JP4559972B2 - Method and apparatus for detecting inner diameter crush of rolled coil - Google Patents
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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。 The present invention relates to a rolling coil inner diameter crush detection method and apparatus, and more particularly to a rolling coil inner diameter crush detection method and apparatus capable of detecting a crushing inner diameter of a hot rolled coil on a conveyor.
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。 The hot-rolled coil obtained by scraping the hot-rolled steel sheet is transported by a conveyor to the next pickling treatment process or the like and mounted on the mandrel of the next process. However, the hot-rolled coil immediately after being scraped can reach a maximum of about 800 ° C. and deforms due to its own weight while the steel material changes during the cooling process during conveyance, resulting in a collapse of the inner diameter that collapses the central hole. is there. If there is such a collapse of the inner diameter, a trouble that the mandrel cannot enter at the entry side of the next process occurs. For this reason, conventionally, the steel types that are predicted to be crushed have been hot-rolled and then re-rolled all the hot-rolled coils regardless of the degree of crushed to deal with the above trouble. However, since it is not crushed so that the mandrel does not enter all the holes of the rolling coils, the total number of re-wounds wasted in terms of cost.
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。
In order to solve the above problems, a rolling coil inner diameter shape recognition apparatus as shown in
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。
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。 The present invention provides a method and an apparatus for detecting the collapse of the inner diameter of a rolled coil, which can solve the above-described problems, can reliably detect the collapse of the inner diameter of the rolled coil in a short time, and is easy to maintain. It was completed as a purpose.
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。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an image of an end face of a rolling coil conveyed on a conveyor by a CCD camera installed at a stop position on the side of the conveyor. The ratio of the short axis / long axis is calculated by obtaining the short axis and the long axis, and when the ratio is less than the threshold value, it is determined that the crushing failure is present.
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。 In addition, based on the information on the deviation amount of the stop position of the conveyor, the CCD camera is traversed, and on the basis of the information on the outer diameter of the rolling coil, the CCD camera is moved up and down to follow the center of the hole in the rolling coil. Is preferred.
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。 The apparatus of the present invention is arranged on the side of the end face of the conveyor that intermittently moves the rolling coil, and a CCD camera that takes an image of the end face of the rolling coil, and the image obtained by this CCD camera is processed to obtain the rolling coil. Image processing apparatus for determining the short axis and long axis of the hole, and the ratio of the short axis / long axis from the short axis and long axis of the hole of the rolled coil obtained by the image processing apparatus to calculate the inner diameter of the rolling coil It is characterized by having a crush judgment means for judging crush.
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。 In addition, a ring type strobe that irradiates the end surface of the rolling coil with high brightness and uniformity is provided on the outer periphery of the CCD camera, and an infrared cut filter for removing the self-luminous component of the rolling coil is provided on the CCD camera. It is preferable.
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。 According to the method and apparatus for detecting the collapse of the inner diameter of the rolled coil according to the present invention, a large-scale apparatus is not required, and a short time is required regardless of the direction of collapse of the inner diameter of the rolled coil, the width of the rolled coil, and the size of the hole of the rolled coil. Thus, it is possible to reliably detect the collapse of the inner diameter of the rolled coil and to eliminate the need for maintenance such as optical axis adjustment. According to the present invention, since it is possible to accurately determine whether or not the inner diameter is crushed, it is possible to eliminate the re-wounding of all the conventional methods and re-wound only the necessary coils, so that a significant cost reduction can be achieved.
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。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of the present invention, and 1 is a rolling coil. The rolled
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。
As shown in FIG. 2, the
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。
Note that these devices are housed in a
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。
When the
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。
In this way, the
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。
When the
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。
The image data of the end face of the
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。
This shaded image data is converted into white and black data by binarization processing. The white portion is analyzed as an end face of the rolled
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。
The center of gravity of the hole of the
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。
FIG. 5 shows a graph representing the measured minor axis of the hole in the rolled coil and the ratio of the minor axis to the major axis. In order to put the mandrel in the hole of the rolled
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。
From this, if the ratio of the short axis / long axis is 0.93 or more, for example, the short diameter of the hole of the rolled
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。
The width of the rolling
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。
Further, since it is sufficient to install the apparatus only on one side of the rolling
1 圧延コイル
2 コンベア
3 CCDカメラ
4 リング型ストロボ
5 駆動台
6 サーボモータ
7 X軸テーブル
8 サーボモータ
9 Y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
1 Rolling coil
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