本發(fā)明涉及厚板剪切生產(chǎn)控制領(lǐng)域，具體是一種帶缺陷鋼板的在線優(yōu)化剪切方法。

背景技術(shù)：

在鋼鐵行業(yè)的鋼板的生產(chǎn)工藝中，需要對基本軋制成型的大板進行剪切，將軋制大板剪切成合同子板，國內(nèi)外厚板廠一般都在剪切機前，布置平面形狀檢測裝置和在線超聲波探傷設備。以前，國內(nèi)外生產(chǎn)廠家對軋制大板的剪切策略僅僅考慮了剪切線前的軋制大板平面形狀檢測數(shù)據(jù)，而不考慮剪切前軋制大板上是否有內(nèi)部及外部缺陷(內(nèi)部裂紋、縮孔)，缺陷一般位于軋制大板的頭尾部，這樣就有可能造成在剪切出成品板后通過離線才發(fā)現(xiàn)成品板上有探傷缺陷的情況。

若鋼板在剪切后被在線超聲波探傷設備發(fā)現(xiàn)有內(nèi)部缺陷，各廠家的處理方法是：(1)繼續(xù)剪切出成品板后對成品板追加離線人工探傷，這樣成品板會被判次或判廢，影響鋼板成才率；(2)直接下線對軋制大板進行離線人工探傷，這樣會打斷剪切線生產(chǎn)節(jié)奏，影響剪切效率。

為解決上述問題，在目前的厚鋼板剪切生產(chǎn)工藝中，當檢測出軋制大板存在內(nèi)部缺陷時，現(xiàn)有技術(shù)往往采用母板平移的方法避讓缺陷，但如果缺陷位置離頭尾較遠，則必然會造成鋼板的短尺，直接影響到鋼板的成材率。

專利號CN200610028180.X的一篇專利文件中，公開了“一種軋制大板的在線優(yōu)化剪切方法”，其主要特征包含如下步驟：1、在剪切線上先利用平面形狀檢測裝置對所需要軋制的大板進行平面形狀檢測，以獲取軋制大板的平面數(shù)據(jù)；2、再利用在線超聲探傷設備獲取軋制大板的內(nèi)部缺陷位置數(shù)據(jù)；3、獲取的軋制大板的平面數(shù)據(jù)和內(nèi)部缺陷位置數(shù)據(jù)輸入到剪切線過程計算機 并結(jié)合各成品板尺寸形成包含軋制大板形狀、內(nèi)部缺陷位置、各成品板形狀以及計劃剪切位置的畫面顯示在操作界面上；4、結(jié)合操作界面上顯示的軋制大板形狀、內(nèi)部缺陷位置、各成品板形狀，進行剪切位置的設定和缺陷避讓，完成軋制大板的剪切。該在線優(yōu)化剪切方法有效解決了頭尾存在探傷缺陷的軋制大板在剪切前下線人工探傷或是剪出的成品板上帶有頭尾內(nèi)部缺陷的問題。

通過分析，上述專利號為CN200610028180.X的專利文獻是通過平面形狀檢測裝置和在線超聲探傷設備對軋制大板進行檢測，避讓剪出的成品板上的頭尾內(nèi)部缺陷，但對于缺陷位置離軋制大板頭尾較遠的情況，不僅會造成鋼板的短尺，而且會產(chǎn)生大量的廢板，并不能有效地處理缺陷，而且還極大地降低了鋼板的成材率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種帶缺陷鋼板的在線優(yōu)化剪切方法，所述的剪切方法根據(jù)通過劃分母板區(qū)域，對所有母板區(qū)域查詢?nèi)毕荩檎业饺毕菸恢煤?，對順序型A型組板、剖分型S型組板和火切型G型組板制定不同的剪切策略，對所有的缺陷子板進行避讓，提升缺陷鋼板的成材率，降低投料成本。用以解決現(xiàn)有技術(shù)對于缺陷位置離軋制大板頭尾較遠的情況，剪切時不僅會造成鋼板的短尺，而且會產(chǎn)生大量的廢板，并不能有效處理缺陷，極大地降低了鋼板的成材率的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案是：一種帶缺陷鋼板的在線優(yōu)化剪切方法，所述的在線優(yōu)化剪切方法在剪切機前設置平面形狀檢測裝置和在線超聲波探傷設備，所述的在線優(yōu)化剪切方法的具體步驟如下：

