JP2003279323A - 圧延機直近幅計 - Google Patents
圧延機直近幅計Info
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- JP2003279323A JP2003279323A JP2002078984A JP2002078984A JP2003279323A JP 2003279323 A JP2003279323 A JP 2003279323A JP 2002078984 A JP2002078984 A JP 2002078984A JP 2002078984 A JP2002078984 A JP 2002078984A JP 2003279323 A JP2003279323 A JP 2003279323A
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- rolling
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B38/00—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product
- B21B38/04—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product for measuring thickness, width, diameter or other transverse dimensions of the product
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 板材を圧延する圧延機の圧延ロール直近にお
ける板幅を測定する圧延機直近幅計に関する。 【解決手段】 前記板材の両端エッジ部のエッジ位置を
検出する少なくとも1 対の一次元ＣＣＤカメラを有して
なり、該一次元ＣＣＤカメラの視向を、圧延機内部の圧
延ロール直近における板材をのぞき込む角度としてな
る。
ける板幅を測定する圧延機直近幅計に関する。 【解決手段】 前記板材の両端エッジ部のエッジ位置を
検出する少なくとも1 対の一次元ＣＣＤカメラを有して
なり、該一次元ＣＣＤカメラの視向を、圧延機内部の圧
延ロール直近における板材をのぞき込む角度としてな
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧延機、好適に
は、板材の幅方向圧延を行う熱間圧延機において、板幅
制御精度を大幅に向上させる技術に関する。なお、以下
では、圧延機で圧延する板材として熱間の厚鋼板（単に
鋼板ともよぶ。）を例示して説明するが、板材をこれに
限定するものでないことは言うまでもない。
は、板材の幅方向圧延を行う熱間圧延機において、板幅
制御精度を大幅に向上させる技術に関する。なお、以下
では、圧延機で圧延する板材として熱間の厚鋼板（単に
鋼板ともよぶ。）を例示して説明するが、板材をこれに
限定するものでないことは言うまでもない。
【０００２】
【従来の技術】厚鋼板を圧延する圧延機の板幅制御を目
的として、圧延機近傍で板幅を測定する幅計としては、
従来、以下の３方式の幅計が知られており、それぞれ、
実用化されている。 (1) 透過方式幅計（バックライト方式幅計） 鋼板両エッジの上方位置に一次元ＣＣＤカメラ（以下、
単にＣＣＤカメラともいう。）を配し、また、対向する
下方位置に下部光源を配して、下部光源が鋼板で遮られ
るエッジ部を検出することで、鋼板の板幅測定を行う。
的として、圧延機近傍で板幅を測定する幅計としては、
従来、以下の３方式の幅計が知られており、それぞれ、
実用化されている。 (1) 透過方式幅計（バックライト方式幅計） 鋼板両エッジの上方位置に一次元ＣＣＤカメラ（以下、
単にＣＣＤカメラともいう。）を配し、また、対向する
下方位置に下部光源を配して、下部光源が鋼板で遮られ
るエッジ部を検出することで、鋼板の板幅測定を行う。
【０００３】本方式では、板材の下方位置に下部光源を
設ける必要があり、板幅の測定位置を圧延ロール直近と
するには、下部光源を圧延機内部に組み入れることが必
要となる。そのため、圧延機に関係する機械設備との干
渉を回避し、かつ、圧延機内の悪環境に耐える保全性の
高い構造とする必要があり、下部光源設備が必然的に大
がかりな設備となってしまう。これを回避するため、本
方式では、通常、板幅の測定位置を圧延機出側（また
は、入側）の圧延機設備と干渉しない圧延機から離れた
位置に設置される。 (2) 距離測定方式幅計 鋼板の幅方向両端の端部位置に向けて１対のレーザ距離
計を配し、その距離測定を行うことで、鋼板の板幅測定
を行う。
設ける必要があり、板幅の測定位置を圧延ロール直近と
