位置信息确定钢材火焰切割预热点位置：

h_p＝(h₂-h₁)*l/L+h₁

式中，h_p为火焰切割预热点位置至位置基准线的距离，h₁和h₂分别为钢材预热点对应边缘在钢材头部和尾部处至位置基准线的距离，L为钢材边缘长度，l为钢材边缘上待切割位置至钢材头部的距离，位置基准线为一条选定的与钢材输送方向平行的参考线。

进一步的，所述步骤S2中，确定包含钢材头部和尾部图像的方法采用实时图像处理识别方法。

进一步的，所述相机视安装条件限制以及位置检测精度的需要确定数量，可采用一台或多台。

进一步的，所述相机为线阵相机或面阵相机。

进一步的，所述相机为可见光波段彩色相机、黑白相机或近红外、短波红外、中波红外、长波红外等波段相机。