JP2011149699A - Method and device for determining surface quality of steel plate - Google Patents

Method and device for determining surface quality of steel plate Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and a device for determining the surface quality of a steel plate that can accurately determine the surface quality of a steel plate over the total length of the steel plate. <P>SOLUTION: The method of determining surface quality of a steel plate includes: a plate width measurement/edge photographing step of measuring plate width of a steel plate under conveyance and photographing both the end edge sections in the width direction of the surface of the steel plate using a camera; a step of calculating the amount of turn-around of the seam for processing the photographed image, detecting an edge in the direction of the plate width and a seam flaw, and calculating distance between the detected seam flaw and the edge; an effective plate width calculation step of calculating effective plate width as a final product, based on the calculated amount of turn-around of the seam and the measured plate width; and a surface quality determination step of determining whether the surface quality of the steel plate is appropriate, based on the effective plate width. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、鋼板の表面品質を鋼板全長に亘って正確に判定可能な、鋼板の表面品質判定方法および装置に関するものである。   The present invention relates to a method and apparatus for determining the surface quality of a steel plate, which can accurately determine the surface quality of the steel plate over the entire length of the steel plate.

鋼板、特にステンレス鋼板の両幅エッジ部には、シーム疵と呼ばれる圧延方向に平行な線状疵が発生しやすい。このシーム疵の発生メカニズムは、スラブの側面に発生した疵や圧延工程で鋼板端部に発生した疵・凹凸状のしわ等が、板厚方向の圧下に伴って生ずる鋼板の幅広がりによって側面部から表面部へ回り込み、残存し生ずることが知られている。   A linear wrinkle called a seam wrinkle parallel to the rolling direction tends to occur at both width edge portions of a steel plate, particularly a stainless steel plate. The seam wrinkle generation mechanism is based on the fact that wrinkles generated on the side surface of the slab, wrinkles generated on the edge of the steel plate in the rolling process, uneven wrinkles, etc. It is known that the material wraps around the surface portion and remains.

特に、ステンレス鋼板の熱間圧延ではシーム疵が発生しやすいため、シーム疵の発生を抑止する製造プロセスの工夫が種々なされている(たとえば、非特許文献1、特許文献1、2、3)。しかしながら、これらの方法では、シーム疵の発生を完全に防止することは困難であった。   In particular, since hot rolling of a stainless steel plate is likely to generate seam wrinkles, various contrivances have been made in manufacturing processes that suppress the occurrence of seam wrinkles (for example, Non-Patent Document 1, Patent Documents 1, 2, and 3). However, with these methods, it has been difficult to completely prevent the occurrence of seam wrinkles.

図2は、シーム疵およびシーム回り込み量を模式的に説明する図である。シーム疵は図2に示すように、圧延方向と平行に複数発生する場合が多く、その中でも品質保証上重要なのは、最もエッジから遠いシーム疵である。エッジからこのシーム疵までの距離Dを、通常、シーム回り込み量と称している。   FIG. 2 is a diagram schematically illustrating seam wrinkles and seam wraparound amounts. As shown in FIG. 2, a plurality of seam ridges are often generated in parallel with the rolling direction. Among them, the seam ridge farthest from the edge is important for quality assurance. The distance D from the edge to the seam ridge is usually referred to as a seam wrap-around amount.

板幅をW、ワーク側およびドライブ側エッジにおけるシーム回り込み量をそれぞれD1、D2とした時、鋼板全長に亘って、W’=W−D1−D2が製品保証上の板幅下限値Waを下回らないように管理することが重要である。   When the plate width is W, and the seam wrapping amounts at the workpiece side and the drive side edge are D1 and D2, respectively, W ′ = W−D1−D2 is less than the plate width lower limit value Wa in the product warranty over the entire length of the steel plate. It is important not to manage.

一方、ステンレス鋼板の表面疵を検査する方法は、様々な手法が採られている(たとえば特許文献4、5)ものの、いずれもシーム疵の検出に関する記述はない。これはシーム疵がエッジ近傍に発生するため、検査装置のエッジ不感帯に入ってしまって検出するのが困難なためである。   On the other hand, various methods have been adopted for inspecting the surface flaw of a stainless steel plate (for example, Patent Documents 4 and 5), but none of them describes the detection of seam flaws. This is because seam wrinkles occur in the vicinity of the edge, so that it is difficult to detect it by entering the edge dead zone of the inspection apparatus.

すなわち、従来の表面検査装置では、鋼板のエッジから10mm程度以内の領域は、鋼板の蛇行や耳部欠陥あるいは表面汚れ等によって過検出が多くなるため、検査対象外とせざるを得ず、この領域にシーム疵が発生しても検出できないからである。   That is, in the conventional surface inspection apparatus, the area within about 10 mm from the edge of the steel sheet is often over-detected due to the meandering of the steel sheet, ear defects, surface contamination, etc. This is because even if a seam wrinkle occurs, it cannot be detected.

上記の理由により従来は、シーム疵が鋼板の製品保証幅に入らないようにするため、鋼板の余幅を大き目にとっていた。さらに、検査員が鋼板の搬送方向の数箇所位置でラインを停止させ、手作業でシーム回り込み量を測定して製品保証幅内にシーム疵が発生していないことを確認していた。   For the above reasons, conventionally, the extra width of the steel sheet has been made large in order to prevent the seam wrinkles from entering the product guarantee width of the steel sheet. In addition, the inspector stopped the line at several positions in the conveying direction of the steel sheet and manually measured the amount of seam wrapping to confirm that no seam wrinkles occurred within the product guarantee width.

