TWI420069B - Method of measurement of derusting device configuration - Google Patents

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TWI420069B TW100100008A TW100100008A TWI420069B TW I420069 B TWI420069 B TW I420069B TW 100100008 A TW100100008 A TW 100100008A TW 100100008 A TW100100008 A TW 100100008A TW I420069 B TWI420069 B TW I420069B
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除銹裝置配置量測方法
本發明係關於一種裝置配置量測方法，特別是一種除銹裝置配置量測方法。
在習知技術中，銹皮問題一直是影響產品表面品質的主要因素。例如，在熱/冷軋製程中，軋入銹皮會造成熱/冷軋產品之表面缺陷，而軋入銹皮缺陷的改善與除銹裝置及其除銹能力息息相關。除銹裝置主要功用為正確引導來自高壓管路的高壓除銹水，使其能順利作用並移除熱軋鋼帶表面因高溫加熱作業過程中產生的高溫銹皮，進而避免因銹皮殘留而被後製程軋機軋入造成軋入銹皮缺陷。反之，若除銹裝置之配置不佳或除銹裝置內之噴嘴相對位置偏移，將造成鋼帶表面形成除銹空乏區或弱化區等除銹不良情形，進而減弱除銹裝置之除銹能力，致形成軋入銹皮缺陷，降低鋼帶表面品質。
另外，在習知技術中，因除銹裝置體積過大且熱軋工場設備內部屬侷限空間，使量測基準及定位設定極為困難，且沒有適切取得除銹裝置各關鍵尺寸的量測方法，致無法取得除銹裝置及噴嘴安裝後各距離及角度等幾何尺寸，因此噴嘴銲接作業定位及管控不易。以熱軋鋼帶生產過程為例，其原料亦有210 mm、250 mm及270 mm等不同厚度，配合上述除銹裝置及噴嘴安裝後各距離及角度等幾何尺寸，對後續之除銹均有關鍵性的影響，因習知無較可靠的量測方法，使扁鋼胚厚度與除銹裝置間搭配對除銹能力的影響及變化亦無從評估，因此即使噴嘴產生偏移，亦無法取得實際偏移量。
因此，有必要提供一創新且具進步性的除銹裝置配置量測方法，以解決上述問題。
本發明係提供一種除銹裝置配置量測方法，包括以下步驟：(a)在一除銹裝置上標誌複數個定位點；(b)取得複數個二維(2D)影像，每一個二維影像包含複數個定位點，相鄰之二維影像包含至少二相同定位點；(c)重疊相鄰之二維影像之該至少二相同定位點，以串接該等二維影像形成一個三維(3D)立體模型；(d)依據一待除銹工件之尺寸建立一基準平面；及(e)依據該三維立體模型及該基準平面計算該除銹裝置相對於該基準平面之空間資訊。
本發明之除銹裝置配置量測方法可提供一產線產品生產前作為評估除銹效能之依據，亦可與因銹皮造成缺陷之產品進行缺陷位置比對，進而找出造成除銹不良區域之噴嘴位置後加以改善，使除銹裝置充分發揮應有之效能及提升產品品質。
圖1顯示本發明除銹裝置配置量測方法之流程圖；圖2顯示本發明除銹裝置與一待除銹工件之配置局部示意圖。該除銹裝置1包含複數個噴嘴11，該等噴嘴11面對該待除銹工件2。本發明之除銹裝置1配置量測方法係可應用於熱軋、鋼板及條鋼線材製程中。
在圖2中，α：扇型噴除幅角(Nozzle spray angle)；β：噴嘴11與基準平面法線方向夾角(Angle of inclination)；γ：待除銹工件2之表面21上之衝擊區域211與軋輥軸心線L的夾角(Offset angle of the nozzle against pipe roll axis)；h2：噴嘴口與待除銹工件2之表面21的垂直距離(Spray height)；A：沿噴嘴11之軸心線方向之噴嘴口至待除銹工件2之表面21的距離；B：該衝擊區域211之長度；C：該衝擊區域211於該軋輥軸心線L上之投影長度；D：相鄰衝擊區域211重疊之長度；E：噴嘴11之間距(Nozzle distance)。該軋輥軸心線L係垂直該待除銹工件2之行進方向。該扇型噴除幅角α係為噴嘴11所射出之除銹刀的擴散幅角；該衝擊區域211與軋輥軸心線L的夾角γ係為除銹刀於該待除銹工件2上形成線型之衝擊區域211與該軋輥軸心線L之夾角。
每一除銹裝置係由數十個噴嘴排列組成，其中除銹圖形為所有噴嘴所射出之除銹刀(例如水刀)，於一待除銹工件(例如熱軋鋼帶)上衝擊區域之集合，其中除銹裝置之除銹能力直接受噴嘴的距離與角度參數影響。換言之，該衝擊區域之強度與噴嘴條件之間存在特定的幾何關係，因此可利用該特定幾何關係，量測該等噴嘴間之相對位置或/及偏移量。
配合參考圖1及圖2，首先，參考步驟S11，在一除銹裝置1上標誌複數個定位點12。
參考步驟S12，取得複數個二維(2D)影像，每一個二維影像包含複數個定位點12，相鄰之二維影像包含至少二相同定位點12。在本實施例中，係以成像攝影機取得該除銹裝置1之各角度的2D平面影像。
參考步驟S13，重疊相鄰之二維影像之該至少二相同定位點12，以串接該等二維影像形成一個三維(3D)立體模型。在本實施例中，係以該等定位點12為基準，藉由電腦運算將各二維影像串接使成虛擬之該三維立體模型。
參考步驟S14，依據該待除銹工件2之尺寸建立一基準平面。在本實施例中，其係依據該待除銹工件2之表面21計算該基準平面，在該三維立體模型中即係依據該待除銹工件2之表面21作為基準平面。以一熱軋鋼帶生產過程為例，其原料扁鋼胚有210 mm、250 mm及270 mm等不同厚度，因此，在不同厚度原料扁鋼胚之應用中，會相對地建立不同之基準平面。
參考步驟S15，依據該三維立體模型及該基準平面計算該除銹裝置1相對於該基準平面之空間資訊。在步驟S15中，該空間資訊係包含該除銹裝置1之複數個噴嘴11間之相對位置或/及偏移量。
在本實施例中，在步驟S15中係依據該三維立體模型及該基準平面計算扇型噴除幅角α、噴嘴11與基準平面法線方向夾角β、待除銹工件2之表面21上之衝擊區域211與軋輥軸心線L的夾角γ、噴嘴口與待除銹工件2之表面21的垂直距離h2、沿噴嘴11之軸心線方向之噴嘴口至待除銹工件2之表面21的距離A、衝擊區域211之長度B、衝擊區域211於該軋輥軸心線L上之投影長度C、相鄰衝擊區域211重疊之長度D、噴嘴11之間距E。
在本實施例中，在步驟S15中再依據該扇型噴除幅角α、該噴嘴與基準平面法線方向夾角β、該衝擊區域與軋輥軸心線的夾角γ、該噴嘴口與基準平面的垂直距離h2及該噴嘴間距A，或依據需求一併考慮衝擊區域211之長度B、衝擊區域211於該軋輥軸心線L上之投影長度C、相鄰衝擊區域211重疊之長度D或/及噴嘴11之間距E，計算該除銹裝置之複數個噴嘴間之相對位置或/及偏移量。藉此，即可計算出該等噴嘴11間之特定幾何關係、除銹裝置1及噴嘴11之精確幾何尺寸。
在本實施例中，在步驟S15中係以電腦輔助繪圖(CAD)方式計算該空間資訊。
表一為利用本發明除銹裝置配置量測方法所實際測得之噴嘴延伸線與軋輥軸心線L的夾角數據。其中，在該量測中之基準平面係平行X-Y平面；Offset angle係為噴嘴延伸線與軋輥軸心線L的夾角，Offset angle係沿Y-Z平面進行量測。可理解的是，若量測中之基準平面係平行X-Z平面或Y-Z平面，可沿X-Y平面或X-Z平面量測噴嘴延伸線與軋輥軸心線L的夾角。
由表一之量測數據可知，實際之噴嘴角度與期望之設計值具有相當程度的偏移量，而本發明之除銹裝置配置量測方法可線上且整體地計算出該除銹裝置1所有噴嘴11之偏移量，以作為噴嘴銲接作業定位及調整配置位置之依據。
本發明之除銹裝置配置量測方法可作為以下作業之依據：除銹裝置1及噴嘴11組立以及除銹製程中之管控；除銹裝置1及其相關設備歲修及定修保養維護工作；除銹裝置1及其相關設備異常狀況確認。然而，本發明之除銹裝置配置量測方法並不限定於上述該等應用。
本發明之除銹裝置配置量測方法可提供一產線產品生產前作為評估除銹效能之依據，亦可與因銹皮造成缺陷之產品進行缺陷位置比對，進而找出造成除銹不良區域之噴嘴位置後加以改善，使除銹裝置充分發揮應有之效能及提升產品品質。
上述實施例僅為說明本發明之原理及其功效，並非限制本發明，因此習於此技術之人士對上述實施例進行修改及變化仍不脫本發明之精神。本發明之權利範圍應如後述之申請專利範圍所列。
1．．．除銹裝置
2．．．待除銹工件
11．．．噴嘴
12．．．定位點
21．．．待除銹工件之表面
211．．．衝擊區域
圖1顯示本發明除銹裝置配置量測方法之流程圖；及
圖2顯示本發明除銹裝置與一待除銹工件之配置局部示意圖。
(無元件符號說明)

