TWI391188B - 用於檢測和消除在連續鑄造產品上之鑄造缺陷的方法 - Google Patents

Description

用於檢測和消除在連續鑄造產品上之鑄造缺陷的方法

本發明係有關於一種利用連續鑄造表面外觀上的形貌資訊來識別和分類連續鑄造產品上的表面缺陷的方法。可以準確地決定缺陷及/或瑕疵的位置，並且可以評估這些缺陷及/或瑕疵。

許多方法已知可用來識別諸如連續鑄造產品之類的材料上的表面缺陷，並在識別出缺陷之後，將其加以消除。例如說，專利文獻EP 0 880 023 A1中揭露一種方法，其可自動地識別表面之缺陷，並可在進一步處理之前，亦即在輥軋機內進行最終輥製之前，利用一下游側研磨機來加以去除掉。供此目的用的研磨機可進行反向操作，因此連續分佈或是大面積分佈的缺陷將可利用一設置於研磨機上游側的觀測裝置及一設置於研磨機下游側的觀測裝置來加以識別，然後即可將這些缺陷加以去除掉。

在這些方法中，缺陷係藉由將他們與儲存的型態互相比較，以評估之，因此，缺陷識別及將缺陷自材料上加以去除掉的品質是依所儲存的東西而定。

因此之故，不必要的操作過程將不是一定能夠避免掉的。

原則上，需要識別及評估的表面缺陷是那些會在輥軋產品(例如熱軋條或板)上造成缺陷者。其將無需考量板 之表面上的任何其他瑕疵。

因此，本發明的目的是要發明一種方法，其可以僅考慮那些必須要加以評估的缺陷，而能更確實地達成缺陷評估，且能消除這些缺陷。

就此而言，在此方式中由評估所得到的資訊可在產品進一步處理之前，用來消除缺陷，或者可用來對完工產品的可能品質做早期判別及分類。

此目的是藉由一種利用有關連續鑄造表面之外觀的形貌資訊來識別和分類在連續鑄造產品上的表面缺陷之方法來加以達成的，其中缺陷及/或瑕疵的位置係準確地決定，且該等缺陷及/或瑕疵係針對其位置及範圍加以評估，並且根據在進一步處理該產品之前的該評估，來消除該等缺陷及/或瑕疵，該方法的特徵在於：在一方面，識別該連續鑄造片料初始產品之表面上的該等缺陷及/或瑕疵，且儲存其確實的位置，而另一方面，識別該完工產品上的缺陷及/或瑕疵，且儲存其確實的位置，接著將來自該片料初始產品的資訊與來自該完工產品之表面檢測的資訊相比較，而就消除來自該片料初始產品上之缺陷及/或瑕疵的目的而言，則僅考量導致或可能導致該完工產品之缺陷的該片料初始產品上缺陷及/或瑕疵的資訊。

根據本發明，連續鑄造片料的表面形貌資訊是由適當的方式來加以決定。就此而言，可以使用能在可見光或不 可見光光譜內作用的光學方法或以微波為基礎的方法。在光學領域中，可以使用條投影方法立體觀方法。以雷射為基礎的方法亦是可行的。以這些方法之一者或多者所得到的表面形貌資訊可與相關連的位置資料一起儲存。識別出來的形貌變化可藉由適當的分類方法加以評估，例如神經網路或其他方法。

根據本發明，此方法的特徵係在於一可將分類方法最佳化的學習階段，以使其可以區分出不相關的表面瑕疵及會導致或已經導致完工輥軋產品上之缺陷的相關表面缺陷，該完工輥軋產品在此例中係為熱軋條或板。

就此而言，所得到的完工產品表面檢測結果會與片料檢測系統結合起來。詳言之，完工產品上的缺陷的絕對位置會被轉換成該片料之表面上的絕對位置。針對此一目的，將例如總變形程度及橫向輥軋對縱向輥軋的比值之通過程式的資料，結合於此模式中。將該片料上之假設的表面缺陷的位置的資訊加以儲存，並與檢測系統在最後輥製後所決定的資訊相比較，這可提供一種自我學習的作用。