するには、下部光源を圧延機内部に組み入れることが必
要となる。そのため、圧延機に関係する機械設備との干
渉を回避し、かつ、圧延機内の悪環境に耐える保全性の
高い構造とする必要があり、下部光源設備が必然的に大
がかりな設備となってしまう。これを回避するため、本
方式では、通常、板幅の測定位置を圧延機出側（また
は、入側）の圧延機設備と干渉しない圧延機から離れた
位置に設置される。 (2) 距離測定方式幅計 鋼板の幅方向両端の端部位置に向けて１対のレーザ距離
計を配し、その距離測定を行うことで、鋼板の板幅測定
を行う。
【０００４】本方式では、板幅測定箇所の板端部位置
に、板端部面に対して直交する方向にレーザ距離計を配
置する必要があり、圧延機の内部に配置するためには、
圧延機に関係する機械設備との干渉を回避する必要があ
り、また、圧延機内の悪環境に耐える保全性の高い構造
とする必要があり、設置のためには、かなり大がかりな
設備とすることが必要である。そのため、通常は、圧延
機出側（または、入側）の圧延機設備と干渉しない圧延
機から位置から離れた位置に設置される。 (3) （熱間鋼板の）自発光検出方式幅計 鋼板両エッジの上方位置に、熱間鋼板が発する放射光
（主に赤外線）を検出する一次元ＣＣＤカメラを配し、
鋼板エッジ部を検出することで、鋼板の板幅測定を行
う。
に、板端部面に対して直交する方向にレーザ距離計を配
置する必要があり、圧延機の内部に配置するためには、
圧延機に関係する機械設備との干渉を回避する必要があ
り、また、圧延機内の悪環境に耐える保全性の高い構造
とする必要があり、設置のためには、かなり大がかりな
設備とすることが必要である。そのため、通常は、圧延
機出側（または、入側）の圧延機設備と干渉しない圧延
機から位置から離れた位置に設置される。 (3) （熱間鋼板の）自発光検出方式幅計 鋼板両エッジの上方位置に、熱間鋼板が発する放射光
（主に赤外線）を検出する一次元ＣＣＤカメラを配し、
鋼板エッジ部を検出することで、鋼板の板幅測定を行
う。
【０００５】図５に基づき、本方式による従来の幅計9a
を、更に詳細に説明する。なお、ここで、圧延機３とし
ては、幅圧延ロール２で厚鋼板１を幅圧延する例を示
す。厚鋼板１は、搬送ロール４上を搬送される。一次元
ＣＣＤカメラ10a は、圧延機３の出側（または、入側）
の離れた位置に、厚鋼板１の直上となるように配置し、
11で示す幅測定ラインを測定することで板幅測定を行
う。
を、更に詳細に説明する。なお、ここで、圧延機３とし
ては、幅圧延ロール２で厚鋼板１を幅圧延する例を示
す。厚鋼板１は、搬送ロール４上を搬送される。一次元
ＣＣＤカメラ10a は、圧延機３の出側（または、入側）
の離れた位置に、厚鋼板１の直上となるように配置し、
11で示す幅測定ラインを測定することで板幅測定を行
う。
【０００６】ここで、厚鋼板１の搬送に伴う光学的な振
動変位要因誤差を抑制するために、一次元ＣＣＤカメラ
10a を厚鋼板１の直上に配置することは当然の測定条件
とされていた。さらに、従来の汎用一次元ＣＣＤカメラ
は検出感度が低く、鋼板の微弱な自然光を検出して幅計
として用いるに当り、本発明のように「のぞき込む角
度」に設定することは全く考えられなかった。
動変位要因誤差を抑制するために、一次元ＣＣＤカメラ
10a を厚鋼板１の直上に配置することは当然の測定条件
とされていた。さらに、従来の汎用一次元ＣＣＤカメラ
は検出感度が低く、鋼板の微弱な自然光を検出して幅計
として用いるに当り、本発明のように「のぞき込む角
度」に設定することは全く考えられなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、圧延機にお
ける板幅制御において、制御する板幅の精度を向上させ
るためには、圧延機内の圧延ロールにできる限り近い位
置で板幅を測定し、実際の圧延部と板幅測定位置のずれ
を極小とすることを好適とする。しかしながら、上記の
従来の幅計は、いずれもそのままでは、圧延機内の圧延
ロール直近位置での板幅測定に適用することはできなか
った。
ける板幅制御において、制御する板幅の精度を向上させ
るためには、圧延機内の圧延ロールにできる限り近い位
置で板幅を測定し、実際の圧延部と板幅測定位置のずれ
を極小とすることを好適とする。しかしながら、上記の
従来の幅計は、いずれもそのままでは、圧延機内の圧延
ロール直近位置での板幅測定に適用することはできなか
った。
【０００８】本発明は、圧延ロール直近における板幅の
直接測定を可能とし、圧延ロールでの圧延位置と板幅測
定位置の位置的、時間的ずれを最小にすることで、圧延
機を制御する際の制御誤差を最小に抑えることを可能な
らしめ、ひいては、圧延機における板幅制御精度を大幅
に向上することを可能とした圧延機直近幅計を提供する
