一种基于激光测距的双边剪钢板自动对中方法技术

本发明专利技术提供一种基于激光测距的双边剪钢板自动对中方法，属于金属加工及视觉检测技术领域。所述方法包括：步骤1，在双边剪剪切区域各磁头位置处分别安装一组测距设备，利用矩形标定块标定出测距设备距离辊道两侧边缘的距离；步骤2，钢板进入对中辊道后，以热检信号控制钢板头部停在热检位置，依据选中的测距设备输出的测距设备到钢板两侧边缘的距离和标定好的距离，确定钢板两侧的目标剪切余量，进一步确定钢板对中所需的磁头移动方向和移动距离；步骤3，根据确定的钢板对中所需的移动方向和移动距离，控制磁头抬起移动并实时检测钢板的移动距离，满足对中需求后控制磁头停止完成对中过程。采用本发明专利技术，能够实现双边剪钢板自动准确对中操作。动准确对中操作。动准确对中操作。

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光测距的双边剪钢板自动对中方法


[0001]本专利技术涉及金属加工及视觉检测
，特别是指一种基于激光测距的双边剪钢板自动对中方法。

技术介绍

[0002]双边剪工艺位置需要将钢板与两侧剪刀位置进行对中操作，使剪刀能够处于钢板上，且保证钢板两侧的剪切余量尽可能的相同。此过程目前主要依靠人工目视由剪刀处发射出来的两条激光线进行位置及余量的判别，不仅工作效率低，而且长时间的工作也会对人工视力造成损害。
[0003]目前已经公开的双边剪自动控制对中方法多以机器视觉为基础，通过相机采集图像的方式定位钢板边缘与剪刀的相对位置，从而完成钢板自动对中的功能。这种方式在一定程度上实现了钢板自动对中任务，但仍存在以下问题：
[0004]首先，利用相机拍摄图像，很容易受到环境光的干扰，此外对于不同的板面背景其边部准确判别的鲁棒性不足；
[0005]其次，钢板边部并非标准的平面，而是呈突起状的弧面，在成像过程中边部的定义不明确；
[0006]最后，相机标定后的位置受钢板厚度的影响较大，需要额外的计算进行消除。

