一种轧钢加工自动报号智能管理系统

技术领域

本发明属于轧钢加工报号管理技术领域，具体为一种轧钢加工自动报号智能管理系统。

背景技术

在轧钢自动控制中，当换轧制规格时报号是轧钢中的一个重要环节，主要目的是提醒后续工序查看轧钢规格是否合理，同时报号作为规格切换标识，能够在生产环节进行信息交流和沟通，有助于确保相关人员了解产品的规格、批次以及其他信息，避免信息混乱和误解。

传统的轧钢换规格报号是由报号员人工记录，这种报号方式容易造成报错规格或遗漏必要的信息，从而导致报号混淆或错误，同时在高速轧制的情况下，人工记录可能无法跟上生产速度，造成报号延时，难以满足报号需求。

伴随着自动技术的快速发展，传统的轧钢换规格报号因其存在的不足已逐渐被自动报号取代，大大提高了报号的准确性、效率和可靠性。但目前的自动报号在实施过程中也存在如下问题：第一、现有自动报号的实现方式通常为在轧机辊道的关键位置安装测距传感器，由此检测轧钢加工长度，并结合生产计划中当前生产批次轧钢加工长度进行对比，当轧钢加工长度满足当前生产批次轧钢加工长度时启动报号系统进行自动报号切换规格，这种报号方式由于以轧钢加工长度作为报号控制依据，使得报号后得到的轧钢加工长度是最终的长度，但轧钢加工后不能直接投入使用，而要进行外观质量检测，一旦出现外观质量缺陷，需要将外观质量缺陷的轧钢切除，这样以来轧钢加工长度就无法符合生产计划中的需求加工长度，由此可见现有技术的自动报号方式因与轧钢外观质量检测脱节，使得在自动报号控制下得到的轧钢加工长度存在难以满足生产需求的隐患，大大影响了自动报号的实施价值。

第二、现有技术在利用自动报号系统进行报号控制后未对其控制效果进行分析，导致无法明确知晓报号控制效果，进而难以及时发现自动报号系统存在的问题，当存在问题的自动报号系统继续投入使用时就会引发产品质量问题，增加次品率，同时可能导致资源浪费，无形之中增加生产成本。

发明内容

鉴于此，为解决上述背景技术中所提出的问题，现提出一种轧钢加工自动报号智能管理系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种轧钢加工自动报号智能管理系统，包括：生产信息输入模块，用于从生产计划中提取生产信息，具体包括当前批次轧钢加工长度、下一批次轧钢生产规格和下一批次轧钢加工长度，并将生产信息输入到自动报号系统。

报号管理设备设置模块，用于在轧机辊道上设置长度检测终端，并在距离加工口的固定位置处设置质量检测设备和切割设备。

表观质量检测模块，用于在当前批次轧钢生产过程中利用质量检测设备实时对由加工口到固定位置之间的轧钢体进行表观质量检测。

轧钢体切割判别处理模块，用于基于轧钢体的表观质量检测结果进行切割判别，若判别需要进行切割，则获取切割长度，并由切割设备按照切换长度进行切割。

轧钢加工报号自动控制模块，用于利用长度检测终端进行轧钢长度加工达标检测，并根据检测结果进行轧钢加工报号自动控制。

报号控制指征获取模块，用于在轧钢加工报号自动控制后从下一批次生产的轧钢中分割出过渡状态轧钢，并从过渡状态轧钢中获取报号控制指征。

报号控制效果评价反馈模块，用于基于报号控制指征评价轧钢加工报号控制效果系数，与此同时从云管理库中调取达标轧钢加工报号控制效果系数，进而将轧钢加工报号控制效果系数与达标轧钢加工报号控制效果系数进行对比，由此进行控制反馈。

云管理库，用于存储各种缺陷类型对应的程度影响因子，并存储达标轧钢加工报号控制效果系数。

在一种可替换的实施方式中，所述在轧机辊道上设置长度检测终端参见下述过程：获取由加工口到辊道终点之间的长度，记为辊道长度，并将其按照设定的距离间隔进行划分，得到若干划分点，并在各划分点对应的辊道侧壁上设置长度检测终端，同时对长度检测终端按照距离加工口由近到远的顺序进行编号。

