PL165123B1

PL165123B1 - Urzadzenie do odtwarzania obrazu powierzchni metalowego przedmiotu obrabianego PL PL PL PL PL PL

Info

Publication number: PL165123B1
Application number: PL89282514A
Authority: PL
Inventors: David L Burk
Original assignee: Allegheny Ludlum Corp
Priority date: 1988-11-28
Filing date: 1989-11-28
Publication date: 1994-11-30
Also published as: US5162873A; BR8905675A; JPH02187609A; US5083867A; AU4270889A; KR900008245A; DE68912285T2; EP0371650B1; ATE100191T1; AU628396B2; HUT62085A; HU896224D0; CA2002752C; CA2002752A1; EP0371650A1; ES2049336T3; DE68912285D1

Abstract

1. Urzadzenie do odtwarzania obrazu powierzch- ni metalowego przedmiotu obrabianego, zawierajace zródlo monochromatycznego swiatla planarnego, usta- wione w kierunku powierzchni przedmiotu obrabiane- go, zespól detekcyjny odtwarzajacy obraz odbitego swiatla i wytwarzajacy sygnal elektryczny odpowiadaja- cy zarysowi oswietlonej powierzchni przedmiotu obra- bianego oraz zespól przetwarzajacy, czuly na sygnal elektryczny i wytwrzajacy dane odpowiadajace zarysowi oswietlonej powierzchni przedmiotu obrabianego, zna- mienne tym, ze zawiera samotok odprowadzajacy (26) majacy szerokosc co najmniej równa szerokosci przed- miotu obrabianego, na którym jest umieszczony odlew plaski (10), przemieszczany w jego wzdluznym kie- runku, przy czym zródlo swiatla jest ustawione pod katem ostrym wzgledem przeciwleglych bocznych po- wierzchni (12A, 12B) obrabianego przedmiotu (10), a do zespolu przetwarzajacego sa dolaczone przewody wejsciowe (35) przekazujace dane wytwarzane na pod- stawie elektrycznego sygnalu przesuniecia. FIG. 2 PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do odtwarzania zarysu powierzchni metalowego przedmiotu obrabianego.

Wynalazek dotyczy zwłaszcza urządzenia do odtwarzania zarysu powierzchni odlewu płaskiego oraz bszptykoisj kontroli, rejestracji i/lub regulacji parametrów zarysu powierzchni przedmiotu obrabianego a w szczególności odlewu płaskiego wykonywanego techniką odlewania ciągłego.

Przy produkcji metalowych przedmiotów wykonywanych technikami ciągłego odlewania stopiony metal jest dostarczany do urządzenia do odlewania ciągłego, które formują metalowy odlew płaski. W szczególnym przypadku, w którym odlewy płaskie są formowane przez urządzenie do odlewania ciągłego, wymaga się aby powierzchnia produktu charakteryzowała się jednorodną płaskością. Wówczas gdy zostaje wytworzony odlew płaski o powierzchniach, które są idealnie płaskie, nie jest wymagana dodatkowa obróbka w celu wyrównania powierzchni. Jednak, gdy powierzchnie odlewu płaskiego nie są jednorodnie płaskie, może być wymagana obróbka naprawcza w celu wyrównania powierzchni odlewu płaskiego. Taka obróbka wymaga szlifowania powierzchni w celu zmniejszenia wystających części powierzchni. Ten dodatkowy etap nie tylko wymaga dodatkowego czasu i kosztów, lecz także powoduje straty pewnej ilości metalu, który staje się złomem.

165 123

W wyniku tego czynione są starania dla zapewnienia tego, Żeby wyrób odlewany był tak płaski jak jest to możliwe. Ze względu na to, że temperatura odlewu płaskiego czy innego metalowego przedmiotu obrabianego, gdy wynurza się on z urządzenia do odlewania ciągłego, wynosi w pewnych obszarach ponad 816°C i ze względu na to, że przedmiot obrabiany zwykle przesuwa się z prędkością pomiędzy 1,35 i 1,9 cm/s, nie wzmacniany obraz wizyjny nie uwidacznia zniekształceń i dokładny pomiar zarysu powierzchni obrabianego przedmiotu jest dość trudny. Wyświetlanie i bezpośredni, bieżący pomiar zarysów powierzchni przedmiotu obrabianego, gdy wynurza się on z urządzenia do odlewania ciągłego, byłyby korzystne w celu zmiany parametrów sterujących pracą urządzenia dla zmniejszenia do minimum zniekształceń powierzchni. Ciągły odbiór danych zapewniałby dokumentację dla badań pośrednich i współzależności z innymi danymi roboczymi.

