RU2245514C2 - Method for laser control of rolled strip shape - Google Patents

Method for laser control of rolled strip shape Download PDF

Info

Publication number
RU2245514C2
RU2245514C2 RU2002118749/28A RU2002118749A RU2245514C2 RU 2245514 C2 RU2245514 C2 RU 2245514C2 RU 2002118749/28 A RU2002118749/28 A RU 2002118749/28A RU 2002118749 A RU2002118749 A RU 2002118749A RU 2245514 C2 RU2245514 C2 RU 2245514C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
projection
points
rolled strip
line
coordinates
Prior art date
Application number
RU2002118749/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002118749A (en
Inventor
С.С. Саркисов (RU)
С.С. Саркисов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ТД" "САФОЙЛ"
Саркисов Сергей Степанович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "ТД" "САФОЙЛ", Саркисов Сергей Степанович filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ТД" "САФОЙЛ"
Priority to RU2002118749/28A priority Critical patent/RU2245514C2/en
Publication of RU2002118749A publication Critical patent/RU2002118749A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2245514C2 publication Critical patent/RU2245514C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: laser control technologies.
SUBSTANCE: method includes sweep of light beam to straight line with providing for projection of this beam on surface of rolled strip, video capture of projection area of current beam on portion of controlled surface and point of nearby edge of rolled strip, projection area is separated on given number of ranges and for each range received image is separated on components, forming respectively line of edge points of beam light projection, being portion of measurement area, line of brightest points inside light beam projection range and line of edge points of beam projection, quitting measurement area, to determine their coordinates along rolling strip surface, coordinates of lines of brightest points and edge points within light beam projection are straightened, and value of total coordinate is determined, from which with consideration of coordinates of points of lines of brightest points within light beam projection, by geometric interpretation, total parameter of rolled strip shape SARK(i,j) is determined.
EFFECT: higher trustworthiness and efficiency.
8 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и касается способа контроля формы прокатываемой полосы.The invention relates to measuring technique and relates to a method for controlling the shape of the rolled strip.

Основными контролируемыми параметрами при прокатке металлических полос являются толщина, ее поперечная и продольная разнотолщинность, характеризуемые профилем полос, а также форма и плоскостность (планшетность) полос. В связи с тем, что в прокатном производстве нет единой определенности в применении терминов профиля, формы и плоскостности, а в различных литературных и патентных публикациях можно встретить разное толкование их применения, ниже даются (в целях однозначного смыслового понимания) краткие определения используемых терминов.The main controlled parameters during rolling of metal strips are the thickness, its transverse and longitudinal thickness thicknesses, characterized by the profile of the strips, as well as the shape and flatness (flatness) of the strips. Due to the fact that in the rolling industry there is no single certainty in the application of the terms of profile, shape and flatness, and in various literary and patent publications you can find different interpretations of their application, brief definitions of the terms used are given below (for the purpose of unambiguous semantic understanding).

Профилем полосы является мера поперечного изменения толщины. Основные технологические параметры, которые оказывают влияние на профиль, это термическая и механическая бочка, а также упругое сплющивание рабочих валков.The strip profile is a measure of the lateral change in thickness. The main technological parameters that affect the profile are the thermal and mechanical barrel, as well as the elastic flattening of the work rolls.

Форма полосы характеризует поперечное изменение удлинения по ширине прокатываемой полосы. Поперечное изменение удлинения происходит в том случае, когда процент обжатия по ширине изменяется и соответствующие опережения по ширине не равны. Основной причиной, приводящей к этому, являются несоответствующий входящий профиль полосы, вместе с теми же параметрами, которые оказывают влияние на профиль. Форма полосы оценивается при прокатке на прокатном стане. Прокатка проводится при натяжение, создаваемое дополнительной внешней нагрузкой.The shape of the strip characterizes the lateral change in elongation across the width of the rolled strip. A transverse change in elongation occurs when the percent reduction in width changes and the corresponding advance in width is not equal. The main reason leading to this is an inappropriate incoming strip profile, along with the same parameters that affect the profile. The shape of the strip is evaluated when rolling on a rolling mill. Rolling is carried out under tension created by additional external load.

Регулировать форму прокатываемой полосы можно тепловой (дифференцированная подача смазочно охлаждающей жидкости по длине рабочих валков), силовой (дополнительный изгиб или противоизгиб рабочих валков) или совместной профилировкой прокатных валков. Плоскостностью полосы является ее способность лежать на ровной идеальной поверхности без применения дополнительной внешней нагрузки. Для оценки плоскостности возможно применение пороговых величин внешней нагрузки. Она оценивается на стенде после прокатки.The shape of the rolled strip can be controlled by thermal (differentiated supply of cutting fluid along the length of the work rolls), power (additional bending or anti-bending of the work rolls), or by joint profiling of the rolls. The flatness of the strip is its ability to lie on a flat ideal surface without the use of additional external load. To assess the flatness, it is possible to use threshold values of the external load. She is evaluated at the stand after rolling.

