BR112019017815A2

BR112019017815A2 - Método e dispositivo para medir quantidade de sinuosidade de corpo tipo correia, e método e aparelho para detectar anormalidade de sinuosidade de corpo tipo correia

Info

Publication number: BR112019017815A2
Application number: BR112019017815-5A
Authority: BR
Inventors: Sakai Jun; Nakashima Toru
Original assignee: Jfe Steel Corporation
Priority date: 2017-03-14
Filing date: 2018-03-09
Publication date: 2020-03-31
Also published as: EP3581880B1; WO2018168700A1; US20200082550A1; JP6677344B2; RU2720450C1; JPWO2018168700A1; TWI683988B; CN110382999A; EP3581880A1; BR112019017815B1; WO2018168700A9; TW201837423A; CN110382999B; EP3581880A4; KR20190116403A; KR102281150B1; US11055858B2

Abstract

um método para medir quantidade de sinuosidade de um corpo tipo correia, que tem capacidade de reduzir ocorrência de falha de operação de detecção errônea suprimindo-se fixação de sujeira a meio de captura de imagem ou dispositivo de iluminação, e de suprimir aumento de custo reduzindo-se carga térmica no meio de captura de imagem ou no meio de iluminação. ele mede quantidade de sinuosidade quando corpo tipo correia é transportado, que inclui: dispor, em um lado do corpo tipo correia, meio de captura de imagem em estado que eixo geométrico óptico do mesmo é inclinado ao plano de linha de passagem do corpo tipo correia; dispor, no outro lado do corpo tipo correia, dispositivo de iluminação que irradia corpo tipo correia com luz da parte traseira do corpo tipo correia, quando visto do meio de captura de imagem; capturar, direção de lado diagonal do corpo tipo correia por meio do meio de captura de imagem, imagem do corpo tipo correia que inclua bordas do corpo tipo correia; e detectar bordas do corpo tipo correia com uso da imagem capturada por meio de captura de imagem e calcular, com informações de posição de borda detectada no corpo tipo correia, quantidade de sinuosidade da posição de referência do corpo tipo correia.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para “MÉTODO E DISPOSITIVO PARA MEDIR QUANTIDADE DE SINUOSIDADE DE CORPO TIPO CORREIA, E MÉTODO E APARELHO PARA DETECTAR ANORMALIDADE DE SINUOSIDADE DE CORPO TIPO CORREIA”.

CAMPO DA TÉCNICA [0001] Esta invenção refere-se a um método e aparelho para medir uma quantidade de sinuosidade de uma tira durante transporte da mesma e também a um método e aparelho para detectar sinuosidade anormal da tira com base nos resultados medidos.

ANTECEDENTES [0002] Na produção de uma chapa de aço como uma tira, a chapa de aço pode ser transportada por uma longa distância. Por exemplo, um forno para recozer a chapa de aço é disposto em um equipamento de recozimento contínuo para recozer a chapa de aço submetida à laminação ou similares, e uma zona de aquecimento, uma zona de imersão, uma zona de resfriamento e assim por diante são sequencialmente dispostas no forno a partir de um lado a montante na direção de transporte da chapa de aço. No caso de condução de recozimento em um forno vertical, enquanto dobra a chapa de aço para cima e para baixo, uma posição central da chapa de aço pode ser ajustada por roletes defletores, roletes de condução e similares durante o transporte. Por outro lado, no caso de condução de recozimento em um forno horizontal conforme mostrado na Figura 1, enquanto transporta a chapa de aço diretamente sem dobrar, a chapa de aço é suscetível a ser sinuosa devido a não existência de roletes defletores ou roletes de condução. À medida que a sinuosidade se torna excessiva, há o temor de que a chapa de aço sinuosa entre em contato com o equipamento tal como montagem, polos e assim por diante nos arredores da linha e ocasione sérios pro

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2/21 blemas tais como quebra da chapa e similares, de modo que seja importante detectar sinuosidade anormal da chapa de aço para evitar tais problemas.

[0003] Como um método para detectar sinuosidade da chapa de aço durante transporte até então, era conhecido um método em que a chapa de aço é fotografada com um meio de imageamento tal como câmera CCD ou similares e uma posição de borda da chapa de aço é automaticamente detectada processando-se a imagem fotografada para obter quantidade de deslocamento da posição de borda a partir da posição padrão como uma quantidade de sinuosidade.

[0004] Como tal técnica, a Literatura de Patente 1 propõe um método em que câmeras de CCD são dispostas acima de ambas as bordas da chapa de aço e fontes de luz são dispostas atrás da chapa de aço em correspondência às câmeras de CCD e luz é irradiada da fonte de luz em direção à câmera CCD para detectar a borda da chapa de aço.

LISTA DE CITAÇÃO

LITERATURA DE PATENTE [0005] Literatura de Patente 1: JP-A-H04-225107

SUMÁRIO DA INVENÇÃO PROBLEMA TÉCNICO [0006] No método da Literatura de Patente 1, no entanto, a câmera CCD é disposta logo acima da chapa de aço e a fonte de luz é disposta logo abaixo da chapa de aço, de modo que sujeiras, tais como pó de metal e similares que se dispersam em associação ao transporte da chapa de aço, sejam aptas a serem aderidas à lente da câmera CCD e a fonte de luz para causar falha de operação, falsa detecção ou similares. De modo a evitar esse problema, considera-se que a câmera CCD e assim por diante são dispostos em um truque com capacidade de extrair em direção ao exterior da linha, no qual as sujeiras aderidas à câmera CCD ou similares podem ser periodicamente removidas mesmo

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3/21 na operação. No entanto, tal contramedida tem uma desvantagem com o truque, situado nos trilhos que guiam o truque, fixação do piso existente para dispor o truque, aprimoramento de vigas, e se for necessário, mudança da linha de passagem existente são necessários para ocasionar o custo de investimento excessivo. Adicionalmente, como sendo dispostos em lugares facilmente submetidos a uma influência de calor da chapa de aço, a câmera CCD e a fonte de luz podem ser danificadas precocemente devido ao calor da chapa de aço. Portanto, é necessário dispor separadamente um equipamento de resfriamento de água para proteger a câmera CCD ou similares por resfriamento.

