一种棒材计数装置的研究

　　0　前言

　　在棒材(指园钢或螺纹钢)生产中,为了实施负公差轧制计价出售,需要对不同规格长度的棒材定支打捆包装,按每捆的理论重量计量。棒材负公差制度的理论重量与实际重量的差是相当可观的,12螺纹钢的重量差可达6%以上。对于实施理论重量计量的棒材轧钢生产线,其计数分为生产线的在线计数和打捆包装后的复验计数,只要在线计数准确,实现定支打捆包装,复验计数即可省去。因为没有有效的在线计数技术,在线计数工序均需由人工完成,计数工人要在几百度高温棒材烘烤的生产线上连续工作,准确数出每组棒材的根数并计下累计值,不仅劳动强度大,准确度差,更重要的是棒材在线的生产实绩数据来自于人工统计,而非设备的自动采集,不能满足ERP的要求。越是小直径棒材,人工计数难度越大,实施负公差轧制的意义也越大,攻克这个难题,实现自动计数也越迫切。

　　目前国内少数引进的棒材生产线装有自动计数装置,一种是采用一系列设备先将一组棒材平行排好、平行定尺剪切、分开间隔、光电开关计数。另一种是在精整平台采用机械装置使棒材的一端分开间隔、光电开关计数。其技术核心是设法分开棒材之间的间隔,光电开关计数。轧钢精整平台氧化铁皮粉尘和随机光线可能干扰光电开关;在一组棒材从辊道至链条转移过程中,常常堆积在一起,尤其是小直径螺纹钢交叉搭在一起,机械很难分开。这些随机因素严重干扰光电开关计数的准确度,也是这种技术的局限。

　　经大量深入的研究和试验,利用精整平台上运行的棒材成组和一端对齐的特点,采用摄像技术,研制成功棒材在线计数装置并获得国家专利(专利号:ZL03239162·5)。该装置在线采集链条上每组棒材端面的图像,经计算机图像识别技术获得棒材端面的特征,可实现各种规格棒材在线的精确计数。装置的创新点:数据采集箱用于隔离外界干扰;快速准确的图像识别算法;喷液装置使端面成像易于被识别;将采集的数据参与过程管理,可提高生产线的自动化水平。

　　1　现场因素

　　这个难题吸引了很多人研究,其中采用摄像技术采集棒材图像的方法被大量试验和研究,最初都是用各种算法分析拍摄的棒材图片,但各式各样的精整平台、现场光照、不规则的棒材断面、棒材端面色差、采集照明、运动中抓拍等等因素抬高了这一技术投入应用的门槛。迄今为止,将摄像技术应用于棒材计数的是: 在线采集成组棒材侧面、采集捆装棒材端面、在线采集每一组棒材的端面等三种方法。第一种方法在精整平台一侧垂直于运行的棒材安装摄像和照明装置,对于成簇的棒材无法分辨;第二种方法采集打好捆的棒材端面,仅仅是一种自动复验;只有在线采集每一组棒材的端面,实时处理数据,才能满足生产线定支打捆包装的要求,但必须克服所有干扰和困难。