JPH01152302A - 形状検出装置 - 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】 【産業上の利用分野〕 この発明は、例えば鋼板の熱間圧延工程における圧延時
に生じる鋼板の先端、後端の変形を検出する、形状検出
装置に関するものである。

〔従来の技術〕

鋼板の熱間圧延時に生じる鋼板先端の変形は、次段以降
の圧延ロールに不均等な荷重をかけ、ロールの損傷の原
因となったり、不良品を生産する原因となっていた。

これを防止するために、従来は作業者が目で観測し適当
なところで切断機を操作して切断していた。

そのため、鋼板の先端の変形を自動的に検出して、変形
部分の必要最小限の切断を行って当該鋼板を次段のロー
ルへ送り込み、不均等荷重の影響を取り除き、ロールの
損傷を防ぐことを期待して、以下のような形状検出装置
が提案されている。

第４図は従来の形状検出装置を示すブロック図であり、
１は熱間圧延工程を流れる赤熱した鋼板、２はレンズ、
３はライン状に並べた複数個の光電素子群であり、レン
ズ２を使った光学系によって鋼板１の像が結像される。

４は光電素子３が鋼板の温度に比例して発生した出力を
増幅する増幅器であって、上記レンズ２、光電素子群３
とで検出手段を構成している。

５は増幅器４の出力信号をディジタル量に変換するアナ
ログ・ディジタル変換回路（以下、Ａ／Ｄと略称する）
である、即ち、鋼板１の像が結像された光電素子３の部
分の出力信号は論理値“１″に、鋼板１の像が結像され
ない光電素子３の部分、の出力信号は論理値“０”とな
る。

６はカウンター回路で構成された板幅測定回路で、Ａ／
Ｄ５の論理値“１”出力の数を計数すると、鋼板１の板
幅に相当する測定値が得られる。

８は比較回路で、入力端子７から与えられる板幅基準値
Ｗと板幅測定回路６から出力された鋼板１の板幅測定値
を比較し、板幅測定値が板幅基準値Ｗより小さい一定の
許容値内に入った時に切断信号を出力する。

９は切断機制御装置で、前記切断信号が与えられると、
＃［板１の先端を切断する。即ち、第５図に示す如く、
鋼板１の中央部の板幅を板幅基準値Ｗとすると、鋼板先
端部に示した板幅ＫＷ　（Ｋ＜１）の位置を検出して切
断することができる。

従来の形状検出装置は以上のように構成されているので
、鋼板上に発生するスケールや水のりにより鋼板像が不
均一な明るさとなったり、背景や空気中の微粒子による
散乱光のため、鋼板像以外でも明るくなるような場合、
鋼板像のディジタル化に誤差を生じる欠点があった。

このような従来のものの欠点を除去するために、アナロ
グ鋼板像信号を多値で量子化してメモリへ記憶せしめ、
任意方向の積分、濃度ヒストグラム処理から閾値を求め
て２値化することにより、スケール、水のり信号を除去
し、散乱光信号と鋼板像信号を分離して誤動作のない形
状検出を行う形状検出装置として、第６図に示すものが
考えられた。

第６図において、前記第４図と同一部分には同一符号を
付し、１０はアナログで得られた鋼板像信号を多値で量
子化する量子化回路、１１は量子化された鋼板像信号を
記憶するメモリ、１２はメモリ１１に記憶された鋼板像
信号を読み出し、ｌｌ板の２次元方向に対して任意の方
向に積分し、再びメモリへ格納する積分回路、１３は積
分された鋼板像信号から濃度ヒストグラムを作成し、そ
の濃度ヒストグラムの形状から２値化レベルを決めて鋼
板像のみを抽出する２値化回路、１４は鋼板１が検出領
域で一定距離進行する毎に発生する駆動信号Ｐを受けて
光電素子群３を走査し出力を送出させる走査回路、２１
は一板１の両側に位置し、幅方向の移行を規制して鋼板
１を切断機の中心に持っていくサイドガイドである。

次に動作について説明する。Ｎ個の光電素子から成る光
電素子群３の出力（以後ビデオ信号と称する）は、鋼板
１が該鋼板の横（板幅）方向に対する視野を一定距離矢
印方向に進む毎に、走査回路１４により、１回ずつ走査
されて読み出される。

このビデオ信号は増幅器４を介し、量子化回路１０によ
り多値の量子化レベルを持つディジタル信号に変換され
、上記走査順にメモリ１１内に記憶される。

この動作は、以前に設定される検出視野と走査間隔から
割り出される走査回数Ｍ回だけ行なわれ、この結果１例
えばメモリ１１には第７図（ａ）に示すようなビデオ画
像が記憶される。