[0007] O objetivo da invenção é solucionar os problemas da técnica convencional acima e fornecer um método e aparelho para medir uma quantidade de sinuosidade de uma tira e um método e aparelho para detectar sinuosidade anormal da tira, que têm capacidade de reduzir problemas tais como falha de operação e falsa detecção suprimindo-se a adesão de sujeiras ao meio de imageamento e iluminações e pode diminuir a carga de calor ao meio de imageamento e às iluminações para suprimir o aumento de custos.

SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA [0008] O método para medir uma quantidade de sinuosidade de acordo com a invenção para solucionar a tarefa acima é um método para medir uma quantidade de sinuosidade de uma tira durante transporte da mesma, em que um meio de imageamento é disposto em um lado da tira em um estado de inclinação de um eixo geométrico óptico do mesmo a um plano de linha de passagem da tira e uma iluminação é disposta no outro lado da tira de modo a irradiar luz à tira da parte traseira da tira vista do meio de imageamento, e a tira é fotografada pelo meio de imageamento de um lado oblíquo de modo a incluir ambas as bordas da tira e a borda da tira é detectada com uma imagem fotografada pelo meio de imageamento e uma quantidade de sinuosidade da

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4/21 tira a partir de uma posição-padrão é calculada com base nas informações de posição de borda detectadas da tira.

[0009] No método para medir uma quantidade de sinuosidade de acordo com a invenção, é preferencial que a iluminação e o meio de imageamento sejam dispostos nas mesmas posições na direção de transporte da tira e um eixo geométrico óptico da iluminação seja deslocado a um eixo geométrico óptico do meio de imageamento em direção a um lado a montante ou um lado a jusante na direção de transporte da tira.

[0010] No método para medir uma quantidade de sinuosidade de acordo com a invenção, é preferencial que a quantidade de sinuosidade da tira seja medida regressivamente a partir das informações de posição de borda detectadas da tira.

[0011] O aparelho para medir uma quantidade de sinuosidade de acordo com a invenção para solucionar a tarefa acima é um aparelho para medir uma quantidade de sinuosidade de uma tira durante transporte da mesma, que compreende um meio de imageamento disposto em um lado da tira e que tem um eixo geométrico óptico inclinado a um plano de linha de passagem da tira para fotografar a tira a partir de um lado oblíquo de modo a incluir ambas as bordas da tira, uma iluminação que irradia uma luz à tira da parte traseira da tira vista do meio de imageamento, e um dispositivo de processamento de imagem para processar uma imagem fotografada pelo meio de imageamento para detectar a borda da tira e calcular uma quantidade de sinuosidade da tira a partir de uma posição padrão com base nas informações de posição de borda detectadas da tira.

[0012] No aparelho para medir uma quantidade de sinuosidade de acordo com a invenção, é preferencial que a iluminação e o meio de

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5/21 imageamento sejam dispostos nas mesmas posições na direção de transporte da tira e um eixo geométrico óptico da iluminação seja deslocado a um eixo geométrico óptico do meio de imageamento em direção a um lado a montante ou um lado a jusante na direção de transporte da tira.

[0013] No aparelho para medir uma quantidade de sinuosidade de acordo com a invenção, é preferencial que o dispositivo de processamento de imagem seja configurado de modo a obter regressivamente a quantidade de sinuosidade da tira a partir das informações de posição de borda detectadas da tira.

[0014] O método para detectar sinuosidade anormal de acordo com a invenção para solucionar a tarefa acima se baseia no fato de que a sinuosidade anormal é julgada quando uma quantidade de sinuosidade medida no método supracitado para medir uma quantidade de sinuosidade excede um valor de julgamento anormal predeterminado.

[0015] O aparelho para detectar sinuosidade anormal de acordo com a invenção para solucionar a tarefa acima compreende qualquer um dos aparelhos supracitados para medir uma quantidade de sinuosidade e é configurado de modo que o dispositivo de processamento de imagem julgue sinuosidade anormal quando a quantidade de sinuosidade medida excede um valor de julgamento anormal predeterminado. EFEITO VANTAJOSO DA INVENÇÃO [0016] No método e aparelho para medir uma quantidade de sinuosidade de acordo com a invenção, a iluminação irradia uma luz de modo a transmitir a luz da borda da tira, e o meio de imageamento fotografa a tira incluindo a borda, e o dispositivo de processamento de imagem detecta a borda da imagem fotografada e mede a quantidade de sinuosidade da tira com base nas informações de posição de borda detectadas. No método e aparelho para detectar sinuosidade anormal de acordo com a invenção, a sinuosidade anormal é julgada comparando-se a

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6/21 quantidade de sinuosidade medida com o valor de julgamento anormal predeterminado.

