[发明专利]在对连铸产品进行连续机械切削时探测表面缺陷的方法和装置

说明书

本发明涉及一种在对连铸产品进行连续机械磨切时自动探测表面缺陷的方法，这种产品在热状态下就被切割成段并在接受轧机精轧前被输送到一台切削机床上特别是一台磨削机上，而在该切削机床上，连铸材料通常或者取决于缺陷监测器所测出的待加工表面的缺陷位置地受到或多或少的强化切削。本发明还涉及一种用于实施该方法的装置。

按照现代化生产方法连铸出来的坯料如钢材和 NE金属合金的板坯、钢锭和条钢是各种高价金属产品如钢板或线材的原材料。在这种连铸装置中生产出一条或多条连铸坯，这些坯料在经过一段冷却弯曲路程后被一个与其一起移动的火焰切割机或切断装置在高温状态下切割成段。接着，如果必要的话就先加热坯料段，在一台轧钢机中生产出成品。轧制时总要随之出现由工艺引起的表面缺陷如裂纹、凹面以及划痕，这可能将成品质量降低到不能使用的程度，尤其是对严格要求表面质量的优质钢来说，更是如此。因此，这种缺陷是不能容忍的。首先在生产由高价材料制成的坯料时，通常要在精轧前用特定的高压磨削机对坯料表面进行打磨。此外，也有通过刨或铣来去除表面材料的。

一种在本说明书开始时所说的切削方法在EP-B-0053274中予以公开了。这种方法可以在尽可能少地去除材料的情况下，在整个加工宽度上得到经过改善的且对后面的加工有利的表面质量，因为这种切削工序是按照预定进刀量在板坯的纵向或横向上往复进行的并根据所出现的表面缺陷加大切削力度。切削刀具特别是磨削砂轮带有一个缺陷探测装置(探测器或监视器)，该装置不断地扫描表面以便发现缺陷位置并相应地根据所出现的缺陷信号加大磨削力度。因此，切削刀具可以或多或少地接近连铸坯或坯料段的表面。

虽然在机械磨削连铸产品材料时使用探测器或监视器是公知的，但一般说来，这种缺陷检测仪器实际上只用于手工修整。也就是说，通常在对连铸产品进行首次主要磨削以后，磨削机的操作人员对表面进行外表检查，标出缺陷位置并手动操作机器进行修整。为检查坯件(板坯、条钢、钢锭)而需要暂停表面加工并借助切削机的工作台或支撑台将坯件从封闭腔室中传送出来。随后，操作人员必须离开机器控制台进行检查，而该控制台并不总是紧挨着切削机。缺陷检查以及判断是否需要修整取决于操作人员的熟练程度和观察方法。因此，很难保证稳定的质量。操作人员手工标记所查出的缺陷位置如用颜色标记，然后借助摄像机手工控制地将切削工具对准这些缺陷位置以便进行修整。由于环境条件如热、粉尘等以及随之而来的差的可视状况，这种故法是一种困难而又费时的下策。最后，由于操作者必须与坯料直接接触，所以坯件的最高温度不能很高，而经营者正是试图在尽可能高的温度下进行切削，这是因为金属或金属合金在高温下较容易加工。将高温连铸产品先冷却下来以便检查，然后再进行表面加工，为了随后的继续加工，还必须重新对工件加热，这从能量技术的观点出发也是不适宜的。所以，试图使板坯加工温度处于250℃-800℃。

因此，本发明的基本任务是提供一种方法和实施该方法的装置，它避免了前面所提到的缺点并能够改善表面加工的经济性和加工质量。本发明特别提供一种将自动化与计算机控制结合起来的表面加工工艺。

按照本发明的一种方法，这一任务是这样完成的：缺陷检查装置将所查出的表面缺陷作为图象信息输入一个图象加工处理器并输入一台上级计算机内，该计算机与机器控制装置相连并具有一个整体式比较-数据分析模块，在计算机内进行的一个图象识别程序中，所输送的数据图象信息与所贮存的典型表面缺陷图象进行比较，对比较结果如缺陷长度、缺陷宽度或缺陷面积直接进行处理并在对表面缺陷的严重性进行分类之后贮存到一个坐标缺陷数据块中，或者先将上述结果贮存到一个表面数据块中，然后在数据分析方法中对其进行分类。也可以将整个表面的拓补图象贮存起来或者显示在屏幕上。因此，无论周围环境多么恶略如高温、尘土、振动、机械负荷、工件表面和材料的特性以及表面缺陷种类和形式，都能够实现一种普遍的计算机操作的自动化逻辑程序控制和跟踪并得到与质量有关的数据资料。本发明基于如下认识，由不损伤材料的检查技术中公知的传统方法采用了热-磁作用原理，或者以超声波、感应或激光为基础进行工作，由于前面所提到的特定环境或使用条件，这种传统方法是无法使用的。

从处理器传送到计算机的拓补图象数据立即在比较-数据分析模块中接受处理，因此处理结果可以直接放入与坐标相关的缺陷数据块中，所带来的优点是，计算机内部的再加工只需动用小得多的与坐标相关的缺陷数据块。按照本发明的一种替换形式，在随后的数据分析步骤中根据输入与坐标相关的表面数据块中的测量误差进行最后的分类。