專利名稱：識別軋制材料的方法及其設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種識別軋制材料的方法，和設備，通過所述識別軋制材料的方法非防銹扎制材料和防銹軋制材料彼此被區(qū)分。
背景技術：
軋制鋼板被用于形成例如汽車的主體。普通的鋼板被使用在汽車內用于較少可能生銹的區(qū)域，或者被使用在其應用不易于引起生銹的汽車內，所述普通鋼板的表面是自身沒有受到防銹處理，而防銹鋼板被使用在汽車內用于生銹易于發(fā)生的區(qū)域，或者被使用在其應用易于引起生銹的汽車內。例如，鍍鋅層擴散處理的鋼板被用作防銹鋼板。在鋼鐵制造廠執(zhí)行防銹工藝，且鋼鐵制造廠將普通鋼板和防銹鋼板分類，并將它們送到汽車制造廠。
在汽車制造、部件制造等中，當普通鋼板和防銹鋼板在相同的汽車生產線內被傳輸，或者在部件、特制毛坯(tailored blank)等的相同生產線內被傳輸時，有必要提前確定過來的鋼板或者是防銹鋼板或者是普通鋼板。例如，在焊接過程中，因為防銹鋼板的焊接條件與普通鋼板的焊接條件不同，在焊接之前需要識別鋼板的類型。因此，汽車制造廠順序地將使用普通鋼板的部件和使用防銹鋼板的部件送到每一個制造過程，同時通過Kanban等將它們分類，識別普通鋼板和不銹鋼板，并在此后對鋼板的每一種類型執(zhí)行需要的過程，并且在每一個過程中管理鋼板的類型以便不會將普通鋼板的部件組裝到防銹鋼板的部件要被組裝到其上的汽車上，反之亦然。
另外，為了防止鋼板的流動誤差(其中普通鋼板錯誤地流向執(zhí)行用于防銹鋼板的過程的生產線)，在沒有只依靠通過Kanban的分類的情況下，在生產線的關鍵點識別鋼板的類型。作為識別防銹鋼板和普通鋼板的方法，形成例如在鋼板一部分上的識別孔的機械標記、并通過光學傳感器、電容式近控開關檢測這種標記或它的尺寸存在或者不存在的方法得到采用。然而，即使在這種情況下，如果普通鋼板和防銹鋼板在形成這種機械標記的過程中被混淆，此后鋼板也將被錯誤地傳輸?shù)街圃爝^程中。另外，基于所述成分，由于產品的外觀和功能，形成機械標記會很困難。
需要防止人為誤差例如防止防銹鋼板和普通鋼板的混淆的方法。結果，如日本未審查專利公開出版物No.2001-318058中披露的，已經(jīng)提出了光學識別鋼板的方法。具體地，在所述公開中，發(fā)光源和光接收源被設置成面向鋼板大體上平坦的表面。所述發(fā)光源使用發(fā)光設備，所述發(fā)光設備具有直線光發(fā)射線，在所述直線光發(fā)射線上多個點光發(fā)射裝置緊密地對準成直線，并通過透鏡投射出平行光束的細縫狀的投射光。所述光接收源使用光接收設備，所述光接收設備具有光接收線，在所述光接收線上多個光接收裝置緊密地對準成直線。所述光接收設備的光接收線布置成從光發(fā)射設備的光發(fā)射線投射的細縫狀投射光橫過被鋼板的表面反射的細縫狀反射光的中心部分。
當鋼板是防銹鋼板時，表面光反射低于普通鋼板的表面光反射，且光容易漫射，由此在橫過單束中心反射光兩側上的寬區(qū)域內產生漫射反射光。因為所述漫射反射光照射在光接收線的兩側上，甚至在光接收設備的光接收線的兩側一些光被接收。在普通鋼板的情況下，因為普通鋼板的表面比防銹鋼板的表面更光滑，光漫射更少。因此，從光接收線的中心照射到光接收線的兩側的漫射的反射光被抑制并變小，且光接收設備的光接收線的中心處接收的光的量很大同時在光接收線的兩側處接收的光的量很小。因此，從被光接收設備的整個光接收線接收的光的量的分布來看，防銹鋼板和普通鋼板彼此不同，且基于接收的光的量的不同可以確定普通鋼板和防銹鋼板。
日本未審查專利公開出版物No.2001-318058發(fā)明內容日本未審查專利公開出版物No.2001-318058中披露的方法能夠光學識別非防銹扎制材料(普通鋼板)和防銹軋制材料(防銹鋼板)，且不需要機械記號。然而，識別的精度還有待提高。
本發(fā)明者發(fā)明了能夠用更高的精度、通過與日本未審查專利公開出版物No.2001-318058中披露的裝置不同的裝置識別普通鋼板和防銹鋼板的光學識別方法。
具體地，將振蕩方向被調整到一個方向的光照射到軋制材料的表面上，從而所述光的振蕩方向平行于或垂直于要被識別的軋制材料的軋制方向。通過偏振器接收由軋制材料的表面反射的光，所述偏振器的偏振方向相對于照射在軋制材料表面上的光的振動方向偏離。然后基于接收的光的量識別非防銹扎制材料和防銹軋制材料。
而且，將振蕩方向被調整到一個方向的光照射到要被識別的軋制材料的表面上，且照射方向相對于軋制材料的表面傾斜。通過偏振器接收由軋制材料的表面反射的光，且光的接收方向相對于軋制材料的表面傾斜，所述偏振器的偏振方向相對于照射到軋制材料的表面上的光的振蕩方向偏離。然后，基于接收的光的量識別非防銹扎制材料和防銹軋制材料。