[0017] No método e aparelho para medir uma quantidade de sinuosidade assim como o método e aparelho para detectar sinuosidade anormal de acordo com a invenção, o meio de imageamento é disposto em um lado da tira, e a iluminação é disposto no outro lado da tira, ou o meio de imageamento e a iluminação não são localizados logo acima e abaixo da tira, de modo que possa haver falha de operação reduzida devido à adesão de sujeiras e outros que se dispersam em associação ao transporte da chapa de aço à lente do meio de imageamento e a iluminação. Consequentemente, o truque e trilho para extrair o meio de imageamento e a iluminação em direção ao exterior e a reconstrução do equipamento existente associado com o mesmo podem se tornar desnecessários, e o custo necessário para a introdução de dispositivos pode ser reduzido. Além disso, mesmo quando a temperatura da tira é alta, o lado da tira disposto com o meio de imageamento e a iluminação tem uma baixa temperatura conforme comparado às posições logo acima e abaixo da tira, de modo que dispositivo de resfriamento de água para o meio de imageamento e a iluminação possam se tornar desnecessários. Ademais, o meio de imageamento e a iluminação são dispostos fora da linha, de modo que haja um mérito de que reparo e ajuste do meio de imageamento e a iluminação possam ser realizados durante a operação sem aguardar pela parada da operação e a manutenção da mesma pode ser realizada facilmente.

[0018] De acordo com a invenção, portanto, é possível solucionar os problemas da técnica convencional e fornecer o método e aparelho para medir uma quantidade de sinuosidade de uma tira e o método e aparelho para detectar sinuosidade anormal de uma tira que têm capacidade de suprimir a adesão de sujeiras ao meio de imageamento e à iluminação para reduzir problemas tais como falha de operação e falsa

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7/21 detecção e reduzir a carga de calor ao meio de imageamento e a iluminação para suprimir o aumento de custos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0019] A Figura 1 é uma vista esquemática que ilustra um corpo de forno horizontal em um equipamento de recozimento contínuo que adota um aparelho para medir uma quantidade de sinuosidade e um aparelho para detectar sinuosidade anormal de acordo com uma modalidade da invenção.

[0020] A Figura 2 é uma vista esquemática que ilustra uma construção do aparelho para detectar sinuosidade anormal de acordo com uma modalidade da invenção dotada do aparelho para medir a quantidade de sinuosidade de acordo com uma modalidade da invenção.

[0021] A Figura 3 mostra uma linha de transporte disposta com o aparelho para detectar sinuosidade anormal das Figuras 2, em que (a) é uma vista que mostra uma face oposta à direção de transporte e (b) é uma vista plana.

[0022] A Figura 4 é um fluxograma que mostra cada procedimento e processamento em um método para detectar sinuosidade anormal de acordo com a modalidade da invenção.

[0023] A Figura 5 é uma vista que mostra uma relação de correspondência entre uma posição de borda de uma tira real e o número de pixels da posição de borda da tira em um sensor de imagem em um meio de imageamento.

[0024] A Figura 6 é um exemplo de tela que exibe uma imagem fotografada por um meio de imageamento e uma linha de detecção que atravessa uma posição de borda automaticamente detectada em um monitor no aparelho para detectar sinuosidade anormal de acordo com a modalidade da invenção.

[0025] A Figura 7 é uma vista esquemática que ilustra um método

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8/21 de construir fórmula de regressão com base em resultados experimentais, que é usada quando uma quantidade de sinuosidade é medida regressivamente a partir do número de pixels (posição de pixel) de uma posição de borda de uma tira detectada por um meio de imageamento em um método e aparelho para medir uma quantidade de sinuosidade e um método e aparelho para detectar sinuosidade anormal de acordo com outra modalidade da invenção.

[0026] A Figura 8 é um gráfico que mostra um exemplo de resultados experimentais que obtém a fórmula de regressão.

[0027] A Figura 9 é um gráfico de tendência que mostra uma mudança cronológica de uma quantidade de sinuosidade detectada por um aparelho para detectar sinuosidade anormal de acordo com uma modalidade da invenção.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES [0028] Uma modalidade da invenção será descrita em detalhes em referência aos desenhos abaixo. A Figura 1 é uma vista esquemática que ilustra um corpo de forno horizontal em um equipamento de recozimento contínuo que adota um aparelho para medir uma quantidade de sinuosidade e um aparelho para detectar sinuosidade anormal de acordo com uma modalidade da invenção.

[0029] No equipamento de recozimento contínuo, um corpo de forno 1 conforme mostrado na Figura 1 é fornecido entre um dispositivo de lado de entrada, que não é mostrado, que tem uma bobina de desenrolamento e similares e um dispositivo de lado de saída, que é também não mostrado, que tem uma bobina de enrolamento e similares. O corpo de forno ilustrado é um tipo horizontal para conduzir recozimento enquanto transporta uma chapa de aço diretamente, na qual a sinuosidade é facilmente causada devido a não existência de roletes defletores e roletes de condução. Nessa modalidade, portanto, um aparelho 10 para detectar sinuosidade anormal é disposto na frente do corpo de forno 1

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9/21 de modo a medir uma quantidade de sinuosidade da chapa de aço e detectar sinuosidade anormal antes de a chapa de aço ser transportada no corpo de forno 1.