Плоскостность связана с формой таким образом, что любое поперечное изменение давления может привести к образованию дефектов (волн) на полосе, если удалить натяжение, применяющееся при прокатке, например на измерительном стенде после проката или снятии, снижении натяжения на стане. При изменении профиля изменяется форма и соответственно плоскостность. И обратно, изменение формы может привести к изменению профиля.Flatness is associated with the shape in such a way that any transverse change in pressure can lead to the formation of defects (waves) in the strip if the tension applied during rolling is removed, for example, on a measuring stand after rolling or removing, and reducing the tension on the mill. When the profile changes, the shape and, accordingly, flatness change. And vice versa, a change in shape can lead to a change in profile.

Таким образом, в процессе прокатки контролируется форма прокатываемых полос, по замерам которой производится корректировка процесса и оценивается плоскостность готовых полос. Вместе с тем форма полос имеет производственное значение как важный параметр, оказывающий влияние не только на конечный продукт, но и в первую очередь на производительность оборудования. Несоответствующая форма снижает скорости прокатки, а при достижении критических значений происходит дестабилизация процесса, вплоть до остановки, из-за обрывов и т.д.Thus, during the rolling process, the shape of the rolled strips is controlled, by measuring which the process is adjusted and the flatness of the finished strips is evaluated. At the same time, the shape of the strips is of industrial importance as an important parameter that affects not only the final product, but primarily the productivity of the equipment. An inappropriate form reduces the rolling speed, and when critical values are reached, the process is destabilized, up to a stop, due to breaks, etc.

Известен способ оптического контроля формы прокатываемой полосы, заключающийся в сканировании поверхности прокатываемой полосы в поперечном ее направлении световым лучом, определении заданных параметров отдельных точек данного луча на указанной поверхности и сравнении данных параметров с эталонными (RU №2179328, G 02 B 21/00, опубл. 10.02.2002).There is a method of optical control of the shape of the rolled strip, which consists in scanning the surface of the rolled strip in the transverse direction with a light beam, determining the given parameters of individual points of the given beam on the specified surface and comparing these parameters with the reference ones (RU No. 2179328, G 02 B 21/00, publ. 10.02.2002).

Известный способ заключается в том, что предварительно сканируют световым пучком эталонную поверхность, а затем по тем же траекториям сканируют исследуемую поверхность, при этом последовательно сканируют каждую точку как исследуемой, так и эталонной поверхности, по меньшей мере, первым и вторым световым пучком, причем указанные световые пучки разделяют на два параксиальных луча, один из которых сдвигают относительно других по частоте и в пространстве вдоль первой оси в первом световом пучке и вдоль ортогональной ей второй оси во втором световом пучке, при этом измеряют разность фаз отраженных лучей для выбранного количества точек сканируемой поверхности, аппроксимируют данные о разности фаз отраженных лучей, полученные при сканировании эталонной поверхности, двумерными полиномами, затем осуществляют двумерное интегрирование указанных аппроксимированных данных вдоль траекторий перемещения световых пучков и аппроксимируют указанные проинтегрированные данные двумерными полиномами, затем корректируют данные о разности фаз отраженных лучей, полученные при сканировании исследуемой поверхности, на основе упомянутых аппроксимированных данных о разности фаз отраженных лучей в соответствующих точках эталонной поверхности, осуществляют двумерное интегрирование упомянутых скорректированных данных, полученных при сканировании исследуемой поверхности, вдоль траекторий перемещения световых пучков, корректируют указанные проинтегрированные данные на основе упомянутых аппроксимированных и проинтегрированных данных о разности фаз отраженных лучей в соответствующих точках эталонной поверхности, после чего строят изображение и/или определяют параметры профиля исследуемой поверхности.The known method consists in the fact that the reference surface is pre-scanned with a light beam, and then the test surface is scanned along the same paths, with each point of both the test and reference surfaces being sequentially scanned by at least the first and second light beams, said light beams are divided into two paraxial rays, one of which is shifted relative to the others in frequency and space along the first axis in the first light beam and along the second axis orthogonal to it in the second a light beam, while measuring the phase difference of the reflected rays for a selected number of points of the scanned surface, approximating the data on the phase difference of the reflected rays obtained by scanning the reference surface, two-dimensional polynomials, then carry out two-dimensional integration of these approximated data along the paths of the light beams and approximate these integrated data by two-dimensional polynomials, then correct the data on the phase difference of the reflected rays obtained by scanning According to the approximated data on the phase difference of the reflected rays at the corresponding points of the reference surface, two-dimensional integration of the corrected data obtained by scanning the investigated surface along the paths of the light beams is carried out, and these integrated data are corrected based on the mentioned approximated and integrated data the phase difference of the reflected rays at the corresponding points of the reference surface, according after which they build an image and / or determine the profile parameters of the investigated surface.

Недостатками данного способа являются его аппаратная сложность и трудоемкость в алгоритмическом решении, не позволяющие получать итоговые показатели в экспресс-режиме, которые можно было бы использовать в качестве корректирующих параметров и параметров управления технологическим процессом прокатки полосы, контроль которой производится в текущем времени.The disadvantages of this method are its hardware complexity and complexity in the algorithmic solution, which does not allow to obtain the final indicators in express mode, which could be used as correction parameters and control parameters of the technological process of rolling the strip, which is controlled in the current time.

