JPS59176609A - 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、例えは鉄鍋の熱間圧延工程における圧延時
１こ生じる銅材の先端、後端の変形を検出する形状検出
装置に関する。

鉄鋼の熱間圧延時に生じる鋼板先端の変形は、次段以降
の圧延ロールに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っていた。

これを防止するために、従来は作業者が日で観測し適当
な処で切断機を操作し°Ｃ切断していた。

そのため、鋼材の先端の変形を自動的に構出して、変形
部分の必要最小限の切貼を行なって当該材料を次段のロ
ールへ送り込み、不均等荷重の影響を取り除き、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
置が提案されている。

第１図に従来の装置のブロック図を示す。熱間圧延工程
を流れる赤熱鋼板（１ンの板幅をレンズ（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）を便
って測定ライン（８ａ）上の鋼板の有無を測定する。

光電素子（３）は、鋼板の温度に比例した出力を発生し
、この出力は増幅器（４ンで増幅され、アナログ・ディ
ジタル変換回路（Ａ／Ｄ）　（５）で各光電素子（３）
の出力信号をディジタル量に変換する。即ち、鋼板（１
）の像が結像された光電素子（３）の部分の信号は論理
値甲１こ、鋼板（１）の傭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幅測定回路（６）で
論理値゛１′出力の数を計数すると鋼板（１）の−１こ
相当する測定値が得られる。

鋼板（１ンの幅測定値を、入力端子（７）から与えられ
る幅基準値Ｗと比較回路（８）で比較し、銅板（１）の
板幅が、Ｗよ０小さい一定の許容値内に入った時に比較
回路（８）から切断機制御装置（９）に切断信号が与え
られ、鋼板（１）の先端が切断される。

即ち、第２図に示す如く、鋼板（１）の中央部の板幅を
Ｗとすると鋼板（１）先端部の点線で示したｋＷ（ｋ＜
１　）の板幅の位置を検出し°Ｃ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“Ｃいるので、鋼板
上に発生するスケールや水のりにより鋼板像　　　゛が
不均一な明るさとなったり、背景や空気中の微粒子によ
る散乱光のため鋼板像以外でも明るくなるような場合、
鋼板像のディジタル化に誤差を生じる入点があった。

このような従来のものの欠点を除去するために、アナロ
グ鋼板像信号を多値で量子化し°Ｃメモリへ記憶せしめ
、任意方向の積分、温度濃度ヒストグラム７処理から閾
値を求め°Ｃ２値化することによりスケール、水のり信
号を除去し、散乱光信号と鋼板像信号を分離して誤動作
のない形状検出装置として、第８図１こ示すものが考え
られる。同図において赤熱銅板（１）から切断機制御装
置（９）までは第１因の形状使用装置のところで述べた
ものに相当する。ＯＬ）　ｌ！アナログで得られた鋼板
像信号を多値で量子化するｉ子化回距、αυは量子化さ
れた鋼板像（６号を６シ匣するメモリ、―はメモリａυ
Ｉこ記憶されたＷ＝ｌ板偉（３号を跳み出し、鋼板の２
次元方向をこ対し°ｉＥ［の方向に積分し、再びメモリ
へ格納する積分ｂ６、ａ″４は積分された鋼板像信号か
ら温度濃度ヒストクラムを作成し、そのヒストグラムの
形状から２値化レベルを決めＣｍＡ板体のみを抽出する
２１１・化回路、（４４１は鋼板（１）が検出領域で一
定距離進行する毎に発生する祁動（ｂ号Ｐを受け″Ｃ光
電素子群（３）を足資し出刃を送出させる走亘回路であ
る。

このようＩこ構成された装置は、ＮＮ個の光電素子から
成る光魁素子斜（３）の出力（以後ビデオ信号と称する
）は走ｉ回路α青により、銅板の横（板幅）方向に刻す
る視向を鋼板か一定距離矢印方回に進む毎に１回ずつル
ミされて読み出される。

