边缘堆积测量的制作方法

如今，钢带通常被各种涂层涂覆以提高其表面特性。通常通过使钢带穿过涂液来完成这些涂层，该涂液附着/粘附至带表面。在离开所述涂液时，使用擦拭装置调整涂层厚度。之后，通常对带进行热处理，并且然后在卷绕站处对带进行卷绕。

如图1所示，所述擦拭装置1通常包括位于带S的两个面上的气刀2和位于带的侧面上的挡板3。此外，挡板位置极大地影响带边缘上的涂层质量，即边缘上的涂层厚度和均匀性。当未正确设置所述挡板位置时，在带上特别是在边缘上易于形成涂层堆积。在卷绕时，带边缘上的涂层堆积叠加并最终导致线圈4，该线圈4围绕其边缘5的周长比围绕其中心6的周长大，这样的线圈在图2中示出。这对产品质量不利，因为带边缘将被拉伸并且在展开期间将导致波状边缘。在工业上，仅能够接受确定的堆积量，例如仅能够接受沿着线圈宽度的确定的变化周长。超过这个量，波状边缘可能必须被去除并且线圈必须被降级，这在经济上是不好的。

取决于各种参数例如带宽度、所需涂层厚度、涂层成分、擦拭装置磨损、所用气体的性质和带速度；必须调整诸如挡板位置和擦拭装置位置的擦拭参数以抑制边缘堆积。因此，挡板位置不能被一次性设置而必须定期调整。

在卷绕站处，沿着宽度方向的涂层厚度均匀性通常由操作员手动控制，这存在若干缺点。第一，存在安全问题，因为操作员在带卷绕处理期间必须靠近移动的带。第二，测量不精确并且取决于操作员。第三，在堆积测量与挡板可以被调整的时间之间存在滞后，因为测量是耗时的并且数据传送不是即时的。

本发明的目的是提供一种解决方案，该解决方案允许优化正被缠绕的线圈的堆积测量并且解决上述问题。

该目的通过提供根据权利要求1所述的方法来实现。该方法还可以包括权利要求2至12的任何特征。该目的还通过提供根据权利要求13至15所述的设备来实现。

根据以下对本发明的详细描述，其他特征和优点将变得明显。

为了说明本发明，将具体参照以下附图来描述各种实施方式。

图1示出了正被包括气刀和挡板的擦拭装置擦拭的带。

图2示出了在其边缘上具有边缘堆积的线圈。

图3示出了线圈、线圈表面上的三个点以及所述三个点到线圈旋转轴的距离。

图4示出了包括两个测量距离装置和线圈的本发明的实施方式。

图5示出了线圈表面上的第一点相对于线圈表面上的第二点的四种不同情况。

图6示出了说明什么是Δ12true的三种不同的情况。

图7示出了更容易经受涂层堆积的线圈部分的实施方式。

图8示出了1层线圈(A)与100层线圈(B)之间的堆积差异。

图9示出了测量装置和线圈的示意图(A)以及沿着线圈宽度的差Δ12true的曲线图(B)。

图10示出了测量装置和线圈的示意图(A)以及沿着线圈宽度的差Δ12true之和的曲线图(B)。

图11示出了激光位移传感器的实施方式。

图12示出了线圈、线圈的旋转轴和线圈的表面上的两个点(A)以及由线圈的表面上的点和线圈的旋转轴形成的角度的投影(B)。

图13示出了卷绕站的实施方式的两个视图。

本发明涉及一种用于针对正被缠绕的金属涂覆线圈控制涂层厚度均匀性的方法，所述方法包括以下步骤：

A)测量第一参考点R1与线圈表面上的第一点C1之间的第一距离D1，B)测量第二参考点R2与线圈表面上的第二点C2之间的第二距离D2，-线圈上的所述第一点和所述第二点位于沿着线圈宽度的不同点处，