Znane urządzenia do określania ilościowego płaskości powierzchni przedmiotu obrabianego wymagają odcięcia metalu i przeniesienia w odległe miejsce dla umożliwienia pomiaru powierzchni. Jest to czasochłonne i kosztowne oraz nie może być realizowane bezpośrednio podczas produkcji przedmiotu obrabianego. Częściej wykorzystuje się urządzenie prostsze, aczkolwiek jakościowo gorsze, do pomiaru zarysów powierzchni przedmiotu obrabianego. Personel obsługujący to urządzenie umieszcza sporadycznie zgarniak na powierzchni obrabianego przedmiotu i następnie określa geometrię powierzchni obrabianego przedmiotu. Na podstawie tej oceny jakościowej mogą być potem zmieniane parametry sterowania i regulacji urządzenia do odlewania ciągłego w celu wytworzenia przedmiotu obrabianego o większej gładkości.

Znane jest z amerykańskiego opisu patentowego US 3 773 422 urządzenie do pomiaru liniowych wymiarów przedmiotu. Urządzenie zawiera źródło światła monochromatycznego i kamerę odbierającą obraz promieni odbitych od badanej powierzchni.

Znane jest również z amerykańskiego opisu patentowego US 4 498 778 urządzenie do sprawdzania zarysu powierzchni, które zawiera źródło monochromatycznego światła planarnego, ustawione w kierunku powierzchni przedmiotu badanego, optoelektroniczny zespół odtwarzający obraz odbitego światła i wytwarzający sygnał elektryczny odpowiadający zarysowi oświetlanej powierzchni badanego przedmiotu. Zespół optoelektroniczny jest połączony z zespołem przetwarzającym, którego cyfrowy sygnał wyjściowy jest przesyłany do komputera, odtwarzającego zarys badanej powierzchni.

Przy zastosowaniu znanych urządzeń przedmiot, którego powierzchnia na być badana musi być umieszczony w ściśle określonym położeniu względem źródła światła i zespołu detekcyjnego, gdyż w przeciwnym razie powstają znaczne błędy odczytu.

Takie urządzenia nie mogą być stosowane do badania powierzchni na przykład odlewów wykonywanych w sposób ciągły, gdyż ułożenie tego typu odlewów na przenośniku nie może być bardzo precyzyjne.

Urządzenie do odtwarzania obrazu powierzchni metalowego przedmiotu obrabianego, według wynalazku, zawierające źródło monochromatycznego światła planarnego, ustawione w kierunku powierzchni przedmiotu obrabianego, zespół detekcyjny odtwarzający obraz odbitego światła i wytwarzający sygnał elektryczny odpowiadający zarysowi oświetlonej powierzchni przedmiotu obrabianego oraz zespół przetwarzający, czuły na sygnał elektryczny i wytwarzający dane odpowiadające zarysowi oświetlonej powierzchni przedmiotu obrabianego, charakteryzuje się tym, że zawiera samotok odprowadzający mający szerokość co najmniej równą szerokości przedmiotu obrabianego, na którym jest umieszczony przedmiot obrabiany, przemieszczany w jego wzdłużnym kierunku, przy czym źródło światła jest ustawione pod kątem ostrym względem przeciwległych bocznych powierzchni obrabianego przedmiotu, a do zespołu przetwarzającego są dołączone przewody wejściowe przekazujące dane wytwarzane na podstawie elektrycznego sygnału przesunięcia.

Korzystnie zespół przetwarzający zawiera pamięć rejestrującą parametry kształtu badanej powierzchni. Korzystnie zespół przetwarzający jest połączony z zespołem obrazującym do przedstawienia obrazu powierzchni przedmiotu obrabianego na podstawie danych o zarysie. Korzystnie zespół obrazujący zawiera monitor. Korzystnie zespół obrazujący zawiera drukarkę.Korzystnie źródło światła zawiera laser i soczewkę wysyłające smugę monochromatycznego światła planarnego. Korzystnie elementy wytwarzające obraz zawierają kamerę wizyjną. Korzystnie zespół przetwarzający stanowi komputer posiadający pamięć. Korzystnie zespół przetwarzający stanowi komputer nający algorytm dla tworzenia kolejnych wyświetleń.

