CN101669022B - 用于识别冶金产品尤其连铸产品和轧制产品的表面特征的方法以及用于实施该方法的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于识别冶金产品尤其连铸产品和轧制产品的表面特征的方法，在该方法中在指定的截取部分中由至少两个不同波长的辐射源从不同的方向对产品表面(12、12’)进行辐射并且以光电的方法来检测被辐射的表面截取部分。作为辐射源，三个光源(21、22、23)以相同的角度(α)指向所述产品表面(12、12’)，所述光源(21、22、23)的位置处于三个彼此围成120°的角度并且垂直于所述产品表面(12、12’)的平面(E1、E2、E3)中。由此可以在非常短的时间里查明富有启发性的关于冶金产品的信息并加以保存，从而可以在无缺陷地鉴别的情况下检测所述产品或者更确切地说检测表面特性或者说表面结构以用于进一步加工。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于鉴别冶金产品尤其针对连铸产品和轧制产品的方法以及一种用于实施所述方法的装置。
背景技术
在生产流程中以及在其它的加工级中连续地跟踪冶金产品如连铸产品和轧制产品如初轧坯、板坯或者钢坯、薄板坯、板材、带材等并作记录。为此目的，对特定的表面特征如有针对性地设置的标记或者也对其它的与质量相关的特征如表面缺陷进行观察并且分配给相应的产品。
对于标记来说，传统上有时使用如其比如从WO 03/074295中公开的那样的具有打标冲头和冲击装置的打标机。
在按公开文献WO 00/37926的用于目标识别的方法和装置中，借助于至少两个光源从不同的方向或者说角度对有待识别的目标进行照明并且在这过程中一架照相机从预先给定的位置对这个目标和通过光源产生的阴影进行拍摄。利用这种方法或者说装置，应该检测到目标的外部形状的偏差。一种这样的方法不适合于并且没有设置用于检测表面特征。
发明内容
本发明的任务是，提出一种方法并且提供一种装置，它们能够在生产条件下可靠地查明关于冶金产品尤其连铸产品和轧制产品的表面特征的富有启发性的信息并且加以保存。
按本发明，该任务通过按本发明的一种方法和一种装置得到解决。在按本发明的使用产品表面上的表面特征来鉴别冶金产品的方法中，由至少两个辐射源从不同的方向对所述产品表面进行辐射并且以光电的方法对所述产品表面进行检测，其特征在于，在所述产品表面上在一个定义的截取部分中规定以及/或者设置具有三维的拓扑学的表面特征，并且所述定义的截取部分由至少两个具有不同波长的辐射源从不同的方向并且相对于产品表面的平面具有角度地进行辐射并且用辐射源产生三维的表面拓扑学的阴影图用于鉴别，并且在所述定义的截取部分中的表面特征的具有不同波长的辐射源的阴影图借助于至少一个光电的图像传感器来检测。按本发明的用于实施按按本发明的方法的装置的特征在于，为检测和再度识别所述产品表面存在着至少两个用于从不同的位置对所述产品表面进行照明的并且具有不同的波长的辐射源以及至少一个用于对被照亮的产品表面进行拍摄的图像传感器。
按本发明的方法能够在极短的时间里检测到大量富有启发性的关于冶金产品的信息，从而可以在无缺陷地鉴别的情况下将这些信息用于进一步加工。
附图说明
下面借助于附图对本发明进行详细解释。在这些纯粹示意性的图示中：
图1示出了连铸机的原理结构；
图2示出了用于检测产品表面的按本发明的装置的一种第一实施例；
图3示出了用于检测产品表面的按本发明的装置的一种第二实施例；
图4是用于鉴别冶金产品尤其连铸产品的按本发明的装置的框图；并且
图5a到5c分别是一个相应地被光源照亮的标记(数字6)的示意图。
具体实施方式