Claims (6)

  1. 一種除銹裝置配置量測方法，包括以下步驟：(a)　在一除銹裝置上標誌複數個定位點；(b)　取得複數個二維(2D)影像，每一個二維影像包含複數個定位點，相鄰之二維影像包含至少二相同定位點；(c)　重疊相鄰之二維影像之該至少二相同定位點，以串接該等二維影像形成一個三維(3D)立體模型；(d)　依據一待除銹工件之尺寸建立一基準平面；及(e)　依據該三維立體模型及該基準平面計算該除銹裝置相對於該基準平面之空間資訊。
  2. 如請求項1之方法，其中在步驟(e)中，該空間資訊包含該除銹裝置之複數個噴嘴間之相對位置或/及偏移量。
  3. 如請求項1之方法，其中在步驟(e)中係依據該三維立體模型及該基準平面計算一扇型噴除幅角(Nozzle spray angle)、一噴嘴與基準平面法線方向夾角(Angle of inclination)、一衝擊區域與軋輥軸心線的夾角(Offset angle of the nozzle against pipe roll axis)、一噴嘴口與基準平面的垂直距離(Spray height)及一噴嘴間距(Nozzle distance)，該軋輥軸心線係垂直該待除銹工件之行進方向。
  4. 如請求項3之方法，其中在步驟(e)中更依據該扇型噴除幅角、該噴嘴與基準平面法線方向夾角、該衝擊區域與軋輥軸心線的夾角、該噴嘴口與基準平面的垂直距離及該噴嘴間距，計算該除銹裝置之複數個噴嘴間之相對位置或/及偏移量。
  5. 如請求項1之方法，其中在步驟(e)中依以電腦輔助繪圖(CAD)方式取得該空間資訊。
  6. 如請求項1之方法，其係應用於熱軋、鋼板及條鋼線材製程。
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