[0030] O aparelho 10 para detectar sinuosidade anormal de acordo com essa modalidade tem uma função como um aparelho 12 para medir uma quantidade de sinuosidade. O aparelho 10 mede uma quantidade de sinuosidade da chapa de aço como um exemplo de uma tira que desloca um rolete de transporte e detecta sinuosidade anormal com base na quantidade de sinuosidade medida. Conforme um exemplo construcional do mesmo, é mostrado na Figura 2, o aparelho 10 é compreendido principalmente por uma câmera digital 14 tal como câmera com CCD, câmera com CMOS ou similares com capacidade de fotografar continuamente a chapa de aço como um meio de imageamento, uma iluminação 16, um dispositivo de processamento de imagem 18, uma fonte de alimentação 20 e um monitor 22.

[0031] A câmera 14 é disposta em um lado da chapa de aço (por exemplo, lado de acionamento) em um estado de inclinação de seu eixo geométrico óptico 14c a um plano de linha de passagem PL da chapa de aço. Conforme um exemplo de disposição é concretamente mostrado na Figura 3, a câmera 14 pode ser fixada para uma posição vertical de uma montagem localizada entre roletes de transporte adjacentes 24 na direção de transporte através de um grampo ou similares. Aqui, o plano de linha de passagem PL significa o plano de tangente superior dentre planos de tangente comuns aos roletes de transporte adjacentes 24 na direção de transporte, ou o plano de tangente em que a face inferior da tira transportada (chapa de aço) atravessa.

[0032] O ângulo de inclinação Θ do eixo geométrico óptico 14c da câmera 14 ao plano de linha de passagem PL é preferencialmente não menor do que 10 graus, mas não mais do que 60 graus. Quando o ângulo de inclinação Θ é menor do que 10 graus, um intervalo entre ambas

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10/21 as bordas da chapa de aço se torna muito estreito em uma área de fotografia da câmera 14, e a borda da chapa de aço pode não ser detectada precisamente no processamento da imagem. Por outro lado, quando o ângulo de inclinação Θ excede 60 graus, a posição de disposição da câmera 14 torna-se maior, e uma distância à chapa de aço é aumentada associada com a mesma e, portanto, a precisão de detecção da borda pode diminuir. Além disso, pode ser necessário reconstruir a montagem ou similares para dispor a câmera 14 em uma alta posição, causando o aumento do custo. A Figura 3 mostra um exemplo de que o eixo geométrico óptico 14c da câmera 14 é inclinado em cerca de 20 graus ao plano de linha de passagem PL.

[0033] A iluminação 16 é uma luz LED tipo barra, por exemplo, formado dispondo-se LEDs plurais em linha. Isso é disposto no outro lado da chapa de aço (um lado oposto ao lado que dispõe a câmera, ou um lado de operação nesse exemplo) e irradia uma luz à chapa de aço por atrás da chapa de aço vista da câmera 14. A iluminação 16 não é limitada à luz LED, e uma lâmpada fluorescente tipo barra ou similares podem ser usados. A iluminação 16 pode ser fixada a um polo ou similares localizados entre os roletes de transporte adjacentes 24 na direção de transporte através de um grampo ou similares e é preferencial para ser disposta em um estado de inclinação ao plano de linha de passagem PL de modo a se voltar para a câmera 14 conforme mostrado por uma vista frontal na Figura 3(a). A iluminação 16 é configurada de modo que uma parte da luz irradiada com uma região de irradiação maior do que a largura da chapa de aço atravesse o exterior da borda da chapa de aço. No entanto, quando o comprimento da iluminação 16 é muito grande, uma parte superior da iluminação 16 se projeta para cima a partir do plano de linha de passagem PL e uma detecção de borda precisa pode não ser realizada devido à reflexão da luz irradiada da porção projetada na face superior da chapa de aço. Portanto, é preferencial colocar uma

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11/21 cobertura 26 na porção projetada da iluminação 16 para encerrar a luz. [0034] Conforme mostrado por uma vista plana da linha de transporte na Figura 3(b), a iluminação 16 e a câmera 14 são dispostas nas mesmas posições na direção de transporte da chapa de aço. Desse modo, quando a chapa de aço é flutuada ou inclinada por algumas razões durante o transporte, conforme mostrado por uma linha de espessura virtual na Figura 3(a), a luz da iluminação 16 é refletida na face superior da chapa de aço, e a luz refletida é feita incidente na câmera 14 e se conecta à luz permeada na posição de borda da chapa de aço em linha, que pode não causar detecção ou falsa detecção da borda da chapa de aço. Nessa modalidade, portanto, o eixo geométrico óptico 16c da iluminação 16 é deslocado em um ângulo α ao eixo geométrico óptico 14c da câmera 14 em direção a lado a montante ou lado a jusante na direção de transporte (lado a montante no exemplo ilustrado). Deslocando-se o eixo geométrico óptico 16c da iluminação 16 ao eixo geométrico óptico 14c da câmera 14, mesmo se a chapa de aço for flutuada ou inclinada durante transporte e a luz da iluminação 16 for refletida na face superior da chapa de aço, a incidência da luz refletida na câmera pode ser evitada ou dificultada, de modo que S/N da detecção de borda na chapa de aço possa ser aprimorado. Ademais, o ângulo α é preferencialmente 1 a 10 graus e é 5 graus no exemplo ilustrado. Quando o ângulo α é menor do que 1 grau, há o temor de que o efeito de suprimir a incidência da luz refletida da face superior da chapa de aço na câmera 14 não possa ser obtida suficientemente, enquanto quando o ângulo α excede 10 graus, o brilho de uma luz irradiada da iluminação 16 e que atravessa a borda da chapa de aço está em falta, e a precisão de detecção da borda pode diminuir.

