JPH08320215A - 鋼板形状測定装置 - Google Patents

鋼板形状測定装置

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JPH08320215A
JPH08320215A JP7128393A JP12839395A JPH08320215A JP H08320215 A JPH08320215 A JP H08320215A JP 7128393 A JP7128393 A JP 7128393A JP 12839395 A JP12839395 A JP 12839395A JP H08320215 A JPH08320215 A JP H08320215A
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JP
Japan
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steel plate
temperature
steel sheet
amount
signal
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Withdrawn
Application number
JP7128393A
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English (en)
Inventor
Kiyomi Horikoshi
清美 堀越
Katsuya Ueki
勝也 植木
Masayuki Sugiyama
昌之 杉山
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Mitsubishi Electric Corp
Nippon Steel Corp
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Mitsubishi Electric Corp
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は鋼板の鋼板の先端および尾端部のク
ロップカットシャー設備の入側にてクロップ形状、板曲
がり量、キャンバー量を自動的に且つ高精度な計測が可
能な鋼板形状測定装置を提供することを目的とする。 【構成】 熱間圧延において赤熱の自発光をもつ鋼板に
対し、被測定体の温度に対応した電気信号を発生する検
出手段と、電荷蓄積時間を上記被測定体の温度に応じて
制御する手段と、多値化する量子化手段と、多値化信号
を記憶するメモリ手段と、2次元的に認識する手段と、
2次元的に微分する微分手段と、ピークホールド手段
と、局所2値化手段と、鋼板先端部および尾端部の形
状、板曲がり量、キャンバー量を計測する手段を備えた
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は鋼板の鋼板の先端および
尾端部のクロップカットシャー設備の入側にてクロップ
形状、板曲がり量、キャンバー量を自動的に且つ高精度
な計測が可能な鋼板形状測定装置を提供する事を目的と
する。
【0002】
【従来の技術】熱間圧延時に生じる鋼板先端および尾端
部の変形、板曲がり、キャンバー等は次段以降の圧延に
おいて、ロールに不均等な荷重をかけ、圧延中の鋼板姿
勢に大きな影響を与え、不良鋼材の発生の原因となって
いた。これを防止するために、従来は作業者が目視にて
鋼板形状を観測し、圧延機の前面にて鋼板先端・尾端部
を適当な位置で操作し切断を行うとともに、アプローチ
ガイドやサイドガイドの開閉操作および圧延機の圧延荷
重のバランス操作など行う必要があった。
【0003】このため、鋼板の先端および尾端部の変形
や曲がり量、キャンバー量を自動的に計測し、変形部分
の必要最小限の切断を行って、次段以降の圧延において
ロールに不均等な荷重がかかることを防ぐとともに、鋼
板の曲がりおよびキャンバー量やその発生長さより、ア
プローチガイドやサイドガイドの自動開閉制御および圧
延機の左右圧下バランス制御が必要とされている。
【0004】そこで、鋼板先端・尾端部の変形や板曲が
り量およびキャンバー量を自動的に検出し、変形部分の
必要最小限の切断を行って当該鋼板を次段圧延機へ送り
込むとともに、板曲がり量に応じてアプローチガイドや
サイドガイドの開度を制御、キャンバー量に応じて次段
圧延機の左右圧下制御を行い、鋼板通板性の向上を図り
不良鋼板発生の防止を期待して、以下のような形状検出
器が提案されている。
【0005】図9に従来の装置のブロック図を示す。図
のように熱間圧延工程を流れる赤熱鋼板1の板幅をレン
ズ2を使った光学系とライン状に並べた複数個の光電素
子3を使って測定ライン3a上の鋼板の有無を検知す
る。光電素子3は鋼板の温度に比例した出力を発生し、
4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3aを走査し出力を送出
させる走査回路である。
【0006】光電素子の出力は増幅器5で増幅される。
6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、7は量子化された鋼板像信号を2次元的に
記憶するメモリ、8はメモリ7に記憶された鋼板像信号
を読み出し、2次元的に微分する微分回路、9は微分回
路8によってつくられた温度急峻度信号を、ほぼ等しい
レベル毎に局所分割し、各局所毎に所定の値になるよう
平準化を行う急峻度平準化回路、10は平準化された温