165 123

Urządzenie według wynalazku wytwarza ilościowy obraz zarysów powierzchni metalowego przedmiotu obrabianego i umożliwia sterowanie na bieżąco parametrami urządzenia do odlewania ciągłego zapewniając wytwarzanie przedmiotów obrabianych o maksymalnej jakości.

Urządzenie jest przyrządem bezstykowym, bez ruchomych części, które może działać w pobliżu urządzenia do odlewania ciągłego.

Wynalazek zapewnia, że zarysy powierzchni odlewu płaskiego i jej zniekształceń są widoczne w sposób ciągły w czasie procesu odlewania. Urządzenie odbiera okresowo obraz zarysów powierzchni metalowego przedmiotu obrabianego, takiego jak odlew płaski. Po ustawieniu urządzenia na pomiar zarysów powierzchni przedmiotu obrabianego, urządzenie według wynalazku umożliwia sprawdzenie przez personel stanu powierzchni wykonanego odlewu oraz pozwala regulować parametry sterujące działaniem urządzenia do odlewania ciągłego.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia część ciągłego odlewu płaskiego formowanego przez urządzenie do odlewania ciągłego w widoku perspektywicznym, z ukształtowanymi w górnej powierzchni wgłębieniami znanymi jako rynny, fig. 2 - schemat urządzenia do odtwarzania obrazu zarysu powierzchni, umieszczonego powyżej górnej powierzchn i odlewu płakkiego prznosszoeggs ns aamotkuu, fig . S s schemat urządzeń do odOoarsanin obrazu zarysu, powierzchni odlewu płaskiego umieszczonych po przeciwległych stronach odlewu przenoszonego na samotoku, fig. 3A - schemat układu przetwarzania obrazu, do którego są kikrowane poszczególne sygnały kamery i z którego są odbierane wyświetlane obrazy ilościowe, fig. 4 - typowy wydruk drukarski, przedstawiający zarysy górnej i przeciwległych stron bocznych na całej długości odlewu płaskiego i fig. 5 - inny wydruk uzyskany przez urządzenie według wynalazku, przedstawiający dane statystyczne i wykresy dotyczące szerokości odlewu płaskiwgo i przesunięcia linii środkowej oIIwus płaskiigs la s całego wwewka płaskiego, Jak otrzymano z danych pokazanych na fig. 4.

Chociaż urządzenie według wynalazku może być wykorzystane do gOtoorzlnia obrazu zarysu powierzchni gorącego lub zfamlig metalowego przedmiotu obrabianego, jest ono szczególnie korzystne do zastosowania przy odlewaniu ciągłym odlewów płaskich.

Na fig. 1 jest przedstawiona w częściowym przekroju perspektywicznym część płaskiego odlewu ciągłego 10 uformowanego przez urządzenie do odlewania ciągłego. Górna powierzchnia 12 odlewu płaskiego 10 zawiera obszary rynnowe 14, które są wyolbrzymione w celu ilustracji.

W zależności od głębokości obszarów rynnowych i rodzaju metalu odlewu płaskiego, wrnieafone czy wystające częścf powierzchni odlewu należy usunąć przed kolejną próbką wlewka. To usunięcie powierzchni jest najczęściej rlalfzgoane za pomocą operacji sslffgoαmfα. Zarysy powieeschno bocznych 12A i 12B odlewu płaskiego 10 również mogą mieć niejednorodne obszary, które należy poddać operacjom azlffgwłmia przed dalszą obróbką odlewu płaskiego. Odlew płaski 10, którego powierzchnie ukształtowane przy odlewaniu są jednorodne płaskie, nie musi być obrabiany przed walcowaniem na gorąco lub przed inną obróbką konwencjonalną, w celu uzyskania płaskości. W związku z tym nie następuje żadna dodatkowa strata metalu w wyniku usunięcia nierówności powierzchni.

Jak wspomniano powyżej, parametry sterowania i regulacji urządzenia do odlewania ciągłego, w którym formuje się odlew płaski 10, mogą być zaiemfanl w celu zmniejszenia do minimum powstawania obszarów rynnowych 14. Jednak z powodu tego, że istniejące urządzenia do pomiaru zarysów powierzchni odlewu płaskiego 10 są rzadko stosowane albo pomiary nie są rełlfrooanl bezpośrednio, nie jest łatwy do określenia związek pomiędzy zmianami parametrów sterujących urządzeniem do odlewania ciągłego, a jakością uzyskanego odlanego wyrobu.

