基于图像处理技术的连铸板坯自动切割系统设计

论文摘要

在炼钢连铸生产工艺流程中,连铸板坯的在线长度检测和定尺切割是其中的重要环节,板坯切割的控制精度直接影响到连铸板坯的成材率。传统的连铸机采用带有编码器的测长辊进行板坯长度测量(称为机械式测长),由于该测长系统是靠测量辊与连铸板坯之间的摩擦力来驱动的,易受现场高温、板坯变形等因素的影响,致使该测量装置维护量大、控制精度不稳定。本文针对梅钢一号板坯连铸机定尺测量精度不稳定这一关键问题,将图像处理技术与板坯切割系统融合在一起,完成基于图像处理技术的连铸板坯自动切割系统设计。不仅运用了图象处理技术的基本原理,如采用曲线拟合对灰度直方图进行平滑处理,采用搜索方法求解直方图峰谷的位置进而求解阈值,而且对现场出现的干扰,像水汽、阳光、电焊光等进行防干扰处理,准确识别连铸板坯头部位置,完成板坯测长。同时,利用图像处理技术对切割的板坯进行复核,得到实际切割的板坯长度,将板坯长度提供给过程控制计算机,过程控制计算机中的板坯切割长度计算模型根据图像处理系统提供的板坯切割长度,启动模型运算下一次板坯切割计划。此外,模型还根据浇铸过程信息,将计算的板坯表面温度转化为摄像机光圈数据,用于控制图像处理系统中摄像机光圈大小,使得图像处理系统采集的板坯图像始终清晰、亮度稳定。采用图像处理技术对板坯切割控制方法不必对连铸机的原有机械设备进行改变,成本低,安装容易,调节简单,板坯切割的精度高,而且与原有的机械测量控制系统并存,现场操作人员可以实时对照两套检测装置工作差异,在机械测量控制系统和图像处理系统之间快速切换,极大地提高了板坯切割控制系统的可靠性。目前图像处理系统在连铸板坯切割控制应用中,运行稳定,满足实际生产的需求,板坯长度计划符合率提高到99%以上。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的提出
• 1.2 连铸板坯测长与图像处理技术的研究现状
• 1.3 本文主要工作
• 第二章 基于图像处理的连铸板坯测长原理
• 2.1 图像处理的基本原理
• 2.1.1 成像原理
• 2.1.2 图像的数字化
• 2.1.3 图像的灰化
• 2.1.4 图像的变换
• 2.1.5 图像的增强
• 2.1.6 针对脉冲噪声的自适应模糊多级中值滤波算法
• 2.2 基于图像处理的连铸板坯测长原理
• 2.2.1 连铸板坯测长原理
• 2.2.2 连铸板坯头部的识别方法
• 2.2.3 去干扰处理
• 2.2.4 连铸板坯图像的边缘算法
• 2.2.5 哈夫变换拟合板坯轮廓
• 2.3 本章小结
• 第三章 连铸板坯切割长度计算模型
• 3.1 连铸板坯优化区间划分
• 3.2 切割长度计算模型
• 3.2.1 目标长度计算方法
• 3.2.2 连铸板坯过长方法
• 3.2.3 连铸板坯过短计算方法
• 3.2.4 切割上限长度计算方法
• 3.3 本章小结
• 第四章 基于图像处理技术的板坯自动切割系统设计
• 4.1 图像处理系统设计
• 4.2 基于图像处理技术的板坯切割系统设计
• 4.2.1 图像处理系统与切割自动化系统的通讯设计
• 4.2.2 L2配套改造设计
• 4.2.3 板坯测量图像处理系统的设计
• 4.3 本章小结
• 第五章 板坯切割效果分析
• 第六章 总结
• 参考文献
• 致谢