「鉄と鋼」 Vol.82 No.1 p.58-62 (1996)"Iron and Steel" Vol.82 No.1 p.58-62 (1996)

特開2000−312904号公報JP 2000-312904 A 特開2001−179309号公報JP 2001-179309 A 特開2006−150404号公報JP 2006-150404 A 特開平9−89802号公報JP-A-9-89802 特開2008−145373号公報JP 2008-145373 A

しかしながら、前述した製品の余幅を大き目にとるという従来法では、歩留りの低下を招いてしまうという生産効率上の問題があった。   However, in the conventional method in which the above-described margin of the product is large, there is a problem in production efficiency that the yield is reduced.

また、検査員が鋼板の搬送方向数箇所位置で検査・測定する方法では、鋼板の板幅およびシーム回り込み量は鋼板の搬送方向位置によって変動するため、鋼板全長に亘る品質保証が必ずしも十分ではなかった。さらに、この検査員の手作業による方法では、測定時にラインを停止させる必要があるため生産性を阻害するという問題や、コントラストの低いシーム疵の認識や板エッジからの距離測定に検査員による個人差が不可避的に発生するため、客観的な表面品質判定ができないという問題があった。   In addition, in the method in which the inspector inspects and measures at several positions in the conveyance direction of the steel plate, the plate width and seam wrapping amount of the steel plate vary depending on the conveyance direction position of the steel plate, so quality assurance over the entire length of the steel plate is not always sufficient. It was. Furthermore, this inspector's manual method needs to stop the line at the time of measurement, which hinders productivity, and the inspector's personality is required to recognize low-contrast seams and measure the distance from the plate edge. Since the difference inevitably occurs, there is a problem that the objective surface quality cannot be judged.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、鋼板の表面品質を鋼板全長に亘って正確に判定可能な、鋼板の表面品質判定方法および装置を提供することを課題とする。   This invention is made | formed in view of such a situation, and makes it a subject to provide the surface quality determination method and apparatus of a steel plate which can determine the surface quality of a steel plate correctly over the full length of a steel plate.

上記課題は次の発明により解決される。   The above problems are solved by the following invention.

[1]搬送中の鋼板の板幅を測定するとともに、前記鋼板の表面の幅方向両端エッジ部をカメラで撮影する、板幅測定・エッジ撮影ステップと、撮影した画像を画像処理して、板幅方向のエッジおよびシーム疵を検出し、検出したシーム疵とエッジとの距離を算出する、シーム回り込み量算出ステップと、算出したシーム回り込み量と測定した板幅に基づいて、最終製品として有効な板幅を算出する、有効板幅算出ステップと、該有効板幅に基づいて、前記鋼板の表面品質の良否を判定する、表面品質判定ステップとを有することを特徴とする鋼板の表面品質判定方法。   [1] A plate width measurement / edge photographing step of measuring the plate width of the steel plate being conveyed, and photographing both edge portions in the width direction of the surface of the steel plate with a camera, image processing of the photographed image, Effective as a final product based on the seam wrap amount calculation step that detects edges and seam wrinkles in the width direction and calculates the distance between the detected seam heel and the edge, and the calculated seam wrap amount and the measured plate width A method for determining the surface quality of a steel sheet, comprising: an effective sheet width calculating step for calculating a sheet width; and a surface quality determination step for determining whether or not the surface quality of the steel sheet is good based on the effective sheet width. .

[2]上記[1]に記載の鋼板の表面品質判定方法において、前記シーム回り込み量算出ステップでは、前記画像から板幅方向の1次元輝度プロフィールを求めた後、搬送方向に平均することによって1次元輝度平均プロフィールを求め、さらにシェーディング補正を施した後、所定しきい値によりシーム疵を検出し、検出したシーム疵のうちエッジから最も遠いシーム疵とエッジとの距離を算出することを特徴とする鋼板の表面品質判定方法。   [2] In the method for determining the surface quality of a steel sheet according to [1] above, in the seam wrap-around amount calculating step, a one-dimensional luminance profile in the sheet width direction is obtained from the image and then averaged in the conveying direction. After obtaining a three-dimensional luminance average profile, applying shading correction, detecting seam wrinkles with a predetermined threshold, and calculating the distance between the seam wrinkles farthest from the edge among the detected seam wrinkles A method for judging the surface quality of steel sheets.

[3]上記[1]または[2]に記載の鋼板の表面品質判定方法において、前記有効板幅算出ステップでは、ワーク側のシーム回り込み量D1、ドライブ側のシーム回り込み量D2、および板幅測定値Wとから有効板幅W’=W-D1-D2を求め、前記表面品質判定ステップでは、W’と板幅許容下限値Waを比較し、(1)鋼板全長に亘りW’≧Waの場合は、合格と判定する、(2)鋼板の先尾端近傍のみW’<Waとなる場合は、その箇所を除去して合格と判定する、(3)鋼板の先尾端近傍以外でW’<Waとなる箇所がある場合は、不合格と判定する、ことを特徴とする鋼板の表面品質判定方法。   [3] In the method for determining the surface quality of a steel sheet according to [1] or [2] above, in the effective plate width calculating step, the workpiece side seam wrap amount D1, the drive side seam wrap amount D2, and the plate width measurement. The effective plate width W ′ = W−D1−D2 is obtained from the value W, and in the surface quality determination step, W ′ and the plate width allowable lower limit value Wa are compared, and (1) W ′ ≧ Wa over the entire length of the steel plate. (2) If only W ′ <Wa near the leading edge of the steel sheet, the part is removed and judged as acceptable. (3) W except for the vicinity of the leading edge of the steel sheet. '<Wa when there is a place where it is Wa, it is judged as rejected, characterized in that the steel sheet surface quality judgment method.