藉由諸如神經網路之類的分類方法所揭露之介於形貌與表面缺陷之外觀的機率之間的關係，用來進行預測。

此方法亦可同時用來測量熱軋片料及冷軋片料的表面，且片料或測量裝置之一者會在測量過程中移動。在此測量過程中，移動是以步進或連續的方式進行的。

以此方式得到的形貌資訊會根據分類的結果而定，與其絕對位置一起儲存。

針對是否存在著能在進一步處理進行之前將其自片料之表面上加以移除之表面缺陷，或是有會導致完工產品之品質的損壞之表面缺陷存在所做的決定，可以使得前述的學習階段成為必要的。此種學習可由檢測人員設定預定的數值而以人為方式為之，但這會受到主觀誤差的影響。因此，根據本發明，此問題可藉由以表面檢測系統做界面來應用於完工產品上以加以克服。

在此方法在使用於無界面式工廠(連續片料鑄造設施及輥軋機)而不直接裝載片料或是使用另外購得的片料時，此學習演算法是藉由長期數據庫來實施之。

另一種可能性是將此系統可用來作為自動化片料檢測的一部份。在此種情形中，可藉由一標註機器人來標註該等缺陷，這有助於發現要加以修復的缺陷。位置資訊亦可轉送至一處理中心，以供自動修復之用。

下面將配合於圖式來解釋本發明的方法。

為說明本方法，在一試片上以人為方式製造出瑕疵。這可在第1圖中看到。圖中的線條係標註於圖的右側方，在下面的討論中，我們將以線條5當做例子。此試片是以條投影方法加以測量，而線條5的結果是顯示於第2圖中。其形貌資訊可供用以設定出一點缺陷，如第3圖中所示。

第4圖顯示出測量裝置之系統的例子，其中設有投影 機及攝影機，位於一用來輸送片料的滾子枱上方。

最後，第5圖再次顯示出此基本概念，其中第一表面的檢測可識別出初始產品(亦即片料)上的缺陷及/或瑕疵，而後第二表面檢測系統則識別出完工輥軋產品上的缺陷及/或瑕疵。接著進行比較，以決定那一個初始識別的缺陷會導致完工產品上的缺陷，因此，以此方式，可以實施一學習程序，而結果是只需要消除那些會在完工產品上造成問題的缺陷。

1~13‧‧‧線條

第1圖顯示出一試片，其上以人為方式製造出瑕疵，亦即缺陷。

第2圖顯示出由條投影方法對試片進行測量的結果，亦即第1圖中的線條5。

第3圖顯示出此線條的形貌分析。

第4圖顯示出一測量裝置的一特定實施例。

第5圖顯示出根據本發明的檢測及評估系統的原則。

Claims (18)

