ES2945565T3 - Un método para medir el espesor de un artículo de trabajo en un laminador - Google Patents

Un método para medir el espesor de un artículo de trabajo en un laminador Download PDF

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ES2945565T3 ES20170575T ES20170575T ES2945565T3 ES 2945565 T3 ES2945565 T3 ES 2945565T3 ES 20170575 T ES20170575 T ES 20170575T ES 20170575 T ES20170575 T ES 20170575T ES 2945565 T3 ES2945565 T3 ES 2945565T3
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Abstract

La presente invención se refiere a la determinación del grosor actual de un elemento de trabajo mientras se procesa en un laminador (100), comprendiendo el método: adquirir (S102) una señal de datos que refleja una dependencia temporal de una caída de corriente de Foucault en el elemento de trabajo causada por un campo magnético pulsado aplicado, determinando (S104) un valor de parámetro de espesor basado en la señal adquirida, siendo determinado el valor de parámetro de espesor a partir de muestras en la señal de datos, dependiendo el valor de parámetro de espesor de una relación entre el espesor del elemento de trabajo y una resistividad del elemento de trabajo, calculando (S106) una relación entre un valor de espesor de referencia del elemento de trabajo y el valor del parámetro de espesor para proporcionar así un valor de resistividad instantáneo, determinando (S108) un valor de resistividad medio basado en el valor de resistividad instantáneo,y proporcionar (S110) una señal de salida basada en la resistividad media del elemento de trabajo y el valor del parámetro de grosor, siendo la señal de salida indicativa del grosor presente determinado del elemento de trabajo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Un método para medir el espesor de un artículo de trabajo en un laminador
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un método para determinar el espesor de un artículo de trabajo mientras se procesa en un laminador, a una unidad de control y a un laminador.
Fondo
El laminado de metal se refiere, en general, a la producción de una pieza de trabajo de metal con un espesor reducido y uniforme mediante el laminado de la pieza de trabajo de metal entre dos rodillos de trabajo rotatorios.
Con el fin de garantizar una alta calidad del producto, el espesor de la pieza de trabajo se monitoriza y controla con precisión. Es especialmente importante monitorizar las rápidas variaciones de espesor en la pieza de trabajo, tal como una placa de metal, incluso para placas de metal muy delgadas. La operación del laminador puede controlarse basándose en el espesor medido. En particular, el laminador en el último montante, es decir, al final de la línea de proceso del laminador, puede controlarse basándose en el espesor medido corriente arriba del último montante con el fin de garantizar la calidad del producto final.
La tecnología de medición de corrientes de Foucault pulsadas usada convencionalmente se basa en la medición de corrientes de Foucault inducidas en la placa de metal por un campo magnético que varía rápidamente aplicado a la placa de metal. Basándose en las corrientes de Foucault medidas se extraen la resistividad y el espesor de la placa de metal. El documento FR 2589566 A1 desvela un método para determinar el espesor de un artículo de trabajo mientras se procesa en un laminador de acuerdo con la técnica anterior.
Sin embargo, para placas suficientemente delgadas, los métodos convencionales no son lo suficientemente precisos y, a menudo, sufren mediciones ruidosas que conducen a una aplicabilidad limitada por debajo de un límite inferior de espesor de placa de metal.
En consecuencia, es deseable mejorar la precisión de las mediciones de espesor en los laminadores, especialmente para placas de metal relativamente delgadas.
Sumario
En vista de los inconvenientes mencionados anteriormente y otros de la técnica anterior, es un objeto de la presente invención proporcionar un método para determinar el espesor de un artículo de trabajo mientras se procesa en un laminador, con precisión mejorada.
De acuerdo con un primer aspecto de la invención, se proporciona un método para determinar el espesor actual de un artículo de trabajo mientras se procesa en un laminador, comprendiendo el método obtener una señal de datos que refleja una dependencia temporal de una caída de corriente de Foucault en el artículo de trabajo provocada por un campo magnético pulsado aplicado.
Además, el método comprende determinar un valor de parámetro de espesor basándose en la señal obtenida. El valor de parámetro de espesor se determina a partir de muestras en la señal de datos. Adicionalmente, el valor de parámetro de espesor depende de una relación entre el espesor del artículo de trabajo y la resistividad del artículo de trabajo.
Además, el método comprende calcular una relación entre un valor de espesor de referencia del artículo de trabajo y el valor de parámetro de espesor para proporcionar de este modo un valor de resistividad instantáneo.
Además, determinar un valor de resistividad medio basándose en el valor de resistividad instantáneo y proporcionar una señal de salida basándose en la resistividad media de la placa y el valor de parámetro de espesor, siendo la señal de salida indicativa del espesor actual del artículo de trabajo.
La presente invención se basa, al menos en parte, en la realización para procesar el valor de parámetro de espesor, que refleja la relación entre el espesor del artículo de trabajo y la resistividad del artículo de trabajo, para determinar el espesor del artículo de trabajo. Por lo tanto, en lugar de intentar obtener el espesor directamente del valor de parámetro de espesor y un valor de resistividad incierto que es, por ejemplo, dependiente de la temperatura, el valor de parámetro de espesor se usa junto con un valor de espesor de referencia para obtener un valor de resistividad instantáneo que puede depender de las variaciones de espesor del artículo de trabajo, por ejemplo, una placa de metal, que depende de cómo se obtenga el valor de espesor de referencia. Basándose en el valor de resistividad instantáneo, puede determinarse un valor de resistividad medio real de la placa, eliminando de este modo la necesidad de usar el valor de resistividad incierto incluido en la dependencia del valor de parámetro de espesor.