このビデオ１１＠は増幅器（４）を介し、量子化回路Ｑ
Ｕによりｌ＝に’の量子化レベルを持つディジタル信号
に変換され、Ｊ：記、矩査順に応じ゛Ｃメモリａ復内に
記憶される。この動作は、ヤ前に設定される検出視野と
走査間隔から割り出される定食回ｉＢＭ回だけ行なわｎ
ｓ　この結果ｋ例えはメモリ（ロ）には第４図（ａ）に
示すようなビデオ画ピが得られる。しかし、従来製鉄の
欠点の所で述べたような外乱成分であるスケールまたは
水のり（イ）や、散乱（ロ）のため生じるイ１＠が混在
していＣ例えは走査線部（ハ）におけるビデオ（＠号は
第４図（ｂ）のようになり、固定の閾値に）、（ホ）等
で２イレ、化したのでは誤麦が太きくなる。。

また、一般的な２値化の手法とし°Ｃ用いられＣいる濃
度ヒストグラムにより閾値を決定する方法を適用しＣも
、スケールや水のりかない賜金には第６図（ａ）のごと
く散乱」こよる信号の分布と銅板線信号の分布が明確に
分離でき、破線で示すような閾値が決定できるが、スケ
ールや水のりがある場合には、鋼板（υの表面温度が低
下し、第５図（ｂ）のごとく鋼板部信号の分布が低温側
にのびて、散乱１こよる信号の分布と重なるので両者間
の分離ができなくなる。

そこでこの装置では、積分回路（ロ）によりビデオ画像
を積分すること１こよりスケール、水のり信号を除去し
°Ｃいる。これｔｉｔ　、スケールや水のりのｔこめに
ビデオ（６号のレベルが低下するのを補完し°Ｃいる。

第６図（ａ）は積分回路（ロ）の動作を説明するｔこめ
のアナログ回路図、同一（ｂ）はビデオ画像を示す図、
同図（ｃ）　、（ｄ）　、（ｅ）はそれぞれ信号波形図
で、原信号（へ）と荀分信号仕）の左を求め、積分（６
号（ト）が大きい場名、即ち原信号（へ）のディップか
深い場合のみ原信号（へ）を左信七で補完しＦこイｂ＠
（ホ）を出力するよう１こ構成したものである。

しかし、このような補完を施すと、積分信号か原信号よ
り遅延することによる歪が生じる。

負、７図１ｊこれを説明するためのビデオ信号波形図１
でメモリ（ロ）に記憶さＩＬ’ｒいるビデオ画像を矢印
り方向にＪｌｌｊ４次説み出しｆこ場合、出力信号（ホ
）の波形は破線で示したようになる。これは鋼板の先端
（又は仮端）の凹みの部分で積分信号（ト）の方が原信
号（へ）よりも大きくなるため補完されることによるも
のである。

そこでこのような誤差を解消するために、積分器（ロ）
では第８図に示すごとくビデオ画像を幅方向に中央で分
割し、左側および右側でそれぞれ積分方向を矢印銘）と
Ｑりのようにその向をかえ°Ｃいる。

具体的にはメモリ（ロ）に記憶されＣいるビデオ画像を
矢印に）、　（７９の方向壷こｊ１１部読み出すと同時
に積分回路＠を通過せしめ再びメモリ０ηに順次記憶す
ることに誹り、補完されたビデオ画像を得ている。

積分方向（２）と００は対象鋼板（υの形状により決め
られ、回路構成１は４５度の角度が１利であるか、他の
角度でもよい。２値化回ｔ１？！（２）は上述したスケ
ール、水のり信号の除去された出力信号（ト）から前述
した濃度ヒストグラムを求める。このヒストグラムは第
５図（ａ）に示すような形状になり、同図の破線で示す
ように鏑板都、散乱部それぞれの分布による２つの山の
間の谷の部分に閾値を形めることができる。２値化後は
第１図の従来装置の説明の所で述べたと同様にし゛Ｃ切
断信号が送出される。

