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，这无疑是最佳的选择方向。事实上日本的新日铁大分厂早在1983年9月就到了96.2%的最高水平。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，最终达到提高产品质量和经济效益的目的。
该系统应用于温度在750—1200℃的钢板（钢坯）的尺寸测量。根据钢板（板坯）生产现场的实际情况，在不改动原有生产设备的基础上，运用图像处理、数字图像测量技术，采用非接触式的测量方式，通过多台安装在厂房顶棚的CCD摄像机在钢板（板坯）生产线上形成一个连续的测量场，利用钢板（钢坯）自身发光的特点，实时获取钢板（板坯）的光学图像，并将光学图像依次转换为电子图像、数字图像后输入计算机，经计算机进一步图像处理即可获得钢板（板坯）边缘轮廓在实际物方空间对应的坐标，从而完成对钢板（板坯）三维尺寸的测量、规划，计算出钢板（板坯）的长度、宽度、厚度以及钢板形状。这些数据和图形可直接显示给操作人员，亦可通过车间工业以太网为相关的工艺设备（过程）提供数据支持。
三个子系统（测长、测宽、测厚）通过精确标定构成一个统一的三维尺寸/板形测量系统，完全达到所要求的测量精度（宽度优于4mm、长度优于8mm）。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，据有最大的冗余性。
高温状态下测长/测宽/板形测量系统效果图
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，具有最大的冗余性。
低温状态下三维尺寸测量系统效果图
钢板表面质量检测系统基于摄影测量技术和数字图像处理技术，应用激光测速技术结合摄影测量技术完成钢板上下表面的缺陷检测，其工作原理如下图所示。测量过程中，CCD相机实时采集钢板上下表面的图像，并传送到计算机。计算机通过图像处理算法，提取被测目标，形成几何要素，通过摄影测量的处理，解算出这个几何要素的实际尺寸数字。对于非几何尺寸的检测，例如钢板表面的缺陷，可以通过数字图像处理与分析的方法检测出来，并结合测量所得的几何尺寸信息来排除误判，提高检测结果的准确率。
设备安装在钢板生产线的冷床出口处，龙门框架沿辊道宽度方向安置5台CCD数字摄像机及高亮度LED照明（带有防护装置），完成对钢板上表面的成像摄影纪录和缺陷在宽度方向上的定位。同样，龙门框架结构的下部分位于辊道下方，沿辊道宽度方向也安置5台CCD数字摄像机及高亮度LED照明（带有防护装置），对钢板下表面进行充分照明，保证视场内照度均匀，不形成阴影区域，完成对钢板下表面的成像摄影纪录和缺陷在宽度方向上的定位。靠近分段剪方向距龙门框架结构1.5米处安置LED红外对管，完成对钢板头部的探测，承担系统的启动和休眠功能。在龙门框架结构安置激光测速仪，完成对钢板运动速度的测量，承担钢板表面缺陷在长度方向的定位。
表面质量检测系统效果图
1)
专业化：近二十年的研发历史。组合、闭环式生产过程全流程测控体系。系统化设计，每项子系统均具有模块化功能。持续升级，贴身解难，终身受惠；
2)
高精度：航空测量基础，视觉系统理念，面阵技术保障；采用无接触式测量方式，不影响正常生产，确保各系统在高精度、少维护、少标定条件下运行；
3)
完整知识产权：获科技部创新基金支持，多项专利及知识产权。自成一体，不受外部条件制约，并专门创立了《中厚板网》作为专业支持；
4)
服务便捷：位于“九省通衢”的腹地武汉，便捷服务，售后及时。一旦出现故障，损失可控制在最小范围内。
中厚板生产过程流程图
Ø 连铸坯测长引导切割
Ø 连铸坯三维尺寸测量
Ø 加热炉前板坯三维尺寸测量
Ø 初轧展宽工序测宽/板形
Ø 精轧测长/宽/板形
Ø 定尺测长引导剪切
Ø 成品板三维尺寸测量
系统应用案例（部分）
|
序号
|
使用单位