ものである。
直接測定を可能とし、圧延ロールでの圧延位置と板幅測
定位置の位置的、時間的ずれを最小にすることで、圧延
機を制御する際の制御誤差を最小に抑えることを可能な
らしめ、ひいては、圧延機における板幅制御精度を大幅
に向上することを可能とした圧延機直近幅計を提供する
ものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の従来
の幅計について詳細に調査・研究を重ね、自発光検出方
式幅計を改善することで圧延ロール直近を測定すること
が可能であることを見出し、本発明に至った。すなわ
ち、本発明は、板材を圧延する圧延機の圧延ロール直近
における板幅を測定する圧延機直近幅計であって、前記
板材の両端エッジ部のエッジ位置を検出する少なくとも
1 対の一次元ＣＣＤカメラを有してなり、該一次元ＣＣ
Ｄカメラの視向を、圧延機内部の圧延ロール直近におけ
る板材をのぞき込む角度としてなることを特徴とする圧
延機直近幅計によって上記課題を解決したものである。
の幅計について詳細に調査・研究を重ね、自発光検出方
式幅計を改善することで圧延ロール直近を測定すること
が可能であることを見出し、本発明に至った。すなわ
ち、本発明は、板材を圧延する圧延機の圧延ロール直近
における板幅を測定する圧延機直近幅計であって、前記
板材の両端エッジ部のエッジ位置を検出する少なくとも
1 対の一次元ＣＣＤカメラを有してなり、該一次元ＣＣ
Ｄカメラの視向を、圧延機内部の圧延ロール直近におけ
る板材をのぞき込む角度としてなることを特徴とする圧
延機直近幅計によって上記課題を解決したものである。
【００１０】また、本発明は、前記一次元ＣＣＤカメラ
が、高感度電子シャッタータイプのイメージセンサ素子
を具備することが好適であることを見出したのである。
が、高感度電子シャッタータイプのイメージセンサ素子
を具備することが好適であることを見出したのである。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１に基づいて、本発明の圧延機
直近幅計９について、詳細に説明する。なお、図５で既
に説明した各部材には同一の番号を付し、ここでの再度
の説明を省力する。本発明は、自発光検出方式を採用
し、一次元ＣＣＤカメラ10に対し、その視向を圧延機内
部の圧延ロール直近における板材表面をのぞき込む角度
としてなるように配設することを特徴とする。なお、こ
こでは、前記の板材表面をのぞき込む角度θを45°とす
る場合について説明するが、これに限定されない。
直近幅計９について、詳細に説明する。なお、図５で既
に説明した各部材には同一の番号を付し、ここでの再度
の説明を省力する。本発明は、自発光検出方式を採用
し、一次元ＣＣＤカメラ10に対し、その視向を圧延機内
部の圧延ロール直近における板材表面をのぞき込む角度
としてなるように配設することを特徴とする。なお、こ
こでは、前記の板材表面をのぞき込む角度θを45°とす
る場合について説明するが、これに限定されない。
【００１２】本発明では、一次元ＣＣＤカメラ10を、板
材をのぞき込むように配設することで、板幅を測定する
幅測定ライン11を、幅圧延ロール２の直近位置とするこ
とができるのである。ところで、図２に示すように、従
来の一次元ＣＣＤカメラ10a では、厚鋼板１が上下に変
動しても、幅測定ラインは、11a 、12a として示すよう
に変化しない。そのため、厚鋼板の上下動に対して、ほ
とんど誤差は発生しない。
材をのぞき込むように配設することで、板幅を測定する
幅測定ライン11を、幅圧延ロール２の直近位置とするこ
とができるのである。ところで、図２に示すように、従
来の一次元ＣＣＤカメラ10a では、厚鋼板１が上下に変
動しても、幅測定ラインは、11a 、12a として示すよう
に変化しない。そのため、厚鋼板の上下動に対して、ほ
とんど誤差は発生しない。
【００１３】しかしながら、本発明のように斜め方向に
配設した一次元ＣＣＤカメラ10では、厚鋼板１が上下に
変動すると、幅測定ラインが、11a から11b へと変化し
てしまう。そのため、幅測定値も、Ｌa からＬb へと変
化し、搬送のライン変動に伴い測定値も変動することに
なる。このライン変動がゆっくりであり、ゆるやかな動
きであれば、従来のように、一次元ＣＣＤカメラの感度
が低く、受光時間が長い場合であっても、測定そのもの
は正常に行うことが可能である。そのため、例えば、両
エッジを測定する一次元ＣＣＤカメラをそれぞれ２眼と
し、３角法等に基づく距離補正を行うことで対処するこ
とが可能となる。しかしながら、ライン変動が急激な場
合には、１回の受光時間内での変動分がそのまま誤差と
なって積算して測定され、幅エッジ位置を平均化して測
定することになる。
