JPH0571948A - 帯板の形状測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 限られた数の非接触距離計を効果的に用い、
走行中の帯板の形状不良を、リアルタイムでより正確に
測定する。 【構成】 帯板１のエッジ部の形状測定を行うエッジ部
測定器１０は、エッジ１a の位置を検出して、これに従
って位置決めされる。従って、限られた数の非接触距離
計を効果的に用いることができる。又、エッジ部測定器
１０の非接触距離計５のそれぞれの出力は、本発明の特
徴であるフィルタ２２とピークホールド回路２４を通さ
れた後、演算装置Ａに入力される。従って、リアルタイ
ムでより正確な形状測定が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、走行中の帯板の形状不
良を検出するための帯板の形状測定方法に係り、特に、
限られた数の非接触距離計を効果的に用い、走行中の帯
板の形状不良を、リアルタイムでより正確に測定するこ
とが可能な、帯板の形状測定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、熱間又は冷間連続圧延機におい
て、被圧延材の形状は平坦に圧延されなければならな
い。

【０００３】しかしながら、被圧延材板幅方向の中央部
とエッジ部の圧延条件の相違等により、形状に歪みが発
生することがある。

【０００４】例えば、このような被圧延材の幅方向の圧
延条件の相違により、被圧延材の中央部がエッジ部に比
較して伸びてしまう、いわゆる「中伸び（あるいは腹伸
び）」や、逆に、エッジ部が伸びてしまういわゆる「耳
伸び」のような歪み（形状不良）である。

【０００５】現在、このような被圧延材等の帯板の形状
不良の検出には、様々な測定原理や方法や、様々な方式
による様々なセンサが用いられている。

【０００６】例えば、弦の振動を利用して、帯板の長手
方向のある地点での振幅あるいは周波数分布を測定し、
帯板の幅方向の張力分布を求めて、該帯板の形状を検出
するという方法がある。

【０００７】又、磁気歪みを利用して、鋼板等の磁性体
あるいは導電体である帯板の内部応力を磁気センサで検
出し、該帯板の幅方向の応力分布から張力分布を求め、
形状を検出するという方法がある（例えば、特公昭５１
−３２５９）。

【０００８】又、帯板の幅方向に分割したロールを用
い、分割されているそれぞれのロール部のロール軸受に
かかる荷重を測定し、張力分布を求めて、該帯板の形状
を測定するという方法がある。

【０００９】又、超音波センサを用い、該超音波センサ
から帯板までの超音波の伝播時間を測定して、これによ
り帯板の形状を測定するという方法がある。

【００１０】又、光ビームやレーザ光を用いて帯板の形
状測定を行うという方法もある（例えば、特開昭６１−
２５４８０９）。

【００１１】前述の磁気センサを用いる方法や、この光
ビーム又はレーザ光距離計を用いた帯板の形状測定方法
は、一般的には、帯板の幅方向に複数の距離計を配列
し、これら複数の距離計の出力により帯板の形状不良を
検出している。

【００１２】一方、前出の特開昭６１−２５４８０９で
は、レーザビームを帯板の幅方向に走査ビームとして照
射しながら、帯板の幅方向の各部分の位置変位を検出し
て帯板の形状測定を行っている。

【００１３】又、特開昭６２−２３５５１６では、帯板
（圧延材）の幅方法に走行する複数の台車にそれぞれ変
位計を配置し、当該変位計の出力信号の組合わせによ
り、該帯板の平坦度を測定するという技術が開示されて
いる。

【００１４】更に、特開昭６１−８６０１３及び特開昭
６１−８６０１４では、以上説明したような帯板の形状
測定結果の評価方法に関する技術が開示されている。

【００１５】即ち、この特開昭６１−８６０１３では、
圧延された帯板の幅方向の所定の領域における帯板平坦
度検出値と、予め定められた帯板平坦度基準値との差の
積分値の大小により帯板の平坦度を評価するという、帯
板の平坦度の評価方法に関する技術が開示されている。
又、特開昭６１−８６０１４では、圧延された帯板の幅
方向の所定の位置における帯板の平坦度検出値と、予め
定められた帯板の平坦度基準値との偏差の大小により帯
板の平坦度を評価するという、帯板平坦度の評価方法に
関する技術が開示されている。

【００１６】

【発明が達成しようとする課題】しかしながら、従来
の、複数のセンサや距離計を被測定対象である帯板の幅
方向に配列するという帯板の形状測定方法においては、
走行中の帯板の蛇行をも想定して、余分の数のセンサや
距離計をも配置しなければならず、全体として多くのセ
ンサや距離計を必要とするという、コスト面での問題が
ある。

【００１７】又、前述の特開昭６１−２５４８０９で
は、帯板の形状測定がレーザビームを被測定対象である
帯板の幅方向に走査するという点で、該帯板の幅方向に
多量の測定値を得られるという利点の反面、走査により
測定値を得るための処理時間が多くかかったり、又測定
値の増加に従って情報量が膨大となり処理時間が長くな
ってしまう。

【００１８】特に、このような多量の測定値を用いて３
次元形状を直接計測する場合には、非常に処理時間がか
かるため、オンライン計測は極めて困難である。

【００１９】又、この特開昭６１−２５４８０９の如
く、レーザビームを被測定対象である帯板の幅方向に走
査する機構は、複雑なものであり、コスト面でも問題が
ある。特に、この特開昭６１−２５４８０９の実施例の
回転ミラー等においては、被測定対象である帯板の幅等
の寸法が長い場合等には、特に高い精度が要求され、又
振動等の悪影響も強く、この点での技術的あるいはコス
ト的問題がある。

