JPH04224016A - 熱延材の幅端部位置検出装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高温の金属塊（以下、
熱延材と総称する）の幅端部位置を検出する際に、熱延
材の温度変化に影響されずに常に良好な精度で熱延材の
幅端位置を検出し得るようにした、熱延材の幅端部位置
検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】圧延又は連続加工では、製品歩留りを向
上する上で精密な板幅管理が望まれる。特に熱間圧延の
場合は、圧延機で水平圧下するために圧延材に幅広がり
が生じるが、これを放置したまま圧延を繰返すと、製品
板幅が設定値よりも極めて大きいものとなり、後工程の
サイドトリミング等で切捨てる部分が増大し、歩留りの
低下を招来する。

【０００３】一方、シングルスタンドにおけるリバース
圧延、連続スタンドにおける先後端部通過時等の無張力
圧延においては、蛇行が生じ易いため、圧延材の蛇行量
を検出して、左右のロールギャップの調整を行う必要が
ある。ところが、従来の圧延荷重差に基づいて蛇行を検
出して制御する方式では、圧延材の端折れによる端部２
枚噛みや先後端の不規則形状部の圧延時に発生する圧延
荷重差等を蛇行現象と判断し、圧下レベル調整を狂わし
、かえって圧延作業を中断させる、等の致命的な欠陥が
あった。

【０００４】そこで、最近では、熱間圧延材、連鋳材等
の加熱熱延材の板幅或いは蛇行等を高精度で制御するこ
とが望まれ、その基になる板幅或いは蛇行等の検出手段
として光学的幅端部検出器が開発されている。この装置
は図５に示す原理に基づいている。

【０００５】すなわち、圧延材１の下方に設置した投光
器２から圧延材１へ向けて光を投射し、上方、つまり圧
延材１の表面方向部位に設けた受光器３によって圧延材
１に遮蔽されない部分の受光量を測定し、板幅を検出す
るものである。受光器３には、光電素子（フォトダイオ
ード）を利用したもの、テレビカメラ式撮像管を利用し
たもの等があるが、以下、光電素子を利用したものにつ
いて説明する。テレビカメラ式撮像管を用いた場合も原
理的には変らない。光電素子４は投光器２と平行に、複
数個、直線状に配列し（個数単位として一般に「ビット
」を用いる）、レンズ５を通して集光した像の受光量に
比例した電気信号６を発する。この受光量を所定の変換
器により一定レベルでスレッシュホールドすることによ
り、電気信号６をオン、オフ２種類の同期信号７に変換
する。１ビット当りの集光距離はレンズ５の集光角度２
α（又は集光範囲Ｌ）及び被測定物としての圧延材１と
レンズ５との間の距離Ｈによって定まるので、全光電素
子数をＮビットとすると、板幅Ｗは次式で求めることが
できる。

【０００６】 　　Ｗ＝Ｌ×｛Ｎ−（Ｎ１＋Ｎ２）｝／Ｎ＝２Ｈｔａｎ
α×｛Ｎ−（Ｎ１＋Ｎ２）｝／Ｎ…（Ｉ）

【０００７】而して、このような板幅検出手段を圧延材
等の蛇行検出に適用することも考えられ、既に一部では
実施されているが、特に熱間圧延では圧延材自体が８０
０℃前後の高温であるため、図５に示す投光器２を廃し
て圧延材自体が発する光を検知する方式が有効となる。 この場合の原理を図６により説明すると、圧延材１の左
右両側、すなわち、ワークサイドとドライブサイドの夫
々に受光器８，９を設け、該受光器８，９により圧延材
１の光を検知するようにする。検知時には、受光器８，
９に設けられた受光素子１０，１１の各ビットごとに集
光が行われ、各ビットごとに集光された光の強さに比例
する電圧が発生する。例えば、受光素子１０の各ビット
が発生する電圧と受光素子１０の各ビットの位置との関
係を図示すると図７に示すようになり、このうち圧延材
１の幅端部の位置Ｎは図７の線イにおける電圧の急激に
変化したビットの位置として検知される。なお、図７の
線イ、ロ、ハを映像信号と称する。図７の映像信号イ、
ロ、ハは受光素子１０，１１の全ビットを１回走査する
のに要する時間即ち走査時間ｔＳごとに１回ずつ求めら
れる。又、ＶＳは受光素子１０，１１の飽和電圧、ＶＬ
は幅端部の位置を求めるためのスレッシュレベルの電圧
である。

