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項目背景

      截止2009年底，國內(nèi)擁有中厚板生產(chǎn)線（含爐卷）已超過90條，生產(chǎn)總量約9000萬噸。由于產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，市場的供求關(guān)系已發(fā)生了根本性變化，中厚板產(chǎn)品的市場競爭不僅難以避免，而且將愈來愈激烈。如何降低成本、提高企業(yè)的競爭能力，已是各中厚板企業(yè)及企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)將要長期面臨的課題。

      在裝備水平、原料來源、技術(shù)發(fā)揮和管理控制等因素大體相當(dāng)?shù)臈l件下，要想提高企業(yè)及產(chǎn)品的競爭能力，幾乎所有的生產(chǎn)廠家都將目光盯在提高中厚板的成材率上，這無疑是很好的選擇方向。事實上日本的新日鐵大分廠早在1983年9月就到了96.2%的高水平。從理論上講，中厚板的成材率可以達到98%以上。隨著近幾年的技術(shù)改造和工藝調(diào)整，國內(nèi)中厚板成材率的平均水平已經(jīng)由2004年前的不足90%提高到了現(xiàn)在的91%左右。即我國中厚板的成材率還有7%左右的提高空間，但生產(chǎn)企業(yè)似乎再也找不到提高成材率的途徑，目前大都處于無奈和一籌莫展之狀態(tài)。

      點線科技攜手武漢大學(xué)充分發(fā)揮空間信息獲取和處理的獨特優(yōu)勢，歷經(jīng)十余年，精心研發(fā)出基于CCD攝影測量、激光測距及計算機通訊等技術(shù)，為鋼板生產(chǎn)線提供一套從板坯到成品的全線測控裝置——“數(shù)字軋板測控系統(tǒng)”。該系統(tǒng)突破了傳統(tǒng)的冶金專業(yè)技術(shù)解決思路，首次以系統(tǒng)的思想，全面、準(zhǔn)確、實時地解決了多年困擾生產(chǎn)企業(yè)關(guān)于中厚板的尺寸和表面質(zhì)量問題，是有效提高中厚板成材率的良好方法。

      一般而言，在中厚板的廢次品中，尺寸不合格占50%，表面缺陷占25%，內(nèi)部缺陷及力學(xué)性能不合格占10%，其他占15%。“數(shù)字軋板測控系統(tǒng)”有的放矢地描準(zhǔn)了尺寸和表面的75%部分，通過對板坯體積測量、初軋或熱軋的幾何尺寸測量、精整剪指導(dǎo)剪切和測量、表面質(zhì)量判別和分類等四個環(huán)節(jié)，高精度、無接觸式地為流水線中的產(chǎn)品在線提供數(shù)據(jù)和圖形，從而使產(chǎn)品在控制狀態(tài)下形成，達到提高產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟效益的目的。

系統(tǒng)簡介

     精整剪三維測控系統(tǒng)適用于中板生產(chǎn)線上精整工段的測量，它應(yīng)用激光投影技術(shù)結(jié)合CCD攝影測量技術(shù)完成鋼板測寬/測長/板形的測量，應(yīng)用高精度激光位移測量與精密測距技術(shù)完成鋼板測厚/板形的測量，指導(dǎo)或參與控制對成品鋼板的精確剪切。

      該系統(tǒng)適用于溫度在750℃以下，鋼板（鋼坯）呈黑色狀態(tài)的尺寸測量。系統(tǒng)利用激光投影技術(shù)結(jié)合CCD攝影測量技術(shù)完成鋼板長寬/板形的測量；利用高精度激光位移測量與精密測距技術(shù)完成鋼板測厚/板形的測量。

系統(tǒng)測寬工作原理如下圖所示,在絎架測寬后橫跨安裝測寬紅色激光器組合，對斜下方沿輥道橫向（鋼板寬度方向）投射的紅色激光束。在絎架測寬前橫跨安裝測寬CCD攝像機組合，對斜下方沿輥道橫向（鋼板寬度方向）獲取寬度方向激光束和鋼板的實時影像（25幅/秒）。4臺攝像機的視場相互之間有10mm的重疊覆蓋以保證無縫測量和平差處理。

