JP2007187497A

JP2007187497A - 圧延コイルの内径つぶれ検出方法および装置

Info

Publication number: JP2007187497A
Application number: JP2006004443A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Furuya; 順弘古家; Yoshiteru Nagano; 義照長野
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2006-01-12
Filing date: 2006-01-12
Publication date: 2007-07-26
Anticipated expiration: 2026-01-12
Also published as: JP4559972B2

Abstract

【課題】短時間で確実に圧延コイルの内径つぶれを検出することができ、しかもメンテナンスも容易な圧延コイルの内径つぶれ検出方法および装置を提供する。
【解決手段】圧延コイル１を搬送するコンベア２の側方に配置されたＣＣＤカメラ３と、このＣＣＤカメラ３の外周に配置された、撮影時に圧延コイル１の端面を高輝度でかつ均一に照射するリング型ストロボ４により、コンベア２で搬送される圧延コイル１の端面の画像を撮影し、この画像から画像処理装置１３を用いて、圧延コイルの穴の短軸と長軸を求め、つぶれ判断手段１４が短軸／長軸の比を算出して閾値と比較し、圧延コイル１の内径つぶれを検出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧延コイルの内径つぶれ検出方法および装置に関し、特に熱延コイルの内径つぶれをコンベア上で検出できる圧延コイルの内径つぶれ検出方法および装置に関するものである。

熱間圧延された鋼板を捲き取った熱延コイルは、次工程の酸洗処理工程等にコンベアで搬送され、次工程のマンドレルに装着される。ところが、捲き取られた直後の熱延コイルは最高で約８００℃にも達し、搬送中の冷却過程で鋼材質が変化する間に自重により変形し、中心の穴がつぶれる内径つぶれを生じることがある。このような内径つぶれがあると、次工程の入側でマンドレルが入らなくなるというトラブルが発生してしまう。このため、従来はつぶれが予見される鋼種については熱間圧延された後に、つぶれの程度に関係なく全数の熱延コイルを捲き直して前記トラブルに対処していた。ところが、すべての圧延コイルの穴にマンドレルが入らなくなるほどつぶれているのではないため、全数の捲き直しはコスト面で無駄を生じていた。

上記問題を解決するために、特許文献１に示すような圧延コイルの内径形状認識装置が提案されている。この装置は、圧延コイルを挟むように配置された投光器と受光器が、圧延コイルの端面を縦横に走査し、圧延コイルの穴の形状を認識するものである。しかしながら、この装置による測定は、投光器と受光器が圧延コイルの端面を縦横に走査するために測定に時間がかかる。またコイルの両側に投光器と受光器とを配置するため、装置が大掛かりになってしまい、光軸合わせなど光学系のメンテナンスも難しいなどの問題があった。

また特許文献２には、圧延コイルの端面の中心線上をレーザー変位計で上下方向に走査し、縦内径を計測して内径つぶれを判定する装置が提案されている。しかしながら、この装置はレーザー変位計がコイルの中心を正確に走査する必要があり、測定位置が中心からずれると内径は小さく測定され、圧延コイルの内径つぶれを確実に検出することができないという問題があった。また、圧延コイルの幅の変化に対応するために、圧延コイルの端面から光学式の距離計までの距離を長くする必要があり、このために、高温の圧延コイルによる空気のゆらぎに影響され易いという問題があった。
特開平２−２８１１１０号公報特開２０００−５５６３１号公報

本発明は上記のような問題点を解決して、短時間で確実に圧延コイルの内径つぶれを検出することができ、しかもメンテナンスも容易な圧延コイルの内径つぶれ検出方法および装置を提供することを目的として完成されたものである。

上記課題を解決するためになされた本発明は、コンベア上を搬送される圧延コイルの端面の画像を、コンベア側方の停止位置に設置されたＣＣＤカメラにより撮影し、この画像から圧延コイルの穴の短軸と長軸を求めて短軸／長軸の比率を算出し、その比率が閾値未満のときにつぶれ不良と判断することを特徴とするものである。

なお、コンベアの停止位置のずれ量の情報に基づいて、前記ＣＣＤカメラを横行させ、圧延コイルの外径の情報に基づいて、このＣＣＤカメラを昇降させて圧延コイルの穴の中心に追従することが好ましい。

また本発明の装置は、圧延コイルを間歇移動するコンベアの端面の側方に配置され、圧延コイルの端面の画像を撮影するＣＣＤカメラと、このＣＣＤカメラで得られた画像を処理して圧延コイルの穴の短軸と長軸を求める画像処理装置と、この画像処理装置で得られた圧延コイルの穴の短軸と長軸からこの短軸／長軸の比を算出して圧延コイルの内径つぶれを判断するつぶれ判断手段とを有することを特徴とするものである。

