JP2000161933A - 鋼板のエッジ検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロールの放熱効率を確保しつつ、ロールで案
内しながら搬送中の鋼板の幅方向のエッジ位置を高精度
で検出できる鋼板のエッジ検出方法の提供。 【解決手段】 ブライドルロール２１の外周面には、ブ
ライドルロール２１の軸方向の中心部から両端部に向け
て斜めに延びる左右の溝２２、２３が形成されている。
このため、表面検出器が検出するロールの軸方向表面の
反射光の状態は、ロールの回転により変化するので、そ
の検出信号とこれの微分信号の波形は異サンプリング周
期毎に異なる。微分信号の微分値に基づいて、鋼板の幅
方向のエッジ位置の検出にかかる所定のヒスト処理をし
てヒストグラムを求めるが、このヒストグラムには鋼板
のエッジ位置の検出に必要なデータが明確に表れる。こ
のため、そのヒスト処理の結果に基づいてそのエッジ位
置を正確に検出できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロールで搬送中の
鋼板のエッジを検出する鋼板のエッジ検出装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばピックリングラインのよう
な薄鋼板の精整ラインは、図８に示すように、上流側に
配置したブライドルロール１、２や下流側に配置したブ
ライドルロール３、４などを備え、薄鋼板ａがこれらの
ロールなどにより上流側から下流側に向けて搬送される
ようになっている。ブライドルロール１〜４は、ゴムロ
ールからなり薄鋼板ａに張力を持たせる目的で設置され
ている。

【０００３】このような精整ラインでは、その上流側
に、搬送中の薄鋼板ａの表裏面の疵などの欠陥をオンラ
インで自動的に検査する板面検査装置が設置されてい
る。この板面検査装置は薄鋼板ａの表裏を検出する表面
検出器５、６を備え、この表面検出器５、６は、上流側
のブライドルロール１、２に対向する位置にそれぞれ配
置されている。また、精整ラインの中流と下流側の途中
には、必要に応じて作業者が薄鋼板ａの幅方向の切断な
どを行うトリミング室７と、薄鋼板ａの表裏面を検査者
が目視により検査する目視検査室８とが配置されてい
る。

【０００４】ブライドルロール１、２の外周面には、図
９に示すように、薄鋼板ａとの接触に伴う発熱によりロ
ール自体の温度が上昇するのを防止するために、その周
方向に所定幅の溝９が設けられるとともにこの溝９は軸
方向に所定間隔を保って多数形成され、これによりその
表面積を大きくしてブライドルロール１、２の放熱効率
を高めている。

【０００５】表面検出器５は、図９および図１０に示す
ように、複数（この例では７個）の光電変換デバイス５
１などからなり、この各光電変換デバイス５１はブライ
ドルロール１の周面から直交する方向に所定距離おいた
位置であって、かつブライドルロール１の軸方向に平行
に等間隔に配置されている。

【０００６】ところで、従来の板面検査装置を用いて薄
鋼板ａの表面の検査をする場合には、表面の疵などの欠
陥を検出する際に、その求めた薄鋼板ａの幅方向のエッ
ジの位置に基いて薄鋼板ａ上の疵の位置（薄鋼板ａの幅
方向と長さ方向における位置）を特定するので、この特
定にはブライドルロール１上を通過する薄鋼板ａの幅方
向のエッジがどこにあるかを正確に把握する必要があ
る。

【０００７】そこで、板面検査装置では、その薄鋼板ａ
の表面の欠陥を検出する際に、薄鋼板ａの幅方向のエッ
ジを以下のようにして検出するようにしている。すなわ
ち、レーザビームがブライドルロール１の薄鋼板ａを含
む軸方向表面を走査し、その表面からの反射光を複数の
各光電変換デバイス５１で検出し、この検出に応じた検
出信号を生成し、この生成された検出信号はそれぞれ微
分されて微分信号となる。この微分信号は時系列となる
ように処理され、この時系列の微分信号は、図１１
（Ａ）に示すようにブライドルロール１の薄鋼板ａを含
む軸方向に対応するものとなる。

