DE102020205740A1

DE102020205740A1 - Inspektionssystem und Verfahren zum gleichzeitigen Überprüfen der Funktionsfähigkeit von mehreren Spritzdüsen in einer Stranggießanlage, insbesondere von den zwischen zwei Strangführungsrollen angeordneten Spritzdüsen

Info

Publication number: DE102020205740A1
Application number: DE102020205740.0A
Authority: DE
Inventors: Benjamin Bresser; Axel Weyer
Original assignee: SMS Group GmbH
Current assignee: SMS Group GmbH
Priority date: 2020-05-07
Filing date: 2020-05-07
Publication date: 2021-11-11
Also published as: EP4146417A1; WO2021224377A1; EP4146417B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Inspektionssystem (1) zum gleichzeitigen Überprüfen der Funktionsfähigkeit von mehreren Spritzdüsen (2) in einer Stranggießanlage (3), insbesondere von den zwischen zwei Strangführungsrollen (4) angeordneten Spritzdüsen (2), umfassend:mindestens einen optoelektronischen Sensor (5) für jede gleichzeitig zu überprüfender Spritzdüse (2), undMittel zum Zuordnen (6) der von den zu überprüfenden Spritzdüsen (2) erzeugten Spritzbilder zu jeweils mindestens einen optoelektronischen Sensor (5).Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum gleichzeitigen Überprüfen der Funktionsfähigkeit von mehreren Spritzdüsen (2) in einer Stranggießanlage (3),insbesondere von den zwischen zwei Strangführungsrollen (4) angeordneten Spritzdüsen (2).

Description

Die Erfindung betrifft ein Inspektionssystem zum gleichzeitigen Überprüfen der Funktionsfähigkeit von mehreren Spritzdüsen in einer Stranggießanlage, insbesondere von den zwischen zwei Strangführungsrollen angeordneten Spritzdüsen. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum gleichzeitigen Überprüfen der Funktionsfähigkeit von mehreren Spritzdüsen in einer Stranggießanlage, insbesondere von den zwischen zwei Strangführungsrollen angeordneten Spritzdüsen.
Eine Vorrichtung und ein Verfahren zur optischen Prüfung einer Spritzdüse in einer Stranggießanlage ist im Stand der Technik beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2011 005 860 A1 bekannt. Konkret offenbart diese Offenlegungsschrift eine Vorrichtung zur Prüfung einer Spritzdüse in einer Stranggießanlage, wobei die Vorrichtung ein Laufglied, z. B. einen Rollenchecker oder eine Kaltstrangkette aufweist zum Durchlaufen der Stranggießanlage. An dem Laufglied ist ein optoelektronischer Sensor, insbesondere eine Videokamera angebracht mit deren Hilfe die Eigenschaften der Spritzdüse gemessen werden können. Mit Hilfe des optischen Sensors wird das Spritzbild der Spritzdüse aufgenommen und anschließend mit Hilfe eines vorzugsweise automatischen Bildauswertungsverfahrens ausgewertet. Es ist weiterhin vorgesehen, dass verschiedene Düsenparameter, insbesondere der Kühlmitteldruck der Düse, variiert werden und dann ebenfalls eine Aufnahme des Spritzbildes als Reaktion auf diese Variation der Düsenparameter gemacht wird. Weiterhin offenbart die Offenlegungsschrift, dass die Vorrichtung ein Leuchtmittel umfasst, um die zu fotografierenden Kühldüsen entsprechend zu beleuchten.
Die EP 3 456 436 A1 offenbart ein Inspektionssystem und ein Verfahren zum Überwachen der Funktionsfähigkeit mindestens einer Spritzdüse, insbesondere in einer Stranggießanlage. Ein entsprechendes bekanntes Inspektionssystem weist neben der Spritzdüse mindestens eine Kamera zum Aufnehmen eines Bildes und eine Lichtquelle auf. Um das Überprüfen der Funktionsfähigkeit der Spritzdüse zu verbessern wird durch die EP 3 456 436 A1 vorgeschlagen, die Lichtquelle als Laserlichtquelle auszubilden zum Aussenden einer Mehrzahl von vorzugsweise parallelen Lichtstrahlen, welche eine Projektionsfläche für ein aufzunehmendes Bild aufspannen. Die Spritzdüse ist mit ihrer Austrittsöffnung auf eine Seite der Projektionsfläche ausgerichtet zum Erzeugen des Bildes in der Projektionsfläche als Sprühflecken der versprühten Flüssigkeit. Die Digitalkamera dient zum Aufnehmen des Bildes in der Projektionsfläche.
In der Sekundärkühlung einer Stranggießanlage werden zwischen 40 und 90 % des gesamten Wärmeinhaltes des Stranges abgeführt. Dazu wird von mehreren Spritzdüsen Wasser auf den erzeugten Strang gesprüht, so dass durch die entstehende Verdampfungsenergie ein Großteil der Wärmemenge abgeführt wird. Dabei ist es für die Qualität des erzeugten Stranges wesentlich, dass die Kühling gleichmäßig erfolgt, da anderenfalls Oberflächenfehler entstehen können.
