TWI535504B - Method of monitoring the offset of hot rolled strip - Google Patents

Description

監控熱軋鋼帶偏移量的方法

本發明是有關於一種鋼帶熱軋製程的監控方法，特別是指一種監控熱軋製程中鋼帶偏移量的方法。

一般來說，鋼帶的熱軋製程首先會進行熱軋階段，將扁鋼胚加熱後軋延成所需尺寸的鋼帶。而數公尺長的扁鋼胚軋延成鋼帶之後，可達數百公尺至數千公尺的長度，因此必須將鋼帶盤捲成鋼捲的形式存放，此階段所產生的鋼捲也就是所謂的粗鋼捲。粗鋼捲可再經過精整階段，也就是將粗鋼捲解捲，並加以適當的調整而轉變成品質較佳的或較符合客戶需求的鋼捲。

然而，在熱軋階段與精整階段皆會產生不同程度的鋼帶偏移，也就是鋼帶中心線偏離輸送產線的中心線，而此兩中心線的差值稱為鋼帶偏移量。若生產製造過程中發生鋼帶偏移量異常，例如突然遽增或突然遽減，那麼所產出的鋼捲在進入下一階段的處理時，例如進入冷軋製程，容易發生異常狀況，所以需要開發監控鋼帶偏移量的方法。

因此，本發明之目的，即在提供一種監控熱軋 鋼帶偏移量的方法。

於是本發明監控熱軋鋼帶偏移量的方法，適用於一包含一對鋼帶進行熱軋的熱軋階段及一對經過熱軋之鋼帶進行調整的精整階段的鋼帶熱軋製程，該鋼帶包含互為相反端的一第一端及一第二端，該熱軋階段是以該第一端作為前端來輸送該鋼帶，該精整階段是以該第二端作為前端來輸送該鋼帶，且該鋼帶在該熱軋階段與該精整階段的輸送速度相同，該方法包含：(a)擷取連續多張該鋼帶進行該熱軋階段時的熱軋階段影像，其中該等熱軋階段影像分別對應不同的鋼帶位置；(b)計算每一熱軋階段影像對應的鋼帶位置的鋼帶偏移量，其中該鋼帶偏移量為該鋼帶的鋼帶中心線與一輸送產線的輸送中心線的距離；(c)擷取連續多張該鋼帶進行該精整階段時的精整階段影像，其中該等精整階段影像分別對應不同的鋼帶位置與不同的熱軋階段影像，且每一精整階段影像與所對應的熱軋階段影像對應相同的鋼帶位置；(d)計算每一精整階段影像對應的鋼帶位置的鋼帶偏移量；及(e)針對每一精整階段影像，計算並輸出一鋼帶偏移量差值，其中該鋼帶偏移量差值為該精整階段影像對應的鋼帶偏移量與所對應的熱軋階段影像對應的鋼帶偏移量的差值。

本發明之功效在於：藉由擷取鋼帶的影像，並根據所擷取的影像計算鋼帶在熱軋階段、精整階段的鋼帶偏移量及相對應的鋼帶偏移量的差值，能監控熱軋製程中的鋼帶偏移量是否異常。

