JP5654948B2 - ベルトブライドル装置のベルト不走行検出方法およびベルト不走行検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、鋼帯などの金属帯にバックテンションを付与する装置としてスリッターラインなどで用いられるベルトブライドル装置のベルト不走行を検出する方法とベルト不走行装置に関するものである。

冷延鋼帯などの金属帯を多条に切断処理するスリッターラインは、例えば図７に示すように、コイル状に巻かれた金属帯１を払い出す金属帯払出機２と、この金属帯払出機２から払い出された金属帯１を多条に切断するスリッター３とを備え、このスリッター３により多条に切断された金属帯１はルーパー４及びセパレータ５を経て金属帯巻取機６により巻き取られるようになっている。なお、図中符号７はスリッター３の入側に配置された入側シャー、８はセパレータ５の出側に配置された出側シャー、９は金属帯払出機２と入側シャー７との間に配置された一対のピンチロール、１０は金属帯巻取機６と出側シャー８との間に配置されたデフレクターロールをそれぞれ示している。

このようなスリッターラインでは、スリッター３で多条に切断された金属帯１を緩みなく巻き取るために、金属帯巻取機６の前段に配置されたブライドル装置で金属帯１にバックテンションを与えながら金属帯を巻き取っているが、金属帯１にバックテンションを付与する装置として、例えば特許文献１あるいは特許文献２に記載されたロールブライドル装置を用いると、金属帯とロールとの間でスリップが生じることがあり、金属帯に十分なバックテンションを付与できない場合がある。

そこで、金属帯巻取機６の前段に配置されるブライドル装置として、図８〜図１０に示すようなベルトブライドル装置１１が考案されている（例えば、特許文献３参照）。このベルトブライドル装置１１は、金属帯１の幅方向にほぼ一定間隔で且つ金属帯１の上面側と下面側に相対向して配置された多数本のエンドレスベルト１２を備えている。これらのエンドレスベルト１２は例えば摩擦係数の異なる複数の異種材を積層してなり、表面側の摩擦係数が裏面側の摩擦係数よりも大きくなっている。

また、ベルトブライドル装置１１はエンドレスベルト１２を金属帯１の長手方向に走行可能に張架する前後一対のアイドルプーリ１３，１３をそれぞれ有する上下一対のベルト押圧体１４，１５と、ベルト押圧体１４，１５の少なくとも一方を所定方向に駆動してエンドレスベルト１２を金属帯１の表面に押し付ける押圧体駆動機構１６とを備えている。この押圧体駆動機構１６は例えば上側のベルト押圧体１４を上下方向に昇降駆動する押圧体駆動シリンダ１７から構成され、押圧体駆動機構１６によってエンドレスベルト１２が金属帯１の表面に押し付けられると、金属帯１とエンドレスベルト１２との間に摩擦力が発生し、この摩擦力によってエンドレスベルト１２が金属帯１と同調して走行する。そして、エンドレスベルト１２が金属帯１と同調して走行すると、エンドレスベルト１２とベルト押圧体１４，１５との間に摩擦力が発生し、この摩擦力によって金属帯１にバックテンションが付与される。

このようなベルトブライドル装置１１では、金属帯１に十分なバックテンションを付与することができるが、何らかの原因でエンドレスベルト１２の１本あるいは複数本が金属帯１と同調して走行しない場合があり、このようなエンドレスベルト１２の不走行がベルトブライドル装置１１に生じると金属帯１の表面に擦り疵が発生したり、エンドレスベルト１２に付着した異物が金属帯１の表面に付着したりするなどの問題が発生する。

このような問題を解決する方法としては、（１）ベルトブライドル装置のエンドレスベルトが金属帯と同調して走行しているかを監視員が目視にて確認してエンドレスベルトの不走行を検出する方法、（２）エンドレスベルトの表面に低反射率のマークを付しておき、このマークを反射式光電センサにより検出することでベルトブライドル装置のベルト不走行を検出する方法、（３）各エンドレスベルトの走行速度をレーザー速度計により測定してベルトブライドル装置のベルト不走行を検出する方法などが考えられる。

特開昭６１−８１３５１号公報 特公平０１−２３２０７号公報 特開２００４−３４０７７号公報

しかしながら、上記（１）の方法では、エンドレスベルトの１本あるいは複数本が金属帯と同調して走行していないことを見逃してしまう場合があり、特に、下側のエンドレスベルトは金属帯の影になっているため、上側に比べ見逃しやすい。このため、ベルトブライドル装置のベルト不走行を確実に検出することができないという問題がある。
上記（２）の方法では、ベルトブライドル装置に多数の光電センサを組み込む必要があるため、光電センサの組み込みなどに多大の費用を要する。また、低反射率のマークを光電センサで検出するためには、エンドレスベルトの表面から比較的近い位置に光電センサを設ける必要があり、エンドレスベルトの交換作業時には光電センサを退避させたり、あるいは取り外したりことが要求されるという問題もある。

