JP5558637B2 - ストリップ部分の表面検査のための方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、ストリップ部分の表面検査のための方法に関するものである。

従来技術においては、圧延プロセスに続いて、圧延製品がその上側における品質検査のために、圧延欠陥について検査される。この品質検査は、後続配置されたライン又は装置においてなされる。通常、ストリップ部分が金属ストリップから切断され、ストリップ検査ユニットへ移送される。ストリップ検査ユニットにおけるストリップ検査は、検査員によって目視でなされる。チェック時には、特に周期的に生じるくぼみ及び凹部が検出される。周期的に生じる欠陥によりローラ表面の欠陥につながってしまい、ワークロールの交換が行われなければならないことを示している。このロール交換は、表面に欠陥のあるワークロールによって更なる欠陥品が生産されないよう、できる限り迅速になされる必要がある。周期性が認識できるよう、ストリップ部分は、ロールの全周の少なくとも２倍の長さが切断される必要がある。

ストリップ部分の表面構造の他の欠陥を認識するために、ストリップ検査ユニットにおいて、ストリップ表面の手による研磨が行われる。また、転回装置により、検査員による上側及び下側のストリップ検査が可能である。さらに、切断されたストリップ部分は、クランプ装置で保持され、圧延製品の他の側においても表面検査が検査員によって行うことができるように揺動される。品質検査後、ストリップ部分は、ストリップストック上に載置され、搬出され、場合によっては廃棄処理される。

専門記事である非特許文献１には、表面検査システムが紹介されており、この表面検査システムは、例えば傷や圧延欠陥であるストリップの表面における欠陥をセンサあるいはカメラシステムによって検出し、電子的に評価するものである。

同様に、特許文献１〜３でも、連続鋳造製品及び圧延製品における表面家間の自動的な検出のための装置及びこれに対応する方法が議論されている。
カメラによるストリップの表面検査のための方法が特許文献５に記載されている。

多くの欠陥の種類は、ストリップ表面の研磨によってのみ視認可能であるため、目下のところ、自動的な表面検査は限定的にのみ使用されている。そのため、最適化の観点において、検査が検査員によって視覚的になされるストリップ検査システムがある。また、特許文献４には検査システムが紹介されており、この検査システムは、ストリップ部分の研磨時に検査員にとって最適な人間工学を可能とし、したがって、能力可能性を改善するとともに、作業条件を最適化するものである。

欧州特許出願公開第０８８００２３号明細書 欧州特許出願公開第１９７２９３０号明細書 独国特許出願公開第３２２２７５３号明細書 欧州特許出願公開第１５９０１０６号明細書 特開２００６−１０５７９１号公報

「Ｓｕｒｆａｃｅ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ｄｅｆｅｃｔ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ」、Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ、１９９０年５月 「Ｅｆｆｉｚｉｅｎｚｏｐｔｉｍｉｅｒｕｎｇ ｉｎ ｄｅｒ Ｆｌａｃｈｓｔａｈｌｈｅｒｓｔｅｌｌｕｎｇ ｄｕｒｃｈ Ｏｂｅｒｆｌａｅｃｈｅｎｉｎｓｐｅｋｔｉｏｎ，Ｓｔａｈｌ ｕｎｄ Ｅｉｓｅｎ，２００１年１２月」

しかしながら、公知の表面検査システムにおいては、周期的に生じる圧延欠陥を検出するために、ストリップ部分は、例えばタンデム路で６０００ｍｍのローラの全周の少なくとも２倍の一定の長さを有しなければならないという欠点がある。ストリップ部分の幾何学的な寸法によって、ストリップ検査ユニットのために必要な空間が生じる。同様に、ストリップ部分の操作も、その長さにより手間がかかるとともに時間もかかるものとなってしまう。また、搬出も時間がかかるものとなってしまう。更なる欠点は、表面検査の結果が走行するストリップに対して存在せず、時間がずれて初めて検出され得る点にある。このため、ワークロールも対応した時間のずれを伴って初めて好感され得るとともに、例えば複数のコイルである他の金属ストリップが欠陥のあるワークロールによって加工されてしまう。このようにして生じる、欠陥のある表面を有する圧延された金属製品における欠陥製品は、莫大であるとともにコストがかさむものである。

本発明の目的とするところは、検査されるストリップ部分の簡易で柔軟かつより迅速な操作を行うことができるよう、ストリップの表面検査のための従来の方法及び従来の装置を更に改善することにある。