1‧‧‧監控系統

11‧‧‧影像感測單元組

111‧‧‧影像感測單元

12‧‧‧影像分析處理單元

13‧‧‧人機介面單元

14‧‧‧背景光源

15‧‧‧雷射感測器

2‧‧‧輸送產線

21‧‧‧第一端

22‧‧‧第二端

3‧‧‧鋼帶

31‧‧‧第一端

32‧‧‧第二端

411~418‧‧‧步驟

420~429‧‧‧步驟

71‧‧‧第一輸送方向

72‧‧‧第二輸送方向

81‧‧‧鋼帶中心線

82‧‧‧輸送中心線

91‧‧‧鋼帶位置

92‧‧‧鋼帶位置

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一功能方塊圖，說明執行本發明監控熱軋鋼帶偏移量的方法的監控系統；圖2是一示意圖，配合圖1說明該監控系統；圖3是一流程圖，說明本發明監控熱軋鋼帶偏移量方法的較佳實施例在一熱軋階段所執行的步驟；圖4是一流程圖，說明本發明監控熱軋鋼帶偏移量方法的較佳實施例在一精整階段所執行的步驟；圖5是一示意圖，例示在該熱軋階段，該監控系統的影像感測單元組擷取一對應一鋼帶位置的熱軋階段影像；圖6是一示意圖，例示在該熱軋階段，該影像感測單元組擷取對應一另一鋼帶位置的熱軋階段影像；圖7是一示意圖，例示在該精整階段，該影像感測單元組擷取對應圖6所示的該另一鋼帶位置的精整階段影像；圖8是一示意圖，例示在該精整階段，該影像感測單元組擷取對應圖5所示的該鋼帶位置的精整階段影像；及圖9是一示意圖，例示一顯示於一人機介面單元的監控畫面。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1及圖2，本發明監控熱軋鋼帶偏移量的方法是在圖1所示的監控系統1中執行，該監控系統1適用於對一輸送產線2上之鋼帶3進行監控，並包含一影像感測單元組11、一影像分析處理單元12、一人機介面單元13、一背景光源14及一雷射感測器15；其中該影像感測單元組11與該影像分析處理單元12分別相同於中華民國專利公告號I312705所提供的光學偵測系統的影像感測單元組及影像分析處理單元，所以如同該光學偵測系統，該監控系統1也能藉由影像來偵測該輸送產線2上之鋼帶3的外形、孔洞及邊裂。

相同於該光學偵測系統，該影像分析處理單元12電連接該影像感測單元組11，並經由一網際網路連接該人機介面單元13；且該影像感測單元組11包括二設置於該輸送產線2上方的影像感測單元111，該背景光源14設置於該影像感測單元組11的下方並在輸送該鋼帶3時位於該鋼帶3的下方。特別地，該雷射感測器15位於該二影像感測單元111之間，並用以校正該二影像感測單元111與該背景光源14的相對位置。

參閱圖3至6，圖3及圖4說明本發明監控熱軋鋼帶偏移量的方法的較佳實施例。該較佳實施例適用於一包含一對該鋼帶3進行熱軋的熱軋階段，及一對經過熱軋之鋼帶3進行調整的精整階段的鋼帶熱軋製程；其中該熱軋階段是以該鋼帶3的一第一端31作為前端來輸送該鋼帶3並在完成該熱軋階段之後產生一鋼捲，而在該精整階段是 將該鋼捲解捲並以與該第一端31互為相反端的該鋼帶3的一第二端32作為前端來輸送該鋼帶3，且該鋼帶3在該熱軋階段與該精整階段的輸送速度相同。如圖3所示，該較佳實施例在該熱軋階段進行步驟411~418，而如圖4所示，在該精整階段進行步驟420~429。以下詳細說明該較佳實施例在該熱軋階段所進行的各個步驟。

在步驟411，利用該雷射感測器15校正該二影像感測單元111與該背景光源14的相對位置。

在步驟412，該影像感測單元組11擷取該鋼帶3進行該熱軋階段時的一熱軋階段影像。

在步驟413，該影像分析處理單元12接收該熱軋階段影像，且偵測是否該熱軋階段影像具有該鋼帶3之一部分，並在偵測為是的情況下進行步驟414。

在步驟414，該影像分析處理單元12偵測是否該熱軋階段影像具有該鋼帶3的第一端31，並在偵測結果為是的情況下進行步驟415，而在偵測結果為否的情況下進行步驟417。

在步驟415，該影像分析處理單元12判斷是否第一次偵測到鋼帶3的第一端31，並在偵測結果為是的情況下進行步驟416，而在偵測結果為否的情況下進行步驟417。

在步驟416，該影像分析處理單元12為該熱軋階段影像提供一對應該熱軋階段影像的、初始的熱軋階段序號L，其中該熱軋階段序號L對應一個位於該鋼帶3的 鋼帶中心線81上的鋼帶位置，例如圖5所示的鋼帶位置91或圖6所示的鋼帶位置92；在本較佳實施例中L的值為1，但可不限於此，也可以是其他不小於0的整數。

在步驟417，該影像分析處理單元12為該熱軋階段影像提供一對應該熱軋階段影像的熱軋階段序號，其中該熱軋階段序號為，依擷取順序，該熱軋階段影像的上一張熱軋階段影像對應的熱軋階段序號加1，且該熱軋階段序號對應另一個位於鋼帶中心線81上的鋼帶位置。例如，若上一張熱軋階段影像對應的熱軋階段序號為L，則該熱軋階段影像的熱軋階段序號為L+1。

在步驟418，該影像分析處理單元12計算該熱軋階段序號對應的鋼帶位置的鋼帶偏移量並傳送至該人機介面單元13，其中該鋼帶偏移量為該鋼帶位置與該輸送產線2的輸送中心線的距離。關於求取鋼帶偏移量的方式可參閱中華民國專利公告號I312705，在此不再贅述。