Zwischen benachbarten Führungsrollen der Stranggießanlage sind dazu jeweils im oberen und unteren Bereich mehrere Spritzdüsen angeordnet, welche die gesamte oberen und untere Oberfläche des erzeugten Stranges mit Wasser besprühen. Üblicherweise sind auf der Oberseite und der Unterseite der Stranggießanlage zwischen benachbarten Strangführungsrollen jeweils zwischen 3 und 7 Spritzdüsen angeordnet. Damit die gesamte obere bzw. untere Oberfläche des erzeugten Stranges gleichmäßig von den Spritzdüsen gekühlt wird, überschneiden sich die von den Spritzdüsen erzeugten Spritzbilder im unteren Bereich, in unmittelbarer Nähe zu der oberen bzw. unteren Oberfläche des erzeugten Stranges. Durch diese Überschneidung liefern jedoch die zuvor genannten Vorrichtungen und Verfahren zur Überprüfung der Spritzdüsen der Stranggießanlage keine detaillierten Ergebnisse über die Funktionsfähigkeit einzelner Spritzdüsen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde die Funktionsfähigkeit von einzelnen Spritzdüsen einer Stranggießanlage zu überprüfen, um die Kühlleistung der Sekundärkühlung der Stranggießanlage besser beurteilen zu können und durch eine ungleichmäßige oder eingeschränkte Kühlung verursachte Oberflächenfehler an dem erzeugten Strang zu vermeiden. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Inspektionssystem zum gleichzeitigen Überprüfen der Funktionsfähigkeit von mehreren Spritzdüsen in einer Stranggießanlage, insbesondere von den zwischen zwei Strangführungsrollen angeordneten Spritzdüsen, umfassend:

mindestens einen optoelektronischen Sensor für jede gleichzeitig zu überprüfender Spritzdüse, und
Mittel zum Zuordnen der von den zu überprüfenden Spritzdüsen erzeugten Spritzbilder zu jeweils mindestens einen optoelektronischen Sensor.

Gleichzeitig können die zwischen zwei benachbarten Strangführungsrollen angeordneten Spritzdüsen überprüft werden. Wie bereits zuvor ausgeführt, sind üblicherweise jeweils 3 bis 7 Spritzdüsen auf der Oberseite und der Unterseite angeordnet, so dass in der Regel 6 bis 14 Spritzdüsen gleichzeitig überprüft werden. Erfindungsgemäß umfasst das Inspektionssystem für jede gleichzeitig zu überprüfender Spritzdüse einen separaten optoelektronischen Sensor, also im Regelfall zwischen 6 und 14 optoelektronische Sensoren. Zweckmäßigerweise sind die separaten optoelektronischen Sensoren jeweils auf eine Spritzdüse, genauer auf das von der Spritzdüse erzeugte Spritzbild, ausgerichtet.
Das erfindungsgemäße Inspektionssystem umfasst ferner Mittel zum Zuordnen der von den zu überprüfenden Spritzdüsen erzeugten Spritzbilder zu jeweils mindestens einen optoelektronischen Sensor. Dadurch lassen sich die von den einzelnen Spritzdüsen erzeugten Spritzbilder separat überprüfen. Anhand der Überprüfung des erzeugten Spritzbildes eine Spritzdüse kann eine Aussage über die Funktionsfähigkeit der Spritzdüse getroffen werden und somit über die Sekundärkühlung der Stranggießanlage insgesamt.
Nach einer vorteilhaften Variante der Erfindung umfasst das Inspektionssystem weiterhin wenigstens ein Leuchtmittel zur Beleuchtung der von den zu überprüfenden Spritzdüsen erzeugten Spritzbilder, insbesondere im sichtbaren und/oder unsichtbaren Lichtspektrum. Durch eine Beleuchtung der von den zu überprüfenden Spritzdüsen erzeugten Spritzbilder wird die Erfassung der Spritzbilder durch die entsprechenden optoelektronischen Sensoren verbessert. Zweckmäßigerweise sind die optoelektronischen auf das von dem wenigstens einen Leuchtmittel abgestrahlte Lichtspektrum abgestimmt.
In einer zweckmäßigen Variante der Erfindung ist das wenigstens eine Leuchtmittel auf der gegenüberliegenden Seite von den durch die zu überprüfenden Spritzdüsen erzeugten Spritzbildern angeordnet, wie die optoelektronischen Sensoren. Die erzeugten Spritzbilder werden also von der den optoelektronischen Sensoren abgewandten Seite von dem wenigstens einen Leuchtmittel bestrahlt.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Variante ist das Inspektionssystem Teil einer Kaltstrangkette oder mit einer Kaltstrangkette verbindbar ausgebildet. Das Inspektionssystem ist somit entweder ein fester Bestandteil der Kaltstrangkette oder kann mit dieser je nach Bedarf verbunden werden.
Nach einer vorteilhaften Variante der Erfindung ist das Inspektionssystem am in Laufrichtung vorderen Ende der Kaltstrangkette angeordnet.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Variante sind die optoelektronischen Sensoren in Laufrichtung der Stranggießanlage nach vorne ausgerichtet. Dies hat den Vorteil, dass die optoelektronischen Sensoren die Spritzbilder erfassen bevor sich diese durch die Spritzbilder bewegen. Nachfolgend kann das auf den optoelektronischen Sensoren aufgetroffene Wasser der Spritzbilder bis zu den nächsten zu überprüfenden Spritzdüsen im nächsten Spalt zwischen benachbarten Strangführungsrollen zumindest teilweise ablaufen, was vorteilhaft für die Erfassung der Spritzbilder ist.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Variante der Erfindung umfasst das Inspektionssystem weiterhin ein Aufprallelement, auf welches die von den zu überprüfenden Spritzdüsen erzeugten Spritzbilder auftreffen, insbesondere zum Trennen der von im oberen Bereich der Stranggießanlage angeordneten Spritzdüsen von den im unteren Bereich der Stranggießanlage angeordneten Spritzdüsen. Das Aufprallelement ist vorzugsweise ungefähr mittig zwischen den Strangführungsrollen angeordnet, so dass jeweils auf die Oberseite und Unterseite des Aufprallelements die Spritzbilder der oberen bzw. untere Spritzdüsen auftreffen. Das Aufprallelement erstreckt sich dabei insbesondere parallel zu der Laufrichtung der Stranggießanlage, zwischen den oberen Strangführungsrollen und den unteren Strangführungsrollen.
