专利名称：用于自动化识别半成品的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于实施如权利要求1前序部分所述的用于自动化识别半成品的方法的一种方法和一种装置。
为保证质量，在钢厂和轧钢厂中，对半成品的单件跟踪作为过程和设备监测的一部分是不可缺少的。
在连续铸造时，所有与质量关系重大的铸造过程参数可以在切割站中无误地分配给单个连铸坯段。为了使在切割站之后也能保持对每个单独的连铸坯段的参数分配，必须为这些连铸坯段配备一个标志，该标志可由人的眼睛和/或由机械的光学检测装置读取。
为此目的，在切割站之后为连铸坯段配备一个标志，如钢印号码、条形码、点代码等。取代标志，也可以通过挂上、焊上或钉上带有相应数据的铁皮标签使得连铸坯段可被识别。
在现有技术中，尤其是在机械式读取标志时，连铸坯段的可跟踪性还具有在实践中不令人满意的错误率。对于机械式读取所设置的标志，一方面可理解为标志的几何形状识别，另一方面可理解为将意思内容分配给被几何识别的标记。如果在这两个步骤中的一个中出现了一个错误，那么连铸坯段的机械识别就没有用了。不可机械识别的连铸坯段如果可能的话必须通过人眼识别，或不可识别而被作为废品。
除了大量各种各样的标识系统外，还公知大量用于读取设置的标志的仪器。所有这些系统一方面要面对钢厂恶劣的工作，另一方面还要面对如下事实，即标志通常必须设置在灼热的连铸坯段上。对标志的机械识别以及将铸造参数分配给单个连铸坯段必须既在灼热状态也在冷却状态时能实现。
JP-OS 2000-190257 A公开了一种用于在连铸设备的切割站之后、尤其在之后的分选处中自动识别连铸坯段的方法。在第一步中，通过冲压机将数字和/或字母印入连铸坯段。在第二步中，使用相机将该数字和/或字母拍照保存在第一信息图片中。在第三步中，检查印入的数字和/或字母的意思内容或读取内容是否可识别。在第四步中，将第一信息图片同连铸坯段特有的数据一同存储。在之后的分选处中，例如在轧制过程之前使用第二相机生成数字和/或字母印记的第二信息图片，并根据比较方法将该第二信息图片同第一信息图片比较，并用于识别。该方法允许使用不可读取的数字和/或字母残余部分的比较方法识别不易读取或不可读取的、其意思内容不能完全测得的数字和/或字母印记。除了冲压机外，用于实施该方法的装置还需要两个光学印记读取器、数据库和用于比较第一和第二信息图片中印入的数字和/或字母的计算机程序。
本发明的任务是提供一种方法和装置，用于简单无误地自动化识别半成品、尤其是在连铸设备中在分离切割后的连铸坯段的识别数据，并将所述识别数据用于分选连铸坯段以用于之后的生产过程。此外，用于识别识别数据的方法和装置还应提高识别可靠性，在装置布局中需要较少空间，并且成本低廉和可自动化，并使使用昂贵的标识机构成为多余。
根据本发明，该任务通过方法权利要求1的特征性特征得到解决。
为识别连铸坯段，根据本发明的方法和装置充分利用连铸坯段分离面上的可光学识别的表面特征，其通过分离切割与分离方法无关地形成在分离面上。原则上可以使用所有的可光学识别特征用于识别，如连铸坯段的几何形状、表面粗糙度、纹理、组织特征和/或分离特有的表面特征。用于识别连铸坯段的装置尤其通过如下方式简化，即在切割或识别站中用第一相机产生图片，并在分选处用具有基本上同类机构的第二相机产生图片。这些相机相对较小，并可简单地防热辐射。识别通过用数字图片数据以类似于OCV方法(光学字符验证)进行，所述图片数据在数据库中根据比较方法在计算机房中被处理。在根据本发明的方法中省去意思内容或读取内容的分配。
根据分离方法，如气割、剪切、激光、等离子、切割圆盘，在用作识别面的分离面上形成不同的可光学识别的特征。根据本发明的一个实施例，特别有利的是可光学识别的特征通过分割剪切机或气割而形成在预先确定的识别面上。