Na fig. 2 jest przedstawione urządzenie 20 do odtwarzania obrazu, według wynalazku, które zawiera źródło monochromatycznego światła, na przykład laser 22 posiadający soczewkę 24 skonstruowaną i umieszczoną tak, że g0llw płaski 10 wynurzający się na rolkach samotoku odprowadzającego 26 z urządzenia do odlewania ciągłego jest oświetlany wiązką światła monochromatycznego w postaci tr^mienia . oor iiązk 1 łalegowθj 2 0 j^s t maa^^c^n y pr^erywan lliii. WikąSi 28 jest skijeooαna na ł□rtokleSaim 12 pod ostrym kątem padania A w celu otrzymania powiększenia geometrycznego znlekiaSołpajifł W opisanym tutaj wykonaniu kąt A webrrnm sjkk rrywn cocoł 26° daje powiększenie około 2 razy. W rraz^ ppotreby można zzaaogować sasjee ldaajeó s2 s scIi kierowania kolejnych strumieni światła monochromatycznego pod kątem ostrym na górną powierzchnię 12 wlewka płaskiego 10. Kąt A może być kątem ostrym, lecz nie kątem prostym. Chociaż w

165 123 celu Ilustracji na fig. 2 Jest pokazany tylko jeden laser 22, w korzystnym wykonaniu wynalazku są zastosowane co najmniej dwa lasery kierujące światło na górną powierzchnię 12 odlewu płaskiego 10. Dodatkowe lasery są zastosowane do kierowania światła na każdą z przeciwległych ścian bocznych odlewu płaskiego 10. W wyniku właściwego doboru soczewki 24, na powierzchnię odlewu płaskiego 10 można skierować strumień światła planarnego, monochromatycznego. Z powodu wysokiej temperatury wykonywanego odlewu płaskiego 10 lasery 22 są umieszczone w obudowach chłodzonych wodą w celu umożliwienia umieszczenia laserów 22 blisko poszczegdlnych powierzchni odlewu płaskiego 10. Tor wiązki 28 wysyłanej przez laser 22 jest pokazany przerywanymi liniami na fig. 2.

Kamera wizyjna 30 urządzenia 20 do odtwarzania obrazu jest zamocowana w takim położeniu, że umożliwia widzenie światła laserowego, które pada wzdłuż linii 32 na powierzchnię wlewka płaskiego 10. Kamera wizyjna 30 musi być ustawiona tak, a właściwie soczewka dobrana tak, żeby powierzchnia 12 odlewu płaskiego 10, gdzie pada wiązką 28 światła lasera 22, znajdowała się w polu widzenia kamery 30. Kamera wizyjna 30 jest ustawiona pod kątem B względem powierzchni 12 odlewu płaskiego 10, na którą pada światło lasera. Kąt B może różnić się nieco od 90°, lecz ustawienie kamery 30 pod kątem 90° upraszcza urządzenie 20.

W przypadku, gdy powierzchnia odlewu płaskiego 10 jest jednorodnie płaska, linia 32 przecięcia planarnej wiązki 28 świetlnej z powierzchnią 12 odlewu płaskiego 10 jest linią prostą. Jeżeli powierzchnia odlewu płaskiego 10 jest nieregularna, to z powodu tego, że kąt A jest ostry, planarna wiązka 28 światła pada na powierzchnię 12 bliżej lasera 22 w wysokich obszarach powierzchni 12 i dalej od lasera 22 w niskich obszarach powierzchni 12 odlewu płaskiego 10. Linia przecięcia 32 nie jest wówczas linią prostą. Kamera 30 jest ustawiona pod kątem B, stanowiącym kąt odbicia, który musi różnić się od kąta A, padania wiązki 28 lasera 22. Zalecane są układy kamer wizyjnych typu CCD.

Zespół detekcyjny, który stanowi korzystnie kamera wizyjna 30 wykrywa linię 32 padania światła na powierzchnię 12 wlewka płaskiego 10 i wytwarza jej obraz dwuwymiarowy . U wyniku ustawienia właściwego filtru przed soczewką kamery 30, przez kamerę 30 jest wykrywane jedynie światło o tej samej częstotliwości jak wytwarzane przez laser 22. Zastosowanie filtru obrazu o dużej kontrastowości zapewnia obraz wizyjny linii i przeciwdziała problemom związanym z innymi źródłami światła, takimi jak światło otoczenia i promieniowanie podczerwone samego gorącego odlewu płaskiego 10. Z powodu wysokiej temperatury wykonywanego odlewu płaskiego 10 lasery 22 i kamery 30, ktdre znajdują się bardzo blisko gorącego odlewu 10, powinny być umieszczone w obudowach chłodzonych wodą.

