JPS59176608A - 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】 この発明は、例えは鉄鋼の熱部圧延工程における圧延時
に生じる鋼材の先端後端の良形を検出する形状秋田装置
に関する。

鉄鋼の熱間圧延時（こ生じる鋼材先端の変形は、次段以
降の圧延ロール醗こ不均等な荷重をかけ、ロールの損傷
の原因となったり、不良材の生産の原因となつＣいた。

これを防止するため１こ、従来は作業者が目で観測し適
当な処で切断機を操作し′Ｃ切断しＣい１こ。

そのため、鋼材の先端の変形を自動的に検出して、変形
部分の必要敢小限の切断を行つ°Ｃ当該材料を次段のロ
ールへ送り込み、不均等何厘の影看を取す除キ、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°Ｃいる。

綿１図に従来の装置のブロック図を示す。熱聞圧延工私
を流れる赤熱鋼板（υの積山をレンズ（２）を伝った光
学系とライン状１こ並べた複数個の光電素子（３）を使
つ゛Ｃ測定ライン（８ａ）　ｋの鋼板の胸無を測疋する
。光電素子（３）は、鋼板の温度に比例した出力を発生
し、この出力は増巾器（４）で増巾され、アナログがデ
ィジタル変換回路（Ａ／Ｄ）　（５）で各光電素子（３
）の出力（８号をテイジタル凰に変換する。既ち、鋼板
（υの像が結縁された光電素子（３）の部分の信号は論
理値“１′′に、基板（１）の像が存在しない光電素子
（３）の部分の信号は論理値“０”となる。Ａ／Ｄ　（
５）の出力をカウンター回路で構成する巾測定回路（６
ンで論理値“１”出力の数を計数すると鋼板（υの巾シ
こ相当する測定値が寿られる。

銅板（１）の巾測定値を入力端子（７）から与えられる
巾基準値Ｗと比較回路（８）で比較し、鋼板（１）の積
山が、Ｗより小さい一定の許容値内Ｉこ入った時１こ比
較回路（３）から切断憾制御装置（９）に切断信号が与
えられ、銅板（１）の先端が切断される。

即ち、＃Ｊ２図１こ示す如（、鋼板（１ンの中央部の積
山をＷとすると鋼板（１ン先端部の点線で示したｋＷ（
ｋ＜１　）の積山の位置を検出して切断することができ
る。

従来の装置は以上のように構成されているので、背景や
堅気中の微粒子１こ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、待Ｉこ上記の状態で鋼板自身の温
度良化の幅が大きい場合、鋼板像のみ抽出するディジタ
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
グ銅板信号を多値で量子化し゛Ｃメモリへ記憶せしめ、
この鋼板信号を鋼板上の位置に対応した複数置所に分割
し、各部毎１こ温度ヒストグラムを作成しＣ最適閾値を
求め２値化することにより散乱信号や銅板の温度分布に
影響されない形状後、出装匝としＣ１第８図１こ示すも
のが考えられる。

同図■こわい゛Ｃ赤熱鋼板（１）から切η１機制呻装置
（９）までは８１図の形状検出装置のところで述べｊこ
もの１こ相当する。σＱはアナログで得られた鋼板像信
号を多値で息子化する量子化回路、Ｑｌ）は量子化され
たー・１」板縁信号を拙°ハするメモリ、□□□はメモ
リ（６）に配電された鋼板像信号を（局所的Ｉこ）読み
出し、　。