技术实现思路

[0007]本专利技术实施例提供了基于激光测距的双边剪钢板自动对中方法，能够得到更加精确的双边剪切余量值和移动距离值，实现双边剪钢板自动准确对中操作。
[0008]本专利技术实施例提供的基于激光测距的双边剪钢板自动对中方法，包括：
[0009]步骤1，在双边剪剪切区域各磁头位置处分别安装一组测距设备，利用矩形标定块标定出测距设备距离辊道两侧边缘的距离；其中，每组测距设备包含2个激光测距传感器，分别安装在辊道的固定侧和移动侧；
[0010]步骤2，钢板进入对中辊道后，以热检信号控制钢板头部停在热检位置，依据选中的测距设备输出的测距设备到钢板两侧边缘的距离和标定好的测距设备距离辊道两侧边缘的距离，确定钢板两侧的目标剪切余量，根据得到的钢板两侧的目标剪切余量，确定钢板对中所需的磁头移动方向和移动距离；
[0011]步骤3，根据确定的钢板对中所需的移动方向和移动距离，控制磁头抬起移动并实时检测钢板的移动距离，满足对中需求后控制磁头停止完成对中过程。
[0012]进一步地，测距设备安装在能上下步进移动的支架上，初始高度与辊道水平面高度相同，钢板进入对中辊道后，测距设备上升到与钢板厚度方向中心处于相同水平高度。
[0013]进一步地，步骤2中当有超过2组测距设备有距离值输出时，仅使用距离剪刀最近的一组和距离剪刀最远的一组测距设备的输出来指导对应磁头的移动，其他磁头保持不动；当仅有2组测距设备有距离值输出时，则以这两组测距设备的输出指导对应磁头的移
动，其他磁头保持不动；当小于2组测距设备有距离值输出时，进行报警人工干预。
[0014]进一步地，所述钢板进入对中辊道后，以热检信号控制钢板头部停在热检位置，依据选中的测距设备输出的测距设备到钢板两侧边缘的距离和标定好的测距设备距离辊道两侧边缘的距离，确定钢板两侧的目标剪切余量，根据得到的钢板两侧的目标剪切余量，确定钢板对中所需的磁头移动方向和移动距离包括：
[0015]钢板进入对中辊道后，以热检信号控制钢板头部停在热检位置，依据选中的测距设备输出的测距设备到钢板两侧边缘的距离、标定好的测距设备距离辊道两侧边缘的距离、固定侧剪刀距离固定侧辊道边缘的距离和钢板剪切计划宽度，并辅助钢板轮廓数据作为参考，确定钢板两侧的目标剪切余量，根据得到的钢板两侧的目标剪切余量，确定钢板对中所需的磁头移动方向和移动距离。
[0016]进一步地，所述钢板进入对中辊道后，以热检信号控制钢板头部停在热检位置，依据选中的测距设备输出的测距设备到钢板两侧边缘的距离、标定好的测距设备距离辊道两侧边缘的距离、固定侧剪刀距离固定侧辊道边缘的距离和钢板剪切计划宽度，并辅助钢板轮廓数据作为参考，确定钢板两侧的目标剪切余量，根据得到的钢板两侧的目标剪切余量，确定钢板对中所需的磁头移动方向和移动距离包括：
[0017]A1，钢板进入对中辊道后，以热检信号控制钢板头部停在热检位置，依据选中的测距设备输出的测距设备到钢板两侧边缘的距离、标定好的测距设备距离辊道两侧边缘的距离、固定侧剪刀距离固定侧辊道边缘的距离和钢板剪切计划宽度，并辅助钢板轮廓数据作为参考，确定初始固定侧钢板剪切余量和初始移动侧钢板剪切余量其中，和分别表示为：
[0018][0019][0020]其中，和分别为第i号磁头辊道左右边界处放置的矩形标定块标定得到固定侧激光测距传感器到辊道固定侧边缘的距离和移动侧激光测距传感器到辊道移动侧边缘的距离；为固定侧激光测距传感器输出的固定侧激光测距传感器到钢板固定侧边缘的距离；为移动侧激光测距传感器输出的移动侧激光测距传感器到钢板移动侧边缘的距离；w
t
为钢板计划剪切宽度；w为辊道宽度；d
b
为固定侧剪刀距离辊道固定侧边缘的距离；
[0021]A2，确定钢板剪切时要求的单边最小剪切余量为μ，钢板在第i号磁头位置固定侧的目标余量空间为所对应的移动侧目标余量空间为
[0022]A3，以1mm为单位将目标余量空间离散成多组目标剪切余量，遍历每组目标剪切余量，以选中的2组测距设备在固定侧的目标剪切余量和测距设备到热检位置的距离为坐标在钢板轮廓数据上得到固定侧剪切线，以选中的2组测距设备在移动侧的目标剪切余量和测距设备到热检位置的距离为坐标在钢板轮廓数据上得到移动侧剪切线，计算沿钢板长度方向上钢板两侧轮廓数据相对于两剪切线的双边剪切余量值中的最小值进行保存；
[0023]A4，取步骤A3中保存的数据中的最大值所对应的固定侧的目标剪切余量值作为钢板移动的目标，得到钢板对中所需的磁头移动距离β
i
：
[0024][0025]其中，β
i
的正负代表移动方向，β
i
>0代表向固定侧进行移动，β
i
<0代表向移动侧进行移动。
