自動扒渣方法和裝置的製作方法

2023-05-30 18:03:11 1

專利名稱：自動扒渣方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及煉鋼技術中輔助設備用扒渣方法和扒渣裝置。
背景技術：
在煉鋼生產中，需要在澆鑄之前扒除鋼渣以避免鋼水回硫回磷，使鋼水更加純潔，從而得到高質量的鑄坯。現有的鋼包(或鐵水包)扒渣過程較為單一，僅依靠人工目測鋼渣量程度並人工操縱扒渣機實行扒渣，扒渣效果具有隨意性，影響了鑄壞質量，且扒渣過程中操作人員勞動強度較大。

發明內容
本發明克服了現有扒渣裝置採用人工操作，操作人員勞動強度大、扒渣效果具有隨意性的缺陷，提供一種自動扒渣方法和裝置，採用傳感器和計算機控制，實現自動化扒渣，減輕了操作人員的勞動強度，裝置結構簡單，扒渣效果明顯。
本發明是這樣實現的一種自動扒渣方法，是在鋼包上方裝有視覺傳感器，視覺傳感器對鋼包表面鋼渣進行檢測，將檢測圖像輸入計算機，計算機對圖像處理後輸出信號給可編程控制器控制扒渣裝置的機械手實施扒渣操作。
上述的自動扒渣方法中，所述計算機對圖像處理及輸出控制機械手的方法是(1)首先對目標鋼渣位置進行識別，通過預設定表面分區確定鋼渣位置，設定起始點為零點，旋轉角度為θ，旋轉角度與表面Y軸沿表面水平方向形成角度θ1，θ2，…θn，將表面分成若干扇形區域，設定θ值(-90°＜θ＜90°)，則θ1＝θ，θ2＝2θ，θ3＝3θ，θ4＝4θ…θn＝nθ，將整個表面區域劃分為n個區域；(2)對目標渣定位，通過視覺傳感器判斷鋼渣處於某一位置點；(3)根據區域劃分判斷θ值，鋼渣位置處於某一划分區域，則該區域有相應的角度值；(4)根據角度值控制機械手旋轉β角度，其中β1＝1/2θ，β2＝θ+1/2θ，β3＝2θ+1/2θ，β4＝3θ+1/2θ，…，βn＝(n-1)θ+1/2θ；(5)扒渣裝置的機械手實施扒渣操作。
實施上述自動扒渣方法的裝置，包括裝於鋼包上方的視覺傳感器、計算機、可編程控制器和扒渣裝置，多個視覺傳感器連接計算機，計算機連接可編程控制器，可編程控制器連接扒渣裝置，扒渣裝置包括機械手，視覺傳感器為紅外線攝像機或電荷耦合攝像機。
本發明的工作原理是通過採用視覺傳感器獲取表面鋼渣狀況圖像，輸入計算機進行識別、定位、判斷處理後，由計算機輸出控制可編程控制器進而控制扒渣裝置機械手實施扒渣。本裝置由於採用了自動扒渣技術，實現了扒渣過程的自動化，提高了扒渣效率，減輕了操作人員的勞動強度。本發明不但適用於鋼包、鐵水包扒渣，而且適用於其他各種爐子的扒渣。