配設した一次元ＣＣＤカメラ10では、厚鋼板１が上下に
変動すると、幅測定ラインが、11a から11b へと変化し
てしまう。そのため、幅測定値も、Ｌa からＬb へと変
化し、搬送のライン変動に伴い測定値も変動することに
なる。このライン変動がゆっくりであり、ゆるやかな動
きであれば、従来のように、一次元ＣＣＤカメラの感度
が低く、受光時間が長い場合であっても、測定そのもの
は正常に行うことが可能である。そのため、例えば、両
エッジを測定する一次元ＣＣＤカメラをそれぞれ２眼と
し、３角法等に基づく距離補正を行うことで対処するこ
とが可能となる。しかしながら、ライン変動が急激な場
合には、１回の受光時間内での変動分がそのまま誤差と
なって積算して測定され、幅エッジ位置を平均化して測
定することになる。
【００１４】図３は、１回の測定におけるＣＣＤカメラ
受光時間と、搬送レベル変動要因幅エッジ測定誤差の関
係を例示している。図示のように、従来のＣＣＤカメラ
を適用し、ＣＣＤカメラ受光時間が長い従来領域では、
誤差も大きく、ライン変動に対して幅計が必要とする精
度を満足することができなかったのであるが、本発明で
用いる高速シャッタを適用したＣＣＤカメラでは、ＣＣ
Ｄカメラ受光時間が短く、その誤差も幅計が必要とする
精度を十分に満足していることがわかる。
受光時間と、搬送レベル変動要因幅エッジ測定誤差の関
係を例示している。図示のように、従来のＣＣＤカメラ
を適用し、ＣＣＤカメラ受光時間が長い従来領域では、
誤差も大きく、ライン変動に対して幅計が必要とする精
度を満足することができなかったのであるが、本発明で
用いる高速シャッタを適用したＣＣＤカメラでは、ＣＣ
Ｄカメラ受光時間が短く、その誤差も幅計が必要とする
精度を十分に満足していることがわかる。
【００１５】以上の説明を、図４にまとめると、横軸の
搬送レベル変動速度と、縦軸の搬送レベル変動要因幅エ
ッジ測定誤差の関係は、図示のグラフとなる。すなわ
ち、点線で示す従来の直下方向を測定するＣＣＤカメラ
の場合、測定位置が変化しないことから、搬送レベル変
動速度が大きくなっても幅エッジ測定誤差はあまり変化
しない。しかし、従来のＣＣＤカメラを本発明に適用
し、のぞき込み角度を45°とすると、搬送レベル変動速
度が大きくなると、それに伴って幅エッジ測定誤差も大
きくなってしまう。
搬送レベル変動速度と、縦軸の搬送レベル変動要因幅エ
ッジ測定誤差の関係は、図示のグラフとなる。すなわ
ち、点線で示す従来の直下方向を測定するＣＣＤカメラ
の場合、測定位置が変化しないことから、搬送レベル変
動速度が大きくなっても幅エッジ測定誤差はあまり変化
しない。しかし、従来のＣＣＤカメラを本発明に適用
し、のぞき込み角度を45°とすると、搬送レベル変動速
度が大きくなると、それに伴って幅エッジ測定誤差も大
きくなってしまう。
【００１６】そのため、本発明に適用する一次元ＣＣＤ
カメラとして、従来の汎用の一次元ＣＣＤカメラに代え
て、高感度電子シャッタータイプのイメージセンサ素子
を適用した新しい一次元ＣＣＤカメラの開発を行った。
この電子シャッタ適用のＣＣＤカメラは、受光感度をア
ップさせる等して、受光時間の短縮を図っており、図示
のように、のぞき込み角45°で測定した場合でも、点線
で示す従来のＣＣＤカメラを直下方向で測定した場合
と、ほぼ同等の性能を有している。
カメラとして、従来の汎用の一次元ＣＣＤカメラに代え
て、高感度電子シャッタータイプのイメージセンサ素子
を適用した新しい一次元ＣＣＤカメラの開発を行った。
この電子シャッタ適用のＣＣＤカメラは、受光感度をア
ップさせる等して、受光時間の短縮を図っており、図示
のように、のぞき込み角45°で測定した場合でも、点線
で示す従来のＣＣＤカメラを直下方向で測定した場合
と、ほぼ同等の性能を有している。
【００１７】以上で説明のように、今回開発の新しいＣ
ＣＤカメラでは、受光する放射光量の不足からカメラの
測定視野面を被測定鋼板の平面部に対して圧延方向に直
角に配置することを不要としている。これによって、圧
延機内部を斜めからのぞき込む角度に設定することを可
能としたのである。なお、従来のＣＣＤカメラであって
も、圧延機の搬送速度を極端に遅くすれば誤差を解消で
きるが、実用的ではない。
ＣＤカメラでは、受光する放射光量の不足からカメラの
測定視野面を被測定鋼板の平面部に対して圧延方向に直
角に配置することを不要としている。これによって、圧
延機内部を斜めからのぞき込む角度に設定することを可
能としたのである。なお、従来のＣＣＤカメラであって
も、圧延機の搬送速度を極端に遅くすれば誤差を解消で
きるが、実用的ではない。
【００１８】また、一次元ＣＣＤカメラを斜めにのぞき
込むようにしたことで、被測定鋼板表面における自発光
エネルギー強度の急激なばらつきに起因して発生する測
