JP2001343223A - 帯状体の品質測定方法、キャンバ抑制方法、帯状体の品質測定装置、圧延装置及びトリム装置 - Google Patents

帯状体の品質測定方法、キャンバ抑制方法、帯状体の品質測定装置、圧延装置及びトリム装置

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史学 石原
Shigeyuki Kurihara
重幸 栗原
Shinichi Nogami
真一 野上
Hideo Horikawa
英雄 堀川
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 帯状体の撮像画像を用いることによって、帯
状体の品質測定を行うことができる帯状体の品質管理方
法、品質管理装置、キャンバ抑制方法、圧延装置、トリ
ム装置の提供。 【解決手段】 ローラ2によって搬送されている鋼帯1
をテレビカメラ3a及び3bによって撮像する。そして
その結果得られた撮像画像に示されている鋼帯1の側縁
の複数箇所の夫々から鋼帯1の長手方向に設定された基
準線までの距離を測定し、この距離に基づいて鋼帯1の
キャンバ,蛇行量及び幅を算出する。このキャンバ,蛇
行量に基づき、圧延時のロールのギャップ、及びトリミ
ング時の鋼帯1の蛇行の制御を行って、キャンバの発生
を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば鋼帯等の帯
状体の撮像画像を用いることによって、帯状体の幅、蛇
行量及びキャンバを測定するとともに、側縁の欠け及び
表面欠陥を検出する帯状体の品質測定方法、圧延時及び
トリミング時に帯状体のキャンバの発生を抑制するキャ
ンバ抑制方法、品質測定方法を実施するための品質測定
装置、圧延装置及びトリム装置に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】帯状
体、例えば鋼帯の製造過程においては、板幅が変動した
り、キャンバ(鋼帯の側縁の長手方向の波打ち)が発生
するので、鋼帯の両側縁をトリミングして直線状のエッ
ジに仕上げる必要があり、大きなキャンバが発生した場
合には、トリム代が大きくなって歩留まりが悪くなる。
また、圧延中に蛇行が生じた場合、鋼帯の幅方向におい
て板厚が不均一になる。従って、製造過程において搬送
中の鋼帯のキャンバを測定し、その測定値に基づいて圧
下率、張力等を制御して製品の品質向上を図る必要があ
る。
【0003】搬送されている帯状体のキャンバを自動的
に測定する方法としては、特公平6−1186号公報に
「長尺物の曲がり測定における較正方法」が開示されて
いる。この方法は、3ヶ所の基準点から帯状体の側縁ま
での距離を測定する方法であり、特定周期のキャンバに
ついて正確に測定することができるという利点を有して
いる。
【0004】また、特開平5−157549号公報に
は、同じく3台以上のエッジ位置検出センサ群を帯状体
の長手方向に2群設置して、キャンバを測定する方法が
提案されている。この方法による場合、周期によらず正
確なキャンバを測定することが可能になる。
【0005】ところで、高品質の製品を製造するために
は、キャンバのみならず、鋼帯の蛇行量及び幅を測定す
る必要がある。また、キャンバが発生することによっ
て、鋼帯には腰折れ等の表面欠陥が生じる場合があるた
め、表面欠陥の検出をも行うことが望ましい。以下、こ
れら鋼帯のキャンバ,蛇行量,幅及び表面欠陥に関する
情報を品質測定情報という。
【0006】従来では、鋼帯の品質測定情報を次のよう
にして取得していた。図14は、従来の鋼帯の品質測定
情報取得装置の構成を示すブロック図である。図14に
示すとおり、鋼帯1はローラ2により一定速度で長手方
向に搬送されている。鋼帯1の搬送方向上流側にはキャ
ンバ及び蛇行量を測定するためのエッジ位置検出センサ
20,20,20が片側縁に沿って設けられており、下
流側にはエッジ位置検出センサ21,21が、鋼帯1の
幅を測定するために、鋼帯1の両側縁夫々に沿って設け
られている。また、さらに下流側には、表面欠陥を検出
するために鋼帯1の表面を撮像するテレビカメラ22が
設けられている。
【0007】3台のエッジ位置検出センサ20,20,
20夫々は、特定の測定基準点から鋼帯1の側縁までの
距離を測定し、測定した距離を演算装置23に対して出
力する。演算装置23は、これらの距離から3点の測定
基準点の相対位置を算出し、この算出した相対位置に基
づいて、鋼帯1のキャンバ及び蛇行量を算出する。
【0008】また、演算装置23は、2台のエッジ位置
検出センサ21,21から入力された鋼帯1の両側縁の
位置に関する信号に基づいて鋼帯1の幅を算出し、画像
入力回路24を介してテレビカメラ22から入力された
撮像画像に基づいて鋼帯1の表面欠陥の検出を行う。
【0009】このように複数のエッジ位置検出センサ及
びテレビカメラを用いることによって、鋼帯の品質測定
情報を取得していた。
【0010】しかしながら、上述したように従来の鋼帯
の品質測定情報取得装置は、複数のエッジ位置検出セン
サ及びテレビカメラから構成されるため、これらの装置
を設置するために相当なスペースを要するという問題が
あった。
【0011】また、帯状体のキャンバを抑制して欠陥を
予防する方法としては、板圧延時に実施する方法と、ト
リム加工時に実施する方法とがある。前者の方法として
は、特公平6−65404号公報に、圧延中に作業側及
び駆動側の圧延荷重の経時的な変化量を検出してキャン
バを算出し、次回パスの圧延条件を設定する方法が開示
されている。しかし、この方法は圧延荷重を用いた間接
的な計測であるため、誤差及びバラツキ(3〜9mm程
度)が存在し、圧延中の板伸びによるキャンバ制御情報
のズレ(位置認識ズレ)も存在するので、3mm以下のキ
ャンバの変動を把握してこれを制御することが困難であ
るという問題があった。
【0012】後者の方法では、帯状体コイル巻き出し側
の巻き不良、板幅方向の板厚差とその長手変動とによる
剪断抵抗の変動により生じるトリム刃のクリアランス・
ラップ量変動等に起因する蛇行により帯状体にキャンバ
が生じ、その制御・抑制が困難であるという問題があっ
た。また、EPC(エッジポジションコントロール)等
の蛇行制御装置を使用した場合においても、トリム前の
帯状体エッジキャンバの影響を受けて制御するので、ト
リム後にキャンバが生じるという問題があった。