度急峻度信号を特定の方向に向かって走査するピークホ
ールド回路、11は鋼板像信号を事前に求められた固定
の閾値で2値化する2値化回路、12は2値化された鋼
板像画像より先端・尾端部の形状を測定する先端・尾端
形状測定回路、13は同様に2値化された鋼板像画像よ
り板の曲がりおよびキャンバー量を測定する板曲がり・
キャンバー測定回路で構成されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の装置はこのよう
に構成されていたために、鋼板毎に温度が異なる場合、
例えば、図10に示すように鋼板温度が700℃から1
200℃まで変化するとき、光電素子の分光放射輝度は
波長1μmにおいて約160倍異なることから、鋼板像
を正しく2値化できない点や図11に示すように鋼板が
進行方向に対し、垂直方向(横振れ)に時々刻々と変化
する場合において、板の曲がりやキャンバー測定時に誤
差となる等の欠点をもっていた。
【0008】この発明は、上記のような従来のものの欠
点を除去するためになされたもので、鋼板の温度を放射
温度計にて測定を行い、鋼板温度に基づき光電素子の電
荷蓄積時間を制御することにより、鋼板温度が変化して
も、ほぼ一定の光電素子出力信号を得たのち、2次元的
な空間微分処理、鋼板傾き計算処理、鋼板傾きを基にピ
ークホールド処理、局所濃度ヒストグラム処理、濃度ヒ
ストグラムを基に局所2値化処理を行うことで、鋼板温
度差による2値化処理誤差を少なくすることが可能であ
り、複数台のライン状の光電素子群を鋼板の進行方向に
配置することで鋼板の垂直方向の振れ(横振れ)に対し
て影響を受けない精度の高い鋼板形状測定装置を提供す
ることを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明の一実施例を図
1に基づいて説明する。図1において赤熱鋼板1の上部
にレンズを使った光学系と、ライン状に並べた光電素子
群3を鋼板の進行方向に対し複数台を配置し、走査回路
4で鋼板1が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を走査する。光電素子群3は測定
ライン3a上の鋼板温度に比例した出力を発生する。こ
のとき鋼板の温度を放射温度計14にて測定し、鋼板温
度に応じてAGC回路15において光電素子群3の電荷
蓄積時間の制御を行う。図2に、その一例を示す。例え
ば鋼板温度が700℃から900℃まで変化した場合に
は、鋼板温度に比例して光電素子群3の出力信号も増加
するが、光電素子群3の電荷蓄積時間を鋼板温度に応じ
て制御することにより、鋼板温度が変化しても、ほぼ一
定の出力信号が得られる。
【0010】この出力信号は、増幅器5により増幅さ
れ、6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、7は量子化されたライン状の鋼板像信
号を所定の長さになるまで、逐次突き合わせ処理を行
い、鋼板像信号を2次元画像信号として記憶するメモリ
である。赤熱鋼板の周囲には、輻射光の散乱や搬送ロー
ルおよび鋼板落ち込み防止用エプロンなどの反射光が存
在することから、8の空間微分フィルタにより鋼板と周
辺部との光量差を、強調する。図3には3×3画素の空
間微分フィルタを示しており、例えば中心点Eに対し、
E=|(A+nB+C)−(G+nH+I)|+|(A
+nD+G)−(C+nF+I)|のフィルタ処理を行
う。これにより縦および横方向にn倍の重みを掛け、エ
ッジ部の強調効果を上げている。
【0011】また鋼板上には水乗りやスケール等により
輝度の異なる部分が存在するため、この影響を回避する
対策として、鋼板の傾きを求め平行にピークホールド処
理を行い、鋼板内部の輝度低下部を埋める。16は鋼板
の傾きθを計算する回路であり、図4に鋼板の傾きθを
計算する例を示す。鋼板の根元lについてハフ変換処理
し、座標Pより鋼板の傾きθを求める。P=X・cos
θ+Y・sinθを計算すると、Pは座標原点からの距
離であり、θは座標原点から直線Pに引いた垂線の傾き
となる。また10のピークホールド回路にて、図5に示
すように鋼板の傾きθに平行してピークホールド処理を
行う。
【0012】前述したAGC回路、微分回路、鋼板傾き
計算回路、ピークホールド回路により安定した鋼板画像
が得られるが、鋼板の温度分布のムラによって固定の閾
値で2値化した場合には、鋼板の形状を正確に再現でき
ない。そこでメモリ7に記憶された鋼板画像エリアを図
6に示すように複数個分割し、9に示す急峻度平滑回路
にて各エリアa〜h毎に濃度ヒストグラム分布の演算を
行い、各エリア毎に所定の閾値を求め、11に示す局所
2値化回路により2値化する。そして12に示す鋼板先
端・尾端形状測定回路により形状を測定し、鋼板の先端
および尾端部の切断位置を決定する。
【0013】図7に鋼板先端および尾端部の切断位置の
決定方法を示す。(a)はフィッシュテイルと呼ばれる
鋼板形状の例であり、鋼板の谷部に相当するA点を求
め、予め定められた距離Δl離れたB点を切断位置とし
て決定する。また(b)はタングと呼ばれる鋼板形状の
例であり、鋼板の最長点A点よりΔlだけ離れた切断位
置B点を、鋼板の幅Wに対し係数kを掛けたW′を計算
し決定する。
【0014】13は図8(a)に示す鋼板先端・尾端部
の曲がり量Mおよび曲がり発生長さNを、また図8
(b)に示すキャンバー量Xおよびキャンバー発生長さ
Yを測定する回路である。鋼板先端部および尾端部の曲
がり量やキャンバー量の測定を、1台のライン状の光電