[4]搬送中の鋼板の板幅を測定する板幅計と、前記鋼板の表面の幅方向両端エッジ部を撮影するカメラと、該カメラ撮影画像から両端部における板エッジとシーム疵との距離であるシーム回り込み量を算出する画像処理装置と、算出したシーム回り込み量と測定した板幅に基づいて、前記鋼板の表面品質の良否を判定する合否判定装置とを具備することを特徴とする鋼板の表面品質判定装置。   [4] A sheet width meter for measuring the sheet width of the steel sheet being transported, a camera for photographing both end edges in the width direction of the surface of the steel sheet, and the distance between the sheet edge and the seam ridge at both ends from the camera photographed image An image processing apparatus that calculates the amount of seam wrapping, and a pass / fail determination apparatus that determines the quality of the surface quality of the steel sheet based on the calculated seam wrapping amount and the measured sheet width. Surface quality judgment device.

本発明は、鋼板の搬送方向の複数位置において、該鋼板の板幅を測定するとともに、該鋼板の幅エッジ部をカメラで撮影し、カメラ撮影画像から板エッジ部とシーム疵部の距離を算出し、これら複数位置における板幅および両幅エッジ部のシーム疵部とエッジ部の距離に基づいて、表面品質の良否を判定するようにしたので、鋼板の搬送方向の測定箇所を容易に増やすことができ、実質上鋼板全長に亘って表面品質の判定が可能になった。これは、板幅やシーム回り込み量が搬送方向で大きく変動する場合には、特に大きな効果が得られる。   The present invention measures the plate width of the steel plate at a plurality of positions in the conveyance direction of the steel plate, photographs the width edge portion of the steel plate with a camera, and calculates the distance between the plate edge portion and the seam collar from the camera image. Since the quality of the surface quality is determined based on the plate width at these multiple positions and the distance between the seam collar portion and the edge portion of both width edge portions, the number of measurement points in the conveyance direction of the steel plate can be easily increased. The surface quality can be determined over substantially the entire length of the steel sheet. This is particularly effective when the plate width and seam wrapping amount greatly vary in the transport direction.

また、客観的に一定の基準でシーム回り込み量の測定および表面品質の判定ができるようになったため、測定者による個人差を排除でき、信頼性の高い表面品質判定が可能となった。   In addition, since it is possible to objectively measure the amount of seam wrap and determine the surface quality based on a certain standard, individual differences by the measurer can be eliminated, and highly reliable surface quality determination can be performed.

また、鋼板全長に亘る信頼性の高い判定ができるようになったため、必要以上に鋼板の余幅をとらずにすむようになり、歩留りを向上できるようになった。   Moreover, since it became possible to perform highly reliable determination over the entire length of the steel plate, it became possible to avoid taking the extra width of the steel plate more than necessary and to improve the yield.

さらに、搬送中の鋼板を停止することなく表面品質が判定できるため、生産性の向上が図れるという効果もある。   Furthermore, since the surface quality can be determined without stopping the steel plate being conveyed, there is an effect that productivity can be improved.

本発明に係る鋼板の表面品質判定方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the process sequence of the surface quality determination method of the steel plate which concerns on this invention. シーム疵およびシーム回り込み量を模式的に説明する図である。It is a figure which illustrates a seam wrinkle and the amount of seam wraparound typically. 本発明における評価値である有効板幅を模式的に説明する図である。It is a figure which illustrates typically the effective board width which is an evaluation value in the present invention. シーム回り込み量の算出手順例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of a calculation procedure of seam wraparound amount. シーム回り込み量の算出例を模式的に説明する図である。It is a figure which illustrates the example of calculation of the seam wraparound amount typically. 本発明の表面品質判定例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of surface quality determination of this invention. 本発明の有効板幅算出例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of effective board width calculation of this invention. 本発明に係る鋼板の表面品質判定装置の構成例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structural example of the surface quality determination apparatus of the steel plate which concerns on this invention. 本発明に係る鋼板の表面品質判定装置の機器配置例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the apparatus arrangement example of the surface quality determination apparatus of the steel plate which concerns on this invention. 本発明における照明およびカメラの配置例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the example of arrangement | positioning of the illumination in this invention, and a camera. 本実施例における測定機器配置を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the measurement equipment arrangement | positioning in a present Example.

図1は、本発明に係る鋼板の表面品質判定方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。以下、図1に基づいて本発明に係る鋼板の表面品質判定方法の詳細を順次説明する。   FIG. 1 is a flowchart showing an example of a processing procedure of a surface quality determination method for a steel sheet according to the present invention. Hereinafter, the details of the method for determining the surface quality of a steel sheet according to the present invention will be sequentially described with reference to FIG.

まず、鋼板の搬送方向先端から距離xの位置における板幅W(x)を板幅計で測定するとともに、該位置xにおける鋼板表面の両幅エッジ部をカメラで撮影する(Step.01板幅測定・エッジ撮影)。板幅計としては、周知の光学式の板幅計を用いることができる。また、エッジ部の撮像には、汎用の照明とカメラを用いて板エッジ部を含む鋼板の画像を採取すればよく、カメラとしてはラインセンサカメラあるいはエリアセンサカメラを用いることができる。   First, the plate width W (x) at a position x from the front end in the conveyance direction of the steel plate is measured with a plate width meter, and both width edge portions of the steel plate surface at the position x are photographed with a camera (Step.01 plate width). Measurement and edge photography). As the plate width meter, a known optical plate width meter can be used. Further, for imaging of the edge portion, a general-purpose illumination and camera may be used to collect an image of the steel plate including the plate edge portion, and a line sensor camera or an area sensor camera can be used as the camera.