上記目的は、請求項１に基づく方法によって達成される。この方法は、
−前記ストリップ部分を金属ストリップからする切断ステップ、このとき、該ストリップ部分が、前記金属ストリップをあらかじめ圧延したワークロールの外周の２倍より短い長さを有しており、
−ワークロールによって生じる周期的に生じる欠陥の種類を考慮して、カメラシステム及び評価装置によって切断された前記ストリップ部分の上側及び／又は下側を自動的にチェックするステップ、
−周期的に生じる欠陥の種類が検出されたときに表面検査のプロセスを終了するステップ、又は
−周期的に生じる欠陥の種類が前もって検出されなかったかったときに、周期的に生じない欠陥の種類についての検査員によるチェックのために、切断された前記ストリップ部分をストリップ検査ユニットへ供給するステップ
を有していることを特徴としている。

圧延（Ａｎｗａｌｚｅｎ）：
本発明において圧延（Ａｎｗａｌｚｅｎ）とは、ワークロールが金属ストリップの圧延のために正確に始動するまで金属ストリップが１回目に圧延装置を通過することと理解される。

ストリップ始端：
このストリップ始端がワークロールが正確に調整される前にすでに装置を通過しているため、圧延されるべき金属ストリップの始端は、ワークロールによって所望の厚さには圧延されない。この最初のストリップ始端は、切断され、廃棄処理される。金属ストリップが備えつつ、この第１のストリップ始端の切断により新たに生じたストリップ始端は、好ましくはワークロールによってすでに所望の厚さに圧延されているとともに、欠陥の種類についてのチェックのために圧延された金属ストリップから切断される。本発明による方法は切断された、ワークロールの外周の２倍よりも短いストリップ部分について機能するものであるため、連続している場合には、切断されたストリップ部分が全体として、細分されつつワークロールの２倍の長さ以上の長さを有する１つのストリップ部分を生じさせるまで金属ストリップ自体のストリップ端部の複数の切断に対する必要性が生じる。本発明において、特徴であるストリップ始端は、所望の厚さの複数のストリップ部分が１つの金属ストリップの各始端によって必要に応じて切断されることと理解され得る。

請求項１に基づき、あらかじめ金属ストリップを圧延したワークロールの外周の２倍より短い長さのストリップ部分が切断されることにより、ストリップ部分が従来技術に比して短くなるという利点が得られる。これにより、検査員による目視検査中におけるストリップ部分の操作がより容易となるとともに問題なく行われる。より長い寸法を備えたストリップ部分に比べて、切断されたストリップ部分のより多くの数量がストックされ、かつ、搬出されることが可能であるため、ストック及び搬出もより効率的である。

好ましくは、場合によっては存在するワークロールによって生じる周期的に生じる欠陥の種類を考慮して、切断されたストリップ部分の上側及び／又は下側の自動的なチェックがカメラシステム及び評価装置によって行われる。これにより、できる限り迅速に周期的に生じる表面欠陥を検出することができるとともに、欠陥のある圧延凹部を有するワークロールをすぐに交換することも可能であるという利点が得られる。当該金属ストリップの始端からチェックされるべきストリップ部分が切断された金属ストリップが圧延される間でも、周期的に生じる欠陥についてのチェックの結果が分かる。ストリップ検査ユニットにおいては、検査員が周期的に生じない欠陥の種類に集中し、検査時間が短縮される。カメラシステムが切断されたストリップ部分を圧延装置の出口において直接チェックしないのが好ましい。なぜなら、この箇所においては、スモッグ、エマルジョン蒸気又はその他の汚染物質のような不都合な視界環境が生じるためである。これに代えて、周期的に生じる欠陥の種類についての自動的なチェック及び周期的に生じない欠陥の種類についての検査員による目視検査は、ラインの外部においてなされる。ここでは、カメラシステム及び検査員に対する視界環境は明らかにより良好であり、この間にも金属ストリップの圧延工程が進行可能である。

好ましくは、周期的に生じる欠陥の種類が検出されるとすぐに、表面検査のプロセスが終了される。そして、ストリップ検査ユニットにおけるチェックのプロセス全体が中止され、欠陥のあるストリップ部分のストリップ検査ユニットへの移送についてのコスト及び時間が削減される。なぜなら、ストリップ部分が直接廃棄処理されるためである。

好ましくは、検査員による周期的に生じない欠陥についてのチェックのためのストリップ検査ユニットへの切断されたストリップ部分の供給は、周期的に生じる欠陥が検出されなかった場合にのみなされる。これにより、検査員への負荷が軽減され、仕事が迅速となるとともに、疲労しづらいため、検査員の能率も向上する。