【０００８】ところで熱間圧延では圧延材１は種類によ
って温度が異なるため、走査時間ｔＳの設定の仕方によ
っては、図６に示す受光器８，９で受光される光量が過
多となったり不足したりして幅端部の検出がうまく行か
なくなるおそれがある。すなわち、温度の高い圧延材で
走査時間ｔＳが長いと、受光素子１０，１１の受光量が
過多となり、圧延材から発せられてローラーテーブル等
に反射した弱い光に対しても電圧を発生してしまう結果
、図７のロに示すように、映像信号が圧延材１の幅端部
から離れた位置でも立上るので、幅端部の検出精度が悪
化する。又逆に温度の低い圧延材１で走査時間ｔＳが短
いと、受光素子１０，１１の受光量が不足となる結果、
図７のハに示すように映像信号各ビットの電圧が小さく
なり、基準となるスレッシュレベルの電圧ＶＬに達しな
いので、検出が不可能となるおそれがある。従って、走
査時間ｔＳを自動的にコントロールし、受光素子１０，
１１が受光する光量を常に一定に保持し、映像信号を図
７のイに示すように調節することが必要となる。

【０００９】そこで、本願発明者らのうちの一人は、例
えば特願昭５９−７７２１４号明細書に示すように、受
光素子１０，１１の中のスレッシュレベルの電圧ＶＬを
発生するビットの位置（番地）ＮＣを求め、そのビット
の位置ＮＣを中心とする一定の範囲を探索領域１２と定
め、探索領域１２内に含まれるビットを数個置きにピッ
クアップしてピックアップされたビットが発生する電圧
の差を順に求め、該電圧の差の最大値が大きい場合には
光量過多と判断して走査時間ｔＳを短くし、電圧の差の
最大値が小さい場合には光量不足と判断して走査時間ｔ
Ｓを長くするように制御する方式を提案した。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
熱延材の幅端部位置検出装置における走査時間ｔＳを制
御する方式にあっては、以下のような問題点があった。

【００１１】すなわち、次の走査時間ｔＳを求めるため
には、前の走査時間ｔＳ内に電圧の差の最大値を求め終
っていなければならないが、電圧の差を計算するのに時
間が掛るので、探索領域１２を狭く取って計算回数を減
らすようにしなければならない。

【００１２】すると、映像信号の一部を探索することに
よって、映像信号全体の傾向を判断しなければならなく
なるので、探索した一部の映像信号が全体の傾向と異な
る場合、例えば図７中の光量過多を示す映像信号ロで変
化の緩やかな部分に探索領域１２が定められてしまった
という場合に、走査時間ｔＳを短くすべきであるにも拘
らず、電圧の差の最大値が小さく光量不足であると判断
して、走査時間ｔＳを更に長くしてしまうなどの調整ミ
スが生じ、幅端部の位置検出が不可能になることがあっ
た。

【００１３】本発明は上述の実情に鑑み、確実に幅端部
位置を検出できるようにすることを目的としてなしたも
のである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１は、熱
延材の発する光を受光する受光素子及び該受光素子の各
ビットを走査する走査回路を備えた幅端部位置検出器と
、走査回路が出力した受光素子の各ビットからの電圧の
うちの最大電圧を求める最大電圧演算器と、最大電圧演
算器からの最大電圧と設定器からの設定電圧との偏差を
取る減算器と、減算器からの偏差に基づいて適正走査時
間を求め前記走査回路に走査時間変更指令を送る走査時
間演算器とを設けたことを特徴とする熱延材の幅端部位
置検出装置にかかるものである。

【００１５】又、本発明の請求項２は、熱延材の発する
光を受光する受光素子及びレンズ並びにレンズを通る光
量を調整する絞りを備えた幅端部位置検出器と、受光素
子の各ビットからの電圧のうちの最大電圧を求める最大
電圧演算器と、最大電圧演算器からの最大電圧と設定器
からの設定電圧との偏差を取る減算器と、減算器からの
偏差に基づいて適正絞り値を求め前記絞りを開閉する絞
りコントローラに絞り値変更指令を送る絞り値演算器と
を設けたことを特徴とする熱延材の幅端部位置検出装置
にかかるものである。

