项目背景

      截止2009年底，国内拥有中厚板生产线（含炉卷）已超过90条，生产总量约9000万吨。由于产能严重过剩，市场的供求关系已发生了根本性变化，中厚板产品的市场竞争不仅难以避免，而且将愈来愈激烈。如何降低成本、提高企业的竞争能力，已是各中厚板企业及企业领导将要长期面临的课题。

      在装备水平、原料来源、技术发挥和管理控制等因素大体相当的条件下，要想提高企业及产品的竞争能力，几乎所有的生产厂家都将目光盯在提高中厚板的成材率上，这无疑是很好的选择方向。事实上日本的新日铁大分厂早在1983年9月就到了96.2%的高水平。从理论上讲，中厚板的成材率可以达到98%以上。随着近几年的技术改造和工艺调整，国内中厚板成材率的平均水平已经由2004年前的不足90%提高到了现在的91%左右。即我国中厚板的成材率还有7%左右的提高空间，但生产企业似乎再也找不到提高成材率的途径，目前大都处于无奈和一筹莫展之状态。

      点线科技携手武汉大学充分发挥空间信息获取和处理的独特优势，历经十余年，精心研发出基于CCD摄影测量、激光测距及计算机通讯等技术，为钢板生产线提供一套从板坯到成品的全线测控装置——“数字轧板测控系统”。该系统突破了传统的冶金专业技术解决思路，首次以系统的思想，全面、准确、实时地解决了多年困扰生产企业关于中厚板的尺寸和表面质量问题，是有效提高中厚板成材率的良好方法。

      一般而言，在中厚板的废次品中，尺寸不合格占50%，表面缺陷占25%，内部缺陷及力学性能不合格占10%，其他占15%。“数字轧板测控系统”有的放矢地描准了尺寸和表面的75%部分，通过对板坯体积测量、初轧或热轧的几何尺寸测量、精整剪指导剪切和测量、表面质量判别和分类等四个环节，高精度、无接触式地为流水线中的产品在线提供数据和图形，从而使产品在控制状态下形成，达到提高产品质量和经济效益的目的。

系统简介

     精整剪三维测控系统适用于中板生产线上精整工段的测量，它应用激光投影技术结合CCD摄影测量技术完成钢板测宽/测长/板形的测量，应用高精度激光位移测量与精密测距技术完成钢板测厚/板形的测量，指导或参与控制对成品钢板的精确剪切。

      该系统适用于温度在750℃以下，钢板（钢坯）呈黑色状态的尺寸测量。系统利用激光投影技术结合CCD摄影测量技术完成钢板长宽/板形的测量；利用高精度激光位移测量与精密测距技术完成钢板测厚/板形的测量。

系统测宽工作原理如下图所示,在绗架测宽后横跨安装测宽红色激光器组合，对斜下方沿辊道横向（钢板宽度方向）投射的红色激光束。在绗架测宽前横跨安装测宽CCD摄像机组合，对斜下方沿辊道横向（钢板宽度方向）获取宽度方向激光束和钢板的实时影像（25幅/秒）。4台摄像机的视场相互之间有10mm的重叠覆盖以保证无缝测量和平差处理。

     系统测长工作原理如下图所示,在绗架右侧纵梁安装测长绿色激光器组合，对斜下方沿辊道纵向（钢板长度方向）投射24米的绿色激光束。在绗架左侧纵梁安装测长CCD摄像机组合，对斜下方沿辊道纵向（钢板长度方向）获取激光束和钢板的实时影像（25幅/秒）。每台摄像机的视场相互之间有10mm的重叠覆盖以保证无缝测量和平差处理。

     系统测厚工作原理如下图所示,在绗架测厚横跨辊道的上方和下方对称安装五组测厚OD激光位移检测器组合，沿宽度方向均匀分布的五条厚度检测线，上下对称测量钢板的厚度/板形。宽度在3000mm以上的钢板可以检测5个方位的厚度/板形，宽度在3000mm以下的钢板至少可以检测3个方位的厚度/板形。

     三个子系统通过精确标定构成一个统一的钢板三维尺寸/板形测量系统，完全达到所要求的测量精度。优越之处在于三个子系统即可以单独运行，亦可以一起运行，不会因为某一个子系统损坏而影响另外两个子系统运行，具有大的冗余性。

适用范围

本系统适用于钢板倍尺长度分段剪切测量/控制、成品钢板宽度测量/对中剪切/控制、成品钢板长度测量/引导剪切/控制、成品板长度/宽度/厚度/板型/三维测量等。

技术参数

1. 待测钢板

温度：50℃—300℃

尺寸：宽度：1600—5000mm； 长度：1600—27000mm； 厚度：6—80mm

运行速度：≦6m/s

2. 硬件设备

作业环境：温度：-15℃—60℃；强震动、多粉尘、强干扰、雾气

使用寿命：连续24小时可靠运行能力；光学器件保证可靠运行2年以上；

电气器件保证可靠运行1.5年以上

3. 测量控制

测量精度：宽度±2mm； 长度±4mm； 厚度：±0.02mm

数据显示：测量日期、班次；钢板序号、长、宽、厚测量值及曲线钢板板型

数据存储：最少存储6个月

系统特点

  三大子系统独立运行，高精度同步指导剪切，加速精整线流通，大幅提高金属收得率和成材率：

  1. 实时控制：1秒钟内做22次位置检测和数据测量，整个过程实时进行；

  2. 精确测量：使用二维面阵CCD摄像机，保证测量精度；

  3. 智能操作：全自动完成测量全过程，无须操作人员；

  4. 全方位数据显示：数据显示包括钢板几何板形数据与系统运行状态两大部分。

经济效益分析

    钢板的剪切精确与否直接影响到产品的质量、价格、售后服务和企业的竞争能力。然而在生产过程中，由于人工操作，工艺简单，不能准确给定下料尺寸，往往造成误差较大。不仅如此，因尺寸不准，出厂后常常出现改判、索赔、退货等现象。如何在生产过程中准确地提供剪切尺寸，从而控制和提高钢板的定尺标准，一直是钢铁企业非常关注的问题。对母板头尾及两边的切除，可影响成材率的理论值为6%，而精整剪切测量系统的长度误差＜5mm、宽度误差＜2mm，厚度误差＜0.02mm，如果将国家标准的公差值充分利用，并将所得数据及时反馈剪切点，此系统对金属收得率的提高可在1%以上！以100万吨/年为例，按2000元/吨废钢计算，此系统每年至少产生2000万以上的效益。

成功案例