W przypadku wąskich odlewów płaskich urządzenie 20 do odtwarzania obrazu, zawiera pojedynczy laser 22 i kamerę 30, które dają pole widzenia wystarczająco szerokie do pokrycia całej szerokości odlewu 10. W przypadku szerszych odlewów 10 urządzenie 20 do odtwarzania jest podwójne i ustawione na szerokości odlewu 10 tak, że uzyskuje się całkowite pokrycie powierzchni 12 padającym światłem. W przykładzie wykonania pokazanym na fig. 2 są zastosowane dwa urządzenia 20, ale dla uproszczenia jest pokazane tylko jedno. Odtwarzanie obrazu dolnej powierzchni /nie pokazanej/ byłoby również realizowane w tym konkretnym wykonaniu za pomocą dwóch urządzeń 20 do odtwarzania obrazu.

Na fig. 3 jest pokazane korzystne wykonanie wynalazku, gdzie urządzenie 20 do odtwarzania obrazu, zawierające laser 22 i kamerę 30, jest podwójne i ustawione odpowiednio do odtwarzania obrazu zarysu powierzchni bocznych 12A, 12B odlewu płaskiego. Ze względu na to, że odlew płaski ma szerokość jedynie kilkudziesięciu centymetrów , w tym konkretnym wykonaniu 21 cm, wymagane jest zastosowanie tylko jednego urządzenia 20 z każdej strony. W przypadku urządzenia 20 do odtwarzania obrazu powierzchni bocznych linia przecięcia 32 wiązki laserowej 28 z powierzchnią 12A, 12B jest położona bliżej lasera 22 przy badaniu szerokich odlewów płaskich a dalej od lasera przy badaniu wąskich odlewów płaskich. Kamera 30 musi być ustawiona względem powierzchni bocznej 12A, 12B tak, aby cały obszar znajdował się w polu jej widzenia. Dla przykładu wykonywane odlewy płaskie mogą mieć szerokości od około 86 cm do 137 cm, czyli różniące się o 51 cm. Kamery 30 o polu widzenia 61 cm są w stanie pokryć cały zakres zmian szerokości, przy pewnym przesuwaniu odlewu płaskiego poprzecznie względem samotoku odprowadzającego 26. Chociaż każda kamera 30 analizuje tylko połowę zmiany szerokości na każdej po6

165 123 wierzchni bocznej, obraz Jest powiększony dwa razy ze względu na wybór korzystnego kąta A równego 26°. Jednym powodem wyboru kąta padania A wynoszącego 26° jest dążenie do zwiększenia czułości obrazu bocznego na szerokości. Dwoma bardzo ważnymi parametrami urządzenia do odlewania ciągłego są: możliwa do uzyskania szerokość odlewu i przesunięcie. To ostatnia jest miarą przesunięcia poprzecznego odlewu płaskiego względem linii środkowej 27 samotoku odprowadzającego 26, gdy odlew wynurza się z urządzenia. Szerokość i przesunięcie odlewu płaskiego można określić przez połączenie informacji o położeniu linii i obrazu przechodzącego od kamer z obu stron odlewu. W opisywanym układzie w celu realizacji wynalazku wartość graniczna rozdzielczości wynosi około 0,794 mm.

W celu ułatwienia badania i regulacji urządzenie 20 według wynalazku ma w tym wykonaniu dwa monitory wizyjne 36 przyporządkowane każdej kamerze wizyjnej 30. Standardowy koncentryczny przewód wizyjny 35 kieruje sygnały wizyjne z kamery 30 do zespołu przetwarzającego obrazy.

Konieczność oddziaływania urządzenia na konkretny proces odlewania może wymagać zastosowania zmienionych kątów A i B w urządzeniach 20 do odtwarzania obrazu i pewnej zmiany położeń urządzeń, co jest jednak objęte zakresem wynalazku. W tym szczególnym wykonaniu odlew jest transportowany przez samotok odprowadzający 26, który wykorzystuje się tak, że ustawia się przecięcie linii na szerokich powierzchniach w środku pola widzenia urządzeń bocznych, przy czym urządzenia boczne są przeciwległe względem siebie. W wyniku tego obrazy z poszczególnych urządzeń 20 do odtwarzania obrazu odnoszą się wszystkie ściśle do tego samego położenia na długości odlewu płaskiego. Algorytm w urządzeniach przetwarzania obrazu, który będzie opisany dalej, może być regulowany w celu wprowadzenia pewnych modyfikacji związanych z działaniem urządzeń, gdy obrazy nie odnoszą się do tego samego położenia w tym samym czasie.