Con el método propuesto, las mediciones de espesor, al menos para artículos de trabajo delgados, se obtienen con una precisión mejorada. Además, esto permite un mejor control del espesor de los artículos de trabajo laminados en un laminador, lo que permite en consecuencia una mayor velocidad de producción y una mejor calidad del artículo de trabajo procesado final.
Que el valor de parámetro de espesor dependa de la relación entre el espesor y la resistividad del artículo de trabajo significa que el valor de parámetro de espesor refleja esa relación. El valor de parámetro de espesor depende casi por completo de la relación, aunque pueden estar presentes otras dependencias menores. La relación es el espesor dividido por la resistividad.
Preferentemente, el valor de parámetro de espesor puede determinarse a partir de muestras en la señal de datos después de un retardo de tiempo. El retardo de tiempo es lo suficientemente largo como para evitar cualquier transitorio de señal alta inicial provocado por el campo magnético pulsado en la señal de datos muestreada. El retardo de tiempo es lo suficientemente largo como para que la dependencia temporal de la caída de corriente de Foucault en el artículo de trabajo dependa principalmente de la relación entre el espesor y la resistividad, pero también de la distancia entre el dispositivo de medición que detecta el campo magnético producido por las corrientes de Foucault para determinar la caída, a menudo proporcionado como una bobina receptora. Por lo tanto, el valor de parámetro de espesor puede calcularse basándose en la dependencia temporal de la caída de corriente de Foucault.
Más precisamente, el valor de parámetro de espesor se determina preferentemente a partir de la derivada temporal del flujo magnético producido por las corrientes de Foucault del artículo de trabajo después de un retardo predeterminado, y la distancia entre el artículo de trabajo y el dispositivo de medición. Por ejemplo, si la distancia es constante, el valor de parámetro de espesor puede determinarse detectando la dependencia temporal de la caída de corriente de Foucault y, a continuación, usar un modelo que relacione la dependencia temporal de la caída de corriente de Foucault con los valores de parámetro de espesor, es decir, relaciones entre el espesor del artículo de trabajo y resistividad. Este modelo puede establecerse teóricamente, pero también puede basarse en mediciones previas extensas.
Como se ha mencionado anteriormente, las corrientes de Foucault pueden detectarse por una bobina receptora dispuesta a cierta distancia del artículo de trabajo. En tal caso, se induce una señal de tensión en la bobina receptora por la derivada temporal del campo magnético producido por las corrientes de Foucault en el artículo de trabajo. La señal de tensión se amplifica e integra preferentemente para producir la señal obtenida.
El valor de parámetro de espesor puede determinarse basándose en modelos teóricos.
Sin embargo, en una realización, el valor de parámetro de espesor se determina basándose en un modelo determinado empíricamente que relaciona las dependencias temporales de la caída de corriente de Foucault con las relaciones entre el espesor del artículo de trabajo y la resistividad del artículo de trabajo. A través de múltiples mediciones u observaciones de la dependencia temporal de la caída de la corriente de Foucault frente al valor de parámetro de espesor en diversos artículos de trabajo de diferentes espesores y resistividades, es posible formar un modelo empírico que relacione los parámetros de espesor con las derivadas de caída de la corriente de Foucault. Un modelo empírico se usa ventajosamente para construir un modelo preciso.
En realizaciones, la dependencia temporal de la caída de la corriente de Foucault puede medirse mediante un dispositivo de medición de campo magnético dispuesto a una distancia del artículo de trabajo, determinándose la distancia a partir de una muestra en la señal de datos durante una etapa inicial de la caída de la corriente de Foucault, en donde el valor de parámetro de espesor se determina además basándose en la distancia determinada. Por lo tanto, la distancia entre el dispositivo de medición y el artículo de trabajo puede determinarse ventajosamente a partir de la propia señal de datos. Como se sabe, la intensidad del campo magnético decae con la distancia a la fuente. Este conocimiento puede usarse para calcular la distancia al artículo de trabajo desde el dispositivo de medición, en lugar de medir la distancia usando un medio de medición separado, tal como dispositivos de medición capacitivos u ópticos.
En realizaciones, el modelo determinado empíricamente puede relacionar las dependencias temporales de la caída de corriente de Foucault con las relaciones entre el espesor del artículo de trabajo y la resistividad del artículo de trabajo para diferentes distancias entre el artículo de trabajo y el dispositivo de medición de campo magnético. Por lo tanto, el modelo puede tener en cuenta ventajosamente la distancia entre el artículo de trabajo y el dispositivo de medición de campo magnético, proporcionando de este modo un modelo más preciso, en particular, en situaciones de medición donde la distancia entre el dispositivo de medición y el artículo de trabajo está sujeta a variaciones rápidas.
