EP1524047A1 - Verfahren und Vorrichtung zum automatisierten Erkennen von Halbzeug - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum automatisierten Erkennen von Halbzeug Download PDF

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EP1524047A1
EP1524047A1 EP03023365A EP03023365A EP1524047A1 EP 1524047 A1 EP1524047 A1 EP 1524047A1 EP 03023365 A EP03023365 A EP 03023365A EP 03023365 A EP03023365 A EP 03023365A EP 1524047 A1 EP1524047 A1 EP 1524047A1
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EP
European Patent Office
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identification
camera
strand
station
sorting
Prior art date
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EP03023365A
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English (en)
French (fr)
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EP1524047B1 (de
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Nico Littooij
Paul Mueller
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SMS Concast AG
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Concast AG
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Publication date
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Application filed by Concast AG filed Critical Concast AG
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Priority to SI200330792T priority patent/SI1524047T1/sl
Priority to ES03023365T priority patent/ES2279046T3/es
Priority to DK03023365T priority patent/DK1524047T3/da
Priority to EP03023365A priority patent/EP1524047B1/de
Priority to AT03023365T priority patent/ATE353724T1/de
Priority to KR1020067007084A priority patent/KR101140593B1/ko
Priority to CNB2004800302862A priority patent/CN100379508C/zh
Priority to CA002541851A priority patent/CA2541851C/en
Priority to JP2006534637A priority patent/JP4722854B2/ja
Priority to PCT/EP2004/011073 priority patent/WO2005037462A1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C51/00—Measuring, gauging, indicating, counting, or marking devices specially adapted for use in the production or manipulation of material in accordance with subclasses B21B - B21F
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C51/00—Measuring, gauging, indicating, counting, or marking devices specially adapted for use in the production or manipulation of material in accordance with subclasses B21B - B21F
    • B21C51/005—Marking devices

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for automated recognition semifinished product according to the preambles of claims 1, 2 and 11.
  • All quality-relevant parameters of the casting process can be used for continuous casting the individual strand section are assigned properly in the cutting station. Thus the assignment of these parameters also after the cutting station for each individual Strand section is maintained, the strand sections with a marker be provided by the human eye and / or by a machine optical detection can be read.
  • strand sections are after the cutting station with a marker such as beat numbers, barcode, point code, etc. provided. Instead of a marker The strand sections can also by attaching, welding or nailing a Sheet metal labels with the appropriate data can be made visible.
  • Non-machine identifiable strand sections must, if possible to be identified by the human eye or remain unidentifiable lie as a committee.
  • the invention is based on the object, a method and a device for easy and error-free automated recognition of identification data of semi-finished products, in particular of strand sections after the separation cut in a continuous casting plant and using this identification data to sort the strand sections for subsequent manufacturing processes.
  • the method and the device for Recognition of the identification data should increase the identification security in the further require little space in the plant layout, be inexpensive and automatable as well make the use of expensive marking unnecessary or such facilities greatly simplify.
  • the inventive method and apparatus are useful for the identification of Strand sections optically recognizable surface features at the interface of Strand sections, through the separating cut, regardless of the separation method, on applied the release surface and / or attached by a marking device were.
  • basically all optically recognizable features are usable, such as geometry of the strand section, surface roughness, texture, structural properties, separation-specific surface features and / or markings etc.
  • the Device for identifying the strand sections is particularly simplified by that the images in the cutting or identification station with a first camera and the images at the sorting point with a second camera with substantially the same Facilities are generated. Such cameras are relatively small and are against heat radiation easy to protect.
  • the identification as such takes place with the digital ones Image data that is processed in the database according to the comparison method in the computer room be similar to the OCV (Optical Character Verifying) method. An assignment the sense content of a geometrically recognized mark can in the inventive Procedure omitted.
  • the separation method such as flame cutting, scissors, laser, plasma, cutting disc, be different visually recognizable features on the separation surface, as the identification surface serves, upset.
  • the optically recognizable features on the predetermined Identification surface created by a cutting shear or by a flame cut become.
  • identification features in addition to simple Markings are provided. These simple marks can be e.g. the location of the billet facing the camera, or a gross sorting through the human eye, for example on a storage site. According to one Another embodiment may be advantageous if, prior to the first image acquisition Markings applied as additional optical features on the identification surface become easily recognizable by the camera, such as numerical or alphanumeric characters, special characters, color samples, graphic symbols Etc.
  • a mark for example, the date of casting open or encrypted include.
  • Such a mark can additionally be used as a control code for the Selection of the stored images are used for an image comparison.
  • the angle of light on the identification area is set between 8 ° and 45 °, preferably between 12 ° and 35 °.
