[发明专利]一种基于激光和视觉检测的滚切剪质量监控系统及方法

权利要求书

1.一种基于激光和视觉检测的滚切剪质量监控系统，其特征在于：包括系统监视上位机、系统检测装置、系统调控执行装置、控制系统，所述系统监视上位机用于实时显示、导出、打印中厚板剪切断口质量及定尺实际剪切长度的检测结果；所述系统检测装置用于检测中厚板剪切断口质量和定尺长度，并将相关数据传递给控制系统，所述控制系统根据检测结果和系统模型决定是否启动系统调控执行装置；所述系统调控执行装置接受来自系统控制器的信号，实现剪刃间隙和中厚板位置长度调整；

所述系统监视上位机采用Labview平台开发；所述系统调控执行装置包括运输辊道和剪刃间隙楔形调整机构，分别用于调整中厚板剪切长度和控制剪切断口质量；所述运输辊道动力机构采用可调速交流电机，并采用PLC控制变频器进行电机调速，实现运输辊道速度和方向的调整，所述运输辊道调速主要根据定尺长度对中厚板进给量进行调整，保证剪切精度，所述运输辊道为普通圆柱形钢坯运输辊道，分别位于滚切剪机机前和机后，所述运输辊道间接1m，单侧数量≥10个；所述剪刃间隙楔形调整机构采用伺服液压缸进行驱动，通过伺服阀进行调控，实现滚切剪刃间隙的调整；

所述控制系统包括PLC控制器、工业以太网交换机、工业存储器、二级过程控制系统、三级管理系统，所述PLC控制器根据相关模型控制系统调控执行装置动作；所述工业存储器用于存储数据，以便于所述系统监视上位机从工业存储器读取历史数据，所述二级过程控制系统根据模型数据库对板坯剪切工艺参数进行设定，并传输给PLC控制器；所述三级管理系统用于向二级过程控制系统和系统监视上位机下发客户订单规格信息，所述三级管理系统、二级过程控制系统、系统监视上位机、PLC控制器之间通过工业以太网交换机进行通讯；

所述系统检测装置包括激光测距传感器、激光检测控制器、视觉识别装置和视觉检测控制器，所述激光测距传感器和视觉识别装置分别通过激光检测控制器和视觉检测控制器将激光测距传感器信号和图像信号传输给PLC控制器；所述激光测距传感器设置在滚切剪机出口的台架上，距滚切剪主体水平距离3～5m，台架距辊面高度2～4m，激光测距传感器通过带有光电编码的电机控制实现摆动，与竖直面的入射角度从-60°～60°，对出口辊道位置进行扫描，激光照射在板面、剪切断口、运输辊道三个位置的反射光具有一定差异，通过判断接收到的反射光差异进而确定剪切断口位置，进一步测量换算得到剪切板长度。

2.根据权利要求1所述的一种基于激光和视觉检测的滚切剪质量监控系统，其特征在于：

所述视觉识别装置包括相机和光源，所述相机布置在滚切剪机出口的台架上，所述相机物镜对准中厚板输出到该位置时的剪切断面轮廓，镜头滤镜透过蓝光，过滤其他频率的颜色，所述光源为LED灯，所述光源采用条形形状，颜色为蓝色光源，所述光源与相机一体安装，距滚切剪机水平距离8～12m，台架距辊面高度0.5～1m。

3.根据权利要求1所述的一种基于激光和视觉检测的滚切剪质量监控系统，其特征在于：所述剪刃间隙楔形调整机构包括滚切剪剪刃(1)、水平导向板(2)、竖直导向板(3)、主动楔形块动力装置(4)、多个配合楔形块(5)、多个主动楔形块(6)和多个压紧机构(7)，所述滚切剪剪刃(1)包括滚切剪上剪刃(102)与滚切剪下剪刃(103)，所述滚切剪上剪刃(102)相对滚切剪下剪刃(103)沿板坯运动方向不移动，且滚切剪上剪刃(102)通过多个运动连杆带动，保证沿滚切剪剪刃(1)方向做滚动，所述剪刃间隙楔形调整机构布置在滚切剪下剪刃(103)上，驱动滚切剪下剪刃(103)沿垂直于滚切剪剪刃(1)方向移动实现上滚切剪下剪刃间隙调整，在所述滚切剪下剪刃(103)的下部一侧均匀设有多个凹槽(101)，另一侧加工有沉孔，所述配合楔形块(5)设置在凹槽(101)中，且所述配合楔形块(5)的最小厚度大于凹槽(101)的深度，所述配合楔形块(5)与凹槽(101)配合面加工螺纹孔，所述配合楔形块(5)和滚切剪剪刃(1)通过内六角沉头螺钉进行连接；所述水平导向板(2)设置在配合楔形块(5)和滚切剪剪刃(1)的底部，用来约束滚切剪剪刃(1)进行水平移动；所述主动楔形块(6)和配合楔形块(5)竖直布置，在每个所述主动楔形块(6)的底部均设有主动楔形块动力装置(4)，所述滚切剪剪刃(1)、配合楔形块(5)、主动楔形块(6)和竖直导向板(3)通过多个压紧机构(7)约束连接，并保留水平方向移动的自由度。