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立体视角测宽系统
DigiScan XD4000

  • 高精度-极快的采样速度
  • 结构紧凑-易于安装
  • 专为极端恶劣环境设计
  • 以太网-客户服务器结构

设计安装在热轧带钢和热轧板材辊道上方的立体视角测宽系统DigiScan XD4000应用了带材/板材产品宽度测量的最新技术。对于初轧机出口处或精轧机出口处的应用,红热的带材/板材的自身热辐射为宽度测量提供了足够的对比度。对于卷取机入口处的应用或其他带材/板材温度低于600℃的应用场合,可以选用背景光源工作模式。

主要特性

  • 两只高速数字线阵相机,各自配备4096像元的传感器及高质量的多镜片光学系统。相机安装在精密的光学平台上,提供立体视觉。
  • 先进的亚像元边沿检测软件和数据捕获处理器以每秒2000次的速度完成边沿的检测。
  • 使用40MHz高速数码相机。
  • 使用高速CPU执行数字滤波算法,以亚像元精度判定边沿位置,并计算目标工件的宽度。
  • 安装、维护简单
  • 可以极快地更换传感头
  • 精致紧凑的铸铝外壳,带水冷,密封性好。
  • 模块化结构,可以方便地扩展功能以便为终端用户提供最有效的解决方案。
  • 客户服务器结构,可以在网络上提供多处显示终端。
  • 可以通过网络远程连接测宽系统,进行系统故障查寻和排除。
  • 激光标线瞄准,方便安装调试。
  • 目标自身辐射工作模式或背景光源工作模式。
  • 可选功能:在目标自身辐射工作模式下,可提供目标热图像。

工作原理

XD4000的核心包括运行在高性能图像采集系统上的专有技术软件和2只4096像素的CCD(电荷耦合器件)高性能数码相机。

DELTA立体视角宽度测量系统采用一种高级数字边缘检测软件。在高速嵌入式处理器上运行的软件在两维空间完成亚像元的边沿检测。 

采用高速无限冲击响应数字滤波器(IIR)对相机数据进行滤波。根据像元数据的二阶导数,推定目标边沿的亚像元位置。采用三角几何原理,对来自两个相机的两组亚像元边沿位置数据进行处理,便得到目标的真实宽度。采用这种三角函数的处理方式,可以得到非常精确的测量,而不受辊道不平整、目标厚度变化和目标跳动的影响。

 

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系统概况

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DigiScan宽度测量系统的相机获取所有的边沿数据,计算出目标的宽度和中心线。这些数据以及其他的I/O和报警信号通过以太网通讯,传送到相关的计算机上。通过TCP/IP高速通讯,一个基于Windows环境的计算机工作站从DigiScan传感器得到宽度测量值和中心线的偏移数据。

测宽系统处理器支持网络上的多个客户工作站。DELTA的客户软件可以运行于所有的工业标准Windows XP操作系统环境。工作站提供一个供维护工程师使用的彩色图形界面,同时也驱动位于操作室的其他远程终端的显示。显示内容包括:钢卷编号、工件宽度的统计数据以及工件宽度变化和中心线变化的时域图形。此测宽系统还支持用于系统故障排除的计算机远程接入。

DigiScan宽度测量系统还提供可配置的模拟量输出信号,用于输出宽度偏差、中心线偏移量或实际边沿位置等信息。数字信号输出则提供系统的状态信号、报警信号等。

客户工作站-操作员界面

 

运行在基于 Windows  XP操作系统上的客户端软件,提供友好的图形界面。客户工作站通过网络连接测宽系统。工作站除了显示工件宽度信息外,还提供用于系统诊断和维护的其他信息。

工作站主屏显示的内容包括工件的宽度、中心线偏移等实时信息和宽度、中心线偏移的时域图形等,供操作员使用。根据用户的需求,可以定制工作站的显示内容和方式。

由于该测宽系统提供网络连接,可以连接多个不同用户的工作站,包括管理者使用的工作站。所有的信息都在网络上,这样就可以根据各工作岗位需求的不同,为各个用户定制不同的显示方式和内容。

标准的显示信息包括:

 

  • 钢卷编号
  • 宽度规格
  • 带钢平均宽度
  • 带钢最小宽度
  • 带钢最大宽度
  • 宽度的±偏差
  • 日期和时间
  • 宽度、中心线偏移的时域图形

所有的测量数据可以被保存在工作站的硬盘上,以便日后重放和分析。

标准的DigiScan 软件包括一键式屏幕硬拷贝功能。

其他工作模式支持对实际钢带位置和边沿位置的分析、对测宽系统和相机及工作站进行配置、测宽系统的标定,以及对相机行扫描原始数据的图形化分析。总而言之,我们提供各种软件工具来帮助测宽系统的建立与维护。

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温度分布图像 (可选功能)

热图像的显示对操作员分析钢带弯曲的原因有很大的帮助,通常原因有以下三种。压下量不匀的初轧当然将引起带钢的弯曲。或者,如果炉门关闭得不好,那么就可能造成板坯的一侧比另一侧温度低。这无疑将引起板坯弯曲,从而导致轧制过程中的问题。由于操作员可能试图纠正这种弯曲,那么他可能将工件轧成锲形,使得在后续工段或冷轧中出现其他的质量问题。问题的第三种原因来自除鳞喷水的不均匀。任何由于喷嘴损坏或堵塞原因造成的问题都将引起钢带在宽度方向上温度分布的不均匀。

这种热图像功能选项对于查找造成工件轧制质量问题的加热炉原因是有很大帮助的。

热图像显示了整个带钢的温度分布,能帮助更好地控制轧制过程。钢带中央的温度由红外测温仪测量,在两旁的温度是通过比较该点的辐射强度和中央的辐射强度,经过计算得到的。

主机通讯

DigiScan测宽系统支持以太网TCP/IP协议,与配备工业标准的Microsoft Windows网络协议的主机通讯。 MODBUS TCP/IP是二级连接的标准通讯协议。当然, DELTA 也可以为其他主机定制通讯接口。

主机传送待测钢卷的代码和目标宽度,也可能传送目标温度、温度转换曲线代码或系数并估算钢带长度(如果需要)。测宽系统将给出确认回答,并且一旦钢带测量完成,系统将能响应主机对宽度信息的请求,这些信息包括宽度测量的平均值、最小值、最大值和标准偏差。另外,在主机发出请求后或在某个用户预先设置的时间,测宽系统可以发送系统的当前状态信息和报警信息。

标定

测宽系统在出厂前都经过二维标定,在一些离散的参考高度,用精确定位的标定装置进行标定。标定的过程是:在这些参考高度采集相机的像元数据,生成在整个标定范围内任何高度下像元位置与空间位置的相关系数。 

成功的标定将:

  • 修正光学系统的畸变影响
  • 针对辊道、目标厚度变化的影响,建立测宽系统三角形测量方法的补偿机制。

DigiScan XD4000 测宽系统的供货中包含了一个标定校验装置。

标定校验软件在校验工作模式运行,获取目标宽度的1000次采样,并提供所有这些数据的统计信息。标定校验结束后,结果将被打印并保存在特定的文件中。

标定的目的是为了补偿系统初始安装时既定的安装位置的微小偏差以及补偿日后相机外壳的安装支架可能的位置偏移。标定装置安装在辊道上,用相机壳体内的与光学基准相关的瞄准激光帮助调整标定装置的位置,使得它位于测宽系统相机的视场中。


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