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一种带 钢 焊缝 热处理控制系统

阅读：340发布：2024-02-22

专利汇可以提供一种带钢焊缝热处理控制系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种带钢焊缝热处理控制系统，包括设置在滑动梁架上的加热装置、摄像机、图像分析及处理系统、伺服传动控制系统、PLC 控制器，摄像机与图像分析及处理系统连接，图像分析及处理系统与PLC控制器连接，PLC控制器与伺服传动系统控制系统连接；摄像机设置在滑动梁架上用于拍摄带钢表面的图像并送入到图像分析及处理系统，图像分析及处理系统识别出图像中的焊缝位置信息并将信息送入到PLC控制器中，PLC控制器发出控制信号至伺服传动控制系统，伺服传动控制系统驱动滑动梁架移动至焊缝所在位置。本实用新型的优点在于：能够自动识别带钢焊缝及定位，高效准确地实现带钢焊缝自动识别与自动定位，提高生产作业效率，自动实现焊缝的热处理。，下面是一种带钢焊缝热处理控制系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种带钢焊缝热处理控制系统，包括设置在滑动梁架上的加热装置，其特征在于：还包括摄像机、图像分析及处理系统、伺服传动控制系统、PLC控制器，所述的摄像机与图像分析及处理系统连接，所述的图像分析及处理系统与PLC控制器连接，所述的PLC控制器与伺服传动系统控制系统连接；所述的摄像机设置在滑动梁架上用于拍摄带钢表面的图像并送入到图像分析及处理系统，所述的图像分析及处理系统识别出图像中的焊缝位置信息并将信息送入到PLC控制器中，所述的PLC控制器发出控制信号至伺服传动控制系统，所述的伺服传动控制系统驱动滑动梁架移动至焊缝所在位置。
2.如权利要求1所述的一种带钢焊缝热处理控制系统，其特征在于：在滑动横梁上设置照明灯，用于为摄像机拍摄提供光源。
3.如权利要求1所述的一种带钢焊缝热处理控制系统，其特征在于：所述的伺服传动控制系统包括伺服控制器、伺服电机，所述的PLC控制器与伺服控制器连接，所述的伺服控制器与伺服电机连接。
4.如权利要求1-3任一所述的一种带钢焊缝热处理控制系统，其特征在于：所述的图像分析及处理系统采用工控机实现。
5.如权利要求1-3任一所述的一种带钢焊缝热处理控制系统，其特征在于：该控制系统还包括HMI 人机界面，所述的HMI人机界面与图像分析及处理系统连接。
6.如权利要求1-3任一所述的一种带钢焊缝热处理控制系统，其特征在于：所述的加热装置为电控加热装置，所述的电控加热装置与PLC控制器连接。
7.如权利要求1所述的一种带钢焊缝热处理控制系统，其特征在于：所述的滑动横梁上设置激光发射器，所述的激光发射器发出平行于带钢表面的激光。

说明书全文

一种带钢 焊缝 热处理控制系统

技术领域

[0001] 本实用新型涉及带钢热处理领域，特别涉及一种自动识别带钢焊缝的热处理控制系统。

背景技术

[0002] 在冷轧带钢连续退火生产线中，为了提高搭接电阻焊的带钢焊缝质量，需要在搭接焊机本体出口侧，利用加热退火装置对带钢焊缝进行热处理。

[0003] 生产过程中，当需要采用加热退火装置对带钢焊缝进行热处理时，由于存在带钢焊缝位置控制的误差，使得加热器位置不能与带钢焊缝区域准确重合，需要操作人员根据实际情况，采用目视检查、校准的方法，手动操作滑动梁架以移动加热装置的位置，寻找带钢焊缝，这样就有人为因素的干扰，存在着控制效率和准确性的问题，不能有效保证整个加热退火的工作周期，甚至影响到工艺段生产速度的稳定。实用新型内容