根據(jù)本發(fā)明的識別軋制材料的方法，將振蕩方向被調整到一個方向的光照射到軋制材料的表面上，且通過偏振器接收由軋制材料的表面反射的光，所述偏振器的偏振方向相對于照射的光的振蕩方向偏離。因為照射的光的振蕩方向被調整到一個方向，在要被識別的軋制材料是非防銹扎制材料的情況下，反射光的大部分被偏振器遮蔽，且非常少的光照射在光接收單元上。另一方面，當要被識別的軋制材料是防銹軋制材料時，所述反射光包括很多被軋制材料的表面漫射的光，或者相互反射光。因此，被軋制材料的表面反射的光的振蕩方向變成隨機狀態(tài)。結果，反射光的一部分通過偏振器被照射在光接收單元上，所述反射光的一部分的振蕩方向變成允許反射光通過偏振器的方向。因此，相較于非防銹扎制材料的情況，接收的光的量顯著地增加。因此，基于被光接收單元接收的光的量，可以高精度地識別非防銹扎制材料和防銹軋制材料。
另外，假定將振蕩方向被調整到一個方向的光照射到要被識別的軋制材料的表面上，且照射方向相對于要被識別的軋制材料的表面傾斜，通過偏振器接收由軋制材料的表面反射的光，且光的接收方向相對于軋制材料的表面傾斜，所述偏振器的偏振方向相對于照射到軋制材料的表面上的光的振蕩方向偏離。在此情況下，相較于非防銹扎制材料的接收的光的量，在防銹軋制材料情況下接收的光的量增加，被軋制材料的表面反射的所述光的振蕩方向變成隨機狀態(tài)。另外，能夠消除非防銹扎制材料的軋制方向的影響，且基于接收的光的量能夠精確地識別非防銹扎制材料和防銹軋制材料。


圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明實施例的用于軋制材料的識別設備的簡圖；圖2是顯示非防銹扎制材料的表面狀態(tài)的簡圖；圖3是示意顯示防銹軋制材料的表面狀態(tài)的放大的橫向面視圖；圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明實施例的用于軋制材料的識別設備檢查防銹軋制材料的狀態(tài)的簡圖；圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明實施例的用于軋制材料的識別設備檢查非防銹扎制材料的狀態(tài)的簡圖；圖6是顯示根據(jù)本發(fā)明實施例的用于軋制材料的識別設備檢查非防銹扎制材料的狀態(tài)的簡圖；圖7是顯示根據(jù)本發(fā)明實施例的用于軋制材料的識別設備檢查非防銹扎制材料的狀態(tài)的簡圖；圖8是顯示根據(jù)本發(fā)明另一實施例的用于軋制材料的識別設備的簡圖；圖9(a)是顯示根據(jù)本發(fā)明另一實施例的用于軋制材料的識別設備檢查非防銹扎制材料的狀態(tài)的橫向側視圖，且圖9(b)是其俯視圖；圖10(a)是顯示根據(jù)本發(fā)明另一實施例的用于軋制材料的識別設備檢查非防銹扎制材料的狀態(tài)的橫向側視圖，且圖10(b)是其俯視圖；圖11是顯示在根據(jù)本發(fā)明另一實施例的用于軋制材料的識別設備中的非防銹扎制材料和防銹軋制材料的測量值的圖表；圖12是顯示相對于在根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的軋制材料的識別設備中對軋制方向的相對角和傾角α，非防銹扎制材料和防銹軋制材料的測量值的圖表；和圖13是顯示相對于在根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的軋制材料的識別設備中對軋制方向的相對角和傾角α，非防銹扎制材料和防銹軋制材料的測量值的圖表。
10 用于軋制材料的識別設備11 照射單元(照射裝置)11a 第一偏振器11b 光發(fā)射器(發(fā)光裝置)12 光接收單元(光接收設備)12a 第二偏振器12b 光接收器(光接收裝置)13 識別單元20 軋制材料20a 非防銹扎制材料20b 防銹軋制材料21 軋制材料的表面30 條紋形軋痕(rolled scar)30a，30b軋痕的斜面50 用于軋制材料的識別設備51 照射單元51a 偏振器51b 光發(fā)射器52 光接收單元52a 偏振器52b 光接收器53 識別單元a 第一偏振器的偏振方向b 第二偏振器的偏振方向c1 照射光
c2 反射光D照射方向E光接收方向F法線方向x照射光的振蕩方向y反射光的振蕩方向α 傾角具體實施方式
下面將基于附圖描述根據(jù)本發(fā)明實施例的識別軋制材料的方法和實施所述方法的設備。
如圖1中所示，根據(jù)識別軋制材料的方法，其振蕩方向被調整至一個方向的光c1照射到要被識別的軋制材料20的表面上從而所述光的振蕩方向平行于或垂直于軋制材料20的軋制方向。由軋制材料20的表面反射的光c2通過偏振器12a被接收，所述偏振器12a的偏振方向相對于照射在軋制材料20的表面上的光c1的振蕩方向偏離。然后，基于接收的光量識別非防銹扎制材料和防銹軋制材料。