Настоящее изобретение направлено на расширение арсенала аппаратных средств, позволяющих на новом алгоритме осуществлять контроль за формой прокатываемой полосы с одновременной выдачей сигналов управления процессом прокатки этой полосы.The present invention is aimed at expanding the arsenal of hardware that allows for a new algorithm to control the shape of the rolled strip with the simultaneous generation of control signals for the rolling process of this strip.

Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении достоверности и временной эффективности способа контроля формы прокатываемой полосы, позволяющих использовать результаты контроля в качестве сигналов управления процессом прокатки этой полосы.The technical result achieved in this case is to increase the reliability and time efficiency of the method for controlling the shape of the rolled strip, allowing the use of the control results as control signals for the rolling process of this strip.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе лазерного контроля формы прокатываемой полосы, заключающийся в сканировании поверхности прокатываемой полосы в поперечном ее направлении лазерном лучом, определении заданных параметров отдельных точек данного луча на указанной поверхности и сравнении данных параметров с эталонными, отличающийся тем, что при сканировании обеспечивают проекцию лазерного луча на поверхность прокатываемой полосы, осуществляют видеозахват проекции этого луча на поверхности прокатываемой полосы и точки близлежащей кромки прокатываемой полосы, далее полученное видеоизображение проекции лазерного луча разбивают на заданное количество интервалов по ширине проката и для каждого интервала полученное видеоизображение разлагают на линию самых крайних точек проекции луча, входящих в проекцию, линию самых ярких точек внутри проекции луча, линию самых крайних точек проекции луча, выходящих из зоны измерения, и производят съем координат составляющих линий, и далее по снятым координатам производят расчет обобщающего параметра SARK, оценивающего форму (плоскостность) проката по формулеThe specified technical result is achieved in that in the method of laser control of the shape of the rolled strip, which consists in scanning the surface of the rolled strip in the transverse direction with a laser beam, determining the specified parameters of individual points of the beam on the specified surface and comparing these parameters with the reference ones, characterized in that when scanning ensure the projection of the laser beam on the surface of the rolled strip, carry out video capture of the projection of this beam on the surface of the rolled strip the points of the adjacent edge of the rolled strip, then the resulting video image of the projection of the laser beam is divided into a predetermined number of intervals along the width of the rental and for each interval the resulting video image is decomposed into a line of the most extreme points of the projection of the beam included in the projection, the line of the brightest points inside the projection of the beam, the line the most extreme points of the projection of the beam, leaving the measurement zone, and make the coordinates of the component lines, and then, using the taken coordinates, calculate the generalizing parameter SARK, evaluating the shape (flatness) of the rental according to the formula

Syi=Ypi× Ynoi=ly;Sy i = Y pi × Yno i = ly;

Sxi=((Ynoi+Xnoi)/2)× (Xpi-Ypi)=Ix;Sx i = ((Yno i + Xno i ) / 2) × (Xp i -Yp i ) = Ix;

S=Sxi+Syi=I;S = Sx i + Sy i = I;

SARK(i, j)=I 1/z (i, j) или (logi(i, j) SARK(i, j))× z(i, j)=1,SARK (i, j) = I 1 / z (i, j) or (log i (i, j) SARK (i, j) ) × z (i, j) = 1,

где Ypi - координата линии самых ярких точек внутри диапазона проекции светового луча в i-ой точке по ширине проката;where Yp i is the coordinate of the line of the brightest points within the range of projection of the light beam at the i-th point along the width of the rental;

Xpi - координата линии самых крайних точек световой проекции луча, выходящих из зоны измерения, в i-ой точке по ширине проката;Xp i - the coordinate of the line of the most extreme points of the light projection of the beam, leaving the measurement zone, at the i-th point along the width of the rental;

Ynoi - нормированная координата линии самых ярких точек внутри диапазона проекции светового луча в i-ой точке по ширине проката;Yno i - normalized coordinate of the line of the brightest points within the range of projection of the light beam at the i-th point along the width of the rental;

Хnоi - нормированная координата линии самых крайних точек световой проекции луча, выходящей из зоны измерения, в i-ой точке по ширине проката;Xno i is the normalized coordinate of the line of the most extreme points of the light projection of the beam emerging from the measurement zone at the i-th point along the width of the rental;

Z(ij) - величина суммирующая координаты Ynoi и Xnoi.Z (ij) is the value summing the coordinates of Yno i and Xno i .

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.These features are significant and interconnected with the formation of a stable set of essential features sufficient to obtain the desired technical result.

Настоящее изобретение поясняется конкретным примером, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность получения требуемого технического результата.The present invention is illustrated by a specific example, which, however, is not the only possible, but clearly demonstrates the possibility of obtaining the desired technical result.