  • the small amount of time required to extract and save an image allows for this method, both in the identification station and in the sorting station several Images of the same identification area with different light incidence directions and / or to gain light incidence angles and to store them in the database and to Increasing the reliability of identification in the identification according to the comparison method evaluate.
  • by means of lighting body light from four sides with predetermined light incidence angles on the same identification surface are applied, wherein for each image, the light applied from another side becomes.
  • the different shadows create four different ones Pictures of the same identification area.
  • a light shield in the form of a small tunnel or to arrange a pipe is recommended according to another embodiment, at the identification station and at the sorting station.
  • Typical features such as elevations or Recesses on the identification area are in this method according to the existing number of images obtained as optical identification features in the Comparative method available.
  • Fig. 1 is a semi-finished product in the form of a strand section 2 on an identification table 3 shown.
  • the strand section 2 is not in this example by means of a Diagonal scissors have been separated from the strand.
  • a separation surface 4 shows Traces of shearing by the knife of the diagonal scissors. These traces on the Parting surface 4 are as visually recognizable features of the surface texture used for identification of the strand section 2.
  • the entire Dividing surface used as identification area. For large cut surfaces, for example in slabs, but only parts of the cut surface as identification area be used.
  • a first camera 6 is behind a slider-like movable heat shield 8 arranged and aligned on the identification area. Instead of the heat shield 8, the camera 6 may be arranged on a displacement device. to Illumination of the identification surface are with the camera 6 one or more lighting fixtures 9 connected. The intensity of the artificial light is measured that the light effect of the daylight is turned off.
  • the digitized image of the first camera 6 is stored in the database 10.
  • the Database 10 all identification data, in particular all quality-related Identification data of the monitoring system 12 of the continuous casting, supplied and the cut strand section 2 assigned.
  • the one through the digitized image identified strand section 2 is then a sorting point for a subsequent Manufacturing process or fed to a temporary storage.
  • a second digitized image is obtained with the second camera 14 and used in the database 10 for the identification of the strand section 2.
  • the identification takes place in the database 10 by a comparison of the digitized Image of the second camera 14 with the digitized stored in the database 10 Pictures of the first camera 6.
  • Such an auxiliary device can from a height-adjustable positioning device 49 for the strand section 2, from a connected to the camera distance measuring device or from a automatic focusing system integrated into a camera.
  • FIG. 2 20 shows a strand section in a flame cutting station 21. through a flame cutter 22, a separating cut has been performed. Through the flame cut are optically on a cut surface 23 used as an identification surface identifiable identification features have been generated.
  • markings 25 may consist of simple holes, Special characters, alphanumeric characters, barcodes or color samples, etc. exist. The task of such visually recognizable additional markers is diverse. They can, for example, represent distinguishing features for strand sections, which are recognizable by the human eye and pre-sortings, e.g. on one Storage space, allow.
  • a marking device as in the prior art widely known is.
  • a marking station or a subsequent identification station 28 is by means of a first camera 30 a digitized image of the cut surface 23 and recorded a database 31 supplied. This database also receives signals 32 of the marking device 26 and the relevant parameters 33 of the casting process monitoring 34.
  • the strand section 20 a storage space 35 or be fed directly to a sorting station 36 for further processing.
  • a second camera 38 digitalized images of the cut surface 23 won.
  • the marks 25 indicate in this Example indicates that the strand section 20 in the sorting station 36 opposite the marking station 24 and the identification station 28 has arrived tilted by 180 °.
  • the digitized images of the camera 38 are therefore also rotated by 180 ° in the Database saved for comparison evaluation. If through the comparison method the identification of the strand section 20 is completed, all relevant parameters the casting process with the identified strand section 20 of a process control 45 fed to a rolling mill.
  • essentially shadowless lighting means the lighting fixtures 9, it is also possible, the light incident on the identification area to steer so that unevenness by shadows increasingly appear and thereby additional identification features are created.
  • Fig. 2 by a light beam 40 and lighting fixture 41 a shown obliquely incident on the identification surface lighting.
  • the selection of Location of the lighting, for example from above or from below, and the selection of a Lichteinfallswinkels 43 on the cutting surface 23 is used together with the digitized Image recorded in the database 31. If the strand section 20 hits, for example, in the Sorting station 36 tilted by 180 °, as shown in Fig. 2, so the incidence of light adjusted accordingly.
  • the recording and storage of the digitized images in the database 31 is required only fractions of seconds.
  • digitized images of the cut surface 23 successively with different light incidence angle 43 in the database store.
  • With two or more digitized images the same sectional area 23, but with different light incidence direction is without significant loss of time increases the reliability of identification, without higher To cause costs.