     系統(tǒng)測長工作原理如下圖所示,在絎架右側(cè)縱梁安裝測長綠色激光器組合，對斜下方沿輥道縱向（鋼板長度方向）投射24米的綠色激光束。在絎架左側(cè)縱梁安裝測長CCD攝像機組合，對斜下方沿輥道縱向（鋼板長度方向）獲取激光束和鋼板的實時影像（25幅/秒）。每臺攝像機的視場相互之間有10mm的重疊覆蓋以保證無縫測量和平差處理。

     系統(tǒng)測厚工作原理如下圖所示,在絎架測厚橫跨輥道的上方和下方對稱安裝五組測厚OD激光位移檢測器組合，沿寬度方向均勻分布的五條厚度檢測線，上下對稱測量鋼板的厚度/板形。寬度在3000mm以上的鋼板可以檢測5個方位的厚度/板形，寬度在3000mm以下的鋼板至少可以檢測3個方位的厚度/板形。

     三個子系統(tǒng)通過精確標(biāo)定構(gòu)成一個統(tǒng)一的鋼板三維尺寸/板形測量系統(tǒng)，完全達到所要求的測量精度。優(yōu)越之處在于三個子系統(tǒng)即可以單獨運行，亦可以一起運行，不會因為某一個子系統(tǒng)損壞而影響另外兩個子系統(tǒng)運行，具有大的冗余性。

適用范圍

本系統(tǒng)適用于鋼板倍尺長度分段剪切測量/控制、成品鋼板寬度測量/對中剪切/控制、成品鋼板長度測量/引導(dǎo)剪切/控制、成品板長度/寬度/厚度/板型/三維測量等。

技術(shù)參數(shù)

1. 待測鋼板

溫度：50℃—300℃

尺寸：寬度：1600—5000mm； 長度：1600—27000mm； 厚度：6—80mm

運行速度：≦6m/s

2. 硬件設(shè)備

作業(yè)環(huán)境：溫度：-15℃—60℃；強震動、多粉塵、強干擾、霧氣

使用壽命：連續(xù)24小時可靠運行能力；光學(xué)器件保證可靠運行2年以上；

電氣器件保證可靠運行1.5年以上

3. 測量控制

測量精度：寬度±2mm； 長度±4mm； 厚度：±0.02mm

數(shù)據(jù)顯示：測量日期、班次；鋼板序號、長、寬、厚測量值及曲線鋼板板型

數(shù)據(jù)存儲：最少存儲6個月

系統(tǒng)特點

  三大子系統(tǒng)獨立運行，高精度同步指導(dǎo)剪切，加速精整線流通，大幅提高金屬收得率和成材率：

  1. 實時控制：1秒鐘內(nèi)做22次位置檢測和數(shù)據(jù)測量，整個過程實時進行；

  2. 精確測量：使用二維面陣CCD攝像機，保證測量精度；

  3. 智能操作：全自動完成測量全過程，無須操作人員；

  4. 全方位數(shù)據(jù)顯示：數(shù)據(jù)顯示包括鋼板幾何板形數(shù)據(jù)與系統(tǒng)運行狀態(tài)兩大部分。

經(jīng)濟效益分析

    鋼板的剪切精確與否直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量、價格、售后服務(wù)和企業(yè)的競爭能力。然而在生產(chǎn)過程中，由于人工操作，工藝簡單，不能準(zhǔn)確給定下料尺寸，往往造成誤差較大。不僅如此，因尺寸不準(zhǔn)，出廠后常常出現(xiàn)改判、索賠、退貨等現(xiàn)象。如何在生產(chǎn)過程中準(zhǔn)確地提供剪切尺寸，從而控制和提高鋼板的定尺標(biāo)準(zhǔn)，一直是鋼鐵企業(yè)非常關(guān)注的問題。對母板頭尾及兩邊的切除，可影響成材率的理論值為6%，而精整剪切測量系統(tǒng)的長度誤差＜5mm、寬度誤差＜2mm，厚度誤差＜0.02mm，如果將國家標(biāo)準(zhǔn)的公差值充分利用，并將所得數(shù)據(jù)及時反饋剪切點，此系統(tǒng)對金屬收得率的提高可在1%以上！以100萬噸/年為例，按2000元/噸廢鋼計算，此系統(tǒng)每年至少產(chǎn)生2000萬以上的效益。

成功案例