在一种可替换的实施方式中，所述质量检测设备包括质量检测触发设备和质量检测执行设备，其中质量检测触发设备设置在固定位置对应的辊道面上，质量检测执行设备设置在固定位置对应的辊道侧壁上。

在一种可替换的实施方式中，所述利用质量检测设备实时对由加工口到固定位置之间的轧钢体进行表观质量检测实施过程如下：在当前批次轧钢加工过程中利用质量检测触发设备进行信号发射，实时进行反馈信号感应，当感应到反馈信号时启动质量检测执行设备对轧钢体进行表观图像采集。

从轧钢体的表观图像中识别是否存在表观缺陷，若存在表观缺陷，则从轧钢体的表观图像中标记缺陷区域，并提取缺陷指征，具体包括缺陷面积和缺陷类型。

将缺陷类型与云管理库中存储的各种缺陷类型对应的程度影响因子进行匹配，从中匹配出缺陷区域对应的程度影响因子。

从轧钢体的表观图像中提取轧钢体外形轮廓，由此获取轧钢体表面积。

将轧钢体表面积、缺陷区域对应的程度影响因子与缺陷面积通过表达式

在一种可替换的实施方式中，所述切割长度获取如下：从轧钢体表观图像中提取轧钢体轮廓，并从轧钢体轮廓中标记起始线和终止线。

从轧钢体表观图像标记的缺陷区域中提取缺陷区域边缘轮廓。

基于轧钢体轮廓的起始线构造一条与其平行的线，作为参考线，并将参考线向缺陷区域边缘轮廓进行平移，直至与缺陷区域边缘轮廓相切时停止平移。

将参考线与轧钢体轮廓终止线之间的长度作为切割长度。

在一种可替换的实施方式中，所述利用长度检测终端进行轧钢长度加工达标检测参见下述过程：从生产信息中提取当前批次轧钢加工长度，并将其结合设定的距离间隔通过公式

基于目标长度检测终端的编号计算目标长度检测终端的需求检测距离

在当前批次轧钢加工过程中启动目标长度检测终端对准加工口实时检测目标长度检测终端的设置位置与加工口出来的轧钢之间的距离，作为检测距离

在一种可替换的实施方式中，所述根据检测结果进行轧钢加工报号自动控制如下操作：将轧钢长度加工达标度与设置的合格加工达标度进行对比，若轧钢长度加工达标度满足设置的合格加工达标度，则从生产信息中提取下一批次轧钢生产规格，利用自动报号系统生成与下一批次生产规格相对应的报号标识，同时将下一批次轧钢生产规格传达至轧机控制中心，由其针对下一批次轧钢生产规格自动调整轧机辊缝。

在一种可替换的实施方式中，所述从过渡状态轧钢中获取报号控制指征参见下述过程：获取过渡状态轧钢的长度，并对过渡状态轧钢进行图像扫描，获取过渡状态轧钢外形轮廓，进而从中提取过渡曲线和沿长度方向上的中心线。

在过渡曲线上均匀布设若干采集点，并将各采集点向沿长度方向上的中心线作垂线，获取各采集点对应的垂线长度，进而从中提取最长垂线长度、最短垂线长度和中位垂线长度。

将最长垂线长度、最短垂线长度和中位垂线长度导入公式

将过渡状态轧钢的长度和过渡曲线平缓度作为报号控制指征。

在一种可替换的实施方式中，所述轧钢加工报号控制效果系数的评价公式为

在一种可替换的实施方式中，所述控制反馈的实施方式为：若轧钢加工报号控制效果系数小于达标轧钢加工报号控制效果系数，则将轧钢加工报号控制效果系数反馈给轧钢加工总控中心，并向轧钢加工总控中心传达加工报号控制不达标信息。

