TWI767697B - 鋼捲捲形識別方法及系統 - Google Patents

Abstract

一種鋼捲捲形識別方法及系統，其中該鋼捲捲形識別系統包括一基座、至少二投射器、一影像擷取器以及一識別單元，該基座配置用以供一鋼捲移動至一固定位置；該等投射器以及該影像擷取器設置在該基座上方，該識別單元電性連接該等投射器以及該影像擷取器。

Description

鋼捲捲形識別方法及系統

本發明係關於一種監測方法及系統，特別是關於一種鋼捲捲形識別方法及系統。

鋼捲因平坦度、厚度、表面品質等需求，藉由鋼捲作業產線的軋機來進行軋延及調質作業，其中鋼捲的作業流程依序為將鋼胚入料而進入加熱爐，接著經過粗軋區及精軋區的軋機對鋼捲進行軋延及調質，再經層流冷卻水冷卻之後，由盤捲區的盤捲機對每個鋼捲進行盤捲，再出料至檢驗線的鋼捲傳送器。

在現有的鋼捲作業產線中，熱軋製程中的邊導器(Side Guide)控制方法，主要依控制任務的需求分為力量控制與位置控制兩種模式，並分別由獨立的力量控制器(Force Regulator)與位置控制器(Position Regulator)依據力量或是位置的目標值，進行單一控制參數的閉迴路控制。但在實際的熱軋製程中，位置與力量這兩個控制變數是會互相影響的，若未能適當的加以考慮此一物理現象，就會非常容易造成製程生產的中斷或是產出捲形不良的鋼捲。

為解決上述問題，係利用鋼帶挫曲檢測裝置及鋼帶寬度異常檢測裝置互相配合，動態地控制邊導器，並且在挫曲力差值大於挫曲力差設定值或該鋼帶寬度差值大於該寬度差設定值時，該鋼帶挫曲檢測裝置及該鋼帶寬度異常檢測裝置會自動地互相切換，以動態地控制及調整該邊導器之開度及夾摯力量，防止鋼帶產生挫曲變形或鋼帶側邊翻起及產生折疊，藉以防止鋼帶產生挫曲變形或鋼帶側邊翻起或產生折疊等捲形不良的問題。

然而，上述的鋼捲作業產線的動態控制及調整仍受限於鋼捲生產過程參數，無法將不合格NG鋼捲的資訊進行回饋，導致鋼捲產品品質、降低不良品比例以及製程技術的提升受到侷限。

因此，為克服現有技術中的缺點和不足，本發明有必要提供改良的一種監測方法及系統，以解決上述習用技術所存在的問題。

本發明之主要目的在於提供一種監測方法及系統，利用所獲得的圖像進行影像辨識以及運算，將不合格NG鋼捲資訊回饋產線以及主系統，供生產及操作人員即時調整，藉此提供捲形不良、NG警示的鋼捲即時資訊供相關人員確認及改善，進而提高鋼捲產品品質、降低不良品比例及製程技術的提升。

為達上述之目的，本發明提供一種鋼捲捲形識別方法，用於監測經一盤捲機產出之鋼捲，該鋼捲捲形識別方法包括一備置步驟、一投射步驟、一取像步驟以及一處理步驟；其中在該備置步驟中，將一鋼捲移動至一固定位置，並且對該鋼捲進行識別而賦予相應的一鋼捲資訊；在該投射步驟中，利用一第一投射器及一第二投射器在該鋼捲的側面的一特定位置分別投射一第一基準線及一第二基準線，其中該第一基準線及該第二基準線彼此重疊；在該取像步驟中，利用一影像擷取器獲取該鋼捲資訊形成在該鋼捲上的一資訊圖像以及該第一基準線與該第二基準線形成在該鋼捲的側面的一基準線圖像；在該處理步驟中，利用一識別單元對該資訊圖像進行識別，並且對該基準線圖像進行判斷，若該基準線圖像的第一基準線與該第二基準線出現彎折或分離，判斷為該鋼捲的捲形不佳，若否，則判斷該鋼捲的捲形正常。

