Verfahren zur Bandkantenerfassung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bandkantenerfassung in einer Kaltwalzanlage und / oder Bandanlage, bei dem mittels zweier optischer Erkennungssysteme berührungslos die Bandkanten kontinuierlich aufgenommen werden.

Aus der DE 38 37 101 A1 ist ein Verfahren zum Steuern des Bandlaufs beim Walzen, insbesondere Fertigwalzen von selbstleuchtendem Warmband in einer von mehreren hintereinander angeordneten Walzgerüsten gebildeten Walzstraße in Abhängigkeit von der Lage der beiden Bandkanten bekannt. Das Verfahren umfasst die Kombination folgender Merkmale: Zur Erfassung der Lage des Bandes wird in Durchlaufrichtung des Bandes hin- ter mindestens einem Walzgerüst eine mittig über dem Band angeordnete, berührungslos arbeitende, optische Messeinrichtung verwendet, welche mit einer quer zur Bandlaufrichtung verlaufende, bis über die Bandkanten hinausreichenden Messlinie gleichzeitig beide Bandkanten erfasst. Mittels der Messeinrichtung werden die Abstände der Bandkanten von einem der Mitte der Walzstraße entsprechenden Bezugspunkt bestimmt.

Durch Vergleich der gemessenen Abstände der Bandkanten vom Bezugspunkt wird ein Stellsignal für eine Stelleinrichtung zur Einstellung des Walzenspaltes des Walzgerüstes gebildet. Der Bandlauf wird durch Verstellen des Walzenspaltes, des der Messeinrich- tung in Band lauf richtung unmittelbar vorgeordneten Walzgerüstes korrigiert. Als Messeinrichtung wird eine Zeilenkamera verwendet.

Aus der JP 6 147 856 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der die Bandkanten eines Walzgutes mittels zweier Kameras berührungslos aufgenommen werden und durch Auswertung in einem Prozessor Rückschlüsse auf den Bandmittenverlauf gezogen werden.

Die Erfassung der Bandkanten durch zwei Kameras ist auch aus der JP 63 225 107 bekannt.

Die Unebenheit der Oberfläche eines Walzgutes wird in der JP 80 54217 A2 durch den Einsatz von mehreren Kameras ermittelt.

Bei den bekannten Erfassungssystemen wird durch die optische Messeinrichtung nur jeweils ein Punkt an der rechten und ein Punkt an der linken Bandkante erfasst. Durch eine derartige Anordnung kann beispielsweise die Bandform des Walzbandes nicht erfasst werden.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Erfassung der Bandlage zu verbessern und die Bandlage automa- tisch zu korrigieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren zur Bandkantenerfassung in einer Kaltwalzanlage und / oder Bandanlage, bei dem mittels zweier optischer Erkennungssysteme berührungslos die Bandkanten kontinuierlich aufgenommen werden dadurch gelöst, dass die rechte Bandkante und die linke Bandkante über eine Bandlänge von mehr als 800 mm mittels einer Bildaufnahmevorrichtung erfasst, die Bilddaten in einem Rechner bearbeitet und der so ermittelte Bandkantenverlauf bei der Regelung berücksichtigt wird. Weitere Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich aus den diesbezügli- chen Unteransprüchen.

Die Bildaufnahmevorrichtung ist in einer ersten Ausführung eine digitale Kamera, d.h. es wird eine bekannte und erprobte Vorrichtung eingesetzt.

Die Erhöhung der Kantenpunkte von einem Punkt pro Bandkante auf beispielsweise zwölf Punkte pro Bandkante lässt ein genaues Abbild des Bandverlaufs

zu und ist damit für Bandlagenkorrekturwerte über die Walzen - Schräglage deutlich besser regelbar.

Aus den optisch aufgenommenen, für den Verlauf der Bandkanten repräsentativen Messwerten werden Datenpunkte ermittelt, die die Bandkanten in ihrer Winkellage sowie in ihrer Position charakterisieren. Aus diesen Datenpunkten werden Informationen zur Bandmitte sowie zum Bandverlauf abgeleitet, die für aktive Regelungseingriffe, beispielsweise eine Schräglagenverstellung der Walzen, herangezogen werden.

Um den Bandverlauf beim Einfädeln in den geschlossenen Walzspalt bei Kaltwalzanlagen zu erfassen, wird ein optisches Erkennungssystem eingesetzt. Das Erkennungssystem bietet zum einen den Vorteil der berührungslosen Messung und zum anderen eine einfache Erweiterbarkeit ohne große Hardwareänderungen. Durch die kontinuierliche Bildaufnahme durch zwei optische Erken- nungssysteme, die jeweils eine Bandkante erfassen, ist eine lückenlose Aufzeichnung des Bandverlaufs im überwachten Bereich möglich (Qualitätssicherung).

Nach Reduktion der Bilddaten auf die erforderlichen Datenpunkte werden die Bandkanten in ihrer Winkellage sowie ihrer Position bestimmt.

