JPH05329588A - 鋳片鋳造用冷却ドラムのディンプル加工装置および方法 - Google Patents
鋳片鋳造用冷却ドラムのディンプル加工装置および方法Info
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- JPH05329588A JPH05329588A JP4135276A JP13527692A JPH05329588A JP H05329588 A JPH05329588 A JP H05329588A JP 4135276 A JP4135276 A JP 4135276A JP 13527692 A JP13527692 A JP 13527692A JP H05329588 A JPH05329588 A JP H05329588A
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- cooling drum
- dimples
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザビームを照射して鋳片鋳造用冷却ドラ
ムの表面にディンプルを形成する加工装置および加工方
法に関し、形成するディンプルの寸法に対してフィード
バック制御を行い加工寸法の信頼性を高めることを目的
とする。 【構成】 鋳片鋳造用冷却ドラム３にレーザビームを照
射して冷却ドラムの周面にディンプルを形成するディン
プル加工装置において、冷却ドラム周面に形成されたデ
ィンプルを写す映像手段１と、映像手段からの映像信号
から上記形成されたディンプルの径寸法および深さ寸法
のうち少なくともいずれか一方を算出して所定寸法値と
比較し、所定寸法値と異なるとき、レーザビームの照射
状態を制御する手段にフィードバックをかける補償手段
２とを備える。
ムの表面にディンプルを形成する加工装置および加工方
法に関し、形成するディンプルの寸法に対してフィード
バック制御を行い加工寸法の信頼性を高めることを目的
とする。 【構成】 鋳片鋳造用冷却ドラム３にレーザビームを照
射して冷却ドラムの周面にディンプルを形成するディン
プル加工装置において、冷却ドラム周面に形成されたデ
ィンプルを写す映像手段１と、映像手段からの映像信号
から上記形成されたディンプルの径寸法および深さ寸法
のうち少なくともいずれか一方を算出して所定寸法値と
比較し、所定寸法値と異なるとき、レーザビームの照射
状態を制御する手段にフィードバックをかける補償手段
２とを備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鋳片鋳造用冷却ドラム
の加工装置および加工方法に関し、特に単ドラム方式，
双ドラム方式，ドラム−ベルト方式等の冷却ドラム表面
にレーザビームを照射してディンプルを形成する加工装
置および加工方法に関する。
の加工装置および加工方法に関し、特に単ドラム方式，
双ドラム方式，ドラム−ベルト方式等の冷却ドラム表面
にレーザビームを照射してディンプルを形成する加工装
置および加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】連続鋳造の分野において、製品の最終形
状に近い肉厚の薄い鋳片（以後、薄肉鋳片という）を溶
鋼から直接的に製造する技術の開発が強く望まれてい
る。薄肉鋳片を鋳造する場合、厚肉鋳片を鋳造する場合
と比べて冷却ドラムで溶鋼がかなり急激に冷やされるの
で、鋳造された鋳片に肉厚の変動または表面割れ等が引
き起こされる。従って、これらの欠陥を引き起こさない
ような冷却ドラムを考慮する必要がある。
状に近い肉厚の薄い鋳片（以後、薄肉鋳片という）を溶
鋼から直接的に製造する技術の開発が強く望まれてい
る。薄肉鋳片を鋳造する場合、厚肉鋳片を鋳造する場合
と比べて冷却ドラムで溶鋼がかなり急激に冷やされるの
で、鋳造された鋳片に肉厚の変動または表面割れ等が引
き起こされる。従って、これらの欠陥を引き起こさない
ような冷却ドラムを考慮する必要がある。
【０００３】例えば、特開昭６０−第１８４４４９号で
は、冷却ドラムの周面全体に均一な凹凸を設けて「空気
溜まり」を形成し、冷却ドラム周面に「空気層」を作る
ことが提案されている。これは、「空気溜まり」により
冷却ドラムの抜熱能力を小さくして溶鋼を緩慢に冷却す
ることによって、形成される「凝固シェル」の厚みを板
幅方向で均一化し、肉厚変動および表面割れのない薄肉
鋳片を鋳造可能にしている。
は、冷却ドラムの周面全体に均一な凹凸を設けて「空気
溜まり」を形成し、冷却ドラム周面に「空気層」を作る
ことが提案されている。これは、「空気溜まり」により
冷却ドラムの抜熱能力を小さくして溶鋼を緩慢に冷却す
ることによって、形成される「凝固シェル」の厚みを板
幅方向で均一化し、肉厚変動および表面割れのない薄肉
鋳片を鋳造可能にしている。
【０００４】
【発明が解決しょうとする課題】しかし、凹凸を設けた