[0026]进一步地，所述钢板轮廓数据来自于上一道工艺的轮廓仪输出，包含有钢板各长度位置处的左右边界轮廓坐标。
[0027]进一步地，所述根据确定的钢板对中所需的移动方向和移动距离，控制磁头抬起移动并实时检测钢板的移动距离，满足对中需求后控制磁头停止完成对中过程包括：
[0028]B1，发送信号控制磁头抬起，同时控制测距设备上升到与钢板厚度方向中心处于相同水平高度，以磁头刚抬起还未移动时固定侧激光测距传感器输出的固定侧激光测距传感器到钢板固定侧边缘的距离作为初始值，并根据确定的钢板对中所需的移动方向和移动距离控制磁头移动，固定侧激光测距传感器实时输出的距离值与初始值的差即为钢板的移动距离，当移动距离在预设的范围后控制磁头停止；
[0029]B2，发送信号控制磁头下降，同时测距设备恢复到与钢板厚度方向中心处于相同水平高度，利用选中的测距设备输出的测距设备到钢板两侧边缘的距离再次确定移动后的钢板两侧的剪切余量，以得到的钢板两侧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于激光测距的双边剪钢板自动对中方法，其特征在于，包括：步骤1，在双边剪剪切区域各磁头位置处分别安装一组测距设备，利用矩形标定块标定出测距设备距离辊道两侧边缘的距离；其中，每组测距设备包含2个激光测距传感器，分别安装在辊道的固定侧和移动侧；步骤2，钢板进入对中辊道后，以热检信号控制钢板头部停在热检位置，依据选中的测距设备输出的测距设备到钢板两侧边缘的距离和标定好的测距设备距离辊道两侧边缘的距离，确定钢板两侧的目标剪切余量，根据得到的钢板两侧的目标剪切余量，确定钢板对中所需的磁头移动方向和移动距离；步骤3，根据确定的钢板对中所需的移动方向和移动距离，控制磁头抬起移动并实时检测钢板的移动距离，满足对中需求后控制磁头停止完成对中过程。2.根据权利要求1所述的基于激光测距的双边剪钢板自动对中方法，其特征在于，测距设备安装在能上下步进移动的支架上，初始高度与辊道水平面高度相同，钢板进入对中辊道后，测距设备上升到与钢板厚度方向中心处于相同水平高度。3.根据权利要求1所述的基于激光测距的双边剪钢板自动对中方法，其特征在于，步骤2中当有超过2组测距设备有距离值输出时，仅使用距离剪刀最近的一组和距离剪刀最远的一组测距设备的输出来指导对应磁头的移动，其他磁头保持不动；当仅有2组测距设备有距离值输出时，则以这两组测距设备的输出指导对应磁头的移动，其他磁头保持不动；当小于2组测距设备有距离值输出时，进行报警人工干预。4.根据权利要求1所述的基于激光测距的双边剪钢板自动对中方法，其特征在于，所述钢板进入对中辊道后，以热检信号控制钢板头部停在热检位置，依据选中的测距设备输出的测距设备到钢板两侧边缘的距离和标定好的测距设备距离辊道两侧边缘的距离，确定钢板两侧的目标剪切余量，根据得到的钢板两侧的目标剪切余量，确定钢板对中所需的磁头移动方向和移动距离包括：钢板进入对中辊道后，以热检信号控制钢板头部停在热检位置，依据选中的测距设备输出的测距设备到钢板两侧边缘的距离、标定好的测距设备距离辊道两侧边缘的距离、固定侧剪刀距离固定侧辊道边缘的距离和钢板剪切计划宽度，并辅助钢板轮廓数据作为参考，确定钢板两侧的目标剪切余量，根据得到的钢板两侧的目标剪切余量，确定钢板对中所需的磁头移动方向和移动距离。5.根据权利要求4所述的基于激光测距的双边剪钢板自动对中方法，其特征在于，所述钢板进入对中辊道后，以热检信号控制钢板头部停在热检位置，依据选中的测距设备输出的测距设备到钢板两侧边缘的距离、标定好的测距设备距离辊道两侧边缘的距离、固定侧剪刀距离固定侧辊道边缘的距离和钢板剪切计划宽度，并辅助钢板轮廓数据作为参考，确定钢板两侧的目标剪切余量，根据得到的钢板两侧的目标剪切余量，确定钢板对中所需的磁头移动方向和移动距离包括：A1，钢板进入对中辊道后，以热检信号控制钢板头部停在热检位置，依据选中的测距设备输出的测距设备到钢板两侧边缘的距离、标定好的测距设备距离辊道两侧边缘的距离、固定侧剪刀距离固定侧辊道边缘的距离和钢板剪切计划宽度，并辅助钢板轮廓数据作为参考，确定初始固定侧钢板剪切余量和初始移动侧钢板剪切余量其中，和分别
表示为：表示为：其中，和分别为第i号磁头辊道左右边界处放置的矩形标定...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴昆鹏，崔广礼，张宇航，李志友，邓能辉，杨朝霖，石杰，
申请(专利权)人：北京科技大学设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：