而且，如圖1中所示，通過使用由單元10a組成的設備，基于由接收設備12在單元10a的每個角度接收的光量，識別軋制材料的方法可以識別非防銹扎制材料和防銹軋制材料，所述單元10a包括照射設備11，所述照射設備11將振蕩方向被調整至一個方向的照射光c1照射到軋制材料20的表面上；和光接收設備12，所述光接收設備12接收通過偏振器12a由軋制材料20的表面反射的光c2，且所述單元10a固定在從照射設備11照射的光的振蕩方向與光接收設備12的偏振器12a的偏振方向之間的相對角度偏差，并且所述單元10a將光照射在軋制材料20的表面上同時改變單元10a的角度。
以下將描述用于實施識別軋制材料的這種方法的用于軋制材料的識別設備的實施例。如圖1中所示，所述識別設備10由照射單元11、接收單元12和識別單元13組成。
所述照射單元11將振蕩方向被調整至一個方向的光照射到軋制材料20的表面上從而光的振蕩方向平行于或垂直于要被識別的軋制材料20的軋制方向。在所述實施例中，所述照射單元11通過第一偏振器11a將光照射到軋制材料20的表面上。所述照射單元11被布置成面向所述軋制材料，且照射單元11包括被設置為發(fā)射光的發(fā)光裝置的光發(fā)射器11b，并且第一偏振器11a在光的發(fā)射方向上布置在光反射器11b前面。照射振蕩方向被預先調整至一個方向的光的發(fā)光二極管(LED)能夠用作照射單元11。
所述光接收單元12接收通過偏振器12a由軋制材料的表面反射的光，所述偏振器12a布置成偏振器12a的偏振方向相對于由照射單元11照射在軋制材料表面上的光的振蕩方向偏離。在所述實施例中，所述光接收單元12包括第二偏振器12a，所述第二偏振器12a相對于照射單元11的第一偏振器11a偏離，并且接收通過第二偏振器12a由軋制材料20的表面反射的光。在所述實施例中，根據(jù)接收光量產生電流的光接收器12b被設置為接收光的光接收裝置，并且第二偏振器12a在光的照射方向上布置在光接收器12b的前面。具有光反射特性的各種介質能夠被用作偏振器。例如，能夠使用諸如偏振片或偏振透鏡的已知介質。
在所述實施例中，盡管沒有在圖中具體示出，所述照射單元11和所述光接收單元12被包括在單元10a內，且所述單元10a固定在從照射設備11照射的光的振蕩方向與布置在光接收單元12內的偏振器12a的偏振方向之間的相對角度偏差。具體地，所述照射單元11和所述光接收單元12以預定的布置被包括在單元10a內，從而當光從照射單元11照射到軋制材料20的表面上時，所述反射光照射到光接收單元12上。而且，設置在所述光接收單元12中的所述第二偏振器12a的偏振方向b以下面的布置被固定所述偏振方向b相對于設置在所述照射單元11中的所述第一偏振器11a的偏振方向a偏離90°。
所述識別單元13基于由所述光接收裝置12接收光量識別非防銹扎制材料和防銹軋制材料。在所述實施例中，以響應于照射在所述光接收單元12的光接收器12b上的光發(fā)送的電信號為基礎，計算接收光的數(shù)量，并且為接收到的光的數(shù)量設定了預定閾值，基于這樣的閾值識別非防銹扎制材料和防銹軋制材料。
以下將描述使用所述用于軋制材料的識別裝置的方法。
如圖1中所示，所述用于軋制材料的識別設備10相對所述軋制材料20的表面設置以便將光照射到軋制材料20的表面上。所述照射單元11通過所述第一偏振器11a將所述光c1照射到軋制材料20上，并且所述光接收單元12接收由軋制材料20反射的光c2。所述識別單元13基于由所述光接收單元12接收光量識別所述軋制材料20是非防銹扎制材料還是防銹軋制材料。
從光照射單元11照射的光c1被第一偏振器11a偏轉從而所述振蕩方向被調整到一個方向。如圖2中所示，當所述軋制材料20被識別為非防銹軋制材料20a時，由于所述表面相對光滑，所述照射光c1通常不發(fā)散(或漫射；diffused)，且當所述照射光c1在非防銹扎制材料20a的表面反射時，所述光的振蕩方向通常未改變。因此，所述反射光c2的振蕩方向幾乎與所述照射光c1的振蕩方向相同。
如圖1中所示，在這種用于軋制材料的識別設備10中，設置在所述光接收單元12內的所述第二偏振器12a的偏振方向相對于所述第一偏振器11a偏離。因此，通過由所述第一偏振器11a產生的偏振由所述非防銹扎制材料20a的表面反射的所述反射光c2被所述第二偏振器12a阻礙并且通常沒有照射到所述光接收單元12的光接收器12b上。只有小部分反射光c2通過所述第二偏振器12a，所述小部分反射光c2的振蕩方向改變至允許所述反射光通過所述第二偏振器12a的方向。因此，對于非防銹扎制材料20a來說，由所述光接收單元12接收到的光的數(shù)量變得非常少。
