一种铸坯位置测量方法技术

本发明专利技术涉及炼钢领域，公开了一种铸坯位置测量方法，其利用激光测量法和摄像测量法先各自独立地测量铸坯的位置，分别取得各自的测量结果；激光测量法采用激光测距仪测量铸坯的位置，摄像测量法采用摄像机测量铸坯的位置，比较激光测量法和摄像测量法的各自的测量结果，通过裁决算法取得铸坯的位置的最终测量结果。本发明专利技术对铸坯位置的测量精度高、抗干扰能力强。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及炼钢领域，公开了，其利用激光测量法和摄像测量法先各自独立地测量铸坯的位置，分别取得各自的测量结果；激光测量法采用激光测距仪测量铸坯的位置，摄像测量法采用摄像机测量铸坯的位置，比较激光测量法和摄像测量法的各自的测量结果，通过裁决算法取得铸坯的位置的最终测量结果。本专利技术对铸坯位置的测量精度高、抗干扰能力强。【专利说明】
本专利技术涉及炼钢
，特别是涉及一种连铸生产过程中铸坯位置的高精度自动测量方法。
技术介绍
目前在钢铁行业中普遍采用连铸技术生产板坯，一般铸坯宽厚比大于3的即称为板还。 铁水经过转炉或者电炉被冶炼成合格的钢水，钢水经过连铸机被铸造成连铸坯。连铸坯出铸机时仍处于红热状态。为了便于运输和后续的生产，连铸坯需要被切割成指定的长度。执行切割的装置一般是火焰切割机(简称火切机)，“指定的长度”被称为定尺。在一般情况下，连铸坯需要经过两次切割过程，分别是第一次切割(简称一切)和第二次切割(简称二切)。一切是把连铸坯切割成长度较长的母坯，二切是把经过一切切割后的母坯继续切割成长度较短的小块子坯。如果定尺较长，母坯也可能不经过二切而直接出坯。在一般情况下，切割后的钢坯经过轧机被轧制成符合要求的钢板，钢板就是最终的成品。 在铸坯的切割过程中，为了降低成本提高效益，需要严格控制铸坯的切割精度。铸坯实际长度与定尺相比出现较大的正偏差，则造成浪费；出现较大的负偏差则造成废坯而损失更大。对于一切，要准确控制母坯的切割长度；对于二切，要精确控制每一块子坯的切割长度。 不论是一切还是二切，为了提高铸坯的测量精度进而提高切割精度，技术人员想出了各种测量方法。目前常见的测量方法有:碰锤法、测量辊法、摄像测量法，近几年又出现了激光测量法。碰锤法和测量辊法属于接触式测量方法，在测量过程中测量装置需要跟铸坯直接接触；而摄像测量法和激光测量法属于非接触式测量方法，测量装置跟铸坯没有物理接触。 碰锤法是在铸坯前进方向上指定位置处放置一个碰锤，在碰锤内部有一个感应开关，当铸坯坯头到达指定位置附近并撞到碰锤后会触发感应开关动作，感应开关进而向外部发送一个电信号，火切机收到该信号后即开始后续的切割流程。火切机与碰锤之间的距离就是所需的定尺的长度。该测量方法的缺点一是测量精度较低，误差一般会超过20毫米，缺点二是更换定尺时需要调整碰锤的位置，不适合频繁地更换定尺。 测量辊法是在连铸机和切割装置之间安装一个测量辊，辊子上有一个圆盘与铸坯下表面物理接触，在测量辊的轴上安装了一个编码器。当铸坯前后移动时，铸坯会带动圆盘转动进而带动编码器转动，从而编码器会给出铸坯移动的距离。由于该装置与热坯直接接触，所以需要对测量辊装置进行冷却。其次，由于铸坯是主动运动而圆盘是被动转动，如果二者之间运动不同步那么就会出现测量误差。第三，由于编码器存在累积误差，所以需要消除累积误差的影响。测量辊的测量精度一般在20毫米到40毫米左右。 摄像法使用摄像机连续拍摄铸坯的图像，从图像中检测出铸坯坯头或者坯尾位置所在的图像坐标，然后根据铸坯实际位置与图像中图像坐标的对应关系即可计算出真实的铸坯位置。摄像法的优点是成本低，测量装置不与铸坯直接接触，缺点是测量精度容易受到环境的光照条件和铸坯温度的影响，经常需要操作人员对图像的亮度进行调整。摄像法的测量精度一般在O到40毫米左右。 激光测量法使用激光测距仪测量铸坯的位置。激光测距仪发射一束激光直接照射到被测物体表面，激光会被反射回激光测距仪。激光测距仪根据发射激光和接收反射信号所经过的时间差计算出被测物体到激光测距仪之间的距离，通过某种换算可以计算出被测物体的实际位置。激光测量法的测量精度非常高，一般在-1到+1毫米左右。激光测距法的缺点是容易受到水蒸汽的干扰，尤其是在冬季环境温度较低的情况下水雾的干扰很大，造成该方法测量出的结果与实际可能存在着非常大的误差。 