相较于现有技术，本发明的有益效果如下：（1）本发明通过在轧机辊道上设置长度检测终端、质量检测设备和切割设备，并进行生产信息输入，由此在当前批次轧钢生产过程中利用质量检测设备实时进行轧钢表观质量检测，并根据检测结果利用切割设备进行切割处理，进而在这过程中利用长度检测终端进行轧钢加工长度检测，从而根据检测结果结合生产信息利用自动报号系统进行报号标识生成及规格切换，实现了在轧钢加工过程中自动报号与轧钢外观质量检测的结合，使得在自动报号控制下得到的轧钢加工长度能够最大限度满足生产需求，大大提高了自动报号的实施价值。

（2）本发明通过在轧机辊道上间隔设置长度检测终端，由此基于当前生产批次轧钢加工长度从间隔设置的若干长度检测终端中选取目标长度检测终端，进而启动目标长度检测终端进行轧钢加工长度检测，实现了轧钢加工长度的针对性检测，这样的检测方式能够适应不同批次轧钢的加工长度检测，不仅提高了轧钢加工长度的检测适应范围，还提高了检测效率，能够在一定程度上提高自动报号及时性的保障力度。

（3）本发明通过在利用自动报号系统进行报号控制后增加了报号控制效果的分析反馈，使得能够及时发现自动报号系统存在的问题，便于及时维护，从而最大化避免存在问题的自动报号系统继续投入使用，一方面能够降低次品率，另一方面通过减少资源浪费实现生产成本的降低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明系统各模块连接示意图。

图2为本发明中报号管理设备的设置示意图。

图3为本发明中切割长度获取示意图。

图4为本发明中加工长度检测示意图。

图5为本发明中过渡曲线采集点布设示意图。

附图标记：1——加工口，2——固定位置，3——划分点，4——长度检测终端设置位置，5——轧钢体轮廓的起始线，6——参考线，7——缺陷区域边缘轮廓，8——轧钢体轮廓的终止线，9——切割长度，10——目标长度检测终端设置位置，11——检测距离，12——轧钢，13——采集点，14——沿长度方向上的中心线，15——过渡曲线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提出一种轧钢加工自动报号智能管理系统，包括生产信息输入模块、报号管理设备设置模块、表观质量检测模块、轧钢体切割判别处理模块、轧钢加工报号自动控制模块、报号控制指征获取模块、报号控制效果评价反馈模块和云管理库。

上述中报号管理设备设置模块分别与表观质量检测模块、轧钢体切割判别处理模块和轧钢加工报号自动控制模块连接，表观质量检测模块与轧钢体切割判别处理模块连接，轧钢体切割判别处理模块和生产信息输入模块均与轧钢加工报号自动控制模块连接，轧钢加工报号自动控制模块与报号控制指征获取模块连接，报号控制指征获取模块和生产信息输入模块均与报号控制效果评价反馈模块连接，云管理库分别与表观质量检测模块和报号控制效果评价反馈模块连接。

模块与模块之间的连接关系参阅图1。

所述生产信息输入模块用于从生产计划中提取生产信息，具体包括当前批次轧钢加工长度、下一批次轧钢生产规格和下一批次轧钢加工长度，并将生产信息输入到自动报号系统。

所述报号管理设备设置模块用于在轧机辊道上设置长度检测终端，并在距离加工口的固定位置处设置质量检测设备和切割设备，其中质量检测设备包括质量检测触发设备和质量检测执行设备，所述质量检测触发设备设置在固定位置对应的辊道面上，质量检测执行设备设置在固定位置对应的辊道侧壁上。特别地，固定位置应设置在沿辊道长度方向的中心线上。

示例性地，长度检测终端为超声波传感器，质量检测触发设备为光电传感器，质量检测执行设备为高清摄像头。

需要理解的是，将质量检测触发设备设置在固定位置对应的辊道面上是为了利用质量检测触发设备向上方发射光电信号，当轧钢自加工口加工出来后其加工长度达到加工口到固定位置之间的距离后，这时的轧钢在质量检测触发设备上方，会阻碍光电信号的发射，形成信号中断反馈，由此可以触发质量检测执行设备对轧钢的表观质量检测。

进一步需要理解的是，将质量检测执行设备设置在固定位置对应的辊道侧壁上一方面便于采集轧钢的表观图像，另一方面为了避免随着轧钢加工越来越长质量检测执行设备对其的加工阻挡。