板幅が大きく変動するラインにおいては、板幅方向2台のカメラをそれぞれ想定される左右の板エッジ部にプリセットして画像を採取するようにしてもよい。搬送方向における、鋼板の板幅測定位置とカメラ撮影位置とは互いに近接した位置で行うようにするとよい。   In a line where the plate width varies greatly, two cameras in the plate width direction may be preset to the assumed left and right plate edge portions, respectively, and an image may be collected. The sheet width measurement position of the steel sheet and the camera photographing position in the conveying direction may be performed at positions close to each other.

次に、各エッジ部画像を画像処理して、ワーク側のシーム回り込み量D1(x)、およびドライブ側のシーム回り込み量D2(x)を算出する(Step.02シーム回り込み量算出)。具体的な画像処理内容を、以下に示す。   Next, each edge image is subjected to image processing to calculate a seam wrapping amount D1 (x) on the workpiece side and a seam wrapping amount D2 (x) on the drive side (Step.02 seam wrapping amount calculation). Specific image processing contents are shown below.

(1)画像内での板幅方向のエッジ位置Peを判定する。
(2) シーム疵を検出する。
(3) 検出したシーム疵のうち板エッジから最も遠いシーム疵の画像内での位置Psを判定する。
(4) 板エッジ位置Peと最内側シーム疵位置Psとの差に、カメラの板幅方向の分解能を乗じて、板エッジから最内側シーム疵までの距離(シーム回りこみ量)Dを求める。
(5) 左右の各板エッジに対して、上記(1)〜(4)でそれぞれシーム回りこみ量D1、D2を求める。
(1) The edge position Pe in the plate width direction in the image is determined.
(2) Detect seam 疵.
(3) The position Ps in the image of the seam seam farthest from the plate edge among the detected seam seams is determined.
(4) Multiply the difference between the plate edge position Pe and the innermost seam 疵 position Ps by the resolution in the plate width direction of the camera to obtain the distance (seam wrap amount) D from the plate edge to the innermost seam 疵.
(5) For each of the left and right plate edges, seam wrap amounts D1 and D2 are obtained in the above (1) to (4), respectively.

次に、上記Step.01で測定した板幅W(x)、およびStep.02で算出したシーム回り込み量D1(x)、D2(x)を用いて、次の(1)式で示す有効板幅W’(x)を算出する(Step.03有効板幅算出)(図3参照)。   Next, using the plate width W (x) measured at Step.01 and the seam wraparound amounts D1 (x) and D2 (x) calculated at Step.02, the effective plate represented by the following equation (1) The width W ′ (x) is calculated (Step. 03 effective plate width calculation) (see FIG. 3).

シーム疵は有害な欠陥であるため、最終製品にこれが混入してはならない。したがって、シーム疵部分は下工程のトリミング装置で切断するなどの措置を行うが、上記W’(x)はトリム後の板幅は高々W’(x)以下になることを示している。   Seams are harmful defects and should not be included in the final product. Accordingly, the seam wrinkle portion is cut by a trimming device in a lower process, and the above W ′ (x) indicates that the plate width after trimming is at most W ′ (x) or less.

最後に、鋼板全長に亘る上記W’(x)の値に基づいて、鋼板の表面品質を判定する(Step.04表面品質判定)。鋼板の板幅およびシーム回り込み量は、搬送方向の各位置によって変動するため、搬送方向のできるだけ多くの位置でW’(x)の値を評価することが望ましい。Step.04では、鋼板の全長に亘って、W’(x)の値が所定の合格基準を満たしているかどうかを判定するものである。   Finally, the surface quality of the steel sheet is determined based on the value of W ′ (x) over the entire length of the steel sheet (Step 04 surface quality determination). Since the sheet width and the seam wrapping amount of the steel sheet vary depending on each position in the transport direction, it is desirable to evaluate the value of W ′ (x) at as many positions as possible in the transport direction. In Step 04, it is determined whether or not the value of W ′ (x) satisfies a predetermined acceptance criterion over the entire length of the steel plate.

次に、Step.02シーム回り込み量算出における画像処理の具体的手順および内容の一例を、図4、図5を参照して説明する。図4は、シーム回り込み量の算出手順例を示すフローチャートである。また、図5は、シーム回り込み量の算出例を模式的に説明する図である。   Next, an example of a specific procedure and contents of image processing in Step.02 seam wraparound amount calculation will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a calculation procedure of the seam wraparound amount. FIG. 5 is a diagram schematically illustrating an example of calculating the seam wraparound amount.

まず、鋼板表面の幅エッジ画像内で、板幅方向の1次元輝度プロフィールを搬送方向に沿って平均化し、搬送方向の1次元輝度平均プロフィールを求める(Step.21)。シーム疵はその生成過程にも依存するが、一般に0.1mm以下の非常に細い疵である場合が多いため、一般に画像コントラストが低くなり、S/Nも低くなる。   First, in the width edge image of the steel plate surface, the one-dimensional luminance profile in the plate width direction is averaged along the conveying direction to obtain the one-dimensional luminance average profile in the conveying direction (Step 21). Although the seam wrinkle depends on the generation process, generally, the seam wrinkle is usually a very thin wrinkle of 0.1 mm or less, so that the image contrast is generally lowered and the S / N is also lowered.