冷却ドラムを用いて鋳造を行うと鋳片表面へ凹凸状の跡
（転写跡）が転写される。この転写跡の凹凸はその後の
圧延により平滑にされるので支障を及ぼさないが、転写
跡の一部に粗大粒が存在すると「あざ」となって残り、
鋳造された製品の商品価値を損ねてしまう。
冷却ドラムを用いて鋳造を行うと鋳片表面へ凹凸状の跡
（転写跡）が転写される。この転写跡の凹凸はその後の
圧延により平滑にされるので支障を及ぼさないが、転写
跡の一部に粗大粒が存在すると「あざ」となって残り、
鋳造された製品の商品価値を損ねてしまう。
【０００５】また、凹凸を設けた冷却ドラムを用いて溶
鋼を鋳込むと、溶鋼の「湯溜まり」に「表面波」が発生
し、鋳造される鋳片表面に横皺を形成したり、光沢ム
ラ，粗大結晶組織等の欠陥を引き起こしたりする。その
ため、鋳込作業の際には「表面波」を発生させない細心
の注意が必要になる。
鋼を鋳込むと、溶鋼の「湯溜まり」に「表面波」が発生
し、鋳造される鋳片表面に横皺を形成したり、光沢ム
ラ，粗大結晶組織等の欠陥を引き起こしたりする。その
ため、鋳込作業の際には「表面波」を発生させない細心
の注意が必要になる。
【０００６】たとえば「あざ」が発生する原因は、上記
「空気溜まり」によって「緩冷却」される部分（粗大粒
形成部分）と、冷却ドラムと直に接して「急冷却」され
る部分（微小粒形成部分）とにおいて凝固した溶鋼の結
晶粒径に差があり、これら粒径差によるが光の反射率の
違いから「あざ」となって現れるからである。これは冷
却ドラム周面に形成された凹凸が溶鋼の冷却速度分布に
対して大きいことに起因する。
「空気溜まり」によって「緩冷却」される部分（粗大粒
形成部分）と、冷却ドラムと直に接して「急冷却」され
る部分（微小粒形成部分）とにおいて凝固した溶鋼の結
晶粒径に差があり、これら粒径差によるが光の反射率の
違いから「あざ」となって現れるからである。これは冷
却ドラム周面に形成された凹凸が溶鋼の冷却速度分布に
対して大きいことに起因する。
【０００７】一方「表面波」が発生する原因は、「凝固
シェル」が形成される際、冷却ドラム界面における溶鋼
の進行方向で「急冷却」される部分と「緩冷却」される
部分との境界が局部的領域で概連続的に構成されるため
である。この境界は、たとえば、冷却ドラム周面に凹凸
が間隔をおいて規則的に設けられていたり、凹凸部で形
成されるべき表面張力が得られず結果的にそこが「急冷
却」部分となることによって、「急冷却」部分が連鎖的
に形成されるために構成される。
シェル」が形成される際、冷却ドラム界面における溶鋼
の進行方向で「急冷却」される部分と「緩冷却」される
部分との境界が局部的領域で概連続的に構成されるため
である。この境界は、たとえば、冷却ドラム周面に凹凸
が間隔をおいて規則的に設けられていたり、凹凸部で形
成されるべき表面張力が得られず結果的にそこが「急冷
却」部分となることによって、「急冷却」部分が連鎖的
に形成されるために構成される。
【０００８】このように「あざ」および「表面波」の問
題は、冷却ドラムに形成した凹凸に起因していることが
分かる。そして、係る問題を解決するためには形成する
凹凸（またはディンプル）の大きさ，形状，配置を考慮
する必要があることがわかる。
題は、冷却ドラムに形成した凹凸に起因していることが
分かる。そして、係る問題を解決するためには形成する
凹凸（またはディンプル）の大きさ，形状，配置を考慮
する必要があることがわかる。
【０００９】従来、冷却ドラムのディンプル加工に用い
られている手法は主に湿式エッチングである。エッチン
グは、マイクロエレクトロニクスの分野等ではかなりの
微細加工を達成しているが、この冷却ドラムの加工にお
いては、加工するディンプル径を小さくすると共にその
深さも必要とするので加工寸法に限界がある。実際、上
記した凹凸部で形成されるべき表面張力を保証するため
に必要なディンプル深さは約７０μｍであり、この深さ
寸法を得るためにディンプル径寸法は最小で約３００μ
ｍとなってしまう。言い換えると、ディンプル径寸法を
３００μｍ以下にするとディンプル深さが得られず表面
張力を保証することができなくなってしまう。
られている手法は主に湿式エッチングである。エッチン
グは、マイクロエレクトロニクスの分野等ではかなりの
微細加工を達成しているが、この冷却ドラムの加工にお
いては、加工するディンプル径を小さくすると共にその
深さも必要とするので加工寸法に限界がある。実際、上
記した凹凸部で形成されるべき表面張力を保証するため
に必要なディンプル深さは約７０μｍであり、この深さ
寸法を得るためにディンプル径寸法は最小で約３００μ
ｍとなってしまう。言い換えると、ディンプル径寸法を
３００μｍ以下にするとディンプル深さが得られず表面
張力を保証することができなくなってしまう。
【００１０】加えてエッチングは、ディンプルの大きさ
や形状および配置に関して係る各寸法を柔軟に変えるこ
とが難しい。またエッチングは、その加工に用いる薬品
