基于视觉反馈的分钢控制

论文摘要

为解决棒材在线计数系统的自动分钢问题，提高生产效率和装备水平，本文研究基于视觉反馈的自动分钢应用技术。主要内容包括动态的获取分钢过程中棒材状态信息与分钢楔的实际位置，控制分钢装置运动，实现前后捆棒材的自动分离。分钢控制系统包括视频采集、识别处理、实时决策、运动控制几大部分。通过对视频图像识别、检测、对目标进行动态跟踪，并作出相应的分钢控制决策，驱动液压装置，控制分钢楔自动完成分钢操作。论文工作包括四个方面。进行了针对涟钢集团棒材厂工艺流程的视觉反馈分钢系统的总体设计，提出采用液压分钢机构的视觉自动分钢系统架构；讨论了视觉子系统的硬件选型，研究了视觉反馈的闭环系统中棒材位置识别和分钢楔位置识别两个基本问题以及关键技术；在分析了分钢机子系统各个部件的功能和特性的基础上，确定了分钢机的控制思想，设计了分钢程序；对分钢系统的控制电路和PLC程序做了详细设计。本文设计的分钢机控制系统，已在涟钢集团棒材厂投入使用，实现了棒材计数分钢的自动化。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 相关技术研究现状
• 1.2.1 棒材计数分钢现状
• 1.2.2 视觉反馈控制研究
• 1.2.3 液压传动系统
• 1.2.4 控制技术
• 1.3 课题研究内容和意义
• 1.3.1 课题研究内容
• 1.3.2 研究意义
• 1.4 论文章节安排
• 第二章 分钢系统的总体设计
• 2.1 分钢系统的总体结构及工作机理
• 2.1.1 视觉反馈分钢系统结构
• 2.1.2 视觉反馈分钢系统硬件构成
• 2.1.3 分钢系统的工作过程
• 2.2 图像采集子系统
• 2.3 分钢系统的执行机构
• 2.4 分钢机液压系统
• 2.5 分钢系统运动规划
• 2.6 本章小结
• 第三章 分钢系统的视觉图像处理技术
• 3.1 图像采集硬件选型
• 3.2 棒材位置识别
• 3.3 分钢楔位置识别
• 3.4 本章小结
• 第四章 分钢控制系统的研究与设计
• 4.1 分钢控制液压系统主要元件
• 4.1.1 主要液压元件作用
• 4.1.2 单杆式活塞液压缸
• 4.1.3 液压控制阀性能分析
• 4.2 分钢控制的液压系统
• 4.2.1 建模的基本要求
• 4.2.2 液压系统模型
• 4.2.3 系统参数的确定
• 4.3 分钢机的控制思想
• 4.4 分钢系统的软件设计
• 4.5 本章小结
• 第五章 分钢系统实现
• 5.1 分钢系统的电路设计
• 5.1.1 电气控制系统硬件组成
• 5.1.2 分钢机电气控制原理图设计
• 5.1.3 油泵电机电路的设计
• 5.1.4 PLC电路设计
• 5.2 PLC的软件设计
• 5.2.1 PLC输入、输出模块的地址分配
• 5.2.2 3#链的控制
• 5.2.3 2#链的控制
• 5.2.4 1#链的控制
• 5.2.5 分钢楔向上复位运动的控制
• 5.3 电压/电流转换电路设计
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 论文工作总结
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者攻读硕士学位期间主要研究成果