出于不同原因有利的是，为通过分离切割而设有识别特征的识别面附加地配有可光学识别的表面特征。这些附加的表面特征可以例如显示钢坯相对于相机的位置，或是使例如在料场上通过人眼进行粗选成为可能。根据另一个实施例，有利的是，在获得第一图片前，设置附加的可光学识别的特征作为不具有意思内容或读取内容的颜色图案、防锈图案、机械生成的压制图案，并根据比较方法(如指纹比较)分析处理。
为消除环境、如在白天或夜间工作时的光线影响，但例如也为了产生有利于识别的阴影效果，有利的是，在获得图片时用人造光照射识别面。在识别面上的光入射角调节为位于8°和45°之间，优选在12°和35°之间。
根据切割站中第一图片与分选处第二图片之间时间间隔的长度，连铸坯段的温度通常会改变。该温度变化是同识别面的颜色变化相关联的，为比较方法应消除该颜色变化。因此根据一个实施例建议，在识别面和相机之间使用一个过滤器在获得图片时将一个光谱过滤出来。
在该方法中，获得和存储图片少量的时间需求允许在识别站和分选站中都获得相同识别面的具有不同光入射方向和/或光入射角的多个图片，并存储在数据库中，并为提高在识别时的识别可靠性而根据比较方法分析处理。根据一个实施例，使用照射体将光从四面以预先确定的光入射角投射到相同的识别面上，其中为每张图片投射来自另一侧的光线。通过不同的阴影投射产生同一识别面的四张不同的图片。为隔开外部光源，根据另一个实施例提出，在识别站和分选站上设置形式为小隧道或管道的光屏蔽机构。
通过不同的光入射角，在同一识别面上的不平之处的阴影投射改变。在该方法中，典型的特征如识别面上的凸起或凹陷相应于所获得图片的存在数量可被作为光学识别特征在比较方法中使用。
下面借助附图对本发明进行详细说明。
附图示出
图1用于识别连铸坯段的装置的示意图，部分为透视图；图2另一个用于识别连铸坯段的装置的实施例的示意图，部分为透视图。
图1中示出了位于识别台3上的形式为连铸坯段2的半成品。在该实施例中，使用一个未示出的对角剪切机将该连铸坯段2从铸坯上分离。分离面4显示出用对角剪切机的刀具剪下的痕迹。这些在分离面4上的痕迹用作用于识别连铸坯段2的可光学识别的表面结构特征。在该实施例中，整个分离面用作识别面。但在大切割面中，如在板坯中，也可只将切割面的部分作为识别面使用。
一个第一相机6设置在可滑块状移动的防热板8之后，并指向识别面。取代防热板8，相机6也可以设置在一个滑动机构上。为照明识别面，一个或多个照射体9与相机6连接。测量人工光的光强度，使得排除日光的光作用。
第一相机6的数字化图片存储在数据库10中。所有识别数据，尤其是所有与质量相关的连铸设备的检测系统12的识别数据都输送给数据库10，并分配给被剪切的连铸坯段2。通过数字化图片识别的连铸坯段2接着输送给一个用于随后制造过程的分选处或中间仓库。
在分选处13中，用第二相机14获得第二数字化的图片，其在数据库10中用于识别连铸坯段2。在数据库10中，通过第二相机14的数字化图片与存储在数据库10中第一相机6的数字化图片的比较来进行该识别。
为获得轮廓清晰的图片设有用于调节相机和识别面之间距离的辅助机构。这样的辅助机构可以由用于连铸坯段2的高度可调的定位机构49组成，或由与相机连接的距离测量机构组成，或由集成在相机中的自动调焦系统组成。
在由第一相机6拍摄图片和由第二相机14拍摄图片期间，连铸坯段2的温度通常会改变。为排除这样的温度影响，在识别面与第一和第二相机6，14之间设置过滤器16以滤出一种光谱。
如果在数据库10中通过所述的比较方法完成了连铸坯段2的识别，那么识别数据被输送给轧钢厂的监测系统18。在分选处识别的连铸坯段的数字化图片在数据库中作上标识或从数据库中删除。