另一方面，如圖3中所示，當所述軋制材料20是防銹軋制材料20b時，所述軋制材料20的表面通過防銹處理覆蓋有防銹材料，并且所述表面上出現(xiàn)非常細微的不規(guī)則。例如，當所述表面被鋅鍍層擴散處理作為防銹處理時，所述軋制材料的表面覆蓋有由鋅合金和基部材料的反應產生的產物，這導致在所述軋制材料20b表面上形成細微的不規(guī)則。光在具有這種細微的不規(guī)則的表面上被細微地反射。因此，在所述防銹軋制材料20b的表面上，所述光被發(fā)散(或漫射)，并且朝向所述光接收單元12的反射光c2的總量變小。另外，所述反射光c2的振蕩方向通過布置在所述防銹軋制材料20b表面上的細微不規(guī)則改變至隨機方向。因此，如圖4中所示，朝著所述光接收單元12的方向反射的所述反射光c2包括其振蕩方向改變至如此程度從而其能夠透過第二偏振器12a的光。通過所述第二偏振器12a的光照射到所述光接收器12b上并且被檢測。圖3是簡要地顯示防銹軋制材料20b的表面狀態(tài)的放大的橫截面視圖，并且顯示了光在所述防銹軋制材料20b的表面上的發(fā)散(或漫射)狀態(tài)。
如上所述，當要識別的軋制材料為非防銹扎制材料20a時，大部分的反射光c2被所述第二偏振器12a阻礙，然而另一方面，當所述軋制材料是防銹軋制材料20b時，與非防銹扎制材料20a的情況相比，透過第二偏振器12a由光接收裝置12b檢測到的接收光的數(shù)量更大。接收光的數(shù)量上的差別是有意義的，非防銹扎制材料和防銹軋制材料能夠通過在所述識別單元13中設定適當?shù)拈撝当蛔R別。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的用于軋制材料10的這種識別設備，通過光接收單元12檢測的接收光的數(shù)量的差別，能夠識別非防銹扎制材料20a和防銹軋制材料20b。
然而，即使借助這種用于軋制材料的識別設備10，仍然存在難以識別防銹軋制材料20b和非防銹扎制材料20a的情況。特別地，在細微的條紋形軋痕(軋制時在軋制的方向上產生)在照射光c1照射的位置存在于非防銹扎制材料20a內的情況下，當照射單元11的第一偏振器11a的偏振方向相對于這種軋制方向設置成特定的角度時，即使在非防銹扎制材料20a的情況下接收光的數(shù)量也可以增加，從而導致錯誤的區(qū)分。
例如，當使用布置成第二偏振器12a的偏振方向b相對于第一偏振器11a的偏振方向a偏離90度的單元，并且將第一偏振器11a的偏振方向布置成相對于非防銹扎制材料20a的軋制方向偏離大約45度時，將出現(xiàn)錯誤的識別。
在這種情況下，如圖5和6所示，從照射單元11照射的照射光c1被軋制期間產生的條紋形軋痕30的斜面30a、30b反射，并且所述反射光照射在光接收單元12上。為說明目的，在圖5和圖6中強調了軋制期間產生的軋痕，并且所述軋痕被圖示為遠大于實際比例。然而，實際的軋痕非常細微并且在不使用光學顯微鏡等的情況下幾乎不能被識別出。另外，所述形狀也是示意顯示。
在這種情況下，如圖5中所示，軋制期間產生的條紋形軋痕30經(jīng)常具有相對傾斜的平面30a、30b。當光從法線方向照射到所述非防銹扎制材料20a的軋痕30上時，所述光被相對傾斜的平面30a、30b反射并且所述光的振蕩方向x、y鏡像對稱地改變從而所述光易于被反射。具體地，假定在相對于軋制材料的軋制方向成+45度的振蕩方向x上被照射的照射光c1被軋制期間產生的條紋形軋痕反射。當所述照射光c1被所述條紋形軋痕30的相對傾斜的平面30a、30b反射時，所述光易于改變到-45度并且反射到振蕩方向y上。因此，當?shù)谝黄衿?1a的偏振方向a被設定成相對于所述軋制材料的軋制方向成+45度時，在布置成第二偏振器12a的偏振方向b相對于第一偏振器11a的偏振方向a偏離90度的單元內。在非防銹扎制材料的情況下，通過將照射在軋制材料的軋痕上的照射光c1的振蕩方向y改變至-45度產生的反射光c2，可以透射所述第二偏振器12a從而被所述光接收器12b檢測。
如此，可能發(fā)生例如下面的情況照射在軋制材料的軋痕上的照射光c1由軋制材料20a的軋痕反射并且透射通過第二偏振器12a從而被光接收器12b檢測到，且沒有所述單元布置成第二偏振器12a的偏振方向b相對于第一偏振器11a的偏振方向a偏離90°角。
圖7顯示了在所述照射光c1從所述照射單元11照射在軋制期間在非防銹扎制材料20a的表面上產生的條紋形軋痕30上的情況下，在所述軋制材料的識別設備10相對于平面視圖中的軋制方向旋轉的同時，被所述光接收單元12檢測的、接收光的數(shù)量的結果的示例。在涉及所述軋制材料的識別設備10的圖7中，相對于非防銹扎制材料20a的軋制方向的第一偏振器11a的偏振方向的角度被標示在圓周方向上，并且由光接收單元12檢測到的接收光的數(shù)量的大小被標示在徑向方向(radical direction)上。