На фиг.1 - схема сканирующей системы по отношению к прокатываемой полосе, вид сверху;Figure 1 - diagram of the scanning system with respect to the rolled strip, top view;

фиг.2 - то же, что на фиг.1, вид сбоку;figure 2 is the same as in figure 1, side view;

фиг.3 - схема разложения видеоизображения на составляющие линии;figure 3 - diagram of the decomposition of the video into component lines;

фиг.4 - иллюстрация расчета суммирующей координаты Zni;figure 4 - illustration of the calculation of the summing coordinates Zn i ;

фиг.5 - иллюстрация геометрической интерпретации;5 is an illustration of a geometric interpretation;

фиг.6 - график сравнения скорости движения сигнала Wi с эталонным значением (первый пример эталона);6 is a graph comparing the speed of a Wi signal with a reference value (first example of a reference);

фиг.7 - то же, что на фиг.6, второй пример эталона;Fig.7 is the same as in Fig.6, a second example of a standard;

фиг.8 - то же, что на фиг.6, третий пример эталона;Fig.8 is the same as in Fig.6, a third example of a standard;

Согласно настоящему изобретению способ лазерного контроля формы прокатываемой полосы заключается в сканировании поверхности прокатываемой полосы в поперечном ее направлении световым лучом, определении заданных параметров отдельных точек данного луча на указанной поверхности и сравнении данных параметров с эталонными. При сканировании осуществляют развертку светового луча в прямую линию с обеспечением проекции этого луча на поверхности прокатываемой полосы, затем осуществляют видеозахват зоны проекции данного луча на участке контролируемой поверхности и точки близлежащей кромки прокатываемой полосы, разбивают зону измерения светового луча на заданное количество интервалов и для каждого интервала полученное видеоизображение разлагают на составляющие точки, формирующие соответственно линию самых крайних точек световой проекции луча, входящей в зону измерения, линию самых ярких точек внутри области проекции светового луча и линию самых крайних точек световой проекции луча, выходящей из зоны измерения, для определения их координат по длине поверхности проката, производят нормирование координат линий самых ярких точек внутри зоны измерения и самых крайних точек световой проекции луча, выходящей из зоны измерения, и определяют значение суммирующей координаты, являющейся результирующей скоростью нормированных оптических координат, по которой с учетом координат точек линий самых ярких точек внутри зоны измерения и самых крайних точек световой проекции луча, выходящей из зоны измерения, путем геометрической интерпретации определяют обобщающий параметр формы прокатываемой полосы SARK(i, j) по следующей формуле:According to the present invention, the method of laser control of the shape of the rolled strip consists in scanning the surface of the rolled strip in the transverse direction with a light beam, determining the given parameters of individual points of the given beam on the specified surface, and comparing these parameters with the reference ones. When scanning, the light beam is scanned in a straight line with the projection of this beam on the surface of the rolled strip, then the video captures the projection zone of this beam on the area of the controlled surface and the point of the adjacent edge of the rolled strip, breaks the light beam measurement zone into a predetermined number of intervals and for each interval the resulting video image is decomposed into constituent points, respectively forming a line of the most extreme points of the light projection of the beam included in measurement, the line of the brightest points inside the projection area of the light beam and the line of the most extreme points of the light projection of the beam leaving the measurement zone, to determine their coordinates along the length of the rental surface, normalize the coordinates of the lines of the brightest points inside the measurement zone and the most extreme points of the light projection of the beam leaving the measurement zone, and determine the value of the summing coordinate, which is the resulting speed of the normalized optical coordinates, according to which, taking into account the coordinates of the points of the lines of the most bright points inside the measurement zone and the most extreme points of the light projection of the beam emerging from the measurement zone, by means of geometric interpretation determine the generalizing shape parameter of the rolled strip SARK (i, j) according to the following formula:

Syi=Ypi× Ynoi=ly;Sy i = Y pi × Yno i = ly;

Sxi=((Ynoi+Xnoi)/2)× (Xpi-Ypi)=Ix;Sx i = ((Yno i + Xno i ) / 2) × (Xp i -Yp i ) = Ix;

S=Sxi+Syi=I;S = Sx i + Sy i = I;

SARKi, j)=I 1/z (i, j) или (logi(i, j) sark(i, j))× z(i, j)=1,SARK i, j) = I 1 / z (i, j) or (log i (i, j) sark (i, j) ) × z (i, j) = 1,

где Ypi - координата линии самых ярких точек внутри диапазона проекции светового луча в i-ой точке по ширине проката;where Yp i is the coordinate of the line of the brightest points within the range of projection of the light beam at the i-th point along the width of the rental;

Xpi - координата линии самых крайних точек световой проекции луча, выходящих из зоны измерения, в i-ой точке по ширине проката;Xp i - the coordinate of the line of the most extreme points of the light projection of the beam, leaving the measurement zone, at the i-th point along the width of the rental;

Ynoi - нормированная координата линии самых ярких точек внутри диапазона проекции светового луча в i-ой точке по ширине проката;Yno i - normalized coordinate of the line of the brightest points within the range of projection of the light beam at the i-th point along the width of the rental;

Хnоi - нормированная координата линии самых крайних точек световой проекции луча, выходящей из зоны измерения, в i-ой точке по ширине проката;Xno i is the normalized coordinate of the line of the most extreme points of the light projection of the beam emerging from the measurement zone at the i-th point along the width of the rental;

Z(i, j) - величина суммирующая координаты Ynoi и Хnоi.Z (i, j) is the value summing the coordinates of Yno i and Xno i .

Ниже приводится рассмотрение конкретного примера реализации способа по настоящему изобретению.The following is a discussion of a specific example implementation of the method of the present invention.