【0013】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、撮像手段によって撮像された帯状体の撮像画像
を用いることにより、搬送中の帯状体の幅,蛇行量及び
キャンバを同時に、高精度に算出することができる帯状
体の品質測定方法及びその方法を実施するための品質測
定装置を提供することを目的とする。
【0014】また、本発明は、測定された帯状体の蛇行
量及びキャンバに基づき、圧延ロールの作業側及び駆動
側のギャップをフィードフォワード制御することによ
り、キャンバの発生を抑制することができるキャンバ抑
制方法及び圧延装置を提供することを目的とする。
【0015】さらに、本発明は、トリム加工時に、測定
された帯状体の蛇行量及びキャンバに基づき、帯状体の
蛇行をフィードフォワード制御することにより、キャン
バの発生を抑制することができるキャンバ抑制方法及び
トリム装置を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、搬送され
ている帯状体の側縁の複数箇所の夫々から帯状体の長手
方向に設定された基準線までの距離を測定した結果と、
その帯状体がさらに移動した場合に前記距離を測定した
結果とを比較することによって帯状体の蛇行量、キャン
バ、さらには幅を同時に、より少ない撮像手段の台数で
測定することができることを知見した。このような知見
に基づいて、以下に示す帯状体の品質測定方法、キャン
バ抑制方法、品質測定方法を実施するための品質測定装
置、圧延装置及びトリム装置を発明した。
【0017】第1発明の帯状体の品質測定方法は、搬送
される帯状体を所定間隔で撮像する撮像手段を用い、該
撮像手段によって撮像された複数の撮像画像に基づい
て、帯状体の蛇行量及びキャンバを算出する帯状体の品
質測定方法において、撮像画像中の帯状体の側縁の複数
箇所の夫々から帯状体の長手方向に設定された基準線ま
での距離を算出するステップと、撮像画像中の帯状体の
所定箇所における前記距離と、帯状体を所定距離搬送し
た後の撮像画像中の帯状体の前記箇所における前記距離
との差異を検出するステップと、前記差異に基づいて、
帯状体の蛇行量を算出するステップと、前記蛇行量に基
づいて、帯状体のキャンバを算出するステップとを含む
ことを特徴とする。
【0018】第2発明の帯状体の品質測定方法は、第1
発明において次の式に基づきズレ量を求めるステップ
と、
【0019】
【数4】
【0020】次の式に基づき蛇行量を求めるステップ
と、
【0021】
【数5】
【0022】次の式に基づきキャンバを求めるステップ
【0023】
【数6】
【0024】を含むことを特徴とする。
【0025】第3発明の品質測定方法は、第1又は第2
発明において、帯状体の両側縁につき、複数箇所の夫々
から、帯状体の両側に設定された各基準線までの距離を
算出するステップと、次の式に基づき帯状体の幅を算出
するステップとを含むことを特徴とする。 W=L−(Lc+Ld) 但し、L :帯状体の両側の基準線間の距離 Lc:一側縁の所定箇所から一側縁側の基準線までの距
離 Ld:前記箇所に対し、帯状体の搬送方向と直交する同
一線上にある他側縁の箇所から他側縁側の基準線までの
距離
【0026】第4発明の品質測定方法は、第1乃至第3
のいずれかの発明において、前記撮像手段のシャッタ速
度VS及び照度LXが次の式を満足することを特徴とす
る。 VS≧{(VL×1000)/60}×{1/(SL/
Kv)} Kv≧10 LX=KL×VS 但し、Kv:精度検証した範囲(係数) KL:変換係数(Lx/Hz)で、5.0〜7.0
【0027】第5発明の品質測定方法は、第1乃至第4
のいずれかの発明において、前記距離に基づいて、帯状
体の側縁の欠けを検出するステップを更に含むことを特
徴とする。
【0028】第6発明の品質測定方法は、第1乃至第5
のいずれかの発明において、前記撮像画像中の画素の輝
度値に基づいて、帯状体の表面欠陥を検出するステップ
を含むことを特徴とする。
【0029】第7発明のキャンバ抑制方法は、帯状体を
圧延するときに、ロールの作業側及び駆動側のギャップ
をフィードバック制御してキャンバの発生を抑制するキ
ャンバ抑制方法において、第1乃至第4発明の帯状体の
品質測定方法によりロール入側の帯状体の作業側及び駆
動側の蛇行量及びキャンバを求めるステップと、前記蛇
行量及びキャンバに基づきロールの作業側及び駆動側の
ギャップ補正値を算出するステップと、作業側及び駆動
側の前記ギャップ補正値をロールの作業側及び駆動側の
ギャップ設定値に加算するステップとを含むことを特徴
とする。
【0030】第8発明のキャンバ抑制方法は、帯状体の
両側縁をトリミングするときに、帯状体の蛇行をフィー
ドバック制御してキャンバの発生を抑制するキャンバ抑
制方法において、第1乃至第4発明の帯状体の品質測定
方法により、帯状体の一側縁又は両側縁の蛇行量及びキ
ャンバを求めるステップと、前記蛇行量、キャンバ及び
目標とする帯状体の幅に基づいてトリム代を求めるステ
ップと、前記トリム代に基づき、蛇行制御設定値を算出
するステップとを含むことを特徴とする。
【0031】第9発明の品質測定装置は、搬送される帯
状体を所定の間隔で撮像する1又は複数の撮像手段を備
え、該撮像手段によって撮像された複数の撮像画像に基
づいて、帯状体の蛇行量及びキャンバを算出すべくなし
てある帯状体の品質測定装置において、撮像画像中の帯
状体の側縁の複数箇所の夫々から、帯状体の長手方向に
設定された基準線までの距離を算出する距離算出手段
と、撮像画像中の帯状体の所定箇所における前記距離算
出手段によって算出された距離と、帯状体を所定距離搬
送した後の撮像画像中の前記箇所における前記距離算出
手段によって算出された距離との差異を比較する差異検
出手段と、前記差異に基づいて、帯状体の蛇行量を算出
する蛇行量算出手段と、該蛇行量算出手段によって算出
された帯状体の蛇行量に基づいて、帯状体のキャンバを
算出するキャンバ算出手段とを備えることを特徴とす
る。
【0032】第10発明の品質測定装置は、第9発明に
おいて、帯状体の両側縁につき、複数箇所の夫々から、
帯状体の両側に設定された各基準線までの距離を算出す
る距離算出手段と、帯状体の搬送方向と直交する同一線
上にある一対の箇所から各基準線までの距離に基づい
て、帯状体の幅を算出する幅算出手段とを備えることを