如圖3中所示，所述防銹軋制材料20b具有由在表面的防銹材料引起的細微不規(guī)則，并且所述反射光c2的振蕩方向被改變?yōu)槿我夥较?。因此，由光接收單?2檢測的所接收光的數(shù)量大體上恒定且不取決于所述單元布置的角度。圖7中的虛線P顯示了在防銹軋制材料20b的情況下的接收光的數(shù)量的平均值。當軋制期間產生的條紋形軋痕上檢查非防銹扎制材料20a時，如通過圖7中的實線Q所示，改變所述單元布置的角度時由所述光接收單元12檢測的接收光的數(shù)量改變。另一方面，當非防銹扎制材料20a在不同于軋制期間產生的條紋形軋制軋痕的位置上檢查非防銹扎制材料20a時，即使改變所述單元布置的角度，由所述光接收單元12檢測的接收光的數(shù)量仍然很少，如圖7中的長短交替的短劃線R所示。要注意的是，圖7顯示了一個示例，并且由于軋制期間形成的條紋形軋痕，對于接收光的數(shù)量，非防銹扎制材料具有個體差異。另外，即使對于相同的非防銹扎制材料，在不同的位置接收的光的數(shù)量也不同。
在由圖7中用q1至q3表示的角區(qū)域內，由光接收單元12檢測的接收光的數(shù)量增加。在這種q1至q3的角區(qū)域內，非防銹扎制材料20a與防銹軋制材料20b之間接收光的數(shù)量的差異變小，并且在它們之間不能夠設置合適的閾值。因此，高精度地區(qū)分所述軋制材料變得困難。
在非防銹扎制材料20a在軋制期間產生的條紋形軋制軋痕的位置上、或由例如擠壓模制的后續(xù)加工引起的相似的條紋形加工痕的位置受到檢測的情況下，以及設置在所述照射單元11內的第一偏振器11a相對于非防銹扎制材料20a的軋制方向被布置在特定角區(qū)域內的情況下，這種結果發(fā)生。
基于識別工作的類型，要識別的軋制材料的軋制方向是明顯的。在這種情況下，照射單元11的第一偏振器11a相對于軋制材料的哪一方向導致問題的發(fā)生是清楚的。在這種情況下，所述軋制材料的識別設備10的單元可以被布置成，第一偏振器11a的偏振方向a相對于要被識別的軋制材料的軋制方向被取向以避免可能引起問題的角區(qū)域。因此，能夠避免這種情況。另外，如圖7中所示，例如，當所述單元被布置成第一偏振器11a的偏振方向a平行于或垂直于所述軋制材料的軋制方向時，前述的情況幾乎不會發(fā)生并且在非防銹扎制材料20a的情況下所接收光的數(shù)量變小。因此，所述單元可以布置成第一偏振器11a的偏振方向a平行于或垂直于軋制材料的軋制方向。
在一些識別工作中，要被識別的軋制材料的軋制方向不清楚。在這種情況下，例如，如圖7中所示，在由其中在第一偏振器11a的偏振方向和第二偏振器12a的偏振方向之間的相對角的偏差量被固定的所述單元組成的設備中，所述光照射通過第一偏振器11a，同時所述單元的角度被改變，這樣第一偏振器11a的偏振方向a相對于要被識別的軋制材料的表面被識別，并且基于在所述單元的角度上通過所述偏振器12a被接收的光的數(shù)量可以識別非防銹扎制材料與防銹軋制材料。在此情況下，改變所述單元角度的角度調整機構(圖中沒有示出)可以設置，這樣所述照射單元11來的照射光的振蕩方向相對于軋制材料的軋制方向被識別(從而在圖7中所示的示例中，改變第一偏振器11a的偏振方向)。所述光可以從照射單元11照射在軋制材料的表面上，同時所述單元的角度被改變從而從照射單元11照射的光的振蕩方向相對于要被識別的軋制材料的軋制方向被所述角度調整機構改變。然后，基于由所述角度調整機構調整的所述單元的角度與由所述光接收單元接收的光的數(shù)量之間的關系，所述非防銹扎制材料和所述防銹軋制材料可以通過所述識別單元識別。
根據(jù)所述方法，當要被識別的軋制材料為防銹軋制材料時，如圖7中的虛線P所示，在所述單元的每個角度能夠獲得大體上恒定的接收的光的數(shù)量。另一方面，當要被識別的軋制材料為非防銹扎制材料時，如在圖7中的實線Q所示，所述單元角度上的變化易于增加在一個角區(qū)域內接收的光的數(shù)量但是降低在另一角區(qū)域內接收的光的數(shù)量。
如此，當所述光照射通過第一偏振器11a同時所述單元的角度改變，從而來自照射單元11的照射光的振蕩方向相對于要被識別的軋制材料的軋制方向改變，并且考慮到在所述單元的角度上通過第二偏振器12a接收的光的數(shù)量時，基于接收的光的數(shù)量的趨勢能夠識別非防銹扎制材料和防銹軋制材料。在這種情況下，所述單元的角度沿著整個周邊可以改變，或者可以在一些適當?shù)慕嵌葘嵤┳R別非防銹扎制材料和防銹軋制材料的檢測。例如，預先確定0°、45°、和90°的角，所述光照射通過第一偏振器11a同時所述單元的角度改變至這種角度，并基于在所述單元的角度上通過第二偏振器12a接收的光的數(shù)量的趨勢識別非防銹扎制材料和防銹軋制材料。