[0004] 本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种带钢焊缝热处理控制系统，该系统能够自动识别带钢焊缝及定位，同时可以自动实现焊缝的热处理。

[0005] 为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种带钢焊缝热处理控制系统，包括设置在滑动梁架上的加热装置、摄像机、图像分析及处理系统、伺服传动控制系统、PLC控制器，所述的摄像机与图像分析及处理系统连接，所述的图像分析及处理系统与PLC控制器连接，所述的PLC控制器与伺服传动系统控制系统连接；所述的摄像机设置在滑动梁架上用于拍摄带钢表面的图像并送入到图像分析及处理系统，所述的图像分析及处理系统识别出图像中的焊缝位置信息并将信息送入到PLC控制器中，所述的PLC控制器发出控制信号至伺服传动控制系统，所述的伺服传动控制系统驱动滑动梁架移动至焊缝所在位置。

[0006] 在滑动横梁上设置照明灯，用于为摄像机拍摄提供光源。

[0007] 所述的伺服传动控制系统包括伺服控制器、伺服电机，所述的PLC控制器与伺服控制器连接，所述的伺服控制器与伺服电机连接。

[0008] 所述的图像分析及处理系统采用工控机实现。

[0009] 该控制系统还包括HMI 人机界面，所述的HMI人机界面与图像分析及处理系统连接。

[0010] 所述的加热装置为电控加热装置，所述的电控加热装置与PLC控制器连接。

[0011] 所述的滑动横梁上设置激光发射器，所述的激光发射器发出平行于带钢表面的激光。

[0012] 本实用新型的优点在于：该系统能够自动识别带钢焊缝及定位，高效准确地实现带钢焊缝自动识别与自动定位，提高生产作业效率，自动实现焊缝的热处理。附图说明

[0013] 下面对本实用新型说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

[0014] 图1为本实用新型热处理控制系统结构原理图。

[0015] 上述图中的标记均为：1、摄像机；2、图像分析及处理系统；3、伺服传动控制系统；4、HMI人机界面；5、滑动梁架；6、加热装置。

具体实施方式

[0016] 下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

[0017] 现有技术中在生产线搭接焊机出口侧设置的加热装置，加热装置设置在滑动横梁上，滑动梁架与设置在生产线两侧的轨道相适应，采用目测方法手动移动横梁沿轨道运动，从而使得横梁移动至焊缝加热区域，启动加热器从而实现加热装置和焊缝对齐，从而通过加热装置对其加热。

[0018] 本实施例采用一种自动识别焊缝并移动横梁的控制系统，使得效率更好、识别更准确，减少人为误差。具体包括：一种带钢焊缝热处理控制系统，包括设置在滑动梁架上的加热装置、摄像机、图像分析及处理系统、伺服传动控制系统，摄像机与图像分析及处理系统连接，图像分析及处理系统与PLC控制器连接，所述的PLC控制器与伺服传动系统控制系统连接；滑动梁架可沿设置在生产线搭接焊机出口侧的轨道上移动，摄像机、加热装置均设置在滑动横梁上，拍摄方向对着带钢表面拍摄图像信息；摄像机用于拍摄带钢表面的图像并送入到图像分析及处理系统，图像分析及处理系统根据预设的图像识别算法识别出图像中的焊缝位置信息并将信息送入PLC控制器中，PLC发出控制信号至伺服传动控制系统，伺服传动控制系统驱动滑动梁架移动至焊缝所在位置。