しかし、外乱成分であるスケールまたは水のり（イ）、
散乱（ロ）のため生じる信号が混在していて９例えば走
査線部（ハ）におけるビデオ信号は第７図（ｂ）のよう
になり、固定の閾値（ニ）。

（ホ）等で２値化したのでは誤差が大きくなる。

また、一般的な２値化の手法として用いられている濃度
ヒストグラムにより閾値を決定する方法を適用しても、
スケールや水のりかない場合には第８図（ａ）のごとく
散乱による信号の分布と鋼板像信号の分布が明確に分離
でき、破線で示すような閾値が決定できるが、スケール
や水のりがある場合には、鋼板１の表面温度が低下し、
第８図（ｂ）のごとく鋼板像信号の分布が低温側にのび
て、散乱による信号の分布と重なるので両者間の分離が
できなくなる。

そこでこの形状検出装置では、積分回路１２によりビデ
オ画像を積分することにより、スケール、水のり信号を
除去している。これは、スケールや水のりのために、ビ
デオ信号のレベルが低下するのを補完している。

第９図（ａ）は積分回路１２の回路図、同図（ｂ）はビ
デオ画像を示す図、同図（０）、（ｄ）。

（ｅ）はそれぞれ信号波形図で、原信号（へ）と積分信
号（ト）の差を求め、積分信号（ト）が大きい場合、即
ち原信号（へ）のデイツプが深い場合のみ原信号（へ）
を差信号で補完した信号（チ）を出力するように構成し
たものである。

しかし、このような補完を施すと、積分信号（ト）が原
信号（へ）より遅延することによる歪が生じる。

第１０図はこれを説明するためのビデオ信号波形図で、
メモリ１１に記憶されているビデオ画像を矢印（す）方
向に順次読み出した場合、出力信号（チ）の波形は破線
で示したようになる。これは鋼板の先端（又は後端）の
凹みの部分で積分信号（ト）の方が原信号（へ）よりも
大きくなるため、補完されることによるものである。

そこで、このような誤差を解消するために、積分器１２
では第１１図に示すごとく、ビデオ画像を幅方向に中央
で分割し、左側および右側でそれぞれ積分方向を矢印（
ヌ）と（ル）のようにその向をかえている。

具体的にはメモリ１１に記憶されているビデオ画像を矢
印（ヌ）、（ル）の方向に順次読み出すと同時に積分回
路１２で積分し、積分結果を再びメモリ１１に順次記憶
することにより、補完されたビデオ画像を得ている。

積分方向（ヌ）と（ル）は対象鋼板１の形状により決め
られ、回路構成上は４５度の角度が有利であるが、他の
角度でもよい。２値化回路１３は上述したスケール、水
のり信号の除去された出力信号（チ）から前述した濃度
ヒストグラムを求める。

この濃度ヒストグラムは第８図（ａ）に示すような形状
になり、同図の破線で示すように鋼板部。

散乱部それぞれの分布による２つの山の間の谷の部分に
閾値を決めることができる。２値化後は前記第４図の装
置について述べたと同様にして、切断機制御装置９から
切断信号が送出される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の形状検出装置は以上のように構成されているので
、鋼板上に発生するスケールや水のり（イ）及び散乱光
による外乱信号（ロ）については、誤差を生じない鋼板
像を抽出できるが、サイドガイドからの反射光による外
乱に対しては、正確な鋼板像が抽出できなくなるなどの
問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、サイドガイドなどからの散乱光による外乱信
号を除去し、正確な鋼板像を抽出することのできる形状
検出装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る形状検出装置は、鋼板の温度に対応した
電気信号を発生する検出手段からの検出信号を量子化手
段で多値化信号とし、この多値化信号を記憶するメモリ
手段と、前記メモリ手段に記憶された量子化信号中から
サイドガイドからの反射による外乱信号を除去する外乱
除去回路を具備したものである。

〔作用〕

この発明における形状検出装置は、外乱除去回路により
、メモリに記憶された鋼板像信号からサイドガイドなど
からの反射による外乱信号が除去されることにより、正
確な鋼板像の抽出を可能とする。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を前記第６図と同一部分に同
一符号を付した第１図について説明する。

第１図において、２０はメモリ手段１１に記憶された鋼
板像信号からサイドガイド２１などからの反射による外
乱信号を除去する外乱除去回路である。

次に動作について説明する。いま、第２図（ａ）のビデ
オ画像の中の外乱成分（オ）は、鋼板１から出る光がサ
イドガイド２１で反射して光学素子群３に入力されたも
のであり、その時の走査線部（ハ）におけるビデオ信号
は、第２図（ｂ）のような温度レベルになる。