処理に係る周辺設備等を含め、最近取り立たされている
環境への課題も懸念される。
や形状および配置に関して係る各寸法を柔軟に変えるこ
とが難しい。またエッチングは、その加工に用いる薬品
処理に係る周辺設備等を含め、最近取り立たされている
環境への課題も懸念される。
【００１１】その他にショットプラスト，放電加工，機
械加工等もディンプル加工に用いられている。しかし、
ショットプラストはエッチングと同様に加工寸法の限
界，寸法制御，加工精度等の問題がある。放電加工およ
び機械加工においては微細加工が可能であるが、冷却ド
ラムに対して加工するディンプル数が非常に多いので、
電極の交換等を含めて時間的な面で工業上不適当または
不可能である。
械加工等もディンプル加工に用いられている。しかし、
ショットプラストはエッチングと同様に加工寸法の限
界，寸法制御，加工精度等の問題がある。放電加工およ
び機械加工においては微細加工が可能であるが、冷却ド
ラムに対して加工するディンプル数が非常に多いので、
電極の交換等を含めて時間的な面で工業上不適当または
不可能である。
【００１２】そこで本発明の目的は、冷却ドラム周面へ
「レーザビーム」を照射することによりディンプルを形
成する加工装置および加工方法を提供することである。
そして特に加工の際、形成するディンプルの寸法に関し
てフィードバック制御を行い加工寸法の信頼性を高める
ことである。
「レーザビーム」を照射することによりディンプルを形
成する加工装置および加工方法を提供することである。
そして特に加工の際、形成するディンプルの寸法に関し
てフィードバック制御を行い加工寸法の信頼性を高める
ことである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の加工装置構成の一態様を図１に示す。本発明に係るデ
ィンプル加工装置は、鋳片鋳造用冷却ドラム３にレーザ
ビームを照射して冷却ドラムの周面にディンプルを形成
するディンプル加工装置において、冷却ドラム周面に形
成されたディンプルを写す映像手段１と、映像手段１か
らの映像信号から上記形成されたディンプルの径寸法お
よび深さ寸法のうち少なくともいずれか一方を算出して
各所定寸法値と比較し、各所定寸法値と異なるとき、レ
ーザビームの照射状態を制御する手段４，５にフィード
バックをかける補償手段２と、を備える。
の加工装置構成の一態様を図１に示す。本発明に係るデ
ィンプル加工装置は、鋳片鋳造用冷却ドラム３にレーザ
ビームを照射して冷却ドラムの周面にディンプルを形成
するディンプル加工装置において、冷却ドラム周面に形
成されたディンプルを写す映像手段１と、映像手段１か
らの映像信号から上記形成されたディンプルの径寸法お
よび深さ寸法のうち少なくともいずれか一方を算出して
各所定寸法値と比較し、各所定寸法値と異なるとき、レ
ーザビームの照射状態を制御する手段４，５にフィード
バックをかける補償手段２と、を備える。
【００１４】
【作用】レーザビームを使用することにより、レーザビ
ームはその径を波長の約３倍まで絞れるので、従来の加
工装置では達成し得なかった微細寸法で冷却ドラム周面
を加工することが可能となる。またレーザ加工ゆえにそ
の電気的制御が可能であり、形成するディンプルに対し
て柔軟性のある寸法設定が可能となる。また薬品使用に
係る問題等を発生させない。
ームはその径を波長の約３倍まで絞れるので、従来の加
工装置では達成し得なかった微細寸法で冷却ドラム周面
を加工することが可能となる。またレーザ加工ゆえにそ
の電気的制御が可能であり、形成するディンプルに対し
て柔軟性のある寸法設定が可能となる。また薬品使用に
係る問題等を発生させない。
【００１５】係るディンプル寸法のフィードバック制御
において、映像手段１により画像化して求めることによ
り、非接触でディンプル寸法を測定することが可能にな
る。更に、求めた値を所定値と比較してフィードバック
することにより、加工面等におけるレーザビームの反
射，外乱等による影響から加工寸法を保証することがで
き、ディンプル加工寸法の精度が得られる。
において、映像手段１により画像化して求めることによ
り、非接触でディンプル寸法を測定することが可能にな
る。更に、求めた値を所定値と比較してフィードバック
することにより、加工面等におけるレーザビームの反
射，外乱等による影響から加工寸法を保証することがで
き、ディンプル加工寸法の精度が得られる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明のレーザビームを用いたディン
プル加工装置について図面を参照しながら詳細に説明す
る。
プル加工装置について図面を参照しながら詳細に説明す
る。
【００１７】本発明に係るディンプル加工装置の一実施
例を図２に示す。ディンプル加工装置は、レーザ発振器
２０と、レーザ出力を制御するレ−ザ制御器２１と、レ
ーザビームを冷却ドラム表面に集束させる集光レンズ２
２と、集光レンズ２２の焦点距離を変えるレンズ制御部