Nach einer zweckmäßigen Variante ist der mindestens eine optoelektronische Sensor für jede gleichzeitig zu überprüfender Spritzdüse eine Videokamera. Das Inspektionssystem umfasst somit für jede gleichzeitig zu überprüfender Spritzdüse eine Videokamera.
In einer erfindungsgemäßen Variante sind alle optoelektronischen Sensoren zur gleichzeitigen Überprüfung der mehreren Spritzdüsen durch eine Matrix von optoelektronischen Sensoren ausgebildet. Das erfindungsgemäße Inspektionssystem umfasst somit eine Matrix von optoelektronischen Sensoren zur gleichzeitigen Überprüfung der mehreren Spritzdüsen. Zweckmäßigerweise ist die Matrix von optoelektronischen Sensoren flexibel teilbar, um das Inspektionssystem an unterschiedliche Anzahlen von gleichzeitig zu überprüfenden Spritzdüsen anzupassen. Dadurch ist das erfindungsgemäße Inspektionssystem flexibel an eine unterschiedliche Anzahl von gleichzeitig zu überprüfenden Spritzdüsen anpassbar, da die Matrix von optoelektronischen Sensoren entsprechend der aktuell gleichzeitig zu überprüfenden Spritzdüsen aufgeteilt werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Variante der Erfindung sind die Mittel zum Zuordnen der von den zu überprüfenden Spritzdüsen erzeugten Spritzbilder zu jeweils einem optoelektronischen Sensor als mechanische Abweiser ausgebildet. Die von den gleichzeitig zu überprüfenden Spritzdüsen erzeugten Spritzbilder werden also durch die mechanischen Abweiser physisch voneinander getrennt. Dazu erstrecken sich die Abweiser vorzugsweise in Richtung der Spritzdüsen und entlang der Laufrichtung der Stranggießanlage. Erstreckt sich die Stranggießanlage beispielsweise horizontal, so sind die Abweiser vertikal und entlang der Laufrichtung der Stranggießanlage angeordnet. Durch die mechanischen Abweiser werden die von den zu überprüfenden Spritzdüsen erzeugten Spritzbilder physisch getrennt, wodurch die Erfassung und Überprüfung der Spritzbilder vereinfacht wird.
In einer zweckmäßigen Variante der Erfindung sind wenigstens die mittleren der von den mehreren Spritzdüsen erzeugten Spritzbilder jeweils zum benachbarten Spitzbild durch einen Abweiser getrennt sind. Dadurch werden die jeweils benachbarten Spritzbilder mittels der mechanischen Abweiser voneinander getrennt. Zusätzlich können auch an den äußeren Rändern mechanische Abweiser angeordnet sein, um die am äußeren Rand angeordneten Spritzbilder vor externen Einflüssen zu schützen.
Nach einer vorteilhaften Varianter der Erfindung sind die Abweiser veränderbar ausgebildet, insbesondere hinsichtlich der Anzahl und/oder Position, um das Inspektionssystem an eine veränderliche Anzahl von zu überprüfenden Spritzdüsen oder deren Positionierung in der Stranggießanlage anzupassen. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass einzelne Abweiser zwischen unterschiedlichen optoelektronischen Sensoren ausfahrbar, ausklappbar oder dergleichen sind. Theoretisch ist es möglich, dass einzelne Abweiser so klappbar sind, dass sie in einer ersten Position einen optoelektronischen Sensor abdecken, also diesen inaktiv schalten, oder in einer zweiten Position eine Trennung zu einem benachbarten optoelektronischen Sensor bereitstellen und somit den optoelektronischen Sensor aktivieren.
Gemäß einer alternativen oder zusätzlichen Variante der Erfindung sind die Mittel zum Zuordnen der von den zu überprüfenden Spritzdüsen erzeugten Spritzbilder zu jeweils einem optoelektronischen Sensor als optischer Trenner ausgebildet. Die von den zu überprüfenden Spritzdüsen erzeugten Spritzbilder werden also optisch voneinander getrennt.
In einer Variante beleuchtet der optische Trenner die von den zu überprüfenden Spritzdüsen erzeugten Spritzbilder jeweils mit Licht in unterschiedlichen Lichtspektren und die zu den erzeugten Spritzbildern zugeordneten optoelektronischen Sensoren sind auf das jeweilige Lichtspektrum abgestimmt.
Nach einer zweckmäßigen Variante der Erfindung umfasst das Inspektionssystem weiterhin eine Speichereinrichtung zur Speicherung der erfassten Spritzbilder der zu überprüfenden Spritzdüsen, eine Recheneinrichtung zum Vergleichen der erfassten Spritzbilder der zu überprüfenden Spritzdüsen mit erwarteten Spritzbildern und/oder eine Kommunikationsschnittstelle zum Austausch von Daten mit einer externen Einrichtung. Die Speichereinrichtung hat den Vorteil, dass die während der Durchfahrt der Kaltstrangkette durch die Stranggießanlage gesammelten Daten zunächst gespeichert werden können und nachfolgend ausgewertet werden können. Die Auswertung kann durch eine Recheneinrichtung des Inspektionssystems erfolgen oder durch eine externe Recheneinrichtung. Die von dem Inspektionssystem gesammelten Daten und/oder Ergebnisse der Auswertung können beispielsweise über eine Kommunikationsschnittstelle an eine externe Einrichtung übermittelt werden. Dabei kann auch bekannte Übertragungsverfahren wie Bluetooth, WiFi, NFC oder dergleichen zurückgegriffen werden.
