冶金製品、特に連続鋳造圧延製品の表面特徴を確認するための方法と、かかる方法を実行するための装置

专利摘要:
本発明は、冶金製品、特に連続鋳造製品および圧延製品の表面特徴を認識するための方法に関連する。 この方法によれば、製品表面（１２，１２’）の規定区分が、波長の異なる少なくとも二つの放射源により異なる方向から放射され、放射された表面区分が光電子的に検出される。三つの光源（２１，２２，２３）が、製品表面（１２，１２’）に対して同じ角度（α）で放射源として配向され、その位置は、１２０°の角度を形成するとともに製品表面（１２，１２’）に垂直である三つの面（Ｅ1，Ｅ2，Ｅ3）にある。このようにして、再加工のため、完全に確認された方法で表面品質または表面構造に関して製品が判断されるように、冶金製品についての有益な情報が非常に短い時間で判断および記憶され得る。
公开号:JP2011514257A
申请号:JP2010500115
申请日:2008-03-19
公开日:2011-05-06
发明作者:ラウバー，トビアス
申请人:エスエムエス・コンキャスト・アーゲー；ラウバー，トビアス；
IPC主号:B22D11-16

专利说明:

[0001] 本発明は、冶金製品、特に連続鋳造圧延製品を確認するための装置と、かかる方法を実行するための装置とに関連する。]
背景技術

[0002] 冶金製品、特に、ブルーム、スラブ、ビレット、ブランク、シート、ストリップなどの連続鋳造圧延製品は、生産ラインで、または別の加工段階の間に追跡および登録される。この目的のため、例えば明示されたマークなど固有の表面特徴、または例えば表面欠陥など他の品質関連特徴が観察され、各製品に割り当てられる。]
[0003] マーキングには、例えば特許文献１から周知のように、マーキングスタンプを備えるマーキング機とインパクト装置が時に使用されるのが普通である。]
[0004] 特許文献２に記載の、物体を確認するための方法と装置では、確認を受ける物体は異なる方向および角度の少なくとも二つの光源により照射され、ここではカメラが、既定の位置からこの物体と光源により生成される陰影とを記録する。この方法および装置により、物体の外部形状のずれが記録される。この種の方法は、表面特徴の記録には適しておらず、それに用いられることはない。]
先行技術

[0005] 国際公開第０３／０７４２９５号パンフレット
国際公開第００／３７９２６号パンフレット]
発明が解決しようとする課題

[0006] 本発明の元となる目的は、冶金製品、特に連続鋳造圧延製品の表面特徴についての有益な情報を、生産状態において信頼できる方法で確定および記憶することを可能にする方法を提案して、そのための装置を提供することである。]
課題を解決するための手段

[0007] この目的は、請求項１および請求項４の特徴を備える方法および装置によって、本発明により達成される。]
[0008] 本発明による方法および装置の別の好適な実施形態は、従属請求項の主題を成す。]
発明の効果

[0009] 本発明による方法によって、後の加工のため冶金製品が正確に確認されるように、冶金製品についての大量の有益な情報を極めて短い時間で確定および記憶することが可能になる。]
図面の簡単な説明

[0010] 以下では、図面により発明をさらに詳細に説明する。図面は以下を純粋に概略的に示す。
連続鋳造設備の構造原理を示す。
製品表面を記録するための本発明による装置の第一例示的実施形態を示す。
製品表面を記録するための本発明による装置の第二例示的実施形態を示す。
冶金製品、特に連続鋳造製品を確認するための本発明による装置のブロック図である。
各光源により照射されたマーク（数字６）の各概略図を示す。]
実施例