【０００８】次に、その微分信号をしきい値と比較し、
微分値がしきい値を上回る場合には、その微分値が属す
るブライドルロール１の軸方向の位置にその旨を示す
「１」を積算するヒスト処理を行う（図１１の（Ｂ）参
照）。その後、薄鋼板ａが所定長さだけ搬送されてその
ヒスト処理が終了すると、そのヒスト処理により求めた
積算値を所定のしきい値と比較し、しきい値を上回った
積算値の属する位置を薄鋼板ａの幅方向のエッジ位置の
候補とし、この候補の中から所定の手順で求めたものを
エッジの位置とする。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ブライドルロ
ール１の外周面には、その周方向に多数の溝９が形成さ
れ、この溝９の長さ方向に直交する方向にレーザビーム
が走査される。このため、光電変換デバイス５１からの
検出信号は、薄鋼板ａの幅方向のエッジに対応する部分
が急峻に立ち上がるだけでなく、ブライドルロール１の
軸方向の表面でも溝９と溝９でない部分の凹凸状態に対
応する波形となる。

【００１０】この結果、微分信号も、図１１の（Ａ）に
示すように、薄鋼板ａの幅方向の両側のエッジに対応す
る部分が急峻な微分波形となるだけでなく、各溝９の立
ち上がり部分に対応する部分も急峻な微分波形となる。
しかも、ブライドルロール１の外周面の溝９の長さ方向
とブライドルロール１の回転方向が同一のため、レーザ
ビームの走査に伴うブライドルロール１の軸方向の表面
の反射光の状態は、ブライドルロール１の回転に伴って
殆ど変化せずにほぼ同一となる。一方、薄鋼板ａは搬送
に伴って蛇行してブライドルロール１上を軸方向にわず
かに移動するので、これに伴って薄鋼板ａの幅方向のエ
ッジ位置での反射光はその幅方向にわずかに移動する。
このため、光電変換デバイス５１の検出信号とこれを微
分した微分信号とは、その反射光に応じたものとなる。

【００１１】従って、微分信号に基づくヒスト処理の結
果は、図１１の（Ｂ）に示すように、ブライドルロール
１の軸方向の位置のうち決まった位置のみ積算値が大き
くなり、薄鋼板ａの幅方向のエッジ位置付近では薄鋼板
ａの搬送中の蛇行によりその積算値が分散してその最大
値が小さくなってしまう。

【００１２】このため、図１１の（Ｂ）に示す結果を使
用して上記のように薄鋼板ａの幅方向のエッジ位置を求
める場合に、そのしきい値が適切であっても薄鋼板ａの
搬送中の蛇行の程度が通常よりも大きかったり、または
しきい値が不適切の場合には、エッジに相当する積算値
がその候補中から漏れてしまい、薄鋼板ａの幅方向のエ
ッジ位置を誤検出するという不都合があった。この結
果、薄鋼板ａの表面における疵などの欠陥部の位置を正
確に把握できず、検査員の目視による再検査が必要とな
る不都合が生じていた。

【００１３】このような不都合を解消するためには、ブ
ライドルロール１の外周面に形成されている溝９のう
ち、搬送中に薄鋼板ａと接触しない部分の溝９を省略す
ることが考えられる。しかし、溝９は外周面の表面積を
大きくして放熱効率を高めることを目的とし、溝９を省
略することは好ましくない。