ヒストグラムを作成し°Ｃ最的閾値を求め２伽化する局
所２イは化回路（２）は鋼板（わが検出領域で一定距離
進行する毎番こ発生する駆動信号Ｐを受けＣ光電菓子群
（８ａ）を走査し出力を送出させる走査回路である。こ
のように構成された装置は、ＮＮ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
走査回路０４１１こより、鋼板の横（板幅）方間に対す
る視野を銅板が一定距離矢印力向に進む毎に１回すつ走
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ＱＱ
」こ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、走査順に応じ°ＣメモリＣＩＩ、ｌ内に
記憶される。この創作は、事前１こ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回だけおこなイ
）れ、この結果、例えはメモリ（６）には第４図（ａ）
１こ示すようなビデオ画像が得られる。しかしながら、
同図斜線（イ）で示すよう）こ従来装置の欠点の所で述
べたような外乱成分である散乱信号が混在しＣいる。こ
の散乱信号は鋼板（１）からの輻射光により生ずるもの
であるから鋼板（υの温度の高い部分すなわち第４図（
ｃ）１こ示す（ホ）、（へ）の部分の散乱光は高い信号
レベルＶ１を有する。これに対して鋼板（１）には第４
図（Ｃ）の（ハ）、に）に示すような温度の低い部分が
あり、この部分の信号レベル■２が前述したｖｌなるイ
ら号レベルに対しＣ低くなる場合、固定の閾値Ｉこよる
２　４ｆｉｉ化だと第４図（ｂ）に実線で示したように
誤差を生じる。２値化回路（２）は上述した誤差を除去
するため１こ、まず、鋼板（１）の温度の商い中央部、
すなわち第６図に示す（ト）の領域のビデオ信号をメモ
リ（ロ）から耽み出しＣヒストグラムを作成する。この
ヒストグラムは第６図をこ一例ケ示すように横＠Ｕ＋こ
ビデオ信号のレベル■、縦軸にその頻度Ｎをとるもので
上記、鋼板＋１）の（ト）の部分では比軟的温度ｌ閤い
部分のみであるから肯仮都と散乱部では第１１（机Ｃ（
つに示すよう１こヒストグラム信号上で明確に区別でき
る。したかっ°Ｃ両省の境界を示すビデオ信号レベルＶ
３を閾値とすれは上記（ト）の部分を精度より２１に、
化でき、その結果をメモリ（ロ）Ｉこ再び格納する。つ
づい′Ｃ１Ｃ１２他化処理Ｉこよりビデオ画像の端部で
ある点因、（切か求まるでビテオ匝傳上で銅板（υの幅
方回に例えば１：２：１になるようＩこ分割する点し）
、Ｑりを算出し、上記同様比較的渦部である相方向の中
央部（−７１の領域１こついてヒス１〜グラム処理し、
その閾値により２値化処ルし、そのＡｉｊ果を再びメモ
リＯη１こ格納する。

つづい°Ｃ１記処班よりビデオ画像の他の点（７）、カ
か求められるので事前に設定される龜ムから計算した点
（ヨフ、秒）から鋼板（１１の角の部分である温度の低
い領域（シラについても前記同様量こしてヒストグラム
を作成し、２仏化処理し、メモリ０ＩＪｔこ格納する。

この場合にも比較的温度の低い部分のみであるのでヒス
トグラム信号上で明確）こ鼾雪板部と散乱部が区別でき
る。つづいて残りの部分である（プ、ｃカの領域１こつ
いても順次同様）こし゛Ｃ２伝化処址し、メモリαのＩ
こ格納する。２のよう１こビデオ画像を分割して２値化
すれば、銅板（１ンの持つ温度分布の特徴に対応した区
分となりヒストグラム信号上で散乱部と銅板部が明確−
こ分前でき、誤差のない２仏化処理が人魂し、メモリ（
ロ）に２匝化処理後のビデオ＆ｌ像が記憶される。この
和果がら切断信号を発生する扼作は第１図の従来装置と
同様であり丁でＩこ述べた。

なお、Ｊ：記動３図の装置は、２値化回路として最小限
必要な分割数を示しｔコもので、上記のような考え方に
よりさらに小さく分割し°Ｃもよい１、以上は量子化回
路ＣＩＱＩこより多値の長子化レベルをもつディジタル
信号１こ変換されｒこビデオ（３号がメモリｏＵ１こ格
納された彼１こおける２　Ｌ化処現に関する説明である
が、第ｆｅｎ板（１）の形状によっては、メモリａ旧こ
記憶せしめるべき光電素子群（３）の出力範囲を選択す
ることが必要となる。