そこで、シーム疵が搬送方向と平行な線状疵であるという特性を利用して、上記のように搬送方向に沿って輝度を平均化するのが有効である。図5に低コントラストのシーム疵を輝度平均化によって顕在化させる例を示す。図の左に示す画像内には低コントラストの2本のシーム疵がエッジ近くに辛うじて認められるものの、図(a)〜(c)に示すような、板幅方向の1次元輝度プロフィールからは、シーム疵を地合ノイズと分離して抽出することは困難である。   Therefore, it is effective to average the luminance along the conveyance direction as described above by utilizing the characteristic that the seam ridge is a linear ridge parallel to the conveyance direction. FIG. 5 shows an example in which a low-contrast seam wrinkle is revealed by luminance averaging. Although two seam wrinkles with low contrast are barely recognized near the edge in the image shown on the left of the figure, from the one-dimensional luminance profile in the plate width direction as shown in Figures (a) to (c), It is difficult to separate and extract seams from ground noise.

しかしながら、画像の縦方向(搬送方向)に沿って各1次元輝度プロフィールを積算して平均化することにより、図5(d)に示すように、輝度がランダムな地合ノイズが相殺され、シーム疵部分が認識できるようになる。   However, by integrating and averaging each one-dimensional luminance profile along the vertical direction (conveying direction) of the image, as shown in FIG. The heel part can be recognized.

次に、1次元輝度平均プロフィールにシェーディング補正を施して、照明ムラを除去する(Step.22)。シェーディング補正により照明ムラなどの空間的に低周波の輝度変動が削減され、シーム疵のような高周波輝度変動部が強調される。この結果図5 (e)に示すように、シーム疵を地合ノイズと明瞭に分離して抽出できるようになる。
次に、シェーディング補正前あるいはシェーディング補正後の1次元輝度平均プロフィールから、板エッジ部位置Peを求める(Step.23)。板エッジも搬送方向に平行であるから、板エッジの検出にも1次元輝度平均プロフィールを利用するのが好適である。板エッジ位置の認識法としては、たとえばシェーディング補正前の1次元輝度平均プロフィールにおいて板外部と板内部との中間輝度をしきい値として、この値を越える箇所を板エッジとして認識する。また、シェーディング補正後の1次元輝度平均プロフィールに所定のしきい値処理を施して認識するようにしてもよい。
次に、シェーディング補正後の1次元輝度平均プロフィールを、予め設定するしきい値によって2値化してシーム疵を抽出し、板エッジから最も遠くにあるシーム疵の位置Psを求める(Step.24)(図5(e)参照)。
Next, shading correction is applied to the one-dimensional luminance average profile to remove illumination unevenness (Step 22). By shading correction, spatially low frequency luminance fluctuations such as illumination unevenness are reduced, and high frequency luminance fluctuation parts such as seams are emphasized. As a result, as shown in FIG. 5 (e), the seam ridge can be extracted separately from the ground noise.
Next, the plate edge position Pe is obtained from the one-dimensional luminance average profile before or after shading correction (Step 23). Since the plate edge is also parallel to the transport direction, it is preferable to use the one-dimensional luminance average profile for detection of the plate edge. As a method for recognizing the plate edge position, for example, in a one-dimensional luminance average profile before shading correction, an intermediate luminance between the outside of the plate and the inside of the plate is used as a threshold value, and a portion exceeding this value is recognized as a plate edge. Further, the one-dimensional luminance average profile after shading correction may be recognized by performing a predetermined threshold process.
Next, the one-dimensional luminance average profile after shading correction is binarized by a preset threshold value to extract the seam ridge, and the position Ps of the seam ridge farthest from the plate edge is obtained (Step 24). (See FIG. 5 (e)).

最後に、シーム回り込み量Dを、次の(2)式によって算出する(Step.25)。   Finally, the seam wraparound amount D is calculated by the following equation (2) (Step 25).

ここで、Resはカメラの板幅方向の分解能であり、PeおよびPsの単位は画素数、Resの単位はmm/画素である。 Here, Res is the resolution in the plate width direction of the camera, the unit of Pe and Ps is the number of pixels, and the unit of Res is mm / pixel.

次に、Step.04における表面品質判定の具体例を、図6に基づいて説明する。
まず、搬送方向長さがLの鋼板に対して、搬送方向x(0≦x≦L)の位置で有効板幅W’(x)を計測する(Step.41)。L=700mの鋼板の場合、たとえば、xとして2mピッチで計測する。
次に、鋼板全長に亘るW’(x)の値と板幅下限値Waを比較し、次のように鋼板の合否を判定する(Step.42)。
Next, a specific example of the surface quality determination in Step.04 will be described based on FIG.
First, an effective plate width W ′ (x) is measured at a position in the conveyance direction x (0 ≦ x ≦ L) for a steel plate having a conveyance direction length L (Step 41). In the case of a steel plate with L = 700 m, for example, x is measured at a 2 m pitch.
Next, the value of W ′ (x) over the entire length of the steel sheet is compared with the sheet width lower limit value Wa, and the pass / fail of the steel sheet is determined as follows (Step. 42).

(1)全長に亘って、W’(x)≧Waを満たす場合
⇒その鋼板を合格と判定する。
(1) When W ′ (x) ≧ Wa is satisfied over the entire length
⇒ Judge that the steel plate is acceptable.

(2)鋼板の先尾端部のみW’(x)<Waとなる箇所があり、それ以外ではW’(x)≧Waを満たす場合
⇒W’(x)<Waとなる箇所(不合格箇所)を除去して、残りの部分を合格とする。
(2) When there is a part where W '(x) <Wa only at the tail end of the steel sheet, otherwise W' (x) ≥ Wa
⇒Remove the part where W '(x) <Wa (failed part) and pass the rest.