Предлагаемый способ заключается в следующем.The proposed method is as follows.

Для реализации способа используется сканирующая система, представленная на фиг.1 и 2. Источником лазерного излучения 1 производится оптическая развертка луча в прямую линию 2, которая проецируется на поверхности прокатываемого (контролируемого) метала 3.To implement the method, the scanning system shown in Figs. 1 and 2 is used. The source of laser radiation 1 is an optical scan of the beam in a straight line 2, which is projected onto the surface of the rolled (controlled) metal 3.

Приемная система 4 производит видеозахват зоны проекции лазерного луча 5 на контролируемой поверхности и точки 6 близлежащей кромки прокатываемой полосы. В качестве источника лазерного излучения применяется гелийнеоновый лазер ГН15, ГН25 с встроенной в него зеркальной линзой, производящей развертку пучка лазера в прямую линию, причем толщина развертки регулируется в диапазоне от 4 до 12 мм в зависимости от требований условий прокатки и измерения, таких как скоростной режим работы, фоновая освещенность и др. В качестве приемной системы используется любая система видеозахвата, позволяющая производить видеонаблюдение диапазона контролируемой полосы в реальном масштабе времени с частотой 25-50 Гц, с передачей информации в блок обработки вычислительной техники (не показан). В качестве вычислительной техники применяется персональный компьютер, оснащенный блоком приема и оцифровки изображения с соответствующим программным обеспечением, осуществляющим в соответствии с заданным алгоритмом обработку данных.The receiving system 4 captures the projected area of the laser beam 5 on a controlled surface and point 6 of the adjacent edge of the rolled strip. A GN15, GN25 helium-neon laser is used as a laser radiation source with a built-in mirror lens that scans the laser beam in a straight line, and the scan thickness is adjustable in the range from 4 to 12 mm depending on the requirements of rolling and measuring conditions, such as high-speed mode works, background illumination, etc. As a receiving system, any video capture system is used that allows video surveillance of the range of the controlled band in real time with a frequency of 25-50 n, the transfer of information in the computing processing unit (not shown). As a computing technique, a personal computer is used, equipped with a block for receiving and digitizing the image with the corresponding software, which processes the data in accordance with a given algorithm.

Полученное видеоизображение проекции лазерного луча разлагается на следующие составляющие линии (фиг.3):The resulting video image of the projection of the laser beam is decomposed into the following component lines (figure 3):

- “О” - линия самых крайних точек лазерной проекции луча, входящей в зону измерения;- “O” - the line of the most extreme points of the laser projection of the beam entering the measurement zone;

- “Y” - линия самых ярких точек внутри зоны измерения;- “Y” - the line of the brightest points inside the measurement zone;

- “X” - линия самых крайних точек лазерной проекции луча, выходящей из зоны измерения.- “X” is the line of the most extreme points of the laser projection of the beam emerging from the measurement zone.

Затем производится разбивка области проекции лазерного луча на i интервалов по ширине проката. Причем количество интервалов разбивки по ширине может составлять от 0 до 600 и более в зависимости от углов установки сканирующей системы и характеристик приемной системы.Then, the projection area of the laser beam is divided into i intervals along the rolled width. Moreover, the number of breakdown intervals in width can be from 0 to 600 or more, depending on the installation angles of the scanning system and the characteristics of the receiving system.

Производится съем координат, составляющих лазерные проекции линий:The coordinates of the laser line projections are taken:

- Yo(i, j) - координата линии “Y” в i-ой точке по ширине проката и в соответствующей ей j-ой точке по длине проката;- Yo (i, j) - coordinate of the “Y” line at the i-th point along the width of the rental and at the corresponding j-th point along the length of the rental;

- Xo(i, j) - координата линии “X” в i-ой точке по ширине проката и в соответствующей ей j-ой точке по длине проката;- Xo (i, j) - the coordinate of the line “X” at the i-th point along the width of the rental and at the corresponding j-th point along the length of the rental;

- Yp(i, j) - координата линии “Y” в i-ой точке по ширине проката и в соответствующей ей j-ой точке по длине проката (начало координат в т.О);- Yp (i, j) - coordinate of the “Y” line at the i-th point along the width of the rental and at the corresponding j-th point along the length of the rental (origin in T.O);

- Хр(i, j) - координата линии “X” в i-ой точке по ширине проката и в соответствующей ей j-ой точке по длине проката (начало координат в т.О);- Хр ( i, j) - coordinate of the “X” line at the i-th point along the rental width and at the corresponding j-th point along the rental length (origin in t.O);

- Yh(j) - координата кромки (фиг.1, 2, поз.6) по длине проката в j-ой точке, которая характеризует изменение толщины (продольный профиль).- Yh (j) is the coordinate of the edge (Fig. 1, 2, item 6) along the length of the rolled product at the j-th point, which characterizes the change in thickness (longitudinal profile).

Оценка значений на каждом из разбитых интервалов i осуществляется по максимальному значению внутри i-ого интервала, среднеарифметическому значению внутри измеряемого интервала, среднеквадратичному отклонению внутри измеряемого интервала.Evaluation of values for each of the divided intervals i is carried out according to the maximum value inside the i-th interval, the arithmetic mean value inside the measured interval, and the standard deviation inside the measured interval.

