光学技术在钢坯定重剪切工艺中的应用研究(3)
（3）体积法切割
体积法切割的基本原理是通过结构光三文检测技术来实现对方坯截面面积的实时在线监测，之后根据事先设定好的方坯标准重量M和监测的来的截面面积S通过公式换算出所需的方坯长度L，再将数据导入到定尺剪切系统中进行剪切。这种方案的精度很高，并且工人可以实时观测方坯的面型的变化实现在线测量。但是实际操作中该方案会存在一些光学测量方面的问题，比如线上高温高湿环境下空气折射率变化可能引起光纤弯曲，导致摄像机拍摄出的图像扭曲，引起测量误差[7].
另外，该方案对于截面积和方坯密度的近似取值也是影响精度的原因之一。
1.1.5 研究意义
首先先对定尺剪切与定重剪切在钢坯重量上的误差进行对比，来了解对方坯的截面面积进行实时监测的必要性。
一般来说影响连铸机剪切精度的因素有很多，比如拉速，结晶器，定尺误差等等。然而其中坯料截面面积的变化对方坯重量的影响远大于坯料长度尺寸的变化对方坯重量的影响。以按照一般公司标准使用的130X130X3000定尺连铸坯轧制8号槽钢为例，截面面积为1024平方毫米，那么，连铸坯造成的重量差的最大最小极限分别是：（即允许连铸坯的最大断面、最大长度与最小断面、最小长度的重量差）
（1.1）
成品的最大长度： （1.2）
成品的最小长度：（1.3）
采用同种计算方法，连铸坯长度偏差为零，断面（边长）为最大、最小偏差所造成的重量差为 =16.64%、 ；连铸坯断面偏差为零，长度尺寸为最大、最小偏差所造成的重量差为
现场实际调查表明，连铸坯最大重量差为5.12%[8]。
从以上分析可以表明：
（1）方坯的截面面积及其长度的偏差即使在规定的范围内，其重量差的变化极限在20.6%，因此这对于最终钢坯能否成为合格的产品影响是相当大的。
（2）买家所需求的肯定是高质量的产品，然而在国家已经废除了短尺材交货的情况下，要想提高产品质量控制成品率及定尺率。仅仅靠定尺剪切肯定是不够的，因为即使在定尺完全精确无偏差的情况下，方坯的重量变化极限也达到了16.64%。
（3）通过比较一下方坯的长度偏差与断面尺寸偏差对方坯重量的影响可知，要前者小得多。由此可知截面面积是影响方坯重量的一个关键性的因素，所以对于截面面型的实时检测便显得格外重要。
所以，研究一种实际可操作的，能够实现方坯精确定重剪切的方法，对于国内方坯生产和发展，和其经济效益都有极其重大的意义。
1.2 本文主要完成的工作
通过查阅大量文献资料，了解熟悉国内外关于连铸坯的工业背景，发展现状，以及目前方坯剪切的解决方案等。在此基础上，对现有的剪切方案进行对比分析，找出其各自的优缺点，并说明选用结构光图像法来完成本文的研究的原因。详细阐述了方案中最重要的两个器件-线型激光器以及CCD摄像机的相关性能和参数要求，方坯截面与摄像机图像之间的坐标转换关系，截面面积算法等数学模型。运用图像处理的方法解决激光光条中心提取的问题，构建了具体的现场施工方案，并对误差进行了分析。同时在原有方案和算法的基础上提出了改进方案，并对该方案今后的具体实施做出了展望。
2 器件的参数及其构成