Gemäß einer vorteilhaften Variante der Erfindung umfasst das Inspektionssystem einen Positionssensor zur Erfassung der Position des Inspektionssystems in der Stranggießanlage. Dadurch lassen sich die Messergebnisse des Inspektionssystems einfacher und genauer den Spritzdüsen der Stranggießanlage zuordnen.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum gleichzeitigen Überprüfen der Funktionsfähigkeit von mehreren Spritzdüsen in einer Stranggießanlage, insbesondere von den zwischen zwei Strangführungsrollen angeordneten Spritzdüsen, umfassend die Schritte:

Einbringen eines Inspektionssystems in die Stranggießanlage,
getrenntes Erfassen von Spritzbildern der mehreren Spritzdüsen durch separate optoelektronische Sensoren, wobei die von den zu überprüfenden Spritzdüsen
erzeugten Spritzbildern den separaten optoelektronischen Sensoren zugeordnet werden,
Vergleichen der erfassten Spritzbilder der mehreren Spritzdüsen mit erwarteten Spritzbildern.

Die von den gleichzeitig zu überprüfenden Spritzdüsen erzeugten Spritzbilder werden erfindungsgemäß durch separate optoelektronische Sensoren erfasst. Es wird also wenigstens ein optoelektronischer Sensor für jede gleichzeitig zu überprüfender Spritzdüse verwendet, um das entsprechende Spritzbild zu erfassen.
Nach einer erfindungsgemäßen Variante umfasst das Verfahren den Schritt des Beleuchtens der von den zu überprüfenden Spritzdüsen erzeugten Spritzbilder, insbesondere mit Lichtstrahlen im sichtbaren und/oder unsichtbaren Lichtspektrum. Durch das Beleuchten wird die Erfassung des erzeugten Spritzbildes durch die optoelektronischen Sensoren vereinfacht. Zweckmäßigerweise erfolgt die Beleuchtung der Spritzbilder der zu überprüfenden Spritzdüsen von der den optoelektronischen Sensoren gegenüberliegenden Seite der Spritzbilder.
Gemäß einer vorteilhaften Variante der Erfindung erfolgt die Erfassung der von den zu überwachenden Spritzdüsen erzeugten Spritzbilder in Laufrichtung der Stranggießanlage. Dadurch erfolgt die Erfassung der Spritzbilder der zu überprüfenden Spritzdüsen bevor die optoelektronischen Sensoren die Spritzbilder passieren und gegebenenfalls mit dem Wasser der Spritzdüsen beaufschlagt werden. Ferner kann das Wasser von den optoelektronischen Sensoren zumindest teilweise ablaufen, bis die optoelektronischen Sensoren die nächsten Spritzbilder der nächsten zu überprüfenden Spritzdüsen zwischen den nächsten benachbarten Strangführungsrollen erreicht.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Variante umfasst das Verfahren den Schritt des Bereitstellens eines Aufprallelements, auf welches die von den zu überprüfenden Spritzdüsen erzeugten Spritzbilder auftreffen, insbesondere zum Trennen der von im oberen Bereich der Stranggießanlage angeordneten Spritzdüsen von den im unteren Bereich der Stranggießanlage angeordneten Spritzdüsen. Zweckmäßigerweise erstreckt sich das Aufprallelement parallel zu der Laufrichtung der Stranggießanlage, zwischen den oberen Strangführungsrollen und den unteren Strangführungsrollen. Durch das Aufprallelement werden die Spritzbilder der im oberen Bereich der Stranggießanlage angeordneten Spritzdüsen von den Spritzdüsen der im unteren Bereich der Stranggießanlage angeordneten Spritzdüsen getrennt, so dass deren Überprüfung gleichzeitig durchgeführt werden kann. Auch wird eine gegenseitige Beeinflussung der im oberen Bereich der Stranggießanlage angeordneten Spritzdüsen und der im unteren Bereich der Stranggießanlage angeordneten Spritzdüsen verhindert.
Nach einer zweckmäßigen Variante der Erfindung erfolgt die Erfassung der Spritzbilder der zu überprüfenden Spritzdüsen mittels Videokameras als optoelektronische Sensoren.
Gemäß einer vorteilhaften Variante der Erfindung werden die von allen zu überprüfenden Spritzdüsen erzeugten Spritzbilder mittels einer Matrix von optoelektronischen Sensoren erfasst. Zweckmäßigerweise werden die von der Matrix von optoelektronischen Sensoren erfassten Spritzbilder auf die separaten zu überprüfenden Spritzdüsen aufgeteilt. Die Matrix von optoelektronischen Sensoren erfasst somit alle Spritzbilder und teilt diese auf die zu überprüfenden Spritzdüsen auf. Die Aufteilung wird insbesondere durch separate Mittel zum Zuordnen von Spritzbildern zu zugehörigen Spritzdüsen unterstützt.
In einer besonders vorteilhaften Variante der Erfindung erfolgt Zuordnung der von den zu überprüfenden Spritzdüsen erzeugten Spritzbilder zu jeweils einem optoelektronischen Sensor durch mechanische Abweiser. Mittels der mechanischen Abweiser werden somit insbesondere benachbarte Spritzbilder voneinander getrennt, wodurch eine gegenseitige Beeinflussung der Spritzbilder untereinander vermieden oder zumindest minimiert wird.