(1)所述的平面形狀檢測裝置獲取待剪切軋制大板的邊緣位置坐標，所述的在線超聲波探傷設備獲取待剪切軋制大板的內(nèi)部缺陷位置坐標，并發(fā)送給過程控制計算機；

(2)所述的過程控制計算機設定剪切成品的子板的形狀和尺寸，并將軋制大板劃分為多個待剪切的母板區(qū)域，每個母板區(qū)域至少劃分一個子板，且 過程控制計算機根據(jù)設定的子板形狀和尺寸，設定初始剪切位置；

(3)所述的過程控制計算機從軋制大板的頭部開始，依次查詢各母板區(qū)域的邊緣坐標信息，并根據(jù)當前母板區(qū)域的邊緣坐標信息，判斷所述的缺陷位置是否分布在當前母板區(qū)域內(nèi)，如果在，則查詢當前母板區(qū)域內(nèi)各子板的位置信息，并進入步驟(4)；如果不在，則進入步驟(5)；

(4)判斷所述的缺陷位置在所述當前母板的哪個子板對應的區(qū)域內(nèi)，并將分布有缺陷的子板及其后面子板對應的劃分區(qū)域依次向后平移，避開缺陷位置，并重新劃分母板區(qū)域；

(5)如果所有劃分的母板區(qū)域均查詢完畢，則由所述的過程控制計算機根據(jù)母板和子板的劃分區(qū)域以及缺陷的位置，重新確定剪切位置，并發(fā)送給基礎(chǔ)自動化控制計算機，由所述的基礎(chǔ)自動化控制計算機控制切頭剪和定尺剪動作，在最終確定的剪切位置對軋制大板進行剪切。

根據(jù)本發(fā)明所述的帶缺陷鋼板的在線優(yōu)化剪切方法，所述的步驟(2)中，如果母板為順序型A型母板，則劃分的母板區(qū)域為矩形區(qū)域，以當前母板頭部邊緣為坐標軸，所述的矩形區(qū)域由坐標(L,(W-Y1)/2)，(L,(W+Y1)/2)，(L+X1,(W-Y1)/2)與(L+X1,(W+Y1)/2)圍成；

其中，X1為所述矩形區(qū)域的長度，X1＝母板中各子板長度之和；

Y1為矩形區(qū)域?qū)挾?，Y1＝母板中任一子板的寬度；

W為軋制大板的寬度；

L為當前母板頭部到坐標原點的距離。

根據(jù)本發(fā)明所述的帶缺陷鋼板的在線優(yōu)化剪切方法，所述的步驟(2)中，如果母板為S型組板母板，則劃分的母板區(qū)域近似為矩形區(qū)域，以當前母板頭部邊緣為坐標軸，所述的近似矩形區(qū)域由坐標(L，(W-Y2)/2)，(L，(W+Y2)/2)，(L+X2，(W-Y2)/2)與(L+X2，(W+Y2)/2)圍成；

其中，X2為所述的近似矩形區(qū)域的長度，X2＝當前母板中操作側(cè)子板長度之和與傳動側(cè)子板長度之和的最大值；

Y2為所述的近似矩形區(qū)域的寬度，Y2＝母板中操作側(cè)和傳動側(cè)子板的寬度之和；

W為軋制大板的寬度；

L為當前母板頭部到坐標原點的距離。

根據(jù)本發(fā)明所述的帶缺陷鋼板的在線優(yōu)化剪切方法，所述的步驟(2)中，如果母板為火切型G型組板母板，則劃分的母板區(qū)域近似為矩形區(qū)域，以當前母板頭部邊緣為坐標軸，所述的近似矩形區(qū)域由坐標(L,(W-Y3)/2)，(L,(W+Y3)/2)，(L+X3,(W-Y3)/2)與(L+X3,(W+Y3)/2)圍成；