[0035] O dispositivo de processamento de imagem 18 é construído com um computador que compreende uma memória para armazenar

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12/21 vários programas, CPU para executar esses programas e assim por diante, e tem uma função de detectar automaticamente a borda processando-se uma imagem fotografada pela câmera 14, uma função de medir uma quantidade de sinuosidade da chapa de aço a partir da borda detectada, e uma função de emitir o resultado medido a um monitor ou similares. Portanto, o dispositivo de processamento de imagem 18 constrói o aparelho 12 de medir uma quantidade de sinuosidade de acordo com a modalidade da invenção em cooperação com a câmera 14 e a iluminação 16. O dispositivo de processamento de imagem 18 tem adicionalmente uma função de julgar a sinuosidade anormal com base na quantidade de sinuosidade medida e uma função de emitir um sinal para diminuir uma velocidade de linha a um dispositivo de controle de linha quando a anormalidade é julgada. Portanto, o dispositivo de processamento de imagem 18 constrói o aparelho 10 para detectar sinuosidade anormal de acordo com a modalidade da invenção em cooperação com a câmera 14 e a iluminação 16.

[0036] O monitor 22 exibe uma imagem fotografada pela câmera 14 e pode exibir adicionalmente uma linha de detecção que atravessa a posição de borda detectada e que se estende ao longo da direção de transporte em sobreposição com a imagem (consultar a Figura 6). O monitor 22 também pode exibir uma linha de julgamento correspondente a uma quantidade de sinuosidade “grande”, que pode ser definida anteriormente e de modo arbitrário, por uma linha pontilhada amarela, por exemplo ou pode exibir uma linha de julgamento correspondente a uma quantidade de sinuosidade “anormal”, que pode ser definida anteriormente e de modo arbitrário, por uma linha pontilhada vermelha, por exemplo. Além disso, quando a linha de detecção ultrapassa a linha de julgamento da linha pontilhada amarela ou a linha pontilhada vermelha, uma cor da linha de detecção pode ser mudada para amarelo, vermelho ou similares de modo que um operador possa encontrar visualmente a

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13/21 “grande” da quantidade de sinuosidade “anormal”. Além disso, o monitor 22 pode exibir sempre ou seletivamente uma tabela de definição de várias constantes definidas na medição da quantidade de sinuosidade (consultar a Tabela 1) ou um gráfico de tendência que mostra uma mudança cronológica da quantidade de sinuosidade (consultar a Figura 9). [0037] A Figura 4 é um fluxograma que mostra vários procedimentos e tratamentos realizados no método para medir uma quantidade de sinuosidade e no método para detectar sinuosidade anormal de acordo com a modalidade da invenção com o uso do dispositivo de processamento de imagem 18.

[0038] Na etapa S1, imagens são primeiro obtidas fotografando-se continuamente a chapa de aço com a câmera 14 a partir do lado oblíquo de modo a incluir ambas as bordas da chapa de aço.

[0039] Na etapa S2, a imagem obtida na etapa S1 é processada para detectar ambas as bordas da chapa de aço.

[0040] Na etapa S3, posições de ambas as bordas da chapa de aço detectadas na etapa S2 e uma posição central da chapa de aço são calculadas. Ambas as posições de borda e posição central da chapa de aço podem ser determinadas descritas abaixo, considerando uma inclinação do eixo geométrico óptico 14c da câmera 14 ao plano de linha de passagem PL. A Figura 5 é uma vista esquemática que ilustra uma relação entre o número de pixels P que mostra a posição de borda no sensor de imagem da câmera 14 e uma posição de borda real no plano de linha de passagem.

[0041] Primeiramente, um ponto em que o eixo geométrico óptico 14c da câmera 14 corta o plano de linha de passagem PL é determinado como o ponto original O. Nessa modalidade, o ponto original O é também um ponto em que uma borda de lado próximo da chapa de aço vista da câmera 14 é posicionada em uma sinuosidade máxima aceita

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14/21 da chapa de aço (doravante chamada de borda de lado próximo simplesmente). Ademais, o ponto original O não é limitado ao supracitado e pode ser, por exemplo, uma posição central da tira na direção de largura.

[0042] Quando o número de pixels do sensor de imagem da câmera 14 na direção vertical (tamanho na direção longitudinal do sensor de imagem) é determinado como Pv e um comprimento focal é determinado como f e uma distância de trabalho é determinada como WD e o número de pixels da posição de borda no sensor de imagem é determinado como P e um ângulo entre o eixo geométrico óptico 14c da câmera 14 e o plano de linha de passagem PL é determinado como Θ, as distâncias Yp e Yd do ponto original O às posições de borda da chapa de aço na direção de largura ao longo do plano de linha de passagem PL são medidas pela equação a seguir. Yp é uma distância do ponto original O a uma borda de lado próximo ao longo do plano de linha de passagem, e Yd é uma distância do ponto original O a uma borda de lado posterior (doravante chamada como borda de lado posterior simplesmente) ao longo do plano de linha de passagem.

EQUAÇÃO 1

Vp> Yd~ —-----:------: :—™ í: ’ sen 0 -·»?·<?« 0 ’ Ü'v/2·-p) [0043] Além disso, uma distância Yc do ponto original O a uma posição central de largura da chapa de aço pode ser determinada a partir de uma equação: Yc = (Yp + Yd)/2.