第１の実施例によれば、ストリップ部分は、ワークロールの外周の２倍の１０〜８５％、好ましくはワークロールの外周の２倍の１０〜４０％の長さで金属ストリップから切断される。好ましくは、これにより、ストリップ部分の更なる加工時における操作がより迅速となるとともに、より簡易化される。また、ストリップ厚さに応じて約１５０のストリップ部分が積載され得るため、好ましくは、フォークリフトによる搬出がよりフレキシブルとなる。フォークリフト又はくず金バケットのような現在ある機械的な構成要素の使用における安価な更なる加工が達成される。

好ましくは、周期的に生じる欠陥の種類はカメラシステムによって自動的に検出され、これにより、金属ストリップにおける欠陥製品が最小化されるとともに安価に生産できるよう、欠陥が生じた場合には、迅速にロール交換が可能である。

好ましくは、切断されたストリップ部分がカメラシステムによって個々に検出され、これによって得られた個々の画像が続いて評価装置によって電子的に全体画像へと構成され、該全体画像がワークロールの外周の少なくとも２倍の長さを有する関連したストリップ部分を示し、場合によっては存在する周期的に生じる欠陥の種類を考慮して、全体画像の自動的なチェックが評価装置によってなされるようになっている。これにより、より短いストリップ部分（ワークロールの外周の２倍より短い長さ）にもかかわらず、ワークロールの全周の少なくとも２倍に相当する長いストリップ部分の電子的な全体画像が生成されるという利点が得られる。切断されたストリップ部分の実際の幾何学的な寸法が直接的な観察者にとって許容されないにもかかわらず、周期的に生じる欠陥の種類が電子的／自動的に認識され得る。好ましくは、ストリップ部分の長さは、必要な検査長さとは無関係となっている。

好ましくは、検出された周期的に生じる欠陥の種類が、評価装置によってモニタ上に表示され、並びに／又は記録され、分類され、メモリされ、及び／若しくはプリントアウトされる。したがって、周期的に生じる欠陥の発生は、視認可能であるだけではなく、品質安全性の目的のために分類及び再現可能であるとともに、典型的な欠陥の種類は、自動的に分類される。好ましくは、周期的に生じる欠陥の種類は、前もって例えば主制御盤におけるモニタ上において走行するストリップのために表示されるとともに、操作者は、迅速に圧延プロセスを停止することが可能である。

好ましくは、圧延路の駆動のための方法において、金属ストリップを圧延するステップと、本発明による方法に基づく表面検査のプロセスを実行するステップとを含み、ストリップ部分としてあらかじめ少なくとも１回圧延された金属ストリップのストリップ始端及び／又はストリップ端部が切断され、自動的なチェックにおいて周期的に生じる欠陥の種類が検出されるとすぐに圧延路がオフされる。好ましくは、金属ストリップの一部が前もって圧延され、この間に周期的に生じる欠陥の種類が検出される。これにより、他の金属ストリップを欠陥をもって圧延することなく、欠陥のあるワークロールを迅速に交換することが可能であるという利点が得られる。好ましくは、例えば欠陥のある表面を有するワークロールの交換のための報知が迅速に適当な箇所において表示され、出荷欠陥製品が少なく抑えられる。また、迅速な交換により、ワークロール自体が破壊から保護されるという利点も得られる。好ましくは、圧延される金属ストリップにおいてであっても、又はワークロールにおいてであっても、設備の停止の迅速性により生じる損失を小さく抑えることが可能である。