  • a shield 46 arranged against foreign light sources in the form of a tunnel or a tubular body.
  • this shield 46 are light sources 41 on all four sides of the tunnel housed in niches 47. These niches are protected by flaps 48 for protection Heat radiation can be closed.
  • the four light sources 41 allow successively four To win pictures, for each image the light from a different direction on the Identification surface is applied. By the different shadows everyone Light source arise four different images of the same identification area.
  • the strand portion 20 in the shield 46 retracted and fixed against a stop 49, or the shield 46 moves together with the camera against the strand section.
  • exact distance adjustment between the interface 23 and the camera 38 can also in this Embodiment of a known in the prior art distance measuring device or an automatic focusing system.
  • Images stored in the database of the first camera used to identify a Strand section are marked in the database or from the database away.
  • the automated identification can also be used for semi-finished products in other parts of a steelworks be applied.

Abstract

In Stahl- und Walzwerken werden für eine Einzelstückverfolgung Halbzeugteile, insbesondere Strangabschnitte nach dem Abtrennen von kontinuierlich gegossenen Strängen, markiert. Die aufgebrachten oder angehefteten Markierungen (25) müssen in einer Sortierstation (36) maschinenlesbar sein. Markier- und Leseeinrichtungen sind kostspielig und produzieren unerwünschte Lesefehler. Es stellt sich deshalb die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die die genannten Nachteile überwindet und ein sicheres und kostengünstiges Identifizieren von Halbzeug ermöglicht. Zu diesem Zweck werden in einer Identifikationsstation (28) mittels einer ersten Kamera (30) digitalisierte Bilder von optisch erkennbaren Merkmalen auf einer Identifikationsfläche (23) gewonnen und in einer Datenbank (31) gespeichert. An einer Sortierstation (36) werden mittels einer zweiten Kamera (38) von der gleichen Identifikationsfläche (23) digitalisierte Bilder erstellt und in der Datenbank (31) diese Bilder für eine Identifikation nach der Vergleichsmethode mit den gespeicherten Bildern der ersten Kamera (30) verwendet. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatisierten Erkennen von Halbzeug gemäss den Oberbegriffen von Anspruch 1, 2 und 11.
Zur Qualitätssicherung ist in einem Stahl- und Walzwerk eine Einzelstückverfolgung von Halbzeug, als Teil einer Prozess- und Anlagenüberwachung, unerlässlich.
Alle qualitätsrelevanten Parameter des Giessprozesses können beim Stranggiessen dem einzelnen Strangabschnitt in der Schneidstation einwandfrei zugeordnet werden. Damit die Zuordnung dieser Parameter auch nach der Schneidstation für jeden einzelnen Strangabschnitt erhalten bleibt, müssen die Strangabschnitte mit einer Markierung versehen werden, die durch das menschliche Auge und/oder durch eine maschinelle optische Erfassung gelesen werden kann.
Zu diesem Zweck werden Strangabschnitte nach der Schneidstation mit einer Markierung wie Schlagzahlen, Barcode, Punktecode etc. versehen. Anstelle einer Markierung können die Strangabschnitte auch durch Anhängen, Anschweissen oder Annageln einer Blechetikette mit den entsprechenden Daten erkennbar gemacht werden.
Die Verfolgbarkeit von Strangabschnitten ist im Stand der Technik, insbesondere beim maschinellen Lesen von Markierungen, noch mit einer Fehlerrate behaftet, die in der Praxis nicht befriedigt. Unter maschinellem Lesen einer angebrachten Markierung wird einerseits das geometrische Erkennen der Markierung und anderseits die Zuordnung des Sinninhaltes der geometrisch erkannten Markierung verstanden. Tritt bei einem dieser beiden Schritte ein Fehler auf, so ist die maschinelle Identifikation des Strangabschnittes unbrauchbar. Nicht maschinell identifizierbare Strangabschnitte müssen, wenn möglich, durch das menschliche Auge identifiziert werden oder bleiben unidentifizierbar als Ausschuss liegen.
