一種定尺圓鋼計數裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種利用攝像設備和計算機圖像對定尺圓鋼計數的裝置，屬于工業自動化檢測設備技術領域。
【背景技術】
[0002]目前，冶金棒材計數技術主要有兩種，一種是以光電管脈沖計數，該計數方式應用較早，也很普遍，但受棒材交疊、緊貼、顫動以及現場氧化鐵皮的影響，使得計數準確度不高。另一種是采用攝像設備和計算機圖像技術對棒材端面計數的方式，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影響該計數方式的計數精度。
[0003]在圓鋼生產線精整區域，倍尺圓鋼在剪前梳型器和剪后壓輥作用下呈現平鋪狀態，定尺飛剪分斷后，旋轉臂將圓鋼層輕托輕放至對齊輥道上，加之圓鋼具有弧形圓滑的外形特點，在齊輥道旋轉對齊過程中圓鋼層能夠自然呈現平鋪無交叉狀態。這是采用攝像設備和計算機圖像技術進行定尺圓鋼計數的工藝基礎。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種定尺圓鋼計數裝置，這種裝置采用攝像設備和計算機圖像技術對定尺圓鋼層所含棒材進行計數，可以克服因棒材缺陷引起的計數不準確的缺點。
[0005]解決上述技術問題的技術方案是:
[0006]—種定尺圓鋼計數裝置，它包括對齊擋板和對齊輥道，它還有可編程序控制器、攝像裝置、計算機，可編程控制器通過接觸器與對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I/O 口相連接，計算機與可編程控制器、攝像裝置通過網線相連接，攝像裝置安裝在圓鋼棒材層中部正上方。
[0007 ]上述定尺圓鋼計數裝置，所述攝像裝置由工業相機、外觸發式視頻采集卡和LED照明裝置組成，工業相機位于對齊輥道中線正上方，工業相機距離對齊擋板0.5-0.7米，距離對齊輥道I.8-2.2米，工業相機的鏡頭垂直向下。
[0008]上述定尺圓鋼計數裝置，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光源沿對齊輥道一側安裝，光照方向朝向對齊圓鋼，并向下傾斜，光源控制器與條形LED光源相連接。
[0009]本實用新型的有益效果是:
[0010]本實用新型采用攝像設備和計算機圖像技術相結合對定尺圓鋼層所含棒材進行計數，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計數精度的影響，具有非接觸、在線實時測量、準確度高、實用可靠的優點。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的結構俯視圖；
[0012]圖2是圖1的側視圖。
[0013]圖中標記如下:對齊擋板1、條形LED光源2、圓鋼3、工業相機4、對齊輥道5、圖像范圍6、對齊輥道蓋板7。
【具體實施方式】
[0014]本實用新型包括對齊擋板1、對齊輥道5、可編程序控制器、攝像裝置、計算機。可編程控制器通過接觸器與對齊輥道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I/O 口相連接，計算機與可編程控制器、攝像裝置通過網線相連接，攝像裝置安裝在圓鋼棒材層中部正上方。
[0015]圖中顯示，攝像裝置由工業相機4、外觸發式視頻采集卡和LED照明裝置組成，工業相機4位于對齊輥道5中線正上方，工業相機4與對齊擋板I的距離為0.5-0.7米，與對齊輥道5的距離為1.8-2.2米，工業相機4的鏡頭垂直向下。
[0016]本實用新型的一個實施例的工業相機4采用黑白CCD面陣300萬像素逐行掃描相機，GigE接口、帶外觸發功能的I/O控制端口，工業相機4與對齊擋板I的距離為0.5米，與對齊棍道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沿對齊輥道5—側安裝，光照方向朝向對齊圓鋼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對齊平面稍向下傾斜為宜，調整時以生產的最小規格圓鋼(如直徑13毫米圓鋼)為基準，遠離光源對齊輥道5—側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，使后續的圖像分割變得簡單。
[0019]光源控制器分為4擋，擋位對應的光源強度能滿足現場機器視覺測量的需要。該光源控制器四擋由可編程控制器PLC的數字輸出四個點位控制。擋位切換在計算機的人機界面上操作。