Nach einer vorteilhaften Variante der Erfindung sind die Abweiser veränderbar, insbesondere hinsichtlich der Anzahl und/oder Position, um das Verfahren an eine veränderliche Anzahl von zu überprüfenden Spritzdüsen oder deren Positionierung in der Stranggießanlage anzupassen.
Gemäß einer alternativen oder zusätzlichen Variante der Erfindung erfolgt die Zuordnung der von den zu überprüfenden Spritzdüsen erzeugten Spritzbilder zu jeweils einem optoelektronischen Sensor durch optische Trenner. Beispielsweise beleuchtet der optische Trenner die von den zu überprüfenden Spritzdüsen erzeugten Spritzbilder jeweils mit Licht in unterschiedlichen Lichtspektren und die zu den erzeugten Spritzbildern zugeordneten optoelektronischen Sensoren sind auf das jeweilige Lichtspektrum abgestimmt. Durch den optischen Trenner wird die Zuordnung der Spitzbilder der zu überprüfenden Spritzdüsen zu optoelektronischen Sensoren erzielt bzw. verbessert.
In einer zweckmäßigen Variante der Erfindung umfasst das Verfahren den Schritt des Speicherns der erfassten Spritzbilder der zu überprüfenden Spritzdüsen in dem Inspektionssystem und/oder den Schritt des Übertragens von Daten von dem Inspektionssystem zu einer externen Einrichtung. Die Speicherung hat den Vorteil, dass die während der Durchfahrt der Kaltstrangkette durch die Stranggießanlage gesammelten Daten zunächst gespeichert werden können und nachfolgend ausgewertet werden können.
Nach einer weiteren Variante der Erfindung erfolgt der Vergleich der erfassten Spritzbilder der zu überprüfenden Spritzdüsen mit erwarteten Spritzbildern durch eine Recheneinrichtung des Inspektionssystems. Alternativ kann die Auswertung durch eine externe Recheneinrichtung erfolgen.
Die von dem Verfahren gesammelten Daten und/oder Ergebnisse der Auswertung können beispielsweise über eine Kommunikationsschnittstelle an eine externe Einrichtung übermittelt werden. Dabei kann auch bekannte Übertragungsverfahren wie Bluetooth, WiFi, NFC oder dergleichen zurückgegriffen werden.
Gemäß einer vorteilhaften Variante der Erfindung umfasst das Verfahren den Schritt der Positionserfassung des Inspektionssystems in der Stranggießanlage. Dadurch lassen sich die Messergebnisse einfacher und genauer den Spritzdüsen der Stranggießanlage zuordnen.
In einer Variante der Erfindung umfasst das Verfahren den Schritt des Erfassens von Spritzbildern von Spritzdüsen und Bewerten der Qualität des Spritzbildes. Die Bewertung der Qualität des Spritzbildes erfolgt dabei vorzugsweise manuell. Die bewerteten Spritzbilder können nachfolgend für den Vergleich mit den erfassten Spritzbildern der mehreren zu überprüfenden Spritzdüsen bei der automatischen Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens herangezogen werden. Die Ergebnisse der Bewertung können beispielsweise für die spätere automatische Auswertung der erfassten Spritzbilder in dem erfindungsgemäßen Inspektionssystem hinterlegt werden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Variante der Erfindung umfasst das Verfahren den Schritt des Erstellens eines Modells zur Beurteilung von erfassten Spritzbildern von zu überprüfenden Spritzdüsen. Mittels des erstellten Modells lassen sich die erfassten Spritzbilder mit wenig Rechenaufwand mit den erwarteten Spritzbildern vergleichen, so dass der Vergleich beispielsweise von einer günstigen Recheneinrichtung wie einem Einplatinencomputer ausgeführt werden kann. Das erstellte Modell kann insbesondere in dem erfindungsgemäßen Inspektionssystem hinterlegt werden.
Gemäß einer Variante der Erfindung wird das Modell zur Verbesserung der Qualität des Modells trainiert. Insbesondere wird das Modell kontinuierlich anhand der erfassten Spritzbilder trainiert.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

1 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Inspektionssystem an einer Kaltstrangkette, und
2 eine Seitenansicht auf das Inspektionssystem mit Kaltstrangkette aus 1.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Inspektionssystem 1 zum gleichzeitigen Überprüfen der Funktionsfähigkeit von mehreren Spritzdüsen 2 in einer Stranggießanlage 3, insbesondere von den zwischen zwei Strangführungsrollen 4 angeordneten Spritzdüsen 2 in einer Draufsicht. Das Inspektionssystem 1 aus 1 umfasst insgesamt sechs optoelektronische Sensoren 5 für sechs zeitgleich zu überprüfende Spritzdüsen 2. In der Draufsicht aus 1 sind drei obere Spritzdüsen 2 und drei obere optoelektronische Sensoren 5 dargestellt. Auf der Unterseite sind ebenfalls drei Spritzdüsen 2 und drei zugehörige optoelektronische Sensoren 5 angeordnet, in 1 jedoch nicht erkennbar. Die optoelektronischen Sensoren 5 sind beispielsweise Videokameras.
Die optoelektronischen Sensoren 5 zur gleichzeitigen Überprüfung der mehreren Spritzdüsen 2 können auch durch eine Matrix von optoelektronischen Sensoren 5 ausgebildet werden. Zweckmäßigerweise ist die Matrix von optoelektronischen Sensoren 5 flexibel teilbar ist, um das Inspektionssystem 1 an unterschiedliche Anzahlen von gleichzeitig zu überprüfenden Spritzdüsen 2 anzupassen.