特徴とする。
【0033】第11発明の品質測定装置は、第9又は第
10発明において、前記距離算出手段によって算出され
た距離に基づいて、帯状体の側縁の欠けを検出する欠け
検出手段を備えることを特徴とする。
【0034】第12発明の品質測定装置は、第9乃至第
11のいずれかの発明において、前記撮像画像中の画素
の輝度値に基づいて、帯状体の表面欠陥を検出する表面
欠陥検出手段を備えることを特徴とする。
【0035】第13発明の圧延装置は、ロールの作業側
及び駆動側のギャップをフィードバック制御して圧延す
べくなしてある圧延装置において、第9又は第10発明
の帯状体の品質測定装置と、前記品質測定装置により求
められた、ロール入側の帯状体の作業側及び駆動側の蛇
行量及びキャンバを取り込む手段と、前記蛇行量及びキ
ャンバに基づきロールの作業側及び駆動側のギャップ補
正値を算出する手段と、作業側及び駆動側の前記ギャッ
プ補正値をロールの作業側及び駆動側のギャップ設定値
に加算する手段とを備えることを特徴とする。
【0036】第14発明のトリム装置は、帯状体の蛇行
をフィードバック制御して帯状体の両側縁をトリミング
すべくなしてあるトリム装置において、第9又は第10
発明の帯状体の品質測定装置と、前記品質測定装置によ
り求められた、帯状体の一側縁又は両側縁の蛇行量及び
キャンバを取り込む手段と、前記蛇行量、キャンバ及び
目標とする帯状体の幅に基づいてトリム代を求める手段
と、前記トリム代に基づき、エッジポジションコントロ
ール設定値を算出する手段とを備えることを特徴とす
る。
【0037】第1発明及び第9発明においては、搬送さ
れる帯状体を撮像手段によって所定の間隔で撮像し、そ
の結果得られた撮像画像中の帯状体の側縁の複数箇所の
夫々から帯状体の長手方向に設定された基準線までの距
離を算出する。そして上流側で撮像された撮像画像中の
帯状体の所定箇所における前記距離と、下流側で撮像さ
れた撮像画像中の帯状体の前記箇所における前記距離と
の差異を検出する。ここで前記差異に基づいて、帯状体
の蛇行量を算出し、この算出した蛇行量に基づいて帯状
体のキャンバを算出する。
【0038】このように、撮像手段によって撮像された
撮像画像を用いることによって、帯状体の移動中に、帯
状体のキャンバ及び蛇行量の算出を同時に、高精度に行
うことができ、帯状体の品質を短時間で評価することが
できる。従って、本発明の品質測定装置は、従来の場合
のように複数のエッジ位置検出センサ等を備える必要が
なく、設置スペースが少なくてすむ。
【0039】第2発明においては、蛇行量及びキャンバ
を容易に算出することができる。第3発明及び第10発
明においては、移動中の帯状体の全長にわたって、幅を
測定することができる。そして、帯状体の幅,蛇行量及
びキャンバの夫々を算出するために専用のエッジ位置検
出センサ等を設ける必要がなく、限られた設置スペース
で足りる。
【0040】第4発明においては、蛇行量、キャンバ及
び幅を精度良く測定することができることが確認されて
いる。第5発明及び第11発明においては、撮像画像中
の帯状体の側縁の複数箇所の夫々から帯状体の長手方向
に設定された基準線までの距離を算出し、この算出され
た距離に基づいて、帯状体の側縁の欠けを検出する。第
6発明及び第12発明においては、撮像画像中の画素の
輝度値に基づいて、帯状体の表面欠陥をも検出する。帯
状体の幅,蛇行量及びキャンバの算出に加えて、表面欠
陥の検出及び帯状体の側縁の欠けを検出することも可能
となり、これらをデータベース化して管理することによ
り、帯状体の品質保証、並びに製造過程における形状品
質改善及び向上を図ることが可能になる。
【0041】第7発明及び第13発明においては、蛇行
量及びキャンバの実測値に基づき圧延装置のロールの駆
動側及び作業側のギャップの設定値をフィードフォワー
ド制御するので、有効にキャンバの発生を抑制し、帯状
体の品質欠陥を防止することができる。
【0042】第8発明及び第14発明においては、蛇行
量及びキャンバの実測値に基づきトリム代を求め、この
トリム代に基づき蛇行制御のためのエッジポジションコ
ントロール設定値を変更してトリミングを行うので、有
効にキャンバの発生を抑制し、帯状体の品質欠陥を防止
することができる。
【0043】
【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態を
示す図面に基づいて詳述する。図1は、本発明の帯状体
の品質測定装置の構成を示すブロック図である。図1に
示すとおり、鋼帯1はローラ2により一定速度で長手方
向に搬送されている。このローラ2にはパルスエンコー
ダ7が接続されており、パルスエンコーダ7は鋼帯1の
搬送距離に応じたパルス数に基づきパルス信号を演算装
置5に入力する。
【0044】また、CCD(Charge Coupled Device )
を有する2台のテレビカメラ3a及び3bは、鋼帯1の
両側縁を撮像できるように設けられている。2台のテレ
ビカメラ3a及び3bは、連続的に鋼帯1の側縁を撮像
し、撮像した撮像画像を画像入力回路4を介して演算装
置5に対して出力する。そして演算装置5は、このよう
にしてテレビカメラ3a及び3bから入力された撮像画
像をメモリ6に記憶する。
【0045】なお、鋼帯1が長い場合は、メモリ6に記
憶されるデータ量が極めて大きくなるため、2台のテレ
ビカメラ3a及び3bは、上述したように連続的に撮像
するのではなく、例えば10乃至15mmピッチ程度で
断続的に撮像するようにしてもよい。
【0046】演算装置5は、このようにしてメモリ6に
記憶した複数の撮像画像に基づき、後述する手順にした
がって、鋼帯1の幅,蛇行量及びキャンバの算出、並び
に表面欠陥及び側縁の欠けの検出を行う。
【0047】測定の精度確保条件は、以下の通りであ
る。テレビカメラ3a及び3bのシャッタ速度VS(H
z)、鋼帯1の最大移動速度VL(mpm)、及び1回
測定情報における位置情報の測定間隔SL(mm)は以
下の式を満たすようにする。 VS≧{(VL×1000)/60}×{1/(SL/
Kv)} 1秒当りの移動量(mm) 測定間隔の1/Kv
の逆数 Kv≧10 但し、Kv:精度検証した範囲(係数) テレビカメラ3a及び3bの照度LX(Lx)は、シャ
ッタ速度VSから以下の式に基づき求める。 LX=KL×VS 但し、KL:変換係数(Lx/Hz)で、5.0〜7.