En realizaciones preferentes, puede determinarse el valor de resistividad medio filtrando el valor de resistividad instantáneo. El filtrado puede ser un filtro de dominio de tiempo de paso bajo. Por lo tanto, el valor de resistividad instantáneo calculado a partir del valor de parámetro de espesor medido se pasa a través de un filtro de dominio de tiempo de paso bajo, y la salida del filtro de dominio de tiempo es la resistividad media. La resistividad instantánea obtenida de esta manera depende principalmente de las variaciones de espesor del artículo de trabajo, ya que puede suponerse que la resistividad del artículo de trabajo cambia lentamente. Por lo tanto, al filtrar la resistividad instantánea usando un filtro de dominio de tiempo, puede obtenerse ventajosamente la resistividad media real del artículo de trabajo.
La duración del filtro de dominio de tiempo, que puede ser un filtro digital, y sus propiedades se seleccionan dependiendo de la implementación específica que se esté realizando.
El concepto inventivo puede aplicarse en al menos tres implementaciones principales diferentes dependiendo de cómo se obtenga el valor de espesor de referencia. Por lo tanto, el valor de espesor de referencia puede obtenerse de diversas formas concebibles.
En primer lugar, en el caso de que el valor de espesor de referencia refleje el espesor instantáneo del artículo de trabajo, es decir, el espesor instantáneo puede medirse a medida que el artículo de trabajo se procesa en el laminador. Este suele ser el caso de artículos de trabajo que son lo suficientemente gruesos para que un dispositivo de medición de espesor mida con una precisión aceptable el espesor del artículo de trabajo. En este caso, el filtro se usa para reducir el ruido de medición de la medición instantánea del espesor y, a continuación, el filtro debe ser lo más corto posible mientras proporciona una reducción de ruido satisfactoria.
En segundo lugar, el valor de parámetro de espesor de referencia puede proporcionarse como un espesor promedio estimado o predeterminado del artículo de trabajo, es decir, un espesor nominal. Por ejemplo, el valor de espesor promedio predeterminado puede suministrarse o medirse antes de procesar el artículo de trabajo en el laminador.
En este caso, la relación entre el valor de espesor de referencia proporcionado como valor de espesor nominal y el valor de parámetro de espesor, la relación que forma el valor de resistividad instantánea depende de la inversa del espesor del artículo de trabajo. Sin embargo, al pasar el valor de resistividad instantáneo a través del filtro de dominio de tiempo, la señal de salida es un valor filtrado de paso alto del espesor del artículo de trabajo, es decir, la señal refleja las variaciones de espesor sobre el espesor promedio o el espesor nominal. En las realizaciones, el valor filtrado de paso alto de las variaciones de espesor puede usarse para el control de anticipación y, en tal caso, la longitud del filtro y sus propiedades en el dominio del tiempo deben seleccionarse entonces de acuerdo con los parámetros y la velocidad del filtro del bucle de control completo.
En tercer lugar, si el valor de espesor de referencia lo proporciona una medición inherentemente lenta, ya sea debido a que el propio dispositivo de medición sea lento o debido a que el método de medición sea lento. Lento, en este caso, significa que la constante de tiempo de la medición de valor de espesor de referencia es más lenta que la constante de tiempo de la medición de valor de parámetro de espesor. Una constante de tiempo se refiere a, por ejemplo, la longitud de ventana del filtro en el caso de un filtro de ventana en ejecución. También puede referirse a la respuesta de frecuencia completa de una medida o un filtro. Por ejemplo, una forma de obtener el valor de espesor de referencia es medir el espesor después del siguiente rodillo de trabajo corriente abajo en el laminador y usar la velocidad del artículo de trabajo, medida antes y después del rodillo de trabajo, para estimar la reducción de espesor del artículo de trabajo. Estos dispositivos son, en general, inherentemente lentos en la producción de resultados o necesitan largos tiempos de filtrado. En este tercer caso, el valor de espesor medido por el dispositivo de medición de espesor puede filtrarse usando un filtro de dominio de tiempo para proporcionar el valor de espesor de referencia. Esto permite mejorar la precisión del parámetro de espesor determinado del artículo de trabajo.
Preferentemente, una constante de tiempo resultante del valor de espesor de referencia filtrado por el filtro de dominio de tiempo debería coincidir con una constante de tiempo de un filtro de dominio de tiempo usado para filtrar el valor de parámetro de espesor. En otras palabras, el valor de parámetro de espesor puede filtrarse antes de formar la relación con el valor de espesor de referencia filtrado. Con las constantes de tiempo coincidentes, los cambios en las señales, es decir, el valor de espesor de referencia y el valor de parámetro de espesor, serán iguales y la relación entre los mismos no variará. En otras palabras, en el caso de que el valor de espesor de referencia y el valor de parámetro de espesor se filtren con filtros que tienen constantes de tiempo o respuesta de frecuencia iguales, el valor de resistividad instantánea es igual a la resistividad media del artículo de trabajo. Esto es particularmente ventajoso cuando el dispositivo de medición usado para determinar el valor de espesor de referencia es lento y permite además acelerar la determinación de la señal indicativa del espesor actual del artículo de trabajo. Por lo tanto, las realizaciones de la presente invención pueden proporcionar el aumento de la velocidad de medición de tales dispositivos lentos, que cuando se aplican a la medición en un laminador aumentarían la resolución de la información de espesor a lo largo del artículo de trabajo. La metodología proporcionada por las realizaciones del presente documento permite obtener un espesor actual actualizado del artículo de trabajo con mayor frecuencia, es decir, el tiempo entre actualizaciones puede mejorarse incluso si se usan dispositivos de medición de espesor inherentemente lentos.