【００１６】

【作用】請求項１によれば、幅端部位置検出器では熱延
材の発する光が受光素子で受光され、受光素子の各ビッ
トの発する電圧が走査回路で走査される。

【００１７】そして、最大電圧演算器は走査回路が出力
した受光素子の各ビットからの電圧のうちの最大電圧を
求め、減算器は最大電圧演算器からの最大電圧と設定器
からの設定電圧との偏差を取り、走査時間演算器は減算
器からの偏差に基づいて適正走査時間を求め前記走査回
路に走査時間変更指令を送る。

【００１８】請求項２によれば、幅端部位置検出器では
熱延材の発する光が光量を調整する絞り及びレンズを通
して受光素子で受光され、受光素子の各ビットの発する
電圧が走査回路で走査される。

【００１９】そして、最大電圧演算器は受光素子の各ビ
ットからの電圧のうちの最大電圧を求め、減算器は最大
電圧演算器からの最大電圧と設定器からの設定電圧との
偏差を取り、絞り値演算器は減算器からの偏差に基づい
て適正絞り値を求め前記絞りを開閉する絞りコントロー
ラに絞り値変更指令を送る。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつ
つ説明する。

【００２１】図１は本発明の一実施例で、１３は熱延材
１４の幅端部の位置を検出するための幅端部位置検出器
であり、熱延材１４の発する光を受光する受光素子１５
及び該受光素子１５の各ビットを走査する走査回路１６
並びにレンズ１７を備えている。

【００２２】１８は受光素子１５の各ビットが発生する
電圧Ｖを走査回路１６から入力してそのうちの最大電圧
ＶＭを求める最大電圧演算器、１９は最大電圧演算器１
８からの最大電圧ＶＭと設定器２０に設定した設定電圧
ＶＲとを入力して両者の偏差２１を取る減算器、２２は
減算器１９からの偏差２１に基づいて適正な走査時間ｔ
Ｓを求め走査回路１６に走査時間変更指令２３を送る走
査時間演算器である。

【００２３】次に作動について説明する。

【００２４】幅端部位置検出器１３で熱延材１４の発す
る光の光量を検出して、熱延材１４の幅端部位置を検出
する過程については、図６・図７と同様であるので説明
を省略する。

【００２５】本発明では、更に、熱延材１４の幅端部近
傍に向けられた幅端部位置検出器１３で、受光素子１５
によって受光された熱延材１４の発する光が電圧Ｖに変
換され、走査回路１６によって受光素子１５の各ビット
が走査されると、走査回路１６からの電圧Ｖは最大電圧
演算器１８へ送られる。

【００２６】該最大電圧演算器１８は送られた各ビット
の電圧Ｖのうちの最大電圧ＶＭを求め、減算器１９は最
大電圧演算器１８からの最大電圧ＶＭと設定器２０に設
定した電圧ＶＲとの偏差（ＶＭ−ＶＲ）２１を取り、走
査時間演算器２２は減算器１９からの偏差２１に基づい
て適正な走査時間ｔＳを求め、走査回路１６へ走査時間
変更指令２３を送る。前記偏差２１が大きい場合には光
量過多なので走査時間ｔＳを短くし、偏差２１が小さい
場合には光量不足なので走査時間ｔＳが長くなるよう走
査時間ｔＳを制御して受光素子１５へ入光する光量を適
正化させる。

【００２７】このように、受光素子１５の各ビットが発
生した電圧Ｖのうちの最大電圧ＶＭを基準とすることに
より、映像信号の全体を探索領域としたのと同様に映像
信号全体の傾向を把握することができるので、常に適正
な走査時間ｔＳが得られ、確実且つ高精度に熱延材１４
の幅端部位置を検出することができるようになる。尚、
設定電圧ＶＲは図７に示した飽和電圧ＶＳの例えば８割
から９割程度の値に設定する。

【００２８】図２〜図４は本発明の他の実施例である。

【００２９】図中２４は幅端部位置検出器１３のレンズ
１７の前に置かれた絞り、２５は絞り２４から突設され
た調整レバーである。

【００３０】２６は絞りコントローラであって、調整レ
バー２５の先端に接続されたワイヤー２７と該ワイヤー
２７を巻取り可能なプーリ２８と該プーリ２８を回転駆
動するパルスモータ２９とプーリ２８を巻戻し方向へ付
勢するスプリング３０とによって構成されている。

