DE3855913T2

DE3855913T2 - Gerät zur inspektion von Walzzeichen

Info

Publication number: DE3855913T2
Application number: DE3855913T
Authority: DE
Inventors: Seikichi Nishimura
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-11-20
Filing date: 1988-11-21
Publication date: 1997-12-04
Anticipated expiration: 2008-11-22
Also published as: DE3851609T2; US4958307A; EP0316961B1; EP0594220A3; EP0594220B1; EP0594220A2; DE3855913D1; EP0316961A2; EP0316961A3; DE3851609D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Walzzeichen- bzw. Walzmarken-Inspektionsgerät zum Prüfen auf periodische Walzmarken, d.h. Oberflächeneindrücke (periodische Defekte), die aufgrund eines Walzenoberflächenflecks bzw. -fehlers, der an einer Reduktionswalze in einer Walzwerksstraße vorhanden ist, auf einem bandartigen, laufenden Werkstoff oder Walzgut, wie Stahlband, Aluminiumband oder Kupferband, entstehen.
In Walzwerksstraßen werden zeitweilig durch eine Flecken bzw. Fehler aufweisende (specked) Walze periodische Walzmarken auf einem bandartigen, laufenden Werkstoff oder Walzgut geformt. In einer Pressenstraße unter Verwendung einer Anzahl von Walzen unterschiedlichen Durchmesser entstehen auf einem Walzgut Walzmarken verschiedener Perioden.
Eine Technik für Inspektion auf jede periodische Walzmarke ist im Dokument JP-A-58-156842 offenbart. Gemäß dieser Technik wird eine Autokorrelationsfunktion von Walzmarkendaten für die Prüfung (to inspect) jeder periodischen Walzmarke berechnet. Ein Grundprinzip der Technik ist nachstehend beschrieben. Gemäß Fig. 4A läuft ein durch eine Walze 1 auszuwalzender bandartiger, laufender Werkstoff (im folgenden als Band bezeichnet) 2 in der Pfeilrichtung, und er wird an seinem Endpunkt zu einem Coil 3 aufgewickelt.
Wenn bei diesem Vorgang auf der Oberfläche der Walze 1 Flecke bzw. Fehler vorhanden sind, entstehen auf der Oberfläche des Bands 2 Walzzeichen, d.h. Walzmarken, wobei Signale 4 (Fig. 4B), welche die Walzmarken repräsentieren, eine Periodizität aufweisen. Fig. 5A zeigt die entstehende Walzmarke. In Fig. 5B steht das Bezugssymbol SA für über eine Gesamtbreite des Bands 2 geformte oder erzeugte Walzmarkensignale. In Fig. 5C steht das Bezugssymbol SB für auf 1/8 der Gesamtbreite erzeugte Walzmarkensignale. Pfeile "O" bezeichnen zu prüfende Walzmarkensignale, die anscheinend Periodizität aufweisen. Andere Linien stehen für Signale von willkürlichen oder wahllosen Marken. Ein Abstand τ zwischen den Pfeilen "O" ist der Umfangslänge der Walze 1 gleich.
Eine Autokorrelationsfunktion φ des Walzmarkensignals (SA oder SB) besitzt eine(n) hohe(n) Peak oder Spitze bei einer Periode τ (Zeitpunkt T1 in Fig. 6) entsprechend der Umfangslänge der Walze 1. Durch Untersuchen dieser Spitze kann daher die Periodizität von zu prüfenden Walzmarken genau erfaßt oder bestimmt werden.
Fig. 7 ist ein Histogramm zur Darstellung der Walzmarkensignale (SA oder SB), die in jedem Zeitintervall Δt erhalten bzw. ermittelt werden. Unter der Annahme, daß die Hüllkurve des Histogramms eine Funktion f(t) der Zeit t ist, bestimmt sich die Autokorrelationsfunktion φ(τ) nach einer der folgenden Gleichungen:
Darin bedeutet T ein Intervall zur Ermittlung (obtaining) der Autokorrelationsfunktion.
Insbesondere wird die Autokorrelationsfunktion wie folgt berechnet:
Auf der Grundlage der obigen Gleichung (3) werden Berechnungen wiederholt durchgeführt für jedes Augenblickszeitintervall Δt, während Veränderliche m und n von 1 bis M bzw. von 0 bis N wie folgt geändert werden:
Nach obigen Gleichungen kann die Autokorrelation bestimmt werden durch Berechnung eines Produkts eines Walzmarkensignals über (preceded by) eine Umfangslänge M Δt der Walze 1 jedesmal dann, wenn das Band 2 um Δt weiterläuft, und durch Addieren dieses Produkts zu einem vorher berechneten Wert, wie dies durch die Gleichungen (4-0) bis (4-N) angegeben ist. Die bestimmte Autokorrelation wird dann mit einem vorbestimmten Sollwert (Walzmarken- Detektionspegel oder -größe L) verglichen, um jede periodische Walzmarke zu prüfen.
Als Ergebnis können alle periodischen Walzmarken, die durch verschiedene Walzen mit Walzenflecken bzw. -fehlern geformt werden, gleichzeitig geprüft werden, während ein Signal/Rauschen-Verhältnis bzw. Rauschabstand des Walzmarkensignals stark vergrößert sein kann.
In Walzwerksstraßen ist die Produktionsgeschwindigkeit mit z.B. 5000 kg/s (30 t/min) sehr hoch. Wenn Walzmarken auf der Oberfläche eines Bands entstehen und die Prüfung oder Inspektion der Walzmarke auch nur geringfügig verzögert ist, fällt aus diesem Grund eine große Menge an Ausschußerzeugnissen (-bändern) an. Demzufolge hat sich ein Bedarf nach einem Gerät ergeben, das die Walz marke schnell zu prüfen vermag.
Für die Inspektion der Walzmarke nach der obigen Technik ist jedoch eine ziemlich lange Inspektionsstrecke T von mindestens 1000 m nötig. In einigen Fällen sind mehrere tausend Meter erforderlich.
Da eine ziemlich lange Inspektionsstrecke T für die Inspektion der Walzmarke nötig ist, ist daher auch eine Zeit für die Walzmarkeninspektion verlängert.
Darüber hinaus vergrößert sich gemäß Fig. 8A ein Hintergrund bzw. Grundleistungspegel der anhand von Walzmarkensignaldaten berechneten Autokorrelationsfunktion (Σφ) mit einer Verkürzung des Intervalls bzw. der Zeitspanne τ zum Berechnen der Autokorrelationsfunktion, und der Grundleistungspegel verringert sich mit sich vergrößerndem Intervall τ. Infolgedessen verkleinern sich die Größen von Peaks bzw. Spitzen 5 und 6, die jeweils die Walzmarken repräsentieren, mit sich verlängerndem Intervall τ (Fig. 8A zeigt, daß die Höhe der Spitze 6 beim langen Intervall τ kleiner ist als die der Spitze 5 bei kurzem Intervall τ).
Wenn daher die Autokorrelationsgröße jeder Walzmarkenspitze 5 und 6 mit dem Walzmarkendetektionspegel L verglichen wird und wenn dieser Pegel L, wie in Fig. 8A gezeigt, festgelegt ist, kann die beim langen Intervall τ bestimmte (obtained) Walzmarke 6 nicht geprüft werden, obgleich die Walzmarke 5, wie in Fig. 8B gezeigt, geprüft werden kann. Außerdem werden in diesem Fall Hintergrundstörsignale im Bereich des kurzen Intervalls τ (schraffierte Fläche in Fig. 8A) fehlerhaft so detektiert oder abgegriffen, als ob damit Walzmarken verbunden wären.
Wie vorstehend beschrieben, wird die angegebene herkömmliche Technik durch den Grundleistungspegel (Rauschen bzw. Störsignal) ungünstig beeinflußt, so daß damit nicht immer alle Walzmarken verschiedener Perioden geprüft werden können.