２３と、冷却ドラムの表面を映す自動焦点調節機能付カ
メラ２４と、映された映像を画像処理してディンプル寸
法をフィードバック制御する画像処理装置２５とを備え
ている。
例を図２に示す。ディンプル加工装置は、レーザ発振器
２０と、レーザ出力を制御するレ−ザ制御器２１と、レ
ーザビームを冷却ドラム表面に集束させる集光レンズ２
２と、集光レンズ２２の焦点距離を変えるレンズ制御部
２３と、冷却ドラムの表面を映す自動焦点調節機能付カ
メラ２４と、映された映像を画像処理してディンプル寸
法をフィードバック制御する画像処理装置２５とを備え
ている。
【００１８】冷却ドラム２６はその回転軸２７を中心に
一定速度ωで回転しており、その回転ωが回転制御器２
８によって維持されている。本加工装置の加工部２９
は、冷却ドラムの表面に対して一定距離ｓ1 を保ちなが
ら回転軸方向へ一定速度ｖで移動する掃引装置３０に懸
架されている。その速度ｖは掃引制御器３１により維持
されるので、結果的にレーザビーム３２は冷却ドラム２
６の周面を螺旋状に走査する。勿論、本加工装置と冷却
ドラム２６間の配置関係は冷却ドラム２６自身が回転し
ながらその回転軸方向に移動する形態でもよい。
一定速度ωで回転しており、その回転ωが回転制御器２
８によって維持されている。本加工装置の加工部２９
は、冷却ドラムの表面に対して一定距離ｓ1 を保ちなが
ら回転軸方向へ一定速度ｖで移動する掃引装置３０に懸
架されている。その速度ｖは掃引制御器３１により維持
されるので、結果的にレーザビーム３２は冷却ドラム２
６の周面を螺旋状に走査する。勿論、本加工装置と冷却
ドラム２６間の配置関係は冷却ドラム２６自身が回転し
ながらその回転軸方向に移動する形態でもよい。
【００１９】本加工装置のレーザ発振器２０は、１台の
ＹＡＧレーザを用いているが他のレーザ装置、たとえば
炭酸ガスレーザ等の連続発振型のガスレーザ、またはル
ビーレーザ等のパルス発振型の固体レーザでも可能であ
る。レーザビーム３２はレーザ制御器２１によってレー
ザ出力とその発振周波数が制御される。
ＹＡＧレーザを用いているが他のレーザ装置、たとえば
炭酸ガスレーザ等の連続発振型のガスレーザ、またはル
ビーレーザ等のパルス発振型の固体レーザでも可能であ
る。レーザビーム３２はレーザ制御器２１によってレー
ザ出力とその発振周波数が制御される。
【００２０】集光レンズ２５は機械的または電気的な駆
動部３３を備えており、レンズ制御部２３からの制御信
号３４によりその焦点距離を変え、冷却ドラム表面に集
束するレーザビームの発散角αを変える。これにより冷
却ドラムの照射面３５におけるレーザビームの集束面積
が変わるのでディンプル径寸法を変えることができる。
動部３３を備えており、レンズ制御部２３からの制御信
号３４によりその焦点距離を変え、冷却ドラム表面に集
束するレーザビームの発散角αを変える。これにより冷
却ドラムの照射面３５におけるレーザビームの集束面積
が変わるのでディンプル径寸法を変えることができる。
【００２１】レーザ制御器２１は、レーザ発振器２０に
制御信号３６を与えてレーザ励起電力を変ることにより
レーザの出力値を制御する。これにより、冷却ドラム面
に集束されるレーザビーム３２のエネルギが変わるので
ディンプル深さ寸法を変えることができる。またレーザ
制御器２１は、制御信号３７により、一定周期のレーザ
励起タイミングに変調をかけ、冷却ドラム表面３５に照
射するレーザビームの照射時間間隔を変えることもでき
る。これにより、ディンプルの位置間隔をドラムの回転
方向に変えることができる。
制御信号３６を与えてレーザ励起電力を変ることにより
レーザの出力値を制御する。これにより、冷却ドラム面
に集束されるレーザビーム３２のエネルギが変わるので
ディンプル深さ寸法を変えることができる。またレーザ
制御器２１は、制御信号３７により、一定周期のレーザ
励起タイミングに変調をかけ、冷却ドラム表面３５に照
射するレーザビームの照射時間間隔を変えることもでき
る。これにより、ディンプルの位置間隔をドラムの回転
方向に変えることができる。
【００２２】このように、ディンプルの位置間隔，径お
よび深さの各寸法は、各制御信号３４，３６，３７に置
き換えられて制御される。なお、各制御信号は、冷却ド
ラム２６の回転速度ω、および掃引装置３１の掃引速度
ｖ等からも考慮される。
よび深さの各寸法は、各制御信号３４，３６，３７に置
き換えられて制御される。なお、各制御信号は、冷却ド
ラム２６の回転速度ω、および掃引装置３１の掃引速度
ｖ等からも考慮される。
【００２３】自動焦点調節機能付カメラ２４と画像処理
装置２５は、形成されるディンプル形状に関する寸法制
御を行うために設けられている。つまり、形成されるべ
きディンプルに対して設定されたディンプル径寸法φｃ
および深さ寸法Ｄを監視している。
装置２５は、形成されるディンプル形状に関する寸法制
御を行うために設けられている。つまり、形成されるべ