【００２０】又、前述の特開昭６２−２３５５１６は、
走行中の帯板が蛇行した場合には、変位計をこの蛇行に
追従させることができず、板エッジ部から板幅方向に一
定距離の測定場所に追従できないため、測定される平坦
度に誤差が生じてしまう。

【００２１】又、前述の特開昭６１−８６０１３及び特
開昭６１−８６０１４は、帯板平坦度評価方法であっ
て、帯板の平坦度の測定（即ち、帯板の形状測定方法）
自体に関するものではない。

【００２２】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、走行中の帯板の形状不良を検出する
ための帯板の形状測定方法において、限られた数の非接
触距離計を効果的に用い、走行中の帯板の形状不良を、
リアルタイムでより正確に測定することが可能な、帯板
の形状測定方法を提供することを目的とする。

【００２３】

【課題を達成するための手段】本発明は、走行中の帯板
の形状不良を検出するための帯板の形状測定方法におい
て、走行中の前記帯板の両エッジの幅方向の位置をそれ
ぞれ検出し、前記帯板の幅方向に配列した複数の非接触
距離計のうち、少なくとも両端の非接触距離計を、前記
両エッジの幅方向の位置検出に従って、該帯板の幅方向
で位置決めし、前記帯板の走行による前記非接触距離計
の出力信号の変化のうち、該帯板の走行による該帯板の
形状変化を要因とする出力信号の変化の成分を抽出する
ための周波数特性を有する電気的フィルタに、前記複数
の非接触距離計のそれぞれの出力を通し、前記複数の非
接触距離計それぞれに対応する、前記電気的フィルタの
出力毎等で、前記帯板が所定長さだけ進む期間毎にピー
ク値をホールドし、これらのピーク値から、前記帯板の
形状不良を検出することにより、前記課題を達成したも
のである。

【００２４】又、前記複数の非接触距離計が、それぞれ
の配列位置に従って、両エッジグループと中央部グルー
プとの、少なくとも３つのグループ分けされ、前記両エ
ッジの幅方向の位置検出に従った、前記帯板の幅方向で
の前記位置決めの際には、前記両エッジ部グループの、
グループ毎に非接触距離計を位置決めすることにより、
同じく前記課題を達成したものである。

【００２５】更に、前記両エッジ部グループのそれぞれ
のグループ毎に、複数の前記非接触距離計に対応するそ
れぞれの前記ピーク値から、帯板の耳伸び範囲を検出す
ることにより、同じく前記課題を達成したものである。

【００２６】

【作用】本発明は、被測定対象である帯板の幅方向に複
数の非接触距離計を配列するという帯板の形状測定方法
の精度向上だけでなく、コスト面等複数の効果を有機的
に向上させる手順を見出だしてなさたれものである。

【００２７】走行中の帯板は、多少なりとも蛇行するも
のである。

【００２８】このため、本発明においては、形状測定対
象である走行中の帯板の両エッジの幅方向の位置をそれ
ぞれ検出し、この位置検出に従って、帯板の幅方向に配
列した複数の非接触距離計のうち、少なくとも両端の非
接触距離計を、帯板の幅方向で位置決めするようにして
いる。

【００２９】又、帯板が被圧延材等である場合等には、
形状測定対象である帯板の幅の寸法は一定でない可能性
もある。従って、本発明では、被測定対象である走行中
の帯板の両エッジの幅方向の位置の検出を、それぞれの
エッジで独立して検出するようにしている。

【００３０】従って、本発明によれば、形状測定対象で
ある帯板の幅に対して、用いられる非接触距離計の数を
余分に必要とすることがなく、限られた数の非接触距離
計を効果的に用いて測定を行うことができる。従って、
一般的に高価な非接触距離計の用いられる数量を減少し
て、コスト低減を図ることができる。

【００３１】なお、本発明は、用いられる非接触距離計
を限定するものではない。例えば、前述した、磁気セン
サを用いるものや、光ビームやレーザ光や超音波を用い
るものであってもよく、他の測定原理や方式に基づいた
非接触距離計であってもよい。

【００３２】又、本発明は、走行中の帯板の両エッジの
幅方向の位置を検出する方法を限定するものでもない。
例えば、背光式や順光式等光学的に検出する方法でもよ
く、例えば後述する実施例の如く、ビデオカメラを用い
るものであってもよい。又、タッチセンサ等を用いた接
触式の検出方法であってもよい。

【００３３】又、本発明は、走行中の帯板の両エッジの
幅方向の位置検出に従った非接触距離計の位置決め機構
や制御方式を限定するものではない。

【００３４】又、帯板の両エッジの幅方向の位置検出に
従って、該帯板の幅方向で位置決めされる非接触距離計
の数や位置を限定するものではなく、帯板の両エッジに
対応する少なくとも両端の非接触距離計を位置決めする
ものであればよい。又、複数の非接触距離計を位置決め
する際、これらの非接触距離計を連動して位置決めする
ことに限定するものではなく、これら非接触距離計を互
いに独立して位置決めしてもよい。

