本發(fā)明涉及一種帶鋼自動推鋼以及調(diào)整臺架上鋼坯位置及鋼坯歸正的系統(tǒng)及方法，屬于帶鋼生產(chǎn)。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的冶金工藝中，在稱重輥道上有鋼坯的情況下，一般會將鋼坯停滯在臺架或帶鋼出坯輥道上，臺架上沿鋼坯運行方向劃分成多個區(qū)域，每個區(qū)域的下方均設(shè)有撥爪，用于將該區(qū)域的內(nèi)鋼坯推動到前一個區(qū)域內(nèi)，臨近帶鋼出坯輥道的區(qū)域內(nèi)的撥爪將鋼坯推動到帶鋼出坯輥道上，以下簡稱為推鋼。當臺架上臨近帶鋼出坯輥道的區(qū)域上無鋼坯時，需要將臺架其它區(qū)域內(nèi)的鋼坯推動到該區(qū)域內(nèi)，以下簡稱為調(diào)整鋼坯位置。目前，推鋼和調(diào)整鋼坯位置大多依賴人工檢查，再進行相應(yīng)操作，而且當發(fā)生鋼坯傾斜時，則無法推鋼，需要操作人員通過廠房內(nèi)的天車，將鋼坯調(diào)正，再進行推鋼。這些都需要人工檢查和操作，長時間工作，人員易疲勞，不易發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場存在的一些問題，導(dǎo)致事故發(fā)生。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種帶鋼自動推鋼以及調(diào)整臺架上鋼坯位置及鋼坯歸正的系統(tǒng)及方法，能夠?qū)崿F(xiàn)自動推鋼、調(diào)整鋼坯位置以及進行鋼坯傾斜報警，減少人力資源浪費和人為失誤，通過自動化提高生產(chǎn)效率，解決背景技術(shù)存在的上述問題。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案是：

3、一種帶鋼自動推鋼以及調(diào)整臺架上鋼坯位置及鋼坯歸正的系統(tǒng)，包含攝像頭、數(shù)據(jù)采集卡、plc和電腦，將攝像頭安裝在可以覆蓋住連鑄輥道、帶鋼出坯輥道以及臺架的位置上，選取拍攝的原始圖像進行截取并將圖像顯示在電腦屏幕上，用虛線將圖像中的臺架劃分的多個區(qū)域進行區(qū)分，導(dǎo)入訓(xùn)練好的模型對圖像進行識別檢測，當檢測到相應(yīng)區(qū)域內(nèi)鋼坯狀態(tài)發(fā)生變化，并且滿足推鋼或調(diào)整鋼坯位置時，電腦控制程序?qū)⒃试S推鋼或允許調(diào)整鋼坯位置的信號輸入到數(shù)據(jù)采集卡中，數(shù)據(jù)采集卡將接收的信號發(fā)送給plc，確定要進行推鋼或調(diào)整鋼坯位置的相應(yīng)操作時，plc就會向數(shù)據(jù)采集卡發(fā)送相應(yīng)的操作信號，數(shù)據(jù)采集卡接收到相應(yīng)的操作信號后，就會分別觸發(fā)推鋼語音播報或調(diào)整鋼坯位置語音播報。

4、進一步地，滿足推鋼的條件為：檢測到臺架上臨近帶鋼出坯輥道的區(qū)域有鋼坯，帶鋼出坯輥道上無鋼坯，連鑄輥道上無鋼坯，無天車以及鋼坯無傾斜，此時臺架上臨近帶鋼出坯輥道區(qū)域的撥爪推動鋼坯進入帶鋼出坯輥道，完成推鋼。

5、滿足調(diào)整鋼坯位置的條件為：檢測到臺架上臨近帶鋼出坯輥道的區(qū)域無鋼坯，其余區(qū)域至少有一個區(qū)域有鋼坯，臺架上方無天車，鋼坯無傾斜，此時臺架上有鋼坯區(qū)域的撥爪推動鋼坯依次前進，調(diào)整鋼坯在塔架上的區(qū)域位置，當鋼坯進入臨近帶鋼出坯輥道的區(qū)域，再由臨近帶鋼出坯輥道區(qū)域的撥爪推動鋼坯進入帶鋼出坯輥道，完成推鋼。

