自动扒渣方法和装置 【技术领域】
本发明涉及炼钢技术中辅助设备用扒渣方法和扒渣装置。
技术背景
在炼钢生产中，需要在浇铸之前扒除钢渣以避免钢水回硫回磷，使钢水更加纯洁，从而得到高质量的铸坯。现有的钢包(或铁水包)扒渣过程较为单一，仅依靠人工目测钢渣量程度并人工操纵扒渣机实行扒渣，扒渣效果具有随意性，影响了铸坏质量，且扒渣过程中操作人员劳动强度较大。
【发明内容】
本发明克服了现有扒渣装置采用人工操作，操作人员劳动强度大、扒渣效果具有随意性的缺陷，提供一种自动扒渣方法和装置，采用传感器和计算机控制，实现自动化扒渣，减轻了操作人员的劳动强度，装置结构简单，扒渣效果明显。
本发明是这样实现的：一种自动扒渣方法，是在钢包上方装有视觉传感器，视觉传感器对钢包表面钢渣进行检测，将检测图像输入计算机，计算机对图像处理后输出信号给可编程控制器控制扒渣装置的机械手实施扒渣操作。
上述的自动扒渣方法中，所述计算机对图像处理及输出控制机械手的方法是：
(1)首先对目标钢渣位置进行识别，通过预设定表面分区确定钢渣位置，设定起始点为零点，旋转角度为θ，旋转角度与表面Y轴沿表面水平方向形成角度θ1，θ2，…θn，将表面分成若干扇形区域，设定θ值(-90°＜θ＜90°)，则θ1＝θ，θ2＝2θ，θ3＝3θ，θ4＝4θ…θn＝nθ，将整个表面区域划分为n个区域；
(2)对目标渣定位，通过视觉传感器判断钢渣处于某一位置点；
(3)根据区域划分判断θ值，钢渣位置处于某一划分区域，则该区域有相应的角度值；
(4)根据角度值控制机械手旋转β角度，其中：β1＝1/2θ，β2＝θ+1/2θ，β3＝2θ+1/2θ，β4＝3θ+1/2θ，…，βn＝(n-1)θ+1/2θ；
(5)扒渣装置的机械手实施扒渣操作。
实施上述自动扒渣方法的装置，包括装于钢包上方的视觉传感器、计算机、可编程控制器和扒渣装置，多个视觉传感器连接计算机，计算机连接可编程控制器，可编程控制器连接扒渣装置，扒渣装置包括机械手，视觉传感器为红外线摄像机或电荷耦合摄像机。
本发明的工作原理是通过采用视觉传感器获取表面钢渣状况图像，输入计算机进行识别、定位、判断处理后，由计算机输出控制可编程控制器进而控制扒渣装置机械手实施扒渣。本装置由于采用了自动扒渣技术，实现了扒渣过程的自动化，提高了扒渣效率，减轻了操作人员的劳动强度。本发明不但适用于钢包、铁水包扒渣，而且适用于其他各种炉子的扒渣。
【附图说明】
图1为自动扒渣装置方框图，图2为视觉传感器安装示意图，图3为钢渣位置预设定表面分区示意图，图4为自动扒渣方法流程图。
图中：1钢包(或铁水包)，2视觉传感器，3计算机，4可编程控制器，5扒渣装置(机械手)，θ预设定表面旋转角度，β机械手旋转角度。
【具体实施方式】
参见图2、图3、图4，一种自动扒渣方法，是由视觉传感器2对钢包1表面钢渣进行检测，将检测图像输入计算机3，计算机3对图像处理后输出信号给可编程控制器4控制扒渣装置的机械手5实施扒渣操作。计算机对图像处理及输出控制机械手的方法是：
(1)首先对目标钢渣位置进行识别，通过预设定表面分区确定钢渣位置，设定起始点为零点，旋转角度为θ，旋转角度与表面Y轴沿表面水平方向形成角度θ1，θ2，…θn，将表面分成若干扇形区域，设定θ值(-90°＜θ＜90°)，则θ1＝θ，θ2＝2θ，θ3＝3θ，θ4＝4θ…θn＝nθ，将整个表面区域划分为n个区域；
(2)对目标渣定位，通过视觉传感器判断钢渣处于某一位置点；
(3)根据区域划分判断θ值，钢渣位置处于某一划分区域，则该区域有相应的角度值；
(4)根据角度值控制机械手旋转β角度，其中：β1＝1/2θ，β2＝θ+1/2θ，β3＝2θ+1/2θ，β4＝3θ+1/2θ，…，βn＝(n-1)θ+1/2θ；
(5)扒渣装置的机械手实施扒渣操作，机械手从起始零点出发，旋转β角度伸向目标钢渣实施扒渣。
上述θ值的设定取决于对目标钢渣的定位要求，θ值越小定位越精确，扒渣效果更明显。
参见图1、图2，自动扒渣装置包括装于钢包(或铁水包)1上方的视觉传感器2、计算机3、可编程控制器4和扒渣装置5。视觉传感器2为红外线摄像机或电荷耦合摄像机，多个视觉传感器2安装在钢包1上方。图2中所示为二个视觉传感器2，视觉传感器2安装位置到钢包1表面中心点O点连线与中心轴的夹角φ≤90°，到水平轴的垂直距离为R，R值依照所选视觉传感器2参数的不同确定最佳尺寸。视觉传感器2安装位置的空间范围为圆锥形，可安装多个，从而获取所需检测图像的最佳效果。多个视觉传感器2连接计算机3，计算机3连接可编程控制器4，可编程控制器4连接扒渣装置5，扒渣装置包括机械手等部件。