一种钢厂顶头检测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种钢厂顶头检测系统，包括位置检测触发装置、高速摄像装置、工控主机和警报装置；位置检测触发装置、高速摄像装置、警报装置均与工控主机通讯连接；位置检测触发装置设于高速摄像装置前端，高速摄像装置根据工控主机发送来的启动信号后，对预设位置以预设的拍摄参数进行高速连续拍摄，并将获得的n张图片传输给工控主机；工控主机内训练好的顶头特征识别模型对接收到的图片进行识别，并给出图片中是否存在顶头特征的结论；若图片中不存在顶头特征，则工控主机向警报装置发送触发信号；警报装置根据工控主机的触发信号，对外发出警报信息。由此，本发明专利技术的钢厂顶头检测系统可以完全代替人工对顶头有无进行检查。可以完全代替人工对顶头有无进行检查。可以完全代替人工对顶头有无进行检查。

【技术实现步骤摘要】
一种钢厂顶头检测系统


[0001]本专利技术涉及钢管生产加工领域，尤其涉及一种钢厂顶头检测系统。

技术介绍

[0002]PQF限动芯棒连轧管技术是20世纪90年代中期发展起来的轧管工艺技术，在21世纪得到长足发展，代表了当今无缝钢管轧管机组工艺设计和制造的最新水平。穿孔机是PQF连轧机组的关键设备，为螺旋穿孔结构，主要由穿孔本体，前台管坯预旋转、后台三辊定心、顶杆小车等组成，顶杆采用的是更换顶头结构，通过顶头更换箱的顶头剔除实现顶头冷却及循环使用，日常生产中，由于顶头与顶杆套接部位磨损、带顶头装置故障、顶头锁紧装置故障等原因，顶头可能从正确位置脱离，在顶管携带顶头行走或轧制过程中发生顶头脱落现象，如顶头掉入毛管管腔内，操作人员未及时发现，则顶头会随毛管进入PQF连轧机内，造成连轧机轧卡或堆钢，甚至造成轧辊、联轴器、轴的损坏；当顶头在前进过程中掉落，如未及时发现，将造成穿孔机无顶头轧制，造成顶杆损坏报废，同时可能造成三辊定心装置损坏，导致较严重的后果，产线长时间停机，而一条产线的停产，可能会殃及前后工序都被迫停工，造成很大的经济损失。现阶段，只能是靠人工在穿孔机前端进行观测，观察顶头是否在正确位置，而穿孔机前端工作环境恶劣，高温、高湿、高噪音，而且非常危险，且依赖工人目测，结果也不稳定。目前国内相似的PQF机组中，均没有很好的检测顶头是否在正确位置的方案。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种钢厂顶头检测系统。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
[0005]一种钢厂顶头检测系统，包括位置检测触发装置、高速摄像装置、工控主机和警报装置；所述位置检测触发装置、高速摄像装置、警报装置均与所述工控主机通讯连接；
[0006]所述位置检测触发装置设于高速摄像装置前端，用于检测顶头预期运动轨迹上是否有物体经过，当检测到有物体经过时，将位置触发信号传送给工控主机；
[0007]所述高速摄像装置根据工控主机发送来的启动信号后，对预设位置以预设的拍摄参数进行高速连续拍摄，并将获得的n张图片传输给所述工控主机；
[0008]所述工控主机内设有训练好的顶头特征识别模型，所述顶头特征识别模型对接收到的图片进行识别，并给出图片中是否存在顶头特征的结论；若图片中不存在顶头特征，则工控主机向警报装置发送触发信号；
[0009]所述警报装置根据工控主机的触发信号，对外发出警报信息。
[0010]与现有技术相比，本专利技术具有如下技术效果：
[0011]位置检测触发装置检测到有移动物体进入测试区域后，给工控主机发送位置触发信号，工控主机接收到位置触发信号后，向高速摄像装置发送启动信号，高速摄像装置接收到启动信号后，立即按照预设的拍摄参数进行高速连续拍摄，获得多张图片，通过合理布局
位置检测触发装置与告诉摄像装置的位置、以及设置拍摄参数，理论上拍到的照片均应该含有顶头影像，将这些照片发送给工控主机，工控主机内置的顶头特征识别模块在每一个照片中寻找顶头特征，若设定比例的照片中含有预设的顶头特征，则认为顶头正常，否则认为顶头异常，顶头异常包括完全脱落的情况和即将掉落的情况，哪种情况属于正常，哪种情况属于异常可以在对顶头特征识别模型训练时形成，只要提供足够多的正常情况的照片和异常情况下的照片，顶头特征识别模型即可学习得到识别功能。
[0012]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0013]优选地，所述位置检测触发装置与控制顶头运动的控制装置通讯连接，所述控制装置向所述触发装置发送顶头即将到达信号，位置检测触发装置接收到顶头即将到达信号后，启动检测工作，检测到运动物体后停止检测，由此，位置检测触发装置仅仅在顶头即将到来时启动工作，且检测到运动物体后即停止工作，降低了误触发的概率。