Na fig. 3A do zespołu przetwarzającego 34 obraz są dołączone przewody wejściowe 35 doprowadzone z każdej z kamer wizyjnych 30. Zespół przetwarzający 34 może być dla przykładu komputerem IBM, model AT, lub podobnym urządzeniem. Wewnętrzne elementy zespołu przetwarzającego 34 stanowią zwykłą pamięć o dostępie swobodnym, pamięć z dyskami elastycznymi i twardymi, a także, w tym wykonaniu, przyrząd z taśmą do magazynowania rejestrowanych danych w celu badania dodatkowego i pośredniego w innym komputerze. Zespół przetwarzający 34 zawiera również układ odbioru obrazu multipleksowanla wizyjnego lub podobne elementy.

Właściwy algorytm wykorzystywany przez zespół przetwarzający 34 umożliwia odbiór obrazu dowolnych powierzchni lub ich połączenia w celu odtworzenia przetworzonego obrazu przekroju. Obraz ten może być wyświetlony na monitorze 39 w celu obserwacji przez personel roboczy. Do zespołu przetwarzającego 34 jest także dołączona drukarka 38 w celu dostarczenia wydruku przetworzonego obrazu powierzchni odlewu płaskiego. Monitor 39 i/lub drukarka 38 stanowią zespół obrazujący urządzenia 20. Jak będzie to dokładniej omówione dalej, dane mogą być wykorzystane przez algorytm zespołu przetwarzającego 34 do pomiaru szerokości i przesunięcia na podstawie uśrednień, standardowych odchyleń, wykresów, statystyki itd., z których niektóre mogą być wyświetlane na monitorze 39 zespołu przetwarzającego 34 w przypadku, gdy każdy obraz jest odbierany, i mogą być przedstawione na wydruku drukarki 3B po zakończeniu całego procesu odlewania.

Przy zastosowaniu właściwego algorytmu obraz przekroju wlewka płaskiego może być odtwarzany co kilka sekund. Dalej szybki odbiór obrazów kolejno ze wszystkich urządzeń 20 do odtwarzania obrazu będzie nazywany jako obraz telewizyjny. W opisywanym przykładzie wykonania okres pomiędzy uzyskaniem kolejnych obrazów telewizyjnych może być ustalony dowolnie dla konkretnej obsługi, np. co 40 sekund. Tak więc obraz zniekształcenia powierzchni jest odbierany w przybliżeniu co 0,6 m wzdłuż wynurzającego się odlewu płaskiego. Ten okres może być wybrany na klawiaturze dowolnie od kilku minut do mniejszego aż do minimalnego czasu równego okresowi multipleksowania kamery. Ten ostatni zależy od szczególnych parametrów związanych z szybkością przetwarzania komputera i parametrów związanych z redukcją danych dokonywaną przez określony wybrany algorytm. W niniejszym układzie okazuje się, że 10 sekund jest w przybliżeniu najkrótszym czasem po którym może być powtarzany odbiór obrazu całego przekroju.

Obrazy zarysu wszystkich powierzchni oraz szerokości i przesunięcia dla tego obrazu telewizyjnego można pokazać na monitorze 39 komputera stanowiącego zespół przetwarzający 34 za każdym razem, gdy obraz telewizyjny jest odbierany. Jest on wyświetlany aż do czasu odbioru

165 123 następnego obrazu telewizyjnego. Wszystkie dane obrazowe dla każdego obrazu telewizyjnego są zapamiętywane na dysku elastycznym i następnie utrwalane na taśmie.

Obraz zniekształconej powierzchni wyświetlany na monitorze 39 zespołu przetwarzającego 34 Jest przetwarzany w oparciu o algorytm tak, że zniekształcenie na wyświetlanym obrazie jest pokazane w skali 1:1. Oznacza to, że jeżeli obszar rynnowy pojawi się na obrazie jako posiadający głębokość 1 mm, jego głębokość w odlewie płaskim wynosi także 1 mm. Tak więc personel roboczy może zobaczyć na końcowym monitorze 39 wielkość zniekształcenia powstałego podczas odlewania i odnotować związek z innymi aktualnymi parametrami roboczymi, np. przepływem wody, szybkością odlewania itd. To może prowadzić do zmiany przez obsługę parametrów pracy urządzenia do odlewania ciągłego w czasie wytwarzania odlewu płaskiego.

