专利名称：一种用于钢板切割机上的钢板轮廓扫描机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及钢板切割机技术领域，具体的来说涉及一种用于钢板切割机上的 钢板轮廓扫描机构。
背景技术：
在宽厚板轧钢生产线后部，需要将轧制的宽厚钢板进行精确分割，采用火焰切割 的方式将钢板切割成需要的尺寸。由于采用离线方式进行钢板切割生产，要实现对钢板的 全自动火焰切割，必须首先获取钢板的实际轮廓和位置，然后根据生产要求自动在钢板轮 廓上套出需要切割成的钢板尺寸及其位置，为后续的全自动火焰切割作好准备。国内现有的钢厂生产方式是采用手工测量钢板轮廓的方式，这导致生产效率低 下，而且容易产生较大的误差；同时，由于轧制后的钢板到切割区域后还带有一定的温度， 如果采用人工测量，则工作环境比较恶劣，如果等待钢板完全冷却再进行人工测量，则大大 影响生产效率。在国外虽然也有类似的钢板轮廓扫描机构，但是其结构复杂，操作使用也复杂，对 操作者专业水平要求较高。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种用 于钢板切割机上的钢板轮廓扫描机构，在切割机切割之前得到待切钢坯的轮廓形状、尺寸 及其在切割平台上的实际位置，进而根据这些信息进行成品板的套料、切割路径优化等工 作，并控制切割机自动完成整个切割过程。为了解决上述问题本实用新型的技术方案是这样的一种用于钢板切割机上的钢板轮廓扫描机构，在切割机机体上设置有可以横向移 动的两个扫描小车，扫描小车上装有随扫描小车一起移动的扫描钢板轮廓的扫描CCD和 红外扫描光源灯，扫描小车上具有驱动扫描小车横向移动的伺服电机；所述切割机机体设 置在一切割轨道上，切割机机体可以在该轨道上滑动。所述切割机机体上设置有横向导轨，扫描小车设置在该横向导轨上；扫描小车包 括一“L”型车体，所述扫描CCD和红外扫描光源灯设置在“L”型车体的端部，“L”型车体的 另一端部通过滑块连接在横向导轨上；在驱动扫描小车横向移动的伺服电机设置在“L”型 车体中部。所述扫描CCD的扫描方向为垂直扫描，红外扫描光源灯的照射方向也为垂直照射。使用时，钢坯放置在切割机底下的切割平台上，移动切割机至钢坯一端，扫描小车 在切割机上横向移动，通过扫描CCD实时获取钢坯一端的边缘连续图像，连接扫描CCD的 计算机实时处理得到的钢坯边缘图像，通过一定的算法获得钢坯一端的边缘点实际坐标位 置，同理，将两个扫描小车分别移动到钢坯左右两边边缘位置，然后移动切割机，通过扫描
3CCD实时获取钢坯两边边缘连续图像，计算机实时处理得到的钢坯边缘图像，获得钢坯两边 的边缘点实际坐标位置，同理，获得钢坯另外一端的边缘点实际坐标位置，在以上扫描过程 中，计算机将扫描并图像处理得到的钢坯边缘点位置数据进行处理得到钢板的轮廓曲线和 实际位置，切割机的切割管理系统根据钢板的轮廓曲线和实际位置，完成套料和切割任务。有益效果，本实用新型原始数据为图像数据，不存在遗漏问题，不需要人工补点， 切割机的扫描系统扫描效率高，扫描效果好，扫描精度高，切割工作效率高，节省成本。
以下结合附图和具体实施方式
来详细说明本实用新型；
图1本实用新型所述钢板切割机的总体结构示意图；图2本实用新型所述的钢板轮廓扫描机构的工作原理示意图；图3本实用新型所述的扫描小车的结构示意图；图4本实用新型所述的钢板轮廓扫描结构的图像采集位置示意具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下 面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。参看
图1，本实施例中，切割机为数控火焰切割机，切割机机体1设置在轨道2上， 且切割机机体1可以沿着轨道2纵向移动，在切割机机体1上具有扫描小车3、扫描小车4， 所述扫描小车3、4可以沿着切割机机体上的导轨9左右移动，在扫描小车3、4上分别具有 扫描CXD 5、扫描CXD 6，扫描CXD 5、6竖直向下扫描，在扫描小车3、4上还分别具有红外扫 描光源7、8，当扫描CXD 5、6工作时，打开红外扫描光源7、8，以方便获取显著的钢板边缘图 像进行后续的图像处理，从而得到钢板轮廓和位置信息。所述扫描小车3、4分别由一个伺 服电机驱动其移动。所述扫描CXD 5、6的视频电缆连接一个装在操作控制柜11内的处理扫描数据的 带图像采集卡的计算机12，视频电缆经过拖链10，扫描小车3、4可分别与拖链10 —起移 动。所述计算机12控制切割机机体1、扫描小车3、4移动，以获取钢坯边缘的连续图像，切 割机的切割管理系统根据钢板的轮廓曲线，完成套料和切割任务。参看图2，切割机机体1可在y轴方向上移动，两台扫描CXD 5、6在χ方向上移动， 扫描工作过程为(1)将切割机机体1沿y轴方向移动到钢坯13的上方，扫描小车3、4沿χ轴方向 移动到钢坯头部中间。(2)切割机机体1沿y轴正方向运动，使扫描小车3、4在钢坯13头部正上方，以便 扫描小车上的CCD能获取钢板边缘图像。