0 6.0が好ましい。
【0048】図2は、本発明の帯状体の品質測定装置が
備えるテレビカメラ3a及び3bの配置を説明するため
の模式的平面図である。図2において30a及び30b
はテレビカメラ3a及び3b夫々によって撮像される撮
像範囲を示している。また、これら撮像範囲30a及び
30bには、鋼帯1の側縁E1及びE2夫々が含まれて
いる。
【0049】ここで、鋼帯1の側縁E1及びE2とこれ
らの背景となる箇所との境界を明確にし、正確かつ安定
した側縁E1及びE2の位置情報を得るために、以下に
示す撮像環境が保たれている。 (1)鋼帯1の中央寄り上部には照明器(図示せず)を
設け、この照明器によって撮像範囲30a及び30b付
近を均一な照度分布で照射する。 (2)鋼帯1とその背景箇所との間に0〜100mm程
度の段差を設ける。 (3)鋼帯1の色とその背景箇所の色とのコントラスト
が大きくなるように、しかも撮像画像において鋼帯1を
示している画素の輝度値がこの背景箇所を示している画
素の輝度値よりも高くなるように、背景箇所の色を設定
する。例えば冷延鋼帯の場合、その背景箇所は黒色とす
る。そして、色濃淡レベルに閾値を設け、閾値の周辺に
おける色濃淡レベルの傾斜度から測定値を算出すること
で、測定分解能を向上させる。
【0050】次に本発明の帯状体の品質測定装置の動作
について説明する。図3は、演算装置5の処理手順を示
すフローチャートであり、図4は、鋼帯1の側縁E1か
ら鋼帯1の長手方向に設定された基準線までの距離La
1 〜La4を説明するための説明図である。
【0051】図4において、I1はテレビカメラ3aに
よって撮像された撮像画像を示している。またPa1
Pa4 は、鋼帯1の側縁E1上に所定間隔Lで配されて
いる4つの測定点を示しており、8は、鋼帯1の長手方
向に設定された基準線を示している。Pa1 からP
2 、Pa3 、Pa4 までの鋼帯1長手方向の距離は、
夫々L2 、L3 、L4 である。なお、基準線8は、撮像
範囲30aの任意の位置に設けてあればよい。
【0052】また図4における矢印は走査方向を示して
おり、本発明の品質測定装置は、測定点Pa1 〜Pa4
を含む走査線のみを走査することにより、位置情報の取
得時間の短縮化を図っている。
【0053】なお、測定点Pa1 〜Pa4 を含む走査線
に加え、該走査線夫々の付近の走査線をも走査し、これ
らの走査の結果に基づいて側縁E1の位置を算出するこ
とによって、精度を高めるようにしてもよい。
【0054】演算装置5は、テレビカメラ3aによって
撮像された撮像画像をメモリ6から取り出し、取り出し
た撮像画像に示されている鋼帯1の側縁E1を公知の方
法を用いて検出する。そして、ステップS101におい
て、i=0とする(iはキャンバの測定箇所数)。次
に、検出された側縁E1上の4つの測定点Pa1 〜Pn
(ここでは、n=4)夫々から基準線8までの距離La
1 〜Lan を算出する(S102)。さらに、次の式に
基づき初期設定を行う(ステップS103)。
【0055】
【数7】
【0056】次に、演算装置5は、パルスエンコーダ7
から入力されるパルス信号に基づいて鋼帯1が距離L
n-1 (ここではL3 =2L)移動したか否か判断する
(ステップS104)。ステップS104において、鋼
帯1がLn-1 移動した場合、ステップS105に進む。
ステップS104において、鋼帯1がLn-1 移動してい
ない場合、鋼帯1がL n-1 移動するまで処理を繰り返
す。
【0057】ステップS105において、演算装置5
は、撮像画像I1が撮像された後にテレビカメラ3aに
よって撮像された撮像画像を用いて、鋼帯1の側縁E1
から基準線8までの距離Lb1 〜Lbn (ここでは、n
=4)を算出する(ステップS105)。図5は、鋼帯
1の側縁E1から基準線8までの距離Lb1 〜Lb4
説明するための説明図である。図5において、I2はテ
レビカメラ3aによって撮像された撮像画像を示してお
り、この撮像画像I2は、上述した撮像画像I1の後に
撮像された撮像画像である。Pb1 は、上述した測定点
Pa3 が鋼帯1の搬送に伴って距離L3 搬送方向に移動
した場合の測定点を示す。Pb2 も同様に測定点Pa4
が距離L3 移動した場合の測定点である。
【0058】ステップS105では、演算装置5がこれ
ら4つの測定点Pb1 〜Pb4 夫々から基準線8までの
距離Lb1 〜Lb4 を算出する。
【0059】次に、演算装置5は、ステップS103に
て算出した距離La1 〜La4 及びステップS105に
て算出した距離Lb1 〜Lb4 を用いて、鋼帯1のズレ
量、蛇行量、キャンバを算出する(ステップS106乃
至S108)。以下、これらのステップの詳細について
説明する。演算装置5は、以下の式を用いて鋼帯1のズ
レ量Rを算出する(ステップS106)。
【0060】
【数8】
【0061】ここで「鋼帯1が斜走行する」とは、後述
するように鋼帯1がセンターラインと平行せずに搬送方
向に移動している状況を表している。
【0062】図6は、鋼帯1の斜走行によって発生する
鋼帯1の側縁E1上の任意の測定点から基準線8までの
距離のズレ量Rを説明するための説明図である。図6に
おいて、(a)は上述した測定点Pb1 の位置を、
(b)は上述した測定点Pa3 及びPa4 の位置を夫々
示しており、また(c)及び(d)は、鋼帯1の走行状
態を夫々示している。
【0063】ここで図6(d)に示すとおり、鋼帯1が
センターラインに対して平行に搬送されている場合は、
測定点Pa3 は測定点Pb11の位置に移動することとな
り、その結果この測定点Pb11が測定点Pb1 となる。
【0064】一方、図6(c)に示すとおり、鋼帯1が
