一种高磁感取向硅钢表面激光刻痕的缺陷控制方法技术

本发明专利技术揭示了一种高磁感取向硅钢表面激光刻痕的缺陷控制方法，包括：根据需求，选择相应分辨率的相机，并调整相机成像角度和物距，以保证刻痕成像清晰；由相机对刻痕后的带钢表面进行拍照，并获取每个刻损长度；通过机组L1系统计算当前平均刻损率；根据计算出的平均刻损率来判定刻痕线不良缺陷等级。该方法判定识别情况准确，完全替代了人工干预控制，其判定的准确性、客观性以及调整的及时性较之前人工控制有明显的优越性。

A defect control method of laser marking on the surface of high magnetic induction oriented silicon steel

【技术实现步骤摘要】
一种高磁感取向硅钢表面激光刻痕的缺陷控制方法
本专利技术涉及高磁感取向硅钢表面激光刻痕，更具体地说，涉及一种高磁感取向硅钢表面激光刻痕的缺陷控制方法。
技术介绍
激光刻痕技术是通过利用平面镜、凹面镜、准直镜、聚焦镜等光学器件(并配备相应的辅助设备，如空压机、除尘器、冷却器等设备)，将激光器输出的不平行光进行整合、聚焦，使其能量高度集中，整形后的激光束在垂直于带钢轧制方向，以相同的间距利用激光热效应瞬间加热、冷却带钢，在激光扫描的区域形成局部热应力张应力和压应力，应力效应使主磁畴的宽度减小而细化，在外加交变电磁场的作用下，根据电磁感应定律，硅钢片沿磁畴垂直方向的涡流损耗降低，宏观表现为硅钢片的铁损值下降，从而使得其运行空载损耗降低，达到节能、降噪的效果。现有技术存在的问题：1、经过实践检验，硅钢表面材料表面的绝缘涂层膜如果经激光照射后出现明显的刻损痕迹(涂层破坏，后简称刻痕不良)，刻损区域的耐锈蚀能力明显降低，叠片后其层间电阻大幅降低，制作变压器后存在击穿的巨大风险；2、硅钢材料底层(高温退火过程中形成的硅酸镁底层)由于工艺的特性在高温工序退火时，在带钢的长度、宽度方向上存在差异，造成带钢表面横向方向存在分布均匀的水印、底层不良、露晶等缺陷，其黑白程度、底层厚薄不一。颜色较黑的地方吸热严重在激光刻痕扫描过程中无法承受较高的功率造成绝缘涂层、底层损伤，颜色较浅的部位则容易反射激光而吸热相对较少造成刻痕改善效果不明显。3、人工干预存在严重的滞后性和可行性。由于在带钢表面缺陷分布的规律性不强，因此靠人工识别表面缺陷后再调整，一方面是滞后的，更主要的是由于人与人之间对缺陷判断的差异，很难有效达到预想的效果，系统整体运行的稳定性低，受控程度低，反而不利于工艺的稳定。另一方面，由于人为的特性，可能存在将功率降低至下限维持生产的可能性。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在提供一种高磁感取向硅钢表面激光刻痕的缺陷控制方法，通过建立在线主动反馈控制，结合表面数据、工艺数据库，根据表面在线实时监控系统，根据在线的表面质量检测反馈，自动适应性的调整工艺参数，避免刻痕不良缺陷产生。一种高磁感取向硅钢表面激光刻痕的缺陷控制方法，包括以下步骤：A.根据需求，选择相应分辨率的相机，并调整相机成像角度和物距，以保证刻痕成像清晰；B.由相机对刻痕后的带钢表面进行拍照，并获取每个刻损长度；C.通过机组L1系统计算当前平均刻损率；D.根据计算出的平均刻损率来判定刻痕线不良缺陷等级。所述的前平均刻损率的计算公式为：An＝(∑Wm)/mW0*100％，式中，Wm:检测反馈周期内第m条刻痕线的刻损长度；W0:带钢原始宽度；n：第n个检测反馈周期，自然常数；An：第n个检测反馈周期的平均刻损率。所述的判定刻痕线不良缺陷等级方法如下：当平均刻损率在0-10％时，其实物等级为1级，能够供货；当平均刻损率在10-25％时，其实物等级为2级，能够供货；当平均刻损率在25-40％时，其实物等级为3级，降级处理；当平均刻损率在40-100％时，其实物等级为4级，不能交货。还包括步骤E的在线调整反馈处理：启动反馈控制并按照如下公式设定下一次的刻痕功率：Pn+1＝Pn×(1-(An-0.25)/10)Pn：第n次检测周期内投入的激光功率；Pn+1：第n次检测反馈调整后的激光功率；An：第n个检测反馈周期的平均刻损率。所述的启动反馈控制具体为：当An≥40％时，启动反馈控制，每调整一次，脚标n递增1，运行200m后继续检测并调整，如此反复，累计An值下降幅度低于5％，则停止调整，激光刻痕退出作业；当40％≥An≥25％时，启动反馈控制，每调整一次，脚标n递增1，运行200m后继续检测并调整，如此反复，直至An<25％；当25％≥An≥10％时，机组参照当前功率正常生产，不启动反馈控制；当An≤10％时，启动反馈控制，每调整一次，脚标n递增1，运行200m后继续检测并调整，如此反复，直至An＞10％时停止反馈。采用本专利技术的技术方案，判定识别情况准确，完全替代了人工干预控制，其判定的准确性、客观性以及调整的及时性较之前人工控制有明显的优越性。附图说明在本专利技术中，相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：图1为本专利技术的相机设置的示意图；图2为本专利技术的相机拍摄后的刻损长度示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例进一步说明本专利技术的技术方案。本专利技术的高磁感取向硅钢表面激光刻痕的缺陷控制方法，具体包括以下步骤：首先，确保相机能准确识别表面刻痕线不良缺陷，即在现有相机的条件下，测试相机的光学角度，确保相机能够准确的分析出带钢表面当前的刻痕不良等级(该等级也是厂内放行标准等级)，一、二级可以直接交付使用，超过三级或以上是不能直接放行给用户使的。第一步：确定明场成像或者暗场成像保持分辨率(横向分辨率：0.25mm/pixel，纵向分辨率：0.25mm/pixel)不变的情况下，根据不同成像角度下的图片，判断采用明场成像或者暗场成像。例如：在表1所示的测试参数条件下，通过检测表面刻痕不良情况，反映在不同条件下检出效果，可以判断刻痕缺陷在明场情况下(光源与法线夹角20°、相机与法线夹角20°)检测效果最好，见图1、表1，图1中1为带钢、2为法线、3为入射光源、4为相机、H为物距、α为相机与法线夹角、β为光源与法线夹角。表1明暗场成像情况第二步：确定横向纵向分辨率以及物距相机光源角度固定的情况下(光源与法线夹角20°，相机与法线夹角20°)，改变横向分辨率和纵向分辨率，进行图像采集。测试结论：图像在明场角度下(光源与法线夹角20°，相机与法线夹角20°)，纵向分辨率为0.04mm/pixel时，2级3级刻痕均可清晰检出。由于纵向分辨率极高，达到了0.04mm/pixel，根据机组速度，相机行频要达到60KHz，需要选择1K的相机，为了缩减相机数量来控制整个系统的硬件成本，故软件修正横向分辨率从0.04mm至0.4mm，纵向维持高分辨率不做变化。软件修正后的图像效果较好，满足后续图像处理和识别的要求。综合以上，为了确保准确识别表面刻痕不良缺陷的等级，其成像方式可采用以下条件：1、明场成像。采用明场成像方式，可以参考光源与法线夹角20°，相机与法线夹角20°；2、相机参数。纵向分辨率0.04mm/pixel或以上，横向分辨率0.4mm/pixel或以上，采用1K及以上相机，物距995mm。第三步：表面刻损等级判别标准(检测)由相机对刻痕后的带钢表面进行拍照，并获取每个刻损长度；如图2所示，截取一段刻痕后的带钢表面(带钢运行方向从左向右)，刻痕线垂直于带钢运行方向分布，带钢本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高磁感取向硅钢表面激光刻痕的缺陷控制方法，包括以下步骤：/nA.根据需求，选择相应分辨率的相机，并调整相机成像角度和物距，以保证刻痕成像清晰；/nB.由相机对刻痕后的带钢表面进行拍照，并获取每个刻损长度；/nC.通过机组L1系统计算当前平均刻损率；/nD.根据计算出的平均刻损率来判定刻痕线不良缺陷等级。/n