(3)鋼板の先尾端部以外で W’(x)<Waとなる箇所がある場合
⇒その鋼板を不合格と判定する。
(3) When there is a place where W '(x) <Wa other than the leading edge of the steel plate
⇒ Judge that the steel sheet is rejected.

上記Waは、各鋼板の製品保証幅にトリム余裕代などを加えたものであり、有効板幅W’(x)がこれを下回ることは、製品保証幅を満たさなくなる、あるいは製品にシーム疵が含まれる恐れが出ることを意味する。そこで上記(3)は、鋼板の先尾端部以外でこのような不良箇所が存在する場合、その鋼板を不合格と判定するものである。   The above Wa is the product guarantee width of each steel sheet plus trim margin, etc.If the effective sheet width W '(x) is less than this, the product guarantee width will not be met, or there will be seams in the product. It means that there is a fear of being included. Therefore, (3) determines that the steel sheet is rejected when such a defective portion is present except at the leading end of the steel sheet.

以上の説明では、説明の便宜上、鋼板の片面についての表面品質判定法について述べたが、実際は鋼板の両面に対して上記の方法を適用するのが好ましい。   In the above description, for the sake of convenience of explanation, the surface quality determination method for one side of the steel plate has been described. However, in practice, the above method is preferably applied to both sides of the steel plate.

図7に、鋼板両面の表面品質を判定する際の有効板幅W’(x)の算出法を示す。すなわち、鋼板オモテ面のワーク側シーム回り込み量D1t(x)とドライブ側シーム回り込み量D2t(x)、および鋼板ウラ面のワーク側シーム回り込み量D1b(x)とドライブ側シーム回り込み量D2b(x)をそれぞれ測定する(Step.51)。そして、搬送方向各位置xにおいて、有効板幅W’(x)を次の(3)式によって求める(Step.52)。   FIG. 7 shows a method of calculating the effective plate width W ′ (x) when determining the surface quality of both surfaces of the steel plate. That is, the workpiece-side seam wrap amount D1t (x) and the drive-side seam wrap amount D2t (x) on the steel plate front surface, and the workpiece-side seam wrap amount D1b (x) and the drive-side seam wrap amount D2b (x) on the steel plate back surface Are measured respectively (Step 51). Then, at each position x in the transport direction, the effective plate width W ′ (x) is obtained by the following equation (3) (Step 52).

ここで、 Max{ D1t(x), D1b(x) }は,D1t(x)とD1b(x)の大きい方の値を意味している。 Here, Max {D1t (x), D1b (x)} means the larger value of D1t (x) and D1b (x).

このような処理によって、たとえば、オモテ面はワーク側に、ウラ面はドライブ側にそれぞれシーム回り込み量が大きい場合などにも適切な判定をすることが可能である。   By such processing, for example, it is possible to make an appropriate determination even when the amount of seam wrap around the front side is large on the work side and the back side is large on the drive side.

図8は、本発明に係る鋼板の表面品質判定装置の構成例を模式的に示す図である。以下、図8に基づいて、本発明に係る鋼板の表面品質判定装置の詳細について説明する。   FIG. 8 is a diagram schematically showing a configuration example of the steel sheet surface quality determination device according to the present invention. Hereinafter, based on FIG. 8, the detail of the surface quality determination apparatus of the steel plate which concerns on this invention is demonstrated.

図8において、照明2a、カメラ3a、および画像処置装置5aは、鋼板1のオモテ面のシーム疵を検出してそのエッジからの距離を算出するものである。カメラ3aは、1台のカメラで全幅を撮影するようにしてもよいが、図9に示すように鋼板の両端部を撮影する2台のカメラで構成する様にしてもよい。板幅が大きく変動するラインにおいては、両端のカメラの幅方向位置を鋼板の予想板幅に応じて、板幅方向にスライドしてプリセットするようにしてもよい。   In FIG. 8, the illumination 2a, the camera 3a, and the image treatment device 5a detect a seam wrinkle on the front surface of the steel plate 1 and calculate the distance from the edge. The camera 3a may be configured to capture the entire width with one camera, but may be configured with two cameras that capture both ends of the steel plate as shown in FIG. In the line where the plate width varies greatly, the positions in the width direction of the cameras at both ends may be preset by sliding in the plate width direction according to the expected plate width of the steel plate.

照明2aは、図9に示すように板幅全長を線状に照射する線状光源が適しているが、これに限るものではなく、たとえば鋼板の両端部を局所的に照射する2台の面状光源で構成してもよい。また、カメラによって十分な感度で撮影できる場合には、照明を省略することも可能である。   As the illumination 2a, a linear light source that linearly illuminates the entire plate width as shown in FIG. 9 is suitable, but is not limited to this. For example, two surfaces that locally illuminate both ends of a steel plate You may comprise by a light source. In addition, if the camera can shoot with sufficient sensitivity, illumination can be omitted.