舉例來說，如圖5及圖6所示，圖5及圖6中的鋼帶3是以該鋼帶3的第一端31為前端進行輸送(以第一輸送方向71進行輸送)，且對應有熱軋階段序號的熱軋階段影像共有1000張，熱軋階段序號從1至1000。圖5中的鋼帶位置91位於鋼帶中心線81上並對應熱軋階段序號300，且鋼帶偏移量為鋼帶位置91至輸送中心線82的距離，即△X；圖6中的鋼帶位置92位於鋼帶中心線81上並對應熱軋階段序號600，且鋼帶偏移量為鋼帶位置92至輸送中心線82的距離，即△Y。

此外，特別地，在本較佳實施例中，當鋼帶位置位於該輸送產線2的第一端21與該輸送中心線82之間時，鋼帶偏移量的值為正值；而當鋼帶位置位於該輸送產線2的第二端22與該輸送中心線82之間時，鋼帶偏移量的值為負值。所以，上例中的△X及△Y均為負值。

參閱圖4至8，以下詳細說明該精整階段所進行的各個步驟。

在步驟420，該影像感測單元組11擷取該鋼帶3進行該精整階段時的一精整階段影像；在步驟421，該影像分析處理單元12接收該精整階段影像，且偵測是否該精整階段影像具有該鋼帶3之一部分，並在偵測為是的情況下進行步驟422。

在步驟422，該影像分析處理單元12偵測是否該精整階段影像具有該鋼帶3的第二端32，並在偵測結果為是的情況下進行步驟423，而在偵測結果為否的情況下進行步驟425。

在步驟423，該影像分析處理單元12判斷是否第一次偵測到該鋼帶3的第二端32，並在偵測結果為是的情況下進行步驟424，而在偵測結果為否的情況下進行步驟425。

在步驟424，該影像分析處理單元12為該精整階段影像提供一對應該精整階段影像的、初始的精整階段序號L，其中該精整階段序號L對應一個位於鋼帶中心線81上的鋼帶位置，例如圖7所示的鋼帶位置92或圖8所示 的鋼帶位置91。

在步驟425，該影像分析處理單元12為該精整階段影像提供一對應該精整階段影像的精整階段序號，其中該精整階段序號為，依擷取順序，該精整階段影像的上一張精整階段影像對應的精整階段序號加1。特別地，該精整階段序號對應一熱軋階段序號，並與所對應的熱軋階段序號對應相同的鋼帶位置；其中當該熱軋階段所產生的熱軋階段序號為L至L+M-1的整數(共有M張具有熱軋階段序號的熱軋階段影像)，該精整階段序號與所對應的熱軋階段序號的總和為2L+M-1。

在步驟426，該影像分析處理單元12計算該精整階段序號對應的鋼帶位置的鋼帶偏移量並傳送至該人機介面單元13。

在步驟427，該影像分析處理單元12計算一鋼帶偏移量差值並輸出至該人機介面單元13，其中該鋼帶偏移量差值為該精整階段序號對應的鋼帶位置的鋼帶偏移量與該精整階段序號對應的熱軋階段序號所對應的鋼帶位置的鋼帶偏移量的差值。

再以圖5、圖6為例並配合參閱圖7、圖8，圖7及圖8中的鋼帶3是以該鋼帶3的第二端32為前端進行輸送(以第二輸送方向72進行輸送)，且對應有精整階段序號的精整階段影像共有1000張，精整階段序號從1至1000。圖7中的鋼帶位置92對應精整階段序號401並對應熱軋階段序號600，且鋼帶偏移量為鋼帶位置92至輸送中心線 82的距離，即△A；圖8中的鋼帶位置91對應精整階段序號701並對應熱軋階段序號300，且鋼帶偏移量為鋼帶位置91至輸送中心線82的距離，即△B。鋼帶位置92對應的鋼帶偏移量差值為△A-△Y，而鋼帶位置91對應的鋼帶偏移量差值為△B-△X。

在步驟428，該影像分析處理單元12判斷是否該鋼帶偏移量差值的絕對值不小於一預定門檻值，並在判斷結果為是的情況下進行步驟429：發送一警示訊息至該人機介面單元13以警示操作該人機介面單元13的工作人員。