Нормирование оптических значений Хоi и Yоi производится по формулеNormalization optical values and YO Ho i i by the formula

Хni=(Хоi-Хоmin)/Хоmin,Xn i = (Xo i -Xo min ) / Xo min ,

Yni=(Yoi-Yomin)/Yomin,Yn i = (Yo i -Yo min ) / Yo min ,

где Хоmin и Yomin - минимальное значение соответствующих координат по всей ширине прокатываемого метала.where Хо min and Yo min - the minimum value of the corresponding coordinates over the entire width of the rolled metal.

Расчет значений суммирующей координаты Zni (фиг.4), физический смысл которой отражает результирующая скорость горизонтальной Хni и вертикальной Yni составляющей, осуществляют по формулеThe calculation of the values of the summing coordinates Zn i (figure 4), the physical meaning of which reflects the resulting speed of the horizontal Xn i and vertical Yn i component, is carried out according to the formula

Zni=(Хn 2 i +Yn 2 i )0,5.Zn i = (Xn 2 i + Yn 2 i ) 0.5 .

Далее проводится геометрическая интерпретация (фиг.5) и расчет обобщающего параметра SARK(i, j), оценивающего форму (плоскостность) проката:Next, a geometric interpretation (Fig. 5) and calculation of the generalizing parameter SARK (i, j), evaluating the shape (flatness) of the rental:

Syi=Ypi× YnOi=ly;Sy i = Yp i × YnO i = ly;

Sxi=((Ynoi+Xnoi)/2)× (Xpi-Ypi)=Ix;Sx i = ((Yno i + Xno i ) / 2) × (Xp i -Yp i ) = Ix;

S=Sxi+Syi=I;S = Sx i + Sy i = I;

SARK(i, j)=l 1/z (i, j) или (logi(i, j) SARK(i, j))× Z(i, j)=1.SARK (i, j) = l 1 / z (i, j) or (log i (i, j) SARK (i, j) ) × Z (i, j) = 1.

Показатели SARK(i, j) и Yhj, являются системой, характеризующей профиль, форму и плоскостность проката, которые позволяют визуализировать форму и являются исходными данными для корректного управления технологическим процессом. Они также могут быть использованы как исходные (входные) данные в системах автоматизированного регулирования и управления.SARK (i, j) and Yh j indicators are a system that characterizes the profile, shape and flatness of rolled products, which allow us to visualize the form and are the initial data for the correct control of the technological process. They can also be used as source (input) data in automated regulation and control systems.

Вместе с тем предлагаемый способ позволяет оценивать качество поверхности прокатываемого материала и дефекты контролируемой поверхности. Это осуществимо в том случае, когда область контролируемой ширины проката разбито на максимальное число областей (m&γτ; 200).However, the proposed method allows to evaluate the surface quality of the rolled material and the defects of the controlled surface. This is feasible when the area of controlled rolling width is divided into the maximum number of areas (m > 200).

Параметр SARK применяется для корректного управления технологическим процессом путем регулирования формы проката. С помощью способа обнаружения движущихся объектов проводится пространственно-временная фильтрация параметра SARK по алгоритму:The SARK parameter is used to correctly control the process by adjusting the shape of the rental. Using the method of detecting moving objects, spatio-temporal filtering of the SARK parameter is performed according to the algorithm:

- определение абсолютных значений лапласианов Li по формуле- determination of the absolute values of Li Laplacians by the formula

Li(SARK)=SARKii, (j+1)-2× SARKi, (j)+SARKi, (j-1),Li (SARK) = SARKi i, (j + 1) -2 × SARK i, (j) + SARK i, (j-1) ,

где (j+i), (j), (j-i) - три последовательных момента времени в i-ой точке по ширине прокатываемой полосы;where (j + i), (j), (j-i) are three consecutive points in time at the i-th point along the width of the rolled strip;

- определение скорости движения изображения сигнала Wi путем деления значения пороговых значений лапласиан, прошедших пространственно-временную фильтрацию, на интервал времени, в течение которого происходило смещение- determining the speed of movement of the image of the Wi signal by dividing the threshold values of the Laplacians that underwent space-time filtering by the time interval during which the shift

Wj=l(i, j)(SARK)/τ ;Wj = l (i, j) (SARK) / τ;

τ =3/Vskan,τ = 3 / Vskan,

где τ - время, в течение которого изменялись три измеренных значения:where τ is the time during which the three measured values changed:

(j+i, j и j-1):li(SARK).(j + i, j and j-1): l i (SARK).

После этого производится бинаризация значений Wi путем задания порогов полученных значений. Значениям меньше заданного порога Q присваивается бинаризированный уровень “О”, значениям равным и более заданному порогу Q присваивается бинаризированный уровень “1”.After that, the Wi values are binarized by setting the thresholds of the obtained values. Values less than a given threshold Q are assigned a binarized level “O”, values equal to and greater than a given threshold Q are assigned a binarized level “1”.