上述の目的は、請求項６に基づく、複数のストリップ部分の表面検査のための装置によっても達成される。

この装置の利点は、本発明に基づく方法に関する上述の利点に対応したものである。

本発明による装置及び方法の他の好ましい形態は、従属請求項に記載されている。

表面検査のための装置を示す図である。

以下に、本発明による装置及び本発明による方法を添付図面に基づいて説明する。

図１には、圧延路２００に直接接続された本発明による装置１００が示されている。金属ストリップ２１０は、ストリップ処理方向Ｂへ向けて、コイル２４０から圧延機スタンド２２０へと供給される。金属ストリップ２１０のストリップ始端は、圧延機スタンド２２０を通過して案内され、当該ストリップが圧延され得るようワークロール２３０に当接される。圧延の影響下にまだないストリップ始端は、切断されるとともに、廃棄処理される。第１のストリップ始端を切断することで、金属ストリップ２１０に対して、すでにワークロールによって圧延された新たなストリップ始端が生じる。この金属ストリップ２１０の圧延に続いて、切断装置１１０が、ストリップ部分１２０／ストリップ始端をワークロール２３０の２倍の外周よりも短い長さで金属ストリップ２１０から切断する。この長さは、この制限より短ければ自由である。表面検査のために必要なストリップ部分１２０が切断されると、金属ストリップは、リールへ供給されるとともに、ワークロールによって所望の厚さに圧延される。金属ストリップが圧延されて巻き付けられる一方、あらかじめ切断されたストリップ部分１２０は、すぐにチェックの結果を提供するよう、カメラシステム１５０によって把握される。実際に圧延された金属ストリップ２１０の端部が到達する前に、ストリップ部分１２０が同様に表面検査の目的で使用されるストリップ端部から切り離されるとともに、新たなコイル２４０によって始めから圧延プロセスが開始される。

ストリップ始端又はストリップ端部であり得る、様々な欠陥の種類についてのストリップ部分１２０のチェックの目的のために、切断されたストリップ部分１２０の搬送装置１３０による更なる搬送がなされる。切断されたストリップ部分１２０がストリップ検査ユニット１４０へ供給される前に、カメラシステム１５０がストリップ部分１２０の表面を撮影する。このために、少なくとも１つの表面検査カメラがストリップ部分１２０の上方及び／又は下方に配置されている。カメラシステム１５０による画像撮影のために、切断されたストリップ部分１２０の長さは重要ではない。なぜなら、多数の画像撮影に基づき、少なくともワークロール２３０の周の長さの２倍のストリップ部分１２０の全体の長さが電子的に作成されるためである。なお、全体の長さは、場合によっては起こり得る周期的に生じる表面欠陥の評価に必要なものである。

撮影されたストリップ表面、すなわちストリップ部分１２０の上側及び下側の画僧は、カメラシステム１５０に後続配置された評価装置３００へ転送される。この評価装置３００は、当該評価装置がストリップ部分１２０の周期的に生じる表面欠陥の形態での圧延圧力を検出及び解析するよう設定されている。欠陥検出／分割及び特徴の抽出の後、ストリップへの圧力となり、この圧力は、ロールの外周によって繰り返され、メモリされ、分類され、プリントアウトされ、即座に例えば必要なロール交換についての指摘を伴うモニタ上での通知として表示される。この表示は、例えば主制御盤においてなされる。また、カメラシステム１５０及び評価装置３００により、ストリップ部分１２０の周期的に生じる表面欠陥、すなわちワークロール２３０の外周に現れる欠陥が自動的に検出され、即座に評価される。これに関連して、即座にとは、圧延プロセスが時間のずれなくすぐに終了し得ることを意味する。

周期的に生じる欠陥の種類が検出されない場合には、ストリップは、ストリップ検査ユニット１４０へと至る。ここで、検査員は、ストリップ部分１２０の周期的に生じない表面欠陥のみに集中する。ストリップ検査ユニット１４０においては、表面構造の認識のために、ストリップ部分１２０が検査員によって研磨される。さらに、ストリップ部分１２０がクランプ装置において保持されるとともに、揺動される。この位置において、目視検査が行われる。この目視検査の後、ストリップ部分１２０は、初期位置へ揺動して復帰するとともに、ストリップストック上へ載置される。このストリップストックがいっぱいになるとこのストックが下方へ傾斜し、場合によっては結合が解除される。ここでは図示されていない搬出は、好ましくはフォークリフトによってなされる。結束テープによるストックの結合解除が設定されている。有意義な搬出のために、ストリップ部分１２０の数量が好ましくは約１５０となっており、このことは、フォークリフトの搬送重量へ向けられたものである。これに代えて、例えばくず金バケットにおける廃棄物処理を行うことも可能である。

周期的に生じない欠陥の種類が検出される場合には、他の欠陥の製品をストップさせるために、好ましくは同様に圧延機スタンドの遮断（オフ）がなされる。

１００ 装置
１１０ 切断装置
１２０ ストリップ部分
１３０ 搬送装置
１４０ ストリップ検査ユニット
１５０ カメラシステム
２００ 圧延路
２１０ 金属ストリップ
２２０ 圧延機スタンド
２３０ ワークロール
２４０ コイル
３００ 評価装置
Ｂ ストリップ処理方向

Claims (11)

