胡陽

(山鋼股份萊蕪分公司棒材廠,山東濟(jì)南 271104)

1 概況

1.1 生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)介

棒材連軋生產(chǎn)線一般包括加熱爐、連軋機(jī)組、飛剪、冷床、成品剪切機(jī)、收集平臺(tái)、打捆機(jī)等設(shè)備。工藝流程為：連鑄坯加熱、粗軋六連軋、1#飛剪切頭、中軋四連軋、2#飛剪切尾、精軋七連軋、3#飛剪分段、冷床冷卻、800 t 冷剪分段、收集分捆、打捆包裝、收集碼垛、檢驗(yàn)入庫等環(huán)節(jié),見圖1。

圖1 棒材廠二軋車間工藝流程圖

1.2 項(xiàng)目實(shí)施前狀況

鋼筋米重檢測(cè)為軋后取樣檢測(cè)，即在冷床上截取60～80 cm 長(zhǎng)度不等的鋼筋，用無齒鋸修磨斷面，再放到專用臺(tái)秤測(cè)重，然后用鋼卷尺測(cè)量長(zhǎng)度，用實(shí)測(cè)重量（kg）除以長(zhǎng)度（m）得到實(shí)際米重，按公式計(jì)算鋼筋米重偏差，偏差值=（實(shí)測(cè)米重-理論米重）/理論米重×100%，在國標(biāo)允許范圍內(nèi)則合格，若超出范圍或不是理想范圍，則通知軋鋼工對(duì)料型進(jìn)行調(diào)整，直到符合要求為止。測(cè)量調(diào)整流程如圖2所示。

圖2 鋼筋米重測(cè)量調(diào)整流程圖

項(xiàng)目實(shí)施前，人工測(cè)量勞動(dòng)強(qiáng)度大，測(cè)量誤差大，用時(shí)較長(zhǎng)，從取樣到通知軋鋼工調(diào)整要15 min左右，當(dāng)出現(xiàn)料型波動(dòng)時(shí)，無法在第一時(shí)間得到解決，造成鋼筋米重超標(biāo)，金屬消耗較高，影響成材率的提升。為縮短調(diào)整時(shí)間，提高成材率，決定研發(fā)一種鋼筋米重離線自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備。

2 技術(shù)原理

2.1 重量測(cè)量

鋼筋米重離線自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備內(nèi)置電子臺(tái)秤，型號(hào)為JWE（I）-15K，稱量范圍0～15 kg，精度0.5 g，帶數(shù)據(jù)外傳接口。臺(tái)秤上設(shè)置放鋼托架，放鋼托架外引部分設(shè)計(jì)成斜放式，便于取放。

2.2 長(zhǎng)度測(cè)量

長(zhǎng)度測(cè)量采用CCD 視覺技術(shù)，選用XF-5MDT008X280 型雙遠(yuǎn)心視覺系統(tǒng)，面陣相機(jī)為HJCE050-30GM，平行面光源LRD-F120100。面陣相機(jī)攝下的圖像幅面小，像素分布密，像素間距離小，因而測(cè)定值精度高。投影圖像傳輸至圖像處理裝置，由圖像處理裝置運(yùn)用數(shù)字圖像處理技術(shù)，計(jì)算出樣件兩端面與對(duì)應(yīng)量規(guī)兩測(cè)量面之間的距離值。測(cè)量樣件的兩個(gè)斷面，斷面全局平行測(cè)量，斷面測(cè)量為全局平均值，去掉了小的毛刺的干擾。專門研制的測(cè)量控制系統(tǒng)，具有高速處理單元，工作穩(wěn)定、精確，抗干擾能力強(qiáng)，樣件斷面也不需要用角磨機(jī)打磨后使用（圖3）。

圖3 鋼筋端面測(cè)量控制

2.3 功能集成

將各部件整合,設(shè)計(jì)模型如圖4 所示。工控機(jī)1選用I5型電腦主機(jī)，置于下方箱體內(nèi)；觸摸顯示屏2為J170-CB1型，可選擇預(yù)置的米重計(jì)算及采集專用程序，內(nèi)設(shè)各規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)米重，也可以人工錄入特殊規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)米重，如韓標(biāo)、美標(biāo)等國外標(biāo)準(zhǔn)；試樣長(zhǎng)度由平行面光源4 和面陣相機(jī)5 采用CCD 視覺技術(shù)測(cè)量；試樣重量由帶有放鋼托架6的電子臺(tái)秤測(cè)量；相關(guān)數(shù)據(jù)由計(jì)算機(jī)自動(dòng)采集，并將測(cè)量結(jié)果顯示于顯示屏3 上。米重測(cè)試儀通過集成控制電路，連接生產(chǎn)管理系統(tǒng)自動(dòng)獲取或人工輸入軋?zhí)?，通過計(jì)算后在顯示屏讀取。

