JP2006038680A

JP2006038680A - ストリップの表面形状検知方法

Info

Publication number: JP2006038680A
Application number: JP2004220141A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Yokota; 廣幸横田; Gentaro Yoshida; 元太郎吉田
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2004-07-28
Filing date: 2004-07-28
Publication date: 2006-02-09

Abstract

【課題】ストリップの形状不良の検知を確実に行うことのできる方途について提案する。
【解決手段】搬送ロールを介して、ストリップを搬送するに際し、該ストリップの一方の幅方向端部側から他方の幅方向端部側に向けてレーザ光を照射し、該レーザ光を上記他方の幅方向端部側で受光し、ストリップの表面形状を検知するに当り、該レーザ光がストリップを板厚方向に跨ぐように照射幅を拡げる。
【選択図】図１

Description

鋼帯に代表されるストリップの搬送設備、例えば冷間圧延ラインのようなストリップの製造ラインにおいて、このストリップに発生する、いわゆる絞りと称される凸状の異常部を検出することにより、その異常部の発生部分を下流工程にて除去することができるため、異常部の事前検出が重要である。また、かような製造ラインにおいては、その下流工程に、ストリップに接近させてストリップを検査する検査装置が設置されているのが通例であり、ストリップに凸状の異常部が発生した場合、この凸状異常部が検査装置に接触すると該装置が破損する、おそれがあることから、やはり異常部の発生を事前検出して、凸状異常が発生したら下流工程の検査装置を退避させることが有意義である。

かようなストリップに発生する異常部を検出する技術として、特許文献１には、ストリップの搬送ロールの表面と平行に照射するレーザ光の投受光器を設置し、光の遮断を検出して形状不良部の通過を検知することが提案されている。
特開平６−２７３１３３号公報

特許文献１に記載された検知手段は、同文献１の図１に記載があるように、レーザ光を一般的なスポット状に照射し、このスポット径内での遮光を検出して上記測定を行うため、例えばストリップ表面に付着したごみや埃の類の異物と形状不良部とを区別することが難しく、従って形状不良部に限定した正確な検知が難しいところに問題があった。
また、ストリップの板厚に応じて投光位置の調節という、煩雑な操作を行う必要があり、さらには、ストリップの板厚変動に対処しきれない不利もある。

そこで、本発明は、ストリップの形状不良の検知を確実に行うことのできる方途について提案することを目的とする。

発明者らは、ストリップの形状不良の検知を確実に行うための手段について、特にストリップの板厚変動に対処可能の手段を模索したところ、レーザ光の照射形状を工夫することが極めて有効であることを知見し、本発明を完成するに到った。

すなわち、本発明の要旨構成は、次の通りである。
（１）搬送ロールを介して、ストリップを搬送するに際し、該ストリップの一方の幅方向端部側から他方の幅方向端部側に向けてレーザ光を照射し、該レーザ光を上記他方の幅方向端部側で受光し、ストリップの表面形状を検知するに当り、該レーザ光がストリップを板厚方向に跨ぐように照射幅を拡げることを特徴とするストリップの表面形状検知方法。

（２）レーザ光の受光をＣＣＤ素子にて行うことを特徴とする上記（１）に記載のストリップの表面形状検知方法。

本発明によれば、レーザ光５はストリップ２を板厚方向に跨いで照射されるため、ストリップ２の板厚方向の変動を連続して検出可能であり、ストリップ２の表面変動を板厚方向の変動代として正確に捉えることが可能である。従って、ストリップの厚さが薄いものから厚いものまで搬送されてくるラインに設置して、検出したい形状不良部（凸部）を板厚に関わらず検出することができる。

以下、本発明のストリップの形状不良検知方法について、図１を参照して詳しく説明する。
図１は、搬送ロール１にストリップ２を巻き付けた状態を示し、この状態にあるストリップ２に対し、ストリップ２の一方の幅方向端部側に設けた投光器３から他方の幅方向端部側に設けた受光器４に向けて、搬送ロール１の軸と平行にレーザ光５を照射し、該レーザ光５を受光器４で受光する。そして、ストリップ２の表面形状は、投光器３からのレーザ光５を遮る影として受光器４において認識される。

ここで、投光器３からのレーザ光５は、例えばレンズを介して光源からの光軸を拡開して線状の照射幅を有するものとして、図示のように、このレーザ光５を、その照射幅がストリップ２を板厚方向に跨ぐ向きに据えて照射することが肝要である。

さて、上掲の特許文献１に記載のスポット状のレーザ光を照射してストリップ２の表面形状の変化、典型例として図１に示す鋼帯の幅方向中央部が搬送ロールと反対の向きに凸に隆起した絞り６を検知する場合は、図２にスポット状のレーザ光７を点線で示すように、絞り６が通過した際は受光と遮光を判別するにとどまる。