【００３５】本発明の帯板の形状測定方法の手順は、更
に、形状測定対象である帯板の走行による非接触距離計
の出力信号の変化のうち、該帯板の走行による該帯板の
形状変化を要因とする出力信号の変化の成分を抽出する
ための周波数特性を有する電気的フィルタに、該帯板の
幅方向に配列した複数の非接触距離計のそれぞれの出力
を通過させるようにしている。

【００３６】このような電気的フィルタのこのような周
波数特性は、例えば、通過させる非接触距離計の出力信
号を予めＦＦＴ（fast Ｆourier transform）等の周波
数解析等を行って求めてもよい。

【００３７】又、本発明は、複数の非接触距離計の出力
信号をそれぞれ独立して通過させるそれぞれの電気的フ
ィルタの周波数特性が互いに同一であることに限定する
ものではない。

【００３８】本発明の非接触距離計のうち、少なくとも
両端に配置された非接触距離計は、走行中の帯板の両エ
ッジの幅方向の位置検出に従って、該帯板の幅方向で位
置決めされるので、走行中の帯板が蛇行したり、走行中
の帯板の幅の寸法に変化が生じたりしても、このような
位置決めされる非接触距離計は帯板の所定の位置に位置
決めすることができる。従って、例えば、このような位
置決めされる非接触距離計に対応するそれぞれの電気的
フィルタの周波数特性を、それぞれの非接触距離計の帯
板の測定部分に対応する周波数特性とした場合には、帯
板の形状測定の精度をより向上させることができる。

【００３９】即ち、このように電気的フィルタの周波数
特性を互いに独立して決定した場合には、本発明の、走
行中の帯板の両エッジの幅方向の位置の検出に従った非
接触距離計の位置決めと相俟って、形状測定の精度をよ
り向上させることができる。

【００４０】本発明の帯板の形状測定方法は、更に、複
数の非接触距離計それぞれに対応する、前述のような電
気的フィルタの出力毎等で、被測定対象である帯板が所
定長さだけ進む期間毎にピーク値をホールドするように
している。即ち、複数の非接触距離計それぞれに対応す
る、前述のような電気的フィルタの出力毎等で、帯板が
所定長さだけ進む期間毎で、絶対値の最も大きい値をピ
ーク値として順次ホールドし、該期間それぞれの終了時
にこのピーク値をリセットする。

【００４１】このようにして、複数の非接触距離計それ
ぞれに対応するピーク値が求められると、これに従って
帯板の形状不良をより正確に検出することが可能であ
る。又、本発明は、電気的フィルタやピーク値をホール
ドする手段をハードウェアで構成することもでき、全体
としてリアルタイムに処理することができる。

【００４２】なお、得られたピーク値による形状不良の
検出は、例えば、このピーク値そのものを帯板の形状測
定値として行ってもよく、あるいは、このようにして求
められたピーク値を用いた他の帯板の形状評価方法を行
ってもよい。

【００４３】以上説明した通り、本発明によれば、限ら
れた数の非接触距離計を効果的に用い、走行中の帯板の
形状不良を、リアルタイムでより正確に測定することが
できる。

【００４４】

【実施例】以下、図を用いて本発明の実施例を詳細に説
明する。

【００４５】図１は、本発明の実施例のブロック図であ
る。

【００４６】この図１のブロック図に示される帯板の形
状測定方法は、８５０mmから１２５０mmまでの様々な板
幅の鋼板を板速１４０m ／分前後で圧延する連続圧延機
の直後で実施されている。又、本実施例の帯板の形状測
定方法は、圧延される帯板１の形状を平坦にするため
に、連続圧延機をフィードバック制御する際に実施され
ている。

【００４７】この図１においては、鋼板である帯板１
が、この図１において左右がそれぞれエッジ１a となる
ような断面となっている。即ち、この図１における帯板
１の走行方向は、この図１において手前側から向う側、
あるいは向う側から手前側という方向である。

【００４８】走行中の帯板１の幅方向には、合計１５個
の非接触距離計５が配置されている。

【００４９】なお、本実施例のこれらの非接触距離計５
は、レーザ距離計であるが、本発明はこの距離計の種類
を限定するものではなく、非接触方式の距離計であれば
よい。

【００５０】これら合計１５個の非接触距離計５は、両
エッジグループと中央部グループとの、合計３個のグル
ープにグループ分けされている。即ち、この図１におい
て左側のエッジ部グループには合計３個の非接触距離計
５が用いられ、中央部グループには合計９個の非接触距
離計５が用いられ、この図１において右側のエッジ部グ
ループには合計３個の非接触距離計５が用いられてい
る。

【００５１】帯板１のエッジ部の上方のエッジ部測定器
１０は、主として、前述のエッジ部グループの合計３個
の非接触距離計５と、ビデオカメラ１２a とが収められ
ている。このエッジ部測定器１０に収められている合計
３個の非接触距離計５の出力信号は、それぞれ独立し
て、フィルタ２２と、ピークホールド回路２４とを通し
て、演算装置Ａに入力される。

【００５２】一方、前述の中央部グループの合計９個の
非接触距離計５の出力信号は、それぞれ独立して、演算
装置Ｂに入力されている。

【００５３】又、ビデオカメラ１２a の出力は、演算装
置Ａに入力されている。

【００５４】なお、この図１における符号１２b は、前
述のビデオカメラ１２a で帯板１の形状を撮影する際の
棒状光源である。

【００５５】エッジ部測定器１０の帯板１の幅方向の位
置決めのために、該エッジ部測定器１０を移動させるサ
ーボモータ１４m には、該エッジ部測定器１０の位置検
出を行うためのパルス発生器１４p が取り付けられてい
る。