なお、前記ＣＣＤカメラの外周には、圧延コイルの端面を高輝度でかつ均一に照射するリング型ストロボが設けられ、前記ＣＣＤカメラに、圧延コイルの自発光成分を除去する赤外線カットフィルターが設けられていることが好ましい。

本発明の圧延コイルの内径つぶれ検出方法および装置によれば、大掛かりな装置を必要とせず、圧延コイルの内径つぶれの方向、圧延コイルの幅や圧延コイルの穴の大きさに関係なく、短時間で確実に圧延コイルの内径つぶれを検出することができ、また光軸調整等のメンテナンスも不要となる利点がある。本発明によれば内径つぶれの有無を正確に判定できるので、従来行われていた全数捲き直しをなくし、必要なコイルだけを捲き直せばよいので、大幅なコストダウンを図ることが可能となる。

以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施の形態を示す。
図１は本発明の実施形態を示す説明図であり、１は圧延コイルである。この圧延コイル１は、例えば外径が１１００ｍｍ〜２２００ｍｍ、幅が９００ｍｍ〜１４００ｍｍ、コイル穴径が約７６０ｍｍの熱延コイルである。２は圧延コイル１を搬送するための間歇移動式のコンベアであり、圧延コイル１は中心軸をコンベア２の移動方向と直角に載せられている。３はコンベア２の側方に配置されたＣＣＤカメラであり、停止位置において停止した圧延コイル１の端面の画像を撮影する。ＣＣＤカメラ３はその外周にリング型ストロボ４を備え、圧延コイル１の端面に対して直角に高輝度かつ均一に照射するようになっている。

図２に示すように、ＣＣＤカメラ３とリング型ストロボ４とを搭載した駆動台５は、サーボモータ６により駆動されるＸ軸テーブル７と、サーボモータ８により駆動されるＹ軸テーブル９とによって、支持されている。Ｘ軸テーブル７はコンベア２の進行方向に移動し、Ｙ軸テーブル９は床面に対し垂直方向に移動する。コンベア２の停止位置のずれ量の情報が上位コンピュータから得られるので、その情報に基づいて駆動台５をＸ軸方向に横行させ、ＣＣＤカメラ３を圧延コイル１の穴の中心に追従させて撮影する。また、圧延コイル１の外径の情報に基づいて駆動台５をＹ軸方向に昇降させて、ＣＣＤカメラ３を圧延コイル１の穴の中心に位置させて撮影を行う。

なお、図３に示す防塵ボックス１０の内部にこれらの装置を収納し、撮影のときには前面のスライド式の防熱板１１を開き、その他の時間は防熱板１１を閉じて、駆動装置とＣＣＤカメラ３とリング型ストロボ４を高温の圧延コイル１の熱と雰囲気中の塵からから守ることが好ましい。防塵ボックス１０には内部を冷却するためのボルテックスクーラ１２が取り付けられている。

圧延コイル１がＣＣＤカメラ３の設置位置まで搬送されてくると、防塵ボックス１０の防熱板１１が開き、上位コンピュータからのコンベア２の停止位置のずれ量の情報および圧延コイル１の外径の情報に基づいて駆動台５をＸ，Ｙ軸方向に移動させ、ＣＣＤカメラ３を圧延コイル１の中心に位置させる。

このようにしてＣＣＤカメラ３を圧延コイル１の中心線上に位置させ、圧延コイル１の端面を撮影する。この撮影時に、リング型ストロボ４を発光させる。このリング型ストロボ４によって圧延コイル１の端面を均一に照射し、撮影された画像の輝度のムラを防止し、またＣＣＤカメラ３自体の影が写らないようにする。

なお圧延コイル１が７００℃以上の高温である場合には、圧延コイル１自体が発光してしまい、圧延コイル１の穴の内部が白く写って誤検出の原因となってしまう。そこで赤外線カットフィルターをＣＣＤカメラ３に装着し、自発光成分をカットして圧延コイル１の穴の内部の写り込みを防止することが好ましい。

ＣＣＤカメラ３により撮影された圧延コイル１の端面の画像データは画像処理装置１３に入力され、図形成分の境界にある画素の値を全て背景成分の画素の値に変換して１画素分縮める収縮処理と、逆に図形成分を１画素分膨らませる膨張処理とからなる前処理をして、正確な画像の解析の障害となる孤立点ノイズを除去する。

この濃淡がある画像データを２値化処理により、白色と黒色のデータにする。白色の部分は圧延コイル１の端面、黒色の部分は圧延コイル１の穴として解析を行う。ここで、圧延コイル１の端面の輝度変化に対応するため、圧延コイル１端面の平均輝度から高輝度用と低輝度用の２種類のしきい値を選択して２値化処理を行うことが好ましい。