【００１４】そこで、本発明の目的は、ロールの放熱効
率を確保しつつ、ロールで案内しながら搬送中の鋼板の
幅方向のエッジ位置を高精度で検出できるようにした鋼
板のエッジ検出装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し、本発
明の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
外周面の全域に放熱効率を高める溝を形成し、鋼板を長
手方向に搬送する搬送ロールと、この搬送ロールに対向
して配置させ、前記鋼板を搬送中に前記搬送ロールの鋼
板を含む軸方向表面の反射光を所定のサンプリング周期
毎に１次元的に検出してロール軸方向の表面形状を表す
検出信号を生成する表面検出器と、この表面検出器から
の検出信号を微分して微分信号を生成する微分器と、こ
の微分器からの微分信号の微分値に基づいて、前記鋼板
の幅方向のエッジ位置の検出にかかる所定のヒスト処理
を行うヒスト処理部と、このヒスト処理部の結果に基づ
いて、前記鋼板の幅方向のエッジ位置を検出するエッジ
検出部とを備えた鋼板のエッジ検出装置において、前記
搬送ロール外周面の溝のうち少なくとも搬送中の前記鋼
板と接触しない領域の溝が、ロール円周方向に対して交
差する方向に延長され、且つ前記表面検出器のサンプリ
ング周期が搬送ロールに対向する任意の円周点における
溝の到来周期とは異なる周期に設定されていることを特
徴とするものである。

【００１６】このように請求項１にかかる発明では、搬
送ロール外周面の溝のうち少なくとも搬送中の鋼板と接
触しない領域の溝が、ロール円周方向に対して交差する
方向に延長され、且つ表面検出器のサンプリング周期が
搬送ロールに対向する任意の円周点における溝の到来周
期とは異なる周期に設定されている。

【００１７】このため、表面検出器が検出する搬送ロー
ルの軸方向の表面における反射光の散乱状態はロールの
回転により変化するので、表面検出器で検出される検出
信号とこの検出信号を微分器で微分した微分信号の各波
形は、サンプリング周期ごとに異なるものとなる。

【００１８】ヒスト処理部は、その微分信号の微分値に
基づいて、鋼板の幅方向のエッジ位置の検出にかかる所
定のヒスト処理を行うが、このヒスト処理により鋼板の
エッジ位置の検出に必要なデータが明確に表れる。エッ
ジ検出部は、そのヒスト処理の結果に基づいて鋼板の幅
方向のエッジ位置を検出するが、そのデータを使用する
ことによりそのエッジの位置を正確に検出できる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について図面を参照して説明する。図１は、本発明の鋼
板のエッジ検出装置を適用した板面検査装置の構成を示
すブロック図である。

【００２０】この実施形態の板面検査装置は、図１に示
すように、複数の光電変換デバイス５１などからなる表
面検出器５と、その光電変換デバイス５１に対応する個
数からなる複数の微分器１１と、微分信号一列化処理回
路１２と、ヒスト処理部１３と、エッジ検出部１４と、
画像メモリ１５と、画像データ処理部１６とを少なくと
も備えている。

【００２１】表面検出器５はレーザ照射式のものであ
り、図２に示すように、各光電変換デバイス５１がブラ
イドルロール２１の周面から直交する方向に所定距離お
いた位置であって、かつブライドルロール２１の軸方向
に平行に等間隔に配置されている。また、この表面検出
器５は、光電変換デバイス５１の個数に応じたレーザ発
振器（図示せず）を備え、薄鋼板ａをブライドルロール
２１で搬送中に、その各レーザ発振器からのレーザビー
ムをブライドルロール２１の薄鋼板ａを含む軸方向表面
上に走査させ、その表面からの反射光を各光電変換デバ
イス５１で受けるようになっている。

【００２２】ブライドルロール２１は、薄鋼板ａを長手
方向に搬送するものであり、全体が円柱状であり、その
素材はゴムからなる。さらに、このブライドルロール２
１の外周面には、図３に示すようにブライドルロール２
１の軸方向の中心部から両端部に向けて斜めに延長する
左右の溝２２、２３が形成され、この溝２２、２３が所
定の間隔を保ってブライドルロール２１の外周面の全体
に亘って周方向に形成されている。