カメラ3aは、エリアセンサカメラまたはラインセンサカメラを用いることができる。カメラの視野は、鋼板1のエッジ部、および予想されるシーム疵の発生範囲(たとえばエッジから30mm以内)をカバーするように設定する。カメラによって搬送される鋼板の表面エッジ部を、一定の時間間隔で、あるいは、鋼板搬送距離に同期させて一定の距離間隔で撮影する。撮影する頻度は、鋼板の板幅の変動やシーム疵の発生位置の変動度合いに依存して決めるのがよいが、たとえば鋼板が2m移動する度に撮影するなどとする。照明とカメラの配置としては、正反射を避けた光学配置が適当であり、たとえば図10に示すように、入射角10°、受光角50°とするのがよい。   As the camera 3a, an area sensor camera or a line sensor camera can be used. The visual field of the camera is set so as to cover the edge portion of the steel plate 1 and the expected seam wrinkle generation range (for example, within 30 mm from the edge). The surface edge part of the steel plate conveyed by the camera is photographed at a constant time interval or at a constant distance interval in synchronization with the steel plate conveyance distance. The frequency of photographing is preferably determined depending on the variation of the plate width of the steel plate and the variation degree of the seam wrinkle occurrence position. For example, the photographing is performed every time the steel plate moves 2 m. As an arrangement of the illumination and the camera, an optical arrangement that avoids regular reflection is appropriate. For example, as shown in FIG.

画像処理装置5aは、カメラ3aで撮影した画像から、両端部における板エッジとシーム疵との距離を算出する。具体的な算出方法については前述したとおりである(図4および図5参照)。   The image processing device 5a calculates the distance between the plate edge and the seam wrinkles at both ends from the image taken by the camera 3a. The specific calculation method is as described above (see FIGS. 4 and 5).

一方、照明2b、カメラ3bおよび画像処置装置5bは、ウラ面のシーム疵を検出してそのエッジからの距離を算出するものであり、その機能や構成は上述のオモテ面と同様である。   On the other hand, the illumination 2b, the camera 3b, and the image treatment device 5b detect seam wrinkles on the back surface and calculate the distance from the edge, and the functions and configurations are the same as those of the above-described front surface.

板幅計4は、鋼板の板幅を測定するものであり、周知の光学式の板幅計を用いることができる。搬送方向における、鋼板の板幅測定位置とカメラ撮影位置とは互いに近接した位置で行うようにするとよい。   The plate width meter 4 measures the plate width of a steel plate, and a known optical plate width meter can be used. The sheet width measurement position of the steel sheet and the camera photographing position in the conveying direction may be performed at positions close to each other.

合否判定装置6は、鋼板1の全長に亘る、画像処理装置5a、画像処理装置5bおよび板幅計4の出力から、有効板幅W’を算出し、前述の方法により鋼板の表面品質の良否を判定するものである。
なお、画像処理装置5aと画像処理装置5bは、画像処理ボードを搭載した単一のコンピュータによって構成することができる。また、合否判定装置6と画像処理装置5a、5bも同一のコンピュータで兼用することも可能である。
The acceptance / rejection determination device 6 calculates the effective plate width W ′ from the outputs of the image processing device 5a, the image processing device 5b, and the plate width meter 4 over the entire length of the steel plate 1, and the quality of the surface quality of the steel plate is determined by the method described above. Is determined.
The image processing device 5a and the image processing device 5b can be configured by a single computer equipped with an image processing board. In addition, the pass / fail determination device 6 and the image processing devices 5a and 5b can be shared by the same computer.

本発明をステンレス鋼板の酸洗ラインに適用した実施例について述べる。図11は、本実施例における測定機器配置を模式的に示す図である。酸洗ラインの出側コイラー前に照明とカメラで構成する板幅計を設置して、鋼板の板幅を2mピッチで全長に亘り測定するようにした。この板幅計の上流位置近傍に、線状照明とCCDラインセンサカメラで構成する撮像装置を表裏面それぞれ板幅方向2個ずつ設置して、2mピッチで全長に亘り板エッジ部画像を採取した。鋼板搬送方向の板幅計測定位置とエッジ部撮影位置は、鋼板搬送をトラッキングすることによって、正確に同一位置になるように制御した。なお、照明とカメラの配置は、図10に示す角度に設定した。   An embodiment in which the present invention is applied to a pickling line for a stainless steel sheet will be described. FIG. 11 is a diagram schematically showing the arrangement of measuring devices in the present example. A plate width meter composed of an illumination and a camera was installed before the exit side coiler of the pickling line, and the plate width of the steel plate was measured over the entire length at a 2 m pitch. Two imaging devices composed of linear illumination and a CCD line sensor camera are installed in the plate width direction near the upstream position of this plate width meter, and plate edge portion images are collected over the entire length at a pitch of 2 m. . The plate width meter measurement position and the edge portion photographing position in the steel plate conveyance direction were controlled to be exactly the same position by tracking the steel plate conveyance. In addition, the arrangement of the illumination and the camera was set to an angle shown in FIG.

シーム回り込み量の算出は、前述した図4に示す手順で、また表面品質の判定は前述した、前述した図6および図7に示す手順で、それぞれ実施した。本発明による効果を調査するため、本発明によって表面品質を判定した鋼板を、別の検査ラインに送り、鋼板の搬送方向10箇所でラインを停止させて、検査員の手作業によるシーム回り込み量の測定を行った。   The calculation of the amount of seam wrapping was performed according to the procedure shown in FIG. 4 described above, and the determination of the surface quality was performed according to the procedure shown in FIGS. 6 and 7 described above. In order to investigate the effect of the present invention, the steel sheet whose surface quality is determined according to the present invention is sent to another inspection line, the line is stopped at 10 locations in the steel sheet conveying direction, and the amount of seam wrapping by the inspector's manual work is reduced. Measurements were made.