在本發明之一實施例中，在該備置步驟中，是利用一投影機將該鋼捲資訊投射在該鋼捲的側面。

在本發明之一實施例中，該鋼捲資訊包含鋼捲號碼、鋼胚來源、軋延厚度及軋延力。

在本發明之一實施例中，該鋼捲資訊、該第一基準線以及該第二基準線皆投射在該鋼捲的同一側面。

在本發明之一實施例中，在該投射步驟中，利用一第三投射器在該鋼捲的側面投射一個圓，其中該圓的幾何中心與該鋼捲的側面的幾何中心重疊。

在本發明之一實施例中，在該取像步驟中，利用該影像擷取器獲取該圓形成在該鋼捲上的一圓的圖像。

在本發明之一實施例中，在該處理步驟中，利用該識別單元對該圓的圖像進行判斷，若該圓與該鋼捲的側面形成同心圓，判斷該鋼捲的捲形正常，若否，則判斷該鋼捲的捲形不佳。

在本發明之一實施例中，該第一投射器、該第二投射器及該第三投射器皆為光學投射器。

在本發明之一實施例中，該第一投射器及該第二投射器分別具有不同的投射角度。

為達上述之目的，本發明提供一種鋼捲捲形識別系統，用於監測經一盤捲機產出之鋼捲，該鋼捲捲形識別系統包括一基座、至少二投射器、一影像擷取器以及一識別單元；其中該基座配置用以供一鋼捲移動至一固定位置；該等投射器設置在該基座上方，且配置用以在該鋼捲的側面的一特定位置分別投射一第一基準線及一第二基準線，其中該第一基準線及該第二基準線彼此重疊；該影像擷取器設置在該基座上方，且配置用以獲取該鋼捲資訊形成在該鋼捲上的一資訊圖像以及該第一基準線與該第二基準線形成在該鋼捲的側面的一基準線圖像；該識別單元電性連接該等投射器以及該影像擷取器，而且該識別單元配置用以對該資訊圖像進行識別，並且對該基準線圖像進行判斷，若該基準線圖像的第一基準線與該第二基準線出現彎折或分離，判斷為該鋼捲的捲形不佳，若否，則判斷該鋼捲的捲形正常。

如上所述，本發明鋼捲捲形識別方法利用該識別單元將該影像擷取器獲得的圖像進行影像辨識以及運算，將不合格NG鋼捲資訊回饋產線以及主系統，供生產及操作人員即時調整，而留存之鋼捲側錄影像，也可以供品管人員檢討以及客戶反饋外觀捲形問題時之參考資料，藉此提供捲形不良、NG警示的鋼捲即時資訊供相關人員確認及改善，進而提高鋼捲產品品質、降低不良品比例及製程技術的提升。

為了讓本發明之上述及其他目的、特徵、優點能更明顯易懂，下文將特舉本發明較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。再者，本發明所提到的方向用語，例如上、下、頂、底、前、後、左、右、內、外、側面、周圍、中央、水平、橫向、垂直、縱向、軸向、徑向、最上層或最下層等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本發明，而非用以限制本發明。

請參照圖1及圖2所示，為本發明鋼捲捲形識別系統的一較佳實施例，用於監測經一盤捲機產出之鋼捲，該鋼捲捲形識別系統包括一基座2、一投影機3、至少二投射器4、4’、一影像擷取器5以及一識別單元6。本發明將於下文詳細說明各元件的細部構造、組裝關係及其運作原理。

續參照圖1及圖2所示，該基座2配置用供一鋼捲101移動至一固定位置，在本實施例中，該基座2設置在鋼捲檢驗線末端的鏈條傳送器上。

該投影機3設置在該基座2上方(或側方)，而且該投影機3配置用以將一鋼捲資訊投射在該鋼捲101的側面；在本實施例中，該鋼捲資訊包含鋼捲號碼、鋼胚來源、軋延厚度及軋延力，在監測時，該鋼捲101會被移動至該基座2上，接著利用該投影機3將該鋼捲資訊投射在該鋼捲101的側面(見圖2)。

續參照圖1及圖2所示，該等投射器4、4’，例如第一投射器4、第二投射器4’，設置在該基座2上方(或側方)，而且該第一投射器4及該第二投射器4’配置用以在該鋼捲101的側面的一特定位置分別投射一第一基準線L1及一第二基準線L2，其中該第一基準線L1及該第二基準線L2彼此重疊；在本實施例中，該鋼捲資訊、該第一基準線L1以及該第二基準線L2皆投射在該鋼捲101的同一側面，另再利用一第三投射器4’’在該鋼捲101的側面投射一個圓，其中該圓的幾何中心與該鋼捲的側面的幾何中心重疊(見圖2)。

續參照圖1及圖2所示，該影像擷取器5設置在該基座2上方，而且該影像擷取器5配置用以獲取該鋼捲資訊形成在該鋼捲101上的一資訊圖像以及該第一基準線L1與該第二基準線L2形成在該鋼捲101的側面的一基準線圖像。另外，再利用該影像擷取器5獲取該圓形成在該鋼捲101上的一圓的圖像。