Neben einer Vielzahl verschiedenster Markierungssysteme ist auch eine Vielzahl von Geräten zum Lesen der angebrachten Markierungen bekannt. Alle diese Systeme sind einerseits mit dem rauhen Stahlwerksbetrieb und anderseits mit der Tatsache konfrontiert, dass die Markierung in der Regel am glühenden Strangabschnitt angebracht werden muss. Das maschinelle Erkennen von Markierungen und das Zuordnen der Giessparameter zum einzelnen Strangabschnitt muss sowohl im glühenden als auch im erkalteten Zustand möglich sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur einfachen und fehlerfreien automatisierten Erkennung von Identifikationsdaten von Halbzeug, insbesondere von Strangabschnitten nach dem Trennschnitt in einer Stranggiessanlage und zur Verwendung dieser Identifikationsdaten zur Sortierung der Strangabschnitte für nachfolgende Fertigungsprozesse, zu schaffen. Das Verfahren und die Vorrichtung zur Erkennung der Identifikationsdaten soll im weiteren die Identifikationssicherheit erhöhen, im Anlagen-Layout wenig Platz benötigen, kostengünstig und automatisierbar sein sowie den Einsatz kostspieliger Markiereinrichtungen unnötig machen bzw. solche Einrichtungen stark vereinfachen.
Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale der Verfahrensansprüche 1,2 und des Vorrichtungsanspruches 11 gelöst.
Das erfindungsgemässe Verfahren und die Vorrichtung nützen zur Identifikation von Strangabschnitten optisch erkennbare Oberflächenmerkmale an der Trennfläche von Strangabschnitten aus, die durch den Trennschnitt, unabhängig vom Trennverfahren, auf die Trennfläche aufgebracht und/oder die durch eine Markiereinrichtung angebracht wurden. Zur Identifikation sind grundsätzlich alle optisch erkennbaren Merkmale verwendbar, wie Geometrie des Strangabschnittes, Oberflächenrauhigkeit, Textur, Gefügeeigenschaften, trennspezifische Oberflächenmerkmale und/oder Markierungen etc. Die Vorrichtung zur Identifikation der Strangabschnitte wird insbesondere dadurch vereinfacht, dass die Bilder in der Schneid- oder Identifikationsstation mit einer ersten Kamera und die Bilder an der Sortierstelle mit einer zweiten Kamera mit im wesentlichen gleichen Einrichtungen erzeugt werden. Solche Kameras sind relativ klein und sind gegen Hitzestrahlung einfach zu schützen. Die Identifikation als solche erfolgt mit den digitalen Bilddaten, die in der Datenbank nach der Vergleichsmethode im Computerraum bearbeitet werden, ähnlich dem OCV-Verfahren (Optical Character Verifying). Eine Zuordnung des Sinninhaltes einer geometrisch erkannten Markierung kann beim erfindungsgemässen Verfahren entfallen.
Je nach der Trennmethode, wie Brennschnitt, Schere, Laser, Plasma, Trennscheibe, werden unterschiedliche optisch erkennbare Merkmale auf die Trennfläche, die als Identifikationsfläche dient, aufgebracht. Gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist es besonders vorteilhaft, wenn die optisch erkennbaren Merkmale auf der vorbestimmten Identifikationsfläche durch eine Trennschere oder durch einen Brennschnitt geschaffen werden.
Aus verschiedenen Gründen kann es vorteilhaft sein, dass die durch den Trennschnitt mit Identifikationsmerkmalen versehenen Identifikationsflächen zusätzlich mit einfachen Markierungen versehen werden. Diese einfachen Markierungen können z.B. die Lage des Knüppels gegenüber der Kamera aufzeigen, oder eine Grobsortierung durch das menschliche Auge, zum Beispiel auf einem Lagerplatz, ermöglichen. Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel kann es von Vorteil sein, wenn vor der ersten Bildgewinnung Markierungen als zusätzliche optische Merkmale auf die Identifikationsfläche aufgebracht werden, die mittels der Kamera leicht erkennbar sind, wie beispielsweise numerische oder alphanumerische Zeichen, Sonderzeichen, Farbmuster, graphische Symbole etc.
Bei Anlagen mit grossen Zwischenlagern von Strangabschnitten kann, im Sinne einer Zusatzeinrichtung, eine Markierung beispielsweise das Giessdatum offen oder verschlüsselt beinhalten. Eine solche Markierung kann zusätzlich als Steuercode für die Auswahl der gespeicherten Bilder für einen Bildvergleich herangezogen werden.
Um jegliche Lichteinflüsse der Umgebung, z.B. bei Tag- oder Nachtbetrieb etc., zu eliminieren, aber beispielsweise auch zur Erzeugung einer die Identifikation fördernden Schattenwirkung, kann es von Vorteil sein, bei der Gewinnung der Bilder die Identifikationsfläche mit künstlichem Licht zu beleuchten. Der Lichteinfallswinkel auf die Identifikationsfläche wird zwischen 8° und 45°, vorzugsweise zwischen 12° und 35°, eingestellt.