图2中用20表示在一个气割站21中的连铸坯段。使用气割机22进行分离切割。通过气割在用作识别面的切割面23上产生可光学识别的识别特征。在气割站21或后面的工作站24中，在切割面23上另设附加的可光学识别的表面特征25。这种特征25可以由简单的孔、特殊标记、字符标记、条形码或色彩图案等组成。这些可光学识别的附加特征的作用是多方面的。它们例如可以表示连铸坯段的附加区别特征，这些区别特征可通过人眼识别，并能够例如在料场上进行预分选。此外，它们也可以只标识连铸坯段或其识别面相对于相机30的当前位置。在比较第一和第二图片时有利的是，对于圆形或正方形横截面，在图片比较之前通过这样的表面特征就明确确定连铸坯段相对于相机的位置。用26示意性地表示一个用于设置这种附加特征的机构。在之后的识别站28中，使用第一相机30拍摄切割面23的数字化图片，其被输送给数据库31。该数据库同样也收到机构26的信号32和铸造过程监测机构34的重要参数33。
连铸坯段20为继续加工可从识别站28输送到料场35或直接输送到分选站36。为识别和分选连铸坯段20，用第二相机38获得切割面23的数字化图片。在该实施例中，附加特征25显示的是，连铸坯段20在分选站36中相对于站24和识别站28倾翻180°地到达。因此，相机38的数字化照片同样旋转180°地存储在数据库中以用来比较分析处理。如果通过比较方法对连铸坯段20的识别完成了，那么铸造过程的所有与被识别的连铸坯段20有关的参数都被输送给轧钢厂的一个过程控制机构45。
除了在图1中所示的利用照射体9的基本上无阴影的照明之外，还可以控制在识别面上的光入射，使得不平之处通过阴影投射更加明显，由此创造出附加识别特征。人工照明的光线越平地投射在识别面上，阴影投射就越暗。图2中，通过光束40和照射体41示出了斜射到识别面上的照明。照明位置的选择、如从上面或从下面，以及在切割面23上光入射角43的选择连同数字化的图片一起被存储在数据库31中。若连铸坯段20例如如图2所示那样在分选站36中倾翻180°，那么光入射也相应地适配。
数字化图片在数据库31中的拍摄和存储只需要很少的时间。为提高识别可靠性，可将依次具有不同光入射角43的切割面23的数字化图片存储在数据库中。在相同切割面23的、但具有不同光入射方向的两个或多个数字化图片中，提高了识别的可靠性，不会引起重大的时间损失，也不会造成更高的费用。
图2中在识别站28中和在分选站36中设有形式为隧道和管体的防止外部光源的屏蔽机构46。在该屏蔽机构46中，在隧道所有四个侧面上的光源41设置在壁龛47中。为防止热辐射，这些壁龛可以通过盖48封闭。通过这四个光源41可先后获得四个图片，其中为每张图片将来自另一方向的光投射到识别面上。通过每个光源的不同阴影投射产生相同识别面的四个不同图片。
为在屏蔽机构46中获得图片，连铸坯段20可以驶入屏蔽机构46中，并靠在止挡49上固定，或者屏蔽机构46同相机一起向连铸坯段移动。为精确调节切割面23与相机38之间的距离，在该实施例中也可以使用现有技术公知的距离测量机构或自动调焦系统。
存储在数据库中已用于识别连铸坯段的第一相机的图片在数据库中作上标记或从数据库中删除。
除了如实施例中所描述的连铸坯段2，20外，也可以在钢厂中其他部分的半成品中使用该自动化的识别。
权利要求书(按照条约第19条的修改)1.用于在连铸设备的切割站之后自动辨认连铸坯段的方法，尤其用于在后面的分选处识别的方法，其特征在于，借助于一个第一相机获得在连铸坯段的被确定为识别面的分离面上可光学识别的表面特征，如连铸坯段的几何形状、表面粗糙度、纹理、组织特征和/或分离所特有的表面特征的数字化图片，所述图片存储在数据库中，并且为识别和分选连铸坯段，在分选处用第二相机形成所述可光学识别的表面特征的数字化图片，所述图片输送给所述数据库，并且为识别连铸坯段，根据比较方法分析处理第一和第二相机的图片以及将铸造过程的参数分配给被识别的连铸坯段。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，在识别面上的可光学识别的表面特征使用剪切机通过分离切割或使用气割机通过气割等形成。