以上は量子化回路σＱにより多（ｉの息子化レベルをも
つディジタル信号に変換されたビデオ信号がメモリθＶ
に格納された後における２　（ｆｌ化処理に関する説明
であるが、第１図−板（１）の形状によっＣは、メモリ
ＣＩＩＪＩこ記憶セ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。

艶４図昏こおいてｉユ、トＪ板の進行方向の屯部（ト）
）をメモリの先頭にしＣ１，やｂ＆進行方方間定距南Ｉ
Ｅ力のビデオ画像が記憶されているが、第１０図１こ示
−」−ごとく、鋼板の谷部ψ）が、ｌＩ：謡に深く、こ
の６部を中心とした切断信号を必要とする場合では、氷
板の先％ｕ都（ト））をメモリの先頭からｄ１憶す才し
は、メモリ容態は谷部以上を必敷とし膨大となる。又、
それを戯りるＴこめもこ進行方向の走頁ピッチを和（す
ることか先えられるが、この場合では以後の２値化処理
における銅板縁抽出の粕反が悪くなる。

この様な谷形状は、近年の熱間圧延技術の向上にまり仕
上圧延機の前段における巾圧下里が大きくなる船間にあ
り、この様な形状か生じン＜、がっ、これに対しＣも正
しく切〜１位臥を狭山する機す目か求められＣいる。

この扼肪はこのまうな間聰点に鍾みＣなされたもので、
アナログ鋼板像信号を多値で量子化した信号の有効性を
一走査の任意位ｔ１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メモリへ記憶せしめ、任意方向の秘方
、温度濃度ヒストグラム処理から閾値を求め゛Ｃ２値化
することにより、精度のよい形状検出装置を提供するこ
とを目的とし〔いる。

第９図はこの発明の一実施例を示しＣおり、信号有効判
別囲路ｃＩ四及び、メモリ格納範囲ゐ択回路σりを第８
図のものに付加しｔこもので、その他の構成は第８図と
１−一である。

第１０囚（ａ）は鋼板端部ω）から順次メモリ（ロ）に
ビデオ信号が振子化され°Ｃ記憶されＣいった状態を表
わしＣいる。第９図のように構成されたものにおい′Ｃ
１まず、信号有効判別回Ｔｒ６ａａにょっ゛ｃ１−走査
内艮１つでも、あらかじめ設定された基準レベルを上ま
わるビデオ信号（皇子化されたもの以下同様）が存在す
れはそのラインか鋼板先端部（ト））と判１ｉＬ、次の
走査信号はＥ＋１のメモリアドレスに格納するまうにメ
モリアドレスを順次す丁め°Ｃいく。一方、−走査の中
央部Ｎの位りに対しＣ５も効判別する機能か並列的に動
作しＣいるとすれは、やか°Ｃ１中央部Ｎの範囲に剛板
信号があられれＣくるため、この時点で中央部有効判別
ｍ能か１作しＣその時点である走卦ラインＧ行目が検知
される。

この捩知侶号にまり、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第１０図（ｂ）に示
すまうＩこメモリ上の先頭アドレスから再ひ記憶され、
谷部（Ｆ）はメモリ（ロ）の処坤可叱’ｌ　ｈ　ｌこ格
能さＨする。これより一定距離分の銀板のビデオ信号か
メモリにｊ唄次記悟されＣいく。一定距離分メモリに犯
ｔ＝された伎の処堆はすでＩこのべ１こ臘りでめる１゜ 次１こ第４図に示すよう醤こ、中央部有効点Ｇが先Ｎｊ
　ｍ　（Ｅｉ、）から余り進行しない時点で検出される
ような鋼板形状の場合は、メモリのアドレスをリセット
せずに、そのまま（ト））点から一定距離分のビデ第１
臼号／ｅ已已を砥すれはよい。このよう蚤こ、メモリの
アドレスをリセットすべきか、そのまま継続し°Ｃ記憶
しておくべきかを判断する機能を付加すれは、銅板の谷
が浅い場合も、深い場合も烟止なる範囲をメモリに格納
することができる。