きディンプルに対して設定されたディンプル径寸法φｃ
および深さ寸法Ｄを監視している。
【００２４】接写レンズを備えたカメラ２４は、集光レ
ンズ２２の近傍に冷却ドラム表面と一定間隔ｓ2 をおい
て設けられており、ディンプル加工の際、加工装置２９
と共に冷却ドラムの回転軸方向へ掃引される。加工作業
が開始されると、ディンプルは冷却ドラム周面を一連の
螺旋状に形成されていくので、加工されたディンプルの
軌跡は冷却ドラムの回転軸方向に一定間隔で列状に形成
される。たとえばカメラ２４は、これから形成されるデ
ィンプル列から数列離れた既に形成されたディンプル列
の映像を映すように位置合わせされる。そしてカメラ２
４は、カメラの焦点がその画面の中心で自動的に合うの
で、画面の中心にディンプルを映し出すように位置合わ
せされる。
ンズ２２の近傍に冷却ドラム表面と一定間隔ｓ2 をおい
て設けられており、ディンプル加工の際、加工装置２９
と共に冷却ドラムの回転軸方向へ掃引される。加工作業
が開始されると、ディンプルは冷却ドラム周面を一連の
螺旋状に形成されていくので、加工されたディンプルの
軌跡は冷却ドラムの回転軸方向に一定間隔で列状に形成
される。たとえばカメラ２４は、これから形成されるデ
ィンプル列から数列離れた既に形成されたディンプル列
の映像を映すように位置合わせされる。そしてカメラ２
４は、カメラの焦点がその画面の中心で自動的に合うの
で、画面の中心にディンプルを映し出すように位置合わ
せされる。
【００２５】またカメラ２４は、加工点３５の近傍に備
えられるので加工点から散乱されるレーザ光，輻射光等
のノイズを避けるために波長選択フィルタが取り付けら
れている。波長選択フィルタの波長選択は、波長６００
ｎｍ以下をカットすることが好ましい。
えられるので加工点から散乱されるレーザ光，輻射光等
のノイズを避けるために波長選択フィルタが取り付けら
れている。波長選択フィルタの波長選択は、波長６００
ｎｍ以下をカットすることが好ましい。
【００２６】ディンプル加工が開始され、たとえば、加
工されたディンプルの軌跡が数ターン形成されると、カ
メラ２４は加工されたディンプルを映し始める。カメラ
の自動焦点調節レンズは，次々と映し出されるディンプ
ルと冷却ドラム表面との距離を調節しながら追従してい
く。自動焦点レンズを追従させる制御に用いられるカメ
ラ２４における電気信号は、ディンプル数のカウンタと
して使用するために画像処理装置２５に入力される。カ
メラ２４が映すディンプル映像は、所定の時間間隔で画
像データとして画像処理装置２５に入力されるが、この
間隔は上記カウンタによって導かれる。
工されたディンプルの軌跡が数ターン形成されると、カ
メラ２４は加工されたディンプルを映し始める。カメラ
の自動焦点調節レンズは，次々と映し出されるディンプ
ルと冷却ドラム表面との距離を調節しながら追従してい
く。自動焦点レンズを追従させる制御に用いられるカメ
ラ２４における電気信号は、ディンプル数のカウンタと
して使用するために画像処理装置２５に入力される。カ
メラ２４が映すディンプル映像は、所定の時間間隔で画
像データとして画像処理装置２５に入力されるが、この
間隔は上記カウンタによって導かれる。
【００２７】図３は、カメラ２４とディンプル４１との
位置関係を示している。まず、ディンプルがＡ地点のと
きには冷却ドラム２６の表面ａがカメラ２４に映し出さ
れ、カメラ２４と冷却ドラム間の距離ｓ2 が基準として
規定される。そして、ディンプル４１がＢ地点にきたと
き、ディンプル４１の内側面ｂが映り始め、Ｃ地点でデ
ィンプル４１の底部ｃが映し出される。このときカメラ
のレンズ４２がａ’からｃ’へ焦点を合わすのに用いら
れた電気信号ｖc は、ディンプルの通過を示すカウンタ
信号となる。またこの電気信号ｖc は、上述したよう
に、所定の時間間隔でディンプル４１を画像処理装置２
５に画像入力する際のタイミング信号として用いられ、
Ｃ地点でディンプルの映像信号３８を画像処理装置２５
に入力させる。この場合、画像処理装置２５において
は、係る電気信号ｖc の信号値からディンプルの深さ寸
法ｄが求められる。
位置関係を示している。まず、ディンプルがＡ地点のと
きには冷却ドラム２６の表面ａがカメラ２４に映し出さ
れ、カメラ２４と冷却ドラム間の距離ｓ2 が基準として
規定される。そして、ディンプル４１がＢ地点にきたと
き、ディンプル４１の内側面ｂが映り始め、Ｃ地点でデ
ィンプル４１の底部ｃが映し出される。このときカメラ
のレンズ４２がａ’からｃ’へ焦点を合わすのに用いら
れた電気信号ｖc は、ディンプルの通過を示すカウンタ
信号となる。またこの電気信号ｖc は、上述したよう
に、所定の時間間隔でディンプル４１を画像処理装置２
５に画像入力する際のタイミング信号として用いられ、
Ｃ地点でディンプルの映像信号３８を画像処理装置２５
に入力させる。この場合、画像処理装置２５において
は、係る電気信号ｖc の信号値からディンプルの深さ寸
法ｄが求められる。