このようにして２値化処理されたデータから圧延コイル１の穴の重心を求め、この重心を中心として圧延コイル１の穴の円周エッジを検出する。この円周エッジから、圧延コイル１の穴の短軸および長軸を求める。そしてつぶれ判断手段１４が、図４に示す穴の短軸／長軸の比を算出する。

図５に、圧延コイルの穴の実測の短軸と、短軸と長軸の比を表したグラフを示す。次工程で圧延コイル１の穴にマンドレルを入れるには、圧延コイル１の穴の短軸は例えば７２０mm以上でなければならない。図５に示したグラフより、圧延コイル１の穴の短軸／長軸の比と圧延コイル１の穴の短軸との間には、相関があることがわかる。

このことから、短軸／長軸の比が例えば０．９３以上であれば、圧延コイル１の穴の短径は７２０ｍｍ以上であり、圧延コイル１の穴はつぶれておらず、そのまま次工程に搬送してマンドレルを挿入することができる。逆に圧延コイル１の穴の短軸／長軸の比が０．９３未満であれば、圧延コイル１の穴の短径は７２０mm未満であり、次工程に送る前に再び捲取機で捲き直す必要がある。このように適切な閾値の設定により、内径つぶれの有無の判断が可能となった。

圧延コイル１の幅は、製造する製品によっては一定でなく、圧延コイル１の端面からＣＣＤカメラ３の距離は一定ではない。このことから、撮影された画像データから圧延コイル１の穴の短軸を算出しようとすると、圧延コイル１の端面からＣＣＤカメラ３の距離に応じて、圧延コイル１の穴の大きさが変化して算出されてしまうが、本発明では圧延コイル１の穴の短軸と長軸の比から圧延コイル１の内径つぶれを検出することとしたので、圧延コイル１の幅に影響されることなく圧延コイル１の内径つぶれを検出が可能となった。

また、圧延コイル１の片側だけに装置を設置すればよいので大掛かりな装置を必要とせず、また光軸調整等のメンテナンスも不要である。さらに従来のようにカメラを走査する必要がなく、１０秒以内の短い停止時間中に測定が可能である。このように、短時間内に確実に圧延コイル１の内径つぶれを検出することができる。そして短軸／長軸の比が閾値に達しなかったコイルだけを捲き直せばよいので、大幅なコストダウンを図ることが可能となる。

本発明実施の形態を示す説明図である。ＣＣＤカメラの駆動装置の説明図である。防塵ボックスの斜視図である。圧延コイルの端面の説明図である。圧延コイルの穴の実測の短軸と、短軸／長軸の比を表したグラフである。

符号の説明

１圧延コイル
２コンベア
３ＣＣＤカメラ
４リング型ストロボ
５駆動台
６サーボモータ
７Ｘ軸テーブル
８サーボモータ
９Ｙ軸テーブル
１０防塵ボックス
１１防熱板
１２ボルテックスクーラ
１３画像処理装置
１４つぶれ判断手段

Claims

コンベア上を搬送される圧延コイルの端面の画像を、コンベア側方の停止位置に設置されたＣＣＤカメラにより撮影し、この画像から圧延コイルの穴の短軸と長軸を求めて短軸／長軸の比率を算出し、その比率が閾値未満のときにつぶれ不良と判断することを特徴とする圧延コイルの内径つぶれ検出方法。
コンベアの停止位置のずれ量の情報に基づいてＣＣＤカメラを横行させ、圧延コイルの穴の中心に追従させて撮影することを特徴とする請求項１に記載の圧延コイルの内径つぶれ検出方法。
圧延コイルの外径の情報に基づいてＣＣＤカメラを昇降させて、圧延コイルの穴の中心に追従させて撮影することを特徴とする請求項１または２に記載の圧延コイルの内径つぶれ検出方法。
圧延コイルを間歇移動するコンベアの端面の側方に配置され、圧延コイルの端面の画像を撮影するＣＣＤカメラと、このＣＣＤカメラで得られた画像を処理して圧延コイルの穴の短軸と長軸を求める画像処理装置と、この画像処理装置で得られた圧延コイルの穴の短軸と長軸からこの短軸／長軸の比を算出して圧延コイルの内径つぶれを判断するつぶれ判断手段とを有することを特徴とする圧延コイルの内径つぶれ検出装置。
ＣＣＤカメラの外周に、圧延コイルの端面を高輝度でかつ均一に照射するリング型ストロボを配置したことを特徴とする請求項４に記載の圧延コイルの内径つぶれ検出装置。
ＣＣＤカメラに、圧延コイルの自発光成分を除去する赤外線カットフィルターを設けたことを特徴とする請求項４に記載の圧延コイルの内径つぶれ検出装置。