图1示意示出了一台本身为人熟知的连铸机的原理结构，该连铸机具有一个浇钢桶1、一个中间容器2(中间罐)、一个用水冷却的结晶器3以及一个用于连铸坯10的连铸坯转向装置5。在所示出的所谓弯曲设备的实例中，很烫的连铸坯10在拉出机组5的下面借助于辊子朝水平方向弯曲并且被轧辊6所挤压。然后，所述连铸坯10在分离机组7(比如烧嘴或者剪切机)中被分离成轧件11，这些轧件11-按结晶器3的浇注横截面-是初轧坯、板坯或者钢坯，而后所述轧坯、板坯或者钢坯在轧机中被继续加工成薄板坯、板材、带材等。
为了鉴别或者说识别比如沿垂直于图1的图纸平面的方向运走的轧件或者说半成品11，两个通过连铸坯10的分离产生的分离表面12、13的其中之一按照图1成为产品表面12，借助于按本发明的装置20以光学方式来检测该产品表面用于如现在在下面借助于图2到4所说明的一样进行再度识别。
在图2示意示出的实施方式中，根据按本发明的方法，产品表面12’(比如初轧坯的前面所提到的分离表面12)被三个布置在不同位置上的光源21、22、23所照亮。所有三个光源21、22、23的位置处于三个彼此围成一个120°的角度并且垂直于产品表面12的平面E1、E2、E3中，所有三个光源21、22、23以相同的角度α指向所述产品表面12。在此存在着一个图像传感器优选一架数字照相机25，利用该数字照相机25在一个所选择的具有相应的阴影和反射光的截取部分中对被照亮的产品表面12进行拍摄。由此获得的图像或者点矩阵除了用于识别产品的信息之外还包含大量的关于表面特性或者说表面结构比如关于表面缺陷、裂纹、夹渣、刮伤等的信息。
如在按图4的框图中示出的一样，在计算机30中检测到在照明的触发器28和照相机之后获得的图像29或者说将其保存在数据库33中，从那里可以随时调用所述图像用于再度识别。
作为光源21、22、23，优选使用LED(发光二极管)，LED比如与卤素灯相比具有高得多的使用寿命和效率。
在使用不同颜色的LED(和数字彩色照相机25)时获得有利的结果。特别合适的是红、绿和蓝这些光色的使用。
在简单地使用不同颜色的LED时，OCR(光学字符识别)31适合作为检测和再度识别系统。
在使用RGB(红/绿/蓝)-LED时，不仅OCR 31而且三维的拓扑学(鉴别性标记)32都适合作为检测和再度识别系统。
对于这两种检测和再度识别系统来说，存在着一个缺陷识别和校正系统34。
按本发明的装置20允许清晰地检测运动的部件比如连铸产品。在角度α较小时(大约10°-20°)时达到最佳的对比效果。
关于三维的拓扑学的信息，可以通过立体技术比如通过两架照相机的使用来改进。两架照相机也会有助于对比度的改进。
如图3示出的一样，也可以使用仅仅两个彩色的比如具有红和绿这两种光色的LED 21、22，并且忍受关于三维的拓扑学的不完全的信息。所述发光二极管21、22的位置在该变型方案中处于一个共同的垂直于产品表面12’的平面E中。在这里，也可以不使用一架唯一的照相机而是使用两架照相机25、25’，其中这样做的主要原因是在角度α较大时改进对比度而不是产生立体图像。
按本发明的装置能够在极短的时间里查明大量的富有启发性的关于冶金产品尤其连铸产品的信息并且加以保存，从而可以在无缺陷地鉴别的情况下将所述信息用于继续加工。
图5a到5c示出了在产品表面中产生的标记的一种按本发明的实施例，示范性地用刻入的数字6示出了该标记。在此三个光源21、22、23又按照以120°的角度指向中心的方式来布置。这三个光源分别引起一张如在这些附图中示出的彩色图或者说阴影图。在横截面中看，这个数字6形成一个V字形，从而在上侧面的明亮的光源22照亮这个数字6的被辐射的表面时在位置22’、22”、22’”上产生相应明亮的照亮处。在图5b中接通光源23，该光源23在位置23’、23”、23’”上产生相应的照亮处，并且在图5c中光源21在位置21’、21”、21’”上引起相应的照亮处。在这里在光电检测之前将这个标记设置到这个截取部分上。
