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項目背景

      截止2009年底，國內擁有中厚板生產線（含爐卷）已超過90條，生產總量約9000萬噸。由于產能嚴重過剩，市場的供求關系已發生了根本性變化，中厚板產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、提高企業的競爭能力，已是各中厚板企業及企業領導將要長期面臨的課題。

      在裝備水平、原料來源、技術發揮和管理控制等因素大體相當的條件下，要想提高企業及產品的競爭能力，幾乎所有的生產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。隨著近幾年的技術改造和工藝調整，國內中厚板成材率的平均水平已經由2004年前的不足90%提高到了現在的91%左右。即我國中厚板的成材率還有7%左右的提高空間，但生產企業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。

      點線科技攜手武漢大學充分發揮空間信息獲取和處理的獨特優勢，歷經十余年，精心研發出基于CCD攝影測量、激光測距及計算機通訊等技術，為鋼板生產線提供一套從板坯到成品的全線測控裝置——“數字軋板測控系統”。該系統突破了傳統的冶金專業技術解決思路，首次以系統的思想，全面、準確、實時地解決了多年困擾生產企業關于中厚板的尺寸和表面質量問題，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%，內部缺陷及力學性能不合格占10%，其他占15%。“數字軋板測控系統”有的放矢地描準了尺寸和表面的75%部分，通過對板坯體積測量、初軋或熱軋的幾何尺寸測量、精整剪指導剪切和測量、表面質量判別和分類等四個環節，高精度、無接觸式地為流水線中的產品在線提供數據和圖形，從而使產品在控制狀態下形成，達到提高產品質量和經濟效益的目的。

系統簡介

     精整剪三維測控系統適用于中板生產線上精整工段的測量，它應用激光投影技術結合CCD攝影測量技術完成鋼板測寬/測長/板形的測量，應用高精度激光位移測量與精密測距技術完成鋼板測厚/板形的測量，指導或參與控制對成品鋼板的精確剪切。

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

系統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。

     系統測長工作原理如下圖所示,在絎架右側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。

     三個子系統通過精確標定構成一個統一的鋼板三維尺寸/板形測量系統，完全達到所要求的測量精度。優越之處在于三個子系統即可以單獨運行，亦可以一起運行，不會因為某一個子系統損壞而影響另外兩個子系統運行，具有大的冗余性。

適用范圍

本系統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/引導剪切/控制、成品板長度/寬度/厚度/板型/三維測量等。

技術參數

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. 硬件設備

作業環境：溫度：-15℃—60℃；強震動、多粉塵、強干擾、霧氣

使用壽命：連續24小時可靠運行能力；光學器件保證可靠運行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

數據顯示：測量日期、班次；鋼板序號、長、寬、厚測量值及曲線鋼板板型

數據存儲：最少存儲6個月

系統特點

  三大子系統獨立運行，高精度同步指導剪切，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秒鐘內做22次位置檢測和數據測量，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. 全方位數據顯示：數據顯示包括鋼板幾何板形數據與系統運行狀態兩大部分。

經濟效益分析

    鋼板的剪切精確與否直接影響到產品的質量、價格、售后服務和企業的競爭能力。然而在生產過程中，由于人工操作，工藝簡單，不能準確給定下料尺寸，往往造成誤差較大。不僅如此，因尺寸不準，出廠后常常出現改判、索賠、退貨等現象。如何在生產過程中準確地提供剪切尺寸，從而控制和提高鋼板的定尺標準，一直是鋼鐵企業非常關注的問題。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的長度誤差＜5mm、寬度誤差＜2mm，厚度誤差＜0.02mm，如果將國家標準的公差值充分利用，并將所得數據及時反饋剪切點，此系統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，此系統每年至少產生2000萬以上的效益。

成功案例