Die Vorveröffentlichung US-A-3 958 127 beschreibt ein automatisch geeichtes optoelektrisches Flugpunkt- Bandinspektionssystem, das für die Erfassung von Quer- oder Walzmarkendefekten und für Unterscheidung dieser Defekte von anderen Defektarten geeignet ist. Auf einen Strahl von Strahlung in entweder dem Reflexionsmodus oder dem Transmissionsmodus ansprechende elektronische Schaltungseinheiten erfassen diese Defekte und diskriminieren sie von Defekten anderer Arten. Zu diesem Zweck wird ein anhand des Integrals von Abtastwerten bestimmter Kurzzeitmittelwert mit den Abtastwerten verglichen, und der Vergleichspegel wird eingestellt, d.h. der Schwellenwert wird zum Erfassen von Walzmarkenartänderungen (flows) geändert.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Walzzeichen- bzw. Walzmarken-Inspektionsgeräts, das alle periodisch entstehenden Walzmarken zu prüfen vermag, ohne durch einen Grundleistungspegel ungünstig beeinflußt zu werden.
Die Lösung obiger Aufgabe gelingt gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Walzmarken-Inspektionsgerät, wie es im Anspruch 1 spezifiziert ist.
Ein Walzmarken-Inspektionsgerät umfaßt eine Einrichtung zum Speichern von Walzmarkendaten in einem Bildspeicher mit einem Speicherbereich entsprechend der Umfangslänge der Walze, wobei die Walzmarkendaten von einem Inspektionskopf zum in einer Breiten- bzw. Querrichtung erfolgenden Abtasten eines bandartigen, laufenden Werkstoffs, der unter Anpressung an eine Walze durchläuft, sequentielles Auslesen der im Bildspeicher gespeicherten Walzmarkendaten synchron mit einem Laufzustand des bandartigen, laufenden Werkstoffs zur Berechnung einer Autokorrelationsgröße und Vergleichen der letzteren mit einem vorbestimmten Sollwert ausgegeben werden, um damit eine auf dem bandartigen, laufenden Werkstoff entstehende periodische Walzmarke zu prüfen, d.h. festzustellen. Dieses Gerät umfaßt, jedoch nicht als Teil der vorliegenden Erfindung: eine Synchronsignal-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines mit der Laufgeschwindigkeit des bandartigen, laufenden Werkstoffs synchronisierten Synchron(isier)signals; eine Zwischenspeicher- oder Halteeinrichtung zum Empfangen des Synchronsignals von der Synchronsignal-Erzeugungseinrichtung zum Erfassen, daß der bandartige, laufende Werkstoff über die zu messende maximale Walzenumfangslänge (πDmax) läuft, und zum Zwischenspeichern bzw. Halten eines Ausgangssignals, das einen Vergleich zwischen der Autokorrelationsgröße und dem Sollwert repräsentiert, sowie eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen des durch die Halteeinrichtung gehaltenen Vergleichsergebnisausgangssignals.
Mit der obigen Anordnung wird eine von einer (Durch-)Laufzeitdifferenz des bandartigen, laufenden Werkstoffs entsprechend der Walzenumfangsfläche abhängige Walzmarkendaten-Autokorrelations funktion berechnet, worauf die berechnete Autokorrelationsgrößen sequentiell mit dem Sollwert verglichen werden, um eine Maximalgröße der berechneten Autokorrelationsgrößen zu bestimmen. Hierauf erfaßt die Halteeinrichtung mittels des Synchronsignals von der Synchronsignal-Erzeugungseinrichtung, daß der bandartige, laufende Werkstoff um die Walzenumfangslänge durchläuft, und sie hält das Vergleichsergebnisausgangssignal. Das gehaltene Vergleichsergebnisausgangssignal wird auf der Anzeigeeinrichtung wiedergegeben, d.h. als ein Raster auf einer Kathodenstrahlröhren-(CRT-)Anzeige vorrichtung angezeigt.
Das Walzmarken-Inspektionsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Einrichtung zum Speichern von Walzmarkendaten in einem Bildspeicher, welche Walzmarkendaten durch einen Inspektionskopf zum in der Breiten- bzw. Querrichtung erfolgenden Abtasten eines bandartigen, laufenden Werkstoffs bei dessen Durchlauf unter Anpressung an eine Walze geprüft werden, zum Berechnen einer Autokorrelationsgröße der in einer vorbestimmten Inspektionslänge oder -strecke (z.B. 1000 m) für automatische Walzmarkenentscheidung längs einer Laufrichtung des bandartigen, laufenden Werkstoffs gewonnenen Walzmarkendaten und zum Umsetzen der Autokorrelationsgröße in z.B. eine binäre Größe in Übereinstimmung mit einem Walzmarkendetektionspegel mittels eines Komparators, um damit eine periodische Walzmarke zu prüfen, die auf dem bandartigen, laufenden Werkstoff durch auf der Walze vorhandene Fehler (specks) geformt wurde. Zur Lösung der obigen Aufgabe der vorliegenden Erfindung umfaßt dieses Gerät: eine Glättungsstufe (smoother) zum Glätten der in der vorbestimmten Inspektionslänge ermittelten Autokorrelationsgröße und einen Walzmarken-Detektionspegelgenerator zum Liefern eines Ausgangssignals, das durch Multiplizieren eines geglätteten Ausgangssignals von der Glättungsstufe mit einer vorbestimmten Häufigkeitszahl erhalten wurde, als Walzmarken-Detektionspegel entsprechend einem Grundbzw. Hintergrundpegel zum Komparator.
Bei der obigen Anordnung wird die in der vorbestimmten Inspektionslänge des bandartigen, laufenden Werkstoffs ermittelte Autokorrelationsgröße durch die Glättungsstufe geglättet, und ein geglättetes Ausgangssignal wird mit einer vorbestimmten Zahl oder Häufigkeit mit den Walzmarken-Detektionspegelanstiegen/abfällen entsprechend der Größe des Hintergrundleistungspegels multipliziert.
Ein besseres Verständnis dieser Erfindung ergibt sich aus der folgenden genauen Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen, in denen zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Anordnung einer Walzmarken-Inspektionsvorrichtung, die keinen Teil der vorliegenden Erfindung darstellt,
Fig. 2 eine graphische Darstellung eines Rechenergebnisses der im Gerät nach Fig. 1 berechneten Autokorrelationsfunktion Φak,
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer als Ergebnis der Autokorrelationsberechnung auf einer Kathodenstrahlröhre wiedergegebenen Walzmarke,
Fig. 4A eine schematische Darstellung zur Erläuterung, wie ein durch Walzen 1 ausgewalztes Band 2 auf bzw. zu einem Coil 3 (auf)gewickelt wird,
Fig. 4B eine graphische Darstellung von Walzmarkensignalen 4 vor der Durchführung der Autokorrelationsberechnung mit Walzmarken, die mit einer Periode τ entsprechend der Umfangslänge T der Walzen 1 entstehen,
Fig. 5A eine schematische Darstellung der Oberfläche des Bands 2 mit einer Walzmarke,
Fig. 5B eine schematische Darstellung eines Signals SA entsprechend Walzmarken, über die Gesamtbreite A des Bands 2 geformt bzw. erzeugt,
Fig. 5C eine schematische Darstellung eines Signals SB entsprechend Walzmarken, über 1/8 der Breite B des Bands 2 geformt bzw. erzeugt,
Fig. 6 eine graphische Darstellung einer Beziehung zwischen einer Autokorrelationsfunktion φ und einer Periode τ des Signals SA nach Fig. 5B oder des Signals SB nach Fig. 5C,