このような判定機能の一実施例とし′Ｃ第１１図を提供
することができる。図において、（ハ）は落子化された
ビデ揉信号を比較基準値設楚器に）Ｉこよって設定され
たレベルと比較し信号の有効性を判定ツーるデータ比較
器、（７）は判定納采をラッチする回路、に）はビデオ
信号をメモリへ記憶させるアドレスを決めるｌこめのア
ドレスカウンタの下位８ビット分で、σθは同じく上位
８ビット分を示す。■はアドレスの現在値を判断するデ
コーダで、下位８ビット分を対象とし、四は同じく上位
８ビット分を対象とするデコーダである。曽は一走査に
おける中央ＢＮのアドレスのみを認識するデコーダであ
り、今、−走査を２５６分割してメモリへ記憶せしめる
製電として説明をすれば、−走査のアドレスは下位８ビ
ツトに相当する。したがつ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１
こ接続丁イ１ばよい。欠番こ、走査のライン数Ｉこつい
Ｃは、上位アドレス８ビット分が転新されＣいくことに
よつＣ１メモリへ犯トされる行が友化しＣいくため、ア
ドレスの上位８ビツト１こデユーダ（７）を接続し°Ｃ
おけはよい、箭はＪ：化アドレスをリセットづ′る信＠
を）℃生ずる１こめのりセットパルス発生器である。、
■はビデオら号を走査ツーるノル：卓りロック発生器で
あり、こオ■と１ｉＪｊ期し°Ｃメ七りのアドレス都コ
Ｙ［が美行さＸ【る。！Ｉ＋　、　ｍ　ＩＪＩｌｒＩＩ
ＩＩ理槓、（７）はｄ浦坂和の機能を表イ゛ン丁。←（
Ｊデータバス、（９）はアドレスバスを衣オ）Ｌ、（４
１，ＣＬＱ、　（１３は既腕切番号と同一である。

今第１０図の鋼板形状會こつい゛Ｃ１第１１１２４のい
口すを説明すると、則負回路α、′−１こよつＣ走立さ
れたビデオ信号は、組子化回路ＱＣＩｌこよつＣ多重曲
のテ・ｆジタル＋ｆｉ、　Ｑとし′Ｃ角、子化されるか
、この時の拒子化データは、比較ｇ、ｙ　（＋７にまつ
゛Ｃ有効性の判別をされる１゜もし、−走査中１こ１つ
でも穐効信号があれは、ラッチ■で判別結果か保持され
、テコーダ脅１こより−を賢か終了しｔこことを判断し
°乙その鍋地位を条件とじ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１０図（ａ）
の（Ｅ＞を検出しＴこ時点から順次進行してい（。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、上位アドレスは前回より１つ進んだアドレス
としＣメモリの２行目に記憶されＣいく。やか°Ｃ１−
走食の中央部アドレス範囲Ｎの部分に有効信号かう６生
じ、かつ、１位アドレスがかなり進んで、ある設定性Ｐ
を超え°Ｃいｔこ場合についてをＳｍ　ｋ槓（至）（こ
よつ°Ｃ条佇判白し、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１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
頭アドレスから記憶される。そし°ｒ、Ｇ−１−１の位
置からメモリのｇＭに°Ｃ現定される行数分鋼板のビデ
オ（Ｂ−号がメモリ１こ記憶される。その状態を第１０
図（１））に力＼丁。

もし、中央アドレスＮについ°Ｃの有効信号がＰ行目よ
りも界面をこ発生すれば、鋼板の谷部（Ｆ）は、メモリ
上で２髄化処理可能な領域に格納さ４すると判ｎｊｒ　
Ｌ、その場合はム理積（２）の条件が成立しないように
回路を構成することで、上位アドレスヵウンタリθのリ
セットパルスば発生させなくすることかでさる。