【００５６】サーボ制御装置１４s は、帯板１の幅方向
の座標で示される演算装置Ａからの位置決め指令に従っ
て、サーボモータ１４m の回転に従ってパルス発生器１
４pが出力するパルス信号により、位置決めのセミクロ
ーズド・ループのフィードバック制御を行いながら、サ
ーボモータ１４m を駆動する。

【００５７】エッジ部グループの非接触距離計５を収め
たエッジ部測定器１０は、ビデオカメラ１２a と棒状光
源１２b とを用いて帯板１のエッジの該帯板１の幅方向
の位置を検出しながら、サーボモータ１４m とパルス発
生器１４p とサーボ制御装置１４s とを用いて、帯板１
のエッジ１a を基準とした所定の幅方向の位置に位置決
めされる。

【００５８】このエッジ部測定器１０の幅方向の位置決
めは、ビデオカメラ１２a の視野内の一定位置に、帯板
のエッジ１a が来るようにサーボモータ１４m で該エッ
ジ部測定器１０を移動させるという位置決め制御が行わ
れる。

【００５９】以下、本発明の実施例の作用を説明する。

【００６０】図２は、本発明の実施例の帯板の形状測定
方法を説明するための帯板の平面図である。

【００６１】この図２において、板幅の寸法がＷ（＝８
５０mm〜１２５０mm）である帯板１は、右方から左方へ
と走行している。又、この帯板１の走行中には、図１で
前述した合計１５個の非接触距離計５を用いて、帯板１
が所定長さＬa だけ帯板１が走行する毎に、該帯板１の
形状測定が行われている。

【００６２】なお、この所定長さＬa は、後述する、ピ
ークホールドする期間に対応して帯板１が進む所定長さ
に相当する。以降、このような所定長さＬa を、ピーク
ホールド長さＬa とも呼ぶ。

【００６３】この図２において、基点である（１，１）
点と、又、（１５０，１）点と、（１，１５）点と、
（１５０，１５）点と、他の黒点で示される多くの点、
及び図示されない多くの点を含め、合計（１５０×１５
＝２２５０）の数の点は、それぞれ、図１で前述した非
接触距離計５それぞれが所定のサンプル時間t 毎に行う
帯板１の測定点である。

【００６４】図３は、本発明の実施例の帯板の形状測定
方法を説明するための帯板の側面図である。

【００６５】この図３において、帯板１は、右方から左
方へと走行している。

【００６６】又、このような帯板１の走行中には、該帯
板１の幅方向に配列された合計１５個の非接触距離計５
により、所定のサンプル時間t 毎にそれぞれの距離計か
ら帯板１の表面までの距離h を測定することにより、該
帯板１の形状変形による波高さΔＨa やΔＨb の測定が
行われる。

【００６７】以下、このように複数配置され、帯板１ま
での距離に従った信号を出力する非接触距離計５を用い
た、エッジ部形状不良の検出方法の作用、耳伸び範囲の
検出方法の作用、及び中央部形状不良の検出方法の作用
を、順に説明する。

【００６８】まず、本発明の実施例のエッジ部形状不良
の検出方法は、主として、演算装置Ａと、最もエッジ側
に配置された非接触距離計５と、フィルタ２２と、ピー
クホールド回路２４と、サーボモータ１４m と、パルス
発生器１４p と、サーボ制御装置１４s とを用いて行わ
れる。

【００６９】エッジ部測定器１０に内蔵された合計３個
の非接触距離計５の出力は、それぞれ独立してフィルタ
２２に入力されている。

【００７０】このフィルタ２２は、帯板１の走行による
非接触距離計の出力信号の変化のうち、該帯板１の走行
による該帯板１の形状変化を要因とする出力信号の変化
の成分を抽出するための周波数特性を有する電気的フィ
ルタである。

【００７１】非接触距離計５それぞれから出力される、
該非接触距離計５それぞれから帯板１までの距離に従っ
た信号は、フィルタ２２を通過することにより、該非接
触距離計５それぞれの測定点での帯板１の高さＨに従っ
た信号となる。

【００７２】なお、本実施例のこのフィルタ２２は、カ
ットオフ周波数が１２Ｈz のハイパスフィルタとなって
いる。

【００７３】非接触距離計５それぞれに対応して、独立
して出力される該フィルタ２２からの出力は、それぞれ
独立してピークホールド回路２４に入力される。

【００７４】このピークホールド回路２４は、非接触距
離計５それぞれに対応する、前述のフィルタ２２の出力
毎等で、帯板１が所定長さＬa だけ進む期間毎にピーク
値をホールドする。即ち、該ピークホールド回路２４
は、前述のフィルタ２２の出力毎に、より大きいピーク
値が入力されると順次これをホールドしていき、帯板１
の所定長さＬa だけ進む期間の終了時に、ホールドされ
ているピーク値をリセットする。

【００７５】図４は、本発明の実施例で用いられている
ピークホールド回路の動作を示すグラフである。

【００７６】この図４のグラフにおいて、横軸は、帯板
１の長手方向（走行方向）の走行距離Ｌ（n ）である。
又、縦軸は、非接触距離計５から出力され、フィルタ２
２を通過した、帯板高さＨである。