Fig. 7 ein Histogramm, wobei das Signal SA gemäß Fig. 5B oder das Signal SB gemäß Fig. 5C für jedes Zeitintervall Δt gewonnen wird,
Fig. 8A eine graphische Darstellung einer Beziehung zwischen der Periode τ und der Autokorrelationsfunktion Σφ mit einem Hintergrundleistungspegel, der von den Walzmarken repräsentierenden Signalen 5 und 6 verschieden ist,
Fig. 8B eine graphische Darstellung, in welcher das Walzmarkensignal 6 fehlt und nur das Walzmarkensignal 5 wiedergegeben wird, wenn das Vorhandensein/Fehlen von Walzmarken am Pegel L gemäß Fig. 8A erfaßt wird,
Fig. 9 ein Histogramm zur Darstellung eines Saldierungsergebnisses einer Autokorrelationsgröße Cmj an einer m-ten Spalte in einer Querrichtung eines Bands 10,
Fig. 10 eine 3D-Graphik zur dreidimensionalen Darstellung von Autokorrelationsgrößen Cij von 1-ten bis m-ten Spalten in der Querrichtung des Bands 10,
Fig. 11A ein Blockschaltbild einer Anordnung eines Walzmarken-Inspektionsgeräts gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung,
Fig. 11B eine Konfiguration zur Durchführung der dreidimensionalen Graphikdarstellung unter Verwendung der Ausführungsform nach Fig. 11A,
Fig. 12A ein Blockschaltbild einer Anordnung eines Walzmarken-Inspektionsgeräts gemäß einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung und
Fig. 12B eine weitere, an die Ausführungsform nach Fig. 12A angepaßte Konfiguration.
Im folgenden ist eine Ausführungsform dieser Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen im einzelnen beschrieben. In diesen Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugsziffern (jeweils) die Teile mit den gleichen Funktionen; eine detaillierte Beschreibung der bereits beschriebenen Teile wird dabei weggelassen oder vereinfacht.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines Walzmarken- Inspektionsgeräts, das keinen Teil dieser Erfindung darstellt. Gemäß Fig. 1 bewegt sich ein Band 10 mit einer konstanten Geschwindigkeit in einer durch den Pfeil angegebenen Richtung, während es gegen Walzen R1 und R2 unterschiedlicher Durchmesser d1 bzw. d2 angepreßt wird (die Zahl der Walzen kann beliebig gewählt werden).
Über dem Band 10 ist ein optischer Inspektionskopf 11 (d.h. eine Zeilenabtast-Linearreihen-CCD-Kamera) angeordnet. Das Band 10 wird durch eine Hochdruck-Quecksilberlampe o.dgl. beleuchtet. Der Kopf 11 tastet das Band 10 in einer Richtung senkrecht zur Laufrichtung, d.h. über die Breite ab und gibt ein Signal E11 aus, das Walz marken innerhalb eines vorbestimmten Einheits-Längenbereichs repräsentiert.
Der Einheits-Längenbereich wird durch eine Einheitslänge Δτ in der Laufrichtung des Bands 10 und eine Breite (Δω x m) desselben bestimmt. Das Bezugssymbol Δω stellt eine Einheitslänge in der Querrichtung des Bands 10 dar. In diesem Fall bildet Δτ x Δω ein Pixel Sij.
Das Walzmarkensignal E11 wird durch einen Verstärker 12 verstärkt, in ein Binärsignal E12 A/D-umgewandelt und dann zu einem Speicherregister (Reihen/Parallelwandler) 13 geliefert.
Ein unter dem Band 10 angeordneter Syncsignalgenerator 14 gibt ein mit der Bewegungsgeschwindigkeit des Bands 10 synchronisiertes Syncsignal CK aus. Der Generator 14 kann aus einem Impulsgenerator oder einem Drehstellungsgeber bestehen, der koaxial mit bzw. zu einer mit dem Band 10 in Berührung stehenden Gummirolle 14A rotiert und N Impulse pro Umdrehung erzeugt.
Das Register 13 speichert das binäre Walzmarkensignal E12 sequentiell in Einheiten von Pixeln (Δτ x Δω) synchron mit dem Signal CK vom Generator 14. Im Register 13 gespeicherte Walzmarkendaten sind Daten (S10 - Sm0, d.h. Daten von Δω x m Pixeln) einer in der Breiten- bzw. Querrichtung des Bands 10 abgetasteten Spalte. Daten D13 einer abgetasteten Spalte werden parallel zu einem Bildspeicher 15 ausgegeben.
Bei jeder Fortbewegung des Bands 10 um eine Einheitslänge Δτ speichert der Speicher 15 parallele Eingangsdaten D13, und er gibt die gespeicherten Abtast- Einzelspaltendaten sequentiell von den ältesten her aus. Der Speicher 15 muß eine Speicherkapazität von m x n Pixeln besitzen, wobei gilt:
m ≥ Breite des Bands 10/Δω
n = Umfangslänge πd2/Δτ einer Walze des größten Durchmesser Dmax
(Da in Fig. 1 d&sub2; > d&sub1; gilt, wird d&sub2; = Dmax zum Bestimmen von n benutzt.) Ein Speicherzustand von Einzelspaltendaten ist repräsentiert durch Überschreiben von j-ten Spaltendaten Sij mit (j-1)-ten Spaltendaten Si(j-1), d.h. durch folgende Beziehung:
Sij E Si(j-1) (mit i = 1 bis m und j = 1 bis n). ...(6)
In obiger Beziehung repräsentiert Sij jedes Pixel. Bei den Walzmarkendaten entsprechen die Laufrichtung des Bands 10, d.h. S11, S12, S13, ..., S1n, einer Zeilenrichtung und seine Querrichtung, d.h. S11, S21, S31, ..., Sm1, einer Spaltenrichtung.
Der Speicher 15 speichert daher sequentiell Daten D13 entsprechend jeder Einheitslänge Δτ des Bands 10 in einer Menge entsprechend einer Umfangslänge der Walze R2.
Vom Register 13 ausgegebene Daten D13 werden einem Autokorrelations-Rechner 16 zugespeist. Der Rechner 16 kann eine durch die Gleichung (4) dargestellte Autokorrelationsfunktionsberechnung ausführen und umfaßt eine Multiplizierstufe 17, eine Addierstufe 18 und ein Rechenwertregister 19. Die Multiplizierstufe 17 und die Addierstufe 18 führen Berechnungen der folgenden Beziehung (7) aus:
Cij E SiO x Sij + Cij ...(7)
Das Rechenergebnis Cij wird im Register 19 gespeichert. Als Ergebnis speichert das Register 19 einen berechneten Wert der rechten Seite von Gleichung (4):
Durch Ausführung solcher Berechnungen wird ein Rauschabstand einer Signalkomponente periodischer Walzmarken proportional zu N (ein Integriereffekt) vergrößert. Aus diesem Grund kann auch eine kleine Walzmarke von Rauschen- oder Störsignalkomponenten geprüft (unterschieden) werden.
Ein Datenbus 20 bewirkt eine Rückkopplung zum Addieren von Cij an der rechten Seite von Gleichung (7). Gewonnene Autokorrelationsgrzßendaten (Cij) werden einem Komparator 21 zugespeist.
Der Komparator 21 vergleicht sequentiell Daten Cij von einer Zeile, z.B. C1, C1(l+1), ..., C1n, mit einer Vorgabegröße L eines vorbestimmten Schwellenwerts, und er gibt einen Höchstwert D21 der Autokorrelationsrechenwertdaten (C1 bis C1n) einer Zeile aus. Dieser Vergleich wird für jede Autokorrelationsgrößendateneinheit einer Zeile ausgeführt.
Da in einer tatsächlichen Walzwerksstraße eine Periode infolge von Schlupf zwischen den Walzen und dem Band 20 o.dgl. variiert, ist ein Kompensator 15X zum Kompensieren dieser Variation vorgesehen. Der Kompensator 15X führt die nächste Kompensationsberechnung auf der Grundlage der periodischen Variation oder Änderung ±γ (mm) aus, die im voraus experimentell ermittelt wird:
Sij = Maximum von (Si(j-p), Si(j-p+1), ..., Sij, Si(j+1), ..., Si+p) ...(9)