En realizaciones, el método puede comprender proporcionar la señal de salida como una señal de control de anticipación al laminador. En otras palabras, la señal de salida puede proporcionarse ventajosamente para controlar la operación de un conjunto de rodillos de trabajo corriente abajo en el laminador, es decir, de manera anticipada, antes de que el artículo de trabajo llegue a los rodillos de trabajo. Esto permite ventajosamente proporcionar una mayor calidad, por ejemplo, un mejor control de espesor, del producto final.
Por lo tanto, en las realizaciones, el método puede comprender controlar la operación de un montante de laminador que soporta un conjunto de rodillos de trabajo del laminador basándose en la señal de control de anticipación para modificar de este modo el espesor del artículo de trabajo.
En realizaciones, la señal de salida puede basarse en el cálculo del espesor determinado mediante una multiplicación de la resistividad media del artículo de trabajo y el valor de parámetro de espesor.
En realizaciones, el valor de espesor de referencia es un valor de espesor medido por un dispositivo de medición de espesor del laminador. Por ejemplo, dicho dispositivo de medición de espesores puede ser un dispositivo de medición de espesor por rayos X, un dispositivo de medición de espesor por isótopos, dispositivos de medición de espesores de base óptica, etc.
Las realizaciones descritas en el presente documento se aplican ventajosamente a artículos de trabajo que son placas de metal.
De acuerdo con un segundo aspecto de la invención, se proporciona una unidad de control configurada para generar una señal de salida indicativa del espesor actual de un artículo de trabajo mientras se procesa en un laminador, estando la unidad de control configurada para: obtener una señal de datos que refleja una dependencia temporal de una caída de corriente de Foucault en el artículo de trabajo provocada por un campo magnético pulsado aplicado, determinar un valor de parámetro de espesor basándose en la señal obtenida, en donde el valor de parámetro de espesor se determina a partir de muestras en la señal de datos, siendo el valor de parámetro de espesor dependiente de una relación entre el espesor del artículo de trabajo y la resistividad del artículo de trabajo, calcular una relación entre un valor de espesor de referencia del artículo de trabajo y el valor de parámetro de espesor para proporcionar de este modo un valor de resistividad instantáneo, determinar un valor de resistividad medio basándose en el valor de resistividad instantánea, y proporcionar una señal de salida basándose en la resistividad media de la placa y el valor de parámetro de espesor, siendo la señal de salida indicativa del espesor actual determinado del artículo de trabajo.
Otros efectos y características del segundo aspecto de la invención son en gran medida análogos a los descritos anteriormente en relación con el primer aspecto de la invención.
De acuerdo con un tercer aspecto de la invención, se proporciona un laminador que comprende: una unidad de control de acuerdo con realizaciones de la presente invención, un conjunto de rodillos de trabajo configurados para procesar un artículo de trabajo entre rodillos de trabajo hasta un espesor de artículo de trabajo predeterminado, y un montante de laminador que soporta los rodillos de trabajo, pudiéndose controlar el montante de laminador basándose en la señal de salida como una señal de anticipación para modificar la distancia entre los rodillos de trabajo y modificar de este modo el espesor del artículo de trabajo que se procesa en el laminador.
Otros efectos y características del tercer aspecto de la invención son en gran medida análogos a los descritos anteriormente en relación con el primer aspecto y el segundo aspecto de la invención.
Otras características y ventajas de la presente invención se harán evidentes al estudiar las reivindicaciones adjuntas y la siguiente descripción. El experto en la materia se dará cuenta de que pueden combinarse diferentes características de la presente invención para crear realizaciones distintas de las descritas a continuación, sin alejarse del alcance de la presente invención.
Breve descripción de los dibujos
Estos y otros aspectos de la presente invención se describirán ahora con más detalle, haciendo referencia a los dibujos adjuntos que muestran una realización de ejemplo de la invención, en los que:
la figura 1 ilustra conceptualmente un artículo de trabajo que se procesa en un laminador de acuerdo con una realización de la invención;
la figura 2 es un diagrama de cajas que ilustra el concepto inventivo de acuerdo con las realizaciones de la invención;
la figura 3 es un diagrama de flujo de las etapas del método de acuerdo con las realizaciones de la invención; y
la figura 4 es un diagrama de flujo de las etapas del método de acuerdo con las realizaciones de la invención.
Descripción detallada de las realizaciones de ejemplo
En la presente descripción detallada, se describen en el presente documento diversas realizaciones de la presente invención haciendo referencia a implementaciones específicas. Al describir las realizaciones, se emplea terminología específica en aras de la claridad. Sin embargo, no se pretende que la invención se limite a la terminología específica así seleccionada. Si bien se analizan realizaciones a modo de ejemplo específicas, debería entenderse que esto se hace solo con fines ilustrativos. Un experto en la materia pertinente reconocerá que pueden usarse otros componentes y configuraciones sin alejarse del alcance de la invención.