センターラインに対して平行せずに搬送されている場
合、すなわち斜走行する場合は、測定点Pa3 は測定点
Pb12の位置に移動することにより、この測定点Pb12
が測定点Pb1 となる。そのため、Pa3 から基準線8
までの距離La3 は、Pb1 (図面ではPb12)から基
準線8までの距離Lb1 となり、鋼帯1がセンターライ
ンに対して平行に搬送されている場合に比し、距離Lb
1 から距離La3 を減じて得られた値(R)だけズレが
生じる。このRが、鋼帯1の斜走行により発生する基準
線8から鋼帯1の側縁E1までの距離のズレ量である。
但し、この場合、鋼帯1の蛇行は鋼帯1の斜走行のみに
よるものとしている。
【0065】本実施の形態では、このズレ量Rは上述の
式を用いて、演算装置5が算出する。次に、演算装置5
は、ステップS106にて算出されたズレ量Rを用い
て、次の式により鋼帯1の蛇行量Dを算出する(ステッ
プS107)。
【0066】
【数9】
【0067】さらに、演算装置は、ステップS107に
て算出された蛇行量Dを用いて、次の式により鋼帯1の
キャンバCを算出する(ステップS108)。
【0068】
【数10】
【0069】なお、上述した処理においては、テレビカ
メラ3aによって撮像された撮像画像I1及びI2を用
いているので、ステップS107及びS108にて算出
される鋼帯1の蛇行量D及びキャンバCは鋼帯1の側縁
E1における蛇行量D及びキャンバCであるが、テレビ
カメラ3bによって撮像された撮像画像を用いて同様の
処理を実行することによって、鋼帯1の側縁E2におけ
る蛇行量D及びキャンバCを算出することができること
はいうまでもない。
【0070】次に、ステップS109において、i=i
+n−2とする。そして、演算装置5は、蛇行量D及び
キャンバCの測定が終了したか否か判断する(ステップ
S110)。ステップS110において、測定が終了し
た場合、処理を終了する。ステップS110において、
測定が終了していない場合、処理をS104に戻す。
【0071】以下、鋼帯1の幅を算出する場合について
説明する。演算装置5は、テレビカメラ3a及び3b夫
々によって撮像された撮像画像を、メモリ6から取り出
す。
【0072】図7は、鋼帯1の幅を算出する処理を説明
するための説明図であり、(a)はテレビカメラ3bに
よって撮像された撮像画像を、(b)はテレビカメラ3
aによって撮像された撮像画像を夫々示している。な
お、これらの撮像画像は同一時間においてテレビカメラ
3a及び3b夫々によって撮像された撮像画像である。
【0073】図7(a)において、I3はテレビカメラ
3bによって撮像された撮像画像を示している。またP
cは、鋼帯1の側縁E2上の任意の測定点を示してお
り、Lcは、この測定点Pcから基準線8までの距離を
示している。
【0074】また図7(b)において、I4はテレビカ
メラ3aによって撮像された撮像画像を示しており、P
dは鋼帯1の側縁E1上の測定点を、Ldはこの測定点
Pdから基準線8までの距離を夫々示している。ここで
測定点Pc及びPdは、鋼帯1の搬送方向と直交する同
一線上の点である。
【0075】演算装置5は、次の式を用いて鋼帯1の幅
を算出する。 W=L−(Lc+Ld) ここでLは、鋼帯1の側縁E1に対する基準線8と側縁
E2に対する基準線8との間の距離を示している。
【0076】以下、鋼帯1の表面欠陥及び側縁の欠けの
検出をする場合について説明する。演算装置5は、テレ
ビカメラ3aによって撮像された撮像画像をメモリ6か
ら取り出し、取り出した撮像画像中の画素の輝度値を2
値化する。ここで、上述した撮像環境により、撮像画像
において鋼帯1を示している画素の輝度値は、その背景
箇所を示している画素の輝度値よりも高くなっている。
また鋼帯1の表面に表面傷などの表面欠陥がある場合、
上述した照明器による照明光の反射状態が変化するた
め、撮像画像において鋼帯1の表面欠陥部分を示してい
る画素の輝度値は、鋼帯1を示している画素の輝度値よ
りも高くなる。したがって、鋼帯1の表面に表面欠陥が
ない場合、2値化後の撮像画像は黒一色となる。一方、
鋼帯1の表面に表面欠陥がある場合、その表面欠陥を示
す画素のみが白色となる。よって、演算装置5は、白色
となっている画素を検出することにより、鋼帯1の表面
欠陥の検出を行う。
【0077】鋼帯1の側縁E1の欠けを検出する場合、
演算装置5は、撮像画像中の側縁E1を関数f(x)と
し、この関数f(x)を微分する。そしてその結果得ら
れた微分値が予め設定された閾値を越えるか否かを判別
し、越える場合に、側縁E1に欠けが発生したと判断す
る。
【0078】なお、テレビカメラ3bによって撮像され
た撮像画像に対しても表面欠陥及び側縁E2の欠けの検
出を行う。
【0079】上述した処理にしたがって、鋼帯1の幅,
蛇行量及びキャンバの算出、並びに表面欠陥及び側縁の
欠けの検出を繰り返すことにより、鋼帯1の品質測定を
行うことができる。
【0080】幅,蛇行量及びキャンバの情報は、測定
後、すぐに鋼帯1の圧延装置及びトリム装置においてフ
ィードフォワード制御に用いられることが望まれる。表
面欠陥及び側縁の欠けに関しては修正が困難であり、欠
陥部分の間引き、不良発生要因の調査及び改善等の情報
として使用されるが、その判定処理には時間を要する。
各取扱情報の特徴及び処理性能から、この実施の形態に
おいては、幅,蛇行量及びキャンバの測定及び処理は、
鋼帯1が1/3画面移動する毎に行い、表面欠陥及び側
縁の欠けの測定及び処理は、鋼帯1が1画面移動する毎
に行うように設計した。
【0081】以下、キャンバの抑制方法について説明す
る。図8は、圧延装置を示す模式的平面図であり、図
中、11は本発明に係る品質測定装置である。圧延ロー