【００２３】なお、表面検出器５がブライドルロール２
１の薄鋼板ａを含む軸方向表面を検出するサンプリング
周期は、ブライドルロール２１に対向する任意の円周点
における溝２２、２３の到来周期とは異なる周期に設定
されている。従って、表面検出器５がサンプリング周期
毎に検出するブライドルロール２１の薄鋼板ａを含む軸
方向表面の検出パターンは、検出の度に異なることにな
る。

【００２４】次に、このような構成からなる実施形態の
薄鋼板ａの幅方向のエッジ位置の検出動作について、図
面を参照して説明する。いま、ブライドルロール２１に
より薄鋼板ａが搬送中には、各光電変換デバイス５１に
対応する図示しない複数のレーザ発振器からのレーザビ
ームがブライドルロール２１の軸方向に走査され、その
走査のたびに各光電変換デバイス５１は、ブライドルロ
ール２１の薄鋼板ａを含む軸方向表面からの反射光を取
り込んでいく。各光電変換デバイス５１からはその反射
光に応じた検出信号（ビデオ信号）がそれぞれ出力さ
れ、この各検出信号は対応する微分器１１に入力されて
微分される。

【００２５】各微分器１１からの各微分信号は、微分信
号一列化回路１２により一列化されて時系列の信号とな
る。この一列化された時系列の微分信号は、ヒスト処理
部１３に取り込まれる。ヒスト処理部１３では、その微
分信号の微分値に基づいて、薄鋼板ａの幅方向のエッジ
位置の検出にかかる所定のヒスト処理をして図４の
（Ｃ）に示すようなヒストグラムを求めるので、以下に
その一例について説明する。

【００２６】まず、ヒスト処理部１３を構成するアナロ
グコンパレータ（図示せず）は、その取り込んだ図４の
（Ａ）に示すような微分信号を所定のしきい値と比較し
ていく。この比較の結果、その微分信号の微分値がしき
い値を上回る場合には、その上回るたびにアナログコン
パレータからその旨を示す「１」が出力されるととも
に、そのしきい値を上回る各微分値のブライドルロール
１の軸方向の位置を示す位置データが、例えばカウンタ
（図示せず）などによりその都度算出される。

【００２７】そして、そのカウンタで指定されるメモリ
（図示せず）の番地のデータが読み出されて、そのデー
タにナログコンパレータの出力の「１」が加算され、そ
の新たな積算値がそのメモリの同じ番地に書き込まれ
る。なお、メモリの各番地はブライドルロール１の軸方
向の位置に対応し、その各番地のデータは微分値がしき
い値を上回った旨の積算値（度数）に対応する。

【００２８】その後、薄鋼板ａが所定長さだけ搬送され
てそのヒスト処理が終了すると、図４の（Ｃ）に示すよ
うなヒストグラムが得られる。エッジ検出部１４は、そ
のヒスト処理により求めた積算値を所定のしきい値と比
較し、しきい値を上回った積算値の属する位置を薄鋼板
ａの幅方向のエッジ位置の候補とし、この候補の中から
エッジの位置を求める。

【００２９】ところで、ブライドルロール２１の外周面
には、ブライドルロール２１の軸方向の中心部から両端
部に向けて斜めに延びる左右の溝２２、２３が形成さ
れ、この溝２２、２３が所定の間隔を保ってブライドル
ロール２１の外周面の全体に亘って周方向に形成されて
いる。また、表面検出器５が検出するサンプリング周期
は、ブライドルロール２１に対向する任意の円周点にお
ける溝２２、２３の到来周期とは異なる周期に設定され
ている。