【技术特征摘要】
1.一种高磁感取向硅钢表面激光刻痕的缺陷控制方法，包括以下步骤：
A.根据需求，选择相应分辨率的相机，并调整相机成像角度和物距，以保证刻痕成像清晰；
B.由相机对刻痕后的带钢表面进行拍照，并获取每个刻损长度；
C.通过机组L1系统计算当前平均刻损率；
D.根据计算出的平均刻损率来判定刻痕线不良缺陷等级。


2.如权利要求1中的高磁感取向硅钢表面激光刻痕的缺陷控制方法，其特征在于：所述的前平均刻损率的计算公式为：
An＝(∑Wm)/mW0*100％，
式中，
Wm:检测反馈周期内第m条刻痕线的刻损长度；
W0:带钢原始宽度；
n：第n个检测反馈周期，自然常数；
An：第n个检测反馈周期的平均刻损率。


3.如权利要求1或2中的高磁感取向硅钢表面激光刻痕的缺陷控制方法，其特征在于：所述的判定刻痕线不良缺陷等级方法如下：
当平均刻损率在0-10％时，其实物等级为1级，能够供货；
当平均刻损率在10-25％时，其实物等级为2级，能够供货；
当平均刻损率在25-40％时，其实物等级为3级，降级处理；
当平均刻损率在40-100...

【专利技术属性】
技术研发人员：向邦林，侯长俊，郭万青，徐志超，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31