ル13入側の作業側の鋼帯1の撮像範囲30a、及び駆
動側の撮像範囲30bから得られた情報に基づき、品質
測定装置11は作業側、駆動側のキャンバCpvwi、Cpv
diを算出し、これをギャップ制御装置12へ出力する。
ギャップ制御装置12は、これに基づき、圧延ロール1
3の目標とする作業側及び駆動側のギャップWgap 、D
gap を求め、フィードバック制御を行う。
【0082】図9は、ギャップ制御装置12の処理手順
を示すフローチャートである。まず、ステップS201
において、作業側、駆動側のキャンバCpvwi、Cpvdiを
入力する。次に、入力されたCpvwi、Cpvdiに基づき、
圧延ロール13の作業側、駆動側のギャップ補正値Wds
v 、Ddsv を算出する(ステップS202)。そして、
作業側、駆動側の圧延ロール13のギャップ設定値Wga
p sv、Dgapsvに前記Wdsv 、Ddsv を加算して、目標
とする作業、駆動側のギャップWgap、Dgap を求める
(ステップS203)。圧延ロール13の作業側、駆動
側のギャップ測定値Wgap fb、Dgap fbを入力する(ス
テップS204)。入力されたギャップ測定値Wgap f
b、Dgap fbに基づき、圧延ロール13の作業、駆動側
のギャップWgap 、Dgap をフィードバック制御する
(ステップS205)。
【0083】従来の圧延装置においては、作業側、駆動
側の圧延荷重の変化量に基づきキャンバを推定して、目
標とする作業、駆動側のギャップWgap 、Dgap を求め
ていたのに対し、本発明の圧延装置においては、作業
側、駆動側のキャンバの実測値Cpvwi、Cpvdiに基づ
き、ギャップ設定値Wgap sv、Dgap sv を補正して、
目標とする作業、駆動側のギャップWgap 、Dgap を求
めるので、有効にキャンバの発生を抑制することができ
る。
【0084】図10は、トリム装置を示す模式的平面図
であり、図中、11は本発明に係る品質測定装置であ
る。このトリム装置は、蛇行制御ロール15とサイドト
リマ16とを備えており、蛇行制御ロール15を左右に
ずらして鋼帯1の蛇行を制御しつつ、サイドトリマ16
により鋼帯1の縁部をカットすべくなしてある。品質測
定装置11は、蛇行制御ロール15の入側の駆動側の撮
像範囲30a、30bから得られた情報に基づき、作業
側、駆動側のキャンバの実測値Cpvwi、Cpvdiを算出
し、これを蛇行制御装置14へ出力する。蛇行制御装置
14は、これに基づき、蛇行制御ロール15のEPC設
定値を求め、フィードバック制御を行う。
【0085】図11は、蛇行制御装置14の処理手順を
示すフローチャートである。まず、ステップS301に
おいて、作業側、駆動側のキャンバの実測値Cpvwi、C
pvdiを入力する。次に、入力されたCpvwi及びCpvdiに
基づき、鋼帯1のトリム代を算出する(ステップS30
2)。そして、前記トリム代に基づき、EPC設定値E
PC sv を算出する(ステップS303)。次に、EP
C測定値EPC fb を入力する(ステップS304)。
入力されたEPC測定値EPC fb に基づき、EPCを
フィードバック制御する(ステップS305)。
【0086】従来のトリム装置においては、EPC設定
値EPC sv を固定していたのに対し、本発明のトリム
装置においては、作業側、駆動側のキャンバの実測値C
pvwi、Cpvdiに基づき、EPC設定値を変更して鋼帯1
の蛇行を制御するので、有効にキャンバの発生を抑制す
ることができる。さらに、トリム装置の出側において、
鋼帯1の蛇行(移動)状況の情報に基づき、移動装置
(T/R等)を制御することにより、望ましい帯状体の
搬送及びコイルの巻き取りを行うことが可能になる。
【0087】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明
する。レーザー加工により、片側縁がピッチ100mm
で振幅1mmの波形に加工された鋼帯のキャンバの算出
を行った。図12は、本発明の品質測定装置を用いて鋼
帯のキャンバを算出した場合とオフラインで3次元測定
装置を用いて鋼帯のキャンバを測定した場合との比較結
果を示すグラフである。図12において、(a)は本発
明の品質測定装置によって算出された結果を示してお
り、(b)はオフラインで3次元測定装置によって測定
された結果を示している。図12に示すとおり、これら
の結果の誤差は0.01mm以下であった。
【0088】図13は、本発明の品質測定装置11を用
い、冷延薄板鋼板の同一範囲(31m)について、通板
速度12mpm でキャンバを3回測定した結果を示したグ
ラフである。同時に、実際に薄板鋼板を展開し、水糸を
張って隙間ゲージで計測した場合も示す。図13におい
て、(a)、(b)及び(c)は、夫々1回目、2回
目、3回目に測定した値、(d)は水糸を張って計測し
た値を示す。図13より、本発明の品質測定装置11を
用いることにより、±0.5mmの範囲内で再現性よく
キャンバを測定できたことが判る。
【0089】以上のように、本発明の鋼帯1の品質測定
方法及び品質測定装置においては、鋼帯1の移動中に、
略全長に亘り、幅,蛇行量及びキャンバの測定、並びに
表面欠陥及び側縁の欠けの検出を同時に、高精度に実施
することができる。従って、本発明の品質測定装置は、
従来の場合のように複数のエッジ位置検出センサ等を備
える必要がなく、限られたスペースで足りる。
【0090】また、本発明のキャンバ抑制方法による場
合は、前記幅,蛇行量及びキャンバの情報に基づき、帯
状体の圧延装置及びトリム装置にフィードフォワード制
御を行うので、より形状精度が高い帯状体を製造するこ
とができる。
