JP2006349555A - マーキング領域検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱間加工材のシャー切断面のうちマーキングに適した領域を確実に検出する。
【解決手段】 熱間加工材５のシャー切断面５ａに熱間加工材５の自発光の光波長とは異なる青色の波長光を照射する照明装置４と、シャー切断面５ａの画像を得るカラーＣＣＤカメラ１と、当該ＣＣＤカメラ１で得た画像から自発光の波長域の第１画像と照射光の波長域の第２画像とを分離して、第１画像と第２両画像の差分の画像よりマーキングに適したシャー切断面領域を特定するコンピュータ２とを備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明はマーキング領域検出装置に関し、特に、熱間加工した鋼材などにマーキングする際にマーキングに適した領域を検出する検出装置に関する。

図６に示すように、熱間圧延鋼材５のシャー切断面５ａはシャーが通過した方向（矢印）へ引っ張られて垂れた形状となる。シャーによる切断は図７に示す角型鋼材５の場合、通常、その断面角部５１へシャーを進入させて行われるが、この場合、上記切断面５ａでは、シャーが進入した、垂れ方向の上流端に位置する断面角部５１から延びる二辺５２，５３に沿って、幅のある平坦な領域（一次切断面）Ｚ１が生じ、残る領域は凹凸のある二次切断面Ｚ２となる。なお、特許文献１には鋼板のレーザマーキング装置が示されている。
特開平６−５５２８２

マーキング位置へ搬送されてくる角型鋼材は、鋼材搬送装置で搬送される途中の転回によって、その一次切断面Ｚ１の位置が図８に示すように９０度単位で回転変化する。そこで、マーキングに適した平坦な一次切断面Ｚ１にレーザマーキング装置等を使用してマーキングしようとすると、一次切断面Ｚ１の位置を確実に特定する必要がある。

そこで、本発明はこのような要請に鑑みたもので、熱間加工材のシャー切断面のうちマーキングに適した領域を確実に検出できるマーキング領域検出装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本第１発明では、熱間加工材（５）のシャー切断面（５ａ）に熱間加工材（５）の自発光の光波長とは異なる波長光を照射する第１光照射手段（４）と、シャー切断面（５ａ）の画像を得る撮像手段（１）と、撮像手段（１）で得た画像から自発光の波長域の第１画像（Ｇ１）と照射光の波長域の第２画像（Ｇ２）とを分離して、第１画像（Ｇ１）と第２両画像（Ｇ２）の差分の画像（Ｇ３）よりマーキングに適したシャー切断面領域（Ｚ１）を特定する特定手段（２）とを具備している。ここで、第１光照射手段の照射光の波長域は青色域とすることができる。

本第１発明において、差分画像によってシャー切断面の垂れ方向を判定することができるから、シャー切断面上で垂れ方向の上流端部に生じるマーキングに適した平坦領域の位置を確実に特定することができる。

本第２発明では、上記自発光の波長域および照射光の波長域とは異なる波長域のライン光をシャー切断面（５ａ）に対して傾斜させて照射する第２光照射手段（３）と、撮像手段（１）で得た画像からライン光を抽出してその位置よりシャー切断面（５ａ）までの距離を測定する距離測定手段（２）とをさらに具備している。ここで、第２光照射手段の照射光の波長域は緑色域とすることができる。本第２発明においては、シャー切断面上のマーキングに適した平坦領域までの距離を確実に測定することができる。

なお、上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以上のように、本発明のマーキング領域検出装置によれば、熱間加工材のシャー切断面のうちマーキングに適した領域を確実に検出することができる。

図１にはマーキング領域検出装置の全体構成を示す。図１において、熱間圧延材５のシャー切断面５ａに向けてカラーＣＣＤカメラ１が設けてあり、当該ＣＣＤカメラ１はコンピュータ２に接続されている。ＣＣＤカメラ１に隣接してレーザラインマーカ３が設けてあり、当該ラインマーカ３から発した緑色のレーザ光Ｌｓによって、シャー切断面５ａにはこれを横切るように、ｘ点を通り紙面垂直方向へ延びるライン光が生成されている。上記レーザ光Ｌｓの照射方向はシャー切断面５ａの垂線Ｌｈに対して角度θで傾斜させてあり、シャー切断面５ａが例えば図１の鎖線で示す位置になると、ライン光の形成位置はｘ点からｘ´点へ移動する。ここで、ライン光がｘ点にあるときのシャー切断面５ａまでの距離Ｄは予め精密に測定されている。また、上記ＣＣＤカメラ１の周囲にはシャー切断面５ａに向けて、青色の発光ダイオード４１を多数備えた照明装置４が設けてあって、シャー切断面５ａを照射している。