1. 複数のストリップ部分（１２０）の表面検査のための方法であって、前記ストリップ部分（１２０）が金属ストリップ（２１０）から切断される前記方法において、
   −切断された前記ストリップ部分（１２０）が、前記金属ストリップ（２１０）をあらかじめ圧延したワークロール（２３０）の外周の２倍より短い長さを有しており、
   −ワークロールによって生じる周期的に生じる欠陥の種類について、カメラシステム（１５０）及び評価装置（３００）によって切断された前記ストリップ部分（１２０）の上側及び／又は下側が自動的にチェックされ、
   −周期的に生じる欠陥の種類が検出されたときに表面検査のプロセスが終了され、又は −周期的に生じる欠陥の種類が前もって検出されなかったかったときに、周期的に生じない欠陥の種類についての検査員によるチェックのために、切断された前記ストリップ部分（１２０）がストリップ検査ユニット（１４０）へ供給される
   ことを特徴とする方法。
2. 前記ストリップ部分（１２０）が、前記ワークロール（２３０）の外周の２倍の１０〜８５％の長さで前記金属ストリップ（２１０）から切断されることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 切断された前記ストリップ部分（１２０）がカメラシステム（１５０）によって個々に検出され、
   これによって得られた個々の画像が続いて評価装置（３００）によって電子的に全体画像へと構成され、該全体画像が前記ワークロール（２３０）の外周の少なくとも２倍の長さを有する関連したストリップ部分を示し、
   周期的に生じる欠陥の種類について、前記全体画像の自動的なチェックが前記評価装置（３００）によってなされること
   を特徴とする請求項１又は２記載の方法。
4. 検出された前記周期的に生じる欠陥の種類が、前記評価装置（３００）によってモニタ上に表示され、並びに／又は記録され、分類され、メモリされ、及び／若しくはプリントアウトされることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 圧延路（２００）の駆動のための方法であって、
   金属ストリップ（２１０）を圧延するステップと、
   請求項１〜４のいずれかに記載の方法に基づく表面検査のプロセスを実行するステップと
   を含み、ストリップ部分（１２０）としてあらかじめ少なくとも１回圧延された前記金属ストリップ（２１０）のストリップ始端及び／又はストリップ端部が切断され、自動的なチェックにおいて周期的に生じる欠陥の種類が検出されるとすぐに前記圧延路（２００）がオフされる前記方法。
6. 複数のストリップ部分（１２０）の表面検査のための装置であって、金属ストリップ（２１０）から前記ストリップ部分（１２０）を切断するよう形成された切断装置（１１０）を備えた前記装置において、
   −ワークロール（２３０）の外周の２倍よりも短い長さの切断された前記ストリップ部分（１２０）、
   −切断された前記ストリップ部分（１２０）の上側及び／又は下側の電子的な画像としての自動的な検出のためのカメラシステム（１５０）、
   −周期的に生じる欠陥の種類についての、検出された電子的な画像の自動的なチェックのための後続の評価装置（３００）及び
   −周期的に生じない欠陥の種類についての、切断された前記ストリップ部分の検査員によるチェックのためのストリップ検査ユニット（１４０）
   によって特徴付けられた装置（１００）。
7. 前記切断装置（１１０）が、前記ワークロール（２３０）の外周の２倍の１０〜８５％の長さで前記金属ストリップ（２１０）から切断されるよう形成されていることを特徴とする請求項６記載の装置（１００）。
8. 前記カメラシステム（１５０）が切断された前記ストリップ部分（１２０）を個々に検出するよう形成されており、
   前記評価装置（３００）が個々の画像の全体画像への電子的な構成のために形成されており、該全体画像が前記ワークロール（２３０）の外周の少なくとも２倍の長さを有する関連したストリップ部分を示しており、
   前記評価装置（３００）が、周期的に生じる欠陥の種類について、前記全体画像の自動的なチェックを行うよう形成されていること
   を特徴とする請求項６又は７記載の装置（１００）。
9. 前記カメラシステム（１５０）が少なくとも１つのカメラを備えており、該カメラが、前記ストリップ部分（１２０）の上側及び／又は下側に整向されていることを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の装置（１００）。
10. 前記評価装置（３００）が、周期的に生じる欠陥の種類をモニタ上に表示し、並びに／又は記録し、分類し、メモリし、及び／若しくはプリントアウトするよう形成されていることを特徴とする請求項６〜９のいずれか１項に記載の装置（１００）。
11. 金属ストリップ（２１０）の供給のための少なくとも１つの圧延機スタンド（２２０）を含む装置であって、請求項６〜１０のいずれかに記載の装置（１００）によって特徴付けられ、前記切断装置（１１０）が前記圧延機スタンド（２２０）のラインにおいて配置され、前記カメラシステム（１５０）及び前記ストリップ検査ユニット（１４０）が前記ラインの外側に配置されていることを特徴とする前記装置。

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