[0044] Consequentemente, uma quantidade de sinuosidade Sp da chapa de aço obtida das informações de posição da borda de lado próximo é determinada a partir de outra equação: Sp = Yp - Ypb, em que uma distância do ponto original O a uma posição-padrão da borda de lado próximo é Ypb. De modo similar, uma quantidade de sinuosidade Sd da chapa de aço obtida a partir de informações de posição da borda

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15/21 de lado posterior é determinada a partir de outra equação: Sd = Yd Ydb, em que uma distância do ponto original O a uma posição-padrão da borda lateral traseira é Ydb. Uma quantidade de sinuosidade Sc da chapa de aço obtida a partir de informações de posição central de largura da chapa de aço são determinadas a partir de outra equação: Sc = Yc - Ycb, em que uma distância do ponto original O a uma posiçãopadrão de centro de largura da chapa de aço é Ycb.

[0045] A linha de detecção que atravessa a posição de borda detectada (ponto detectado) e se estende na direção de transporte pode ser exibida, por exemplo, pela linha pontilhada verde no monitor 22 conforme mostrado na Figura 6. A linha de detecção pode ser exibida obliquamente a uma direção lateral de uma imagem fotografada ao longo da borda da chapa de aço conforme mostrado na Figura 6(a) ou pode ser exibida em paralelo à direção lateral da imagem conforme mostrado na Figura 6(b). Além disso, a linha de detecção pode ser exibida realizando diminuição de seu comprimento de modo que um centro de cada linha de detecção seja coincidente com o ponto de detecção. Além disso, a quantidade de sinuosidade medida pode ser exibida no monitor. [0046] Na etapa S4, o julgamento da sinuosidade anormal é conduzido com base em pelo menos uma das quantidades de sinuosidade medidas na etapa S3. De modo concreto, a sinuosidade é julgada como “grande” ou “anormal” quando a quantidade de sinuosidade medida ultrapassa um valor de julgamento predeterminado comparando-se a quantidade de sinuosidade medida ao valor de julgamento definido anteriormente. Quando a sinuosidade anormal é julgada (“SIM” na etapa S4), uma transmissão de alarme tal como uma lâmpada de alarme é gerada e sinais de controle para evitar sinuosidade anormal tal como velocidade de sinal de diminuição de linha e sinal de parada de linha são emitidos a um dispositivo de controle de linha na etapa S5. Além disso, quando sinuosidade anormal é detectada, linha de detecção

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16/21 verde que mostra cada posição de borda pode ser mudada para amarelo ou vermelho no monitor 22.

[0047] Quando a quantidade de sinuosidade é julgada como não mais do que o valor de julgamento predeterminado e dentro de uma faixa aceitável na etapa S4 (“NÃO” na etapa S4), o tratamento acima é continuado após o retorno para a etapa S1.

[0048] Através do tratamento supracitado, a quantidade de sinuosidade da chapa de aço pode ser medida e a sinuosidade anormal pode ser detectada.

[0049] No método e aparelho para detectar sinuosidade anormal de acordo com essa modalidade, a câmera 14 e a iluminação 16 são dispostas fora da linha (no lado da chapa de aço), de modo que tal caso em que sujeiras e outros que se dispersam em associação ao transporte da chapa de aço são aderidas à lente da câmera 14 e à iluminação 16 para causar falha de operação possa ser reduzido. Desse modo, truques e trilhos para extrair a câmera 14 e a iluminação 16 em direção ao exterior da linha e reconstrução do equipamento existente associado com a mesma podem se tornar desnecessários e o custo para introduzir os dispositivos pode ser suprimido. Mesmo quando a temperatura da chapa de aço é alta, a temperatura do lado da chapa de aço que dispõe a câmera 14 e a iluminação 16 é menor do que a de logo acima e abaixo da chapa de aço, de modo que dispositivo de resfriamento de água para a câmera 14 e a iluminação 16 possa tornar desnecessário. Visto que a câmera 14 e a iluminação 16 são dispostas fora da linha, o reparo e ajuste da câmera 14 e a iluminação 16 podem ser conduzidos durante a operação sem parar a operação, de modo que haja um mérito de que a manutenção pode ser conduzida facilmente.

[0050] A Figura 7 é uma vista que explica um método de formação de uma fórmula de regressão, que é usada quando a quantidade de sinuosidade é obtida de modo regressivo a partir do número de pixels

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17/21 (posição de pixel) da posição de borda da chapa de aço detectada pela câmera 14 de acordo com o método e aparelho para medir uma quantidade de sinuosidade e o método e aparelho para detectar sinuosidade anormal de acordo com outra modalidade da invenção, com base nos resultados experimentais. A Figura 8 é uma vista que ilustra os resultados experimentais. Ademais, as partes e elementos similares aos da modalidade precedente são mostrados pelos mesmos símbolos e a explicação dos mesmos é omitida.