【0091】なお、前記実施の形態においては、帯状体
として鋼帯1を適用した場合につき説明しているが、こ
れに限定されるものではない。また、前記実施の形態に
おいては、各撮像画面において、測定箇所数nが4であ
る場合につき説明しているが、これに限定されず、nは
3以上であればよい。さらに、前記実施の形態において
は、図10のトリム装置において、鋼帯1の作業側、駆
動側のキャンバの実測値Cpvwi、Cpvdiに基づきEPC
設定値EPCsv を求める場合につき説明しているが、
一方のキャンバの実測値に基づきEPC設定値EPC s
v を求めることにしてもよい。但し、両方のキャンバの
実測値に基づきEPC設定値を求める方が好ましい。
【0092】
【発明の効果】以上、詳述したように、本発明の帯状体
の品質測定方法及び品質測定装置によれば、撮像手段に
よって撮像された撮像画像を用いることによって、帯状
体の移動中に、帯状体の幅,蛇行量及びキャンバの算
出、並びに表面欠陥及び側縁の欠けの検出を同時に、高
精度に行うことができ、帯状体の品質を短時間で評価す
ることができる。従って、本発明の品質測定装置は、従
来の場合のように複数のエッジ位置検出センサ等を備え
る必要がなく、設置スペースが少なくてすむ。
【0093】また、本発明のキャンバ抑制方法による場
合は、前記幅,蛇行量及びキャンバの情報に基づき、帯
状体の圧延装置及びトリム装置にフィードフォワード制
御を行うので、より形状精度が高い帯状体を製造するこ
とができる。さらに、トリム装置の出側において、帯状
体の蛇行(移動)状況の情報に基づき、移動装置(T/
R等)を制御することにより、望ましい帯状体の搬送及
びコイルの巻き取りを行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の帯状体の品質測定装置の構成を示すブ
ロック図である。
【図2】本発明の帯状体の品質測定装置が備えるテレビ
カメラの配置を説明するための模式的平面図である。
【図3】演算装置の処理手順を示すフローチャートであ
る。
【図4】鋼帯の側縁から鋼帯の長手方向に設定された基
準線までの距離を説明するための説明図である。
【図5】鋼帯の側縁から鋼帯の長手方向に設定された基
準線までの距離を説明するための説明図である。
【図6】鋼帯の斜走行によって発生する鋼帯の側縁上の
任意の測定点から基準線までの距離のズレ量を説明する
ための説明図である。
【図7】鋼帯の幅を算出する処理を説明するための説明
図である。
【図8】圧延装置を示す模式的平面図である。
【図9】ギャップ制御装置の処理手順を示すフローチャ
ートである。
【図10】トリム装置を示す模式的平面図である。
【図11】蛇行制御装置の処理手順を示すフローチャー
トである。
【図12】本発明の品質測定装置を用いて鋼帯のキャン
バを算出した場合とオフラインで3次元装置を用いて鋼
帯のキャンバを測定した場合との比較結果を示すグラフ
である。
【図13】本発明の品質測定装置を用い、冷延薄板鋼板
の同一範囲(31m)について、通板速度12mpm でキ
ャンバを3回測定した結果を示したグラフである。
【図14】従来の鋼帯の品質測定情報取得装置の構成を
示すブロック図である。
【符号の説明】
1 鋼帯 2 ローラ 3a,3b テレビカメラ 5 演算装置 6 メモリ 8 基準線 11 品質測定装置 12 ギャップ制御装置 13 圧延ロール 14 蛇行制御装置 15 蛇行制御ロール 16 サイドトリマ E1,E2 側縁
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G01B 11/04 B21B 37/00 BBK 11/255 119Z 11/30 G01B 11/24 M G (72)発明者 野上 真一 大阪府大阪市中央区北浜4丁目5番33号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 堀川 英雄 大阪府大阪市中央区北浜4丁目5番33号 住友金属工業株式会社内 Fターム(参考) 2F065 AA09 AA12 AA22 AA46 AA49 BB13 BB15 CC06 DD02 FF04 FF67 JJ03 JJ05 JJ26 NN20 PP16 QQ03 QQ24 QQ25 4E024 AA06 BB18 CC01 GG05

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 搬送される帯状体を所定の間隔で撮像す
    る撮像手段を用い、該撮像手段によって撮像された複数
    の撮像画像に基づいて、帯状体の蛇行量及びキャンバを
    算出する帯状体の品質測定方法において、 撮像画像中の帯状体の側縁の複数箇所の夫々から帯状体
    の長手方向に設定された基準線までの距離を算出するス
    テップと、 撮像画像中の帯状体の所定箇所における前記距離と、帯
    状体を所定距離搬送した後の撮像画像中の帯状体の前記
    箇所における前記距離との差異を検出するステップと、 前記差異に基づいて、帯状体の蛇行量を算出するステッ
    プと、 前記蛇行量に基づいて、帯状体のキャンバを算出するス
    テップとを含むことを特徴とする帯状体の品質測定方
    法。
  2. 【請求項2】 次の式に基づきズレ量を求めるステップ
    と、 【数1】 次の式に基づき蛇行量を求めるステップと、 【数2】 次の式に基づきキャンバを求めるステップと 【数3】 を含む請求項1記載の帯状体の品質測定方法。
  3. 【請求項3】 帯状体の両側縁につき、複数箇所の夫々
    から、帯状体の両側に設定された各基準線までの距離を
    算出するステップと、 次の式に基づき帯状体の幅を算出するステップとを含む