Je nach der Länge der Zeitspanne zwischen dem ersten Bild in der Schneidstation und dem zweiten Bild an der Sortierstelle verändert sich in der Regel die Temperatur des Strangabschnittes. Diese Temperaturänderung ist mit einer Farbänderung der Identifikationsfläche verbunden, die für die Vergleichsmethode zu neutralisieren ist. Gemäss einem Ausführungsbeispiel wird deshalb vorgeschlagen, mittels einem Filter zwischen der Identifikationsfläche und der Kamera ein Lichtspektrum bei der Bildgewinnung herauszufiltern.
Der geringe Zeitbedarf für die Gewinnung und Speicherung eines Bildes erlaubt es bei diesem Verfahren, sowohl in der Identifikationsstation als auch in der Sortierstation mehrere Bilder der gleichen Identifikationsfläche mit unterschiedlichen Lichteinfallsrichtungen und/oder Lichteinfallswinkeln zu gewinnen und in der Datenbank zu speichern sowie zur Erhöhung der Erkennungssicherheit bei der Identifikation nach der Vergleichsmethode auszuwerten. Gemäss einem Ausführungsbeispiel kann mittels Beleuchtungskörper Licht von vier Seiten mit vorbestimmten Lichteinfallswinkeln auf die gleiche Identifikationsfläche aufgebracht werden, wobei für jedes Bild das Licht von einer anderen Seite aufgebracht wird. Durch den unterschiedlichen Schattenwurf entstehen vier unterschiedliche Bilder der gleichen Identifikationsfläche. Zur Ausschaltung von fremden Lichtquellen wird gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel empfohlen, an der Identifikationsstation und an der Sortierstation eine Lichtabschirmung in der Form eines kleinen Tunnels oder eines Rohres anzuordnen.
Durch unterschiedliche Lichteinfallswinkel verändert sich der Schattenwurf von Unebenheiten auf der gleichen Identifikationsfläche. Typische Merkmale wie Erhöhungen oder Vertiefungen auf der Identifikationsfläche stehen bei dieser Methode entsprechend der vorhandenen Anzahl der gewonnenen Bilder als optische Identifikationsmerkmale bei der Vergleichsmethode zur Verfügung.
Im Nachfolgenden soll anhand von Figuren die Erfindung zusätzlich erläutert werden.
Dabei zeigen:
Fig. 1
eine schematisch dargestellte Vorrichtung, teilweise in der Perspektive, zur Identifizierung von Strangabschnitten und
Fig. 2
ein weiteres schematisches Beispiel einer Vorrichtung, teilweise in der Perspektive, zur Identifikation von Strangabschnitten.
In Fig. 1 ist ein Halbzeug in der Form eines Strangabschnittes 2 auf einem Identifikationstisch 3 dargestellt. Der Strangabschnitt 2 ist in diesem Beispiel mittels einer nicht dargestellten Diagonalschere vom Strang abgetrennt worden. Eine Trennfläche 4 zeigt Spuren der Abscherung durch das Messer der Diagonalschere. Diese Spuren auf der Trennfläche 4 werden als optisch erkennbare Merkmale der Oberflächenbeschaffenheit zur Identifikation des Strangabschnittes 2 verwendet. In diesem Beispiel wird die gesamte Trennfläche als Identifikationsfläche verwendet. Bei grossen Schnittflächen, beispielsweise bei Brammen, können aber auch nur Teile der Schnittfläche als Identifikationsfläche verwendet werden.
Eine erste Kamera 6 ist hinter einem schieberartig bewegbaren Wärmeschutzschild 8 angeordnet und auf die Identifikationsfläche ausgerichtet. Anstelle des Wärmeschutzschildes 8 kann auch die Kamera 6 auf einer Verschiebeeinrichtung angeordnet sein. Zur Beleuchtung der Identifikationsfläche sind mit der Kamera 6 einer oder mehrere Beleuchtungskörper 9 verbunden. Die Lichtstärke des künstlichen Lichtes ist so bemessen, dass die Lichteinwirkung des Tageslichtes ausgeschaltet wird.
Das digitalisierte Bild der ersten Kamera 6 wird in der Datenbank 10 gespeichert. Der Datenbank 10 werden alle Identifikationsdaten, insbesondere alle qualitätsbezogenen Identifikationsdaten des Ueberwachungssystemes 12 der Stranggiessanlage, zugeleitet und dem geschnittenen Strangabschnitt 2 zugeordnet. Der durch das digitalisierte Bild identifizierte Strangabschnitt 2 wird anschliessend einer Sortierstelle für einen nachfolgenden Fertigungsprozess oder einem Zwischenlager zugeführt.