La figura 1 ilustra conceptualmente un laminador 100 que comprende un conjunto de rodillos de trabajo 102a y 102b adaptados para procesar un artículo de trabajo 104. Los rodillos de trabajo 102a-b rotan mientras el artículo de trabajo 104, por ejemplo, una placa de metal, se alimenta entre los rodillos de trabajo 102a-b. Los rodillos de trabajo 102a-b reducen el espesor del artículo de trabajo, como apreciarán los expertos en la materia.
Es deseable controlar con precisión el espesor del artículo de trabajo 104 que sale corriente abajo de los rodillos de trabajo 102a-b. Para esto, a menudo se emplea un dispositivo de tecnología de corrientes de Foucault pulsadas 106 que se basa en aplicar un campo magnético pulsado al artículo de trabajo 104. El dispositivo de tecnología de corrientes de Foucault pulsadas 106 detecta las corrientes de Foucault inducidas en el artículo de trabajo 104 para estimar el espesor de una porción del artículo de trabajo antes de que la porción del artículo de trabajo llegue a los rodillos de trabajo 102a-b. La presente invención se refiere a la mejora de la estimación del espesor. Por ejemplo, para artículos de trabajo delgados, por ejemplo, placas de metal con un espesor inferior a 1 mm, la tecnología de corrientes de Foucault pulsadas es ruidosa y no es satisfactoriamente precisa.
En el presente documento se muestra conceptualmente una unidad de control 108 que está configurada para generar una señal de salida indicativa del espesor de un artículo de trabajo 104 mientras se procesa en un laminador.
La unidad de control 108 está configurada para obtener una señal de datos S que refleja una dependencia temporal de una caída de corriente de Foucault en el artículo de trabajo provocada por un campo magnético pulsado aplicado. En otras palabras, la unidad de control 108 está comunicativamente conectada, ya sea de manera inalámbrica o por cable, con el dispositivo de tecnología de corrientes de Foucault pulsadas 106 de tal manera que la unidad de control 108 puede recibir señales de datos del dispositivo de tecnología de corrientes de Foucault pulsadas 106. La dependencia temporal de la caída de corriente de Foucault refleja la derivada de la caída de corriente de Foucault en el artículo de trabajo 102.
El dispositivo de tecnología de corrientes de Foucault pulsadas 106 incluye una bobina receptora 106a en la que el campo magnético producido por las corrientes de Foucault en el artículo de trabajo 104 induce una señal de tensión. El dispositivo de tecnología de corrientes de Foucault pulsadas 106 incluye electrónica para amplificar e integrar la señal de tensión y proporcionar la señal resultante S a la unidad de control 108.
Basándose en la señal obtenida, la unidad de control 108 puede determinar un valor de parámetro de espesor (E). El valor de parámetro de espesor (E) se determina a partir de muestras en la señal obtenida. Es importante destacar que, el valor de parámetro de espesor depende de una relación entre el espesor (f) del artículo de trabajo y la resistividad (r) del artículo de trabajo. En otras palabras, E-f/r.
Para artículos de trabajo delgados, por ejemplo, de menos de 1 mm de espesor, el valor de parámetro de espesor puede considerarse el inverso de la resistencia de la lámina, es decir, 1/resistencia de la lámina del artículo de trabajo y puede denominarse conductancia de la lámina.
Aunque el valor de parámetro de espesor refleja la relación entre el espesor y la resistividad del artículo de trabajo, no es sencillo extraer el espesor directamente del valor de parámetro de espesor, ya que requiere el conocimiento de la resistividad del artículo de trabajo y la resistividad depende de la temperatura.
En cambio, la unidad de control está configurada para calcular una relación entre un valor de espesor de referencia (f r ) del artículo de trabajo y el valor de parámetro de espesor E para proporcionar de este modo un valor de resistividad instantáneo n. En otras palabras, el valor de resistividad instantánea viene dado por,
. En consecuencia, el valor de resistividad instantánea ri depende principalmente de las variaciones de espesor en el artículo de trabajo 104, como se refleja en la relación
t_r
t
entre el espesor de referencia fr y el espesor f, que es parte del valor de parámetro de espesor. La resistividad r puede suponerse que cambia muy lentamente y, por lo tanto, no afecta a las variaciones en el valor de resistividad instantánea n.
Además, la unidad de control 108 está configurada para determinar un valor de resistividad medio rt basándose en el valor de resistividad instantánea ri. El valor de resistividad medio rt se determina ventajosamente filtrando el valor de resistividad instantánea ri usando un filtro de dominio de tiempo, que es preferentemente un filtro de paso bajo. De esta forma puede obtenerse una resistividad media precisa del artículo de trabajo. Si el valor de espesor de referencia proviene de una medición de espesor más ruidosa que se calcula a la misma tasa que el valor de parámetro de espesor, entonces el valor de resistividad instantánea es casi constante y depende únicamente del ruido en el valor de espesor de referencia. En este caso, el filtro de dominio de tiempo se usa ventajosamente para reducir el ruido de medición.