[0014]优选地，还包括测速装置，所述测速装置设于所述位置检测触发装置前部，用于检测顶头预期运动轨迹上物体的运动速度v，并将检测结果传送给工控主机，所述工控主机根据速度v，结合位置检测触发装置与高速摄像装置之间的距离，调整位置触发信号与高速摄像装置启动信号之间的时间差。因为位置检测触发装置与高速摄像装置之间具有一定的距离，从位置检测触发装置检测到有运动物体那一刻起，到运动物体进入高速摄像装置的摄像范围内之间必然会有一定的时间差，而这个时间差，会随着运动物体的运动速度变化而变化，增加测速装置后，可以利用这个速度值，调节位置触发信号与高速摄像装置启动信号之间的时间差，确保高速摄像装置启动后，运动物体刚好经过高速摄像装置的拍摄范围内，进而确保拍到的照片均包含预期顶头所在位置。由此本装置可以适用于不同运动速度的产线。
[0015]优选地，若图片中不存在顶头特征，所述工控主机向控制顶头运动的控制装置发送联动信号，紧急停止顶头的动作。在存在多张照片时，是设定比例的照片中均不存在顶头特征时，才判断为是顶头异常，此时及时停下顶头的动作，可以避免事故扩大化，将故障损失降低到最小。
[0016]优选地，所述拍摄参数包括曝光模式、连续拍照间隔。根据现场的实际情况，顶杆的运行速度、光照情况等等进行调整，确保得到满足要求的照片。
[0017]优选地，所述工控主机内设有图片预处理模块，所述图片预处理模块将图片转换成黑白图像，去除照片中的细小斑点，因为这些细小的斑点一般是环境中的水滴、粉尘的干扰，并进行适当的形态学处理，如强化边界线等，凸显出顶头特征。
[0018]优选地，所述顶头特征识别模型基于卷积神经网络的深度学习，随着生产检测的进行，不断采集不同工况下的顶头图片和顶头掉落图片，逐步增加深度学习的训练库，迭代训练，稳步提高优化检测系统的准确性。
[0019]优选地，所述高速摄像装置设于防护外壳内，所述防护外壳内设有涡流冷风管持续对高速摄像装置冷却降温，且所述防护外壳外设有压缩空气喷嘴，所述压缩空气喷嘴在防护外壳外形成涡旋状气帘，防止粉尘和水汽污染镜头和相机。
[0020]优选地，所述测速装置为多普勒测速雷达，可以精确测量4
‑
5米/秒运行速度的物体速度。
[0021]优选地，所述位置检测触发装置为激光传感器，测量精度可达0.5mm，测量频率
400Hz，输出频率1200Hz,可以准确感应到移动中线速度4
‑
5米/秒的顶头。
附图说明
[0022]图1为本专利技术的钢厂顶头检测系统的电气结构示意图；
[0023]图2为本专利技术的钢厂顶头检测系统的部分组件安装示意图；
[0024]图3、图4、图5为本专利技术的钢厂顶头检测系统检测过程三个不同状态示意图；
[0025]图6所示是显示屏上显示的检测到顶头存在的照片及通过结果；
[0026]图7所示是显示屏上显示的检测到顶头可能缺失的照片及不通过结果；
[0027]图8所示是顶头完全脱落的情况的照片；
[0028]图9所示是顶头即将脱落的情况的照片。
[0029]在附图中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢厂顶头检测系统，其特征在于，包括位置检测触发装置、高速摄像装置、工控主机和警报装置；所述位置检测触发装置、高速摄像装置、警报装置均与所述工控主机通讯连接；所述位置检测触发装置设于高速摄像装置前端，用于检测顶头预期运动轨迹上是否有物体经过，当检测到有物体经过时，将位置触发信号传送给工控主机；所述高速摄像装置根据工控主机发送来的启动信号后，对预设位置以预设的拍摄参数进行高速连续拍摄，并将获得的n张图片传输给所述工控主机；所述工控主机内设有训练好的顶头特征识别模型，所述顶头特征识别模型对接收到的图片进行识别，并给出图片中是否存在顶头特征的结论；若图片中不存在顶头特征，则工控主机向警报装置发送触发信号；所述警报装置根据工控主机的触发信号，对外发出警报信息。2.根据权利要求1所述的钢厂顶头检测系统，其特征在于，所述位置检测触发装置与控制顶头运动的控制装置通讯连接，所述控制装置向所述触发装置发送顶头即将到达信号，位置检测触发装置接收到顶头即将到达信号后，启动检测工作，检测到运动物体后停止检测。3.根据权利要求1所述的钢厂顶头检测系统，其特征在于，还包括测速装置，所述测速装置设于所述位置检测触发装置前部，用于检测顶头预期运动轨迹上物体的运动速度v，并将检测结果传送给工控主机，所述工控主机根据速度v，结合位置检测触发装置与...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋智，孙晓辉，孙逸飞，刘港，
申请(专利权)人：烟台东泽电气科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：