これに対して、本発明に従って、レーザ光５の照射形状並びに向きを制御すれば、具体的には図３に示すように、レーザ光５はストリップ２を板厚方向に跨いで照射すれば、ストリップ２の板厚方向の変動を連続して検出可能であり、ストリップ２の表面変動を板厚方向の変動代として正確に捉えることが可能である。従って、形状不良に起因したものなのか、異物等の通過物なのかの判別が可能になるのである。すなわち、ストリップ２の表面欠陥、例えば絞りなどは、いずれの向きにおいても徐々に隆起して最高点になってから再び高さが漸減するのが通例であるから、かような欠陥は板厚方向の変動代が検出されれば、絞りとして判断でき、しかも表面に付着した異物等と明確に区別され得るのである。
また、このような検出を板厚に関わらず容易に行い得るのである。

上記のように線状に照射幅が拡げられたレーザ光を照射してストリップの表面形状を投影する際、その投影を受ける受光器４は、当然線状にて受光する必要があり、かくして遮光高さに合った電気信号に比例して変換できる。このため、受光器４の窓を例えば長方形にするとよく、さらに受光器をＣＣＤ式にして受光することが好ましい。
すなわち、ＣＣＤ式受光器は、小さな受光素子を多数線状に配置した構造のため、ストリップの表面に発生した形状不良部（凸部）による受光器上の受光と遮光の境界が明瞭に検出でき、形状不良部（凸部）の高さを特定できる。

なお、レーザ光５を、その照射幅がストリップ２を板厚方向に跨ぐ向きに拡げて照射するに際し、前記境界位置を精度良く求めるためには、レーザ光５は、その照射幅を拡げる方向がストリップ２の板厚方向にあるか、或いは板厚方向に対する傾きをできるだけ少なく、具体的には板厚方向に対して３０°以内の傾斜範囲内とすることが好ましい。

また、図３には、投光器および受光器を搬送ロール１の軸と平行の線上に配置しているが、該平行線上から傾けて設置することによって、図４に示すように、投光器３ｂから見た凸部６ｂの後方に、別の凸部６ａが隠れている場合も対処可能となる。
すなわち、図４に示すように、投光器３および受光器４の組み合わせを、例えば２組用意し、投光器３ａからのレーザ光５がロール１の軸に対して傾いた線上に配置する。すると、レーザ光５ａで凸部６ａを検出することが可能になるのである。

図１に示したところに従って、搬送ロール１に巻き付けた、幅1600ｍｍおよび厚さ1.0ｍｍのストリップ（めっき原板）２における凸部（絞り）６の発生を検出するに当り、図５に示すように、光源３ｇからのレーザをレンズ３ｈを介して線状に照射幅を３０ｍｍに拡開した投光器３からのレーザ光５を、受光器４においてレンズ４ｇを介してＣＣＤ素子４ｈに入光させて、受光器４での投影（受光と遮光の境界）を検出した。その検出結果の一例を図６に示す。
なお、レンズ３ｈは、市販のレーザ用コリメータ（平行光束を得るための光学素子）を用いた。

この種のめっき原板における絞りの経験値から、投影から求めた板厚方向の変動量が３ｍｍを閾値として設定し、この閾値を超える時間が８msec以上の場合を絞りとして検出したところ、図６の検出結果は条件を満たしたため、絞りの発生と判断したところ、下流において絞りの発生を確認した。一方、同様の条件で検出を試み、絞りの発生はないと判断したところ下流においても絞りの発生は確認されなかった。以上の操作によって、めっき原板の溶接点前後±10ｍの部分を除く100ｋｍの長さにわたって、絞りの検知を行ったところ、下流における的中率は99.1％であった。

本発明のストリップの形状不良検知方法について、ストリップとしてめっき原板を主に説明したが、これ以外にも、亜鉛めっき鋼板や非鉄金属板、さらには紙や合成樹脂の帯状体における、表面欠陥の検知に適用することが可能である。要は、ストリップ表面の凸部の的確な測定がもとめられるとき、本発明は有利に適合する。

従来技術によるストリップの形状不良の検知要領を示す斜視図である。スポット状レーザ光による検出を示す図である。照射幅を線状に拡げたレーザ光による検出を示す図及び本発明によるストリップの形状不良の検知要領を示す斜視図である。本発明による他の検知手段を示す斜視図である。本発明による検知要領を具体的に示す図である。レーザ光投影による検出結果を示す図である。

符号の説明

１搬送ロール
２ストリップ
３投光器
４受光器
５レーザ光
６絞り

Claims

搬送ロールを介して、ストリップを搬送するに際し、該ストリップの一方の幅方向端部側から他方の幅方向端部側に向けてレーザ光を照射し、該レーザ光を上記他方の幅方向端部側で受光し、ストリップの表面形状を検知するに当り、該レーザ光がストリップを板厚方向に跨ぐように照射幅を拡げることを特徴とするストリップの表面形状検知方法。
レーザ光の受光をＣＣＤ素子にて行うことを特徴とする請求項１に記載のストリップの表面形状検知方法。