接下來將在另一實施例中描述識別非防銹扎制材料和防銹軋制材料的方法。如上所述，在非防銹扎制材料中，當從照射單元照射的光的振蕩方向相對于要被識別的軋制材料的軋制方向的相對角為特定角時，在軋制軋痕的位置接收的光的數(shù)量可以增加。在這種情況中，非防銹扎制材料和防銹軋制材料之間的識別變得困難。因此，作為在非防銹扎制材料與防銹軋制材料之間的識別方法，優(yōu)選地，其能夠識別非防銹扎制材料和所述防銹軋制材料，而不考慮軋制軋痕存在或不存在，并且即使當軋制方向不清楚時也沒有受到軋制方向的影響。
根據(jù)所述識別軋制材料的方法，如圖8中所示，照射方向D相對于要被識別的軋制材料的表面21傾斜，并且振蕩方向被調整至一個方向的光c1照射到所述表面21上。光接收方向E相對于軋制材料的表面21傾斜。由軋制材料的表面21反射的光c2通過偏振器52a被接收，所述偏振器52a的偏振方向b相對于照射在軋制材料的表面21上的光c1的振蕩方向偏離。然后，基于接收的光的數(shù)量，識別非防銹扎制材料和防銹軋制材料。后文描述實施所述方法的設備。
如圖8中所示，用于實施識別軋制材料的方法的、用于軋制材料50的識別設備由照射單元51，接收單元52和識別單元53組成。
如圖8中所示，所述照射單元51被布置成所述照射方向D相對于軋制材料的表面21傾斜，并且照射振蕩方向被調整至一個方向的光c1。在此實施例中，所述照射單元51由發(fā)光裝置51b和第一偏振器51a組成，所述發(fā)光裝置51b被布置成所述照射方向D相對于軋制材料的表面21傾斜，所述第一偏振器51a在照射方向上被布置在發(fā)光裝置51b的前面、并且將由發(fā)光裝置51b發(fā)射的光的振蕩方向調整到一個方向。也可以使用照射所述光的發(fā)光二極管(LED)，所述光的振蕩方向被預先調整到一個方向。
所述光接收單元52被布置成所述光接收方向E相對于軋制材料的所述表面21傾斜。所述光接收單元52通過偏振器51a接收由所述軋制材料的表面21反射的光c2，所述偏振器51a被布置成所述偏振方向b相對于從照射單元51照射到軋制材料的表面21上的光的振蕩方向a偏離。在此實施例中，所述光接收單元52由第二偏振器52a和在光接收方向E上設置在第二偏振器52a后面并且接收光的光接收裝置組成，所述第二偏振器52的偏振方向b相對于所述照射單元51的第一偏振器51a的偏振方向a偏離。根據(jù)接收的光的數(shù)量產生電流的光接收裝置被用作所述光接收裝置52b。具有偏轉所述光的特性的各種介質能夠被用作所述偏振器51a，51b。例如，能夠使用諸如偏振片或偏振透鏡的已知介質。要注意的是，在此實施例中，所述光接收單元52被布置成光接收方向E相對于軋制材料的表面21傾斜到與所述照射單元51的照射方向D相同的方向。然而，光接收單元52被布置成光接收方向E相對于軋制材料的表面21傾斜已經(jīng)足夠，并且光接收單元52沒有必要被布置成光接收方向E相對于軋制材料的表面21傾斜到與照射單元51的照射方向D相同的方向。
基于由所述光接收單元52接收的光的數(shù)量，所述識別單元53識別非防銹扎制材料與防銹軋制材料。
如在上述實施例中，固定從所述照射單元51照射的光c1的振蕩方向a與設置在所述光接收單元52內的偏振器52a的偏振方向b之間的相對角度偏差的單元也能夠由照射單元51和光接收單元52組成。此實施例適用單元50a，所述單元50a固定地布置成設置在光接收單元52內的第二偏振器52a的偏振方向b相對于設置在照射單元51內的第一偏振器51a的偏振方向a偏離90°角。
如圖8中所示，在軋制材料的識別設備50中，所述照射單元51和所述接收單元52被布置成照射單元51的照射方向D相對于軋制材料的表面傾斜至與接收單元52的接收方向E相同的方向。換言之，所述照射單元51和所述接收單元52被布置成照射單元51的照射方向D和接收單元52的接收方向E相對于軋制材料的表面21的法線方向F以預定的角度傾斜。
當光c1從所述照射單元51照射在不同于非防銹扎制材料20a的軋痕的位置上時，如圖8中所示，由于軋制材料20的表面21的光滑度，由軋制材料的表面21反射的反射光c2指向所述光本身不會照射到光接收單元52上的方向。因此，由所述光接收單元52檢測到的接收的光量很小。
另外，如圖9(a)中所示，即使當光c1從照射單元51照射在非防銹扎制材料20a內的軋痕30的位置上時，只要照射單元51不與軋痕30的斜面30a相對，如圖9(b)中所示，由軋制軋痕30的斜面30a反射的光c2指向所述光本身不會照射到光接收單元52上的方向。因此，由所述光接收單元52檢測到的接收的光的數(shù)量很小。
而且，如圖10中所示，當光c1從所述照射單元51照射在非防銹扎制材料20a的軋制軋痕30的位置上、并且軋制軋痕30的斜面30a相對時，由軋制軋痕30的斜面30a反射的光c2指向所述光照射到光接收單元52上的方向。然而，即使在這種情況下，因為設置在照射單元51內的第一偏振器51a的偏振方向a與設置在光接收單元52內的第二偏振器52a的偏振方向b偏離，由軋痕的斜面30a反射的光c2被光接收單元52的第二偏光鏡52a阻擋，并且沒有照射在光接收單元52上。因此，由光接收單元52檢測的所接收的光的量很小。