【００７７】又、走行距離Ｌs から走行距離Ｌe までの
区間は、ピークホールド区間であり、前述の、帯板１の
走行する所定長さＬa （ピークホールド長さ）に相当す
る区間である。

【００７８】この図４においては、ピークホールド回路
２４の出力は、走行距離Ｌs の時点では、リセットされ
“０”となっており、走行距離Ｌs から走行距離Ｌ1 と
なるに従って、順次増加して、走行距離Ｌ1 ではΔＨ1
となる。又、走行距離Ｌ1 から走行距離Ｌ2 の間では、
距離h の値の減少量がΔＨ1 よりも大きくなると、ピー
クホールド回路２４の出力は、漸次増加していき、走行
距離Ｌ2 においてはΔＨ2 となる。このように、ピーク
ホールド回路２４の出力は、走行距離Ｌ3 においてはΔ
Ｈ3 となり、走行距離Ｌ4 においてはΔＨ4となる。こ
の走行距離Ｌ4の後には、距離h の変化量はΔＨ4 より
は大きくならず（ΔＨ4 ＞ΔＨ5 ＞ΔＨ6 ）、従って、
この図４に示されるピークホールド回路における最終的
なピーク値は、ΔＨ4 となり、このピーク値がピークホ
ールド回路２４から出力される。

【００７９】なお、ΔＨ1 〜ΔＨ6 は、帯板高さＨから
求められるものであるが、ほぼ、帯板１の波高さに従っ
た値である。

【００８０】ピークホールド回路２４の出力は、非接触
距離計それぞれに対応する独立した合計３個の信号とし
て、演算装置Ａに入力される。

【００８１】演算装置Ａは、ピークホールド回路２４か
ら入力される合計３個の信号のうち、帯板１の最もエッ
ジ側に配置された非接触距離計５に対応する信号によ
り、エッジ部形状不良の検出を行う。

【００８２】以上説明したとおり、本実施例のエッジ部
不良の検出方法によれば、最もエッジ側に配置された非
接触距離計５から出力される、該非接触距離計５から帯
板１への距離h に従った信号から、帯板１の高さＨに従
った信号を求め、更に帯板１の波高さΔＨに従った信号
を求めることができる。従って、本実施例によれば、エ
ッジ部形状不良を、より精度良く検出することができ
る。更に、本実施例によれば、この波高さΔＨをピーク
ホールドしてエッジ部形状不良を効果的に検出すること
ができる。

【００８３】なお、本実施例では、最もエッジ側に配置
された非接触距離計５を、このようなエッジ部形状不良
の検出方法に用いたが、最もエッジ側ではなくても、エ
ッジ部に配置された非接触距離計であれば、ほぼ同様に
用いることもできる。

【００８４】次に、本実施例の耳伸び範囲の検出方法
は、エッジ部測定器１０の合計３個の非接触距離計５に
対応する、前述のピークホールド回路２４から出力され
る合計３個の出力に従って行われる。

【００８５】演算装置Ａは、エッジ部測定器１０の合計
３個の非接触距離計５に対応する合計３個のピークホー
ルド回路２４の出力により、帯板１のエッジ部の幅方向
のほぼ連続的な歪み高さを測定することができる。

【００８６】従って、この演算装置Ａは、帯板１のエッ
ジ１a から順に配列されている合計３個の非接触距離計
５に対応するピークホールド回路２４の合計３個の出力
が、基準波高さh よりも小さくなったピークホールド回
路２４の出力がどの非接触距離計５に対応するかによ
り、耳伸び範囲の検出をも行う。

【００８７】なお、演算装置Ａは、両エッジそれぞれの
エッジ部測定器１０のそれぞれの位置決め位置、及びこ
れら位置決め位置から求められる帯板１の板幅Ｗを、そ
れぞれ演算装置Ｂへ出力する。

【００８８】以下、本実施例の中央部形状不良の検出方
法を説明する。

【００８９】本実施例の中央部形状不良の検出方法は、
図２を用いて前述したようにして収集される、合計１５
個の非接触距離計５から、所定のサンプリング時間t 毎
で入力される合計（１５０×１５＝２２５０）個のデー
タのうち、図１の中央部測定器３０に内蔵された合計９
個の非接触距離計５から所定のサンプリング時間t 毎で
入力される合計（１５０×９＝１３５０）個のデータを
用い、帯板１の長手方向（走行方向）及び幅方向の距離
変化を最小自乗法でn 次（本実施例では、４次）近似し
て近似式を求め、この近似式より、帯板１の形状不良の
波高さや形状不良の波長や形状不良の波の急峻度を求
め、これらにより、帯板１の形状不良を判定するという
ものである。

【００９０】例えば、図５は、このようにして求められ
た、帯板１の中央部のある箇所の長手方向の形状の近似
式の一例のグラフである。

【００９１】以下、図６から図８の、帯板の中央部の形
状不良を検出する処理のフローチャートを用いて、本実
施例の中央部形状不良の検出方法を詳細に説明する。

【００９２】これら図６から図８のフローチャートで示
される処理は、前述の図１の、主として演算装置Ｂで実
行される。

【００９３】これら図６から図８のフローチャートで示
される処理は、図２を用いて前述したような、帯板１が
所定長さＬa だけ走行する毎に起動される。即ち、これ
ら図６から図８のフローチャートで示される処理が実行
されるにあたっては、中央部測定器３０に内蔵されてい
る合計９個の非接触距離計５から所定のサンプリング時
間t 毎で１５０回入力される、合計（１５０×９＝１３
５０）個のデータが演算装置Ｂに入力され保存されてい
る。