在这个标记比如所刻入的数字或者类似标记与从不同的方向照射到这个数字上的光源及由此引起的彩色图像或者说阴影图像之间获得共同作用，这种共同作用能够实现特别可靠的光电识别的效果。这些标记因此有利地完全有针对性得到成形，它们尤其反差明显并且不会混淆。所述标记可以是本身传统的数字或者字母，但也可以是专门成形的符合所期望的要求的符号。
由此产生巨大的优点，即用简单的设在确定用于检测和再度识别的产品表面的截取部分中的标记就已可以产生许多不同的鉴别特征。
在理论上本身2个光源就已足够。但是，有利的是使用三个光源。当然也可以使用三个以上的光源。作为辐射源，也可以使用看不见的辐射如红外线或者类似辐射。
也可以如此构造所述装置，使得其可以携带并且因此能够短时间移动地在所期望的位置上使用。
Claims (13)
1.使用产品表面上的表面特征来鉴别冶金产品的方法，其中由至少两个辐射源从不同的方向对所述产品表面(12、12’)进行辐射并且以光电的方法对所述产品表面进行检测，其特征在于，
在所述产品表面上在一个定义的截取部分中规定以及/或者设置具有三维的拓扑学的表面特征，并且所述定义的截取部分由至少两个具有不同波长的辐射源从不同的方向并且相对于产品表面的平面具有角度地进行辐射并且用辐射源产生三维的表面拓扑学的阴影图用于鉴别，并且在所述定义的截取部分中的表面特征的具有不同波长的辐射源的阴影图借助于至少一个光电的图像传感器来检测。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，使用三个看得见的光源(21、22、23)作为辐射源。
3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将图像传感器(25、25’)用于光电检测。
4.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述表面特征的识别用于鉴别相应的产品并且/或者用于确定表面特性或者说表面结构。
5.用于实施按权利要求1所述的方法的装置，其特征在于，
为检测和再度识别产品表面(12、12’)存在着至少两个用于从不同的位置对所述产品表面(12、12’)进行照明的并且具有不同的波长的辐射源以及至少一个用于对被照亮的产品表面进行拍摄的图像传感器(25、25’)。
6.按权利要求5所述的装置，其特征在于，所述图像传感器是数字照相机(25、25’)。
7.按权利要求5或6所述的装置，其特征在于，对于辐射源来说三个光源(21、22、23)以相同的角度(α)指向所述产品表面(12、12’)，这三个光源的位置处于三个彼此围成120°的角度并且垂直于所述产品表面(12、12’)的平面(E1、E2、E3)中。
8.按权利要求7所述的装置，其特征在于，为了对通过这三个光源(21、22、23)照亮的产品表面(12、12’)进行拍摄设置了一架唯一的数字彩色照相机(25)。
9.按权利要求7所述的装置，其特征在于，所述三个光源(21、22、23)的光色是红、绿和蓝。
10.按权利要求7所述的装置，其特征在于，所述三个光源(21、22、23)是发光二极管(LED)。
11.按权利要求5或6所述的装置，其特征在于，两个对置的光源(21、22)以相同的角度(α)指向所述产品表面(12、12’)，所述两个光源(21、22)的位置处于一个共同的垂直于产品表面(12、12’)的平面(E)中，其中按角度(α)的大小设置了一架唯一的或者两架数字照相机(25、25’)。
12.按权利要求5所述的装置，其特征在于，确定用于检测和再度识别的产品表面(12)是在将连铸坯(10)分离成轧件(11)之后产生的分离表面(12、13)之一。
13.按权利要求5所述的装置，其特征在于，由所述图像传感器(25、25，)拍摄的图像或者说点矩阵能够在计算机(30)中检测到并且能够为再度识别而保存在数据库(33)中，其中为了检测和再度识别能够使用三维的拓扑学。
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