この結果、本発明による測定結果は検査員による測定結果と標準偏差σ=0.3mmの精度で一致することが確認された。この結果、本発明の方法により、ラインを停止させることなく、また鋼板全長に亘ってシーム回り込み量を高精度で検出可能なことが実証された。また、検査ラインで停止測定をした10箇所の中間位置に有効板幅W’が極小となる現象が発生したケースがあり、従来の判定法では見逃すような表面品質不具合も、本発明による方法で検知できることも確認された。   As a result, it was confirmed that the measurement result according to the present invention coincided with the measurement result by the inspector with the standard deviation σ = 0.3 mm. As a result, it was proved that the seam wrap-around amount can be detected with high accuracy over the entire length of the steel sheet without stopping the line by the method of the present invention. In addition, there is a case in which the effective plate width W ′ is minimized at the 10 intermediate positions where the stop measurement is performed on the inspection line, and surface quality defects that are overlooked in the conventional judgment method are also detected by the method according to the present invention. It was also confirmed that it could be detected.

1 鋼板
2a、b 照明
3a、b カメラ
4 板幅計
5a、b 画像処理装置
6 合否判定装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steel plate 2a, b Illumination 3a, b Camera 4 Plate width meter 5a, b Image processing device 6 Pass / fail judgment device

Claims (4)

搬送中の鋼板の板幅を測定するとともに、前記鋼板の表面の幅方向両端エッジ部をカメラで撮影する、板幅測定・エッジ撮影ステップと、
撮影した画像を画像処理して、板幅方向のエッジおよびシーム疵を検出し、検出したシーム疵とエッジとの距離を算出する、シーム回り込み量算出ステップと、
算出したシーム回り込み量と測定した板幅に基づいて、最終製品として有効な板幅を算出する、有効板幅算出ステップと、
該有効板幅に基づいて、前記鋼板の表面品質の良否を判定する、表面品質判定ステップとを有することを特徴とする鋼板の表面品質判定方法。
While measuring the plate width of the steel plate being conveyed, and shooting the width direction both ends edge portion of the surface of the steel plate with a camera, a plate width measurement and edge shooting step,
A seam wrap amount calculating step that performs image processing on the captured image, detects edges and seam wrinkles in the plate width direction, and calculates a distance between the detected seam wrinkles and the edges;
An effective plate width calculation step for calculating an effective plate width as a final product based on the calculated seam wraparound amount and the measured plate width;
A method for determining the surface quality of a steel sheet, comprising: a surface quality determination step for determining whether the surface quality of the steel sheet is good or bad based on the effective plate width.
請求項1に記載の鋼板の表面品質判定方法において、
前記シーム回り込み量算出ステップでは、
前記画像から板幅方向の1次元輝度プロフィールを求めた後、搬送方向に平均することによって1次元輝度平均プロフィールを求め、さらにシェーディング補正を施した後、所定しきい値によりシーム疵を検出し、検出したシーム疵のうちエッジから最も遠いシーム疵とエッジとの距離を算出することを特徴とする鋼板の表面品質判定方法。
In the surface quality judgment method of the steel plate according to claim 1,
In the seam wraparound amount calculating step,
After obtaining a one-dimensional luminance profile in the plate width direction from the image, obtaining a one-dimensional luminance average profile by averaging in the transport direction, further performing shading correction, and detecting seam wrinkles with a predetermined threshold value, A method for determining the surface quality of a steel sheet, comprising calculating a distance between the edge of the detected seam seam and the edge farthest from the edge.
請求項1または請求項2に記載の鋼板の表面品質判定方法において、
前記有効板幅算出ステップでは、
ワーク側のシーム回り込み量D1、ドライブ側のシーム回り込み量D2、および板幅測定値Wとから有効板幅W’=W-D1-D2を求め、
前記表面品質判定ステップでは、
W’と板幅許容下限値Waを比較し、(1)鋼板全長に亘りW’≧Waの場合は、合格と判定する、(2)鋼板の先尾端近傍のみW’<Waとなる場合は、その箇所を除去して合格と判定する、(3)鋼板の先尾端近傍以外でW’<Waとなる箇所がある場合は、不合格と判定する、ことを特徴とする鋼板の表面品質判定方法。
In the surface quality judgment method of the steel plate according to claim 1 or claim 2,
In the effective plate width calculating step,
The effective plate width W ′ = W−D1−D2 is obtained from the workpiece side seam wrap amount D1, the drive side seam wrap amount D2, and the plate width measurement value W.
In the surface quality determination step,
Compare W 'and the sheet width allowable lower limit Wa. (1) If W'≥Wa over the entire length of the steel sheet, determine that it is acceptable. (2) If only W'<Wa near the leading edge of the steel sheet. The surface of the steel sheet, characterized in that it is determined that the part is removed and that it is determined to be acceptable. (3) If there is a part where W ′ <Wa other than the vicinity of the tail end of the steel sheet, it is determined that the part is rejected. Quality judgment method.
搬送中の鋼板の板幅を測定する板幅計と、
前記鋼板の表面の幅方向両端エッジ部を撮影するカメラと、
該カメラ撮影画像から両端部における板エッジとシーム疵との距離であるシーム回り込み量を算出する画像処理装置と、
算出したシーム回り込み量と測定した板幅に基づいて、前記鋼板の表面品質の良否を判定する合否判定装置とを具備することを特徴とする鋼板の表面品質判定装置。
A board width meter that measures the sheet width of the steel sheet being conveyed,
A camera for photographing both edge portions in the width direction of the surface of the steel sheet;
An image processing device that calculates a seam wrapping amount that is a distance between a plate edge and a seam ridge at both ends from the camera image;
An apparatus for determining the surface quality of a steel sheet, comprising: a pass / fail determination apparatus that determines the quality of the surface quality of the steel sheet based on the calculated amount of seam wrap and the measured plate width.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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