素子群を用いて行えば、鋼板の進行方向に対し垂直方向
に振れる(横振れ)場合に測定精度に影響を与え誤差と
なる。したがって、図1に示すように鋼板の進行方向に
対しライン状の光電素子群を3台配置し、同時刻に鋼板
の幅方向エッジ位置ならびに板幅中心位置をデータをS
1n,S2n,S3n、各光電素子群間の距離をL1,
L2、各位置データを2回微分した値をΔ2Snとすれ
ば、Δ2 Sn={(S1n−S2n)÷L1−(S2n
−S3n)÷L2}/{(L1+L2)÷2}より求
め、Δ2 Snを積分した結果をΔSnとすると,ΔSn
=ΔSn-1+Δ2 Sn-1×χで求める。ここでχはデー
タのサンプリングピッチとする。また、さらにΔSnを
積分した結果をSnとすると、Sn=Sn-1+ΔSn-1
×χを求めることにより鋼板が進行方向に対し垂直方向
に振れた場合でも、安定に曲がり量およびキャンバー量
を測定することが可能である。
【0015】なお、上記実施例では、微分回路、急峻度
平準化回路、ピークホールド回路、2値化回路等ハード
ウエアとして説明したが、同機能を実現できる計算機に
よりソフトウェアで実行させてもよい。さらに鋼板温度
の変化に対し、光電素子群の電荷蓄積時間を制御するA
GC回路で説明したが、シャッタ速度の制御や光学系の
絞り制御等により受光光量調節機能を付加するなどして
もよい。
【0016】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば赤熱鋼
板温度の測定を行い、鋼板温度に応じて光電素子群の電
荷蓄積時間を制御し、2次元的に記憶された鋼板画像に
対し空間微分フィルタ処理し鋼板エッジ部の強調を行
い、鋼板の傾きを求め、傾きに平行してピークホールド
処理し、鋼板画像を複数個エリア分割し各エリア毎に濃
度ヒストグラムの計算を行い、各エリア毎に所定の閾値
で局所2値化処理を実行するとともに、鋼板の進行方向
に複数個のライン状の光電素子群を配置し、同時刻に鋼
板幅方向エッジ位置および中心位置の計算を実行するこ
とによって、鋼板温度の変化や鋼板温度分布のムラ、水
乗り、スケールおよび鋼板の振れによる誤差信号を除去
し、2値化および鋼板先端・尾端部の形状、曲がり量や
キャンバー量を求められるもので、熱間圧延ラインでは
不可避である鋼板温度の変化、鋼板温度分布のムラ、散
乱光、反射光、水乗り、スケール、鋼板の振れ等の外乱
に対し影響されない鋼板形状測定装置が得られ実用上の
効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置の構成を示すブロック図である。
【図2】鋼板温度の変化に対し電荷蓄積時間を制御した
場合としない場合の光電素子群出力の比較を示すグラ
フ。
【図3】3×3の空間微分フィルタを示す図。
【図4】鋼板の傾きを示す図。
【図5】鋼板の傾きに平行にピークホールド処理を行う
ことを示す図。
【図6】鋼板画像に対し複数にエリア分割することを示
す図。
【図7】(a)はフィシュテイル形状、(b)はタング
形状の鋼板先・尾端部の切断位置を求めることを示す
図。
【図8】鋼板の(a)は曲がり量・曲がり発生量を、
(b)はキャンバー量・キャンバー発生位置を示す図。
【図9】従来装置の構成を示すブロック図。
【図10】鋼板温度の変化に対する波長と分光放射輝度
の変化を示すグラフ。
【図11】鋼板の進行方向に対し垂直方向の振れを示す
図。
【符号の説明】
1:赤熱鋼板 2:光学系レンズ 3:ライン状の光学素子群 4:走査回路 5:増幅器 6:量子化回路 7:メモリ回路 8:微分回路 9:急峻度平準化回路 10:ピークホールド回路 11:2値化回路 12:鋼板先端・尾端部形状測定回路 13:鋼板曲がり量・キャンバー量測定回路 14:放射温度計 15:AGC回路 16:鋼板傾き計算回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉山 昌之 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町1−1−2 三菱電機株式会社制御製作所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱間圧延において赤熱の自発光をもつ鋼
    板に対し、ライン上に配置された複数個の光電子群上に
    被測定体像を結像し、被測定体の温度に対応した電気信
    号を発生する検出手段と、上記検出手段の電荷蓄積時間
    を上記被測定体の温度に応じて制御する手段と、上記検
    出手段で得られた検出信号を多値化する量子化手段と、
    上記量子化手段で得られた多値化信号を記憶するメモリ
    手段と、上記メモリを画像処理することにより2次元的
    に認識する手段と、上記2次元的に処理された量子化信
    号を2次元的に微分する微分手段と、上記微分信号レベ
    ルに基づいて信号をピークホールドするピークホールド
    手段と、複数の局所単位で濃度ヒストグラムを作成し、
    上記濃度ヒストグラムより局所毎の閾値を求め、上記局
    所毎の閾値で2値化する局所2値化手段と、上記2値化
    信号から鋼板先端部および尾端部の形状、板曲がり量、
    キャンバー量を計測する手段を備えたことを特徴とする
    鋼板形状測定装置。
JP7128393A 1995-05-26 1995-05-26 鋼板形状測定装置 Withdrawn JPH08320215A (ja)

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