In der Sortierstelle 13 wird mit der zweiten Kamera 14 ein zweites digitalisiertes Bild gewonnen und in der Datenbank 10 für die Identifikation des Strangabschnittes 2 verwendet. Die Identifikation erfolgt in der Datenbank 10 durch einen Vergleich des digitalisierten Bildes der zweiten Kamera 14 mit den in der Datenbank 10 gespeicherten digitalisierten Bildern der ersten Kamera 6.
Zur Gewinnung von konturenscharfen Bildern sind Hilfseinrichtungen zur Einstellung der Distanz zwischen Kamera und Identifikationsfläche vorgesehen. Eine solche Hilfseinrichtung kann aus einer höhenverstellbaren Positioniereinrichtung 49 für den Strangabschnitt 2, aus einer mit der Kamera verbundenen Distanzmesseinrichtung oder aus einem automatischen Scharfstellsystem integriert in eine Kamera bestehen.
Zwischen der Bilderstellung durch die erste Kamera 6 und der Bilderstellung durch die zweite Kamera 14 verändert sich in der Regel die Temperatur des Strangabschnittes 2. Zur Ausschaltung solcher Temperatureinflüsse sind zwischen der Identifikationsfläche und der ersten und zweiten Kamera 6, 14 Filter 16 zum Herausfiltern eines Lichtspektrums angeordnet.
Ist die Identifikation des Strangabschnittes 2 durch die Vergleichsmethode in der Datenbank 10 abgeschlossen, werden die Identifikationsdaten dem Ueberwachungssystem 18 des Walzwerkes zugeführt. Die digitalisierten Bilder von identifizierten Strangabschnitten werden in der Datenbank markiert oder aus der Datenbank entfernt:
In Fig. 2 ist mit 20 ein Strangabschnitt in einer Brennschneidstation 21 dargestellt. Mittels einem Brennschneider 22 ist ein Trennschnitt durchgeführt worden. Durch den Brennschnitt sind auf einer Schnittfläche 23, die als Identifikationsfläche verwendet wird, optisch erkennbare Identifikationsmerkmale erzeugt worden. In der Brennschneidstation 21 oder einer nachfolgenden Markierstation 24 werden Markierungen 25 auf der Schnittfläche 23 zusätzlich angebracht. Solche Markierungen 25 können aus einfachen Bohrungen, Sonderzeichen, alphanumerischen Zeichen, Strichcode oder Farbmustern etc. bestehen. Die Aufgabe solcher optisch erkennbaren zusätzlichen Markierungen ist vielfältig. Sie können beispielsweise Unterscheidungsmerkmale für Strangabschnitte darstellen, die durch das menschliche Auge erkennbar sind und Vorsortierungen, z.B. auf einem Lagerplatz, ermöglichen. Im weiteren können sie aber auch nur die momentane Lage eines Strangabschnittes bzw. seiner ldentifikationsfläche zu einer Kamera 30 markieren. Beim Vergleich des ersten und zweiten Bildes ist es von Vorteil, wenn bei runden oder quadratischen Querschnitten die Lage des Strangabschnittes zur Kamera durch eine Markierung etc. vor einem Bildvergleich eindeutig festgelegt ist. Mit 26 ist schematisch eine Markiereinrichtung dargestellt, wie sie im Stand der Technik vielfach bekannt ist. In der Markierstation oder einer nachfolgenden Identifikationsstation 28 wird mittels einer ersten Kamera 30 ein digitalisiertes Bild der Schnittfläche 23 aufgenommen und einer Datenbank 31 zugeleitet. Diese Datenbank erhält ebenfalls Signale 32 der Markiereinrichtung 26 und die relevanten Parameter 33 der Giessprozessüberwachung 34.
Von der Identifikationsstation 28 kann der Strangabschnitt 20 einem Lagerplatz 35 oder direkt einer Sortierstation 36 für eine Weiterverarbeitung zugeführt werden. Für die Identifikation und Sortierung der Strangabschnitte 20 werden mit einer zweiten Kamera 38 digitalisierte Bilder der Schnittfläche 23 gewonnen. Die Markierungen 25 deuten in diesem Beispiel darauf hin, dass der Strangabschnitt 20 in der Sortierstation 36 gegenüber der Markierstation 24 und der Identifikationsstation 28 um 180° gekippt eingetroffen ist. Die digitalisierten Bilder der Kamera 38 werden deshalb ebenfalls um 180° gedreht in der Datenbank zur Vergleichsauswertung gespeichert. Wenn durch die Vergleichsmethode die Identifikation des Strangabschnittes 20 beendet ist, werden alle relevanten Parameter des Giessprozesses mit dem identifizierten Strangabschnitt 20 einer Prozesssteuerung 45 eines Walzwerkes zugeführt.