Das Inspektionssystem 1 umfasst ferner Mittel zum Zuordnen 6 der von den zu überprüfenden Spritzdüsen 2 erzeugten Spritzbilder zu jeweils mindestens einen optoelektronischen Sensor 5. Gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die die Mittel zum Zuordnen 6 der von den zu überprüfenden Spritzdüsen 2 erzeugten Spritzbilder zu jeweils einem optoelektronischen Sensor 5 als mechanische Abweiser 6 ausgebildet. In dem Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Abweiser 6 in Richtung der Spritzdüsen 2 und entlang der Laufrichtung 9 der Stranggießanlage 3. Ist die Strangführungsanlage beispielsweise horizontal ausgerichtet, ergibt sich die in 1 dargestellte Laufrichtung 9 und die Abweiser 6 erstrecken sich in vertikaler Richtung zu den Spritzdüsen (siehe 2) und in horizontaler Richtung entlang der Laufrichtung 9. Die mechanischen Abweise 6 sind beispielsweise als Bleche ausgebildet. In der Seitenansicht gemäß 2 sind die mechanischen Abweiser 6 gestichelt dargestellt.
Zweckmäßigerweise sind die mechanischen Abweiser 6 so angeordnet, dass die von den zu überprüfenden Spritzdüsen 2 erzeugten Spritzbilder jeweils an beiden Seiten durch mechanische Abweiser 6 begrenzt sind. Wie in 1 zu erkennen befinden sich somit an beiden Randbereichen jeweils ein mechanischer Abweiser 6 und jeweils zwischen den Spritzdüsen 2.
Gemäß einer Variante der Erfindung sind die Abweiser 6 veränderbar ausgebildet sind, insbesondere hinsichtlich der Anzahl und/oder Position, um das Inspektionssystem 1 an eine veränderliche Anzahl von zu überprüfenden Spritzdüsen 2 oder deren Positionierung in der Stranggießanlage 3 anzupassen.
Das Inspektionssystem 1 aus 1 umfasst weiterhin Leuchtmittel 7 zur Beleuchtung der von den zu überprüfenden Spritzdüsen 2 erzeugten Spritzbilder, insbesondere im sichtbaren und/oder unsichtbaren Lichtspektrum. Dadurch verbessert sich die Erkennung der Spritzbilder durch die optoelektronischen Sensoren 5. Die Leuchtmittel 7 sind auf der gegenüberliegenden Seite der von den zu überprüfenden Spritzdüsen 2 erzeugten Spritzbilder angeordnet wie die optoelektronischen Sensoren 5.
Zusätzlich zu den mechanischen Abweisern 6 oder auch alternativ dazu, können die die Mittel zum Zuordnen 6 der von den zu überprüfenden Spritzdüsen 2 erzeugten Spritzbilder zu jeweils einem optoelektronischen Sensor 5 als optischer Trenner ausgebildet sein. Ein optische Trenner beleuchtet beispielsweise die von den zu überprüfenden Spritzdüsen 2 erzeugten Spritzbilder jeweils mit Licht in unterschiedlichen Lichtspektren und die zu den erzeugten Spritzbildern zugeordneten optoelektronischen Sensoren 5 sind auf das jeweilige Lichtspektrum abgestimmt. Beispielsweise sind die Leuchtmittel 7 Teil eines optischen Trenners. Das erfindungsgemäße Inspektionssystem 1 ist Teil einer Kaltstrangkette 8 oder ist mit einer Kaltstrangkette 8 verbindbar. Beispielsweise ist das erfindungsgemäße Inspektionssystem 1 im Bedarfsfall mit der Kaltstrangkette 8 verbindbar, beispielsweise mittels einer magnetischen Verbindung.
Wie aus 1 ersichtlich ist das Inspektionssystem 1 am in Laufrichtung 9 vorderen Ende der Kaltstrangkette 8 angeordnet. Die optoelektronischen Sensoren 5 sind dabei vorzugsweise in Laufrichtung 9 der Stranggießanlage 3 nach vorne ausgerichtet.
In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das Inspektionssystem 1 weiterhin ein Aufprallelement 10, auf welches die von den zu überprüfenden Spritzdüsen 2 erzeugten Spritzbilder auftreffen, insbesondere zum Trennen der von im oberen Bereich der Stranggießanlage 3 angeordneten Spritzdüsen 2 von den im unteren Bereich der Stranggießanlage 3 angeordneten Spritzdüsen 2. Das Aufprallelement 10 erstreckt sich entlang der Laufrichtung 9 der Stranggießanlage, zwischen den oberen Strangführungsrollen 4 und den unteren Strangführungsrollen 4. Bei einer horizontal ausgerichteten Stranggießanlage 3 erstreckt sich das Aufprallelement zusätzlich in horizontaler Richtung und nicht wie die mechanischen Abweiser 6 in vertikaler Richtung. Das Aufprallelement 10 und die mechanischen Abweiser 6 erstrecken sich somit beide entlang der Laufrichtung 9 der Stranggießanlage 3, sind aber rechtwinklig zueinander angeordnet, da sich das Aufprallelement 10 zusätzlich in horizontaler Richtung erstreckt und die mechanischen Abweiser 6 in vertikaler Richtung. Das Aufprallelement 10 ist vorzugsweise als Blech ausgebildet.
