JPH01136055A - 周期疵検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、圧延ライン等において鋼板、アルミ板、銅板
等の帯状走行物に圧延ロールに存在するロール疵により
形成される周期的な表面疵を検出する周期疵検出装置に
関する。

（従来の技術） 圧延ラインにおいては、ロールに存在するロール疵によ
って帯状走行物として被圧延材に周期的な表面疵が形成
されることがある。そして、径の異なる複数のロールを
使用する圧延ラインでは周期の異なる各表面疵が被圧延
材に形成される。

そこで、このような各表面疵を検出するものとして例え
ば特願昭５７−４０５０６号に開示されている技術があ
る。この技術は表面疵データの自己相関関数を求めて各
周期の表面疵を検出するもので、ここでこの技術の原理
について説明する。第４図（ａ）に示すようにロール１
で圧延される帯状走行物（以下、ストリップと指称する
）２は矢印の方向に走行し、その終端において巻取られ
てコイル３となる。この過程においてロール１に疵が存
在する場合にはストリップ２の表面に表面疵が形成され
るが、その表面疵信号４　（同図（ｂ））は周期性を有
するものとなる。この表面疵の発生状態は第５図に示す
如くであり同図中Ａはストリップ２の全幅に亙って形成
された表面疵信号を示し、Ｂは前記幅の例えば１／８幅
の表面疵信号を示している。又、「↓」は検出対象とな
る表面疵信号を示しており周期性を有していることが分
かる。他の線はランダム疵による信号を示している。

なお、各「↓」の相互間の間隔τはロール１の周長に等
しい。

このような表面疵信号の自己相関関数を求めた場合、第
６図に示すようにロール１り周長に対応する周期τで高
いピークが現われる。従って、このピークに着目するこ
とにより対象表面疵の周期性を正確に検出することがで
きる。

第７図は表面疵信号を時間Δｔごとに求めてヒストグラ
ムで表わしたものである。ヒストグラムの包絡線を時間
ｔについての関数ｆ　（ｔ）とした場合、自己相関関数
φ（τ）は、 ・・・（１） で表わされる。Ｔは自己関数を求める区間である。

具体的に自己関数を求める場合には次のような演算過程
をとる。

この第（２）式に基づいて各瞬間時Δｔごとに順次演算
を繰返す。つまり、 −Ｉｆ（ｏ）　　・ｆ’（ｏ＋Ｍ−Δｔ）　　　　　　
　　−（４−０）＋ｒ（Δｔ）　争ｆ（Δを十Ｍ　　−
Δｔ）　　　　　　　　　　・　（４−１）十ｒ（２−
Δｔ）−１’（２−Δｔ＋Ｍ　　−Δｔ）　　　・　（
４−２）十ｆ（３−Δｔ）−ｒ（３−Δｔ＋ｘ　−Δｔ
）　　＝−（４−３）＋ｆ（Ｎ・Δｔ）・Ｉ’（Ｎ・Δ
ｔ＋Ｍ・Δｔ）・・・（４−Ｎ）この第（４）式におい
て（４−０）〜（４−Ｎ）に示すようにストリップ２が
Δを進行するごとにロール１の周長Ｍ・Δを前の表面疵
信号の積を求め、前の回の演算値に加えていけば自己相
関を求めることができる。そして、このようにして求め
られた自己相関値に対して一定の設定値で比較して各周
期の表面疵を検出しようとするものである。

これによって、全ての周期の表面疵が同時に検出できる
とともにＳ／Ｎ比を大幅に向上できる。

ところで、圧延ラインにおいては生産速度が例えば３０
トン／分と非常に速く、このためストリップ表面に表面
疵が形成されて、その検出が少しでも遅れると、大量の
不良品ができてしまう。従って、表面疵を−速く検出す
ることが要゛求されている。

ところが、上記技術では表面疵を検出するためにかなり
長い検出区間Ｔ２例えば最低でも１０００ｍ以上の検出
区間が必要であり、場合によっては数千ｍも必要となる
こともある。