La unidad de control 108 está configurada para proporcionar una señal de salida basándose en la resistividad media del artículo de trabajo y el valor de parámetro de espesor. La señal de salida es indicativa del espesor actual del artículo de trabajo. El espesor actual (T) se calcula preferentemente multiplicando la resistividad media rr del artículo de trabajo y el valor de parámetro de espesor (E), es decir T =
En el caso donde el valor de espesor de referencia sea un valor de espesor promedio predeterminado, la señal de salida es un espesor filtrado de paso alto del artículo de trabajo. Por ejemplo, en respuesta a una variación repentina del espesor de, por ejemplo, un 10 %, el valor de parámetro de espesor (E) también aumenta en aproximadamente un 10 %. Si el filtro de dominio del tiempo es un filtro de paso bajo, la resistividad media no cambiará inmediatamente. Por lo tanto, la señal de salida, que es una multiplicación de la resistividad media y el valor de parámetro de espesor (E), aumentará inicialmente en aproximadamente un 10 % ya que la resistividad media aún no ha cambiado debido al filtrado de paso bajo. Después de un tiempo, la resistividad media disminuirá en aproximadamente un 10 % y la señal de salida volverá a ser igual al valor de espesor de referencia, como antes de la variación repentina del espesor. En otras palabras, las realizaciones del presente documento se usan ventajosamente para monitorizar las variaciones de espesor en los artículos de trabajo.
La frecuencia de corte del espesor filtrado de paso alto depende de las propiedades del filtro de dominio del tiempo. Por ejemplo, con un promedio móvil simple con una ventana de 10 s, la frecuencia de corte es de aproximadamente 0,024 Hz.
Un filtro de dominio del tiempo puede ser un promedio de ventana en ejecución, tal como una ventana de promedio móvil o en ejecución, con una longitud de ventana de aproximadamente 10 s. El promedio de ventana en ejecución es bien conocido en la técnica y puede realizarse de diversas formas, por ejemplo, promedio móvil simple, promedio móvil acumulativo, promedio móvil central, promedio móvil ponderado, ventanas gaussianas, etc. Otros filtros de ejemplo pueden ser filtros exponenciales de primer orden o filtros binomiales.
Debería entenderse que el proceso anterior para determinar el espesor actual del artículo de trabajo se realiza mientras el artículo de trabajo 104 se procesa en el laminador. La determinación precisa del espesor actual proporciona un control mejorado del espesor del artículo de trabajo incluso si se aumenta la velocidad de procesamiento en el laminador, es decir, la velocidad de alimentación del artículo de trabajo 104. En consecuencia, la unidad de control opera para determinar el espesor actual en línea mientras el artículo de trabajo 104 se alimenta a través del laminador.
La figura 2 es un diagrama de cajas que ilustra el concepto inventivo de acuerdo con las realizaciones de la invención. La figura 3 es un diagrama de flujo de las etapas del método de acuerdo con las realizaciones de la invención y se describirá junto con la figura 2.
En primer lugar, en la etapa S102, obtener una señal de datos que refleja una dependencia temporal de una caída de corriente de Foucault en el artículo de trabajo provocada por un campo magnético pulsado aplicado. La señal de datos obtenida S incluye un conjunto de puntos de datos, de los cuales los puntos de datos iniciales S0 se proporcionan desde un módulo de muestreo de datos 202 que incluye electrónica de obtención de datos adecuada a un módulo 204 que puede calcular una distancia, d, desde una bobina receptora 106a (véase la figura 1) hasta el artículo de trabajo 104. Además, al menos un subconjunto de los puntos de datos S1 se proporciona a un módulo de cálculo de espesor 206. Toda la señal de datos obtenida S puede proporcionarse a un módulo de cálculo de espesor 206, aunque solo los puntos de datos seleccionados son suficientes. Los puntos de datos S1 deberían reflejar la dependencia temporal de la caída de corriente de Foucault en el artículo de trabajo 104.
En la etapa S104, determinar un valor de parámetro de espesor E basándose en la señal obtenida. El valor de parámetro de espesor se determina a partir de muestras en la señal de datos. Además, el valor de parámetro de espesor depende de una relación entre el espesor del artículo de trabajo y la resistividad del artículo de trabajo.
El valor de parámetro de espesor puede determinarse a partir de un modelo 208 que procesa una caída de tiempo de corriente de Foucault determinada, tal como la derivada del tiempo de la caída de corriente de Foucault, y calcula el valor de parámetro de espesor. El modelo 208 puede ser un modelo 208 determinado empíricamente que relacione las dependencias temporales de la caída de corriente de Foucault con las relaciones entre el espesor del artículo de trabajo y la resistividad del artículo de trabajo. En otras palabras, basándose en una dependencia temporal de la corriente de Foucault determinada actualmente, el modelo 208 puede relacionar esto con mediciones anteriores y encontrar un valor de parámetro de espesor que coincida mejor con la dependencia temporal de la corriente de Foucault determinada actualmente.
Además, el valor de parámetro de espesor puede determinarse adicionalmente basándose en la distancia determinada, d. Por lo tanto, la distancia d, puede introducirse como un parámetro en el modelo 208. La distancia entre la bobina receptora 106a y el artículo de trabajo afecta a la fuerza del flujo magnético detectado. Por lo tanto, la distancia es un parámetro que puede incluirse en la determinación del valor de parámetro de espesor E. En otras palabras, el modelo 208 determinado empíricamente puede relacionar las dependencias temporales de la caída de corriente de Foucault con las relaciones entre el espesor del artículo de trabajo y la resistividad del artículo de trabajo para diferentes distancias entre el artículo de trabajo y el dispositivo de medición de campo magnético 106a.