【００９４】なお、これら図６から図８のフローチャー
トで示される処理により求められる帯板１の形状の近似
式は４次近似式であるが、他の次数の近似式であっても
よい。

【００９５】これら図６から図８の一連のフローチャー
トで示される処理が起動されると、まず、ステップ１０
２では、帯板１の幅方向の測定点番号変数i と、帯板１
の長手方向（走行方向）の測定点番号変数j とに、それ
ぞれ“０”を書き込む。

【００９６】なお、このような変数i 及び変数j に対し
て、以下、変数Ｙij、変数Ｌij、変数Ｗijは、次の通り
とする。

【００９７】Ｙij：帯板１の長手方向（走行方向）の
測定点番号i 及び幅方向の測定点番号j における距離h
の測定値（mm）。

【００９８】Ｌij：帯板１の長手方向の測定点番号i
及び幅方向の測定点番号j における長手方向の位置（m
m）。

【００９９】Ｗij：帯板１の長手方向の測定点番号i
及び幅方向の測定点番号j における幅方向の位置（m
m）。

【０１００】前述のステップ１０２に続いて、ステップ
１０４では、変数i をインクリメント（値を“１”だけ
増加）する。

【０１０１】ステップ１０６からステップ１１０におい
ては、変数Ｙi1〜変数Ｙi9、変数Ｌi1〜変数Ｌi9、変数
Ｗi1〜変数Ｗi9の読込みを行う。

【０１０２】即ち、ステップ１０６では、変数j のイン
クリメントを行う。ステップ１０８では、変数Ｙijと変
数Ｌijと変数Ｗijとの読込みを行う。ステップ１１０で
は、変数j の値が“９”以下であるか判定し、変数j の
値が“９”以下である場合には、ステップ１０６の前方
へ分岐し、それ以外の場合には次のステップ１１２へと
進む。

【０１０３】ステップ１１２では、帯板１の長手方向や
幅方向の距離h を、最小自乗法で４次近似して、近似式
を求める。

【０１０４】ここで、このような４次近似式は、行列式
では次のように表わすことができる。

【０１０５】 ［行列Ｙ］＝［行列Ｗ］・［行列Ａ］ …（１a ）

【０１０６】なお、上記（１a ）式の行列式は、次の通
りである。

【０１０７】

【数１】

【０１０８】ここで、［行列Ａ］を求めることにより、
この４次近似式は求められる。この［行列Ａ］は、次の
ように求められることが知られている。

【０１０９】 ［行列Ａ］＝（［行列Ｗt ］・［行列Ｗ］）^-1・［行列Ｗt ］・［行列Ｙ］ …（２）

【０１１０】なお、［行列Ｗt ］は、［行列Ｗ］の転置
行列である。

【０１１１】従って、このようにして求められた近似式
は、次式の通りである。

【０１１２】 Ｙ＝a0＋a1・Ｗ＋a2・Ｗ² ＋a3・Ｗ³ ＋a4・Ｗ⁴ …（３）

【０１１３】図６のフローチャートのステップ１１２の
次には、ステップ１１４において、前述のように求めら
れた近似式の極大点及び極小点を求める。

【０１１４】ステップ１１４において、まず、前述の
（３）式を微分すると次のようになる。

【０１１５】 d Ｙ／d Ｗ＝a1＋２・a2・Ｗ＋３・a3・Ｗ² ＋４・a4・Ｗ³ …（４a ）

【０１１６】従って、求められた近似式における極大点
及び極小点は、次の方程式を解くことにより求めること
ができる。

【０１１７】 a1＋２・a2・Ｗ＋３・a3・Ｗ² ＋４・a4・Ｗ³ ＝０ …（４b ）

【０１１８】なお、上記（５）式で求められた極大点及
び極小点を、それぞれ、Ｗt （n ）、Ｗb （n ）とす
る。この極大点Ｗt （n ）や極小点Ｗb （n ）は、例え
ば、図５のグラフとおりとなる。

【０１１９】図６のフローチャートのステップ１１４の
次には、図７のフローチャートのステップ１２０に進
む。

【０１２０】図７のステップ１２０、１２２、１２４、
１２６、１２８では、前述のステップ１１４で求められ
た極大点Ｗt （n ）及び極小点Ｗb （n ）の位置it（n
）、jt（n ）、ib（n ）、jb（n ）、及び変位値Ｙ
（Ｗt （n ））、Ｙ（Ｗb （n ））を求める。

【０１２１】即ち、ステップ１２０では、極大点Ｗt
（n ）及び極小点Ｗb （n ）の変数nに“０”を書き込
む。

【０１２２】ステップ１２２では、変数n をインクリメ
ントする。

【０１２３】ステップ１２４では、極大点Ｗt （n ）か
ら、この極大点Ｗt （n ）の長手方向の位置it（n ）及
び幅方向の位置jt（n ）を求める。又、このステップ１
２４では、極小点Ｗb （n ）から、該極小点Ｗb （n ）
の長手方向の位置ib（n ）及び幅方向の位置jb（n ）を
求める。