C)计算所述第一距离D1与所述第二距离D2之间的差，所述差被标记为Δ12true，

D)保存所述差Δ12true，

E)在沿着整个线圈宽度的至少十分之一移动线圈表面上的第一点或第二点中的至少一个时，重复所述步骤A、B、C和D，

F)限定阈值M，

G)将每个保存的差Δ12true与所述阈值M进行比较或将差Δ12true之和与所述阈值M进行比较，

H)当所述差Δ12或所述差Δ12true之和高于所述阈值M时，发出警报。

对沿着线圈宽度的涂层厚度的控制基于沿着线圈宽度的不同点处的线圈厚度的比较。假设对于针对沿着线圈宽度的确定点的线圈周围任意点，线圈厚度是相同的。这在图3中示出，其中线圈表面上的三个点(7a，7b，7c)及它们到线圈的旋转轴9的距离(8a，8b，8c)被示出并且被假设为在缠绕期间相等。线圈厚度取决于若干参数例如线圈的层数、带厚度和涂层厚度。前两个参数对沿着线圈宽度的线圈厚度的影响被认为是可忽略的。因此，沿着线圈宽度的线圈厚度变化主要取决于沿着线圈宽度的涂层厚度变化。因此，如先前说明的，当擦拭装置未被正确设置时，在钢带的边缘上可能存在比在钢带的中心上更多的涂层，并且在缠绕时形成边缘堆积，导致类似于图2所示的线圈的线圈。例如如果气刀有缺陷，则也可能在沿着带宽度的另一部分处存在更多涂层。

金属涂覆的线圈可以由具有锌基涂层的钢制成并且可以在卷绕站处被缠绕。

如图4所示，在第一步骤A中，测量第一参考点R1与线圈表面上的第一点C1之间的距离D1。参考点R1可以近似为测量所述距离D1的第一测量装置M1的末端。因此，距离D1是第一测量装置M1与线圈表面上的点C1之间的距离。

如图4所示，在第二步骤B中，测量第二参考点R2与线圈表面上的第二点C2之间的距离D2。第二参考点R2可以近似为测量所述距离D2的第二测量装置M2的末端。因此，距离D2是第二测量装置M2与线圈表面上的第二点C2之间的距离。

第一距离D1和第二距离D2两者优先为它们的参考点与所述线圈之间的最短距离。这样的布置简化了D1和D2的确定以及因此简化了Δ12true的确定。

线圈上的第一点C1和第二点C2位于沿着线圈宽度的不同点处。在图5中针对四种不同情况示出了线圈、线圈的旋转轴以及第一距离和第二距离，其中，线圈表面可以由宽度和高度限定，所述高度对应于周长：

A)C1和C2在沿着线圈高度的相同点上，但在沿着线圈宽度的不同点处

B)C1和C2在沿着线圈高度的不同点上，但在沿着线圈宽度的不同点处

C)C1和C2在沿着线圈高度的不同点上，但在沿着线圈宽度的相同点处

D)C1和C2在沿着线圈高度的相同点上并且在沿着线圈宽度的相同点处，因此它们位于相同的部位上。

因此，在图5中，只有情况A和情况B对应于所要求保护的方法，因为C1和C2位于沿着线圈宽度的不同点处。

优选地，所述步骤A和步骤B在1秒内完成。这允许在测量时对层数的假设能够更接近实际。甚至更优选地，所述步骤A和步骤B在0.5秒内完成。

然后，计算所述第一距离D1与所述第二距离D2之间的被标记为Δ12true的差。被标记为Δ12true的差表示针对第一参考点和第二参考点涂层堆积对线圈直径的影响。但是，由于参考点R1和参考点R2可能在距线圈旋转轴不同的距离处或者实际上位于心轴上，因此可能需要调整该差Δ12true。Δ12是D1与D2之间的距离差。

图6示出三种不同的情况，其中D1和D2是其参考点与所述线圈之间的最短距离：

A)参考点R1和R2在距线圈旋转轴9相同的距离处，但仅由于边缘堆积，距离D1和D2不同。在这种情况下，距离差等于Δ12true并且在这种特别情况下Δ12＝Δ12true。

B)参考点R1和R2在距线圈旋转轴不同的距离处，并且在线圈上没有可检测的堆积，因此距离D1和D2将仅由于参考点与线圈旋转轴的间距而不同。在这种情况下，已知每个参考点到线圈旋转轴的距离ΔR1R2和/或一个参考点到另一参考点之间的间距，需要调整计算的距离。在这种情况下，Δ12true＝Δ12-ΔR1R2＝0。

C)参考点R1和R2在距线圈旋转轴不同的距离处，并且可以检测到涂层堆积。因此，D1与D2之间的距离差Δ12受堆积和每个参考点到线圈旋转轴的距离的影响。因此，Δ12true＝Δ12-ΔR1R2≠0。

在第四步骤中，所计算的差Δ12true被保存并且可访问以供进一步使用。

然后，在沿着整个线圈宽度的至少十分之一移动线圈表面上的第一点或第二点中的至少一个时，重复前四个步骤。优选地，通过相关联的测量装置沿着线圈宽度的位移来完成线圈表面上的点的位移。这样的位移允许沿着线圈宽度测量若干周长差，并且因此控制线圈宽度的至少十分之一，优选地，整个线圈宽度W的所述至少十分之一位于线圈末端，因为该线圈部分更容易经受涂层堆积，如图7中的条纹区域所示。优选地，当沿着整个线圈宽度移动线圈表面上的第一点或第二点中的至少一个时，重复所述步骤A、B、C和D。