其中，X3為所述的近似矩形區(qū)域的長度，X3＝當前母板中子板長度的最大值；

Y3為所述的近似矩形區(qū)域的寬度，Y2＝母板中所有子板的寬度之和；

W為軋制大板的寬度；

L為當前母板頭部到坐標原點的距離。

根據(jù)本發(fā)明所述的帶缺陷鋼板的在線優(yōu)化剪切方法，所述的步驟(2)中，所述的過程控制計算機設定的初始剪切位置包括切頭剪在各母板頭部和尾部的剪切，以及定尺剪在各子板尾部的剪切。

根據(jù)本發(fā)明所述的帶缺陷鋼板的在線優(yōu)化剪切方法，所述的步驟(3)中，若有缺陷坐標位置落在劃分的母板區(qū)域中，則判定當前的母板區(qū)域內(nèi)部存在缺陷。

根據(jù)本發(fā)明所述的帶缺陷鋼板的在線優(yōu)化剪切方法，所述的步驟(4)中，子板向后平移距離設定為：

平移距離＝dxj-Li+rj+余量

其中，Li為當前缺陷子板的前一塊子板尾部距軋制大板頭部的距離，dxj為缺陷中心距軋制大板頭部的距離，rj為缺陷中心到缺陷邊緣的距離，余量為0mm～10mm。

根據(jù)本發(fā)明所述的帶缺陷鋼板的在線優(yōu)化剪切方法，所述的步驟(5)中，所述的剪切位置包括定尺剪剪切位置和切頭剪剪切位置，所述的切頭剪剪切位置包括增加的粗切點位置以及初始粗切點移動后的移動粗切點位置，所述的定尺剪剪切位置包括增加的定尺點位置，以及初始定尺點移動后的移動定尺點位置。

根據(jù)本發(fā)明所述的帶缺陷鋼板的在線優(yōu)化剪切方法，對于順序型A型母板，在缺陷子板移動后，所述的剪切位置包括增加的粗切點位置，移動粗切點位置以及移動定尺點位置；

對于S型組板母板，在缺陷子板移動后，所述的剪切位置包括增加定尺點位置，移動粗切點位置以及移動定尺點位置；

對于火切型G型組板母板，在缺陷子板移動后，所述的剪切位置包括移動粗切點位置。

根據(jù)本發(fā)明所述的帶缺陷鋼板的在線優(yōu)化剪切方法，所述的增加的粗切點位置＝dxj+rj+余量，移動粗切點位置＝初始粗切點位置+平移距離，增加定尺點位置＝dxj+rj+余量，移動定尺點位置＝初始定尺點位置+平移距離，余量為0mm～10mm。

本發(fā)明達到的有益效果：本發(fā)明的剪切方法通過劃分母板區(qū)域和子板區(qū)域，查詢?nèi)毕菸恢眯畔?，掃描所有的母板和子板，找出所有的缺陷子板，通過平移，對缺陷位置進行避讓，確定剪切位置，對于缺陷位置離軋制大板頭尾較遠的情況，仍舊可以有效地處理缺陷，不會造成鋼板的短尺和產(chǎn)生廢板，極大地提高了鋼板的成材率，同時降低投料成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的優(yōu)化剪切方法整體流程圖；

圖2是本發(fā)明順序型A型組板母板區(qū)域劃分示意圖；

圖3是本發(fā)明剖分型S型組板母板區(qū)域劃分示意圖；

圖4是本發(fā)明火切型G型組板母板區(qū)域劃分示意圖；

圖5是本發(fā)明順序型A型組板母板剪切位置確定示意圖；

圖6是本發(fā)明剖分型S型組板母板剪切位置確定示意圖；

圖7是本發(fā)明火切型G型組板母板剪切位置確定示意圖；

圖8是本發(fā)明實施例1的剪切流程圖；

圖9是本發(fā)明實施例2的剪切流程圖；

圖10是本發(fā)明實施例3的剪切流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖以及具體的實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