在一个具体实施方式中，在轧机辊道上设置长度检测终端参见下述过程：获取由加工口到辊道终点之间的长度，记为辊道长度，并将其按照设定的距离间隔进行划分，得到若干划分点，并在各划分点对应的辊道侧壁上设置长度检测终端，同时对长度检测终端按照距离加工口由近到远的顺序进行编号。

需要知道的是划定点应设置在沿辊道长度方向的中心线上。

具体地，在各划分点对应的辊道侧壁上设置长度检测终端，是为了避免将长度检测终端直接设置在划分点上造成对轧钢加工长度的阻挡。

优选地，报号管理设备的设置参见图2所示。

本发明通过在轧机辊道上间隔设置长度检测终端，由此基于当前生产批次轧钢加工长度从间隔设置的若干长度检测终端中选取目标长度检测终端，进而启动目标长度检测终端进行轧钢加工长度检测，实现了轧钢加工长度的针对性检测，这样的检测方式能够适应不同批次轧钢的加工长度检测，不仅提高了轧钢加工长度的检测适应范围，还提高了检测效率，能够在一定程度上提高自动报号及时性的保障力度。

所述表观质量检测模块用于在当前批次轧钢生产过程中利用质量检测设备实时对由加工口到固定位置之间的轧钢体进行表观质量检测，具体实施过程如下：在当前批次轧钢加工过程中利用质量检测触发设备进行信号发射，实时进行反馈信号感应，当感应到反馈信号时启动质量检测执行设备对轧钢体进行表观图像采集。

需要补充的是，轧钢体是指轧钢长度由0加工到固定位置时的轧钢，这里对轧钢体进行表观质量检测是为了保证加工出来的轧钢在具有一定长度下才进行表观质量检测，避免在轧钢加工过短下就进行表观质量检测造成检测频率过高，通过控制表观质量的检测频率，使表观质量检测更加合理且降低检测成本。

从轧钢体的表观图像中识别是否存在表观缺陷，若存在表观缺陷，则从轧钢体的表观图像中标记缺陷区域，并提取缺陷指征，具体包括缺陷面积和缺陷类型。

应用于上述实施例，缺陷类型包括但不限于划痕、卷曲、轧花、锈斑、麻点、波纹等。

将缺陷类型与云管理库中存储的各种缺陷类型对应的程度影响因子进行匹配，从中匹配出缺陷区域对应的程度影响因子。

从轧钢体的表观图像中提取轧钢体外形轮廓，由此获取轧钢体表面积。

将轧钢体表面积、缺陷区域对应的程度影响因子与缺陷面积通过表达式

所述轧钢体切割判别处理模块用于基于轧钢体的表观质量检测结果进行切割判别，若判别需要进行切割，则获取切割长度，并由切割设备按照切换长度进行切割。

作为上述方案的优选实施方式，切割判别方式为将轧钢体的表观质量检测结果与设置的达标表观质量系数进行对比，若轧钢体的表观质量检测结果大于或等于达标表观质量系数，则判别不需要切割，反之判别需要切割。

特别地，在上述表观质量系数计算公式中，表观质量系数的取值范围为

进一步优选地，切割长度获取如下：从轧钢体表观图像中提取轧钢体轮廓，并从轧钢体轮廓中标记起始线和终止线。

从轧钢体表观图像标记的缺陷区域中提取缺陷区域边缘轮廓。

基于轧钢体轮廓的起始线构造一条与其平行的线，作为参考线，并将参考线向缺陷区域边缘轮廓进行平移，直至与缺陷区域边缘轮廓相切时停止平移。

需要知道的是，轧钢体轮廓的起始线和终止线是相对加工口而言的，距离加工口最近的为起始线。

将参考线与轧钢体轮廓终止线之间的长度作为切割长度，参见图3所示。

所述轧钢加工报号自动控制模块用于利用长度检测终端进行轧钢长度加工达标检测，并根据检测结果进行轧钢加工报号自动控制。

在上述方案的示例中，利用长度检测终端进行轧钢长度加工达标检测参见下述过程：从生产信息中提取当前批次轧钢加工长度，并将其结合设定的距离间隔通过公式

基于目标长度检测终端的编号计算目标长度检测终端的需求检测距离

需要理解的是，由于长度检测终端设置在划分点对应的辊道侧壁上，使得目标长度检测终端的设置位置、设置位置对应的划分点与由加工口加工出来的轧钢构成一个直角三角形，参见图4所示。