在另一步骤中，限定阈值M。这样的阈值可以被限定为对于线圈可以接受的最大周长变化。因为涂层厚度的不均匀性可能会叠加，所以可以根据线圈的涂覆钢的层数或由心轴进行的旋转来限定所述阈值。例如，如果在带的边缘与其中心之间存在恒定的0.1mm涂层厚度差，则根据线圈层数例如心轴旋转的数目，如图8所示，对于1层线圈(A)和100层线圈(B)堆积10将不同。例如，对于具有0.38mm厚度的小型测量仪器所允许的最大堆积可以被限定为0.15μm。通常，这些线圈具有大约2000圈，因此所允许的最大周长差为0.3mm(0.15μm x 2000)。然而，对于具有2mm厚度的大型测量仪器所允许的最大堆积可以被限定为2.6μm。通常，这些线圈具有大约380圈，因此所允许的最大周长差为0.9mm(2.6μm x380)。在最后一种情况下，阈值M可以被限定为：M＝2.6μm x圈数。因此，在100次心轴旋转之后或当线圈具有100圈时，阈值将被限定为0.26mm。

之后，将阈值与每个保存的差Δ12true或差Δ12true之和进行比较。为了便于比较，可以将阈值与每个保存的差Δ12true和/或差Δ12true之和的绝对值进行比较。根据所需的控制以及在宽度方向上表面上的两个点C1和C2之间的间距，一种比较可能优于另一种比较。在不将阈值与绝对值进行比较的情况下，阈值由正值M和负值-M组成，使得如果差Δ12true低于负阈值-M，则发出警报。该警报的触发将在后面详细介绍。优选地，将阈值与每个保存的差Δ12true和差Δ12true之和进行比较。

例如，如果阈值被限定为沿着线圈宽度线圈表面上的两个点之间的最大周长变化差，则取决于C1与C2之间的被标记为C1C2的间距，可以检被测到或不被检测到。如图9所示，在表面上的两个点C1与C2之间的间距小的情况下，Δ12true可能低于阈值。在图9中，沿着线圈宽度绘制了Δ12true，因此绘制了点C1处的线圈厚度——代表在沿着线圈宽度的该位置处线圈的周长Circ1——与点C2处的线圈厚度——代表在沿着线圈宽度的该位置处线圈的周长Circ2——的差。因此，即使沿着线圈宽度的线圈表面上的两个点之间的周长差高于阈值M，在这种情况下也不会被检测到，因为不存在具有比所述阈值M大的差的间距为C1C2的两个周长或线圈厚度。

因此，可以将从线圈宽度上的一点到线圈宽度上的另一点的差Δ12true相加。该技术允许了解是否存在具有比阈值大的差的至少两个周长或两个堆积，并且获得线圈轮廓。在图10中针对与图9相同的线圈沿着线圈宽度绘制了差的总和。因此获得了线圈的轮廓。

最后，当所述差Δ12true或所述差Δ12true之和高于所述阈值M时，发出警报。警报可以是但不限于视觉警报或声音警报或其组合。视觉警报可以显示在屏幕和/或人机界面(HMI)上，并且可以突出显示包括缺陷的区域。声音警报可以像电喇叭声音。优选地，当所述差Δ12true和所述差Δ12true之和高于所述阈值M时，发出警报。

因此，本发明允许优化被缠绕的线圈的堆积测量。该优化包括建立线圈的周向轮廓的可能性，以允许评估沿着线圈宽度的涂层厚度并检测涂层缺陷。

优选地，保存在对线圈表面上的所述第一点和/或第二点进行擦拭期间在所述卷绕站上游的擦拭站的至少一个擦拭参数。优选地，所述至少一个擦拭参数与其对应的Δ12true相关联。这种擦拭参数可以是擦拭装置类型(气刀、其他可能性)、挡板位置和设计、空气喷射速度、特性和沿着带宽度的重新分配、涂层性质和所需厚度、带速度、擦拭装置磨损。所述擦拭参数不限于前述参数，而是影响擦拭的所有参数均被视为擦拭参数。这样的关联允许在擦拭参数与最终涂层之间建立联系。

优选地，所述步骤A和步骤B同时进行。这允许提高测量质量，因为它减少了振动对测量的影响。

优选地，第一距离D1和第二距离D2在0.15m与2.00m之间。由于振动，如果所述距离低于0.15米，则线圈可能会碰撞通常是距离测量装置的点的参考点，并且因此将损坏测量装置。如果距离大于2米，则需要大的自由空间，并且因此对卷绕站的尺寸产生负面影响。