[0051] Na etapa S3 da modalidade precedente, a quantidade de sinuosidade da chapa de aço é geometricamente determinada pela equação 1 acima, em consideração da inclinação Θ do eixo geométrico óptico 14c da câmera 14 ao plano de linha de passagem PL. No método e aparelho 12 para medir uma quantidade de sinuosidade e o método e aparelho 10 para detectar sinuosidade anormal de acordo com a presente modalidade, a quantidade de sinuosidade é determinada aplicando-se o número de pixels (posição de pixel) da posição de borda da chapa de aço detectada pela câmera 14 à fórmula de regressão. Conforme mostrado, por exemplo, na Figura 7, a fórmula de regressão pode ser determinada colocando-se a chapa de aço (ou uma peça de amostra) em roletes de transporte 24 em um equipamento real de modo a corresponder uma posição central de largura da mesma com uma posição padrão, fotografando-se a chapa de aço com uma câmera 14 real usada na medição da quantidade de sinuosidade para obter número de pixel (posição de pixel) da posição de detecção da borda de chapa de aço, deslocando-se a chapa de aço pouco a pouco em cada lado (por exemplo, a cada 50 mm) e obtendo-se o número de pixel da posição de detecção da borda de chapa de aço a cada deslocamento. A Figura 8 é um gráfico que mostra resultados de medição do número de pixels da posição de detecção da borda quando uma peça de amostra da chapa de aço que tem uma largura de 825 mm é usada como um exemplo e

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18/21 deslocada a cada 50 mm em cada lado nos roletes de transporte 24 e deslocada para 250 mm em cada lado no máximo. Nesse gráfico, um eixo geométrico vertical é uma quantidade de deslocamento da peça de amostra (quantidade de sinuosidade), em que um valor negativo é um caso de que a peça de amostra é deslocada em direção ao lado próximo visto da câmera 14 e um valor positivo é um case de que a peça de amostra é deslocada em direção ao lado posterior visto da câmera 14. Um eixo geométrico horizontal mostra o número de pixels da posição de detecção da borda. Nos resultados experimentais, y = -0,0092x² + 30,108x - 24094 é obtido como uma fórmula de regressão. Visto que cada coeficiente da fórmula de regressão é diferente de acordo com o tamanho de largura da chapa de aço mesmo quando o mesmo dispositivo é usado, é preferencial que a fórmula de regressão seja medida de modo experimental para cada tipo das chapas de aço realizadas e armazenadas na memória do dispositivo de processamento de imagem 18.

[0052] No método e aparelho 12 para medir uma quantidade de sinuosidade e o método e aparelho 10 para detectar sinuosidade anormal de acordo com a presente modalidade da invenção, o dispositivo de processamento de imagem 18 é configurado para obter um número de pixel da posição de detecção da borda de chapa de aço na etapa S2 das Figuras 4 e calcular a quantidade de sinuosidade substituindo-se o número de pixels por x da fórmula de regressão na etapa S3. No método e aparelho 12 para medir uma quantidade de sinuosidade e o método e aparelho 10 para detectar sinuosidade anormal de acordo com a presente modalidade da invenção, portanto, a medição de distância de trabalho (WD) e ângulo de inclinação Θ da câmera 14 (consultar a Figura 5), que é difícil de ser medida dependendo do dispositivo, pode ser omitido para determinar a quantidade de sinuosidade de modo mais simples. Na presente modalidade, os tratamentos diferentes da etapa S3

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19/21 são os mesmos que na modalidade precedente, de modo que a explicação dos mesmos seja omitida aqui.

[0053] Quando a quantidade de sinuosidade da chapa de aço é determinada regressivamente a partir do número de pixels da posição de detecção da borda de chapa de aço, os números de pixels da posição de detecção de borda em ambas as porções laterais da chapa de aço podem ser usadas, mas o número de pixels da posição de detecção de borda em uma porção lateral pode ser usada. No último caso, o uso do número de pixels da posição de detecção de borda no lado próximo à câmera 14 (próximo ao lado visto da câmera 14) é preferencial devido ao fato de que o erro é pequeno.

EXEMPLO [0054] Como exemplo da invenção, uma quantidade de sinuosidade de uma chapa de aço que tem uma largura de 1.000 mm, uma espessura de 0,5 mm e uma temperatura de superfície de 150 °C é medida com um aparelho 12 para medir uma quantidade de sinuosidade que tem uma configuração mostrada na Figura 2, que é descrita abaixo.

[0055] Como um meio de imageamento, é usada uma câmera CCD (câmera de área) 14 em que o número de pixels na direção para cima e para baixo (direção vertical) é 4.096 pixels e o número de pixels na direção horizontal (direção lateral) é 5.104 pixels. Um ângulo de inclinação Θ de um eixo geométrico óptico 14c da câmera CCD 14 a um plano de linha de passagem PL da chapa de aço é 20 graus. Como uma iluminação 16, é usada uma luz LED tipo barra que tem um comprimento de 2.000 mm, que é inclinado em 20 graus ao plano de linha de passagem PL de modo a se voltar para a câmera CCD 14 e disposta de modo que um eixo geométrico óptico 16c da iluminação 16 seja deslocado em 5 graus em direção a um lado a montante na direção de transporte.

[0056] Uma posição-padrão Ypb da borda de lado próximo da chapa de aço está em uma posição 417 mm do ponto original O, e uma posição

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20/21 padrão central Ycb da chapa de aço é em uma posição 917 mm a partir do ponto original O, e uma posição padrão Ydb da borda de lado posterior da chapa de aço está em uma posição 1417 mm do ponto original O.

[0057] Nesse exemplo, vários coeficientes definidos na medição da quantidade de sinuosidade e na detecção de sinuosidade anormal são mostrados em uma tabela de coeficiente de definição mostrada conforme na Tabela 1. Ademais, cada valor de julgamento nessa tabela é uma distância a partir do ponto original O.