(3)扫描小车3、4沿χ轴方向由钢坯13的头部中间分别向a点和b点运动，运动 过程中，扫描CXD 5、6连续采集钢坯头部边缘(即ab边)图像，同时计算机实时处理图像 并获取钢坯头部边缘点的位置数据，通过拟合这些数据点获得钢坯ab边的轮廓曲线和实 际坐标位置。(4)扫描小车3、4沿χ轴方向分别运动到钢坯左右边沿的正上方(即扫描小车3运动到ad边的正上方，扫描小车4运动到be边的正上方)。(5)切割机机体1沿y轴由ab运动到cd，运动过程中扫描CXD 5、6连续采集钢坯 左右边缘(即ad边和be边)的图像，同时计算机实时处理图像并获取钢坯两边的边缘点 的位置数据，通过拟合这些数据点获得钢坯ad和be边的轮廓曲线和实际坐标位置。(6)切割机机体1停在cd处，扫描小车3、4分别沿χ轴方向由d点和c点运动到 钢坯尾部中间，运动过程中扫描CXD 5、6连续采集钢坯尾部边缘(即cd边)图像，同时计算 机实时处理图像并获取钢坯尾部边缘点的位置数据，通过拟合这些数据点获得钢坯cd边 的轮廓曲线和实际坐标位置。(7)火焰切割机监控管理系统可根据以上步骤得到的完整的钢坯轮廓和位置信息 完成套料和切割任务。参看图3，切割机机架的一个侧面安装有上导轨14和下导轨15，扫描小车3的车 体为倒“L”型，扫描小车3下端通过滑块16与上下导轨14、15连接，使其可以沿着这两条轨 道滑动，同时扫描小车3上的传动装置17通过齿轮齿条的方式与切割机机体连接，该传动 装置包括一个伺服电机、一个减速机和一个齿轮。扫描小车3的上端具有一个扫描(XD5和 一个红外扫描光源7，该扫描CCD镜头上带红外滤波片，该滤波片配合红外光源一起使用， 可以大大消除扫描图像因外界可见光源变化的影响。相应的扫描小车4的结构与扫描小车 3相同。参看图4，扫描CXD竖直向下采集钢板边缘图像，通过计算机实时处理图像信息得 到钢板边缘点的位置数据，同时，通过实时处理得到的钢板边缘点的位置数据，还能实时跟 踪调节扫描小车的位置，使钢板不同位置的边缘都处在CCD的扫描范围内，因此该扫描装 置能扫描出任意放置在切割平台上的钢板。总结以上切割机结构和钢板轮廓扫描过程说明，具体的钢板轮廓和位置坐标信息 的获取由以下步骤组成1，建立一个绝对值坐标系，坐标系的X和Y坐标原点由固定点确定；2，通过扫描小车和切割机机架上分别装置的伺服电机及其控制器，实时获取扫描 小车上CXD的X、Y坐标位置；3，通过移动切割机和扫描小车实时扫描钢板边缘，获取并处理钢板边缘图像得 到钢板边缘点的图像坐标；4，根据实时获取的CXD坐标和钢板边缘点的图像坐标，并通过一定的算法，计算 出钢板边缘点的图像坐标值对应的实际坐标值；5，通过拟合边缘点坐标获得轮廓图及其所有边缘点位置坐标。本实用新型的扫描系统采用基于图像的测量方法，具有以下几点基于图像的轮廓扫描系统可以真实完整的测得整个钢坯的轮廓形状和坐标位置， 待扫描的钢坯可以在切割平台上任意放置，扫描不会存在遗漏问题，不需要人工补点；切割 机的扫描系统扫描效率高，扫描效果好，扫描精度高，切割工作效率高，节省成本。以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行 业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述 的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会 有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
权利要求一种用于钢板切割机上的钢板轮廓扫描机构，其特征在于，在切割机机体上设置有可以横向移动的两个扫描小车，扫描小车上装有随扫描小车一起移动的扫描钢板轮廓的扫描CCD和红外扫描光源灯，扫描小车上具有驱动扫描小车横向移动的伺服电机；所述切割机机体设置在一切割轨道上，切割机机体可以在该轨道上滑动。
2.根据权利要求1所述的一种用于钢板切割机上的钢板轮廓扫描机构，其特征在于， 所述切割机机体上设置有横向导轨，扫描小车设置在该横向导轨上；扫描小车包括一 “L” 型车体，所述扫描CCD和红外扫描光源灯设置在“L”型车体的端部，“L”型车体的另一端 部通过滑块连接在横向导轨上；在驱动扫描小车横向移动的伺服电机设置在“L”型车体中 部。
3.根据权利要求1所述的一种用于钢板切割机上的钢板轮廓扫描机构，其特征在于， 所述扫描CCD的扫描方向为垂直扫描，红外扫描光源灯的照射方向也为垂直照射。
专利摘要一种用于钢板切割机上的钢板轮廓扫描机构，在切割机机体上设置有可以横向移动的两个扫描小车，扫描小车上装有随扫描小车一起移动的扫描钢板轮廓的扫描CCD和红外扫描光源灯，扫描小车上具有驱动扫描小车横向移动的伺服电机；所述切割机机体设置在一切割轨道上，切割机机体可以在该轨道上滑动。本实用新型所述的扫描机构扫描的原始数据为图像数据，不存在遗漏问题，不需要人工补点，切割机的扫描系统扫描效率高，扫描效果好，扫描精度高，切割工作效率高，节省成本。
文档编号B23K7/10GK201735929SQ201020157919
公开日2011年2月9日 申请日期2010年4月13日 优先权日2010年4月13日
发明者刘纪文, 范凡, 高达明 申请人:上海新中冶金设备厂