    請求項1又は2記載の帯状体の品質測定方法。 W=L−(Lc+Ld) 但し、L :帯状体の両側の基準線間の距離 Lc:一側縁の所定箇所から一側縁側の基準線までの距
    離 Ld:前記箇所に対し、帯状体の搬送方向と直交する同
    一線上にある他側縁の箇所から他側縁側の基準線までの
    距離
  4. 【請求項4】 前記撮像手段のシャッタ速度VS及び照
    度LXが次の式を満足する請求項1乃至3のいずれかに
    記載の帯状体の品質測定方法。 VS≧{(VL×1000)/60}×{1/(SL/
    Kv)} Kv≧10 LX=KL×VS 但し、Kv:精度検証した範囲(係数) KL:変換係数(Lx/Hz)で、5.0〜7.0
  5. 【請求項5】 前記距離に基づいて、帯状体の側縁の欠
    けを検出するステップを更に含むことを特徴とする請求
    項1乃至4のいずれかに記載の帯状体の品質測定方法。
  6. 【請求項6】 前記撮像画像中の画素の輝度値に基づい
    て、帯状体の表面欠陥を検出するステップを含む請求項
    1乃至5のいずれかに記載の帯状体の品質測定方法。
  7. 【請求項7】 帯状体を圧延するときに、ロールの作業
    側及び駆動側のギャップをフィードバック制御してキャ
    ンバの発生を抑制するキャンバ抑制方法において、 請求項1乃至4のいずれかに記載の帯状体の品質測定方
    法により、ロール入側の帯状体の作業側及び駆動側の蛇
    行量及びキャンバを求めるステップと、 前記蛇行量及びキャンバに基づきロールの作業側及び駆
    動側のギャップ補正値を算出するステップと、 作業側及び駆動側の前記ギャップ補正値をロールの作業
    側及び駆動側のギャップ設定値に加算するステップとを
    含むことを特徴とするキャンバ抑制方法。
  8. 【請求項8】 帯状体の両側縁をトリミングするとき
    に、帯状体の蛇行をフィードバック制御してキャンバの
    発生を抑制するキャンバ抑制方法において、 請求項1乃至4の帯状体の品質測定方法により、帯状体
    の一側縁又は両側縁の蛇行量及びキャンバを求めるステ
    ップと、 前記蛇行量、キャンバ及び目標とする帯状体の幅に基づ
    いてトリム代を求めるステップと、 前記トリム代に基づき、蛇行制御設定値を算出するステ
    ップとを含むことを特徴とするキャンバ抑制方法。
  9. 【請求項9】 搬送される帯状体を所定の間隔で撮像す
    る1又は複数の撮像手段を備え、該撮像手段によって撮
    像された複数の撮像画像に基づいて、帯状体の蛇行量及
    びキャンバを算出すべくなしてある帯状体の品質測定装
    置において、 撮像画像中の帯状体の側縁の複数箇所の夫々から、帯状
    体の長手方向に設定された基準線までの距離を算出する
    距離算出手段と、 撮像画像中の帯状体の所定箇所における前記距離算出手
    段によって算出された距離と、帯状体を所定距離搬送し
    た後の撮像画像中の前記箇所における前記距離算出手段
    によって算出された距離との差異を比較する差異検出手
    段と、 前記差異に基づいて、帯状体の蛇行量を算出する蛇行量
    算出手段と、 該蛇行量算出手段によって算出された帯状体の蛇行量に
    基づいて、帯状体のキャンバを算出するキャンバ算出手
    段とを備えることを特徴とする帯状体の品質測定装置。
  10. 【請求項10】 帯状体の両側縁につき、複数箇所の夫
    々から、帯状体の両側に設定された各基準線までの距離
    を算出する距離算出手段と、 帯状体の搬送方向と直交する同一線上にある一対の箇所
    から各基準線までの距離に基づいて、帯状体の幅を算出
    する幅算出手段とを備える請求項9記載の帯状体の品質
    測定装置。
  11. 【請求項11】 前記距離算出手段によって算出された
    距離に基づいて、帯状体の側縁の欠けを検出する欠け検
    出手段を備える請求項9又は10記載の帯状体の品質測
    定装置。
  12. 【請求項12】 前記撮像画像中の画素の輝度値に基づ
    いて、帯状体の表面欠陥を検出する表面欠陥検出手段を
    備える請求項9乃至11のいずれかに記載の帯状体の品
    質測定装置。
  13. 【請求項13】 ロールの作業側及び駆動側のギャップ
    をフィードバック制御して圧延すべくなしてある圧延装
    置において、 請求項9又は10記載の帯状体の品質測定装置と、 前記品質測定装置により求められた、ロール入側の帯状
    体の作業側及び駆動側の蛇行量及びキャンバを取り込む
    手段と、 前記蛇行量及びキャンバに基づきロールの作業側及び駆
    動側のギャップ補正値を算出する手段と、 作業側及び駆動側の前記ギャップ補正値をロールの作業
    側及び駆動側のギャップ設定値に加算する手段とを備え
    ることを特徴とする圧延装置。
  14. 【請求項14】 帯状体の蛇行をフィードバック制御し
    て帯状体の両側縁をトリミングすべくなしてあるトリム
    装置において、 請求項9又は10記載の帯状体の品質測定装置と、 前記品質測定装置により求められた、帯状体の一側縁又
    は両側縁の蛇行量及びキャンバを取り込む手段と、 前記蛇行量、キャンバ及び目標とする帯状体の幅に基づ
    いてトリム代を求める手段と、 前記トリム代に基づき、エッジポジションコントロール
    設定値を算出する手段とを備えることを特徴とするトリ
    ム装置。
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