Neben der in Fig. 1 dargestellten, im wesentlichen schattenfreien Beleuchtung mittels den Beleuchtungskörpern 9, ist es auch möglich, den Lichteinfall auf die Identifikationsfläche so zu steuern, dass sich Unebenheiten durch Schattenwurf verstärkt abzeichnen und dadurch zusätzliche Identifikationsmerkmale geschaffen werden. Je flacher das Licht der künstlichen Beleuchtung auf die Identifikationsfläche fällt, um so dunkler wird der Schattenwurf. In Fig. 2 ist durch ein Lichtbündel 40 und Beleuchtungskörper 41 eine schräg auf die Identifikationsfläche einfallende Beleuchtung dargestellt. Die Auswahl der Lage der Beleuchtung, beispielsweise von oben oder von unten, und die Auswahl eines Lichteinfallswinkels 43 auf die Schnittfläche 23 wird zusammen mit dem digitalisierten Bild in der Datenbank 31 festgehalten. Trifft der Strangabschnitt 20 beispielsweise in der Sortierstation 36 um 180° gekippt ein, wie in Fig. 2 dargestellt, so wird der Lichteinfall entsprechend angepasst.
Die Aufnahme und Speicherung der digitalisierten Bilder in der Datenbank 31 benötigt nur Bruchteile von Sekunden. Zur Erhöhung der Identifikationssicherheit ist es möglich, digitalisierte Bilder der Schnittfläche 23 nacheinander mit unterschiedlichem Lichteinfallswinkel 43 in der Datenbank zu speichern. Bei zwei oder mehr digitalisierten Bildern der gleichen Schnittfläche 23, jedoch mit unterschiedlicher Lichteinfallsrichtung, wird ohne wesentlichen Zeitverlust die Zuverlässigkeit der Identifikation erhöht, ohne höhere Kosten zu verursachen.
In Fig. 2 ist in der Identifikationsstation 28 und in der Sortierstation 36 eine Abschirmung 46 gegen fremde Lichtquellen in der Form eines Tunnels oder eines Rohrkörpers angeordnet. In dieser Abschirmung 46 sind Lichtquellen 41 auf allen vier Seiten des Tunnels in Nischen 47 untergebracht. Diese Nischen sind durch Klappen 48 zum Schutz gegen Hitzestrahlung verschliessbar. Die vier Lichtquellen 41 ermöglichen, nacheinander vier Bilder zu gewinnen, wobei für jedes Bild das Licht aus einer anderen Richtung auf die Identifikationsfläche aufgebracht wird. Durch den unterschiedlichen Schattenwurf jeder Lichtquelle entstehen vier unterschiedliche Bilder der gleichen Identifikationsfläche.
Zur Bildgewinnung in der Abschirmung 46 kann der Strangabschnitt 20 in die Abschirmung 46 eingefahren und gegen einen Anschlag 49 fixiert werden, oder die Abschirmung 46 fährt zusammen mit der Kamera gegen den Strangabschnitt. Zur genauen Distanzeinstellung zwischen der Schnittfläche 23 und der Kamera 38 kann auch bei diesem Ausführungsbeispiel eine im Stand der Technik bekannte Distanzmesseinrichtung oder ein automatisches Scharfeinstellsystem eingesetzt werden.
In der Datenbank gespeicherte Bilder der ersten Kamera, die zur Identifikation eines Strangabschnittes geführt haben, werden in der Datenbank markiert oder aus der Datenbank entfernt.
Anstelle von Strangabschnitten 2, 20, wie in den Ausführungsbeispielen beschrieben, kann die automatisierte Identifikation auch bei Halbzeug in anderen Teilen eines Stahlwerkes angewendet werden.

Claims (15)

  1. Verfahren zum automatisierten Erkennen von Halbzeug, insbesondere zur Identifikation von Strangabschnitten zwischen einer Schneidstation einer Stranggiessanlage und einer nachfolgenden Sortierstelle, dadurch gekennzeichnet, dass digitalisierte Bilder von optisch erkennbaren Merkmalen auf der Oberfläche auf einer vorbestimmten Identifikationsfläche des Strangabschnittes, insbesondere auf der Trennfläche des Strangabschnittes, mittels einer ersten Kamera gewonnen und in einer Datenbank gespeichert werden und dass für die Identifikation und Sortierung der Strangabschnitte an der Sortierstelle mit einer zweiten Kamera digitalisierte Bilder der Identifikationsfläche erstellt, diese der Datenbank zugeleitet und die Bilder der ersten und zweiten Kamera zur Identifikation der Strangabschnitte nach der Vergleichsmethode ausgewertet sowie den identifizierten Strangabschnitten ihre Parameter des Giessprozesses zugeordnet werden.