Das Inspektionssystem 1 aus 1 umfasst ferner eine Speichereinrichtung 11 zur Speicherung der erfassten Spritzbilder der zu überprüfenden Spritzdüsen 2, eine Recheneinrichtung 11 zum Vergleichen der erfassten Spritzbilder der zu überprüfenden Spritzdüsen 2 mit erwarteten Spritzbildern und eine Kommunikationsschnittstelle 11 zum Austausch von Daten mit einer externen Einrichtung. Die Speichereinrichtung 11, Recheneinrichtung 11 und Kommunikationsschnittstelle 11 sind beispielsweise in einem sogenannten Einplatinenrechner zusammengefasst.
Zusätzlich umfasst das Inspektionssystem 1 zusätzlich noch einen Positionssensor 12 zur Erfassung der Position des Inspektionssystems 1 in der Stranggießanlage 3.
Die Energieversorgung des erfindungsgemäßen Inspektionssystem 1 wird beispielsweise über einen internen Akku bereitgestellt.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum gleichzeitigen Überprüfen der Funktionsfähigkeit von mehreren Spritzdüsen 2 in einer Stranggießanlage 3, insbesondere von den zwischen zwei Strangführungsrollen 4 angeordneten Spritzdüsen 2, wird beispielsweise ein erfindungsgemäßes Inspektionssystem 1 in die Stranggießanlage 3 eingebracht. 2 zeigt eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Inspektionssystems 1 in einer Stranggießanlage 3, insbesondere zwischen den oberen Strangführungsrollen 4 und unteren Strangführungsrollen 4. Zwischen den Strangführungsrollen sind die zu überprüfenden Spritzdüsen 2 angeordnet. In 2 sind der Übersicht halber nur zwischen den Strangführungsrollen am linken Ende der Stranggießanlage 3 Spritzdüsen 2 dargestellt. In diesem Bereich befindet sich auch das Inspektionssystem 1 zur Überprüfung der Spritzdüsen 2.
Die Spritzbilder der Spritzdüsen 2 werden getrennt durch die separaten optoelektronischen Sensoren 5 erfasst, wobei die von den zu überprüfenden Spritzdüsen 2 erzeugten Spritzbildern jeweils einem optoelektronischen Sensoren 5 zugeordnet sind.
Die erfassten Spritzbilder werden nachfolgend mit erwarteten Spritzbildern verglichen. Der Vergleich wird entweder von der Recheneinrichtung 11 des Inspektionssystem 11 ausgeführt oder die erfassten Spritzbilder werden an eine externe Einrichtung übertragen, welche nachfolgend den Vergleich ausführt. Im letzteren Fall fährt beispielsweise das Inspektionssystem 1 die gesamte Stranggießanlage 3 ab und speichert die erfassten Spritzbilder zu den zu überwachenden Spritzdüsen intern zwischen. Nachfolgend werden die Daten an eine externe Einrichtung übertragen, welche die Auswertung durchführt. Die Daten werden dabei insbesondere zusammen mit Positionsdaten gespeichert, so dass die Daten den entsprechenden Spritzdüsen 2 zugeordnet werden können. Soll die Auswertung intern in dem Inspektionssystem 1 erfolgen, so wird aus zuvor gesammelten Daten vorzugsweise ein Modell erstellt, welches nachfolgend zum Vergleich der erfassten Spritzbilder herangezogen wird. Dadurch verringert sich die benötigte Rechenleistung und der Vergleich kann auch von einem Rechner mit begrenzter Rechenleistung zeitnah ausgeführt werden. Das Modell kann ferner anhand der erfassten Spritzbilder trainiert werden, um dessen Genauigkeit zu verbessern.
Wie 2 zu entnehmen ist, erfolgt die Erfassung der von den zu überwachenden Spritzdüsen 2 erzeugten Spritzbilder in Laufrichtung 9 der Stranggießanlage 3.
Bezugszeichenliste

1: Inspektionssystem
2: Spritzdüse
3: Stranggießanlage
4: Strangführungsrolle
5: optoelektronischer Sensor
6: Mittel zum Zuordnen (mechanischer Abweiser)
7: Leuchtmittel
8: Kaltstrangkette
9: Laufrichtung
10: Aufprallelement
11: Speichereinheit, Recheneinrichtung, Kommunikationsschnittstelle
12: Positionssensor, Akku

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011005860 A1 [0002]
EP 3456436 A1 [0003]

Claims

Inspektionssystem (1) zum gleichzeitigen Überprüfen der Funktionsfähigkeit von mehreren Spritzdüsen (2) in einer Stranggießanlage (3), insbesondere von den zwischen zwei Strangführungsrollen (4) angeordneten Spritzdüsen (2), umfassend: mindestens einen optoelektronischen Sensor (5) für jede gleichzeitig zu überprüfender Spritzdüse (2), und Mittel zum Zuordnen (6) der von den zu überprüfenden Spritzdüsen (2) erzeugten Spritzbilder zu jeweils mindestens einen optoelektronischen Sensor (5).
Inspektionssystem (1) nach Anspruch 1, weiterhin umfassend mindestens ein Leuchtmittel (7) zur Beleuchtung der von den zu überprüfenden Spritzdüsen (2) erzeugten Spritzbilder, insbesondere im sichtbaren und/oder unsichtbaren Lichtspektrum.
Inspektionssystem (1) nach Anspruch 2, wobei das mindestens eine Leuchtmittel (7) auf der gegenüberliegenden Seite von den durch die zu überprüfenden Spritzdüsen (2) erzeugten Spritzbildern angeordnet ist wie die optoelektronischen Sensoren (5).