Na fig. 4 jest przedstawiony typowy wydruk niektórych obrazów przekroju dla całego procesu odlewania, według wynalazku. Obraz telewizyjny jest tworzony z dwóch zarysów 50 i 52 ścian bocznych. Zarysy boczne są umieszczone poziomo po obu stronach odpowiednich zarysów 54 szerokiej powierzchni górnej. Wskaźniki pomiędzy wyświetlanymi zarysami 50 i 54 oraz wyświetlanymi zarysami 54 i 52 są numerami wyświetlanych obrazów telewizyjnych. Wskaźniki numerowe odpowiadają przyrostom długości wzdłuż długości odlewu płaskiego, z których są odbierane obrazy zarysów. Dla uproszczenia wydruku pokazanego na fig. 4 pokazano jedynie co piąty obraz telewizyjny. Oznaczenie 56 określa obszary odtwarzanych zarysów, w których występują rynny w górnej powierzchni wlewka płaskiego, a oznaczenie 58 określa obszary odtwarzanych zarysów, w których występują zaokrąglenia na górnej połowie boku odlewu płaskiego. Obrazy 50 wzdłuż drugiego boku pokazują, że bok jest zasadniczo płaski, tj. proste linie zawierają się w granicach szumu. W przypadku, gdy ustawi się element o przekroju prostokątnym w położeniu właściwym do odtwarzania jego obrazu w celu wzorcowania, wszystkie fragmenty obrazu będą liniami prostymi. Wydruk jest realizowany przez algorytm tak, że pomiary zniekształcenia wydrukowanego obrazu uwidaczniają rzeczywiste wymiary zniekształcenia odlewu płaskiego. W celu ilustracji, głębokość obszaru rynnowego 59 na obrazie telewizyjnym 90 powierzchni górnej można zmierzyć przy pomocy linijki i jest ona równa 5 mm, co jest rzeczywistą głębokością obszaru rynnowego, mierzoną bezpośrednio na odlewie płaskim. Skala 1:1 dotyczy również wymiaru pionowego wydruku. Jak już opisywano, zniekształcenie zarówno szerokich powierzchni górnych jak i boków można zmierzyć ilościowo. Przy zastosowaniu urządzeń do odtwarzania obrazu dolnej powierzchni, pionowa odległość pomiędzy obrazami telewizyjnymi na wydruku może zostać powiększona dla zrobienia miejsca na wydruk obrazu zarysu powierzchni dolnej odlewu płaskiego bezpośrednio pod obrazem powierzchni górnej.

Na fig. 5 jest pokazany inny typowy wydruk, gdzie algorytm komputera został zastosowany do automatycznej analizy danych w celu ułatwienia zrozumienia dynamiki procesu odlewania ciągłego. Fig. 5 przedstawia informacje o własnościach odlewania odlewu płaskiego, uzyskanych przez dobór algorytmu na podstawie parametrów obrazów telewizyjnych odbieranych w procesie odlewania. Jak wzmiankowano powyżej, szerokość jest określana na podstawie zarysów 50 i 52 obrazów bocznych z fig. 4 dla każdego obrazu telewizyjnego. Te wartości szerokości są naniesione na wykresy z fig. 5. Punkt 60 oznacza szerokość odczytaną z obrazu telewizyjnego 5, tj. górnego z fig. 4. Punkty poniżej punktu 60 odpowiadają kolejnym obrazom telewizyjnym ltd. Dla uproszczenia na fig. 5 pokazano jedynie co piąty obraz telewizyjny. Punkt 60 oznaczający szerokość i wszystkie inne dla kolejnych obrazów telewizyjnych są naniesione na wykres w odniesieniu do skali 62 odchylenia od szerokości średniej, której linia zerowa odpowiada średniej, wyliczonej przez algorytm na podstawie pomiaru szerokości we wszystkich obrazach telewizyjnych.

Punkt 63 na fig. 5 przedstawia wykres przesunięcia poprzecznego przekroju wlewka płaskiego względem linii środkowej 27 urządzenia, uzyskanej na podstawie położenia obrazów wiązki lasera dla powierzchni bocznej i obrazu telewizyjnego. Punkt 63 odczytu przesunięcia odpowiada skali 64 przesunięcia od linii środkowej. Na skali 64 linia zerowa 65 reprezentuje linię środkową 27 samotoku odprowadzającego 26. Przemieszczenie od linii środkowej stanowi rzeczywistą odległość bezwzględną o jaką przemieścił się przekrój odlewu płaskiego od linii środkowej. Na wydruku z fig. 5 skala 64 Jest przyjęta tak, że to, co jest mierzone na wydruku, jest rzeczywistym przesunięciem odlewu płaskiego w danym momencie w którym był odbierany obraz telewizyjny, odległość jest mierzona wzdłuż wynurzającego się odlewu płaskiego.