【００３１】又、図２中３１は減算器１９からの偏差（
ＶＭ−ＶＲ）２１に基づいて適正絞り値を求め、絞りコ
ントローラ２６に絞り値変更指令３２を送る絞り値演算
器である。

【００３２】本実施例では、絞り値演算器３１が減算器
１９からの偏差２１に基づいて適正絞り値を求め、絞り
コントローラ２６のパルスモータ２９へ絞り値変更コン
トローラ２６のパルスモータ２９へ絞り値変更指令３２
を送って、パルスモータ２９を駆動しプーリ２８を所要
の角度回転変位させ、ワイヤー２７および調整レバー２
４を介して、絞り２４が開閉される。

【００３３】その結果、偏差２１が大きい場合には光量
過多なのでワイヤー２７がスプリング３０の弾性力によ
り巻戻されて絞り２４が閉じ、偏差２１が小さい場合に
は光量不足なのでワイヤー２７が巻取られて絞り２４が
開くようになり、走査時間が一定の場合でも受光素子１
５の受光量が適正に調整され、確実且つ高精度に熱延材
１４の幅端部位置を検出することができるようになる。

【００３４】なお、本発明においては、絞り設定を電子
回路等によるハードウエア或いはコンピュータによるソ
フトウエアのどちらによっても実施できること、圧延材
に限らず種々の加熱熱延材に対して適用できること、そ
の他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加
え得ること、等は勿論である。

【００３５】

【発明の効果】本発明の熱延材の幅端部位置検出装置の
請求項１によれば走査時間が調整されて受光素子の受光
量が適正化され、請求項２によれば絞り量が調整されて
受光素子の受光量が適正化されるので、確実且つ高精度
で熱延材の幅端部位置を検出することができるという優
れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の熱延材の幅端部位置検出装置における
走査時間を変更する部分の回路図である。

【図２】本発明の他の実施例における絞りを変更する部
分の回路図である。

【図３】図２に使用する絞りコントローラの平面図であ
る。

【図４】図３の側面図である。

【図５】熱延材の幅端部を検出する装置の原理図である
。

【図６】熱延材の幅端部を検出する装置の原理図である
。

【図７】図６に示す幅端部位置検出装置の場合に受光素
子の各ビットが発生する電圧と受光素子の各ビットの位
置との関係を表わす線図である。

【符号の説明】

１３　　　　　　　　　　幅端部位置検出器１４　　　
　　　　　　　熱延材 １５　　　　　　　　　　受光素子 １６　　　　　　　　　　走査回路 １７　　　　　　　　　　レンズ １８　　　　　　　　　　最大電圧演算器１９　　　　
　　　　　　減算器 ２０　　　　　　　　　　設定器 ２１　　　　　　　　　　偏差 ２２　　　　　　　　　　走査時間演算器２３　　　　
　　　　　　走査時間変更指令２４　　　　　　　　　
　絞り ２６　　　　　　　　　　絞りコントローラ３１　　　
　　　　　　　絞り値演算器３２　　　　　　　　　　
絞り値変更指令Ｖ　　　　　　　　　　　　受光素子の
各ビットからの電圧ＶＭ　　　　　　　　　　　最大電
圧 ＶＲ　　　　　　　　　　　設定電圧

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　熱延材の発する光を受光する受光素子
   及び該受光素子の各ビットを走査する走査回路を備えた
   幅端部位置検出器と、走査回路が出力した受光素子の各
   ビットからの電圧のうちの最大電圧を求める最大電圧演
   算器と、最大電圧演算器からの最大電圧と設定器からの
   設定電圧との偏差を取る減算器と、減算器からの偏差に
   基づいて適正走査時間を求め前記走査回路に走査時間変
   更指令を送る走査時間演算器とを設けたことを特徴とす
   る熱延材の幅端部位置検出装置。
2. 【請求項２】　　熱延材の発する光を受光する受光素子
   及びレンズ並びにレンズを通る光量を調整する絞りを備
   えた幅端部位置検出器と、受光素子の各ビットからの電
   圧のうちの最大電圧を求める最大電圧演算器と、最大電
   圧演算器からの最大電圧と設定器からの設定電圧との偏
   差を取る減算器と、減算器からの偏差に基づいて適正絞
   り値を求め前記絞りを開閉する絞りコントローラに絞り
   値変更指令を送る絞り値演算器とを設けたことを特徴と
   する熱延材の幅端部位置検出装置。