3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在被确定为识别面的分离面上，除了分离和连铸坯段特有的表面特征外，还形成可光学识别的表面特征。
4.按权利要求3所述的方法，其特征在于，附加形成的可光学识别的表面特征，如不具有意思内容或读取内容的颜色图案、防锈图案、机械生成的压制图案，根据比较方法(如指纹比较)分析处理。
5.按权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，识别面的大小同铸坯横截面一致，并且该铸坯横截面用作控制码，控制码用来选择用于图片比较所存储的第一相机的图片。
6.按权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，在获得图片时，用人工光照射识别面。
7.按权利要求6所述的方法，其特征在于，在识别面上的人工照射的光入射角在8°和45°之间，优选在12°和35°之间调节。
8.按权利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，在获得图片时，借助于位于识别面与相机之间的过滤器滤出一种光谱。
9.按权利要求1至8之一所述的方法，其特征在于，用第一和第二相机先后形成同一识别面的具有不同光入射方向的两张或多张数字化图片，所述图片存储在数据库中并为识别根据比较方法被分析处理。
10.用于实施根据权利要求1至9之一所述的方法的装置，其特征在于，在切割站(21)之后的识别站(28)中设置第一数码相机并在分选处(36)设置第二数码相机(6，30或14，38)，所述数码相机分别向连铸坯段(2，20)的切割面(4，23)定向，并与数据库(10，31)连接，并且为识别在连铸坯段(2，20)的被确定为识别面的切割面(4，23)上可光学识别的表面特征，如连铸坯段的几何形状、表面粗糙度、纹理、组织特征和/或分离所特有的表面特征，数据库(10，31)配有图片比较机构。
11.按权利要求10所述的装置，其特征在于，在切割站(21)与识别站(28)之间设有用于将不具有读取内容的可光学识别的表面特征设置到识别面上的机构(26)。
12.按权利要求10或11所述的装置，其特征在于，在识别站(28)中和分选站(36)中设有指向识别面(4，23)的照射体(9，41)，所述照射体(9，41)以预先确定的光入射角度照亮识别面(4，23)。
13.按权利要求10至12之一所述的装置，其特征在于，在识别站(28)中和分选站(36)中设有用于外部光源的屏蔽机构(46)，并且使用照射体(41)可从多侧面将光以预先确定的光入射角度(43)投射到识别面(23)上，并且这些照射体(41)为形成图片可单独地或成组地接通。
14.按权利要求10至13之一所述的装置，其特征在于，在识别面(4，23)与数码相机(6，14，30，38)之间设有用于滤出一种光谱的过滤器(16)。
权利要求
1.用于在连铸设备的切割站之后自动辨认连铸坯段的方法，尤其用于在后面的分选处识别的方法，其特征在于，借助于一个第一相机获得在连铸坯段的被确定为识别面的分离面上可光学识别的分离和连铸坯段特有的表面特征的数字化图片，所述图片存储在数据库中，并且为识别和分选连铸坯段，在分选处用第二相机形成分离和连铸坯段特有的表面特征的数字化图片，所述图片输送给所述数据库，并且为识别连铸坯段，根据比较方法分析处理第一和第二相机的图片以及将铸造过程的参数分配给被识别的连铸坯段。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，在识别面上的可光学识别的表面特征使用剪切机通过分离切割或使用气割机通过气割等形成。