6、進一步地，在系統(tǒng)中預(yù)先設(shè)定鋼坯傾斜的參數(shù)范圍，圖像中鋼坯的傾斜角度在這個范圍內(nèi)判斷為鋼坯傾斜，滿足鋼坯傾斜條件時，就會直接觸發(fā)鋼坯傾斜語音報警，由人員操作天車，將傾斜鋼坯歸正，然后才允許推鋼。

7、進一步地，在在電腦控制程序的主線程之外另外設(shè)置一個新線程，與主線程進行區(qū)分，主線程用于檢測識別圖像，并向智能平臺發(fā)送識別結(jié)果，設(shè)置的新線程用于向數(shù)據(jù)采集卡輸入允許推鋼和允許調(diào)整鋼坯位置的數(shù)據(jù)，再傳送給plc，同時還要接收來自plc的推鋼的信號和調(diào)整鋼坯位置的信號，當接收到信號的時候，分別會觸發(fā)推鋼語音播報和調(diào)整臺架的語音播報；數(shù)據(jù)采集卡每隔1秒向plc發(fā)送的心跳點，檢測連接是否中斷。

8、一種帶鋼自動推鋼以及調(diào)整臺架上鋼坯位置及鋼坯歸正的方法，采用上述的帶鋼自動推鋼以及調(diào)整臺架上鋼坯位置及鋼坯歸正的系統(tǒng)進行，步驟如下：

9、將攝像頭安裝在可以覆蓋住臺架以及帶鋼出坯輥道的位置上，選取拍攝的原始圖像，將原始圖像中的[840,?420]、[350,?570]、?[1457,?670]以及[1660,?470]四個位置進行裁剪，將裁剪之后的圖像使用透視變換算法進行修正，將圖像窗口設(shè)置成500*500大小顯示，對圖像進行識別；

10、在圖像中使用紅色虛線對圖像中的臺架上劃分的多個區(qū)域進行區(qū)分；在繪制紅色虛線時，使用公式計算當前虛線段的終點，yend_dash=min（ystart+dash_length,yend），確保虛線段不會超過指定范圍，使用公式更新起點坐標ystart=ystart+dash_length+gap_length，將虛線畫在x坐標為[40,?130,?215,?300,?390,?490]的位置，并且初始化每個區(qū)域的數(shù)字量為0，代表檢測鋼坯的狀態(tài)，1表示檢測到該區(qū)域有鋼坯，0表示沒有檢測到鋼坯；導(dǎo)入訓(xùn)練好的模型進行識別檢測，當相應(yīng)的區(qū)域檢測到鋼坯時，對應(yīng)的劃分區(qū)域下方的數(shù)字量變?yōu)?；

11、判斷鋼坯傾斜的參數(shù)設(shè)置在[0,0.2][1.40,1.69][3.0,3.2]之間，鋼坯傾斜角度在這個范圍內(nèi)判斷為鋼坯傾斜；在圖像的左上角添加語句，便于查看天車狀態(tài)和鋼坯傾斜狀態(tài)，若是臺架上檢測到鋼坯則顯示天車在臺架上，若是在帶鋼出坯輥道位置上檢測到天車，則顯示天車在帶鋼出坯輥道上，若是沒有檢測到天車，則顯示false，鋼坯傾斜則顯示true，沒有傾斜顯示false；

12、當檢測結(jié)果滿足臺架上臨近帶鋼出坯輥道的區(qū)域有鋼坯，帶鋼出坯輥道上無鋼坯，無天車，連鑄輥道上無鋼坯，并且該鋼坯沒有傾斜的條件，就滿足推鋼條件，將允許推鋼的信號寫入數(shù)據(jù)采集卡，數(shù)據(jù)采集卡就會向plc傳輸允許推鋼的信號，現(xiàn)場要推鋼時，plc就會向數(shù)據(jù)采集卡傳送一個要推鋼的信號，數(shù)據(jù)采集卡接收到這個信號時，就會觸發(fā)推鋼的語音播報功能，現(xiàn)場進行語音播報，提示馬上要進行推鋼操作；