【０１２４】ステップ１２６では、前述のステップ１２
４で求められた極大点Ｗt （n ）、極小点Ｗb （n ）の
それぞれの位置と、前述の（３）式から、極大点Ｗt
（n ）及び極小点Ｗb （n ）のそれぞれの変位値Ｙ（Ｗ
t （n ））、Ｙ（Ｗb （n ））を求める。

【０１２５】即ち、これら極大点Ｗt （n ）及び極小点
Ｗb （n ）の変位値Ｙ（Ｗt （n ））、Ｙ（Ｗb （n
））は、次の通りである。

【０１２６】 Ｙ（Ｗt （n ））＝a0＋a1・Ｗt （n ）＋a2・Ｗt （n ）² ＋a3・Ｗt （n ）³ ＋a4・Ｗt （n ）⁴ …（５a ） Ｙ（Ｗb （n ））＝a0＋a1・Ｗb （n ）＋a2・Ｗb （n ）² ＋a3・Ｗb （n ）³ ＋a4・Ｗb （n ）⁴ …（５b ）

【０１２７】ステップ１２８では、変数n が“３”より
小さいか判定し、変数n が“３”より小さい場合にはス
テップ１２２の前方へ分岐し、それ以外の場合には次の
ステップ１３０へと進む。

【０１２８】ステップ１３０では、次式により、波高さ
hw（１）〜波高さhw（５）を求める。

【０１２９】 hw（１）＝Ｙ（Ｗt （１））−Ｙ（Ｗb （１）） …（６a ） hw（２）＝Ｙ（Ｗt （２））−Ｙ（Ｗb （１）） …（６b ） hw（３）＝Ｙ（Ｗt （２））−Ｙ（Ｗb （２）） …（６c ） hw（４）＝Ｙ（Ｗt （３））−Ｙ（Ｗb （２）） …（６d ） hw（５）＝Ｙ（Ｗt （３））−Ｙ（Ｗb （３）） …（６e ）

【０１３０】続いて、ステップ１３２では、次式によ
り、波長Ｓ（i ）を求める。

【０１３１】 Ｓ（i ）＝Ｗt （i ）−Ｗb （i ） …（７）

【０１３２】続いて、ステップ１３４では、前述の（６
a ）式から（６e ）式により、それぞれ求められた波高
さhw（１）〜波高さhw（５）のうち、最も値の大きいも
のの値をhw maX（i ）として、これに対応する極大点Ｗ
t （i ）及び極小点Ｗb （i）、及びこれら極大点Ｗt
（i ）と極小点Ｗb （i ）それぞれの位置を求める。
又、このステップ１３４では、このようにして求められ
たhw max（i ）、Ｗt （i ）、Ｗb （i ）と、次式によ
り、急峻度λ（i ）を求める。

【０１３３】 λw （i ）＝（hw max（i ）／Ｓ（i ））×１００［％］ …（８）

【０１３４】図７のフローチャートのステップ１３４の
後には、図８のフローチャートのステップ１４０へと進
む。

【０１３５】ステップ１４０では、このようにして求め
られた最大の波高さhw max（i ）、最大の波高さhw max
（i ）に対応する波長Ｓ（i ）、急峻度λw （i ）を、
演算結果として出力する。

【０１３６】続いて、ステップ１４２では、変数i の値
が１５０より小さいか判定し、変数i の値が１５０より
小さい場合には、前述の図６のフローチャートのステッ
プ１０４の前方へ分岐する。一方、このステップ１４２
で変数i が“１５０”以上であると判定された場合に
は、以上説明した図６から図８のフローチャートで示さ
れる処理を全て終了する。

【０１３７】図９は、本実施例の不良高さ測定精度の分
布のグラフである。又、図１０は、従来法の不良高さ測
定精度の分布のグラフである。

【０１３８】これら図９及び図１０において、横軸とな
っている帯板波高さ測定精度とは、本実施例あるいは従
来法による波高さ測定値から、人手により、より精度良
く測定した波高さ測定値を引いた値となっている。又、
この図１０のグラフの従来法とは、分割ロール法、即
ち、帯板の幅方向に分割したロールを用い、該ロールの
各分割部分のロール軸受にかかる荷重を測定して、張力
分布を求めて帯板の形状を検出するという方法である。

【０１３９】これら図９の本実施例の分布グラフと、図
１０の従来法の分布グラフとの比較から明らかな通り、
本実施例によれば、帯板波高さ測定精度を向上すること
ができている。即ち、本実施例の帯板波高さ測定精度の
ばらつきの分布は、帯板波高さ測定精度“０mm”を中心
とした分布となっている。一方、従来法の帯板波高さ測
定精度のばらつきの分布は、帯板波高さ測定精度がほぼ
“−３mm”を中心としたものとなってしまっている。
又、本実施例の帯板波高さ測定精度のばらつきの拡がり
方は、従来法の帯板波高さ測定精度のばらつきの拡がり
方よりも狭くなっている。

【０１４０】なお、本実施例によれば、帯板のエッジ部
の耳伸び範囲をもリアルタイムで測定することができる
という効果をも得ることができる。

【０１４１】又、本実施例においては、走行中の帯板の
蛇行や帯板の板幅の変化による影響も少なくなってい
る。

【０１４２】なお、本実施例では、合計１５個の非接触
距離計５は、両エッジグループと中央部エッジグループ
との合計３個のグループにグループ分けされているが、
本発明はこれに限定するものではない。即ち、用いられ
る非接触距離計の個数やグループ分け方法を限定するも
のではない。