參閱圖9並回顧圖8，工作人員可經由該人機介面單元13的監控畫面監控該鋼帶3的偏移量。特別地，精整階段序號701對應的鋼帶位置91對應的鋼帶偏移量差值的絕對值，也就是|△B-△X|，不小於該預定門檻值，所以在鋼帶位置91對應的精整階段序號701處顯示“異常”的警示訊息。此外，值得一提的是，經由該輸送產線2的輸送速度及該影像感測單元組11的取像頻率能輕易計算出一鋼帶位置與該鋼帶3的輸送前端(熱軋階段時為第一端31，精整階段時為第二端32)的距離，所以圖9中的曲線圖的水平座標單位(熱軋階段序號、精整階段序號)也可轉換成鋼帶位置與鋼帶的輸送前端的距離。

綜上所述，本發明監控熱軋鋼帶偏移量的方法，藉由影像感測單元組擷取鋼帶的影像，影像分析處理單元根據所擷取的影像計算鋼帶在熱軋階段、精整階段的鋼 帶偏移量及相對應的鋼帶偏移量的差值，並發送鋼帶偏移量、鋼帶偏移量的差值至人機介面單元，讓使用者能經由人機介面單元監控鋼帶在熱軋製程時的偏移量是否異常，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧監控系統

11‧‧‧影像感測單元組

12‧‧‧影像分析處理單元

13‧‧‧人機介面單元

14‧‧‧背景光源

15‧‧‧雷射感測器

Claims (6)

1. 一種監控熱軋鋼帶偏移量的方法，適用於一包含一對鋼帶進行熱軋的熱軋階段及一對經過熱軋之鋼帶進行調整的精整階段的鋼帶熱軋製程，該鋼帶包含互為相反端的一第一端及一第二端，該熱軋階段是以該第一端作為前端來輸送該鋼帶，該精整階段是以該第二端作為前端來輸送該鋼帶，且該鋼帶在該熱軋階段與該精整階段的輸送速度相同，該方法包含下列步驟：(a)擷取連續多張該鋼帶進行該熱軋階段時的熱軋階段影像，其中該等熱軋階段影像分別對應不同的鋼帶位置；(b)計算每一熱軋階段影像對應的鋼帶位置的鋼帶偏移量，其中該鋼帶偏移量為該鋼帶的鋼帶中心線與一輸送產線的輸送中心線的距離；(c)擷取連續多張該鋼帶進行該精整階段時的精整階段影像，其中該等精整階段影像分別對應不同的鋼帶位置與不同的熱軋階段影像，且每一精整階段影像與所對應的熱軋階段影像對應相同的鋼帶位置；(d)計算每一精整階段影像對應的鋼帶位置的鋼帶偏移量；及(e)針對每一精整階段影像，計算並輸出一鋼帶偏移量差值，其中該鋼帶偏移量差值為該精整階段影像對應的鋼帶偏移量與所對應的熱軋階段影像對應的鋼帶偏移量的差值。
2. 如請求項1所述的監控熱軋鋼帶偏移量的方法，其中在該(a)步驟是擷取連續M張熱軋階段影像，該等熱軋階段影像依擷取順序分別對應一熱軋階段序號，該等熱軋階段序號從L至L+M-1並分別對應不同的鋼帶位置，且L是不小於0的整數，M是正整數；在該(c)步驟，該等精整階段影像依擷取順序分別對應一數值在L與L+M-1之間的精整階段序號，且該精整階段序號對應一熱軋階段序號，並與所對應的熱軋階段序號的總和為2L+M-1且對應相同的鋼帶位置。
3. 如請求項2所述的監控熱軋鋼帶偏移量的方法，其中在該(a)步驟及該(c)步驟，L等於1。
4. 如請求項1所述的監控熱軋鋼帶偏移量的方法，其中在該(e)步驟是由一影像分析處理單元計算該鋼帶偏移量差值，且該影像分析處理單元還將該鋼帶偏移量差值發送至一經由一網際網路連接該影像分析處理單元的人機介面單元。
5. 如請求項4所述的監控熱軋鋼帶偏移量的方法，其中在該(e)步驟，當該影像分析處理單元判斷該鋼帶偏移量差值不小於一預定門檻值時，該影像分析處理單元還發送一警示訊息至該人機介面單元。
6. 如請求項1所述的監控熱軋鋼帶偏移量的方法，其中在該(a)步驟是用二影像感測單元擷取該等熱軋階段影像，且該方法還包含一在該(a)步驟之前進行的(f)步驟：利用一雷射感測器校正該二影像感測單元與一背景光源 的相對位置。