(10)申请公布号 CN 102424156 A
(43)申请公布日 2012.04.25C N 102424156 A
*CN102424156A*
(21)申请号 201210002751.8
(22)申请日 2012.01.06
B65B 57/20(2006.01)
(71)申请人济南火炬科技开发有限公司
地址250014 山东省济南市历下区解放东路
56号金泉大厦A 座1901室
(72)发明人张继刚 杨文灯 张健 王寿利
李学东 燕中旺
(74)专利代理机构济南泉城专利商标事务所
37218
代理人
李桂存
(54)发明名称
(57)摘要
本发明公开了一种棒材在线自动计数分钢系
统，包括自动计数系统和自动分钢系统，所述自动
分钢系统包括：端头分钢机、后续完全分钢机和
分钢视觉反馈系统，本发明的有益效果是：借助
于本发明可自动对棒材进行计数和定支分离，实
现操作的无人化，节省人力，计数几乎是持续无间
隔的，只有在分钢过程中才需要停一次链床，大幅
度的提高了企业的生产作业率。分钢的精确度高，
能够在复杂工况条件下完成精确分钢，应用范围
广，具有非常巨大的实际应用价值。(51)Int.Cl.
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请
权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页
1.一种棒材在线自动计数分钢系统，包括自动计数系统和自动分钢系统，其特征在于，所述自动分钢系统包括：
端头分钢机，设置在传送链的外侧，包括底座，底座上设置有横向导轨、伺服电机和传动装置，所述伺服电机通过传动装置驱动连接有可沿横向导轨移动的门形导向架，所述导向架上设置有纵向导轨和纵向伸缩动力装置Ⅰ，所述纵向伸缩动力装置Ⅰ的伸缩端上方驱动连接有可沿纵向导轨移动的分钢楔，所述分钢楔顶部为三角形或梯形并且顶端设置有分钢刀，所述纵向伸缩动力装置Ⅰ设置有控制其伸缩的电
磁阀Ⅰ；
后续完全分钢机，设置在两条传送链之间，包括门形支架，所述支架上设置有纵向伸缩动力装置Ⅱ，纵向伸缩动力装置Ⅱ伸缩端连接有顶部为三角形或梯形的分钢部件，所述分钢部件为翻转分钢楔或者升降分钢楔，所述翻转分钢楔与支架和纵向伸缩动力装置Ⅱ伸缩端转动连接，纵向伸缩动力装置Ⅱ设置有控制其伸缩的电磁阀Ⅱ；
分钢视觉反馈系统，包括棒材图像识别采集装置和分钢视觉反馈主机，所述棒材图像识别采集装置用于实时识别和采集棒材端部的图像信号并传送给分钢视觉反馈主机，所述分钢视觉反馈主机用于将图像信号进行分析处理并将控制信号发送给伺服电机、电磁阀Ⅰ和电磁阀Ⅱ。
2.根据权利要求1所述的棒材在线自动计数分钢系统，其特征在于：所述后续完全分钢机的支架上设置有所述后续完全分钢机为若干个并且间隔排列在两条传送链之间。
3.根据权利要求1所述的棒材在线自动计数分钢系统，其特征在于：所述纵向导轨设置有圆弧形导槽，所述分钢楔边缘设置有与导槽相配合的圆弧形导向轮。
4.根据权利要求1所述的棒材在线自动计数分钢系统，其特征在于：所述导向架和底座上设置有限位开关。
5.根据权利要求1所述的棒材在线自动计数分钢系统，其特征在于：所述纵向伸缩动力装置Ⅰ和纵向伸缩动力装置Ⅱ为气缸或油缸。
6.根据权利要求1所述的棒材在线自动计数分钢系统，其特征在于：所述伺服电机连接的传动装置为丝母丝杠和导轨机构。
7.根据权利要求1所述的棒材在线自动计数分钢系统，其特征在于：所述翻转分钢楔或者升降分钢楔顶部为三角形或梯形并且顶端设置有分钢杆。
棒材在线自动计数分钢系统
技术领域
[0001] 本发明涉及一种棒材在线自动计数分钢系统。
背景技术
[0002] 在螺纹钢销售过程中，棒材计数准确性问题直接关系到钢材负公差率多少的状况，在外形尺寸稳定的条件下，定支的准确性直接影响每捆产品的负公差率。因此，也成为用户广泛关注及市场数量议异的焦点问题。目前厂家基本全部采用定支包装，这样有利于客户的销售，然而如果计数少于国标