定誤差に対しては、被測定鋼板の自発光エネルギー強度
を実際に測定して徹底的な調査・解析を行い、誤差要因
抑制アルゴリズムを開発することで問題を解決してい
る。
込むようにしたことで、被測定鋼板表面における自発光
エネルギー強度の急激なばらつきに起因して発生する測
定誤差に対しては、被測定鋼板の自発光エネルギー強度
を実際に測定して徹底的な調査・解析を行い、誤差要因
抑制アルゴリズムを開発することで問題を解決してい
る。
【００１９】
【発明の効果】本発明によって、圧延機を制御する際の
板幅制御誤差を最小に抑えることが可能となり、ひいて
は、圧延機における板幅制御精度を大幅に向上できた。
板幅制御誤差を最小に抑えることが可能となり、ひいて
は、圧延機における板幅制御精度を大幅に向上できた。
【図１】本発明の圧延機直近幅計の配置を示す模式図で
あり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図を示す。
あり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図を示す。
【図２】測定対象板材の搬送レベル変動に伴う測定値の
変動を説明する模式図である。
変動を説明する模式図である。
【図３】ＣＣＤカメラ受光時間と搬送レベル変動要因幅
エッジ誤差の関係を示すグラフである。
エッジ誤差の関係を示すグラフである。
【図４】搬送レベル変動速度と搬送レベル変動要因幅エ
ッジ誤差の関係を示すグラフである。
ッジ誤差の関係を示すグラフである。
【図５】圧延後の幅を測定する従来の幅計の配置を示す
模式図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図を示
す。
模式図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図を示
す。
１ 板材（厚鋼板）
２ 圧延ロール（幅圧延ロール）
３ 圧延機（圧延機ハウジング）
４ 搬送ロール
９ 圧延機直近幅計
9a （従来の）幅計
10 一次元ＣＣＤカメラ
10a （従来の）一次元ＣＣＤカメラ
11、11a 、11b 、12a 幅測定ライン
Ｌa 、Ｌb 幅測定値
Claims (2)
- 【請求項１】 板材を圧延する圧延機の圧延ロール直近
における板幅を測定する圧延機直近幅計であって、前記
板材の両端エッジ部のエッジ位置を検出する少なくとも
１対の一次元ＣＣＤカメラを有してなり、該一次元ＣＣ
Ｄカメラの視向を、圧延機内部の圧延ロール直近におけ
る板材をのぞき込む角度としてなることを特徴とする圧
延機直近幅計。 - 【請求項２】 前記一次元ＣＣＤカメラが、高感度電子
シャッタータイプのイメージセンサ素子を具備してなる
ことを特徴とする請求項１に記載の圧延機直近幅計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002078984A JP3801077B2 (ja) | 2002-03-20 | 2002-03-20 | 圧延機直近幅計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002078984A JP3801077B2 (ja) | 2002-03-20 | 2002-03-20 | 圧延機直近幅計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003279323A true JP2003279323A (ja) | 2003-10-02 |
| JP3801077B2 JP3801077B2 (ja) | 2006-07-26 |
Family
ID=29228637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002078984A Expired - Lifetime JP3801077B2 (ja) | 2002-03-20 | 2002-03-20 | 圧延機直近幅計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3801077B2 (ja) |
-
2002
- 2002-03-20 JP JP2002078984A patent/JP3801077B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3801077B2 (ja) | 2006-07-26 |
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Legal Events
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