[0011] 図１は、鋳造杓１と、中間容器２（湯だまり）と、水で冷却される鋳造金型３と、バー１０のためのバー撓曲装置５とを包含する、それ自体周知の連続鋳造設備の構造原理を概略的に示す。いわゆる曲げ設備として示された例では、水平方向の圧延により高温バー１０が延伸部品５で曲げられ、ローラ６によりプレス加工される。このバー１０が切断部品７（バーナーまたはカッタなど）で切片１１に切断された後のこの切片は、鋳造金型３の鋳造断面に応じてブルーム、スラブ、ビレットであり、その後、ローラミルでさらに加工されてブランク、シート、ストリップなどとなる。] 図１
[0012] 例えば図１の延伸面に対して垂直な方向に搬送される切片または半製品１１を確認または認識するため、バー１０の切断により生じた二つの切断表面１２，１３の一方、図１では製品表面１２が、図２乃至４を用いて以下で説明されるように、本発明による装置２０により認識のため光学的に記録される。] 図１ 図２
[0013] 本発明の方法による図２に概略的に図示された実施形態では、製品表面１２’（例えば上述したブルームの切断表面１２）が、異なる場所に配置された三つの光源２１，２２，２３により照射される。共に１２０°の角度を成して製品表面１２に対して垂直な三つの面Ｅ1，Ｅ2，Ｅ3に位置する三つの光源２１，２２，２３はすべて、製品表面１２に対して同じ角度αに配向されている。照射された製品表面１２が対応の陰影部分および反射部分とともに被選択区域に記録される画像センサ、好ましくはデジタルカメラ２５が設けられる。このようにして得られた画像およびドットマトリクスは、製品の認識のための情報に加えて、表面欠陥、亀裂、スラグ巻込み、傷などについての表面特性および表面構造に関する大量の情報を含有する。] 図２
[0014] 図４のブロック図に示されているように、照射およびカメラの起動２８の後に得られた画像２９は、コンピュータ３０に記録されるとともにデータバンク３３に記憶され、認識のため、いつでもここからの検索が可能である。] 図４
[0015] 例えばハロゲンランプと比較してかなり寿命が長く効率も高いＬＥＤ（発光ダイオード）が光源２１，２２，２３として使用されることが好ましい。]
[0016] 異なる色のＬＥＤ（とデジタルカラーカメラ２５）を使用する際には、好都合な結果が達成される。特に適しているのは、赤、緑、青の光線色の使用である。]
[0017] 異なる色のＬＥＤのみを使用する際には、ＯＣＲ（光学的文字認識）３１は記録認識システムに適している。]
[0018] ＲＧＢ（赤／緑／青）ＬＥＤを使用する際には、ＯＣＲ３１と３次元トポロジ（指紋）３２の両方が記録認識システムに適している。]
[0019] 確認と認識の両方のシステムのため、欠陥確認修正システム３４が設けられている。]
[0020] 本発明による装置２０は、連続鋳造製品などの移動部品の鮮明な記録を可能にする。比較的小さな角度α（およそ１０°〜２０°）で最高のコントラストが達成される。]
[0021] 立体鏡技術により、つまり二つのカメラを使用することにより、３次元トポロジについての情報が改良され得る。二つのカメラはコントラストの向上にも寄与し得る。]
[0022] 図３に見られるように、例えば赤と緑の光線色の２色のＬＥＤ２１，２２のみを使用して、３次元トポロジについての不完全な情報を受け取ることも可能である。この実施形態では、発光ダイオード２１，２２の箇所は、製品表面１２’に対して垂直な共通面Ｅとなる。ここでも、単一のカメラの代わりに二つのカメラ２５，２５’を使用することができ、その主な理由は大きな角度αによる改良コントラストを得ることであり、立体写真の撮影ではない。] 図３
[0023] 本発明による装置によって、冶金製品、特に連続鋳造製品が後の加工のため正確に確認されるように、製品についての大量の有益な情報を極めて短い時間で確定および記憶することが可能である。]
[0024] 図５ａ乃至５ｂは、製品表面に形成されたマークについての本発明による例示的実施形態を示す。スタンプされた数字６が例として挙げられている。ここでも、三つの光源２１，２２，２３が中心に対して１２０°の角度で配向されている。三枚の図に描かれているように、これら三つの光源はそれぞれ色および陰影のついた画像を生成する。断面で見ると、この数字６はＶ字形であり、そのため、明るい光源２２により、対応して明るく照射された上側には、点２２’，２２’’，２２’’’にこの数字６の照射表面が見られる。図５ｂでは光源２３に切り換えられ、点２３’，２３’’，２３’’’に対応の照射面が見られ、図５ｃでは光源２１により点２１’，２１’’，２１’’’に対応の照射面が見られる。このマークは、光電子的記録の前にこの区域に形成される。] 図５ａ 図５ｂ 図５ｃ
[0025] このマーク、例えばスタンプされた数字その他と、異なる方向からこの数字に放射を行う光源と、こうして形成される色および陰影のついた画像との間には、特に確実な光電子的確認を可能にする相互作用が達成される。そのため、これらのマークは非常に明確に形成されると好都合であり、これは特に強烈なコントラストを生み、マークの混同を防ぐ。これらは典型的な数字または文字であるが、こういった望ましい要件に対応する特殊形状の文字でもある。]
[0026] こうして、確認と認識を目的とする製品表面の区域に単純なマークを設けることにより、多様な確認特徴が生まれるという実質的な長所が得られる。]
[0027] 理論上、二つの光源で充分である。しかし三つ使用されると好都合である。しかし三つ以上が使用されてもよい。赤外線その他の不可視光線も放射源として使用し得る。]
[0028] 装置は携帯可能であるように設計されてもよく、そのため所望するいかなる場所にも可動式および一時的に設置できる。]
[0029] １…鋳造杓、２…中間容器、３…鋳造金型、５…バー撓曲装置、６…ローラ、７…切断部品、１０…高温バー、１１…切片、半製品、１２…切断表面、製品表面、１２’…製品表面、２０…装置、２１，２２，２３…光源、２５，２５’…デジタルカメラ。]