13、如果檢測的結(jié)果滿足臺架上臨近帶鋼出坯輥道的區(qū)域無鋼坯，其余臺架區(qū)域至少有一個區(qū)域有鋼坯，臺架上方無天車，并且鋼坯沒有傾斜的條件，就滿足允許調(diào)整鋼坯位置的條件，將這個數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)采集卡，數(shù)據(jù)采集卡向plc傳送允許調(diào)整鋼坯位置的信號，現(xiàn)場要調(diào)整鋼坯位置時，plc向數(shù)據(jù)采集卡傳送一個要調(diào)整鋼坯位置的信號，數(shù)據(jù)采集卡接收到信號，觸發(fā)調(diào)整鋼坯位置的語音播報功能，現(xiàn)場進行語音播報，提示馬上要進行調(diào)整鋼坯位置的操作；

14、如果檢測到滿足鋼坯傾斜條件時，就會直接觸發(fā)鋼坯傾斜語音報警，直到將鋼坯調(diào)正，才運行推鋼。

15、進一步地，設(shè)置攝像頭每隔一定的幀數(shù)進行一次識別檢測，節(jié)省算力，使程序運行流暢，為避免因模型對圖像的誤識別導(dǎo)致的錯誤數(shù)據(jù)對現(xiàn)場設(shè)備造成損壞以及對生產(chǎn)流程造成影響，優(yōu)化了算法，初始化一個空列表，數(shù)據(jù)每檢測5次，就存入到列表中，選擇眾數(shù)作為最終的識別結(jié)果，并將結(jié)果傳送到智能平臺，并將這個數(shù)據(jù)結(jié)果作為判定能否推鋼以及能否調(diào)整鋼坯位置的依據(jù)，每次傳送結(jié)束，就將列表清空，等待下一次識別數(shù)據(jù)的寫入。

16、本發(fā)明的積極效果：實現(xiàn)自動推鋼和調(diào)整鋼坯位置，以及鋼坯傾斜報警，顯著提高了生產(chǎn)效率，減少了人工干預(yù)和等待時間，優(yōu)化了人力資源配置，降低了人為失誤。

技術(shù)特征：

1.一種帶鋼自動推鋼以及調(diào)整臺架上鋼坯位置及鋼坯歸正的系統(tǒng)，其特征在于：包含攝像頭（1）、數(shù)據(jù)采集卡（2）、plc（3）和電腦（4），將攝像頭（1）安裝在可以覆蓋住連鑄輥道、帶鋼出坯輥道（6）以及臺架（5）的位置上，選取拍攝的原始圖像進行截取并將圖像顯示在電腦（4）屏幕上，用虛線將圖像中的臺架（5）劃分的多個區(qū)域進行區(qū)分，導(dǎo)入訓(xùn)練好的模型對圖像進行識別檢測，當檢測到相應(yīng)區(qū)域內(nèi)鋼坯狀態(tài)發(fā)生變化，并且滿足推鋼或調(diào)整鋼坯位置的條件時，電腦（4）控制程序?qū)⒃试S推鋼或允許調(diào)整鋼坯位置信號輸入到數(shù)據(jù)采集卡（2）中，數(shù)據(jù)采集卡（2）將接收的信號發(fā)送給plc（3），確定要進行推鋼或調(diào)整鋼坯位置的相應(yīng)操作時，plc（3）就會向數(shù)據(jù)采集卡（2）發(fā)送相應(yīng)的操作信號，數(shù)據(jù)采集卡（2）接收到相應(yīng)的操作信號后，就會分別觸發(fā)推鋼語音播報或調(diào)整鋼坯位置語音播報。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶鋼自動推鋼以及調(diào)整臺架上鋼坯位置及鋼坯歸正的系統(tǒng)，其特征在于：滿足推鋼的條件為：檢測到臺架上臨近帶鋼出坯輥道的區(qū)域有鋼坯，帶鋼出坯輥道上無鋼坯，連鑄輥道上無鋼坯，無天車以及鋼坯無傾斜；滿足調(diào)整鋼坯位置的條件為：檢測到臺架上臨近帶鋼出坯輥道的區(qū)域無鋼坯，其余區(qū)域至少有一個區(qū)域有鋼坯，臺架上方無天車，鋼坯無傾斜。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種帶鋼自動推鋼以及調(diào)整臺架上鋼坯位置及鋼坯歸正的系統(tǒng)，其特征在于：預(yù)先設(shè)定鋼坯傾斜的參數(shù)范圍，圖像中鋼坯的傾斜角度在這個范圍內(nèi)判斷為鋼坯傾斜，滿足鋼坯傾斜條件時，就會直接觸發(fā)鋼坯傾斜語音報警。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種帶鋼自動推鋼以及調(diào)整臺架上鋼坯位置及鋼坯歸正的系統(tǒng)，其特征在于：在電腦（4）控制程序的主線程之外另外設(shè)置一個新線程，與主線程進行區(qū)分，主線程用于檢測識別圖像，并向智能平臺發(fā)送識別結(jié)果，設(shè)置的新線程用于向數(shù)據(jù)采集卡（2）輸入允許推鋼和允許調(diào)整鋼坯位置的數(shù)據(jù)，再傳送給plc（3），同時還要接收來自plc（3）的推鋼的信號和調(diào)整鋼坯位置的信號，當接收到信號的時候，分別會觸發(fā)推鋼語音播報和調(diào)整臺架的語音播報；數(shù)據(jù)采集卡（2）每隔1秒向plc（3）發(fā)送的心跳點，檢測連接是否中斷。