数量，会导致产生异议索赔，更影响企业的信誉；如果多于国标数量又降低了企业效益，把负差效益白白浪费。客户购货时有些来不及复检，有些运至工地后检验，一旦发现成捆棒材有少支现象，会提出索赔要求。基于以上原因，螺纹钢生产线计数分钢准确与否，成为解决这一问题的关键。目前轧钢厂一般采用人工计数、人工分离方式生产，环境比较恶劣，很难避免不出现计数误差，从而浪费了人力物力，无形中还对公司信誉造成不良影响，降低了产品的市场竞争力。
[0003] 目前有很多厂家和科研院所投入了大量的精力研究轧钢厂在线棒材的计数问题，
“200410070827.6 ”的也取得了一些成果，例如：专利名称为“金属棒材计数系统”专利号：
专利中公开了金属棒材计数技术：采用图像识别信息技术，系统在移送链侧部采集棒材端面图像，然后将棒材端面图像进行图像识别后实现计数。
[0004] 专利名称为“金属棒材自动分离方法及装置”专利号为“200810056497.3”公开了自动分钢的技术：当棒材在线自动计数完成以后，分钢系统在每捆额定支数计数满时，自动停止当前移送链，并自动控制分离拨臂将计满数的棒材在分离点分离开。
[0005] 以上专利已经公开的分钢设备很不完善，仅仅停留在理论层面，而在实际生产过程中，分钢设备是实现整套系统运行好坏的关键而且技术难题较多，很难到达所要求的精确度，因此严重制约着棒
材计数分钢系统的应用和推广。研究复杂工况条件下的自动计数分钢系统具有非常巨大的技术研究价值和实际应用价值。
发明内容
[0006] 为解决以上技术上的不足，本发明提供了一种棒材在线自动计数分钢系统，它能够在计数结束后实现机械自动分钢，分钢精度高，能够广泛应用和推广。[0007] 本发明是通过以下措施实现的：
本发明的一种棒材在线自动计数分钢系统，包括自动计数系统和自动分钢系统，所述自动分钢系统包括：
端头分钢机，设置在传送链的外侧，包括底座，底座上设置有横向导轨、伺服电机和传动装置，所述伺服电机通过传动装置驱动连接有可沿横向导轨移动的门形导向架，所述导向架上设置有纵向导轨和纵向伸缩动力装置Ⅰ，所述纵向伸缩动力装置Ⅰ的伸缩端上方驱动连接有可沿纵向导轨移动的分钢楔，所述分钢楔顶部为三角形或梯形并且顶端设置有分钢刀，所述纵向伸缩动力装置Ⅰ设置有控制其伸缩的电磁阀Ⅰ；
后续完全分钢机，设置在两条传送链之间，包括门形支架，所述支架上设置有纵向伸缩动力装置Ⅱ，纵向伸缩动力装置Ⅱ伸缩端连接有顶部为三角形或梯形的分钢部件，所述分钢部件为翻转分钢楔或者升降
分钢楔，所述翻转分钢楔与支架和纵向伸缩动力装置Ⅱ伸缩端转动连接，纵向伸缩动力装置Ⅱ设置有控制其伸缩的电磁阀Ⅱ；
分钢视觉反馈系统，包括棒材图像识别采集装置和分钢视觉反馈主机，所述棒材图像识别采集装置用于实时识别和采集棒材端部的图像信号并传送给分钢视觉反馈主机，所述分钢视觉反馈主机用于将图像信号进行分析处理并将控制信号发送给伺服装置、电磁阀Ⅰ和电磁阀Ⅱ。
[0008] 上述后续完全分钢机为若干个，并且间隔排列在两条传送链之间。
[0009] 上述纵向导轨设置有圆弧形导槽，所述分钢楔边缘设置有与导槽相配合的圆弧形导向轮。
[0010] 上述导向架和底座上设置有限位开关。
[0011] 上述纵向伸缩动力装置Ⅰ和纵向伸缩动力装置Ⅱ为气缸或油缸。
[0012] 上述伺服电机连接的传动装置为丝母丝杠和导轨机构。
[0013] 上述翻转分钢楔或者升降分钢楔顶部为三角形或梯形并且顶端可设置有分钢杆。[0014] 本发明的有益效果是：
借助于本发明可自动对棒材进行计数和定支分离，实现操作的无人化，节省人力，计数几乎是持续无间隔的，只有在分钢过程中才需要停一次链床，大幅度的提高了企业的生产作业率。分钢的精确度高，能够在复杂工况条件下完成精确分钢，应用范围广，具有非常巨大的实际应用价值。
[0015] 附图说明
图1为本发明的结构示意图。
[0016] 图2为本发明端头分钢机的主视结构示意图。
[0017] 图3为图2的左视结构示意图。
[0018] 图4为本发明后续完全分钢机的主视结构示意图。
[0019] 图5为图4的左视结构示意图。
[0020] 图6为图4的俯视结构示意图。
[0021] 图中：A端头分钢机，B后续完全分钢机，1分钢刀，2分钢楔，3门形导向架，4纵向伸缩动力装置Ⅰ，5电磁阀Ⅰ，6底座，7横向导轨，8限位开关，9伺服电机，10门形支架，11翻转分钢楔，12分钢杆，13纵向伸缩动力装置Ⅱ，14电磁阀Ⅱ。