亀４図におい”Ｃは、銅板の進行方向の端部（Ｅ）をメ
モリの先頭にし゛Ｃ１鋼板進行方向一定距離分のビデオ
ｌｌ甜縁力）Ｎ【−’ＭされＣいるが、第８図１こンＪ
りすごとく、鋼板の谷ｇｌｓ　（Ｆ）か夛Ｈｇ＋こ深く
、この谷部を中心とした切断信号を必要とする場合でｌ
＝ｔ　％　’ｔＡ”＋板の先端部（ト））？メモリの先
頭から記憶すれは、メモリ容Ｈは谷部以上を必要とし膨
大となる。又それを避けるｒこめに、進行方向の走査ピ
ッチを粗く１−ることが死えられ心か、この場っては、
以降の２値化処理における消仮像抽出の精度が悪くなる
。

この様な谷形状は、近年の熱間圧延技術の向上１（誹り
仕上圧延縁、の前段における巾圧下爺〃）太きく　ｒ、
Ｌる動向にあり、この様な形状が生じ易く、がっ、これ
に対しＣも正しく切輿：位置を椋出する機能が求めら１
１“Ｃいる。

この孔明は、このような問題点に＆ｈｃｒ！されたもの
で、アナログ鋼板原信号を多値で皇子化した信号の有効
性を一定量の任意位置番こおい゛Ｃ判別し、その判別結
果にもとづきメモリへ記憶せしめる多値化信号の走行方
向の範囲を選択し”Ｃメモリへ配回せしめ、この鋼板信
号を電板上の位置Ｅζ対応した複数箇所１こ分割し、各
部毎１こ温度ヒストグラム４作成し′Ｃ最適閾値を求め
２値化することにより、私邸の良い形状板出しｋを提供
することを目的としＣいる。

飢７ｂｉ、ｔこの発明の一丈施Ｃ・ムをか、しＣおり、
信号）効判％４回Ｗ、ｊ（１■及Ｕ・、メモリ格納範囲
選択回路四を第３−のものに旬月したもので、その他の
椛成は４」８１と同一である。

扼１１Ｊ（ａ）は鋼板端部但）から、順次メモリＣ１１
／にビデ≧−倍らかｉ子化され“ｃｏ＋：！憶さイしＣ
いった状態を表わしＣいる。第７図のように槁成されｔ
こものにおいＣ１よ１、信ニー３有効判痴回路０やにょ
っ”ｒ、　−５ｉ飯内１こ１つでも、あらがしめ設′Ｌ
された基準レベルを上まわるビデオ信号（−子化された
もの以下同様）が存在すれは、そのラインが銅板先端部
帆）と判断し、次の走査信号はＥ＋１のメモリアドレス
Ｉこ格納するようにメモリアドレス’ｊ　順次ｍ　メ’
Ｃいく。一方、走査の中央部Ｎの位置に刈して、有効判
別する機能が並列重台こＬ作し°Ｃいるとすれは、やが
Ｃ１中央綿Ｎの範囲に鋼板信号があられれてくるため、
この時点で中央部有効信号判別機能が動作しＣその時点
である走査ライ２６行目が検知される。この便用（−号
１こより、メモリのアドレスをリセットすれは、次のＧ
＋１行目のビデオ信号は負う８図（ｂ）に示すように、
メモリとの先史−アドレスから朽び紀臣、され、谷部（
Ｆ）はメモリＱＩＪの処理可能窄＋１ｊに格納される。

これより一定距離分の鋼板のビ゛デオＩｆＡ　”ｉがメ
モリ）こｊ１慣次６已を虹さｚｔＣいく。一定ｔｌｉ：
　ｈ＞ｕ　分メモリ）こ記憶された仮の処理（ｊ丁で１
こ述べたユ、りである。

次ｌこ、飢４医Ｉこ示ずようｌこ、中央部上動点Ｇが先
斌都■）から余り進行しない時点でし、出されるまうな
鋼板ｊ１シ秋の場合は、メモリのアドレスをリセットせ
獲に、七のまま■）点から一足庇離分のビデオ（１号ケ
記憶すれはよい。このように、メモリのアドレスをリセ
ットすべきか、そのまま維持して記憶しＣいくべきかを
判断する機能を付加すれば鋼板の谷か浅い場合も、深い
場合も追、正なる範囲をメモリＩこ格納することができ
る。