【００２８】画像処理装置２５において、ディンプル径
寸法φは、映像信号３８から画像解析されて求められ、
ディンプル径寸法φと共に、各所定値φc ，Ｄと比較さ
れる。そして、それらの値φ，ｄが所定値と異なると
き、レーザ制御器２１，レンズ制御器２３へ寸法補償信
号３９，４０を与える。
寸法φは、映像信号３８から画像解析されて求められ、
ディンプル径寸法φと共に、各所定値φc ，Ｄと比較さ
れる。そして、それらの値φ，ｄが所定値と異なると
き、レーザ制御器２１，レンズ制御器２３へ寸法補償信
号３９，４０を与える。
【００２９】このフィードバック制御は、ディンプル加
工作業完了まで抜取り的に繰り返され、加工作業中にお
けるレーザ光の反射，外乱，レーザの変動等による影響
に対してリアルタイムで補償を行う。
工作業完了まで抜取り的に繰り返され、加工作業中にお
けるレーザ光の反射，外乱，レーザの変動等による影響
に対してリアルタイムで補償を行う。
【００３０】図４は、画像処理装置２５内において、上
記映像信号３８から上記ディンプル径寸法φを求めてフ
ィードバック制御を実行するフローチャートの一例を示
す。
記映像信号３８から上記ディンプル径寸法φを求めてフ
ィードバック制御を実行するフローチャートの一例を示
す。
【００３１】最初にステップ６０では、映像信号が入力
されると同時に信号にフィルターをかけ２値化し、その
後ステップ６２で画像化する。この画像には冷却ドラム
に形成された１個のディンプルが写し出されている。２
値化により「黒い」略円状の塊で表されたディンプルは
多数の「黒い」画素で示され、それ以外は「白い」画素
で示される。次のステップ６４では、上記塊の画素数を
順次カウントしてディンプルの面積を求める。ステップ
６６では、その面積からディンプル径寸法φを導く。
されると同時に信号にフィルターをかけ２値化し、その
後ステップ６２で画像化する。この画像には冷却ドラム
に形成された１個のディンプルが写し出されている。２
値化により「黒い」略円状の塊で表されたディンプルは
多数の「黒い」画素で示され、それ以外は「白い」画素
で示される。次のステップ６４では、上記塊の画素数を
順次カウントしてディンプルの面積を求める。ステップ
６６では、その面積からディンプル径寸法φを導く。
【００３２】ステップ６８では、カメラレンズの電気信
号ｖc から求めた係るディンプルの深さ寸法ｄを読み込
む。ステップ７０では、このディンプルの深さ寸法ｄが
設定値Ｄを満足しているか否かが比較される。もし設定
値と異なる場合、ステップ７２ではディンプルの深さ寸
法を補償するために、レーザ制御器へレーザ出力補償信
号を与える。ステップ７４では、ディンプル径寸法φが
設定値φc を満足しているか否かが比較される。もし設
定値と異なる場合、ステップ７６ではディンプル径寸法
を補償するために、レンズ制御器へレンズ位置補償信号
を与える。
号ｖc から求めた係るディンプルの深さ寸法ｄを読み込
む。ステップ７０では、このディンプルの深さ寸法ｄが
設定値Ｄを満足しているか否かが比較される。もし設定
値と異なる場合、ステップ７２ではディンプルの深さ寸
法を補償するために、レーザ制御器へレーザ出力補償信
号を与える。ステップ７４では、ディンプル径寸法φが
設定値φc を満足しているか否かが比較される。もし設
定値と異なる場合、ステップ７６ではディンプル径寸法
を補償するために、レンズ制御器へレンズ位置補償信号
を与える。
【００３３】係るフローチャートが繰り返し実行されて
各寸法のフィードバック制御が実行される。本フローチ
ャートは、映された１つのディンプルに対してフィード
バック制御を実行する例であるが、サンプリング的に得
た幾つかのディンプルデータを集計し、統計的に平均値
を算出して制御を実行しても構わない。また、各設定値
は所定の範囲をもって設定されても構わない。
各寸法のフィードバック制御が実行される。本フローチ
ャートは、映された１つのディンプルに対してフィード
バック制御を実行する例であるが、サンプリング的に得
た幾つかのディンプルデータを集計し、統計的に平均値
を算出して制御を実行しても構わない。また、各設定値
は所定の範囲をもって設定されても構わない。
【００３４】このようにフィードバック制御を実行した
ことによって、以下のように設定値に適合されたディン
プルを形成することができた。
ことによって、以下のように設定値に適合されたディン
プルを形成することができた。
【００３５】波長１．０６μｍのＹＡＧレーザを用いて
レーザ出力を発振周波数を５００Ｈｚ、パルス幅０．１
ｍｓｅｃ、１００ｍＪ／パルスとし、焦点距離５０ｍｍ
の集光レンズと、波長６００ｎｍ以下の光をカットする
波長選択フィルターを装着した自動焦点調節機能付きカ
メラとを用いて、ディンプル径寸法２５０μｍ、ディン
プル深さ寸法１００μｍのディンプル加工を実施した。
その結果、フィードバック制御を実行しない場合、ディ
ンプル径寸法が２５０±１０μｍ、ディンプル深さ寸法