ＣＣＤカメラ１によって得られたシャー切断面５ａの画像データはコンピュータ２に入力され、以下に説明する画像処理によって、マーキングに適した一次切断面Ｚ１（図７参照）の領域が特定される。すなわち、コンピュータ２では最初に、ＣＣＤカメラ１の撮影画像より、赤熱した熱間圧延材５からの自発光による長波長（赤色）域画像（第１画像）Ｇ１を抽出する。この第１画像Ｇ１を図２に示す。第１画像Ｇ１は、シャー切断面５ａのみならず、当該シャー切断面５ａがシャーによる切断方向へ垂れていることによって（図６参照）、ＣＣＤカメラ１から見てシャー切断面５ａよりも後方に位置する、シャーの進入する断面角部５１（図７）から延びる二辺５２，５３に臨む側面５ｂ，５ｃを含むものとなる。続いて、コンピュータ２では撮影画像から短波長（青色）域画像（第２画像）Ｇ２が抽出され、これは図３に示すように、発光ダイオード４１（図１）の反射光が生じるシャー切断面５ａのみの画像となる。

そこでコンピュータ２にて上記第１画像Ｇ１と第２画像Ｇ２の差分をとると、図４に示すように、シャーの進入する断面角部５１から延びる二辺５２，５３に臨む側面５ｂ，５ｃのみの画像Ｇ３が得られる。これより、上記二辺５２，５３の位置が特定されるから、これらに沿って幅を有して生じる一次切断面Ｚ１の位置も特定することができる。

次にコンピュータ２は一次切断面Ｚ１までの距離を測定する。すなわち、コンピュータ２ではＣＣＤカメラ１の撮影画像から中波長（緑色）域画像を抽出する。中波長域画像ではレーザラインマーカ３によるライン光のみが現れるから、当該ライン光の画像上での移動量、つまり図１における左右方向の軸上の移動量（ｘ´−ｘ）を算出することによって、シャー切断面５ａ（すなわち一次切断面Ｚ１）までの距離（Ｄ−（ｘ´−ｘ）／tanθ）を知ることができる。ここで例えば、レーザ光Ｌｓの照射角θ（図１）を２２°とし、１０００×１０００画素のＣＣＤカメラ１で略２００ｍｍ角のシャー切断面５ａを撮影するようにすれば、移動量（ｘ´−ｘ）に対する分解能は０．２ｍｍとなり、図５に示すように、一次切断面Ｚ１までの距離を分解能０．５ｍｍで測定することができる。

このようにして、シャー切断面５ａにおける一次切断面Ｚ１の位置が変動しても、当該一次切断面Ｚ１の位置と距離が常に正確に特定ないし測定されるから、これら位置および距離の情報を、後工程に設けたレーザマーキング装置へ送ることによって、確実に一次切断面Ｚ１上に自動マーキングを施すことができる。なお、上記実施形態では角型鋼材のシャー切断面における一次切断面の検出について説明したが、本発明は角型鋼材以外の各種熱間加工材に適用することができる。また、一次切断面までの距離測定は必ずしもラインマーカによる必要はなく、公知の種々の距離測定方法が適用できる。

マーキング領域特定装置の構成を示す図である。 ＣＣＤカメラの撮影画像から抽出された第１画像を示す図である。 ＣＣＤカメラの撮影画像から抽出された第２画像を示す図である。 第１画像と第２画像の差分画像を示す図である。 距離測定分解能を説明する図である。 熱間圧延材のシャー切断面を示す側面図である。 熱間圧延材のシャー切断面を示す正面図である。 熱間圧延材のシャー切断面の他の例を示す正面図である。

符号の説明

１…カラーＣＣＤカメラ、２…コンピュータ、３…レーザラインマーカ、４…照明装置、５…熱間圧延材、５ａ…シャー切断面、Ｇ１…第１画像、Ｇ２…第２画像、Ｇ３…差分画像、Ｚ１…一次切断面。

Claims (2)

1. 熱間加工材のシャー切断面に当該熱間加工材の自発光の光波長とは異なる波長光を照射する第１光照射手段と、シャー切断面の画像を得る撮像手段と、撮像手段で得た画像から自発光の波長域の第１画像と照射光の波長域の第２画像とを分離して、前記第１画像と第２画像の差分の画像よりマーキングに適したシャー切断面領域を特定する特定手段とを具備するマーキング領域検出装置。
2. 前記自発光の波長域および照射光の波長域とは異なる波長域のライン光を前記シャー切断面にに対して傾斜させて照射する第２光照射手段と、前記撮像手段で得た画像からライン光を抽出してその位置よりシャー切断面までの距離を測定する距離測定手段とをさらに具備する請求項１に記載のマーキング領域検出装置。

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