1. 一種用於檢測和消除在連續鑄造產品上之鑄造缺陷的方法，該方法包括下列步驟；(a)檢測在該連續鑄造產品之表面上之該鑄造缺陷，並評估被檢測到之該鑄造缺陷的位置和尺寸；(b)儲存被檢測到之該鑄造缺陷的資訊，該資訊包括該位置和尺寸；(c)處理該連續鑄造產品，以產生完工產品；(d)檢測該完工產品上的完工產品缺陷；(e)儲存該完工產品缺陷的資訊，該資訊關於該完工產品缺陷在該完工產品上的準確位置；(f)比較被檢測到之該完工產品缺陷和被檢測到之該鑄造缺陷，以決定可導致該完工產品缺陷的資訊；和(g)至少部份基於藉由該比較而決定的資訊，來消除或防止在後續生產之完工產品上的該完工產品缺陷。
2. 如申請專利範圍第1項的用於檢測和消除在連續鑄造產品上之鑄造缺陷的方法，其中該鑄造缺陷的資訊和該完工產品缺陷的資訊包括藉由光學方法在可見光和不可見光範圍其中至少一者內作用所決定的形貌資訊。
3. 如申請專利範圍第1項的用於檢測和消除在連續鑄造產品上之鑄造缺陷的方法，其中該鑄造缺陷的資訊和該完工產品缺陷的資訊包括藉由以雷射為基礎和以微波為基 礎的方法其中至少一者所決定的形貌資訊。
4. 如申請專利範圍第2項的用於檢測和消除在連續鑄造產品上之鑄造缺陷的方法，其中藉由投影方法和立體觀方法其中至少一者而獲得該鑄造缺陷的資訊和該完工產品缺陷的資訊的形貌資訊。
5. 如申請專利範圍第1項的用於檢測和消除在連續鑄造產品上之鑄造缺陷的方法，其中該鑄造缺陷的資訊和該完工產品缺陷的資訊包括藉由電磁輻射之可見和不可見光源其中至少一者所決定的形貌資訊。
6. 如申請專利範圍第1項的用於檢測和消除在連續鑄造產品上之鑄造缺陷的方法，其中以取決於位置的方式儲存該鑄造缺陷和完工產品缺陷，且藉由分類方法評估該鑄造缺陷和完工產品缺陷。
7. 如申請專利範圍第1項的用於檢測和消除在連續鑄造產品上之鑄造缺陷的方法，其中在學習階段中執行步驟(a)-(f)，其中在該連續鑄造產品之表面上的該鑄造缺陷只有會導致在該完工產品上之表面上的該完工產品缺陷者，才會被評估為有缺陷，其中該完工產品包括熱條和片其中至少一者。
8. 如申請專利範圍第1項的用於檢測和消除在連續鑄造產品上之鑄造缺陷的方法，其中該比較步驟包括將該完工產品上之該完工產品缺陷的絕對位置轉換成在該鑄造產品上的絕對位置，其中通過順序資料被併入該轉換中。
9. 如申請專利範圍第6項的用於檢測和消除在連續鑄造產品上之鑄造缺陷的方法，其中該完工產品上之該完工產品缺陷和該連續鑄造產品上之該鑄造缺陷間的關係、及發生該完工產品缺陷的機率，被用於預測缺陷。
10. 如申請專利範圍第8項的用於檢測和消除在連續鑄造產品上之鑄造缺陷的方法，其中依據該比較的結果，該完工產品缺陷和該鑄造缺陷的形貌資訊，被以該絕對位置儲存。
11. 如申請專利範圍第1項的用於檢測和消除在連續鑄造產品上之鑄造缺陷的方法，其中藉由標註機械手來標註該完工產品上之該完工產品缺陷和該連續鑄造產品上之該鑄造缺陷其中至少一者。
12. 如申請專利範圍第1項的用於檢測和消除在連續鑄造產品上之鑄造缺陷的方法，其中從該比較所獲得的資訊被傳送至用於自動修復該連續鑄造產品的加工中心。
13. 如申請專利範圍第6項的用於檢測和消除在連續鑄造產品上之鑄造缺陷的方法，其中該分類方法利用神經網路。
14. 如申請專利範圍第8項的用於檢測和消除在連續鑄造產品上之鑄造缺陷的方法，其中在該轉換步驟中，使用了包括有總變形程度和橫向輥軋對縱向輥軋之比值其中至少一者的該通過順序資料。
15. 如申請專利範圍第1項的用於檢測和消除在連續鑄造產品上之鑄造缺陷的方法，其中只有在兩個不同的步 驟中檢測到該鑄造缺陷，才處理被檢測到之該鑄造缺陷。
16. 如申請專利範圍第1項的用於檢測和消除在連續鑄造產品上之鑄造缺陷的方法，其中該鑄造缺陷的檢測是非接觸式的超音波缺陷檢測。
17. 如申請專利範圍第11項的用於檢測和消除在連續鑄造產品上之鑄造缺陷的方法，其中在輥軋該連續鑄造產品之前，執行該標註。
18. 如申請專利範圍第1項的用於檢測和消除在連續鑄造產品上之鑄造缺陷的方法，其中該方法是自我學習的方法。