Darin bedeutet: p = γ/Δτ. Gleichung (9) benutzt (adopts) den Höchstwert der Variation Si(j±p) entsprechend ±γ/Δτ(=±p) der Ausgangsdaten Sij vom Register 13.
Eine Zwischenspeicher- oder Halteschaltung 22 nimmt ein vom Generator 14 geliefertes Signal CK ab, das angibt, daß sich das Band 10 über bzw. um die Umfangslänge πd&sub2; der Walze R2 fortbewegt, und sie hält das Vergleichsergebnisausgangssignal D21 vom Komparator 21. Die Schaltung 22 umfaßt einen Vorgabezähler 23 und einen Kathodenstrahlröhren- bzw. CRT-Speicher 24. Im Zähler 23 ist eine Vorgabezählung n0 vorgegeben, welche die Zahl von Signalen CK repräsentiert, die bei der Fortbewegung des Bands 10 um die Länge πd2 generiert werden. Wenn die Zählung oder der Zählstand CK die Größe n0 erreicht, liefert der Zähler 23 ein Haltesignal r zum Speicher 24. Wenn der Speicher 24 das Signal r empfängt, hält und speichert er das Vergleichsergebnis D21 vom Komparator 21.
An den Speicher 24 ist ein Kanalwähler 25 mit Kontakten 25-1, 25-2 bis 25-m für die jeweiligen Zeilen angeschlossen. Mit dem Wähler 25 ist eine Kathodenstrahlröhren-(CRT-)Anzeigevorrichtung 27 über eine CRT-Schnittstelle 26 verbunden.
Eine Arbeitsweise des Geräts mit der obigen Anordnung (kein Teil der vorliegenden Erfindung) ist nachstehend beschrieben. Wenn das Band 10 in der Pfeilrichtung läuft, tastet der Kopf 11 das Band 10 optisch in der Querrichtung ab, und er gibt ein Walzmarkensignal E11 aus. Das Signal E11 wird durch den Verstärker 12 verstärkt und zum Signal E12 binär umgesetzt; das Signal E12 wird zum Register 13 geliefert und darin gespeichert.
Der Synchronsignalgenerator 14 liefert das mit der Laufgeschwindigkeit des Bands 10 synchronisierte Synchronsignal CK. Das Signal E12 wird mithin als Walzmarkendaten von S10 bis Sm0 einer Spalte in der Querrichtung des Bands 10, d.h. von Pixeln Δω x m, synchron mit dem Signal CK im Register 13 gespeichert. Bei jeder Bewegung des Bands 10 über die Einheitslänge τ werden Walzmarkendaten D13 der nächsten Quer-Spalte des Bands 10 mit dem Signal CK im Register 13 gespeichert.
Auf diese Weise werden beim jedesmaligen Zuspeisen von Daten D13 für eine Quer-Spalte des Bands 10 zum Register 13 die in letzterem gespeicherten vorherigen Daten D13 parallel zum Bildspeicher 15 ausgegeben.
Jedes Mal dann, wenn der Speicher 15 Daten D13 von einer Spalte empfängt, bewirkt der Speicher 15 die Parallelverschiebung der gespeicherten Daten einer vorhergehenden Spalte.
Die Speicherkapazität des Speichers 15 in einer Zeilen-(Längs-)Richtung entspricht der Walzenumfangslänge πd&sub2;. Wenn das Band 10 über die Länge πd&sub2; läuft, d.h. sich um einen Betrag entsprechend der maximalen Walzenumfangslänge πd&sub2;/ τ verschiebt bzw. bewegt (shifts), werden Daten D13 für eine Spalte über den Kompensator 15X zum Autokorrelationsrechner 16 ausgegeben.
Die Multiplizierstufe 17 im Rechner 16 multipliziert die vom Speicher 15 ausgegebenen Walzmarkendaten Sij einer Spalte (z.B. Sin, S2n, ..., Smn) mit Daten D13 für eine Spalte (Z.B. S10, S20, ..., Sm0) vom Register 13 in Einheiten von Pixeln und liefert das Multiplikationsergebnis D17 zur Addierstufe 18. Die Addierstufe 18 addiert das Rechenergebnis Cij (z.B. C1n, C2n, ..., Cmn) vom Register 19 zum Ergebnis D17 von der Multiplizierstufe 17 in Einheiten von Pixeln und liefert das Additionsergebnis D18 zum Rechenwertregister 19. Letzteres speichert auf diese Weise die berechneten Werte oder Größe der rechten Seite von Gleichung (4).
Dabei sind die berechneten Werte oder Größen die in Fig. 2 dargestellten. Beispielsweise wird ein Autokorrelationswert in der Laufrichtung des Bands 10 zu φa1 aufgrund (by) der Größen C1l, C1(l+1), C1(l+2), ... C1n und zu φb1 (nicht dargestellt) aufgrund der Größen C21, C2(l+1), C2(l+2), ..., C2n. In Fig. 2 bezeichnet das Symbol Z1 eine durch die Walze R1 eines Walzendurchmessers d&sub1; geformte Walzmarke; das Symbol Z2 bezeichnet eine durch die Walze R2 eines Walzendurchmessers d&sub2; geformte Walzmarke.
Die Größen φa1, φb1, ... werden gleichzeitig dem Komparator 21 zugespeist und mit der Vorgabegröße L verglichen.
Das vom Generator 14 ausgegebene Signal CK wird dem Vorgabezähler 23 zugespeist, der Signale CK zählt. Wenn das Band 10 um die Umfangslänge πd2 der Walze R2 (weiter)läuft, erreicht der Zählstand des Zählers 23 die Vorgabezählgröße n0, und der Zähler 23 liefert das Zwischenspeicher- oder Haltesignal (latch signal) r zum CRT-(Kathodenstrahlröhren-)Speicher 24.
Der das Signal r empfangende Speicher 24 hält (latches) und speichert das Vergleichsergebnis vom Komparator 21. Der Speicher 24 speichert somit das Ergebnis des Vergleichs der Größe Φa1 mit der Größe L, das Ergebnis des Vergleichs der Größe Φb1 mit der Größe L, ..., für jede Zeile von Daten D18 im Register 19. Wenn der Wähler 25 mit 25-1 verbunden ist, wird das Ergebnis des Vergleichs der Größe Φa1 mit der Größe L vom Speicher 24 zur CRT-Schnittstelle 26 geliefert. Letztere wandelt das Ergebnis des Vergleichs der Größe Φa1 mit der Größe L in ein Bildsignal E26 um und liefert das Signal E26 zur CRT- Anzeigevorrichtung 27, um es auf dieser wiederzugeben (vgl. Fig. 3). Wenn das nächste Haltesignal r dem Speicher 24 zugeführt wird, wird das Ergebnis des Vergleichs der Größe Φa2 mit der Größe L zu diesem Zeitpunkt der Schnittstelle 26 zugeführt. Das Vergleichsergebnis wird in ein Bildsignal E26 eines Rasters Q2 umgewandelt und auf der Vorrichtung 27 auf die in Fig. 3 gezeigte Weise wiedergegeben. Als Ergebnis wird der Inspektionsbereich entsprechend der Walzenumfangslänge πd&sub2;, d.h. Autokorrelationsgrößen Φa1, Φa2, ... von Walzmarkendaten einer Zeile, bestehend aus Pixeln S11 - S1n, jedesmal dann als ein Raster Q1, Q2, ... wiedergegeben bzw. angezeigt, wenn das Band 10 um die Länge πd&sub2; weiterläuft.
Wie oben beschrieben, wird beim obigen Gerät, das keinen Teil der vorliegenden Erfindung darstellt, das Synchronsignal CK vom Synchronsignalgenerator 14 empfangen oder abgenommen, um sicherzustellen, daß das Band 10 um die Walzenumfangslänge πd&sub2; (weiter)läuft, worauf ein vom Komparator 21 ausgegebenes Vergleichsergebnis gehalten (zwischengespeichert) und als ein Raster auf der CRT- Anzeigevorrichtung 27 angezeigt wird. Daher wird beim jedesmaligen Laufen des Bands 10 um (über) die Walzenumfangslänge ein Rechenergebnis einer Autokorrelationsfunktion angezeigt, so daß der Zustand oder Status der auf dem Band 10 entstandenen Walzmarken überwacht werden kann. Infolgedessen kann eine periodische (periodisch erscheinende) Walzmarke durch Überwachung des Bildschirms der Vorrichtung 27 unmittelbar oder augenblicklich geprüft (inspected) werden, weil Walzmarken, z.B. Z1 und Z2, gemäß Fig. 3 kontinuierlich erscheinen.