Далее, полученные значения скорости движения сигнала Wi в i-ой точке по ширине проката преобразовываются в продольную ось j, и производится сравнивание с одним из предлагаемых трех эталонов (фиг.6, 7, 8).Next, the obtained values of the speed of movement of the Wi signal at the i-th point along the rolling width are converted into the longitudinal axis j, and comparison is made with one of the proposed three standards (Fig.6, 7, 8).

Корректное управление технологическим процессом по сравниванию с разработанными эталонами производится путем идентификации фактического значения Wi на бинаризированном уровне с соответствующим эталоном, принятием решения о применении того или иного эталона и способа регулирования (обратной связью). Оперативная обратная связь может быть осуществлена путем чисто тепловой, силовой или совместной профилировкой прокатных валков.Correct process control by comparison with the developed standards is carried out by identifying the actual value of Wi at the binarized level with the corresponding standard, deciding on the use of one or another standard and regulation method (feedback). Operational feedback can be carried out by purely thermal, power or joint profiling of the rolls.

Чисто тепловая профилировка производится в случае хаотического расположения тех или иных эталонов по ширине прокатываемой полосы. На участке идентификации с первым эталоном (фиг.6) (укорочение полосы в i-ой точке) производится уменьшение подачи смазочно-охлаждающей жидкости прокатного валка с 50% (номинал) до 25% в соответствующей по ширине прокатываемой полосы форсунки, тем самым происходит местное увеличение диаметра рабочего валка и удлинения полосы в этой точке (тепловая профилировка валков). Режим работы форсунки возвращается в исходный (номинал - 50%) при идентификации фактического значения Wi третьему эталону (фиг.8) (идеальное или допустимое на бинаризированном уровне значение). На участке идентификации с вторым эталоном (фиг.7) (удлинение полосы в i-ой точке) производится увеличение подачи смазочно-охлаждающей жидкости прокатного валка с 50% (номинал) до 75% в соответствующей по ширине прокатываемой полосы форсунки, тем самым происходит местное уменьшение диаметра рабочего валка и укорочение полосы в этой точке (тепловая профилировка валков). Режим работы форсунки возвращается в исходный (номинал - 50%) при идентификации фактического значения Wi третьему эталону (фиг.8) (идеальное или допустимое на бинаризированном уровне значение). Как следует из вышеописанного, на участке идентификации фактического значения Wi с третьим эталоном (идеальное или допустимое на бинаризированном уровне значение) форсунка подает смазочно-охлаждающую жидкость на номинальном уровне (например, 50%, в зависимости от условий прокатки номинальный уровень и уровень корректировки может корректироваться исходной настройкой процесса).Purely thermal profiling is carried out in the case of a random arrangement of certain standards across the width of the rolled strip. In the identification section with the first reference (Fig. 6) (shortening the strip at the i-th point), the supply of cutting fluid cutting fluid is reduced from 50% (nominal) to 25% in the nozzle corresponding to the width of the rolled strip, thereby local an increase in the diameter of the work roll and elongation of the strip at this point (thermal profiling of the rolls). The nozzle operating mode returns to its original (nominal value - 50%) when identifying the actual Wi value to the third standard (Fig. 8) (ideal or acceptable value at the binarized level). In the identification area with the second standard (Fig. 7) (strip elongation at the i-th point), the supply of cutting fluid cutting fluid is increased from 50% (nominal) to 75% in the nozzle corresponding to the width of the rolled strip, thereby local reducing the diameter of the work roll and shortening the strip at this point (thermal profiling of the rolls). The nozzle operating mode returns to its original (nominal value - 50%) when identifying the actual Wi value to the third standard (Fig. 8) (ideal or acceptable value at the binarized level). As follows from the above, in the area of identification of the actual value of Wi with the third standard (ideal or acceptable value at the binarized level), the nozzle supplies the cutting fluid at the nominal level (for example, 50%, depending on the rolling conditions, the nominal level and the level of correction can be adjusted initial setting of the process).

Силовая профилировка валков производится в следующих случаях. Ширина прокатываемой полосы условно разбивается на три равных отрезка (левая, средняя и правая сторона) и при соответствующем нахождении эталона в рассматриваемой зоне в 50% и более случаях или при последовательном расположении 30% и более в поперечном направлении применяется силовая профилировка: дополнительный изгиб (первый эталон) или противоизгиб рабочих валков (второй эталон).Power roll profiling is performed in the following cases. The width of the rolled strip is conventionally divided into three equal segments (left, middle and right side), and with the appropriate location of the standard in the considered zone in 50% or more cases or with a sequential arrangement of 30% or more in the transverse direction, force profiling is applied: additional bending (first standard) or anti-bending of work rolls (second standard).

При невозможности устранения дефектов формы и выходе на заданную форму (третий эталон) в течение времени 7-15 сек, производится совместная тепловая и силовая профилировка, причем приоритетным каналом регулирования в этом случае, является силовая профилировка, а затем совместная.If it is impossible to eliminate the defects in the shape and reach the specified shape (third standard) within 7-15 seconds, a joint thermal and power profiling is performed, and the priority control channel in this case is power profiling, and then joint.