|
测量方式
|
|
1
|
太原钢铁公司五轧厂
|
初轧机后展宽纵轧测宽
|
|
2
|
邯郸钢铁公司中板厂
|
精轧机后测长宽板形
|
|
3
|
南京钢铁公司中板厂
|
精轧机后测长宽板形（27米）
|
|
4
|
韶钢二轧厂
|
初轧机后展宽纵轧测宽
|
|
5
|
南京钢铁公司中板厂
|
精轧机后测长宽板形（延长至50米）
|
|
6
|
舞阳钢铁公司第一轧钢厂
|
轧机后测长宽板形
|
|
7
|
南京钢铁公司中厚板卷厂
|
精整剪钢板三维尺寸测量
|
板坯的重量精确与否直接影响到钢板的成材率，而生产过程中，对板坯的计重又难以实现高精度。在以销定产的情况下，给板坯实现最佳化设计更是带来了困难，因此要想提高板坯的成材率客观上就有局限。
如果对初轧前的板坯予以准确测量（长宽的绝对误差＜2mm），扣除比重及氧化皮等因素，其重量精度可以达到99.5%以上。那么，至少能实现两个功能：通知上道工序修正板坯尺寸；告知下道工序此板坯的倍尺将是多少。由此不难理解，利用“板坯体积测量系统”，可以将板坯的成材率提高0.5%到1.5%个百分点。以提高一个百分点（年产量100万吨的生产线）为例，企业每年因此获得的效益应在2000万元左右【4000元（成品）-2000元（废品）×100万吨×1%】。
“钢板几何尺寸在线测量系统”在热轧工序中能起到非常重要的作用。由于钢板一旦成型将很难有大的改变，因此实时获得钢板的三维尺寸（板廓），及时对钢板形状进行修正显得尤为重要。相对一般轧机只能对钢板的宽度或厚度进行单一控制而言，该系统能最大限度地提高正品率和成材率，而且对生产计划的顺利完成提供一定的保障。
正是因为在生产过程中，轧机手能准确地掌握如镰刀弯、最大成才尺寸、同板差等关键板形数据，所以此工序可将成材率提高0.7%以上。按上例计算方法，此系统每年能带来1400万以上的效益。
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2%以上！按2000元/吨废钢计算，此系统每年至少产生4000万以上的效益。
钢板表面质量是钢板质量最为重要的质量因素之一。然而，钢板表面缺陷问题一直困扰着钢板企业的生产及销售。钢板表面检测系统不仅对轧制钢板的表面缺陷进行识别，还可以对检测出的缺陷进行分类（如气泡、重皮、夹杂、结疤、划伤、压痕等）和定位，并及时通知上游工序对这类缺陷加以避免。对钢板表面缺陷进行检测，可以为轧制合格钢板、提高产品质量、降低废品率和节省成本带来巨大经济效益。
以年产100万吨生产线为例，由于不能承诺钢板表面无缺陷而降价50元－100元/吨销售，每年因此而受损五千万至一亿元；轧制过程中如果能及时发现产品的缺陷，立即采取纠正措施，不仅能大大提高正品率，还能保质保量即刻准时交货，同时，投诉、改判、索赔等现象将明显减少，这里面体现的间接效益更是亦不可低估。
钢板表面缺陷检测的作用主要表现为：
1) 使产品达到零缺陷的目标成为可能；
2)
由于钢板两面的检测为100%，信息及时、全面，能快速纠错，因此排除了较长时间里缺陷仍没有被发现的风险；
3)
具有学习功能的软件，能将表面缺陷进行分类和分级，把上游和下游工序进行沟通并寻求纠正措施，实现工艺最佳化；
4)
数据及时、全面、可供历史查询；能自动生成报表，实现综合质量数据网络的运行。企业管理水平将有更好地发挥；
5)
大大提高企业经济效益和大幅度提升企业的竞争能力。
综上所述，“数字轧板测控系统”对中厚板生产企业加强管理、降低成本、提高成材率和经济效益有着无可代替的作用，特别是在当前生产能力远超市场需求量、相互竞争十分激烈、低价销售已成常见手段的条件下，充分利用现代科技，突破传统思维模式，抢占先机，迅速解决已知的测控问题，不失为一种全面提升企业竞争能力的好方法。“数字轧板测控系统”总投入在千万左右，如果生产能力在100万吨以上，每年因此而产生的效益将以亿元计。这种投入产出比是显而易见的。