Wenn zudem die Vorrichtung 27 eine(n) Skala oder Maßstab 27S entsprechend der Walzenumfangslänge an ihrem Bildschirm aufweist, kann die Periode der Walzmarken visuell erfaßt werden, um einfach nachzuprüfen, welche der Walzen R1 und R2 unterschiedlicher Durchmesser die Walzmarke (verursacht) hat. Da außerdem die Walzmarken kontinuierlich und wiederholt auf dem CRT-Anzeigebildschirm erscheinen, kann auch eine kleine Walzmarke ohne weiteres erfaßt oder festgestellt werden. Da somit das Vorhandensein von Walzmarken an der Walze unmittelbar detektiert werden kann, wird hierdurch sichergestellt, daß keine größere Menge an Ausschußerzeugnissen hergestellt wird, so daß die Produktionsleistung verbessert wird.
Wie oben im einzelnen beschrieben, können beim obigen Gerät periodische Walzmarken unmittelbar geprüft (festgestellt) werden, indem die auf einer Kathodenstrahlröhre, auf welcher auch der Teilungsabstand der Entstehung der Walzmarke(n) angezeigt werden kann, wiedergegebenen Muster betrachtet werden.
Beim erfindungsgemäßen Gerät werden mit einem Sollwert L im Komparator 21 binär umgesetzte Daten für die Anzeige benutzt. Durch Setzen oder Vorgeben (setting) einer Anzahl von Pegeln der Größe L können jedoch die Daten D21 in einen mehrstufigen Wert umgewandelt werden, um damit eine Walzmarke mit zwei oder mehr Gradationspegeln bzw. -stufen wiederzugeben.
Fig. 11A zeigt in einem Blockschaltbild eine Anordnung eines Walzmarken-Inspektionsgeräts gemäß einer Aufgabe der vorliegenden Erfindung. Gemäß Fig. 11A läuft ein Band 10 mit konstanter Geschwindigkeit in einer durch einen Pfeil angedeuteten Richtung, während es durch Walzen R1 und R2 unterschiedlicher Durchmesser d&sub1; bzw. d&sub2; verpreßt wird. Über dem Band 10 ist ein optischer Inspektionskopf 11 angeordnet, welcher das Band 10 optisch in der Breiten- bzw. Querrichtung abtastet und ein Walzmarkensignal E11 für eine(n) vorbestimmten Einheitslängenbereich oder -fläche (Δω x m) liefert. Das Signal E11 wird einer binären Schaltung 12A zugespeist und dann als Walzmarkendaten E12 in einem Register (Reihen/Parallelwandler) 13 gespeichert.
Ein binärer Sollpegel (Schwellenwert) E12B der Schaltung 12A kann entsprechend einem durch einen Störsignalpegeldetektor 12B detektierten Störsignalpegel geändert werden. Dies bedeutet, daß der Pegel E12B automatisch in Übereinstimmung mit Störsignalpegeln entsprechend verschiedenen Oberflächenrauheitsgraden der Walzen R1 und R2 geändert wird.
Der Detektor 12B detektiert einen mittleren Pegel von Störsignalkomponenten in einer vorbestimmten Fläche (Abtastbereich des Kopfes 11) des Bands 10, sooft das Band 10 um eine Einheitslänge τ (weiter)läuft. Der Detektor 12b bereitet den Pegel 12B entsprechend dem detektierten mittleren Störsignalpegel auf und liefert ihn zur Schaltung 12A.
Insbesondere umfaßt der Detektor 12B einen Verstärker zum Verstärken des Signals E11, einen Gleichrichter zum Gleichrichten des verstärkten Signals, ein Filter zum Beseitigen einer Welligkeitskomponente aus dem gleichgerichteten Signal und eine Schaltung zum Einstellen eines Gleichspannungspegels des vom Filter ausgegebenen Signals und zum Ausgeben des eingestellten Gleichspannungspegels als binärer Sollpegel E12B. Die Schaltung 12A kann einen Komparator enthalten, der den Pegel E12B als einen Vergleichs-Referenzpegel benutzt. Zur Beseitigung eines Einflusses auf das Signal E12 aufgrund von Störsignal (Rauschen) einer niederfrequenten Komponente kann die Schaltung 12A ein zweidimensionales Hochpaßfilter aufweisen.
Ähnlich wie beim Gerät nach Fig. 1, wird das Ausgangssignal E12 von der Schaltung 12A dem Register 13, dem Speicher 15, dem Komparator 15X und dem Autokorrelationsrechner 16 zugespeist. Durch den Rechner 16 berechnete Autokorrelationsgrößendaten Cij werden einem Autokorrelationsprofilspeicher 28 der nächsten Stufe zugeführt.
Der Speicher 28 enthält einen Speicherbereich gleich dem des Rechenwertregisters 19, so daß Rechenergebnisse C1l - Cmn vom Register 19 (Bereichen) Q1l - Qmn zugeführt und darin gespeichert werden. Der Zeittakt (timing) der Zuführung der Ergebnisse C1l - Cmn zum Speicher 28 wird bestimmt, wenn das Band 10 um z.B. 1000 m läuft. Der Zeittakt kann bestimmt werden durch Erfassen des Zählstands "0" eines Abwärtszählers 28A, der mit einer vorbestimmten Zahl Nx voreingestellt ist und den Impuls des Signals CK herabzählt. In diesem Fall ist die Vorgabezahl Nx so gewählt, daß sie z.B. 1000 m entspricht.
Eine Profilglättungsstufe 29 kann die Autokorrelationsgrößen jeder Zeile, die jeweils im Speicher 28 gespeichert sind, z.B. Größen Q1l, Q1(l+1) bis Qln und Q2l, Q2(l+1) bis Q2n, glätten.
Die Glättungsstufe 29 führt eine Glättungsverarbeitung auf folgende Weise durch: Es sei angenommen, daß Eingangsdaten zur Glättungsstufe 29 Autokorrelationsdaten Cmj mit einem (einer) Peak oder Spitze am Punkt Cmk (j = k) (vgl. Fig. 9) sind. In diesem Fall läßt sich die Glättungsverarbeitungsgröße am Punkt Cmk durch folgende Gleichung darstellen:
In Gleichung (10) ist ein Mittelwert der Länge 21 Δτ (Bewegungsstrecke des Bands 10), der bzw. die zu autokorrelieren ist und ein Histogramm ohne Spitze, wie durch die gestrichelte Linie BL in Fig. 9 angegeben, liefert.
In Fig. 9 steht ein Symbol Σφ beispielhaft für ein Saldierungsergebnis der Autokorrelationsgröße Cmj einer m-ten Spalte in der Querrichtung des Bands 10. (Ein(e) Peak oder Spitze Z1 oder Z2 von Cmj repräsentiert einen Walzmarken-geformten Abschnitt, und j ist eine ganze Zahl entsprechend einer beliebigen Größe von 1 bis k bis n.)
Durch die obige Glättungsverarbeitung wird ein eine Walzmarke darstellender Spitzenwert unterdrückt, und eine Autokorrelationsgröße entsprechend der Hintergrundleistung wird berechnet. Ein geglättetes Ausgangssignal E29 (= ) von der Glättungsstufe 29 wird einern Walzmarken- Detektionspegelgenerator 30 zugespeist.
Der Walzmarken-Detektionspegelgenerator 30 multipliziert das geglättete Ausgangssignal E29 ( ) jeder Zeile mit einer vorbestimmten Zahl (α oder 1 + α) und liefert das multiplizierte Ausgangssignal als Walzmarkendetektionspegel oder -größe L* (Fig. 2) entsprechend einem Hintergrundleistungspegel zum Komparator 21.
Der Komparator 21 vergleicht sequentiell Autokorrelationsgrößendaten jeder Zeile, z.B. C1l, C2(l+1) bis C1n, mit dem Pegel L* jeder Zeile vom Generator 30 und gibt eine maximale Größe bzw. einen Höchstwert in den Autokorrelationsgrößendaten jeder Zeile, als Ergebnis des Vergleichs ermittelt, aus. Dieser Vergleich erfolgt für bzw. an (to) jede(r) Autokorrelationsgrößeneinhejt für automatische Beurteilung der Walzmarkeninspektion.