TABELA 1

WD (mm)	1242
f (mm)	12
Θ (grau)	20
Valor de Julgamento de sinuosidade anormal na borda de lado posterior (mm)	1834
Valor de Julgamento de grande sinuosidade na borda de lado posterior (mm)	1684
Valor de Julgamento de grande sinuosidade na borda de lado próximo (mm)	150
Valor de Julgamento de sinuosidade anormal na borda de lado próximo (mm)	0

0058] A medição de uma quantidade de sinuosidade e detecção de sinuosidade anormal são realizadas com o uso do aparelho 10 para detectar sinuosidade anormal com a configuração e definições acima. As bordas podem ser automaticamente detectadas em uma precisão de detecção de cerca de 1,25 mm (resolução de pixel de cerca de 1,25 mm) na posição de borda de lado próximo (lado de acionamento) e um precisão de detecção de cerca de 5 mm (resolução de pixel de cerca de 5 mm) na posição de borda de lado posterior (lado de operação). Conforme mostrado por um gráfico de tendência na Figura 9, uma mudança cronológica da quantidade de sinuosidade pode ser confirmada em cada posição de borda e posição central da chapa de aço.

[0059] Portanto, a sinuosidade da chapa de aço pode ser detectada

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21/21 por um dispositivo simples com uma configuração que usa uma câmera CCD 14 e uma iluminação 16. Visto que a câmera CCD 14 e a iluminação 16 são dispostas no lado da chapa de aço que tem uma temperatura relativamente baixa, o resfriamento de água para a câmera CCD 14 e a iluminação 16 é desnecessário. Ademais, a adesão de sujeiras e outros às lentes da câmera CCD 14 e a iluminação 16 é dificilmente reconhecida. Visto que o eixo geométrico óptico 16c da iluminação 16 é deslocado em 5 graus em direção a um lado a montante na direção de transporte, a incidência de luz refletida da iluminação 16 à câmera CCD 14 pode ser evitada e, portanto, a detecção de borda pode ser realizada satisfatoriamente.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL [0060] De acordo com a invenção, o meio de imageamento e a iluminação para detectar sinuosidade de uma tira são dispostos fora da linha (no lado da tira), e a tira é fotografada em um estado de inclinação do meio de imageamento ao plano de linha de passagem, de modo que seja possível suprimir a adesão de sujeiras ao meio de imageamento e a iluminação para reduzir problemas tais como falha de operação e falsa detecção, e também seja possível diminuir a carga de calor ao meio de imageamento e a iluminação para suprimir o aumento de custos.

LISTA DE REFERÊNCIAS NUMÉRICAS aparelho para detectar sinuosidade anormal aparelho para medir quantidade de sinuosidade câmera iluminação dispositivo de processamento de imagem fonte de alimentação;

monitor rolete de transporte cobertura

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para medir uma quantidade de sinuosidade de uma tira durante transporte da mesma caracterizado pelo fato de que um meio de imageamento é disposto em um lado da tira em um estado de inclinação de um eixo geométrico óptico do mesmo a um plano de linha de passagem da tira, e uma iluminação é disposta no outro lado da tira de modo a irradiar luz à tira da parte traseira da tira vista do meio de imageamento, e a tira é fotografada pelo meio de imageamento de um lado oblíquo de modo a incluir ambas as bordas da tira, e a borda da tira é detectada com uma imagem fotografada pelo meio de imageamento e uma quantidade de sinuosidade da tira é calculada com base nas informações de posição de borda detectadas da tira a partir de uma posição padrão.
2. Método para medir uma quantidade de sinuosidade, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a iluminação e o meio de imageamento são dispostos nas mesmas posições na direção de transporte da tira e um eixo geométrico óptico da iluminação é deslocado a um eixo geométrico óptico do meio de imageamento em direção a um lado a montante ou um lado a jusante na direção de transporte da tira.
3. Método para medir uma quantidade de sinuosidade, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a quantidade de sinuosidade da tira é obtida de modo regressivo a partir das informações de posição de borda detectadas da tira.
4. Aparelho para medir uma quantidade de sinuosidade de

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2/3 uma tira durante transporte da mesma, caracterizado pelo fato de que compreende um meio de imageamento disposto em um lado da tira e que tem um eixo geométrico óptico inclinado a um plano de linha de passagem da tira para fotografar a tira a partir de um lado oblíquo de modo a incluir ambas as bordas da tira, uma iluminação para irradiar uma luz à tira da parte traseira da tira vista do meio de imageamento, e um dispositivo de processamento de imagem para processar uma imagem fotografada pelo meio de imageamento para detectar a borda da tira e calcular uma quantidade de sinuosidade da tira a partir de uma posição-padrão com base nas informações de posição de borda detectadas da tira.
5. Aparelho para medir uma quantidade de sinuosidade, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a iluminação e o meio de imageamento são dispostos nas mesmas posições na direção de transporte da tira e um eixo geométrico óptico da iluminação é deslocado a um eixo geométrico óptico do meio de imageamento em direção a um lado a montante ou um lado a jusante na direção de transporte da tira.
6. Aparelho para medir uma quantidade de sinuosidade, de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que a quantidade de sinuosidade da tira é obtida de modo regressivo a partir das informações de posição de borda detectadas da tira.
7. Método para detectar sinuosidade anormal, caracterizado pelo fato de que uma sinuosidade anormal é julgada quando uma quantidade de sinuosidade medida pelo método para medir a quantidade de sinuosidade, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 3, excede

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3/3 um valor de julgamento anormal predeterminado.
8. Aparelho para detectar sinuosidade anormal, caracterizado pelo fato de que compreende o aparelho para medir uma quantidade de sinuosidade, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 6, em que o dispositivo de processamento de imagem julga sinuosidade anormal quando a quantidade de sinuosidade medida excede um valor de julgamento anormal predeterminado.