（発明が解決しようとする問題点） 以上のように表面疵を検出するにはかなり長い検出区間
Ｔが必要となり、このため表面疵を検出するまでの時間
が長くなってしまう。

そこで本発明は、周期的な表面疵をより速く検出できる
とともに周ピッチで表示できる周期紙検出装置を提供す
ることを目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は、ロールが圧接された状態で走行する帯状走行
物の幅方向に走査する検出ヘッドからの表面疵データを
受けてロールの周長に相当する記憶領域をａする画像メ
モリに記憶し、この後この画像メモリに記憶された表面
疵データを帯状走行物の走行速度に同期して順次読み出
して自己相関値を求め、さらにこの自己相関値を比較器
において設定値と比較して帯状走行物に形成される周期
的な表面疵を検出する周期紙検出装置において、帯状走
行物の走行速度に同期した同期信号を送出する同期信号
発生器と、この同期信号発生器からの同期信号を受けて
帯状走行物がロール周長だけ走行したことを検出して比
較器の比較結果出力をラッチするラッチ手段と、このラ
ッを手段でラッチされた比較結果出力を１ラスタとして
ＣＲＴ表示装置に表示させる表示手段とを備えて上記目
的を達成しようとする周期紙検出装置である。

（作用） このような手段を備えたことにより、ロール周長に相当
する帯状走行物の走行時間差による表面疵データの自己
相関が演算し求められ、次の比較器で自己相関演算値と
予め設定された設定値とが順次比較されて自己相関演算
値の最大値が求められと、同期信号発生器からの同期信
号を受けて帯状走行物がロール周長だけ走行したことを
検出して比較器の比較結果出力がラッチ手段によってラ
ッチされ、このラッチされた比較結果出力が表示手段で
１ラスタとしてＣＲＴ表示装置に表示される。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は周期紙検出装置の構成図である。ストリップ１
０は矢印で示す方向に一定速度で移動しており、このス
トリップ１０は径ｄｉ、　ｄ２とそれぞれ異なるロール
Ｒ１、Ｒ２で圧接されている。このストリップ１０の上
方には光学的な検出へラド１１が配置されている。この
検出へラド１１はストリップ１０の進行方向と直角の方
向すなわちストリップ１０の幅方向に光学的に走査して
予め設定された単位長領域の表面疵信号を出力するもの
となっている。なお、単位長領域はストリップ１０の信
号方向の単位長Δτとストリップ１０の幅方向長さ（Δ
ωＸｒｌ）で定まる。ここで、Δτ×Δωで１つの画素
Ｓｉｊが形成される。表面疵信号は増幅回路１２により
増幅され、かっＡ／Ｄ変換され、２値化信号でストアレ
ジスタ１３に送られている。又、ストリップ１０には同
期信号発生器１４が配置されており、この同期信号発生
器１４からストリップ１０の移動速度に同期した同期信
号ｃｋが出力されるようになっている。

ストアレジスタ１３は表面疵信号を順次画素（Δτ×Δ
ω）ごとに同期信号発生器１４からの同期信号ｃｋに同
期して格納するもので、この格納される表面疵データは
ストリップ１０の幅方向１列分のデータ（Ｓ　ｌＯ＝　
Ｓ　ｉＯ，すなわちΔω×ｍ画素分画素−タ）である。

この１列分データは並列出力されて画像メモリ１５に送
られるようになっている。

この画像メモリ１５はストリップ１０が単位長Δτ進ご
とに１列分データを並列入力で記憶するとともに既に記
憶されている１列分データを順次シフトして出力するも
のとなっている。なお、記憶容量はｍｘｎ画素分必要で
あり、ここにｍ≧ストリップ１０の幅／Δω ｎ−最大ロール周長πｄ２／Δτ となっている。又、１列分のデータの記憶状態は、Ｓｔ
ｊ″８１（ｊ−１） 但し、ｉ−１〜ｍ、ｊ−１〜ｎ で示され、Ｓｉｊは１つの画素を表わす。なお、表面疵
データはストリップ１０の走行方向つまりＳ　１１．　
　Ｓ　１２．　　Ｓ　１３＝−Ｓ　Ｉｎを行方向とし、
ストリップ１０の幅方向つまりＳ　１１．　　Ｓ　２１
．　　Ｓ　３Ｌ−Ｓ　ｉｆを列方向とする。