[0019] 伺服传动控制系统包括伺服控制器、伺服电机，PLC控制器与伺服控制器连接，伺服控制器与伺服电机连接。伺服传动控制系统通过传动机构或传动杆来驱动滑动梁架在轨道上移动，从而实现对将滑动梁架移动至加热装置与焊缝对齐的位置。HMI人机界面提供人机交互，HMI人机界面与图像分析及处理系统连接，用于显示拍摄的图像和焊缝位置信息。图像分析及处理系统采用工控机实现。在滑动梁架上设置照明灯，用于为摄像机拍摄提供光源。照明灯可采用点控开关或由工控机控制照明。滑动梁架上设置激光发射器，激光发射器发出水平的激光，滑动梁架包括横梁和两个设置在轨道上的支腿，在其中一个支腿上设置激光器，激光器发出水平的激光照射方向为另一个支腿，从而在目测时，从上向下看时，可以以激光的位置来确认此时加热装置以及滑动梁架所在的位置是否对着焊缝，这样也可以为检测或操作人员抽查或者查看滑动梁架是否移动到使加热装置与焊缝对齐的位置。加热装置为电控加热装置，电控加热装置与PLC控制器连接，当伺服电机运动完成后即加热装置加热带钢的位置为焊缝时，反馈信号给PLC控制器，PLC控制器发出控制信号至加热装置使得加热装置工作，从而完成自动加热焊缝的目的。

[0020] 系统各模块的功能具体如下：

[0021] 摄像机安装在加热装置的滑动梁架上，其设置优选为数值向下设置，这样在滑动梁架移动至焊缝区域时，识别出的焊缝在横梁的正下方，而横梁的下方的带钢也就是加热区域。摄像机可随着加热装置移动而移动，用于拍摄带钢表面，通过视频线与工控机连接，并将视频信号传给工控机。

[0022] 图像分析及处理系统用于分析和处理摄像机传输的视频图像信号，其采用工控机实现。根据带钢焊缝区域与非焊缝区域的色差，识别出带钢焊缝的位置，并通过图像定位算法计算出带钢焊缝与加热设备之间的相对距离，将之反馈给PLC控制器，PLC控制器发出控制信号至伺服传动控制系统，从而控制滑动梁架的运动。图像分析及处理系统为工控机运行图像处理算法实现，图像处理算法采用现有识别算法。

[0023] 伺服传动控制系统由伺服电机和伺服控制器构成，实现高精度的位置闭环控制。伺服电机驱动滑动梁架，携带加热器在轨道上前后移动，使加热装置准确移动到焊缝区域，此时摄像头拍摄的图像识别出的焊缝的位置处于加热装置加热区域，也就是滑动梁架正下方。

[0024] 辅助设备包括光源和激光发射器。光源为摄像机提供所需要的照度；激光发射器工作时发出一条水平于生产线的红色光线，它显示加热器的实际位置，当红色光线与带钢焊缝吻合时，表明加热器的位置已处在焊缝区域，其设置的位置为当滑动梁架移动到与焊缝对齐时，激光发出的水平光的下方在带钢上的位置为焊缝位置时来设置激光发射器。

[0025] HMI人机界面可显示带钢焊缝与加热器的位置，为操作人员提供准确的信息。

[0026] 生产线过程中，搭接焊机将两条不同的带钢头尾焊接后，生产线的控制系统将带钢焊缝自动运送到加热装置区域停止下来。本系统在得到允许工作的连锁信号时，打开摄像机上的保护外罩、摄像机、激光发射器和光源，设备处于工作状态。

[0027] 当摄像机在其广角范围内能捕捉到带钢焊缝时，通过图像分析及处理系统，将带钢焊缝与加热设备之间的相对距离计算出来，并将之反馈给PLC控制器，进而控制伺服传动控制系统，通过位置闭环控制，伺服传动系统将加热设备准确地移动到带钢焊缝区域。

[0028] 当摄像机在其广角范围内不能捕捉到带钢焊缝时，移动设备带着摄像机开始向一个方向移动，寻找带钢焊缝，在装置到达极限位置还未找到焊缝时，则向相反方向移动，直至捕捉到带钢焊缝为止。

[0029] 在设备寻找带钢焊缝移动过程中，激光发射器也随滑动梁架的移动而移动，可方便操作人员对定位的准确性进行目视检查、校准，也为操作人员手动定位操作提供依据。

[0030] 显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

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