如此，當所述軋制材料20是非防銹扎制材料20a時，不管軋痕30的位置或者軋制材料的軋制方向，由光接收單元52檢測的所接收光的量變得通常很小。
另一方面，當所述軋制材料是防銹軋制材料20b時，如圖3中所示，所述光被軋制材料的表面21漫射并相互反射，從而照射光c1的偏振被消除和反射，且反射光c2的振蕩方向變成隨機的方向。因此，大量的接收的光被光接收單元52檢測到。
因此，根據(jù)識別軋制材料的方法，當要被識別的軋制材料是非防銹扎制材料時，與軋制材料是防銹軋制材料的情況相比，接收的光的量能夠維持足夠低。在此情況下，也可以對于在防銹軋制材料情況下接收的光的量與非防銹扎制材料情況下接收的光的量之間的差別設定閾值，從而防銹軋制材料與非防銹扎制材料能夠被容易地和準確地識別。
例如，當所述照射單元51與所述光接收單元52布置成照射單元51的照射方向D和光接收單元52的光接收方向E相對于軋制材料的表面21的法線方向F以45度傾斜時，如圖11中所示，接收的光的量上的差別顯得很明顯。在圖11中，明匣表示防銹軋制材料20b的測量值，黑匣表示非防銹扎制材料20a的測量值。圖11中的水平軸表示軋制材料的軋制方向與照射單元51的第一偏振器51a的偏振方向之間的關系。如從試驗結果中理解的，不管軋制材料的軋制方向與照射單元51的第一偏振器51a的偏振方向之間的關系，非防銹扎制材料20a的測量值與防銹軋制材料20b的測量值之間能夠出現(xiàn)足夠的差別。因此，可以在非防銹扎制材料20a的測量值與防銹軋制材料20b的測量值之間設定閾值，從而在兩種可能之間做出區(qū)別。
在圖11中所示的試驗中，JIS-SPCC材料被用作非防銹扎制材料，且JIS-SGCC的鍍鋅層擴散處理的鋼板被用作防銹軋制材料。所述測量值通過使用由Keyence Corporation生產的測量設備CZ-H35S被確定，所述測量設備CZ-H35S上連接了由Keyence Corporation生產的放大器CZ-V21。所述測量設備CZ-H35S被放置在以35mm的距離遠離軋制材料的位置，以便測量所述測量值。在垂直線上的所述測量值是由所述測量設備測量的接收的光的量的測量值，并顯示所述值越大，接收的光的量越大。
在識別軋制材料的方法中，考慮到軋制材料的材料和軋制材料的防銹方法，限定在軋制材料的表面21與照射方向D之間的角度α可以被設定，從而當非防銹扎制材料被測量時接收的光的量的測量值與當防銹材料被測量時接收的光的量的測量值之間出現(xiàn)足夠的差別，從而不管軋制材料20的軋制方向與照射單元51的第一偏光鏡51a的偏振方向a之間的關系，能夠在其間設定閾值。
如圖12和13中所示，關于這種識別軋制材料的方法，本發(fā)明者研究了在不同時間相對于軋制材料的表面21的法線方向F改變照射單元51的照射方向D的傾角(傾角α)第一偏振器的偏振方向a、并進一步改變非防銹扎制材料20a的軋制方向與照射單元51的第一偏振器的偏振方向之間的關系的同時，在非防銹扎制材料20a的情況下接收的光的量與在防銹軋制材料20b的情況下接收的光的量之間的關系。圖12顯示了具有角(傾角α)的從0度到80度每隔10度提取數(shù)據(jù)的圖表，所述角是照射單元51的照射方向D相對于軋制材料的表面21的法線方向F的角。圖13顯示了從5度到75度每隔10度的傾角α所提取的數(shù)據(jù)的圖表。
當照射方向D相對于軋制材料表面21的傾角α很小并且照射方向D在軋制材料的表面21的法線方向F附近時，接收的光的量的峰值與在防銹軋制材料情況下接收的光的量之間的差別很小，所述峰值在照射單元51的偏振器的偏振方向與非防銹扎制材料的軋制方向之間的關系中變化。因此，難以設定閾值并難以識別非防銹扎制材料與防銹軋制材料。
另外，當相對于軋制材料的表面21照射方向D的傾角α很大并且照射方向D在軋制材料的表面21附近時，在防銹軋制材料情況下接收的光的量與在非防銹扎制材料情況下接收的光的量都變得很小，且在防銹軋制材料情況下接收的光的量與在非防銹扎制材料情況下接收的光的量之間的差別也變得很小。因此，難以在防銹軋制材料情況下接收的光的量與在非防銹扎制材料情況下接收的光的量之間設定閾值，并難以識別非防銹扎制材料與防銹軋制材料。
本發(fā)明者通過改變非防銹扎制材料和防銹軋制材料的材料并進一步不同地改變試驗條件，實施了這些試驗。結果發(fā)現(xiàn)，通常，照射單元51可以布置成照射單元51的照射方向D的角(傾角α)相對于軋制材料的表面21的法線方向F在20-70度的范圍內。優(yōu)選地，照射單元51布置成照射方向D在25度或更少的下限與65度或更多的上限的角范圍內傾斜。更優(yōu)選地，發(fā)現(xiàn)照射方向相對于軋制材料的表面的角度可以設定為大約45度。