【００３０】このため、ブライドルロール２１の軸方向
の表面のうち薄鋼板ａが接触する部分を除く表面のレー
ザビームの反射光の散乱状態は、ブライドルロール２１
の回転に伴い変化していく。従って、微分信号一列化処
理回路１２からヒスト処理部１３に取り込まれる微分信
号は、図４の（Ａ）に示すあるサンプリング時間の微分
信号と、図４の（Ｂ）に示す次のサンプリング時間の微
分信号とでは、ブライドルロール２１の軸方向の表面に
対応する部分の波形が異なる。

【００３１】この結果、ヒスト処理部１３がそのヒスト
処理を終了したときには、微分値がしき値を上回ったこ
とを示す積算値は、図４の（Ｃ）に示すように、薄鋼板
ａのエッジ位置となる部分において２つピーク値が表
れ、ブライドルロール２１の軸方向の薄鋼板ａと接触し
ない表面の各位置では分散されてそのピーク値よりも小
さな値となる。従って、エッジ検出部１４は、その２つ
のピーク値を容易に検出でき、しかもその２つのピーク
値に対応する位置を薄鋼板ａの幅方向のエッジの位置と
して正確に検出できる。

【００３２】一方、微分信号一列化処理回路１２の出力
は、図示しないＡ／Ｄ変換器によりＡ／Ｄ変換されてデ
ジタル形態の画像データとなり、画像メモリ１５に順次
格納されていく。画像メモリ１５に所定量の画像データ
が格納されると、画像データ処理部１６はその画像メモ
リ１５に格納されている画像データを用いて薄鋼板ａの
表面の疵などの欠陥部の検出を行い、その疵の位置はエ
ッジ検出部１４からのエッジの位置を示すデータなどに
基づいて特定する。この結果、薄鋼板ａの表面における
疵などの欠陥部の位置を正確に特定でき、検査員の目視
による再検査が不要となる。

【００３３】次に、図２に示す本実施形態の光電変換デ
バイス５１と、図９に示す従来装置の光電変換デバイス
５１の出力波形とその微分波形の比較を同一条件の下で
行ったので、その結果について図５および図６を参照し
て説明する。図５は、従来装置の光電変換デバイス５１
の出力波形Ａとその微分波形Ｂを示し、図５は、本実施
形態の光電変換デバイス５１の出力波形Ａとその微分波
形Ｂを示す。

【００３４】この結果から明らかなように、本実施形態
では、図６に示すように、光電変換デバイス５１からの
出力波形Ａのうち、ブライドルロール２１の軸方向表面
のうち薄鋼板ａが接触しない部分を除いた部分の出力波
形が、図５の出力波形の同一部分に比べて低レベルでか
つ変化が緩くなる。これは、その部分に照射されたレー
ザビームの反射光が溝２２、２３によって散乱され、光
電変換デバイス５１に到達する反射光が減少したからで
ある。

【００３５】このため、そのブライドルロール２１の表
面にかかる部分の微分信号も急峻に立ち上がることがな
くなった（図６参照）。この結果、薄鋼板のエッジ位置
の誤検出率が従来装置では１９．４％であったが、この
実施形態では１０．４％となって誤検出率が大幅に改善
された。なお、この結果は、図８のブライドルロール１
を図３のブライドルロール２１に代えた場合であるが、
図８のブライドルロール２についてもブライドルロール
２１に代えて薄鋼板ａの裏側の検査を行うようにすれ
ば、その誤検出率は１．４％まで低減できると推定され
る。

【００３６】なお、上述のブライドルロール２１は、溝
２２、２３をブライドルロール２１の外周面の全域に亘
って形成する必要はなく、薄鋼板ａと接触しない領域に
のみ形成すれば良い。従って、図７に示すブライドルロ
ール２１Ａのように、薄鋼板ａと接触しない領域に溝２
２、２３を形成させ、薄鋼板ａと接触する領域には周方
向に縦溝２４を形成するようにしても良い。