このような判定機能の一実施例として比９図を提供する
ことができる。

図においＣ１（ハ）は里子化されたビデオ（ｄ号を比較
基準値設定器（ハ）によつＣ設定されたレベルと比較し
、信号の発効性を判定するデータ比較器、に）は判定結
果をラッチする回路、（ホ）はビデオ信号をメモリへ記
憶させるアドレスを決めるためのアドレスカウンタの下
位８ビット分で、＠ｌ！ＩｉＡしく上位８ビット分を示
す。鱒はアドレスの現在（ヒを判断するデコーダで、下
位８ビット分を対象とし、（２）は同じく上位８ビット
分を対象とするデコーダである。（至）は−走査におけ
る中央部Ｎのアドレスのみを認識するデコーダであり、
今、−走査を２５６分割し°Ｃメモリへ記憶せしめる装
置として説明をすれは、−走査のアドレスはＦ位８ビッ
トに相当１°る。したかつ′Ｃ１−走査中の中央Ｎのア
ドレスレコーダとしＣは下位８ビツトのアドレスバスに
接ビ、すれはよい。次に、走査ライン数につぃＣは、上
位アドレス８ビット分が較新さｔＬ　’ｒいくことにＪ
：　ツ’（’　、メモリへ記憶される行か皮化し′Ｃい
くため、アドレスの上位８ビット番こデコーダ働を接続
しＣミづけはよい。（ロ）は上位アドレスをリセットす
る１ｇ号を発生づ−るためのリセットパルス発生器であ
・５゜Ｑ４はビデオ信号を走査する基準クロック発生器
であｔ〕、これと同期し゛Ｃメモリのアドレス較耘が美
行される。Ｃ３１）　、備は論理積、曽は論理和の、ｈ
能を表わす。Φはデータバス、（ロ）はアドレスバス８
表わし、（４）、００．ａ３は既説明省号と同一である
。

金線８図の銅板形状１こついＣ，第９図の樵ｉ七を説明
すると、走査回路（至）をこまって走査さオＬｊこビデ
オ信号は、ル子化回路０１によつ°Ｃ多値のディジタル
１１号とじＣ息子化されるが、この時の拍子化データは
、比較しく４）（こよつＣ有効性の判別をされる１゜も
し、−走査中ｉこ１つでも有効信号があれは、ラッチ山
で判別結果が保持され、デコーダ（支）により一に査が
終Ｉしたことを判断し°Ｃ１その論理積を条件とじＣ１
メモリのアドレスを１行較新させる。

これは、上位アドレスカウンタ（ハ）を１ビツトカウン
トアツプすることでよい。この状態は第８図（ａ）の（
Ｅ）を検出した時点から順次進行していく。すなわち、
次の走査は下位アドレスカウンタを最初からスタートさ
せ、上位アドレスは０１１回より進んだアドレスとしＣ
メモリの２行目に記憶されＣいく。

やがて、−走査の中央部アドレス範囲Ｎのハβ分１こ上
動信号が発生し、かつ、１位アドレスかかなり進んで、
ある設定器Ｐを超え°Ｃいた場合につい°Ｃを詞理積翰
によつ“Ｃ条件判断し、上位アドレスカウンタ＠をリセ
ットする。その結果、次の走査信号ＩこついＣは、Ｇ＋
１の鋼板位置に相当するビデオ信号がメモリの進行方向
の先頭アドレスからｄし憶される。そし°ｒ、Ｇ＋１の
位置からメモリの容置１こ°Ｃ＠疋される行数分銅板の
ビデオ信号かメモリＩこ記憶される。その状態を第８図
（ｂ）に示す、。

もし、中央アドレスＮについ”Ｃの発効信号かＰ行目よ
りも以前に発生すれは、銅板の谷部（Ｆ）は、メモリ上
で２値化処理可能な領域に積結されると判断し、その場
合は論理積（２）の条件が成立しないように回路を構成
することで、上位アドレスカウンタ■のリセットパルス
は発生させなくすることかできる。