本發(fā)明的剪切方法通過平面形狀檢測裝置獲取軋制大板的邊緣位置坐標，通過在線超聲波探傷設備獲取軋制大板的內(nèi)部缺陷位置坐標(以軋制大板頭部邊緣為零點坐標)，劃分母板區(qū)域，由剪切線過程控制計算機接收上述坐標信息，查詢所有母板區(qū)域邊緣坐標，判斷哪些母板存在缺陷，找到具體缺陷子板，然后根據(jù)缺陷的位置對順序型A型組板、剖分型S型組板和火切型G型組板制定不同的剪切策略，對缺陷子板進行避讓。

設軋制大板的寬度為W，當前母板頭部距軋制大板頭部距離為L，如當前母板為第一塊母板，則該距離為剪切時的切頭長度。

如圖1所示，本發(fā)明的優(yōu)化剪切方法對不同類型的母板，采用不同的剪切策略，具體過程如下：

首先，劃分母板區(qū)域，以軋制大板的頭部邊緣為橫豎坐標，查詢所有母板區(qū)域的邊緣位置坐標，以及所有的缺陷位置坐標，判斷缺陷母板。

(1)順序型A型組板母板

如圖2所示，順序型A型組板母板寬度方向只有一塊子板，每塊母板區(qū)域內(nèi)均劃分有至少一塊子板，子板寬度相等，順序型A型組板母板所包含區(qū)域為矩形區(qū)域，此矩形區(qū)域長度X1為該母板中各子板長度之和，寬度Y1為該母板分塊中任一子板的寬度。則該母板為坐標(L,(W-Y1)/2)，(L,(W+Y1)/2)，(L+X1,(W-Y1)/2)與(L+X1,(W+Y1)/2)圍成的矩形區(qū)域，若檢測到有缺陷坐標位置落在此矩形區(qū)域中，則可認為該母板內(nèi)部存在缺陷。

(2)剖分型S型組板母板

如圖3所示，剖分型S型組板母板在操作側(cè)和傳動側(cè)均劃分有一個子板，子板的尺寸大小允許不一致，劃分的母板所包含區(qū)域為近似矩形區(qū)域，此矩形區(qū)域長度X2為該母板中操作側(cè)子板長度之和與傳動側(cè)子板長度之和的最大值，寬度Y2為該母板中操作側(cè)和傳動側(cè)子板的寬度之和。該母板對應的區(qū)域近似為坐標(L，(W-Y2)/2)，(L，(W+Y2)/2)，(L+X2，(W-Y2)/2) 與(L+X2，(W+Y2)/2)圍成的矩形區(qū)域，若有缺陷坐標位置落在上述近似矩形區(qū)域中，則可認為該母板內(nèi)部存在缺陷。

(3)火切型G型組板母板

如圖4所示，火切型G型組板母板在寬度方向劃分至少一個子板，子板的尺寸大小允許不一致，火切型G型組板母板所包含區(qū)域近似為矩形區(qū)域，此近似的矩形區(qū)域長度X3為該母板中子板長度最大值，寬度Y3為該母板中所有子板的寬度之和。則該母板近似為坐標(L,(W-Y3)/2)，(L,(W+Y3)/2)，(L+X3,(W-Y3)/2)與(L+X3,(W+Y3)/2)圍成的矩形區(qū)域，若有缺陷坐標位置落在此矩形區(qū)域中，則可認為該母板內(nèi)部存在缺陷。

其次，查詢?nèi)毕菽赴鍍?nèi)各子板信息，找到帶缺陷的子板，對不同類型的母板采用不同的剪切策略，通過平移，避開缺陷，確定最終剪切位置。

首先由過程控制計算機根據(jù)劃分的母板區(qū)域以及各子板尺寸，設定切頭剪和定尺剪的初始剪切位置，切頭剪剪切位置位于各母板的頭部和尾部，定尺剪剪切位置位于各子板的尾部，將各個子板分離。

設缺陷母板內(nèi)當前缺陷子板i的前一塊子板尾部距軋制大板頭部距離為Li，若缺陷子板為當前母板中第一塊子板，則Li為前一塊母板尾部距鋼板頭部距離，尤其是當缺陷子板為軋制大板中第一塊子板時，Li為切頭長度。當前子板i的缺陷j的中心位置距軋制大板頭部距離為dx_j，缺陷的中心位置距離缺陷邊緣的距離為r_j。