5.一種自動推鋼以及調(diào)整臺架上帶鋼位置及帶鋼歸正的方法，采用權(quán)利要求1-4任意一項所述的帶鋼自動推鋼以及調(diào)整臺架上鋼坯位置及鋼坯歸正的系統(tǒng)，其特征在于：

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種帶鋼自動推鋼以及調(diào)整臺架上鋼坯位置及鋼坯歸正的方法，其特征在于：設(shè)置攝像頭（1）每隔一定的幀數(shù)進行一次識別檢測，為避免因模型對圖像的誤識別導(dǎo)致的錯誤數(shù)據(jù)對現(xiàn)場設(shè)備造成損壞以及對生產(chǎn)流程造成影響，優(yōu)化了算法，初始化一個空列表，數(shù)據(jù)每檢測5次，就存入到列表中，選擇眾數(shù)作為最終的識別結(jié)果，并將結(jié)果傳送到智能平臺，并將這個數(shù)據(jù)結(jié)果作為判定能否推鋼和能否調(diào)整鋼坯位置的依據(jù)，每次傳送結(jié)束，就將列表清空，等待下一次識別數(shù)據(jù)的寫入。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種帶鋼自動推鋼以及調(diào)整臺架上鋼坯位置及鋼坯歸正的系統(tǒng)及方法，屬于帶鋼生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。技術(shù)方案為：當檢測到相應(yīng)區(qū)域內(nèi)鋼坯狀態(tài)發(fā)生變化，并且滿足推鋼或調(diào)整鋼坯位置的條件時，電腦控制程序?qū)⒃试S推鋼或調(diào)整鋼坯位置的信號輸入到數(shù)據(jù)采集卡中，數(shù)據(jù)采集卡將接收的信號發(fā)送給PLC，確定要進行推鋼或調(diào)整鋼坯位置的相應(yīng)操作時，PLC就會向數(shù)據(jù)采集卡發(fā)送相應(yīng)的操作信號，數(shù)據(jù)采集卡接收到相應(yīng)的操作信號后，就會觸發(fā)推鋼語音播報、調(diào)整鋼坯位置語音播報，此外判斷鋼坯傾斜時，會觸發(fā)鋼坯傾斜報警。本發(fā)明實現(xiàn)自動推鋼和調(diào)整鋼坯位置，以及鋼坯傾斜報警，顯著提高了生產(chǎn)效率。

技術(shù)研發(fā)人員：王雨若,徐偉文,姬生峰,陳國棟,趙一凡,宋治陽,朱良悅,姬坤
受保護的技術(shù)使用者：河北天柱鋼鐵集團有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15