По записанным значениям формы и ее корректировки в файл или другой источник архивной информации предложенный способ позволяет также проводить исходную настройку прокатного стана: механическая профилировка и шероховатость валков, состав технологической смазки, введенной в нее присадки и др.According to the recorded values of the form and its adjustment to a file or other source of archival information, the proposed method also allows for the initial adjustment of the rolling mill: mechanical profiling and roughness of the rolls, the composition of the technological lubricant, additives added to it, etc.

Claims (1)

Способ лазерного контроля формы прокатываемой полосы, заключающийся в сканировании поверхности прокатываемой полосы в поперечном ее направлении лазерным лучом, определении заданных параметров отдельных точек данного луча на указанной поверхности и сравнении данных параметров с эталонными, отличающийся тем, что при сканировании обеспечивают проекцию лазерного луча на поверхность прокатываемой полосы, осуществляют видеозахват проекции этого луча на поверхности прокатываемой полосы и точки близлежащей кромки прокатываемой полосы, далее полученное видеоизображение проекции лазерного луча разбивают на заданное количество интервалов по ширине проката и для каждого интервала полученное видеоизображение разлагают на линию самых крайних точек проекции луча, входящих в проекцию, линию самых ярких точек внутри проекции луча, линию самых крайних точек проекции луча, выходящих из зоны измерения, и производят съем координат составляющих линий и далее по снятым координатам производят расчет обобщающего параметра SARK, оценивающего форму (плоскостность) проката.The method of laser control of the shape of the rolled strip, which consists in scanning the surface of the rolled strip in the transverse direction with a laser beam, determining the specified parameters of individual points of the given beam on the specified surface and comparing these parameters with the reference ones, characterized in that during scanning they provide a projection of the laser beam on the surface of the rolled stripes, carry out video capture of the projection of this beam on the surface of the rolled strip and the point of the nearby edge of the rolled strip, d Next, the resulting video image of the projection of the laser beam is divided into a specified number of intervals along the rental width and for each interval the resulting video image is decomposed into the line of the most extreme points of the projection of the beam included in the projection, the line of the brightest points inside the projection of the beam, the line of the most extreme points of the projection of the beam emerging from measurement zone, and make the coordinates of the component lines and then, using the taken coordinates, calculate the generalizing parameter SARK, evaluating the shape (flatness) of the rental.
RU2002118749/28A 2002-07-16 2002-07-16 Method for laser control of rolled strip shape RU2245514C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002118749/28A RU2245514C2 (en) 2002-07-16 2002-07-16 Method for laser control of rolled strip shape

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002118749/28A RU2245514C2 (en) 2002-07-16 2002-07-16 Method for laser control of rolled strip shape

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002118749A RU2002118749A (en) 2004-03-20
RU2245514C2 true RU2245514C2 (en) 2005-01-27

Family

ID=35139268

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002118749/28A RU2245514C2 (en) 2002-07-16 2002-07-16 Method for laser control of rolled strip shape

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2245514C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2002118749A (en) 2004-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2492634B1 (en) Method of measuring flatness of sheet and method of manufacturing steel sheet using same
US6286349B1 (en) Flatness measurement system for metal strip
KR102027617B1 (en) Method and device for measuring the flatness of a metal product
KR100465862B1 (en) Method for measuring quality of bandlike body method for suppressing camber instrument for measuring quality of bandlike body rolling machine and triming device
US6556945B1 (en) Measurement of grooves and long waves on rails with a longitudinal streak of light
AT513245B1 (en) Flatness measurement and measurement of residual stresses for a metallic flat product
JP2010524695A (en) Method for detecting and classifying surface defects in continuously cast slabs
KR20130009837A (en) Method for measuring flatness of sheet material and steel sheet production method utilizing said method
JP6003583B2 (en) Shape evaluation method, steel plate shape correction method, and steel plate manufacturing method
JP4896828B2 (en) Shape detection method and shape detection apparatus
KR101734748B1 (en) Method for measuring flatness of plate material, device for measuring flatness of plate material, and production method for steel plate
WO2018216371A1 (en) Rubber sheet monitoring apparatus and rubber sheet monitoring method
RU2245514C2 (en) Method for laser control of rolled strip shape
CN113834445A (en) Method for detecting sizes of slag and burr in casting blank flame cutting
Levichev et al. Experimental validation of a machine learning algorithm for roughness quantification in laser cutting
JP3132207B2 (en) Method and apparatus for detecting shape of running strip and rolling apparatus
KR100523219B1 (en) Method for measuring dog-bone profile of bar using both CCD camera and laser slit beam in hot strip mill
KR20040058742A (en) Optimal target shape decision system and its method for improving flatness of cold rolled strip
JP3530391B2 (en) Method for measuring maximum perpendicularity of strip-shaped member, trimming method using the measuring method, and measuring device used for the measuring method
Xilin et al. Study on laser shape measurement system for hot-rolling strip steel
JP2023070052A (en) Method for determining plate profile of steel plate, processing step setting method, manufacturing method, and method for generating plate profile determination model
JP2021179414A (en) Hot rolled steel strip meandering rate measuring apparatus and hot rolled steel strip meandering rate measuring method
KR101522359B1 (en) Method for controlling plan view shape
JP3300202B2 (en) Rolling force control method in temper rolling of steel strip
KR20240065454A (en) Flatness measurement system for improving the quality of the surface shape of steel plate

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080717