在当前批次轧钢加工过程中启动目标长度检测终端对准加工口实时检测目标长度检测终端的设置位置与加工口出来的轧钢之间的距离，作为检测距离

需要补充的是，利用长度检测终端进行轧钢加工长度检测的原理为通过长度检测终端向加工口发送超声波信号，当未开始加工时，发送的超声波信号直达加工口，超声波信号经加工口反射回来，测量的长度为由加工口到长度检测终端所在设置位置的长度，当开始加工时由于轧钢从加工口出来，使得长度检测终端发出的超声波无法直达加工口，在碰到轧钢后就反射回来，测量的长度为轧钢到到长度检测终端所在设置位置的长度。

在上述方案的又一示例中，根据检测结果进行轧钢加工报号自动控制如下操作：将轧钢长度加工达标度与设置的合格加工达标度进行对比，示例性的，合格加工达标度为0.8，若轧钢长度加工达标度满足设置的合格加工达标度，则从生产信息中提取下一批次轧钢生产规格，利用自动报号系统生成与下一批次生产规格相对应的报号标识，同时将下一批次轧钢生产规格传达至轧机控制中心，由其针对下一批次轧钢生产规格自动调整轧机辊缝，若轧钢长度加工达标度不满足设置的合格加工达标度，则继续进行检测距离检测和轧钢长度加工达标度计算，直至轧钢长度加工达标度满足设置的合格加工达标度。

需要知道的是，轧钢生产规格切换一般是直径的切换，通过调整轧机辊缝，使其符合下一批次轧钢生产规格，就可以实现生产规格切换。

本发明通过在轧机辊道上设置长度检测终端、质量检测设备和切割设备，并进行生产信息输入，由此在当前批次轧钢生产过程中利用质量检测设备实时进行轧钢表观质量检测，并根据检测结果利用切割设备进行切割处理，进而在这过程中利用长度检测终端进行轧钢加工长度检测，从而根据检测结果结合生产信息利用自动报号系统进行报号标识生成及规格切换，实现了在轧钢加工过程中自动报号与轧钢外观质量检测的结合，使得在自动报号控制下得到的轧钢加工长度能够最大限度满足生产需求，大大提高了自动报号的实施价值。

所述轧钢加工报号控制指征获取模块用于在轧钢加工报号自动控制后从下一批次生产的轧钢中分割出过渡状态轧钢，并从过渡状态轧钢中获取报号控制指征，具体获取过程如下：获取过渡状态轧钢的长度，并对过渡状态轧钢进行图像扫描，获取过渡状态轧钢外形轮廓，进而从中提取过渡曲线和沿长度方向上的中心线。

在过渡曲线上均匀布设若干采集点，并将各采集点向沿长度方向上的中心线作垂线，参见图5所示，获取各采集点对应的垂线长度，进而从中提取最长垂线长度、最短垂线长度和中位垂线长度。

将最长垂线长度、最短垂线长度和中位垂线长度导入公式

将过渡状态轧钢的长度和过渡曲线平缓度作为报号控制指征。

所述报号控制效果评价反馈模块用于基于报号控制指征评价轧钢加工报号控制效果系数，具体评价公式为

所述云管理库用于存储各种缺陷类型对应的程度影响因子，并存储达标轧钢加工报号控制效果系数。

本发明通过在利用自动报号系统进行报号控制后增加了报号控制效果的分析反馈，使得能够及时发现自动报号系统存在的问题，便于及时维护，从而最大化避免存在问题的自动报号系统继续投入使用，一方面能够降低次品率，另一方面通过减少资源浪费实现生产成本的降低。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本发明所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。