【００３７】また、上記の溝２２、２３はその長さ方向
が波型などでもよく、またはブライドルロール２１の外
周面に螺旋状の溝を形成しても良い。要するに、ブライ
ドルロール２１の外周面の溝は、その円周方向に交差し
ていれば良い。さらに、上記の実施形態では、ヒスト処
理部１３が、微分信号を所定のしきい値と比較し、その
微分信号の微分値がしきい値を上回る場合に、アナログ
コンパレータからその旨を示す「１」が出力し、この
「１」を積算してヒストグラムを作成するようにした
が、その微分値をそのまま積算してヒストグラムを作成
するようにしても良い。

【００３８】さらにまた、上記の表面検出器５はレーザ
照射式のものを使用したが、これに代えて１次元のＣＣ
Ｄセンサを使用するようにしても良い。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、搬送
ロール外周面の溝のうち少なくとも搬送中の鋼板と接触
しない領域の溝が、ロール円周方向に対して交差する方
向に延長され、且つ表面検出器のサンプリング周期が搬
送ロールに対向する任意の円周点における溝の到来周期
とは異なる周期に設定されているようにしたので、搬送
ロールの放熱効率を確保しつつ、搬送ロールで案内しな
がら搬送中の鋼板の幅方向のエッジ位置を高精度で検出
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の鋼板のエッジ検出装置を適用した板面
検査装置の構成を示すブロック図である。

【図２】表面検出器の構成例をブライドルロールとの関
連で示す正面図である。

【図３】本実施形態にかかるブライドルロールの構成例
を示す正面図である。

【図４】同ブライドルロールと関連で各部の波形例など
を示す動作説明図である。

【図５】従来装置の各部の波形例を示す図である。

【図６】本実施形態の各部の波形例を示す図であり、従
来装置の各部の波形例に対応する図である。

【図７】本実施例にかかるブライドルロールの他の構成
例を示す正面図である。

【図８】従来からの薄鋼板の精整ラインの概略図であ
る。

【図９】従来の表面検出器の構成例をブライドルロール
との関連で示す正面図である。

【図１０】図９の側面図である。

【図１１】従来のブライドルロールとの関連で従来装置
の動作を説明する図である。

【符号の説明】

ａ 薄鋼板 ５ 表面検出器 １１ 微分器 １２ 微分信号一列化処理回路 １３ ヒスト処理部 １４ エッジ検出部 １５ 画像メモリ １５ 画像データ処理部 ２１ ブライドルロール ２２、２３ 溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 薫 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 大槻 桂三 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 Ｆターム(参考） 2F065 AA01 AA12 AA49 BB13 BB15 CC06 DD03 FF44 GG04 JJ01 JJ05 JJ24 JJ25 MM11 PP16 QQ01 QQ05 QQ13 QQ23 QQ24 QQ27 QQ43 QQ51

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周面の全域に放熱効率を高める溝を形
   成し、鋼板を長手方向に搬送する搬送ロールと、 この搬送ロールに対向して配置させ、前記鋼板を搬送中
   に前記搬送ロールの鋼板を含む軸方向表面の反射光を所
   定のサンプリング周期毎に１次元的に検出してロール軸
   方向の表面形状を表す検出信号を生成する表面検出器
   と、 この表面検出器からの検出信号を微分して微分信号を生
   成する微分器と、 この微分器からの微分信号の微分値に基づいて、前記鋼
   板の幅方向のエッジ位置の検出にかかる所定のヒスト処
   理を行うヒスト処理部と、 このヒスト処理部の結果に基づいて、前記鋼板の幅方向
   のエッジ位置を検出するエッジ検出部とを備えた鋼板の
   エッジ検出装置において、 前記搬送ロール外周面の溝のうち少なくとも搬送中の前
   記鋼板と接触しない領域の溝が、ロール円周方向に対し
   て交差する方向に延長され、且つ前記表面検出器のサン
   プリング周期が搬送ロールに対向する任意の円周点にお
   ける溝の到来周期とは異なる周期に設定されていること
   を特徴とする鋼板のエッジ検出装置。