Der Komparator 21 ist mit einem Kanalwähler 25 verbunden, der Kontakte 25-1, 25-2, ..., 25-m für die jeweiligen Zeilen (rows) aufweist. Der Wähler 25 ist mit einer Schnittstelle 2 und dann mit einer Defekt-(Walzmarken-)- Anzeigevorrichtung 27 verbunden. Das von (an) der Schnittstelle 26 ausgegebene Signal wird auch als automatisches Walzmarken-Entscheidungssignal einer (einem) externen Hilfs-Zentraleinheit (CPU) oder -Rechner 33 zugespeist.
Der Komparator 21 führt eine Walzmarken-Detektionsverarbeitung nach einer der folgenden Gleichungen (11A) oder (11B) durch:
Darin bedeutet α im allgemeinen 2 - 3. in Gleichung (11A) oder (1 + α)Cmk in Gleichung (11B) repräsentiert einen Walzmarken-Detektionspegel L*.
Wenn X in Gleichung (11A) oder (11B) gleich Null oder negativ ist, werden im Komparator 21 die Daten Cmk 25 als keine Walzmarke enthaltend bestimmt. Wenn X positiv ist, erfolgt eine automatische Entscheidung, daß die Daten Cmk (eine) Walzmarke(n) enthalten. Diese automatische Entscheidung kann in der Hilfs-Zentraleinheit (CPU) 33 getroffen werden.
Fig. 11B zeigt eine für die Ausgestaltung nach Fig. 11A geeignete 2D/3D-Anzeigevorrichtung. Daten Qij vom Profilspeicher 28 nach Fig. 11A werden der CRT-(Kathodenstrahlröhren-)Anzeige 27B über eine CRT-Schnittstelle 26B zugespeist. (Für diese 2D/3D-Anzeigevorrichtung kann eine Konstruktions-Arbeitsstation für CAD/CAM benutzt werden.)
Die für die automatische Walzmarkenentscheidung oder -bestimmung heranzuziehende Bandlänge wird mit z.B. 1000 m gewählt. Sooft diese Entscheidung erfolgt, wird das Muster gemäß Fig. 9 (2D = zweidimensional) oder Fig. 10 (3D = dreidimensional) auf der Anzeigevorrichtung 27B nach Fig. 11B wiedergegeben.
Fig. 10 zeigt eine solche dreidimensionale Anzeige. Zur Durchführung der dreidimensionalen Anzeige in dieser Weise können Daten Qij im Speicher 28 anstelle von Daten Cij als Dreidimensional-Anzeigedaten benutzt werden.
Eine Arbeitsweise des Geräts mit der obigen Anordnung ist nachstehend beschrieben. Wenn das Band 10 gemäß Fig. 11A in der Pfeilrichtung läuft, tastet der Kopf 11 das Band 10 optisch in der Querrichtung ab, und er gibt ein Walzmarkensignal E11 zur binären Schaltung 12A und zum Störsignalpegeldetektor 12B aus. Der Detektor 12B detektiert und liefert den Störsignalpegel E12B zur Schaltung 12A. Die Schaltung 12A erzeugt einen variablen binären Sollwert (Binär- oder Digitalumsetz-Schwellenwert) nach Maßgabe des Pegels E12B, um die Größe des Signals E11 binär oder digital umzusetzen, und liefert das binäre Signal als Walzmarkendaten E12, die dann im Register 13 gespeichert werden. Die Walzmarkendaten werden als eine Spalte von Daten S10 - Sm0 (d.h. Walzmarkendaten von Pixeln Δω x m) in der Querrichtung des Bands 10 synchron mit dem Synchronsignal CK im Register 13 gespeichert. Jedesmal, wenn das Band 10 über die Einheitslänge Δτ läuft, werden die nächsten Walzmarkendaten einer Spalte in der Querrichtung des Bands 10 bei bzw. mit dem Signal CK sequentiell im Register 13 gespeichert.
Jedesmal, wenn die Walzmarkendaten einer Quer-Spalte auf oben beschriebene Weise dem Register 13 zugeführt werden, werden vorhergehende, im Register 13 gespeicherte Walzmarkendaten parallel zum Bildspeicher 15 ausgegeben. Beim jedesmaligen Empfangen der Walzmarkendaten einer Spalte bewirkt der Speicher 15 die Parallelverschiebung der gespeicherten Walzrnarkendaten einer Spalte. Sooft das Band 10 um eine Walzenumfangslänge Δτ weiterläuft, werden die Walzmarkendaten einer Spalte zum Kompensator 15X und dann zum Autokorrelationsrechner 16 ausgegeben.
Die Multiplizierstufe 17 im Rechner 16 multipliziert die Walzmarkendaten einer Spalte (Z.B. S1n, S2n, ..., Smn) vom Speicher 15 mit den Walzmarkendaten einer Spalte (S10, S20, ..., Sm0) vom Register 13 in Einheiten von Pixeln, und sie liefert die Multiplikationsergebnisse zur Addierstufe 18. Die Addierstufe 18 addiert die Rechenergebnisse (z.B. C1n, C2n, ..., Cmn) vom Rechenwertregister 19 zu den Multiplikationsergebnissen von der Multiplizierstufe 17 in Einheiten von Pixeln, und sie liefert die Additionsergebnisse zum Register 19. Auf diese Weise speichert das Register 19 die berechneten Größen oder Werte der rechten Seite von Gleichung (4).
Wenn der Zähler 28A durch Zählen der vom Generator 14 ausgegebenen Signale CK detektiert, daß das Band 10 um z.B. 1000 m gelaufen ist, werden im Register 19 gespeicherte Rechenergebnisse C1l - Cmn zum Autokorrelationsprofilspeicher 29 geliefert. Zu diesem Zeitpunkt entsprechen Größen C1l - C1n z.B. ΣΦak gemäß Fig. 2. Diese Größen werden mit abnehmender Inspektionslänge τ vergrößert und mit zunehmender Länge τ verkleinert.
Wenn das Band 10 um 1000 m (weiter)läuft, führt die Glättungsstufe 29 die durch Gleichung (10) angegebene Glättungsverarbeitung an (to) der Additionsgröße Σφak der Rechenergebnisse von jeder Zeile durch, und sie liefert das geglättete Ausgangssignal E29 zum Walzmarken-Detektionspegelgenerator 30. Letzterer multipliziert das Ausgangssignal E29 jeder Zeile mit einer vorbestimmten Größe und liefert das multiplizierte Ausgangssignal als Walzmarken-Detektionspegel L* zum Komparator 21.
Der Komparator 21 vergleicht die Größe Σφak der Autokorrelationsgrößen jeder Zeile mit dem Pegel L* jeder Zeile, wie in Fig. 2 gezeigt. Wenn dabei der Wähler 25 mit 25-1 verbunden ist, wird ein Ergebnis des Vergleichs der Größe Σφak mit dem Pegel L* der externen Hilfs-Zentraleinheit 33 oder der externen Anzeige 27B zum Überwachen von (auf) Defekte(n) oder Walzmarken am Band 10 zugeführt.
Wenn der Wähler 25 automatisch mit 25-2 verbunden und die Abtastung durch den Kopf 11 durchgeführt wird, wird ein Ergebnis des Vergleichs einer Größe Σφbk (nicht dargestellt) mit dem Pegel L* über die Schnittstelle 26 der externen Vorrichtung 27 oder der externen Hilfs-Zentraleinheit 33 zugespeist.
Wie oben beschrieben, werden bei dieser Ausführungsform die in der vorbestimmten Inspektionslänge gewonnenen Autokorrelationsgrößen oder -werte durch die Glättungsstufe 29 geglättet. Ein geglättetes Ausgangssignal E29 wird durch den Walzmarken-Detektionspegelgenerator 30 mit einer vorbestimmten Zahl multipliziert und als Walzmarken-Detektionspegel entsprechend einem Hintergrundleistungspegel dem Komparator 21 zugeführt. Mit dieser Anordnung kann unabhängig von der Größe der Inspektionslänge (-strecke) τ jede Walzrnarke ohne ungünstige Beeinflussung durch den Hintergrundleistungspegel zuverlässig geprüft, d.h. bestimmt (inspected) werden. Da zudem der Störsignalpegeldetektor 12B den variablen binären Sollwert (set level) der binären Schaltung 12A generiert, kann eine niederfrequente Variation oder Änderung im Hintergrundleistungspegel auf eine (n) vorbestimmte (n) Größe oder Pegel unterdrückt werden. Aus diesem Grund kann auf dem Bildschirm der Anzeigevorrichtung 27 (oder 27B) ein Bild mit einem festen Rauschabstand wiedergegeben werden. Demzufolge kann nicht nur eine automatische Entscheidung bzw. Bestimmung von periodischen Defekten (detects) (Walzmarken) mit einem festen Rauschabstand realisiert werden, vielmehr können auch Walzmarken auf dem CRT-Bildschirm mit verbesserter, hoher Güte geprüft werden, um zufriedenstellend eine Walzmarken-Inspektionsfunktion zu erreichen.