权利要求:

請求項1
冶金製品、特に連続的鋳造圧延製品の表面特徴を確認するための方法であって、波長の異なる少なくとも二つの放射源（２１，２２，２３）により異なる方向から単数または複数の前記製品が放射され、放射された表面区域が光電子的に、好ましくは少なくとも一つのカメラにより記録される方法であり、記録および認識を目的とする前記製品表面（１２，１２’）が、特に規定された区域に形成され、前記放射源（２１，２２，２３）により生じる光源との相互作用が行われるように形成されたマークが、前記光電子的記録の前に前記区域に設けられる、ことを特徴とする方法。
請求項2
三つの放射源が可視光源（２１，２２，２３）として使用されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
請求項3
画像センサ（２５，２５’）、例えばデジタルカメラが前記光電子的記録に使用されることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
請求項4
前記表面特徴の確認が、各製品の確認、および／または表面欠陥、亀裂、スラグ巻込み、傷その他などの表面特性または表面構造の確定に役立つことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
請求項5
特定の製品表面（１２，１２’）を確認および認識するため、前記製品表面（１２，１２’）を異なる箇所から照射する少なくとも二つの放射源が設けられるとともに、照射された前記表面を記録する少なくとも一つの画像センサ（２５，２５’）が設けられる、ことを特徴とする、請求項１に記載の方法を実行するための装置。
請求項6
前記画像センサがデジタルカメラ（２５，２５’）であることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
請求項7
前記放射源として、三つの光源（２１，２２，２３）が前記製品表面（１２，１２’）に対して同じ角度（α）で配向され、一緒に１２０°の角度を成すとともに前記製品表面（１２，１２’）に垂直な三つの面（Ｅ1，Ｅ2，Ｅ3）に前記光源の箇所が位置することを特徴とする、請求項５または６に記載の装置。
請求項8
前記三つの光源（２１，２２，２３）により照射される前記製品表面（１２，１２’）を記録するため単一のデジタルカラーカメラ（２５）が設けられることを特徴とする、請求項７に記載の装置。
請求項9
前記三つの光源（２１，２２，２３）の光線色が赤と緑と青であることを特徴とする、請求項５乃至８のいずれかに記載の装置。
請求項10
前記光源（２１，２２，２３）が発光ダイオード（ＬＥＤ）であることを特徴とする、請求項５乃至９のいずれかに記載の装置。
請求項11
二つの対向光源（２１，２２）が前記製品表面（１２，１２’）に対して同じ角度（α）で配向され、前記製品表面（１２，１２’）に垂直な共通の面（Ｅ）に前記光源の箇所が位置し、前記角度（α）の大きさに応じて単一または二つのデジタルカメラ（２５，２５’）が設けられることを特徴とする、請求項５または６に記載の装置。
請求項12
記録および認識を目的とする前記製品表面（１２）が、切片（１１）へのバー（１０）の切断の後に生じる切断表面（１２，１３）の一つであることを特徴とする、請求項５乃至１１のいずれかに記載の装置。
請求項13
前記画像センサ（２５，２５’）により記録される前記画像およびドットマトリクスが、認識のためコンピュータ（３０）に記録されるとともにデータバンク（３３）に記憶され、３次元トポロジ（指紋）および／またはＯＣＲ（光学的文字認識）を記録認識システムとして使用することが可能であることを特徴とする、請求項５乃至１２のいずれかに記載の装置。