基于輪廓提取的智能優化剪切技術

所屬學院：工程技術研究院

合作方式：?整體轉讓 ?技術許可 ?作價入股 ?合作開發 ?其它_____

成果簡介：

鋼板在精整區需要經過切頭、切尾、切雙邊、定尺等操作，本成果利用橫向分布的多個線陣相機拍攝鋼板表面，整合各相機的圖像，將表面覆蓋的相機的圖像進行拼接，形成整個鋼板的拼接圖像，并對輪廓數據進行初步擬合。首先通過對拼接后鋼板圖像進行閾值處理，獲取鋼板的感興趣區域（即二值化后的圖像），通過尋找圖像上外圍有梯度變化的點來遍歷整個鋼板輪廓，得到輪廓的像素坐標表示。

繪制虛擬鋼板輪廓，通過系統給出的鋼板寬度規格，自動判斷鋼板的可剪切長度，從而指導剪切操作，不造成板材的浪費，此外此系統還可檢測鐮刀彎等板型異常。通過獲取表檢儀的缺陷信息，可以確定哪些缺陷可以被切除，哪些缺陷無法切除，從而對鋼板有所考量。系統在現場應用中通過有效的量化數據，為使用人員提供了精確的裁剪數值，依據這些數據進行鋼板裁剪，大大減少了因人工目測裁剪過程中出現的鋼板尺寸不足的問題，進而大大提高了鋼板成材率。

成熟程度及推廣應用情況：

目前處于何種研發階段：?研發 ?小試 ?中試 ?小批量生產 ?產業化；樣機：?有 ?無

推廣應用情況：該技術目前已經在廣西北港金壓鋼材有限公司進行工業示范，實現了更為準確的鋼板剪切工作，大大減少了剪切過程中鋼料的浪費，并且有效的提高了成材率。該項目具有良好的應用前景。

技術優勢：

基于鋼板精確輪廓檢測的優化剪切技術，搭載在表面缺陷在線檢測系統上，利用表面檢測系統采集得到的清晰鋼板圖像，通過圖像拼接、輪廓提取、輪廓數據精度優化等操作，獲取鋼板輪廓形態數據；然后基于輪廓數據進行分析，可提供針對鐮刀彎和剪切尺度的量化數據，為裁剪人員提供技術參考。

此方法應用成本低，檢測精度高，對于中厚板生產中合理利用板材，減少板材浪費，提高成材率等方面有重要指導作用。基于表面缺陷在線檢測系統的高清成像進行輪廓分析，有效的利用了檢測系統圖像高分辨率的優勢，在寬度和長度的方向達到了約0.25的分辨率。并且有效的節約了硬件成本，減少了設備維護量。

本套系統通過輪廓提取的方法為優化剪切提供了一種準確的非接觸測量手段，通過用戶提供計劃剪切寬度，自動計算出頭尾可切割余量，同時結合表面缺陷檢測系統提供的缺陷數據信息，實現了智能優化剪切在現場的應用。

性能指標：

寬度誤差±10mm；

長度誤差±50mm；

歷史數據存儲容量≥10萬卷。

市場分析：

技術轉移的重點領域為鋼鐵行業，主要集中在寬厚板廠，鋼板在由生產到成品出庫的過程中，需要根據用戶需求的尺寸對鋼板進行裁剪。目前鋼板的剪切過程多依賴于人工目測判斷，隨機性很大，很容易造成頭部切割過多，板長不能滿足需求的情況，這樣本來可滿足尺寸切割要求的長板會因人工目測失誤而造成廢板。因此如何通過檢測數據對剪切過程進行量化變的越來越重要。

經濟效益分析：

基于鋼板精確輪廓檢測的優化剪切技術保證不規則的頭尾形狀被徹底切除，并提高了0.1%的成材率，每年減少切損2.7萬噸，大大提高了鋼廠的經濟效益。

成果亮點：

1. 具有自主知識產權，研究成果已授權發明專利2項，授權號：CN111521838B，專利名稱：一種線面陣相機相結合的熱軋卷測速方法，CN110216319B，專利名稱：一種基于表面質量在線評估的中厚板優化剪切控制方法。

2. 成果來源：熱軋飛剪系統優化技術開發企業橫向項目等。

3. 技術先進性：該技術降低了鋼材浪費、提高鋼板成材率。

團隊簡介：

項目組負責人：楊朝霖，長期從事智能制造和人工智能的研究。

主要人員：鄧能輝，吳昆鵬，石杰，王少聰，郭亞男，焦小松。

成果相關照片：

圖1 輪廓分析優化剪切優化剪切

圖2 優化剪切界面圖

聯系方式：

北京科大科技園

010-62333830,62335841,62335665,62333626