以上のまう（こ、鋼板の進行方間のＰｒ：憑の範囲を切
り１条件１こ応じＣ１メモリに記憶せしめる回路を具備
すること１こより、そ口以降の２値化処理の有効性が飛
躍的に両まり、黙駄のない高い精度の切断信号を発生さ
せることかできる１ なお、、Ｅ：＾己実施例では、積分回路、２値化回路等
ハードウェアとし°Ｃ説明したか、同機能を処理できる
ｄ１昇礪によりソフトウェアｔｌ’Ｊｉこ実行させＣも
よい、よｔコ、肩板他Ｕの振像手段としＣ各掩フィルタ
ー２自し絞ｔ）ｈ１４等にまる受光光旭調節機能を付加
するなどし°Ｃもよい。

以上のように、この発明によれば鋼板形状に対応し゛Ｃ
１選択さＩした２　ｆｉｉａ化を必要とする鋼板区間の
範囲と方向性を考え゛Ｃ１ビデオ画像を伝分処有し、そ
の弦、濱度ヒストグラム１こより閾値を決定するまうに
したので、熱間圧延ラインで１λ不ＩＪ、ｌ途であるス
ケール、水のり、散乱等の外乱に影響されない形状検出
装置が待られ実用上の効果は太き（）。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の構成を示すブロック図、第２図はそ
の動作を説明するｔこめの跳板の先端形状をか・す図、
第３図はこの発明の基になる装置の構成を示すブロック
図、第４因ないし第８図は（′ｔＬそれ第８図に示す装
置の動作を説明するｔこめの図、毘９図はこの究明の一
実施例の構成を示すブロック図、第１０図（ａ）　（ｂ
）は第９図に示づ一実施例の動作を説明するｔコのの図
、第１１図は扼９図に示す実施例の要部詳細を示すブロ
ック図である。 １においＣ１（１）は銅板、（２）はレンズ、（３）は
光電素子群、（４）は増幅器、ＯＯは里子化回路、Ｏυ
はメモリ、（２）は積分回路、α葎は２値化回路、ｏ４
１は走査回路、α〜は信号有効判別回路、σＱはメモリ
格納範囲選択回路である。 なお、図中、同一符号はそれぞれ同一、又は相当部分を
示す。 第４図 第５図 ３に戻環）ＬＣｔチオ棉号しヘル） シ呈度濃＆　（ｈ＝ニブ方４番号レベル）第６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数個の充電素子群上に鋼板像を結縁し、上記鋼
   板の温度に対応した走査電気信号を発生する検出手段と
   、上記検出手段の走査間隔を上記鋼板の進行距離に応じ
   て制御する定食手段と、この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、この量子化手段で得られ
   た多値化信号の有効性を一走査の任意の位置Ｉこおいて
   判別する信号有効判別手段と、その判別結果にもとづい
   てメモリへ記憶せしめる多値化（ｈ甥の走行方向の範囲
   を選択する選択手段と、この選択されｔこ多値化信号を
   記憶するメモリ手段と、このメモリ手段に記憶された里
   子化信号を任意の方向に積分する根分手段と、この積分
   手段で得られた積分信号の濃度ヒストグラムから閾値を
   決定し゛Ｃ２値化する２値化手段と、この２値化手段で
   得られた２値化信号から１記鋼板の各走査部の板幅を求
   める幅測定手段と、上記幅信号と事前に設定される蒸室
   幅値とを比較し、この結果を出力する比較手段とを備え
   た形状検出装置。
2. （２）積分手段とし°Ｃ１対象鋼板信号を幅方向に２分
   割し１．Ｉ：記銅板に対して周辺部から中央部に向って
   斜め方向１こ積分することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の形状検出装置。