が１００±３０μｍであったのに対し、フィードバック
制御を実行した場合には、ディンプル径寸法が２５０±
３μｍ、ディンプル深さ寸法が１００±１０μｍに改善
された。
レーザ出力を発振周波数を５００Ｈｚ、パルス幅０．１
ｍｓｅｃ、１００ｍＪ／パルスとし、焦点距離５０ｍｍ
の集光レンズと、波長６００ｎｍ以下の光をカットする
波長選択フィルターを装着した自動焦点調節機能付きカ
メラとを用いて、ディンプル径寸法２５０μｍ、ディン
プル深さ寸法１００μｍのディンプル加工を実施した。
その結果、フィードバック制御を実行しない場合、ディ
ンプル径寸法が２５０±１０μｍ、ディンプル深さ寸法
が１００±３０μｍであったのに対し、フィードバック
制御を実行した場合には、ディンプル径寸法が２５０±
３μｍ、ディンプル深さ寸法が１００±１０μｍに改善
された。
【００３６】そして、係るディンプルを設けた冷却ドラ
ムを用いてステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を鋳込んだ結
果、表面に欠陥のない５ｍｍ厚の鋳片が得られた。
ムを用いてステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を鋳込んだ結
果、表面に欠陥のない５ｍｍ厚の鋳片が得られた。
【００３７】本実施例では、自動焦点調節機能付きカメ
ラを用いてディンプル径寸法とディンプル深さ寸法を測
定したが、上記カメラでディンプル径寸法を測定し、レ
ーザ式測定装置等の光学的測定手段によってディンプル
深さ寸法を測定して同様なフィードバック制御をかける
ことも可能である。
ラを用いてディンプル径寸法とディンプル深さ寸法を測
定したが、上記カメラでディンプル径寸法を測定し、レ
ーザ式測定装置等の光学的測定手段によってディンプル
深さ寸法を測定して同様なフィードバック制御をかける
ことも可能である。
【００３８】
【発明の効果】このように本発明により、「レーザビー
ム」によって鋳片鋳造用冷却ドラムにディンプルを形成
する加工装置および加工方法が提供された。そして加工
の際、形成するディンプル寸法に関してフィードバック
制御を行うことにより、加工寸法の信頼性が高められ、
形成するディンプルに対して適当なディンプル寸法を保
証することができた。
ム」によって鋳片鋳造用冷却ドラムにディンプルを形成
する加工装置および加工方法が提供された。そして加工
の際、形成するディンプル寸法に関してフィードバック
制御を行うことにより、加工寸法の信頼性が高められ、
形成するディンプルに対して適当なディンプル寸法を保
証することができた。
【図１】本発明の加工装置構成の一態様を示す図であ
る。
る。
【図２】本発明に係る加工装置の一実施例を示す図であ
る。
る。
【図３】図２の実施例におけるカメラとディンプルの位
置関係を示す図である。
置関係を示す図である。
【図４】図２の画像処理装置における寸法制御フローチ
ャートを示す。
ャートを示す。
２０…レーザ発振器 ２１…レーザ制御器 ２２…集光レンズ ２３…レンズ制御器 ２４…自動焦点調節機能付きカメラ ２５…画像処理装置 ２６…冷却ドラム ２８…冷却ドラム回転制御器 ３１…掃引制御器 ３０…冷却ドラム回転制御器 ３２…掃引制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｃ
Claims (4)
- 【請求項１】 鋳片鋳造用冷却ドラム（３）にレーザビ
ームを照射して該冷却ドラムの周面にディンプルを形成
するディンプル加工装置において、 前記冷却ドラム周面に形成されたディンプルを写す映像
手段（１）と、 該映像手段からの映像信号から該形成されたディンプル
の径寸法および深さ寸法のうち少なくともいずれか一方
を算出して各所定寸法値と比較し、該各所定寸法値と異
なるとき、レーザビームの照射状態を制御する手段にフ
ィードバックをかける補償手段（２）と、 を具備することを特徴とするディンプル加工装置。 - 【請求項２】 前記映像手段（１）が、波長選択フィル
タを介して前記ディンプルを写し出す請求項１に記載の
ディンプル加工装置。 - 【請求項３】 鋳片鋳造用冷却ドラム（３）にレーザビ
ームを照射して該冷却ドラムの周面にディンプルを形成
するディンプル加工方法において、 前記冷却ドラムの表面に形成されたディンプルを映像入
力装置によって写すこと、 前記写されたディンプルの画像から該ディンプルの径寸
法および深さ寸法のうちの少なくともいずれか一方の寸
法を算出すること、 前記求めた寸法を所定値と比較すること、 該求めた寸法が該所定値から外れるとき、前記レーザビ
ームの照射を制御する装置にフィードバックをかけるこ
と、 とを具備することを特徴とするディンプル加工方法。 - 【請求項４】 前記ディンプル形状を写すとき波長選択
フィルタを介して写す請求項３に記載のディンプル加工