目前钢铁行业急需一种测量精度高、抗干扰能力强的铸坯位置测量方法。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题 本专利技术的目的是提供一种测量精度高、抗干扰能力强的铸坯位置测量方法。 (二)技术方案 为了解决上述技术问题，本专利技术提供，利用激光测量法和摄像测量法先各自独立地测量铸坯的位置，分别取得各自的测量结果；激光测量法采用激光测距仪测量铸坯的位置，摄像测量法采用摄像机连续测量铸坯的位置，比较激光测量法和摄像测量法的各自的测量结果，通过裁决算法取得铸坯的位置的最终测量结果；先设定一个测量结果的有效波动范围，如果激光测量法的测量结果处于有效波动范围之内，则认定激光测量法的测量结果有效，而摄像测量法的测量结果无效，最终的测量结果是激光测量法的测量结果；如果激光测量法的测量结果处在有效波动范围之外，则认定激光测量法的测量结果无效，而摄像测量法的测量结果有效，最终的测量结果是摄像测量法的测量结果O 其中，所述激光测量法包括如下步骤: S1、将铸坯设置在辊道上，铸坯的运动方向与辊道的运动方向相同，铸坯的坯头端面或者坯尾端面为待测端面，所述待测端面的位置即为铸坯的位置； S2、设置在辊道上的火焰切割机设有两个切枪，使所述火焰切割机停在原位，以两个所述切枪枪口的中心点的连线的中点作为坐标系的原点，以铸坯的移动方向作为坐标的正方向； S3、将激光测距仪设置在铸坯沿辊道移动的方向上，并使得所述激光测距仪发出的激光光线与铸坯的移动方向平行或者呈一夹角，使所述激光光线能够直接照射在所述铸坯的所述待测端面； S4、使所述火焰切割机停在原位，把标定器放置在辊道上，使得所述标定器处在所述火焰切割机和激光测距仪之间，测量出所述标定器的第一标定板与第二标定板之间的距离，并测量出第一标定板到原点的距离，再读出激光测距仪发出激光照射第一标定板的激光长度和激光照射第二标定板的激光长度； S5、利用所述激光测距仪发出激光照射所述铸坯的待测端面，读出所述激光测距仪到铸坯的所述待测端面的激光长度； S6、根据公式:E = L1/(D1-D2)计算出所述夹角的余弦值；其中:E为夹角的余弦值；L1为第一标定板与第二标定板之间的距离；D1为激光照射到第一标定板上的激光长度；D2为激光照射到第二标定板上的激光长度； S7、根据公式:L = L2+D1*E计算出激光测距仪的内部基准点的坐标；其中:L为所述激光测距仪的坐标，L2为第一标定板的坐标； S8、根据公式:L4 = L-L3 = L_D*E计算出铸坯的位置；其中:L4为铸坯的位置，D为激光测距仪照射到所述铸坯的激光长度，L3是D在坐标轴上的投影。 其中，所述摄像测量法包括:在铸坯的侧面或者上面安装摄像机，使摄像机能够直接照射到铸坯的所述待测端面；摄像机采集到铸坯的图像后，通过边缘检测算法找到铸坯的所述待测端面的图像坐标，再通过标定算法反向计算出铸坯所述待测端面的世界坐标，所述世界坐标就是铸坯实际位置。 其中，所述裁决算法包括如下步骤: S1、对于同一个被测铸坯，激光测量法的测量结果设为XI，摄像测量法的测量结果设为X2，对两个测量结果Xl和X2进行裁决，最终的测量结果设为X3 ； S2、以摄像测量法的测量结果X2作为基准，给定一个允许的误差范围设为El和E2，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铸坯位置测量方法，其特征在于，利用激光测量法和摄像测量法先各自独立地测量铸坯的位置，分别取得各自的测量结果；激光测量法采用激光测距仪测量铸坯的位置，摄像测量法采用摄像机测量铸坯的位置，比较激光测量法和摄像测量法的各自的测量结果，通过裁决算法取得铸坯的位置的最终测量结果；先设定一个测量结果的有效波动范围，如果激光测量法的测量结果处于有效波动范围之内，则认定激光测量法的测量结果有效，而摄像测量法的测量结果无效，最终的测量结果是激光测量法的测量结果；如果激光测量法的测量结果处在有效波动范围之外，则认定激光测量法的测量结果无效，而摄像测量法的测量结果有效，最终的测量结果是摄像测量法的测量结果。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：桑建伟，丛壮，鲍刚枫，
申请(专利权)人：北京中远通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11