Wie vorstehend im einzelnen beschrieben, kann mit der Ausführungsform dieser Erfindung ein Walzmarken-Inspektionsgerät bereitgestellt werden, das alle periodischen Walzmarken ohne Beeinträchtigung durch Hintergrundleistung (background power) zu inspizieren (bestimmen) vermag.
Fig. 12A zeigt noch eine andere Ausführungsform dieser Erfindung, auf welche das Gerät nach Fig. 1 und die Ausführungsform nach Fig. 11A in Kombination übertragen sind. Beim Gerät nach Fig. 12A wird ein Walzmarkensignal E12, das durch Binärumsetzen eines Ausgangssignals E11 von einem Inspektionskopf (Abtaster) 11 entsprechend seinem Hintergrundleistungspegel erhalten wurde, durch ein Register (Reihen/Parallelwandler) 13 mit einem mit dem Lauf des Bands 10 synchronisierten Takt CK abgerufen.
Das in das Register 13 abgerufene Signal E12 wird in parallele Walzmarkendaten D13 umgesetzt, die durch einen Bildspeicher 15 synchron mit dem Takt CK sequentiell abgerufen werden.
In den Speicher 15 abgerufene Daten Sij werden einem Kompensator 15X und einem Autokorrelationsrechner 16 zugeführt. Der Rechner 16 nimmt die Daten D13 vom Register 13 ab und führt eine Autokorrelationsrechnung aus. Das Rechenergebnis Cij wird einem Autokorrelationsprofilspeicher 28 jedesmal dann zugeführt, wenn ein Zähler 31 ein Ausgangssignal S1 liefert, das angibt, daß das Band 10 über eine vorbestimmte Strecke (z.B. πd&sub2;) gelaufen ist. Eine Vorgabezahl Nx1 des Zählers 31 repräsentiert den Durchmesser d&sub2; der Walze R2.
Daten D28 (Q1l - Qmn) des Autokorrelationsrechenergebnisses Cij werden vom Profilspeicher 28 zu einer Profilglättungsstufe 29 geliefert und darin gemäß Gleichung (10) berechnet, um in ein geglättetes Ausgangssignal E29 ( ) umgewandelt zu werden.
Das Ausgangssignal E29 wird einem Walzmarken-Detektionspegelgenerator 30 zugespeist, der den Walzmarken- Detektionspegel L* entsprechend an der rechten Seite von Gleichung (11A) oder (11B) anhand des Ausgangssignals E29 und einer vorbestimmten Vergrößerung α berechnet und ihn zum Komparator 21 liefert.
Der Komparator 21 vergleicht die Gesamtsumme Σφak der Autokorrelationsgrößen gemäß Fig. 2 mit dem Pegel L*; das Vergleichsergebnis D21 wird in eine Halteschaltung (latch) 24 geladen. Dieses Laden erfolgt mittels eines Signals r, das erhalten wird durch Verzögerung der Phase des Ausgangssignals S1 von einem Zähler 31 durch eine Verzögerungs- oder Laufzeitschaltung 32.
Von den in der Halteschaltung 24 geladenen Daten werden Daten, die einen zu inspizierenden Abschnitt des Bands 10 (z.B. einen m-ten Spaltenabschnitt) repräsentieren, durch den Wähler 25 gewählt. Die gewählten Daten werden der CRT-Anzeigevorrichtung 27 über die Schnittstelle 26 zugeführt, so daß auf der Vorrichtung 27 ein Walzmarkenmuster des zu inspizierenden Abschnitts des Bands 10, wie in Fig. 3 gezeigt, wiedergegeben wird.
Bei der Anordnung nach Fig. 12B wird eine Zahl Nx2, die z.B. 1000 m des Bands 10 repräsentiert, für (to) den Zähler 31A vorgegeben. Der Zähler 31A zählt den Takt CK vom Synchrongenerator 14 (Fig. 12A) abwärts und liefert dann, wenn der Zählstand "0" erreicht, das Signal S2 zu einem anderen Autokorrelationsprofilspeicher 28A.
Das vom Autokorrelationsrechner 16 (Fig. 12A) gelieferte Autokorrelationsrechenergebnis CIJ wird durch den Profilspeicher 28A nach Maßgabe des Zeitablaufs oder Takts (timing) der Erzeugung des Signals S2 abgerufen. Daten D28A des Autokorrelationsrechenergebnisses Cij werden vom Profilspeicher 28A zur Profilglättungsstufe 29A geliefert.
Die Glättungsstufe 29A bewirkt eine Berechnung mit Daten D28A nach Gleichung (10); das Rechenergebnis E29A wird dem Walzmarken-Detektionspegelgenerator 30A eingegeben, der einen Walzmarken-Detektionspegel LA entsprechend in Gleichung (11A) oder (11B) berechnet und diesen zum Komparator 21A liefert.
Der Komparator 21A vergleicht jeden Inhalt von Daten QijA, die vom Profilspeicher 28A geliefert werden, mit dem Detektionspegel LA; das Vergleichsergebnis D21A wird in die Halteschaltung 24A geladen. Dieses Laden erfolgt mit dem Takt der Erzeugung eines Signals r2, das durch Verzögern der Phase des Signals S2 durch eine Verzögerungsschaltung 32A erhalten wird.
Ähnlich wie beim Gerät nach Fig. 1, wird ein vorgeschriebener Teil des Inhalts in der Halteschaltung 24A durch den Wähler 25A gewählt, und die gewählten Daten werden über die Schnittstelle 26A zur CRT-Anzeige 27A sowie zu einem Hilfs-Rechner 33 gesandt. Die Anzeige 27A und der Rechner 33 werden für automatische Entscheidung bzw. Bestimmung der Walzmarke benutzt.
Ein vorgeschriebener Teil des Inhalts von Daten QijA vom Profilspeicher 28A wird durch den Wähler 25B gewählt; die gewählten Daten werden über die CRT-Schnittstelle 26B der 2D/3D-CRT-Anzeige 27B gemäß Fig. 11B zugespeist. Die Anzeige 27B gibt das in Fig. 9 (2D) oder in Fig. 10 (3D) gezeigte Muster wieder.
Durch Beobachtung der Muster gemäß den Fig. 3, 9 oder 10 kann eine Bedienungsperson dieses Inspektionsgeräts unmittelbar prüfen bzw. feststellen, ob auf dem Band 10 eine Walzmarke entstanden ist. Durch Prüfen eines Intervalls in einer Zeitachsenrichtung (Richtung von links nach rechts auf dem CRT-Bildschirm) der Walzmarken (Z1 und Z2) der Wiedergabemuster (-bilder) mittels einer Skala oder eines Maßstabs (27S) o.dgl. kann die Bedienungsperson darüber hinaus sofort feststellen, welche der Walzen R1 und R2 (Fig. 1 oder 11A) die Walzmarke verursacht.
Bei den obigen Ausführungsformen wird der Walzmarken-Detektionspegel L* durch den Komparator 21 binär umgesetzt. Es können jedoch auch mehrere Stufen bzw. Pegel L zur Bildung eines mehrstufigen Werts gesetzt oder vorgegeben (set) werden. Außerdem kann die Profilglättungs stufe 29 Rechenergebnisse C1l - Cmn, die beim jedesmaligen Laufen des Bands 10 um eine Walzenumfangslänge πd&sub2; erhalten werden, abnehmen und die Glättungsverarbeitung so durchführen, daß die Autokorrelationsgrößen jedes Mal mit dem Walzenmarken-Detektionspegel L* verglichen werden, wenn das Band 10 über die Länge πd&sub2; läuft.