續參照圖1及圖2所示，該識別單元6電性連接該投影機3、該第一投射器4、該第二投射器4’以及該影像擷取器5，而且該識別單元6配置用以對該資訊圖像進行識別，並且對該基準線圖像進行判斷，若該基準線圖像中的第一基準線與該第二基準線出現彎折或分離，判斷為該鋼捲101的捲形不佳，若否，則判斷該鋼捲101的捲形正常。另外，再利用該識別單元5對該圓的圖像進行判斷，若該圓與該鋼捲101的側面形成同心圓，判斷該鋼捲的捲形正常，若否，則判斷該鋼捲101的捲形不佳。

依據上述的結構，在熱軋產線中，鋼捲經由解捲機(Pay Off Reel)解捲後，以鋼帶經過軋延機完成調質，最終以盤捲機(Tension Reel)進行重捲，藉由一組以上的光學基準線，即該第一投射器4投射的第一基準線L1以及該第一投射器4’投射的第一基準線L2，同時投影在該鋼捲101側面的相同位置並重疊，並進行判斷，若遇有鋼捲捲形不佳的情形，原本重疊的二條基準線會出現彎折、分離等情形，藉以方便不良捲形之識別判斷，同時搭配入料鋼捲的ID，系統自動賦予該鋼捲101相對應的鋼捲資訊，例如鋼捲號碼，並且將具備光學基準線的鋼捲影像進行記錄及存檔。

如上所述，本發明鋼捲捲形識別系統利用該識別單元6將該影像擷取器5獲得的圖像進行影像辨識以及運算，將不合格NG鋼捲資訊回饋產線以及主系統，供生產及操作人員即時調整，而留存之鋼捲側錄影像，也可以供品管人員檢討以及客戶反饋外觀捲形問題時之參考資料，藉此提供捲形不良、NG警示的鋼捲即時資訊供相關人員確認及改善，進而提高鋼捲產品品質、降低不良品比例及製程技術的提升。

請參照圖3並配合圖1及圖2所示，為本發明鋼捲捲形識別方法的一較佳實施例，本發明鋼捲捲形識別方法使用上述的鋼捲捲形識別系統來監測經一盤捲機產出之鋼捲，其中該鋼捲捲形識別方法包括一備置步驟S201、一投射步驟S202、一取像步驟S203以及一處理步驟S204。本發明將於下文詳細說明各步驟的運作原理。

續參照圖3並配合圖1及圖2所示，在該備置步驟S201中，將一鋼捲101移動至一固定位置，並且對該鋼捲進行識別而賦予相應的一鋼捲資訊，其中該鋼捲資訊包含鋼捲號碼、鋼胚來源、軋延厚度及軋延力。在本實施例中，該鋼捲101會被移動至一基座2上，接著利用一投影機3將該鋼捲資訊投射在該鋼捲101的側面(見圖2)。

續參照圖3並配合圖1及圖2所示，在該投射步驟S202中，利用一第一投射器4及一第二投射器4’在該鋼捲101的側面的一特定位置分別投射一第一基準線L1及一第二基準線L2，其中該第一基準線L1及該第二基準線L2彼此重疊，其中該鋼捲資訊、該第一基準線L1以及該第二基準線L2皆投射在該鋼捲的同一側面。在本實施例中，另利用一第三投射器4’’在該鋼捲101的側面投射一個圓，其中該圓的幾何中心與該鋼捲的側面的幾何中心重疊(見圖2)。

續參照圖3並配合圖1及圖2所示，在該取像步驟S203中，利用一影像擷取器5獲取該鋼捲資訊形成在該鋼捲101上的一資訊圖像以及該第一基準線L1與該第二基準線L1形成在該鋼捲101的側面的一基準線圖像，另外，再利用該影像擷取器5獲取該圓形成在該鋼捲101上的一圓的圖像。

續參照圖3並配合圖1及圖2所示，在該處理步驟S204中，利用一識別單元5對該資訊圖像進行識別，並且對該基準線圖像進行判斷，若該基準線圖像的第一基準線L1與該第二基準線L2出現彎折或分離，判斷為該鋼捲的捲形不佳，若否，則判斷該鋼捲的捲形正常。在本實施例中，另外再利用該識別單元5對該圓的圖像進行判斷，若該圓與該鋼捲101的側面形成同心圓，判斷該鋼捲的捲形正常，若否，則判斷該鋼捲101的捲形不佳。

要說明的是，該第一投射器4、該第二投射器4’及該第三投射器4’’皆為光學投射器，其中該第一投射器4及該第二投射器4’分別具有不同的投射角度。

如上所述，本發明鋼捲捲形識別方法利用該識別單元6將該影像擷取器5獲得的圖像進行影像辨識以及運算，將不合格NG鋼捲資訊回饋產線以及主系統，供生產及操作人員即時調整，而留存之鋼捲側錄影像，也可以供品管人員檢討以及客戶反饋外觀捲形問題時之參考資料，藉此提供捲形不良、NG警示的鋼捲即時資訊供相關人員確認及改善，進而提高鋼捲產品品質、降低不良品比例及製程技術的提升。