【０１４３】例えば、薄厚鋼板の圧延後や広幅鋼板の圧
延後の形状測定においては、鋼板の幅方向の１／４毎の
位置のいずれかに伸び歪みが発生するという、いわゆる
１／４伸びが生じ易く、従って、用いられる非接触距離
計５の個数やグループ分け方法を、このような幅方向の
歪みの発生の性質に従って決定してもよい。

【０１４４】例えば、このような薄厚鋼板の圧延後や広
幅鋼板の圧延後の形状測定においては、鋼板（帯板）の
幅方向に配列した複数の非接触距離計を合計５個のグル
ープにグループ分けしてもよい。又、この際、両エッジ
部グループだけでなく、これら両エッジ部グループの隣
接する内側のグループも、他のグループに対して独立し
て（他グループとは異なる移動量で）、鋼板の幅方向で
位置決めしてもよい。

【０１４５】なお、本実施例において、非接触距離計５
の設置間隔や使用数、波長分区点、ピークホールド長Ｌ
a 等は、帯板に現れる形状不良の形態と板速、及び演算
装置Ａや演算装置Ｂの能力（処理速度や記憶容量等）に
合わせて設定する。

【０１４６】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、限
られた数の非接触距離計を効果的に用い、走行中の帯板
の形状不良を、リアルタイムでより正確に測定すること
ができるという優れた効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施例のブロック図である。

【図２】図２は、前記実施例の帯板の形状測定方法を説
明するための帯板の平面図である。

【図３】図３は、前記実施例の帯板の形状測定方法を説
明するための帯板の側面図である。

【図４】図４は、前記実施例で用いられるピークホール
ド回路の動作を示すグラフである。

【図５】図５は、前記実施例の、帯板の中央部の長手方
向の形状の近似式の一例のグラフである。

【図６】図６は、前記実施例の、帯板の中央部の形状不
良を検出する処理のフローチャートの一部の第１のフロ
ーチャートである。

【図７】図７は、前記実施例の、帯板の中央部の形状不
良を検出する処理のフローチャートの一部の第２のフロ
ーチャートである。

【図８】図８は、前記実施例の、帯板の中央部の形状不
良を検出する処理のフローチャートの一部の第３のフロ
ーチャートである。

【図９】図９は、前記実施例の帯板波高さ測定精度の分
布のグラフである。

【図１０】図１０は、従来法の帯板波高さ測定精度の分
布のグラフである。

【符号の説明】

１…帯板（鋼板等の被圧延材等）、 ５…非接触距離計、 １０…エッジ部測定器、 １２a …ビデオカメラ、 １２b …棒状光源、 １４m …サーボモータ、 １４p …パルス発生器、 １４s …パルス制御装置、 ２２…フィルタ、 ２４…ピークホールド回路、 ３０…中央部測定器、 Ａ…演算装置、 Ｂ…演算装置、 h …非接触距離計から帯板までの距離、 Ｈ…帯板の形状変形による帯板高さ、 ΔＨa 、ΔＨb 、ΔＨ1 〜ΔＨ6 …帯板の形状変形によ
る波高さ、 i …帯板の長手方向（走行方向）の測定点番号、 j …帯板の幅方向の測定点番号、 Ｌa …帯板の形状測定の単位期間となる帯板が走行する
所定長さ（ピークホールド長さ）、 Ｗ…帯板の板幅。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 相澤 均 岡山県倉敷市水島川崎通一丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 片峰 章 岡山県倉敷市水島川崎通一丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】走行中の帯板の形状不良を検出するための
   帯板の形状測定方法において、 走行中の前記帯板の両エッジの幅方向の位置をそれぞれ
   検出し、 前記帯板の幅方向に配列した複数の非接触距離計のう
   ち、少なくとも両端の非接触距離計を、前記両エッジの
   幅方向の位置検出に従って、該帯板の幅方向で位置決め
   し、 前記帯板の走行による前記非接触距離計の出力信号の変
   化のうち、該帯板の走行による該帯板の形状変化を要因
   とする出力信号の変化の成分を抽出するための周波数特
   性を有する電気的フィルタに、前記複数の非接触距離計
   のそれぞれの出力を通し、 前記複数の非接触距離計それぞれに対応する、前記電気
   的フィルタの出力毎等で、前記帯板が所定長さだけ進む
   期間毎にピーク値をホールドし、 これらのピーク値から、前記帯板の形状不良を検出する
   ことを特徴とする帯板の形状測定方法。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記複数の非接触距離計が、それぞれの配列位置に従っ
   て、両エッジグループと中央部グループとの、少なくと
   も３つのグループ分けされ、 前記両エッジの幅方向の位置検出に従った、前記帯板の
   幅方向での前記位置決めの際には、前記両エッジ部グル
   ープの、グループ毎に非接触距離計を位置決めすること
   を特徴とする帯板の形状測定方法。
3. 【請求項３】請求項２において、 前記両エッジ部グループのそれぞれのグループ毎に、複
   数の前記非接触距離計に対応するそれぞれの前記ピーク
   値から、帯板の耳伸び範囲を検出することを特徴とする
   帯板の形状測定方法。