Claims

1. Walzzeichen-Inspektionsgerät, das auf ein System zum Walzen und Bewegen eines bandartigen Materials (10), das Reduktionswalzen (R2) verwendet, angewandt ist, wobei das Gerät aufweist:

eine Einrichtung (11, 12A/12B) zum optischen Überwachen einer Oberfläche des gerade gewalzten und durch die Reduktionswalzen (R2) bewegten bandartigen Materials (10) und zum Liefern eines Bildsignales (E12), das einen Zustand der Oberfläche des bandartigen Materials (10) darstellt,

eine Einrichtung (14) zum Erzeugen eines Taktsignales (CK) synchron mit einer Bewegungsrate des bandartigen Materials (10),

eine Einrichtung (13, 15) zum Speichern von Information (S11-Smx) des Bildsignales (E12), das durch die Inspektionseinrichtung (11, 12) synchron mit dem durch die Erzeugungseinrichtung (12) erzeugten Taktsignal (CK) geliefert ist,

eine Einrichtung (16) zum Umsetzen der durch die Speichereinrichtung (13, 15) gespeicherten Information (S11-Smx) in eine Autokorrelationsfunktion φ(t) eines Parameters τ und zum Liefern von autokorrelationsverarbeiteter Information (Cij), die autokorrelationsverarbeitete Werte (C1 ... C1n) für jede Rechenoperation der Autokorrelationsfunktion φ(τ) enthält, wobei der Parameter π proportional zu einer Umfangslänge (π d&sub2;) der Reduktionswalzen (R2) ist und die Autokorrelationsfunktion φ(τ) im wesentlichen durch eine der folgenden Gleichungen ausgedrückt wird:

wobei f(t) eine Funktion der Zeit t ist und die Information (S11-Smx) des Bildsignales (E12) darstellt und T ein Intervall zum Gewinnen der autokorrelationsverarbeiteten Information (Cij) bezeichnet,

gekennzeichnet durch weiterhin:

eine Einrichtung (28A) zum Zählen des durch die Erzeugungseinrichtung (14) erzeugten Taktsignales (CK), um einen Abstand einer Bewegung des bandartigen Materials (10) zu erfassen,

eine Einrichtung (28) zum Erfassen eines Mittelwertes (Cmk) der Inhalte der durch die Umsetzungseinrichtung (16) gelieferten autokorrelationsverarbeiteten Information (Cij), sooft der Abstand der Bewegung des bandartigen Materials (10) durch die Zählereinrichtung (28A) erfaßt wird,

eine Einrichtung zum Liefern eines Walzzeichen- Erfassungspegels (L*), der den durch die Detektoreinrichtung (28) erfaßten Mittelwert (Cmk) darstellt,

eine Einrichtung (21) zum Vergleichen des Walzzeichen-Erfassungspegels (L*), der durch die Erzeugungseinrichtung (30) erzeugt ist, mit der autokorrelationsverarbeiteten Information (Cij), die durch die Umsetzereinrichtung (16) geliefert ist, um ein Vergleichsergebnis zu erzeugen, das die autokorrelationsverarbeiteten Werte der autokorrelationsverarbeiteten Information (Cij) darstellt, und zum Ermitteln von Walzzeicheninformation der Walzzeichen aus dem Vergleichsergebnis, die durch einen Fleck der Reduktionswalzen (R2) auf der Oberfläche des bandartigen Materials (10) gebildet sind, und

eine Einrichtung (27) zum Anzeigen eines Bildes der Walzzeicheninformation, das das Walzzeichen des bandartigen Materials (10) anzeigt.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Inspektionseinrichtung (11, 12) aufweist:

eine Bildsensoreinrichtung (11) zum Abtasten der Oberflächen des bandartigen Materials (10) in Breitenrichtung, um ein Oberflächenzustandausgangssignal (E11) auszugeben, das den Oberflächenzustand darstellt,

eine Binäreinstellpegelerzeugungseinrichtung (12B) zum Erzeugen eines Binäreinstellpegels (E12B) mit Änderungen entsprechend einer Rauschsignalkomponenten, die in dem Oberflächenzustandssignal (E11) von der Bildsensoreinrichtung (11) enthalten ist, und

eine Einrichtung (12A) zum Binärisieren des Oberflächenzustandssignales (E11), um das Bildsignal (E12) auf der Grundlage des Binäreinstellpegels (E12B) auszugeben.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung (27) eine Direktansicht- Anzeigevorrichtung (27) zum Anzeigen des Bildes und eine auf einem Anzeigeschirm der Direktansicht-Anzeigevorrichtung (27) befestigte Skala (27S) zum Lesen von Punkten oder einer Zeitdauer des erzeugten Walzzeichens aufweist.

4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung dimensionsmäßig oder dreidimensional die Information (Sij, Cij) entsprechend dem Bildsignal (E12) anzeigt.