  2. Verfahren zum automatisierten Erkennen von Halbzeug, insbesondere zur Identifikation von Strangabschnitten zwischen einer Schneidstation einer Stranggiessanlage und einer nachfolgenden Sortierstelle, wobei auf einer vorbestimmten Identifikationsfläche des Strangabschnittes optisch erkennbare Markierungen angebracht werden, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer ersten Kamera digitalisierte Bilder der Markierungen gewonnen und in einer Datenbank gespeichert werden und dass für die Identifikation und Sortierung der Strangabschnitte an der Sortierstelle mit einer zweiten Kamera digitalisierte Bilder der Markierungen erstellt, diese der Datenbank zugeleitet und die Bilder der ersten und der zweiten Kamera zur Identifikation der Strangabschnitte nach der Vergleichsmethode ausgewertet werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierung die Giesszeit, das Giessdatum, die Strangnummer oder die Stahlqualität einzeln oder eine Kombination daraus beinhaltet und diese Informationen als Steuercode für die Auswahl der gespeicherten Bilder der ersten Kamera für einen Bildvergleich verwendet wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optisch erkennbaren Merkmale auf der vorbestimmten Identifikationsfläche durch einen Trennschnitt mittels einer Schere oder durch einen Brennschnitt mittels einem Brennschneider etc. geschaffen werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Gewinnung des ersten Bildes Markierungen als zusätzliche optische Merkmale auf die Identifikationsfläche angebracht werden, die mittels der Kamera leicht erkennbar sind, wie beispielsweise numerische oder alphanumerische Zeichen, Sonderzeichen, Farbmuster, graphische Symbole etc.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Grösse der Identifikationsfläche mit dem Strangquerschnitt übereinstimmt und der Strangquerschnitt als Steuercode für die Auswahl der gespeicherten Bilder der ersten Kamera für einen Bildvergleich verwendet wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Gewinnung der Bilder die Identifikationsfläche mit künstlichem Licht beleuchtet wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lichteinfallswinkel der künstlichen Beleuchtung auf die Identifikationsfläche zwischen 8° und 45°, vorzugsweise zwischen 12° und 35°, eingestellt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einem Filter zwischen der Identifikationsfläche und der Kamera ein Lichtspektrum bei der Gewinnung der Bilder herausgefiltert wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 9 dadurch gekennzeichnet, dass mit der ersten und mit der zweiten Kamera nacheinander zwei oder mehr digitalisierte Bilder der gleichen Identifikationsfläche mit unterschiedlicher Lichteinfallsrichtung erstellt, in der Datenbank gespeichert und zur Identifikation nach der Vergleichsmethode ausgewertet werden.
  11. Vorrichtung zum automatisierten Erkennen von Halbzeug, insbesondere zur Identifikation von Strangabschnitten (2, 20), nach einer Schneidstation (21) in einer Stranggiessanlage und einer nachfolgenden Sortierstelle (36) für Strangabschnitte (2, 20), dadurch gekennzeichnet, dass in einer Identifikationsstation (28) nach der Schneidstation (21) eine erste und an der Sortierstelle (36) eine zweite Digitalkamera (6, 30 bzw. 14, 38) angeordnet sind, die jeweils auf Schnittflächen (4, 23) von Strangabschnitten (2, 20) ausgerichtet und mit einer Datenbank (10, 31) verbunden sind und dass zur Identifikation der Strangabschnitte (2, 20) die Datenbank (10, 31 ) mit einer Bildvergleichseinrichtung versehen ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Schneidstation (21) und der Identifikationsstation (28) mit der ersten Kamera (30) eine Markiereinrichtung (26) angeordnet ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der Identifikationsstation (28) und in der Sortierstation (36) auf die Identifikationsfläche (4, 23) gerichtete Beleuchtungskörper (9, 41) angeordnet sind, die mit einem vorbestimmten Lichteinfallswinkel die Identifikationsfläche (4, 23) ausleuchten.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 - 13, dadurch gekennzeichnet, dass in der Identifikationsstation (28) und in der Sortierstation (36) eine Abschirmung (46) für fremde Lichtquellen angeordnet ist und dass mittels Beleuchtungskörpern (41) von mehreren Seiten Licht mit einem vorbestimmten Lichteinfallswinkel (43) auf die Identifikationsfläche (23) aufbringbar ist und diese Beleuchtungskörper (41) einzeln oder in Gruppen zur Bildgewinnung einschaltbar sind.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 - 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Identifikationsfläche (4, 23) und der Digitalkamera (6, 14, 30, 38) ein Filter (16) zum Herausfiltern eines Lichtspektrums angeordnet ist.
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