不同類型母板確定剪切位置的方法為：

(1)順序型A型組板母板

過程控制計算機根據(jù)子板上的缺陷位置，通過將其設定好的初始粗切點向后平移，并增加新的粗切點，確保分布有缺陷的子板能夠避開缺陷位置，最后重新劃分母板區(qū)域，具體實施過程如圖5所示。

上述缺陷子板i向后平移的距離＝dx_j-Li+r_j+余量，增加粗切點位置＝dx_j+r_j+余量，移動粗切點位置＝初始粗切點位置+平移距離，其中余量為0mm～10mm。

(2)剖分型S型組板母板

過程控制計算機根據(jù)子板上的缺陷位置，通過將其設定好的初始粗切點和定尺點向后平移，在相應側(cè)增加新的定尺點，確保子板能夠避開缺陷位置，最后重新劃分母板區(qū)域，如圖6所示。

上述缺陷子板i向后平移的距離＝dx_j-Li+r_j+余量，增加定尺點位置＝dx_j+r_j+余量，移動粗切點位置＝初始粗切點位置+平移距離，移動定尺點位置＝初始定尺點位置+平移距離，余量為0mm～10mm。

(3)火切型G型組板母板

過程控制計算機根據(jù)子板上的缺陷位置，通過將其設定好的初始粗切點向后平移，確保子板能夠避開缺陷位置，最后重新劃分母板區(qū)域，如圖7所示。

上述缺陷子板i向后平移的距離＝dx_j-Li+r_j+余量，移動粗切點位置＝初始粗切點位置+平移距離，余量為0mm～10mm。

最后，由過程控制計算機將設定好的剪切位置發(fā)送給基礎(chǔ)自動化控制計算機，由所述的基礎(chǔ)自動化控制計算機控制切頭剪和定尺剪動作，在確定的剪切位置對軋制大板進行剪切。

下面以寶鋼厚板部5m產(chǎn)線剪切線為例，對本發(fā)明做進一步解釋說明：

實施例1，母板為順序型A型組板母板：

如圖8所示，軋制大板由100至300共3塊子板組成，通過劃分母板區(qū)域，100和200屬于一塊母板，300屬于一塊母板，查詢到缺陷位置位于100和200的母板內(nèi)，再次查詢該母板內(nèi)兩個子板，查找到缺陷位于200這個子板內(nèi)，然后通過平移200子板將缺陷進行了避讓，并重新劃分母板區(qū)域，此時100和200組成的母板在切頭剪處增加了一刀粗切點，100子板的尾部在定尺剪處包含了一刀定尺，用于分離缺陷部分。

實施例2，母板為剖分型S型組板母板

如圖9所示，軋制大板由100至600共6塊子板組成，通過劃分母板區(qū)域，100、200、400和500屬于一塊母板，300和600屬于一塊母板。通過查詢母板區(qū)域和缺陷位置，確定缺陷位于100、200、400和500的母板內(nèi)，再 次查詢該缺陷母板內(nèi)的100、200、400和500四個子板，確定500為缺陷子板，通過平移500子板將缺陷進行了避讓，并重新劃分母板區(qū)域，此時切頭剪僅平移粗切點，500子板的頭部在定尺剪處增加了一刀定尺，用于分離缺陷部分。

實施例3，母板為火切型G型組板母板

如圖10所示，軋制大板由100至700共7塊子板組成，通過劃分母板區(qū)域，100至300屬于一塊母板，400至500屬于一塊母板，600和700屬于一塊母板。通過查詢母板區(qū)域和缺陷位置，確定缺陷位于100至300的母板內(nèi)，再次查詢該缺陷母板內(nèi)的100至300這三個子板，確定200為缺陷子板，通過平移200子板將缺陷進行了避讓，并重新劃分母板區(qū)域，此時切頭剪僅平移粗切點。

采用本發(fā)明的優(yōu)化剪切方法，有效地避讓了缺陷部分，保證了子板都能夠順利完成剪切，降低了投料成本。對于缺陷位置離軋制大板頭尾較遠的情況，仍舊可以有效地處理缺陷，不會造成鋼板的短尺和產(chǎn)生廢板，極大地提高了鋼板的成材率。