Además, en la etapa S106 calcular una relación entre un valor de espesor de referencia tr del artículo de trabajo 104 y el valor de parámetro de espesor E para proporcionar de este modo un valor de resistividad instantáneo ri.
El valor de espesor de referencia puede obtenerse de diversas formas. Por ejemplo, el valor de espesor de referencia tr puede ser un valor de espesor medido por un dispositivo de medición de espesor 212 del laminador.
El valor de espesor medido por el dispositivo de medición de espesor puede filtrarse usando un filtro de dominio de tiempo para proporcionar el valor de espesor de referencia. Por lo tanto, la medición del espesor realizada por el dispositivo de medición de espesor 212 se filtra usando un filtro de dominio de tiempo, y la medición de espesor filtrada es el valor de espesor de referencia t r . Una constante de tiempo del filtro de dominio de tiempo que se usa para proporcionar el valor de espesor de referencia es preferentemente idéntica a la constante de tiempo de un filtro de dominio de tiempo que se usa para filtrar el valor de parámetro de espesor, E. Esto proporciona una relación constante entre el valor de parámetro de espesor y el valor de espesor de referencia filtrado que conduce a que la resistividad instantánea sea igual a la resistividad media del artículo de trabajo, y a un valor de espesor más preciso en la señal de salida incluso si el dispositivo de medición de espesor es inherentemente lento. Sin embargo, si el valor de espesor de referencia proviene de una medición de espesor que se calcula a la misma tasa que el valor de parámetro de espesor, es ventajoso calcular el valor de resistividad media directamente a partir del cociente entre el valor de espesor de referencia y el valor de parámetro de espesor, sin filtración.
Una constante de tiempo se refiere a, por ejemplo, la longitud de ventana del filtro en el caso de un filtro de ventana en ejecución. También puede referirse a la respuesta de frecuencia completa de una medida o un filtro.
En otras realizaciones, el valor de espesor de referencia es un valor de espesor promedio predeterminado del artículo de trabajo. Este valor de espesor promedio predeterminado puede ser una medición manual del artículo de trabajo realizado antes del procesamiento en el laminador. En este caso, la relación entre el valor de espesor de referencia, por ejemplo, proporcionado como un valor de espesor nominal, y el valor de parámetro de espesor E, depende del inverso del espesor del artículo de trabajo. Sin embargo, al pasar la relación, que es el valor de resistividad instantánea a través del filtro de dominio de tiempo, la señal de salida es un valor filtrado de paso alto del espesor del artículo de trabajo, es decir, la señal refleja las variaciones de espesor sobre el espesor promedio o espesor nominal.
La caja 212 también puede representar un módulo de procesamiento que calcula un valor de espesor de referencia basándose en algún algoritmo.
En etapa S108, determinar un valor de resistividad medio n basándose en el valor de resistividad instantánea. El valor de resistividad medio se determina preferentemente filtrando el valor de resistividad instantáneo en un filtro de dominio de tiempo 210.
En la etapa S110, proporcionar una señal de salida C basándose en la resistividad media del artículo de trabajo y el valor de parámetro de espesor, siendo la señal de salida indicativa del espesor actual determinado del artículo de trabajo. El espesor determinado se calcula mediante una operación aritmética A, siendo en este caso una multiplicación de la resistividad media del artículo de trabajo y el valor de parámetro de espesor.
Como se ilustra en la figura 1, la señal de salida puede proporcionarse como una señal de control de anticipación al laminador.
El método puede comprender, como se ilustra en el diagrama de flujo de la figura 4 que incluye también la etapa S110 de la figura 3, controlar la operación de un montante de laminador que soporta un conjunto de rodillos de trabajo del laminador basándose en la señal de control de anticipación C para modificar de este modo el espesor del artículo de trabajo 104.
Una unidad de control puede incluir un microprocesador, un microcontrolador, un procesador de señal digital programable u otro dispositivo programable. La unidad de control también puede incluir o en su lugar, un circuito integrado específico de aplicación, una matriz de puertas programables o una lógica de matriz programable, un dispositivo lógico programable o un procesador de señales digitales. Cuando la unidad de control incluye un dispositivo programable tal como el microprocesador, el microcontrolador o el procesador de señal digital programable mencionados anteriormente, el procesador puede incluir además un código ejecutable informático que controla la operación del dispositivo programable.
La comunicación entre dispositivos, unidades de control u otros módulos descritos en el presente documento puede ser inalámbrica o cableada según convenga e implementar un protocolo adecuado para el caso específico.
Aunque la invención se ha descrito haciendo referencia a realizaciones ejemplificativas específicas de la misma, muchas alteraciones, modificaciones y similares serán evidentes para los expertos en la materia.
