[发明专利]一种基于机器视觉的棒材计数及对齐检测的装置和方法

说明书

本发明属于棒材跟踪技术领域，提出一种基于机器视觉的棒材计数及对齐检测的装置和方法。基于机器视觉的棒材计数及对齐检测的装置安装于冷床上料区辊道旁边，包括线激光器和工业相机。线激光打在棒材上，形成的弧形轮廓效果，工业相机采集到激光轮廓后，进行图像处理找到圆心，根据圆心数量得到棒材的数量。分别对图像中两条激光线进行棒材计数，比较数量，如果数量相同，说明棒材头部抵达档板且已经对齐；如果数量不同，说明棒材头部尚未对齐。针对现有人工检查存在效率低、误差大，以及人为主观因素导致的检测标准不统一等问题，本发明实现自动、高效的在线棒材跟踪计数及头部对齐检测，提升生产线自动化控制水平，提高生产效率和产品质量。

技术领域

本发明涉及棒材跟踪技术领域，具体涉及一种基于机器视觉的棒材计数及对齐检测的装置和方法。

背景技术

棒材主要应用于建筑、机械、汽车、船舶等工程领域，是重要的金属材料。棒材的加工工艺流程包括：加热、除磷、粗轧、精轧、飞剪、编组、锯切分段、冷床收集、检验、包装等环节。

其中，在编组工序后，棒材物料通过辊道运送到冷床上料区辊道，然后成组上冷床冷却，在具体生产流程中，多根棒材并行运送，因辊道打滑等因素，存在棒材头部对不齐的问题，影响物料跟踪和上冷床控制，因此抵达冷床上料区辊道后，先使得棒材头部在冷床上料区辊道尽头档板处对齐，再进行上料到冷床的操作，与此同时，系统统计本次上料棒材的数量，用于物料跟踪。目前，该区域依赖人工观察和控制，自动化程度低，同时存在因工作疲劳等主观因素导致的数量统计出错、棒材头部对不齐等问题，影响棒材生产的信息化管理，所以十分有必要采用自动化控制代替人工。

在工业生产环境中，传统的检测仪表如：金属检测仪、测距仪、检测光栅等，可以进行单个物料跟踪，但无法检测数量和对齐检测；机器视觉技术虽然已在工业生产领域得到了广泛应用和认可，但在本生产工序场景中，棒材本身存在中温、高温等工艺情况，温度区间大，材料在不同温度下存在不同程度的热辐射，热辐射直接影响相机成像，不同程度的热辐射，成像效果差异大，采集设备参数难以固化，最终导致识别处理误差大、稳定性差，不能满足实际使用需求。

发明内容

本发明提供一种基于机器视觉的棒材计数及对齐检测的装置和方法，通过线激光器与工业相机采集配合，解决材料热辐射问题，实现棒材上冷床1前，高效计数和头部对齐检测。

本发明的技术方案如下：一种基于机器视觉的棒材计数及对齐检测的装置，安装于冷床上料区3辊道旁边，其包括线激光器4和工业相机6；冷床上料区3辊道一端设置有边部挡板5，用于阻挡冷床上料区3辊道上行进的棒材2，实现多根棒材2头部对齐；线激光器4同时发射两条线形激光，分别为激光线A7和激光线B8；两条激光线平行打在冷床上料区3辊道的棒材2上，形成棒材2的激光轮廓；工业相机6朝向激光线A7和激光线B8的位置，工业相机6的视野覆盖激光线A7和激光线B8间的区域，采集两束激光线打在棒材2上形成的激光轮廓；线激光器4发射大功率红外激光；工业相机6的镜头安装红外波段窄带滤光片，使得线激光器4只能采集到线激光的成像，避免热辐射的影响；工业相机6和线激光器4连接系统服务器用于图像处理，系统服务器与生产控制系统无线连接，生产控制系统为控制棒材生产的自动化控制系统；系统服务器通过对激光轮廓进行识别处理检测；当棒材2未运送到两束激光线位置时，激光线打在辊道的缝隙处，工业相机6无法检测到激光线；根据工业相机6是否检测到激光线进行判断棒材的有无。

所述激光线B8打在冷床上料区辊道尽头边部挡板5板附近的辊道缝隙，距离边部挡板5长度为L，L单位为米，取值公式为：

L≥S/F

其中，S为棒材运行速度，单位米/秒，F为系统服务器处理速度，单位为次/秒；

激光线A7光束点相距激光线B8光束点的长度为M，M取值满足如下条件：

1)M≥并行输送棒材的头部位置最大差值；

2)M≤冷床上料区辊道宽度/2–L；