优选地，使用激光位移传感器12完成对所述第一距离D1和所述第二距离D2的所述测量。这样的传感器是有利的，因为其是非接触的、快速的和准确的。如图11所示，这样的激光位移传感器11包括激光器12、发射器透镜13、接收器透镜14和光接收元件15。所述激光器瞄准线圈表面16上的点。光接收元件与线圈表面上的点之间的距离可以被视为参考点与线圈表面上的点之间的距离。在这种情况下，参考点是光接收元件。

优选地，所述激光位移传感器发射具有被包括在380nm与500nm之间的波长的光。这样的光提供较少的斑点，减少信号噪声，并因此改进测量。

优选地，所述参考点R1和R2在距线圈旋转轴相同的距离处。这样的定位简化了Δ12true＝Δ12的确定。

优选地，线圈表面上的所述第一点C1和所述第二点C2沿着线圈宽度W间隔开距离DC12，0<DC12<0.50x W。当间隔超过线圈宽度的一半时，无法估计沿着线圈宽度的涂层厚度的一部分。

优选地，当线圈的旋转轴、线圈表面上的第一点C1和第二点C2被投影在平行于线圈侧的圆盘上时，由从投影的旋转轴到线圈上的第一点的线以及从投影的旋转轴到线圈上的第二点的线形成的角度包括在0°与30°之间。图12A示出了线圈4、线圈4的旋转轴9、线圈表面上的第一点C1和第二点C2。图12B示出了线圈投影和由C1、旋转轴9和C2形成的角度α。因为振动对测量的影响减小并且假设更接近实际，所以它允许提高测量准确度。

优选地，当线圈的旋转轴、线圈表面上第一点C1和第二点C2被投影在平行于线圈侧的圆盘上时，由从投影的旋转轴到线圈上的第一点的线以及从投影的旋转轴到线圈上的第二点的线形成的角度包括在0°与10°之间。

优选地，线圈表面上的所述第一点C1和所述第二点C2在平行于线圈旋转轴的轴线上。这样的对准允许提高测量准确度，因为振动对测量的影响减小，假设甚至更接近实际。

优选地，所述阈值M被包括在每圈0.10μm与每圈3μm之间。

优选地，所述阈值M被包括在0.1mm与0.3mm之间。这样的范围允许检测若干钢种的涂层堆积。

优选地，线圈表面上的第一点和/或第二点以速度SCAPTORS移动，所述线圈具有宽度W并且在时间TCOILING内被卷绕，使得：SCAPTORS>W/TCOILING。这样的速度允许在卷绕完成之前检测堆积并且采取纠正动作，这允许提高线圈的涂层质量。

优选地，通过使用所述计算的差Δ12true来完成沿着线圈宽度的堆积轮廓。通过将从线圈宽度上的一个点到另一个点的所有计算的差相加可以得出所述堆积轮廓。可以但不一定从线圈宽度的一端到另一端绘制所述堆积轮廓。

优选地，在擦拭站处擦拭所述涂层，所述擦拭站包括具有受控位置的至少一个挡板、在线圈被缠绕的位置的上游，所述至少一个挡板位置使用所述堆积轮廓来调整。

如图13所示，本发明还涉及卷绕站17，该卷绕站17针对被缠绕的金属涂覆线圈4控制涂层厚度均匀性，所述卷绕站17包括：

-第一距离测量系统M1，其能够测量第一参考点R1与线圈表面上的第一点C1之间的第一距离D1，

-第二距离测量系统M2，其能够测量第二参考点R2与线圈表面上的第二点C2之间的第二距离D2，

-线圈上的所述第一点和所述第二点位于沿着线圈宽度的不同部位处，

-位移系统18，其允许至少沿着整个线圈宽度移动所述第一距离测量系统M1和/或所述第二距离测量系统M2，

-所述第一距离测量系统M1和第二距离测量系统M2能够定位在距线圈位置在0.15m与2.00m之间的距离处，

-计算装置19，其连接至所述第一距离测量系统M1和所述第二距离测量系统M2，

-警报装置20，其连接至所述计算装置。

如图13所示，位移系统可以由每个测量系统的位移系统组成，其中，位移系统18可以移动测量系统M2，并且位移系统18’可以移动测量系统M1。

优选地，所述卷绕站17执行权利要求1至12所述的方法。

优选地，所述卷绕站17和所述位移系统18允许至少沿着整个线圈宽度W移动所述第一距离测量系统M1和所述第二距离测量系统M2。

上面已经关于目前被认为是实用且优选的实施方式描述了本发明。然而，应当理解，本发明不限于说明书中公开的实施方式并且可以在不脱离本发明的主旨或精神的范围内进行适当修改，该范围可以从所附权利要求和整个说明书中阅读。