圖1為自動扒渣裝置方框圖，圖2為視覺傳感器安裝示意圖，圖3為鋼渣位置預設定表面分區示意圖，圖4為自動扒渣方法流程圖。
圖中1鋼包(或鐵水包)，2視覺傳感器，3計算機，4可編程控制器，5扒渣裝置(機械手)，θ預設定表面旋轉角度，β機械手旋轉角度。
具體實施例方式
參見圖2、圖3、圖4，一種自動扒渣方法，是由視覺傳感器2對鋼包1表面鋼渣進行檢測，將檢測圖像輸入計算機3，計算機3對圖像處理後輸出信號給可編程控制器4控制扒渣裝置的機械手5實施扒渣操作。計算機對圖像處理及輸出控制機械手的方法是(1)首先對目標鋼渣位置進行識別，通過預設定表面分區確定鋼渣位置，設定起始點為零點，旋轉角度為θ，旋轉角度與表面Y軸沿表面水平方向形成角度θ1，θ2，…θn，將表面分成若干扇形區域，設定θ值(-90°＜θ＜90°)，則θ1＝θ，θ2＝2θ，θ3＝3θ，θ4＝4θ…θn＝nθ，將整個表面區域劃分為n個區域；(2)對目標渣定位，通過視覺傳感器判斷鋼渣處於某一位置點；(3)根據區域劃分判斷θ值，鋼渣位置處於某一划分區域，則該區域有相應的角度值；(4)根據角度值控制機械手旋轉β角度，其中β1＝1/2θ，β2＝θ+1/2θ，β3＝2θ+1/2θ，β4＝3θ+1/2θ，…，βn＝(n-1)θ+1/2θ；(5)扒渣裝置的機械手實施扒渣操作，機械手從起始零點出發，旋轉β角度伸向目標鋼渣實施扒渣。
上述θ值的設定取決於對目標鋼渣的定位要求，θ值越小定位越精確，扒渣效果更明顯。
參見圖1、圖2，自動扒渣裝置包括裝於鋼包(或鐵水包)1上方的視覺傳感器2、計算機3、可編程控制器4和扒渣裝置5。視覺傳感器2為紅外線攝像機或電荷耦合攝像機，多個視覺傳感器2安裝在鋼包1上方。圖2中所示為二個視覺傳感器2，視覺傳感器2安裝位置到鋼包1表面中心點O點連線與中心軸的夾角φ≤90°，到水平軸的垂直距離為R，R值依照所選視覺傳感器2參數的不同確定最佳尺寸。視覺傳感器2安裝位置的空間範圍為圓錐形，可安裝多個，從而獲取所需檢測圖像的最佳效果。多個視覺傳感器2連接計算機3，計算機3連接可編程控制器4，可編程控制器4連接扒渣裝置5，扒渣裝置包括機械手等部件。
權利要求
1.一種自動扒渣方法，其特徵是在鋼包上方裝有視覺傳感器，視覺傳感器對鋼包表面鋼渣進行檢測，將檢測圖像輸入計算機，計算機對圖像處理後輸出信號給可編程控制器控制扒渣裝置的機械手實施扒渣操作。
2.根據權利要求1所述的自動扒渣方法，其特徵是計算機對圖像處理及輸出控制機械手的方法是(1)首先對目標鋼渣位置進行識別，通過預設定表面分區確定鋼渣位置，設定起始點為零點，旋轉角度為θ，旋轉角度與表面Y軸沿表面水平方向形成角度θ1，θ2，…θn，將表面分成若干扇形區域，設定θ值(-90°＜θ＜90°)，則θ1＝θ，θ2＝2θ，θ3＝3θ，θ4＝4θ…θn＝nθ，將整個表面區域劃分為n個區域；(2)對目標渣定位，通過視覺傳感器判斷鋼渣處於某一位置點；(3)根據區域劃分判斷θ值，鋼渣位置處於某一划分區域，則該區域有相應的角度值；(4)根據角度值控制機械手旋轉β角度，其中β1＝1/2θ，β2＝θ+1/2θ，β3＝2θ+1/2θ，β4＝3θ+1/2θ，…，βn＝(n-1)θ+1/2θ；(5)扒渣裝置的機械手實施扒渣操作。
3.一種實施權利要求1或2的自動扒渣方法的裝置，其特徵是該裝置包括裝於鋼包上方的視覺傳感器、計算機、可編程控制器和扒渣裝置，多個視覺傳感器連接計算機，計算機連接可編程控制器，可編程控制器連接扒渣裝置，扒渣裝置包括機械手。
4.根據權利要求3所述的自動扒渣裝置，其特徵是視覺傳感器為紅外線攝像機或電荷耦合攝像機。
全文摘要
本發明涉及煉鋼技術中輔助設備用扒渣方法和扒渣裝置。一種自動扒渣方法，是在鋼包(1)上方裝有視覺傳感器(2)，視覺傳感器對鋼包表面鋼渣進行檢測，將檢測圖像輸入計算機(3)，計算機對圖像處理後輸出信號給可編程控制器(4)控制扒渣裝置的機械手(5)實施扒渣操作。本發明由於採用了自動扒渣技術，實現了扒渣過程的自動化，提高了扒渣效率，減輕了操作人員的勞動強度。本發明不但適用於鋼包、鐵水包扒渣，而且適用於其他各種爐子的扒渣。
文檔編號B22D43/00GK1507971SQ0215506
公開日2004年6月30日 申請日期2002年12月20日 優先權日2002年12月20日
發明者陸麗華 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司