従って、画像メぞり１５には順次ストップ１０の単位長
Δτごとの１列分データがロールの１周長分蓄積される
ことになる。

一方、ストアレジスタ１３から出力される１列分データ
は自己相関演算手段１６に入力されるようになっている
。この自己相関演算手段１６は前記第（４）式の演算を
実行する機能を持ったもので、乗算器１７．加算器１８
．演算値レジスタ１９により構成されている。乗算器１
７と加算器１８とで第（５）式の演算を実行し、 Ｃｉｊ　　＋Ｓ　ｉＯＸ　Ｓ　ｉｊ＋　Ｃｉｊ　　　　
　・・・（５）（ｉ−１〜ｍ、ｊｍｌ〜ｎ） その演算結果Ｃ１ｊを演算値レジスタ１９に蓄積し、そ
の結果、演算値レジスタ１９には第（４）式の右辺、の
演算値が蓄積されるようになっている。なお、データバ
ス２０は第（５）式のおける右辺のＣ１ｊを加算するた
めにフィードバックするものである。そして、このよう
にして求められた自己相関値データは次の比較器２１に
送られるようになっている。

この比較器２１は１行分の自己相関値データ。

例えばＣｔ＋、　　Ｃ，＋１〜Ｃ１ｎに対して予め定め
られた閾値を存する設定値りと順次比較し、１行分の自
己相関演算値データ中の最大値を出力する機能をもった
ものである。この比較演算は１行分の各自己相関値デー
タごとに行なわれる。なお、実際の圧延ラインにはロー
ルとストリップ１０とのすべり等に起因する周期の変動
があるため、この変動分を補償するために補償回路２２
が設けられている。この補償回路２２は予め経験的に求
められた周期変動分±γ［■ｌに基づいて次の補償演算
を実行する。

””　−（８ｉ（ｊ−ｐ）・８１（ｊ−ｐ＋１）〜Ｓｌ
ｊ”　ｉ（ｊ＋１）〜ｓｉ＋、・最大値）　・・・（６
）但し、ｐ−γ／Δτで与えるれる。

さて、２２はラッチ手段であって、このラッチ手段２２
は同期信号発生器１４からの同期信号ｃｋを受けてスト
リップ１ｏがロールＲ２の周長πｄ２分進行したことを
検出し、この検出時に比較器２１の比較結果出力をラッ
チして保持する機能を有するもので、プリセットカウン
タ２３及びＣＲＴメモリ２４から構成されている。プリ
セットカウンタ２３にはストリップ１０がロール周長π
ｄ２分進行したときの同期信号ｃｋの設定カウント値ｎ
　Ｏがプリセットされ、同期信号ｃｋのカウント値がこ
の設定カウント値ｎｏに達したときにラッチ信号「をＣ
ＲＴメモリ２４に送出するものとなっている。ＣＲＴメ
モリ２４はこのラッチ信号「を受けたときに比較器２１
の比較結果をラッチして記憶保持するものである。

このＣＲＴメモリ２４には各行ごとに接点２５−１．２
５−２〜２５−ｍを有するチャンネルセレクト２５が接
続され、このチャンネルセレクト２５にＣＲＴインタフ
ェース２６を介してＣＲＴ表示装置２７が接続されてい
る。

次に上記の如く構成された装置の作用について説明する
。ストリップ１０が矢印の方向に走行すると、検出ヘッ
ド１１はストリップ１０の幅方向に光学的に走査して表
面疵信号として出力する。