以上のように、鋼板の進行方向の任忽の範囲を切断条件
蚤こ応じＣ，メモリ１こ記ｔ、−せしめる回路を具備す
ること：こまり、それ以降の２１：Ｉ−（化処理の有効
性が爪跡的ｉこ高まり、無駄のない商い粘度の切断１＝
　ｊＦ−ｆを死生さセることができる。

また、上記実施例では局所２値化回路をハードウェアと
し′Ｃ説明しｔこか、同礪能を処理できる計算穢により
ソフトウェア的１こ火打さ七Ｃもまい。

さら１こ、鋼板（４号の撮脩手収としＣ品＆フィルター
、自叫絞り機構等１こよる受光元瓦調節う４Ｄもケイ］
加するなとしＣもよい、 以上のようＩこ、この発明にぼれば、鋼板月５状１こ対
応しＣ蓮択された２′ｔ１イじを必要とするｓｊ４板す
間の温度分中の待機に基ついＣ処理領域を分幽し、そＩ
Ｌぞれの部分行のヒストグラム処ｊ現１こより閾値を求
め２イー化するようｌこしｆこので散乱光１こ影響され
ない形状検出製置が得られ実用上の効果は太さい。

【図面の簡単な説明】

江：１図は従来装置の構成をボテフロック図、紀２図は
その動作を説明するための鋼板の先端形状を示す図、第
８内はこの発明の基（こなる製置の構成を示−′Ｊ″ブ
ロック図、第４図ないし褐６図はそれぞれ第８図にホー
ｆ装置の動作を説明１−るたうりの図、第７図はこの発
明の一実施例の構成をボすフロック図、第８図（ａ）　
（ｂ）は第７図番こ示す実施例の動作を説明するための
図、第９図は第７凶１こボず実施例の装部詳細を示すブ
ロック図である。 図（こおい°ｒ、＋ＩＪは鋼板、（２）はレンズ、（３
）は光電素子群、（４）は増幅器、四は息子化回路、ａ
ｂ　ｔ、ｔメモリ、四は２値化回路、（２）は足置回路
、（【４Ｉは信号有効判別回路、α９はメモリ格納選択
回路である。 なお、図中、同−符号はそれぞれ同一、又は相当部分を
示す。 代理人　ん　野　偽　− 第４図 第５図 第６図 第８図 （α） Ｃｂ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数個の光電素子群上に銅板像を結像し、上記銅
   板の温度に、対応した走査電気信号を発生づ−る積出手
   段と、この検出手段の走査間隔を上記鋼板の痕行距醸に
   応じ°Ｃ制御する走査手段と、この検出手段で得られた
   検出信号を多値化する影子化手段と、この組子化手段で
   得られた多値化信号の発効性を一足査の任意の位Ｌ１こ
   おい°Ｃ判別する信号勺効性判別手段と、その判別結果
   にもとづい°Ｃメモリへ配回せしめる多１１Ｉｉ化信号
   の走行方間の範囲を選択する選択手段と、仁の選択され
   ｔコ多値化侶号を記憶するメモリ手段と、このメモリ手
   段に８Ｌ憶された息子化信号を上記銅板の温度分布に対
   応した複数個の領域に分割し各々の領域毎に閾値レベル
   を定めＣＪ：記分割された息子化信号をそれぞれ２値化
   する手段と、この２値化信号から上記銅板の各走食部の
   板幅を求める幅測定手段と、この幅信号と事前に設定さ
   れる規足輻値を比較し、この結果を出力する比較手段と
   を佑えた形状構出装置。
2. （２）息子化信号を鋼板の中央部の温度の扁い部分を幅
   方向（こ区切った領域トと、幅方向に所定比率で８分し
   ｔこうちの中央部の領域ヲと、上記８分した両側のうち
   銅板の先端の所定部を含むこの領域しと、その余二つの
   領域ソとツとｌこ分割するようにしたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の形状切出装置。