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4135276A JPH05329588A (ja) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | 鋳片鋳造用冷却ドラムのディンプル加工装置および方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4135276A JPH05329588A (ja) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | 鋳片鋳造用冷却ドラムのディンプル加工装置および方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05329588A true JPH05329588A (ja) | 1993-12-14 |
Family
ID=15147926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4135276A Pending JPH05329588A (ja) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | 鋳片鋳造用冷却ドラムのディンプル加工装置および方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05329588A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09122941A (ja) * | 1995-10-25 | 1997-05-13 | Nec Yamaguchi Ltd | レーザー捺印装置 |
| EP1281458A4 (en) * | 2000-05-12 | 2004-06-09 | Nippon Steel Corp | COOLED CASTING ROLL FOR CONTINUOUS CONTINUOUS CASTING OF THIN PRODUCTS, METHOD OF MANUFACTURING AND DEVICE THEREFOR AND CONTINUOUS CASTING METHOD |
-
1992
- 1992-05-27 JP JP4135276A patent/JPH05329588A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09122941A (ja) * | 1995-10-25 | 1997-05-13 | Nec Yamaguchi Ltd | レーザー捺印装置 |
| EP1281458A4 (en) * | 2000-05-12 | 2004-06-09 | Nippon Steel Corp | COOLED CASTING ROLL FOR CONTINUOUS CONTINUOUS CASTING OF THIN PRODUCTS, METHOD OF MANUFACTURING AND DEVICE THEREFOR AND CONTINUOUS CASTING METHOD |
| US6896033B2 (en) | 2000-05-12 | 2005-05-24 | Nippon Steel Corporation | Cooling drum for continuously casting thin cast piece and fabricating method and device therefor and thin cast piece and continuous casting method therefor |
| EP1595622A1 (en) * | 2000-05-12 | 2005-11-16 | Nippon Steel Corporation | A method of processing a cooling drum for metal cast strip by continuous casting and an apparatus therefor |
| US7159641B2 (en) | 2000-05-12 | 2007-01-09 | Nippon Steel Corporation | Cooling drum for thin slab continuous casting, processing method and apparatus thereof, and thin slab and continuous casting method thereof |
| KR100668126B1 (ko) * | 2000-05-12 | 2007-01-16 | 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤 | 박육 주편 연속 주조용 냉각 드럼의 가공 장치 |
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