Die Informationen über die Bandlage werden in einer Regelung zur aktiven Veränderung der Schräglage benutzt. über die änderung der Schräglage wird wiederum die Bandlage eingestellt.

Die gesamte Berechnung der Bandlage sowie die Erzeugung de Regelgrößen findet auf einem Rechner außerhalb der eigentlichen Walzanlage und / oder der Bandanlage statt. Durch die geringen Abmessungen der eingesetzten optischen Erkennungssysteme entfällt ein aufwändiger Umbau der Walzanlage und / oder der Bandanlage.

Das optische Erkennungssystem kann auch bei kritischen Umgebungsbedingungen wie Schmiermitteldunst innerhalb einer Walzanlage / einer Bandanlage installiert werden. Die Installation erfolgt an einer geschützten Position; der Abstand zum Band kann frei gewählt werden. Es ist nur indirekte Beleuchtung erforderlich.

Weiterhin besteht mit dem optischen Erkennungssystem die Möglichkeit, Aussagen über den Zustand der Bandkante zu machen. Beispielsweise können Bandkanteneinrisse messtechnisch erfasst und ausgewertet werden. Der Vorteil liegt darin, entstehende Folgeschäden durch Bandrisse zu reduzieren.

Außerdem können mittels des optischen Erkennungssystems grobe Bandoberflächenfehler, wie z.B. Markierungen auf der Arbeitswalze, die sich auf der Bandoberfläche abbilden, erkannt werden und entsprechend detektiert werden.

Die optischen Erkennungssysteme sind durch ihre feste Installation für alle Bandbreiten der Walzanlage / der Bandanlage geeignet.

Mit der oben beschriebenen Vorrichtung können auch bestehende Anlagen nachgerüstet werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von sehr schematischen Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 in Draufsicht ein erfindungsgemäßes Erkennungssystem,

Fig. 2 in Draufsicht die Unterschiede zwischen einem bekannten

Erkennungssystem und dem erfindungsgemäßen Erkennungssystem und

Fig. 3 in Draufsicht das Erkennungssystem bei einer speziellen

Bandkantensituation.

In Fig. 1 ist im Prinzip das Erkennungssystem 1 dargestellt. Das aus dem Walzspalt 2 austretende oder eintretende Walzband 3 wird von zwei darüber oder darunter angeordneten Kameras 4, 5 erfasst. Der Sichtbereich 6, 7 der Kame- ras 4, 5 umfasst beispielsweise einen Bereich, der die Bandmitte 8 nicht berücksichtigt. Die Bandmitte kann über Installation von zusätzlichen Kameras aber auch berücksichtigt werden.

Die von den Kameras 4, 5 erhaltenen digitalen Videosignale 9, 10 werden in einen Rechner 11 eingelesen. Eine Auswertesoftware ermittelt mehrere Kan- tenpunkte 12 der Bandkanten 13, 14. Die Lage der Kantenpunkte 12 und deren Verlauf ( siehe Figur 2 ) werden im Rechner 11 ausgewertet. Werden dabei Unterschiede zu einem vorgegebenen Kantenverlauf festgestellt, so erfolgt beispielsweise eine änderung der Walzspalteinstellung durch ein Signal zum Schwenken der Walze. Die Regelung kann das vor- und / oder nachstehende Walzgerüst ansprechen.

In Figur 2 sind vereinfacht die Unterschiede zwischen einer Bandkantenerfassung mit nur einem Kantenpunkt 12 (linke Spalte) nach dem Stand der Technik und der erfindungsgemäßen Bandkantenerfassung mit mehreren Kantenpunk- ten 12 ( rechte Spalte ) dargestellt. Während bei nur einem Kantenpunkt 12 zwar der Abstand und die Lage dieser beiden Kantenpunkte 12 bestimmt / ermittelt werden kann, so kann keine Aussage über den Verlauf des Walzbandes 3 getroffen werden. Anders bei einer Bandkantenerfassung mit mehreren Kantenpunkten 12. Durch die, im Beispiel dargestellten zwölf Kantenpunkte 12 auf der rechten Bandkante 14 und auf der linken Bandkante 13 kann ermittelt werden, ob das Walzband 3 mittig läuft (a), nach links verschwenkt (b), einen Bogen bildet (c) oder wellig ausgebildet ist (d).

Als Besonderheit kann, wie in Figur 3 dargestellt, ermittelt werden, ob das Walzband 3 Einrisse 15 an der linken Bandkante 13 und / oder der rechten Bandkante 14 aufweist.

Bezugszeichenliste

1. Erkennungssystem

2. Walzspalt

3. Walzband

4. Kamera

5. Kamera

6. Sichtbereich

7. Sichtbereich

8. Bandmitte

9. Videosignal

10. Videosignal

11. Rechner

12. Kantenpunkt

13. linke Bandkante

14. rechte Band kante

15. Einriss