165 123

Na fig. 5 jest również przedstawiona u góry linia 66, która zawiera statystyczne podsumowanie dotyczące szerokości odlewu płaskiego w całym procesie odlewania. Wydruk linii 67 bezpośrednio pod linią 66 przedstawia takie same dane statystyczne o przesunięciu. W celu opracowania danych zawartych w dwóch liniach 66 i 67 algorytm wykorzystuje dane z każdego obrazu telewizyjnego, pobierane podczas całego procesu odlewania. Inne wydrukowane powyżej linii 66 określają datę i czas odlewania po to, aby dane dotyczące kształtu, szerokości i przesunięcia, wyznaczone według opisanego tutaj wynalazku, mogły być powiązane z informację o odlewie płaskim, która znajduje się w innych zbiorach danych, np. o rodzaju stali, szybkościach, przepływach wody itd. Tak więc określone badanie i analiza procesu na podstawie danych informacji prowadzi do zrozumienia, które parametry są krytyczne dla minimalizacji zniekształceń odlewu płaskiego.

Chociaż wynalazek został opisany w oparciu o korzystne wykonanie przedstawione na rysunku, mogą być zastosowane podobne wykonania lub modyfikacje i uzupełnienia opisanego wykonania dla spełnienia tych samych funkcji wynalazku bez oddalania się od jego istoty.

165 123

FIG. 5

80426/3A

	/3:54	/4:55
50.73	50.82	50.28	0.06 -—66
0.04 B	0.50 A	0.00B	0.23

A

- _ _ 99⁴ -^B/ 2 50.73)

4

60·^

I

i)

I

I • -65

I

165 123

FIG. 4

80426/3A

04-26-/988 /3.54 /4:55

BOT NAT BRK BOT

165 123

f34 ¢38

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie do odtwarzania obrazu powierzchni metalowego przedmiotu obrabianego, zawierające źródło monochromatycznego światła planarnego, ustawione w kierunku powierzchni przedmiotu obrabianego, zespół detekcyjny odtwarzający obraz odbitego światła i wytwarzający sygnał elektryczny odpowiadający zarysowi oświetlonej powierzchni przedmiotu obrabianego oraz zespół przetwarzający, czuły na sygnał elektryczny i wytwarzający dane odpowiadające zarysowi oświetlonej powierzchni przedmiotu obrabianego, znsninn.ne tym, że zawiera samotok odprowadzający /26/ mający szerokość co najmniej równą szerokości przedmiotu obrabianego, na którym jest umieszczony odlew płaski /10/, przemieszczany w jego wzdłużnym kierunku, przy czym źródło światła jest ustawione pod kątem ostrym względem przeciwległych bocznych powierzchni /12A, 12B/ obrabianego przedmiotu /10/, a do zespołu przetwarzającego są dołączone przewody wejściowe /35/ przekazujące dane wytwarzane na podstawie elektrycznego sygnału przesunięcia.
2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zespół przetwarzający /34/ zawiera pamięć rejestrującą parametry kształtu badanej powierzchni.
3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że zespół przetwarzający /34/ jest połączony z zespołem obrazującym do przetwarzania obrazu powierzchni przedmiotu obrabianego na podstawie danych o zarysie.

lenne
4. według zasrzz . monitor /39/.
5. według zaszre. drukarkę /38/.
6. Urządzenie według zast^. 1, znamienne tym, że źródło światła zawiera laser /22/ i soczewkę /24/ wysyłające strumień monochromatycznego światła planarnego.
7. Urządzenie według aastaz. 1,znamienne tym, że elementy wytwarzające obraz zawierają kamerę wizyjną /30/.
8. Uraadzaeie według zastr.. 2, znamienne stanowi komputer posiadający pamięć.
9. Uraaązaeie według asttrz. e , znamienne znam tym, źe zespół oorrzujący zawiera tym, źo zzsppł ooraa^^i^^jy zzaieta e, znamienne tym, źa zzespł praaSwiαaaαący /33/ tym, źż zzes^ pΓaaSwiwaaaący //34 stanowi komputer mający algorytm dla tworzenia kolejnych wyświetleń.