この表面疵信号は増幅回路１２で増幅されかっ２値化さ
れてストアレジスタ１３に送られる。一方、同期信号発
生器１４はストリップ１０の走行速度に同期した同期信
号ｃｋを出力する。これにより、表面疵信号は同期信号
ｃｋに同期してストリップ１０の幅方向１列分ＳＩＯ−
ＳｍＯつまり画素Δω×ｍの表面疵データとしてストア
レジスタ１３に記憶される。そして、ストリップ１０が
単位長Δτ定走行るごとに同期信号ｃｋによって次のス
トリップ１０の幅方向１列分の表面疵データが順次スト
アレジスタ１３に記憶される。このように幅方向１列分
の表面疵データが順次ストアレジスタ１３に送られるご
とにストアレジスタ１３に記憶されていた前回の表面疵
データは順次画像メモリ１５に並列出力される。この画
像メモリ１５では１列分の表面疵データを受けるたびに
既に記憶されている各１列分の表面疵データを並列にシ
フトする。

そこで、画像メモリ１５は行方向の記憶容量がロール周
長πｄ２に相当しているので、ストリップ１０がロール
周長πｄ２だけ走行する、つまり最大ロール周長πｄ２
／Δτ回だけシフトすると、各１列分の表面疵データは
補償回路２２を通して自己相関演算手段１６へ出力され
る。

この自己相関演算手段１６における乗算器１７は画像メ
モリ１５からの１列分の表面疵データ例えばＳｉｎ、Ｓ
２ｎ・・・５Ｉｌｎとストアレジスタ１３からの１列分
の表面疵データ５１０．Ｓ２０・・・ＳｓＯとをそれぞ
れ各画素ごとに乗算して次の加算器１８に送出する。こ
の加算器１８は演算値レジスタ１９からの演算結果例え
ばＣ１ｎ、Ｃ２ｎ・・・Ｃａｎと乗算器１７からの乗算
結果とをそれぞれ各画素ごとに加算して演算値レジスタ
１９に送る。かくして、この演算値レジスタ１９には前
記第（４）式の右辺の演算値が蓄積される。ところで、
この演算値は第２図に示す如くの値となっている。例え
ば、演算値Ｃｌノ、０１ノ＋１”１．ｔ’＋２”・・Ｃ
１ｎによりストリップ１０の走行方向の自己相関値φａ
ｌとなり、演算値Ｃ１”　　Ｃ２１＋１”　　Ｃ２，＋
２’　・・・Ｃ２ｎにより同走行方向の自己相関値φｂ
ｌ　（不図示）となる。ここで、ｚｌはロール径ｄｌの
ロールＲ１による表面疵を示し、Ｚ２はロール径ｄ２の
ロールＲ２による表面疵を示している。

そして、これら自己相関値φａｌ、　　φｂｌ・・・は
それぞれ比較器２１に一括して移されて設定値りと比較
される。

ところで、同期信号発生器１４から出力される同期信号
ｃｋはプリセットカウンタ２３に入力され、このプリセ
ットカウンタ２３は同期信号ｃｋをカウントしている。

そして、ストリップ１０がロールＲ２の周長πｄ２分走
行するとプリセットカウンタ２３のカウント値はプリセ
ットされた設定カウント値ｎに到達し、このときプリセ
ットカウンタ２３はラッチ信号ｒをＣＲＴメモリ２４に
送出する。このラッチ信号ｒを受けたＣＲＴメモリ２４
は比較器２１の比較結果をラッチして記憶保持する。従
って、ＣＲＴメモリ２４には各行ごとの自己相関演算値
φａｌと設定値りとの比較結果、自己相関演算値φｂ１
と設定値りとの比較結果・・・が記憶保持される。ここ
で、チャンネルセレクト２５が２５−１に接続されてい
れば、自己相関値φａｌと設定値りとの比較結果がＣＲ
Ｔインタフェース２６に送られ、このインタフェース２
６で１ラスタＱ１の画像信号に変換されて第３図に示す
ようにＣＲＴ表示装置２７に送られて表示される。そう
して、次のラッチ信号ｒがＣＲＴメモリ２４に入力する
と、このときの自己相関値φａ２と設定値りとの比較結
果がＣＲＴインタフェース２６に送られ、このインタフ
ェース２６で１ラスタＱ２の画像信号に変換されて第３
図に示すようにＣＲＴ表示装置２７に送られる。この結
果、ロール周長πｄ２に相当する検出領域つまり画素５
ｌｌ−３ｉｎの１行分の表面疵データの自己相関値φａ
１．　　φａ２・・・がストリップ１０がロール周長π
ｄ２走行するだびに１ラスタＱ１、Ｑ２・・・で表示さ
れる。なお、ＣＲＴインタフェース２６では各自己相関
演算値φａＬφａ２・・・φａｋのヒストグラムΣφａ
ｋを求めており、表示の切換よってこのヒストグラムを
表示するようになっている。