Inspektionssystem (1) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das Inspektionssystem (1) Teil einer Kaltstrangkette (8) ist oder mit einer Kaltstrangkette (8) verbindbar ausgebildet ist, wobei das Inspektionssystem (1) vorzugsweise am in Laufrichtung (9) vorderen Ende der Kaltstrangkette (8) angeordnet ist.
Inspektionssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die optoelektronischen Sensoren (5) in Laufrichtung (9) der Stranggießanlage (3) nach vorne ausgerichtet sind.
Inspektionssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiterhin umfassend ein Aufprallelement (10), auf welches die von den zu überprüfenden Spritzdüsen (2) erzeugten Spritzbilder auftreffen, insbesondere zum Trennen der von im oberen Bereich der Stranggießanlage (3) angeordneten Spritzdüsen (2) von den im unteren Bereich der Stranggießanlage (3) angeordneten Spritzdüsen (2).
Inspektionssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei alle optoelektronischen Sensoren (5) zur gleichzeitigen Überprüfung der mehreren Spritzdüsen (2) durch eine Matrix von optoelektronischen Sensoren (5) ausgebildet sind, wobei die Matrix von optoelektronischen Sensoren (5) vorzugsweise flexibel teilbar ist, um das Inspektionssystem (1) an unterschiedliche Anzahlen von gleichzeitig zu überprüfenden Spritzdüsen (2) anzupassen.
Inspektionssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Mittel zum Zuordnen (6) der von den zu überprüfenden Spritzdüsen (2) erzeugten Spritzbilder zu jeweils einem optoelektronischen Sensor (5) als mechanische Abweiser (6) ausgebildet sind.
Inspektionssystem (1) nach Anspruch 8, wobei die Abweiser (6) veränderbar ausgebildet sind, insbesondere hinsichtlich der Anzahl und/oder Position, um das Inspektionssystem (1) an eine veränderliche Anzahl von zu überprüfenden Spritzdüsen (2) oder deren Positionierung in der Stranggießanlage (3) anzupassen.
Inspektionssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Mittel zum Zuordnen (6) der von den zu überprüfenden Spritzdüsen (2) erzeugten Spritzbilder zu jeweils einem optoelektronischen Sensor (5) als optischer Trenner ausgebildet sind.
Inspektionssystem (1) nach Anspruch 10, wobei der optische Trenner vorzugsweise die von den zu überprüfenden Spritzdüsen (2) erzeugten Spritzbilder jeweils mit Licht in unterschiedlichen Lichtspektren beleuchtet und die zu den erzeugten Spritzbildern zugeordneten optoelektronischen Sensoren (5) auf das jeweilige Lichtspektrum abgestimmt sind.
Inspektionssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, weiterhin umfassend eine Speichereinrichtung (11) zur Speicherung der erfassten Spritzbilder der zu überprüfenden Spritzdüsen (2), eine Recheneinrichtung (11) zum Vergleichen der erfassten Spritzbilder der zu überprüfenden Spritzdüsen (2) mit erwarteten Spritzbildern, eine Kommunikationsschnittstelle (11) zum Austausch von Daten mit einer externen Einrichtung und/oder einen Positionssensor (12) zur Erfassung der Position des Inspektionssystems (1) in der Stranggießanlage (3).
Verfahren zum gleichzeitigen Überprüfen der Funktionsfähigkeit von mehreren Spritzdüsen (2) in einer Stranggießanlage (3), insbesondere von den zwischen zwei Strangführungsrollen (4) angeordneten Spritzdüsen (2), umfassend die Schritte: Einbringen eines Inspektionssystems (1), insbesondere gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, in die Stranggießanlage (3), getrenntes Erfassen von Spritzbildern der mehreren Spritzdüsen (2) durch separate optoelektronische Sensoren (5), wobei die von den zu überprüfenden Spritzdüsen (2) erzeugten Spritzbildern den separaten optoelektronischen Sensoren (5) zugeordnet werden, Vergleichen der erfassten Spritzbilder der mehreren Spritzdüsen (2) mit erwarteten Spritzbildern.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Zuordnung der von den zu überprüfenden Spritzdüsen (2) erzeugten Spritzbilder zu jeweils einem optoelektronischen Sensor (5) durch mechanische Abweiser (6) erfolgt, wobei vorzugsweise wenigstens benachbarte Spritzbilder mittels Abweiser (6) voneinander getrennt werden.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Abweiser (6) veränderbar sind, insbesondere hinsichtlich der Anzahl und/oder Position, um das Verfahren an eine veränderliche Anzahl von zu überprüfenden Spritzdüsen (2) oder deren Positionierung in der Stranggießanlage (3) anzupassen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die Zuordnung der von den zu überprüfenden Spritzdüsen (2) erzeugten Spritzbilder zu jeweils einem optoelektronischen Sensor (5) durch optische Trenner erfolgt, wobei der optische Trenner beispielsweise die von den zu überprüfenden Spritzdüsen (2) erzeugten Spritzbilder jeweils mit Licht in unterschiedlichen Lichtspektren beleuchtet und die zu den erzeugten Spritzbildern zugeordneten optoelektronischen Sensoren (5) auf das jeweilige Lichtspektrum abgestimmt sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, umfassend den Schritt des Erfassens von Spritzbildern von Spritzdüsen (2) und Bewerten der Qualität des Spritzbildes.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, umfassend den Schritt des Erstellens eines Modells zur Beurteilung von erfassten Spritzbildern von zu überprüfenden Spritzdüsen (2).
Verfahren nach Anspruch 18, umfassend den Schritt des Trainierens des Modells zu Verbesserung der Qualität des Modells, insbesondere kontinuierliches Trainieren anhand der erfassten Spritzbilder.