圖4 米重測(cè)試儀模型

2.4 數(shù)據(jù)傳輸

鋼筋米重離線檢測(cè)處距軋機(jī)直線距離超過100 m，廠房上部有行車通行，地面設(shè)備管溝復(fù)雜，若采用有線傳輸，布線長(zhǎng)度要200 m 以上，而且多在高溫區(qū)，施工難度較大。經(jīng)反復(fù)論證，借鑒比較成熟的Wi-Fi數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。其原理是在有線局域網(wǎng)的基礎(chǔ)上，通過無線集線器、無線網(wǎng)橋天線和網(wǎng)卡等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸。它將用戶發(fā)出的信息，轉(zhuǎn)換為微波信號(hào)，實(shí)現(xiàn)無線局域網(wǎng)的各種功能。軋機(jī)調(diào)整處設(shè)置顯示屏，軋鋼工第一時(shí)間即可獲取鋼筋重量偏差數(shù)據(jù)，及時(shí)對(duì)軋機(jī)料型做出調(diào)整。

質(zhì)量檢查站、車間工藝組電腦終端可以安裝網(wǎng)卡及專用APP，第一時(shí)間獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，也可將數(shù)據(jù)導(dǎo)出、匯總，便于分析。

3 技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

3.1 測(cè)量精準(zhǔn)便捷

取代過去用鋼卷尺人工測(cè)量記錄的原始方式，采用兩個(gè)CCD 視覺技術(shù)，測(cè)量樣件的兩個(gè)斷面，長(zhǎng)度測(cè)量采用斷面全局平行測(cè)量方案，斷面測(cè)量為全局平均值，去掉了小的毛刺的干擾，專門研制的測(cè)量控制系統(tǒng)，具有高速處理單元，工作穩(wěn)定、精確，抗干擾能力強(qiáng)，是專為棒材軋鋼現(xiàn)場(chǎng)使用而研發(fā)的設(shè)備，工人的易用性高，不需要太復(fù)雜的操作。樣件斷面也不需要用角磨機(jī)打磨后使用，具有長(zhǎng)度測(cè)量自動(dòng)糾偏功能。

3.2 功能高度集成

該技術(shù)集成了鋼筋試樣自動(dòng)長(zhǎng)度測(cè)量、稱重、米重?fù)Q算、偏差計(jì)算、爐號(hào)跟蹤、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸?shù)?項(xiàng)功能為一體，具有占地面積小、易操作等特點(diǎn)。同時(shí)具備數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、分析功能，為米重控制及考核提供了歷史數(shù)據(jù)，為產(chǎn)品質(zhì)量可追溯性提供了基礎(chǔ)保障。

3.3 遠(yuǎn)程無線傳輸

采用Wi-Fi 無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，不受現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境限制，所有信息可第一時(shí)間傳輸?shù)綌?shù)據(jù)用戶。

4 應(yīng)用效果

該技術(shù)具備以下功能。

（1）自動(dòng)測(cè)量鋼筋米重、重量偏差，并分組顯示。

（2）自動(dòng)獲取生產(chǎn)管理系統(tǒng)中軋?zhí)?、裝爐支數(shù)等信息。

（3）測(cè)量數(shù)據(jù)保存數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)檢索及導(dǎo)出。

（4）測(cè)量數(shù)據(jù)、生產(chǎn)信息實(shí)時(shí)顯示到遠(yuǎn)端大屏幕。

（5）長(zhǎng)度、重量測(cè)量可進(jìn)行校正。

（6）可檢測(cè)不同規(guī)格產(chǎn)品，并快速進(jìn)行規(guī)格切換。

（7）適應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作環(huán)境。

鋼筋米重離線自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，在消除人工測(cè)量誤差的同時(shí)，鋼筋米重測(cè)量時(shí)間縮短至5 min 以內(nèi)，遠(yuǎn)程傳輸至軋線顯示屏后，為料型調(diào)整提供參考，提高了調(diào)整效率，對(duì)成材率的提升起到了一定的促進(jìn)作用。