このような温度レベルのビデオ画像を従来装置のところ
で述べた濃度ヒストグラムで処理すると、第２図（ｃ）
のようになり、点線部７にサイドガイド２１からの外乱
成分が表われる。

又、従来装置の積分回路１２により処理をすると、第３
図（ｄ）のようになり、外乱成分（オ）のない状態の第
９図（ｅ）と比較すると、第７図（ａ）の散乱（ロ）の
信号までも補完されてしまう、これを２値化回路１３に
て処理すると、第８図（ｂ）と同様になり鋼板の散乱部
と鋼板信号が分離できなくなってしまう。

これは、サイドガイド２１からの外乱成分（オ）の温度
レベルが、鋼板１からの入力信号の温度レベルと異差が
ないために生じる原因である。

そこで、この発明の形状検出装置では、外乱除去回路２
０によりサイドガイド２１からの外乱成分（オ）を除去
する。この外乱除去回路２０はメモリ１１に記憶されて
いる鋼板の温度レベル信号のうち、走査方向Ｙの両端の
数個分の信号を走査回数Ｍ回だけ消去し、メモリ回路１
１に記憶する装置である。

なお、走査方向Ｙの両端の消去する信号の数は任意設定
が可能なようにしておくと良い。外乱除去回路２０によ
りサイドガイド２１の外乱成分（オ）を取り除いた後、
積分回路１２によりビデオ画像を積分すると、第９図（
ｅ）と同様な信号がえられるようになった。

また、積分方向についても第１０図の鋼板形状であれば
従来方式でも誤差が出なかったが、近年の熱間圧延技術
の向上により、仕上圧延機の前段における板幅圧下量が
大きくなる動向にあり、第１２図（ａ）に示す谷が深い
鋼板形状が生じ易くなった。

このような鋼板形状に対して斜め方向に積分すると、第
１２図（ｂ）の点線で示す鋼板形状になり誤差が生じて
しまうため、第１２図（ｃ）に示すように積分方向を矢
印（し）のように垂直方向に変更することで誤差のない
鋼板像が抽出出来るようになった。

なお、積分回路１２以後は第６図の従来装置の説明で述
べたと同様にして切断信号が送出される。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、サイドガイドからの
散乱光による外乱信号を外乱除去回路により除去するよ
うに構成したので、正確な鋼板像を抽出することができ
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による形状検出装置を示す
ブロック図、第２図、第３図はその動作を説明するため
の各部の波形図、第４図は従来の形状検出装置を示すブ
ロック図、第５図はその動作を説明するための鋼板の先
端形状図、第６図は従来の他の形状検出装置を示すブロ
ック図、第７図、第８図はその動作を説明するための各
部の波形図、第９図は積分回路の構成および動作説明図
、第１０図、第１１図、第１２図は積分方向の説明図で
ある。 １は鋼板、２はレンズ、３は光電素子群、６は板幅測定
回路、８は比較回路、１０は量子化回路、１１はメモリ
、１２は積分回路、１３は２値化回路、１４は走査回路
、２０は外乱除去回路、２１はサイドガイド。 なお１図中、同一符号は、同一あるいは相当部分を示す
。 特許出願人　　三菱電機株式会社 ：　　オ幻艷：＃Ｌ（ビデオ侶号レベル）第７図 方り反Ｊ票１（し？イＡδヲレヘ１しＪ第９図 （ｅ）　　　　　　’ｒ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼板の幅方向への移行を規制するサイドガイドと
   、前記鋼板の像を複数個の光電素子群上に結像し該鋼板
   の温度に対応した走査電気信号を発生する検出手段と、
   前記検出手段の走査間隔を前記鋼板の進行距離に応じて
   制御する走査回路と、前記検出手段で得られた検出信号
   を多値化する量子化回路と、前記量子化回路で得られた
   多値化信号を記憶するメモリと、前記メモリに記憶され
   た量子化信号中の前記サイドガイドからの反射による外
   乱信号を除去する外乱除去回路と、前記外乱除去回路に
   より外乱信号を除去した量子化信号を任意の方向に積分
   する積分回路と、前記積分回路で得られた積分信号の濃
   度ヒストグラムから閾値を決定して２値化する２値化回
   路と、前記２値化回路で得られた２値化信号から前記鋼
   板の各走査部の板幅を求める板幅測定回路と、前記板幅
   測定回路から出力された板幅測定値と事前に設定された
   板幅基準値とを比較する比較手段を備えた形状検出装置
   。
2. （２）積分回路は、対象鋼板信号を、鋼板に対して先端
   から垂直方向に積分することを特徴とする特許請求の範
   囲第（１）項記載の形状検出装置。