[0020]本實用新型的一個實施例采用的計算機內置千兆以太網卡。通過屏蔽網線與工業相機4網絡接口相連，用于數據傳輸。內置PR0FIBUS-DP網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 ] 本實用新型的一個實施例的可編程序控制器PLC采用西門子S7-300 PLC，通過DP接口與計算機相連。數字輸出模板一輸出點位與工業相機4的I/O接口觸發輸入端子相連。數字輸出模板的4個輸出點位與光源控制器的控制端相連。
[0022]本實用新型的定尺圓鋼計數過程如下:
[0023](I)圖像采集
[0024]圓鋼層放置于對齊輥道5的對齊輥道蓋板7上，可編程序控制器PLC控制對齊輥道5電機旋轉，延時一段時間后(該時間間隔確保所有圓鋼3能夠在組合對齊擋板I處一端對齊)，可編程序控制器PLC觸發視頻采集卡控制工業相機4拍照，經千兆以太網傳至計算機內存，等待處理。
[0025](2)圖像處理
[0026]本實用新型利用圓鋼本身的特點，采用小角度側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在垂直向下安裝的相機獲得的每根圓鋼之間形成灰度值很低的暗區。加之在處理之初即定義了僅有圓鋼的圖像范圍6，使得處理變得簡單。
[0027]本實用新型采用中值濾波，增強方法對圖像進行消噪、增加對比度處理。
[0028](3)圖像分割
[0029]本實用新型采用分割閾值遍歷與識別對象長度特征相結合的方法來實現對圓鋼支數的識別。該方法適用于對比度強、光照均勻的對象提取，只要圓鋼對象的灰度值大于陰影部分的灰度值即可穩定的將對象分割出來。這對于本實用新型裝置來說很容易實現。
[0030](4)計數過程
[0031]對采集到的灰度圖像進行圖像濾波和增強后，全局給定分割閾值自最大灰度值開始由大到小，步長為S，依次對圖像進行全局閾值分割，每次均對分割出來的符合檢測長度要求(能夠顯示的圓鋼長度為L，則檢測長度標準可以設置為0.6L)的對象進行計數，計數值為n，在有棒材的情況下，隨著分割的進行，η的數值會有一個由小到大、不變、變小的過程，當η的數值變小時，終止圖像分割過程，則η的最大值即為該棒材層的圓鋼根數。
[0032](5)計數結果顯示及應用
[0033]最終圖像分割結果以及識別出的圓鋼根數顯示在結果顯示界面上。操作人員可以根據圖像分割效果決定是否應該調整光照強度。
[0034]棒材層中的圓鋼支數數值由計算機經PR0FIBUS提供給可編程序控制器PLC，由可編程序控制器PLC對各棒材層進行跟蹤，每捆棒材收集的各層棒材支數總和即為該捆棒材的總支數。
【主權項】
1.一種定尺圓鋼計數裝置，它包括對齊擋板(1)和對齊輥道(5)，其特征在于:它還有可編程序控制器、攝像裝置、計算機，可編程控制器通過接觸器與對齊輥道(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1/O 口相連接，計算機與可編程控制器、攝像裝置通過網線相連接，攝像裝置安裝在圓鋼棒材層中部正上方。2.根據權利要求1所述的定尺圓鋼計數裝置，其特征在于:所述攝像裝置由工業相機(4)、外觸發式視頻采集卡和LED照明裝置組成，工業相機(4)位于對齊輥道(5)中線正上方，工業相機(4)距離對齊擋板(1)0.5-0.7米，距離對齊輥道(5)1.8-2.2米，工業相機(4)的鏡頭垂直向下。3.根據權利要求2所述的定尺圓鋼計數裝置，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)沿對齊輥道(5)—側安裝，光照方向朝向對齊圓鋼(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】一種定尺圓鋼計數裝置，屬于工業自動化檢測設備技術領域，利用攝像設備和計算機圖像對定尺圓鋼進行計數。其技術方案是：它由對齊擋板、對齊輥道、可編程序控制器、攝像裝置、計算機組成，可編程控制器通過接觸器與對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I/O口相連接，計算機與可編程控制器、攝像裝置通過網線相連接，攝像裝置安裝在圓鋼棒材層中部正上方。本實用新型采用攝像設備和計算機圖像技術相結合對定尺圓鋼層所含棒材進行計數，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計數精度的影響，具有非接觸、在線實時測量、準確度高、實用可靠的優點。
【IPC分類】G06T7/00, G06M1/272
【公開號】CN205176915
【申請號】CN201521024680
【發明人】張振亞, 姜紅, 孫曉明, 秦友剛, 謝文發, 華祺年, 劉建培, 王紹丹, 劉大召
【申請人】石家莊鋼鐵有限責任公司, 河北科技大學
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年12月11日