雖然本發明已以較佳實施例揭露，然其並非用以限制本發明，任何熟習此項技藝之人士，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種更動與修飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

101:鋼捲

2:基座

3:投影機

4:第一投射器

4’:第二投射器

4”:第三投射器

5:影像擷取器

6:識別單元

L1:第一基準線

L2:第二基準線

S201:備置步驟

S202:投射步驟

S203:取像步驟

S204:處理步驟

圖1是依據本發明鋼捲捲形識別系統的一較佳實施例的示意圖。 圖2是使用本發明鋼捲捲形識別系統進行監測的一較佳實施例的示意圖。 圖3是依據本發明鋼捲捲形識別方法的一較佳實施例的流程圖。

3:投影機

4:第一投射器

4’:第二投射器

5:影像擷取器

6:識別單元

Claims (9)

1. 一種鋼捲捲形識別方法，用於監測經一盤捲機產出之鋼捲，該鋼捲捲形識別方法包括：一備置步驟，透過該盤捲機將一鋼捲移動至一固定位置，並且利用一識別單元對該鋼捲進行識別而賦予相應的一鋼捲資訊；一投射步驟，利用一第一投射器及一第二投射器在該鋼捲的側面的一特定位置分別投射一第一基準線及一第二基準線，其中該第一基準線及該第二基準線彼此重疊，該第一基準線以及該第二基準線皆投射在該鋼捲的同一側面，而且該第一投射器以及該第二投射器為光學投射器；一取像步驟，利用一影像擷取器獲取該鋼捲資訊形成在該鋼捲上的一資訊圖像以及該第一基準線與該第二基準線形成在該鋼捲的側面的一基準線圖像；以及一處理步驟，利用該識別單元對該資訊圖像進行識別，並且對該基準線圖像進行判斷，若該基準線圖像的第一基準線與該第二基準線出現彎折或分離，判斷為該鋼捲的捲形不佳，若否，則判斷該鋼捲的捲形正常。
2. 如請求項1所述之鋼捲捲形識別方法，其中在該備置步驟中，是利用一投影機將該鋼捲資訊投射在該鋼捲的側面。
3. 如請求項1所述之鋼捲捲形識別方法，其中該鋼捲資訊包含鋼捲號碼、鋼胚來源、軋延厚度及軋延力。
4. 如請求項2所述之鋼捲捲形識別方法，其中該鋼捲資訊、該第一基準線以及該第二基準線皆投射在該鋼捲的同一側面。
5. 如請求項1所述之鋼捲捲形識別方法，其中在該投射步驟中，利用一第三投射器在該鋼捲的側面投射一個圓，其中該圓的幾何中心 與該鋼捲的側面的幾何中心重疊，而且該第三投射器為光學投射器。
6. 如請求項4所述之鋼捲捲形識別方法，其中在該取像步驟中，利用該影像擷取器獲取一圓形成在該鋼捲上的一圓的圖像。
7. 如請求項5所述之鋼捲捲形識別方法，其中在該處理步驟中，利用該識別單元對該圓的圖像進行判斷，若該圓與該鋼捲的側面形成同心圓，判斷該鋼捲的捲形正常，若否，則判斷該鋼捲的捲形不佳。
8. 如請求項1所述之鋼捲捲形識別方法，其中該第一投射器及該第二投射器分別具有不同的投射角度。
9. 一種鋼捲捲形識別系統，用於監測經一盤捲機產出之鋼捲，該鋼捲捲形識別系統包括：一基座，配置用以供一鋼捲移動至一固定位置；至少二投射器，設置在該基座上方，且配置用以在該鋼捲的側面的一特定位置分別投射一第一基準線及一第二基準線，其中該第一基準線及該第二基準線彼此重疊，該第一基準線以及該第二基準線皆投射在該鋼捲的同一側面，而且該第一投射器以及該第二投射器為光學投射器；一影像擷取器，設置在該基座上方，且配置用以獲取該鋼捲資訊形成在該鋼捲上的一資訊圖像以及該第一基準線與該第二基準線形成在該鋼捲的側面的一基準線圖像；以及一識別單元，電性連接該等投射器以及該影像擷取器，而且該識別單元配置用以對該資訊圖像進行識別，並且對該基準線圖像進行判斷，若該基準線圖像的第一基準線與該第二基準線出現彎折或分離，判斷為該鋼捲的捲形不佳，若否，則判斷該鋼捲的捲形正常。

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