Además, las variaciones de las realizaciones desveladas pueden ser comprendidas y efectuadas por un experto en la materia de la invención reivindicada, a partir de un estudio de los dibujos, la divulgación y las reivindicaciones adjuntas. En las reivindicaciones, la palabra "que comprende" no excluye otros elementos o etapas, y el artículo indefinido "un" o "una" no excluye una pluralidad. El mero hecho de que determinadas medidas se mencionen en reivindicaciones dependientes recíprocamente diferentes no indica que una combinación de estas medidas no pueda usarse con ventaja.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un método para determinar el espesor actual de un artículo de trabajo mientras se procesa en un laminador (100), comprendiendo el método:
obtener (S102) una señal de datos que refleja una dependencia temporal de una caída de corriente de Foucault en el artículo de trabajo, provocada por un campo magnético pulsado aplicado,
determinar (S104) un valor de parámetro de espesor basándose en la señal obtenida, determinándose el valor de parámetro de espesor a partir de muestras en la señal de datos, dependiendo el valor de parámetro de espesor de una relación entre el espesor del artículo de trabajo y la resistividad del artículo de trabajo,
calcular (S106) una relación entre un valor de espesor de referencia del artículo de trabajo y el valor de parámetro de espesor, para proporcionar de este modo un valor de resistividad instantáneo,
determinar (S108) un valor de resistividad medio basándose en el valor de resistividad instantáneo, y proporcionar (S110) una señal de salida basándose en la resistividad media del artículo de trabajo y el valor de parámetro de espesor, siendo la señal de salida indicativa del espesor actual determinado del artículo de trabajo.
2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el valor de parámetro de espesor se determina basándose en un modelo determinado empíricamente que relaciona las dependencias temporales de la caída de corriente de Foucault con las relaciones entre el espesor del artículo de trabajo y la resistividad del artículo de trabajo.
3. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, en donde la dependencia temporal de la caída de corriente de Foucault se mide mediante un dispositivo de medición de campo magnético dispuesto a una distancia del artículo de trabajo,
determinándose la distancia a partir de una muestra en la señal de datos obtenida durante una etapa inicial de la caída de corriente de Foucault, en donde el valor de parámetro de espesor se determina además basándose en la distancia determinada.
4. El método de acuerdo con las reivindicaciones 2 y 3, en donde el modelo determinado empíricamente relaciona las dependencias temporales de la caída de corriente de Foucault con las relaciones entre el espesor del artículo de trabajo y la resistividad del artículo de trabajo para diferentes distancias entre el artículo de trabajo y el dispositivo de medición de campo magnético.
5. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el valor de resistividad medio se determina filtrando el valor de resistividad instantáneo.
6. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende proporcionar la señal de salida como una señal de control de anticipación al laminador.
7. El método de acuerdo con la reivindicación 6, en donde la señal de salida se basa en el espesor actual que se calcula multiplicando la resistividad media del artículo de trabajo y el valor de parámetro de espesor.
8. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6 y 7, que comprende:
controlar la operación de un montante de laminador que soporta un conjunto de rodillos de trabajo del laminador basándose en la señal de control de anticipación para modificar de este modo el espesor del artículo de trabajo.
9. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el valor de espesor de referencia es un valor de espesor medido por un dispositivo de medición de espesor (106) del laminador.
10. El método de acuerdo con la reivindicación 9, en donde el valor de espesor medido por el dispositivo de medición de espesor se filtra usando un filtro de dominio de tiempo para proporcionar el valor de espesor de referencia.
11. El método de acuerdo con la reivindicación 10, en donde una respuesta de frecuencia del filtro de dominio de tiempo usado para proporcionar el valor de espesor de referencia se adapta a la respuesta de frecuencia de un filtro de dominio de tiempo usado para filtrar el valor de parámetro de espesor.
12. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde el valor de espesor de referencia es un valor de espesor promedio predeterminado del artículo de trabajo.
13. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el artículo de trabajo es una placa de metal.
14. Una unidad de control (108) configurada para generar una señal de salida indicativa del espesor actual de un artículo de trabajo mientras se procesa en un laminador, estando la unidad de control configurada para: obtener una señal de datos que refleja una dependencia temporal de una caída de corriente de Foucault en el artículo de trabajo (104) provocada por un campo magnético pulsado aplicado,
determinar un valor de parámetro de espesor basándose en la señal obtenida, en donde el valor de parámetro de espesor se determina a partir de muestras en la señal de datos, dependiendo el valor de parámetro de espesor de una relación entre el espesor del artículo de trabajo y la resistividad del artículo de trabajo,
calcular una relación entre un valor de espesor de referencia del artículo de trabajo y el valor de parámetro de espesor para proporcionar de este modo un valor de resistividad instantáneo,
determinar un valor de resistividad medio basándose en el valor de resistividad instantáneo, y
proporcionar una señal de salida basándose en la resistividad media de la placa y el valor de parámetro de espesor, siendo la señal de salida indicativa del espesor determinado del artículo de trabajo.
15. Un laminador (100) que comprende:
una unidad de control de acuerdo con la reivindicación 14,
un conjunto de rodillos de trabajo (102a-b) configurados para procesar un artículo de trabajo entre rodillos de trabajo hasta un espesor de artículo de trabajo predeterminado y un montante de laminador que soporta los rodillos de trabajo, pudiendo el montante de laminador controlarse basándose en la señal de salida como señal de anticipación para modificar la distancia entre los rodillos de trabajo y modificar de este modo el espesor del artículo de trabajo que se esté procesando en el laminador.
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