3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在被确定为识别面的分离面上，除了分离和连铸坯段特有的表面特征外，还形成可光学识别的表面特征。
4.按权利要求3所述的方法，其特征在于，附加形成的可光学识别的表面特征，如不具有意思内容或读取内容的颜色图案、防锈图案、机械生成的压制图案，根据比较方法(如指纹比较)分析处理。
5.按权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，识别面的大小同铸坯横截面一致，并且该铸坯横截面用作控制码；控制码用来选择用于图片比较所存储的第一相机的图片。
6.按权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，在获得图片时，用人工光照射识别面。
7.按权利要求6所述的方法，其特征在于，在识别面上的人工照射的光入射角在8°和45°之间，优选在12°和35°之间调节。
8.按权利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，在获得图片时，借助于位于识别面与相机之间的过滤器滤出一种光谱。
9.按权利要求1至8之一所述的方法，其特征在于，用第一和第二相机先后形成同一识别面的具有不同光入射方向的两张或多张数字化图片，所述图片存储在数据库中并为识别根据比较方法被分析处理。
10.用于实施根据权利要求1至9之一所述的方法的装置，其特征在于，在切割站(21)之后的识别站(28)中设置第一数码相机并在分选处(36)设置第二数码相机(6，30或14，38)，所述数码相机分别向连铸坯段(2，20)的切割面(4，23)定向，并与数据库(10，31)连接，并且为识别连铸坯段(2，20)，数据库(10，31)配有图片比较机构。
11.按权利要求10所述的装置，其特征在于，在切割站(21)与识别站(28)之间设有用于将不具有读取内容的可光学识别的表面特征设置到识别面上的机构(26)。
12.按权利要求10或11所述的装置，其特征在于，在识别站(28)中和分选站(36)中设有指向识别面(4，23)的照射体(9，41)，所述照射体(9，41)以预先确定的光入射角度照亮识别面(4，23)。
13.按权利要求10至12之一所述的装置，其特征在于，在识别站(28)中和分选站(36)中设有用于外部光源的屏蔽机构(46)，并且使用照射体(41)可从多侧面将光以预先确定的光入射角度(43)投射到识别面(23)上，并且这些照射体(41)为形成图片可单独地或成组地接通。
14.按权利要求10至13之一所述的装置，其特征在于，在识别面(4，23)与数码相机(6，14，30，38)之间设有用于滤出一种光谱的过滤器(16)。
全文摘要
在钢厂和轧钢厂中，为单件跟踪，对从连续铸造的铸坯上分离后的半成品件、尤其是连铸坯段作上标记。涂覆上的或粘上的标记必须在分选站(36)中可机械读取。标记和读取机构是昂贵的，并产生不希望的读取错误。因此，就提出了这样的任务，即提供一种方法和一种装置，其克服所述的缺点，并使得可靠和廉价的半成品识别成为可能。为此目的，在识别站(28)中用第一相机(30)获得在识别面(23)上可光学识别的分离和连铸坯段特有的表面特征的数字化图片，并将其保存在数据库(31)中。在分选站(36)上用第二相机(38)形成同一识别面(23)的数字化图片，并在数据库(31)中将这些图片根据比较方法与所存储的第一相机(30)的图片比较以进行识别。
文档编号B21C51/00GK1867415SQ200480030286
公开日2006年11月22日 申请日期2004年10月5日 优先权日2003年10月16日
发明者N·利托伊, P·米勒 申请人:康卡斯特股份公司