このように上記一実施例においては、同期信号発生器１
４からの同期信号ｃｋを受けてストリップ１０がロール
周長πｄ２走行したことを検出して比較器２１の比較結
果出力をラッチし、このラッチされた比較結果出力を１
ラスタとしてＣＲＴ表示装置２７に表示される構成とし
たので、ストリップ１０がロール周長分走行するたびに
自己相関結果が表示されてストリップ１０の表面疵発生
の状態が随時モニタできる。従って、周期的な表面疵が
発生した場合にＣＲＴ表示装置２７の表示面を監視して
いれば表面疵例えばＺｌ、Ｚ２が第３図に示すように連
続して現われて直ぐに検出することができる。又、ＣＲ
Ｔ表示装置２７の表示面にロール周長のスケールを備え
ておけば、表面疵の周期が検出できてどの径のロールＲ
１，Ｒ２に疵等が存在するか容易に分かる。又、表面疵
がＣＲＴ表示面上に連続して現われるので、小さな表面
疵でも容・易に検出できる。従って、ロールに疵等が存
在することが−速く、検出できて圧延ラインにおいて不
良品を大量に作ることが無くなり、生産性を向上できる
。

なお、本発明は上記一実施例に限定されるものでなくそ
の主旨を逸脱しない範囲で変形してもよい。例えば、比
較器において設定値りで２値化したが、この設定値を複
数段階設定して多値化する構成としてもよい。

［発明の効果］ 以上詳記したように本発明によれば、周期的な表面疵を
より速く検出できるとともに周ピッチで表示できる周期
疵検出装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる周期疵検出装置の一実施例を示
す構成図、第２図は同装置で求められる自己相関値を示
す模式図、第３図は同装置での表示作用を示す模式図、
第４図乃至第７図は従来装置を説明するための図である
。 １０・・・ストリップ、１１・・・検出ヘッド、１３・
・・ストアレジスタ、１４・・・同期信号発生器、１５
・・・画像メモリ、１６・・・自己相関演算手段、１７
・・・乗算器、１８・・・加算器、１９・・・演算値レ
ジスタ、２１・・・比較器、２２・・・ラッチ手段、２
３・・・プリセットカウンタ、２４・・・ＣＲＴメモリ
、２６・・・ＣＲＴインタフェース、２７・・・ＣＲＴ
表示装置。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第２図 第３図 （ｂ） 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ロールが圧接された状態で走行する帯状走行物の幅方向
   に走査する検出ヘッドからの表面疵データを受けて前記
   ロールの周長に相当する記憶領域を有する画像メモリに
   記憶し、この後この画像メモリに記憶された表面疵デー
   タを前記帯状走行物の走行速度に同期して順次読み出し
   て自己相関値を求め、さらにこの自己相関値を比較器に
   おいて設定値と比較して前記帯状走行物に形成される周
   期的な表面疵を検出する周期疵検出装置において、前記
   帯状走行物の走行速度に同期した同期信号を送出する同
   期信号発生器と、この同期信号発生器からの同期信号を
   受けて前記帯状走行物が前記ロール周長だけ走行したこ
   とを検出して前記比較器の比較結果出力をラッチするラ
   ッチ手段と、このラッチ手段でラッチされた比較結果出
   力を１ラスタとしてＣＲＴ表示装置に表示させる表示手
   段とを具備したことを特徴とする周期疵検出装置。