具体实施方式
[0022] 如图1、2、3、4、5、6所示：本发明的一种棒材在线自动计数分钢系统，包括自动计数系统和自动分钢系统，自动分钢系统包括端头分钢机A、后续完全分钢机B和分钢视觉反馈系统。
[0023] 端头分钢机A，设置在传送链的外侧，包括底座6，底座6上设置有横向导轨7、伺服电机9和传动装置，伺服电机9通过传动装置驱动连接有可沿横向导轨7移动的门形导向架3，门形导向架3设置有圆弧形导槽和纵向伸缩动力装置Ⅰ4，分钢楔2边缘设置有与导槽相配合的圆弧形导向轮，纵向伸缩动力装置Ⅰ4的伸缩端上方驱动连接有
可沿圆弧形导向轮移动的分钢楔2，分钢楔2顶部为三角形或梯形并且顶端设置有分钢刀1，纵向伸缩动力装置Ⅰ4设置有控制其伸缩的电磁阀Ⅰ5；门形导向架3和底座6上设置有限位开关8。伺服电机9连接的传动装置为丝母丝杠和导轨机构。
[0024] 后续完全分钢机B，为若干个并且间隔排列在两条传送链之间，包括门形支架10和翻转分钢楔11，翻转分钢楔11或者升降分钢楔顶部可以仅为三角形或梯形结构，也可以在结构顶端设置分钢杆12。翻转分钢楔11底部与支架10顶部通过转轴转动连接，翻转分钢楔11下方设置有纵向伸缩动力装置Ⅱ13，纵向伸缩动力装置Ⅱ13的伸缩端转动连接翻转分钢楔11的中部或端部，纵向伸缩动力装置Ⅱ13的底部或中部与支架10通过转轴转动连接，纵向伸缩动力装置Ⅱ13设置有控制其伸缩的电磁阀Ⅱ14，当纵
向伸缩动力装置Ⅱ13上升时带动翻转分钢楔11顶部向上翻起。同时也可以在纵向伸缩动力装置Ⅱ13伸缩端连接升降分钢楔，在纵向伸缩动力装置Ⅱ13的驱动下带动升降分钢楔进行升降来实现后续分钢。
[0025] 纵向伸缩动力装置Ⅰ4和纵向伸缩动力装置Ⅱ13为气缸或油缸，电磁阀Ⅰ5和电磁阀Ⅱ14控制气缸或油缸的进气或进油。
[0026] 分钢视觉反馈系统，包括棒材图像识别采集装置和分钢视觉反馈主机，棒材图像识别采集装置用于实时识别和采集棒材端部的图像信号并传送给分钢视觉反馈主机，分钢视觉反馈主机用于将图像信号进行分析处理并将控制信号发送给伺服电机9、电磁阀Ⅰ5和电磁阀Ⅱ14。分钢视觉反馈系统总体设计建立在在线计数的硬件基础上，分钢视觉反馈主机设置有上、下位机数据交互单元、自动纠错和跟踪反馈单元、分钢模糊控制单元。[0027] 上、下位机数据交互单元承担机器视觉分析及系统决策控制功能，既可以对运动棒材的状态进行动态监测，又可以通过视觉反馈信息进行决策控制，上位机提供棒材规格、长度、分布信息、叠层情况、分钢点位置信息、零点信息等，通过通讯方式和下位机设备通信，方便下位机设备进行分钢动作决策，选择合适的分钢动作。
[0028] 自动纠错和跟踪反馈单元承担机器视觉分析及系统决策控制功能，该模块根据棒材计数满一捆后前后两捆棒材间的位置，控制分钢楔将前后两捆棒材分开。在分钢过程中，用点位模式匹配算法实时判断棒材是否分离正确，如果在分离过程中出现棒材滚过分钢楔或分不开造成分钢错误的情况，系
统将控制分钢楔下移，重新计算分钢位置，移动端头分钢机A到新的分钢位置重新分钢，直至分钢成功或分钢超时报警。
[0029] 分钢模糊控制单元根据棒材和分钢楔的位置状态，控制伺服电机9移动门形导向架3，达到精确快速定位的功能。
[0030] 其工作原理为：
当计数系统计数达到额定支数，自动计数系统通过上、下位机数据交互模块停止传送链条运动，棒材图像识别采集装置实时识别和采集棒材端部的图像信号并传送给分钢视觉反馈主机。分钢视觉反馈主机安装有现场图像采集和分析软件，是整个系统的核心的部分，负责实时处理全部图像信息，具备棒材运动检测、背景分离、目标位置测定、目标跟踪、识别容错等功能。
[0031] 分钢视觉反馈系统虽然可以准确地识别每幅画面中所有棒材的位置，但在端头分钢机A的作用下棒材将发生无特定方向位移，需要跟踪视场内目标的位置变化情况，及时掌握顶起或重新进入视场的目标棒材，这样才能正确获取控制决策所需要的基本状态信
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