如此，根據(jù)識別軋制材料的方法，可以識別軋制材料是非防銹扎制材料還是防銹軋制材料。在此情況下，不管軋制軋痕存在或不存在，且不管條紋形加工軋痕(所述條紋形加工軋痕例如在軋制材料的擠壓模制期間產生)存在或不存在，可以識別相關的軋制材料是非防銹扎制材料或者防銹軋制材料，而且，即使當軋制方向不清楚時也沒有受到軋制方向的影響。
上面已經(jīng)描述了根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于軋制材料的識別設備，但是本發(fā)明不限于上述實施例，并且能夠以多種方式改變。
權利要求
1.一種用于軋制材料的識別設備，所述識別設備識別非防銹扎制材料和防銹軋制材料，所述識別設備包括照射單元，所述照射單元布置成照射方向相對于軋制材料的表面傾斜，并照射光的照射方向被調整到一個方向的光；光接收單元，所述光接收單元布置成光接收方向相對于軋制材料的表面傾斜，并通過偏振器接收由軋制材料的表面反射的所述光，所述偏振器的偏振方向相對于從照射單元照射在軋制材料表面上的光的振動方向偏離；和識別單元，所述識別單元基于被所述光接收單元接收的光的量識別非防銹扎制材料和防銹軋制材料。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于軋制材料的識別設備，其中所述照射單元與所述光接收單元被包括在使在從照射單元照射的光的振動方向與布置在光接收單元內的偏振器的偏振方向之間的相對角度偏差固定的單元內。
3.一種用于識別軋制材料的方法，包括照射振動方向被調整到一個方向的光，且照射方向相對于要被識別的軋制材料的表面傾斜；通過偏振器接收由軋制材料的表面反射的光，且光的接收方向相對于軋制材料的表面傾斜，所述偏振器的偏振方向相對于照射到軋制材料的表面上的光的振蕩方向偏離；和基于接收的光的量識別非防銹扎制材料和防銹軋制材料。
4.一種用于軋制材料的識別設備，所述用于軋制材料的識別設備識別非防銹扎制材料和防銹軋制材料，所述用于軋制材料的識別設備包括照射單元，所述照射單元將照射方向被調整到一個方向的光照射到軋制材料的表面上，從而所述光的振蕩方向平行于或者垂直于要被識別的軋制材料的軋制方向；光接收單元，所述光接收單元通過偏振器接收由軋制材料的表面反射的光，所述偏振器的偏振方向相對于從照射單元照射在軋制材料表面上的光的振蕩方向偏離；和識別單元，所述識別單元基于被所述光接收單元接收的光的量識別非防銹扎制材料和防銹軋制材料。
5.根據(jù)權利要求4所述的用于軋制材料的識別設備，其中所述照射單元與所述光接收單元被包括在使從照射單元照射的光的振動方向與布置在光接收單元內的偏振器的偏振方向之間相對角度偏差固定的單元內；所述識別設備設置有角度調整機構，所述角度調整機構改變所述單元的角度，從而相對于要被識別的軋制材料的軋制方向改變從照射單元照射的光的振蕩方向，以及來自照射單元的光被照射在軋制材料的表面上同時所述單元的角度被所述角度調整機構改變，以及所述識別單元基于所述單元的角度與被光接收單元接收的光的量之間的關系，識別非防銹扎制材料和防銹軋制材料。
6.一種用于識別軋制材料的方法，包括將振蕩方向被調整到一個方向的光照射到軋制材料的表面上，從而所述光的振蕩方向平行于或垂直于要被識別的軋制材料的軋制方向；通過偏振器接收由軋制材料的表面反射的光，所述偏振器的偏振方向相對于照射在軋制材料表面上的光的振蕩方向偏離；和基于接收的光的量識別非防銹扎制材料和防銹軋制材料。
7.一種用于識別軋制材料的方法，其中照射單元和光接收單元被包括在一個單元內，所述照射單元將振動方向被調整到一個方向的光照射到軋制材料的表面上，且所述光接收單元通過偏振器接收由軋制材料的表面反射的光，且所述單元使在從照射單元照射的光的振動方向與光接收單元的偏振器的偏振方向之間的相對角度偏差量固定，和所述光照射在軋制材料的表面上，同時改變所述單元的角度，且基于由光接收單元在所述單元的每一個角度接收的光量識別非防銹扎制材料和防銹軋制材料。
全文摘要
一種用于識別軋制材料的方法，包括將光照射到要被識別的軋制材料的表面上，所述光的振動方向被調整到一個方向，且照射方向相對于要被識別的軋制材料的表面傾斜；通過偏振器接收由軋制材料的表面反射的光，所述偏振器的偏振方向相對于照射到軋制材料的表面上的光的振動方向偏離，且光的接收方向相對于軋制材料的表面傾斜；和基于接收的光的量識別非防銹扎制材料和防銹軋制材料。
文檔編號G01N21/47GK101069086SQ20068000022
公開日2007年11月7日 申請日期2006年3月14日 優(yōu)先權日2005年11月21日
發(fā)明者中西廣純, 椋本厚司, 臼杵誠, 計見龍雄 申請人:大發(fā)工業(yè)株式會社