上記（３）の方法では、レーザー速度計をエンドレスベルトの幅方向に移動させる走査機構をベルトブライドル装置に組み込む必要があるため、ベルトブライドル装置が大型化するという問題がある。
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、多大の費用を要したりベルトブライドル装置の大型化を招いたりすることなくベルトブライドル装置のベルト不走行を確実に検出することのできるベルトブライドル装置のベルト不走行検出方法およびベルト不走行検出装置を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、金属帯巻取機により巻き取られる金属帯の幅方向にほぼ一定間隔で且つ前記金属帯の上面側と下面側に相対向して配置された多数本のエンドレスベルトと、該エンドレスベルトを前記金属帯の長手方向に走行可能に張架する一対のアイドルプーリをそれぞれ有する上下一対のベルト押圧体と、該ベルト押圧体の少なくとも一方を所定方向に駆動して前記エンドレスベルトを前記金属帯の表面に押し付ける押圧体駆動機構とを備えたベルトブライドル装置のベルト不走行を検出する方法であって、前記ベルトブライドル装置を通過した金属帯の表面を赤外線カメラにより前記金属帯の全幅にわたって撮像する工程と、前記赤外線カメラから出力された画像信号を画像信号処理装置により処理して前記金属帯の幅方向温度分布を取得する工程と、前記画像信号処理装置で得られた前記金属帯の幅方向温度分布を比較装置により基準温度と比較する工程と、前記比較装置の比較結果を表示装置に表示する工程とを有することを特徴とする。

請求項２の発明は、金属帯巻取機により巻き取られる金属帯の幅方向にほぼ一定間隔で且つ前記金属帯の上面側と下面側に相対向して配置された多数本のエンドレスベルトと、該エンドレスベルトを前記金属帯の長手方向に走行可能に張架する一対のアイドルプーリをそれぞれ有する上下一対のベルト押圧体と、該ベルト押圧体の少なくとも一方を所定方向に駆動して前記エンドレスベルトを前記金属帯の表面に押し付ける押圧体駆動機構とを備えたベルトブライドル装置のベルト不走行を検出する装置であって、前記ベルトブライドル装置を通過した金属帯の表面を当該金属帯の全幅にわたって撮像する赤外線カメラと、該赤外線カメラから出力された画像信号を処理して前記金属帯の幅方向温度分布を取得する画像信号処理装置と、該画像信号処理装置で得られた前記金属帯の幅方向温度分布を基準温度と比較する比較装置と、該比較装置の比較結果を表示する表示装置とを備えたことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２に記載のベルト不走行検出装置において、前記画像信号処理装置で得られた金属帯の幅方向温度分布を前記金属帯の長手方向に平均化して前記比較装置に供給する平均化装置をさらに備えたことを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項２または３に記載のベルト不走行検出装置において、前記金属帯の幅方向温度分布のうち前記基準温度を超える幅方向温度分布と前記基準温度を超えない幅方向温度分布とを色別表示するように前記表示装置が構成されていることを特徴とする。

請求項１及び２の発明によれば、表示装置に表示された比較装置の比較結果を視るだけでベルトブライドル装置のエンドレスベルトが金属帯と同調して走行しているか否かを把握することができ、従って、ベルトブライドル装置のベルト不走行を確実に検出することができる。また、エンドレスベルトの不走行を検出するために、ベルトブライドル装置に多数の光電センサを組み込んだり、あるいはレーザー速度計をエンドレスベルトの幅方向に移動させる走査機構をベルトブライドル装置に組み込んだりする必要もないので、多大の費用を要したりベルトブライドル装置の大型化を招いたりすることなくベルトブライドル装置のベルト不走行を確実に検出することができる。

請求項３の発明によれば、周辺設備の温度による影響を大きく受けることなく金属帯の幅方向温度分布を基準温度と比較することができ、従って、ベルトブライドル装置のベルト不走行を正確に検出することができる。
請求項４の発明によれば、表示装置に表示された比較装置の比較結果を視るだけでベルトブライドル装置のベルト不走行を一目で認識することができる。

本発明の一実施形態に係るベルト不走行検出装置の概略構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係るベルト不走行検出装置に用いられる赤外線カメラの撮像視野を示す図である。 図１に示す基準温度設定器の構成を説明するための図である。 図１に示すベルト不走行検出装置の作用を説明するためのフローチャートである。 図１に示すベルト不走行検出装置の画像信号処理装置で得られる金属帯幅方向温度分布の一例を示す図である。 図１に示すベルト不走行検出装置の表示装置に表示される比較装置の比較結果の一例を示す図である。 金属帯を多条に切断処理するスリッターラインを示す図である。 ベルトブライドル装置の側面図である。 図８のＡ−Ａ断面を示す図である。 ベルトブライドル装置を示す斜視図である。

以下、図１〜図６を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るベルト不走行検出装置の概略構成を示す図、図２は本発明の一実施形態に係るベルト不走行検出装置に用いられる赤外線カメラの撮像視野を示す図、図３は図１に示す基準温度設定器の構成を説明するための図である。図１において符号１８は本発明の一実施形態に係るベルト不走行検出装置を示し、このベルト不走行検出装置１８は赤外線カメラ１９、画像信号処理装置２０、平均化装置２１、比較装置２２及び表示装置２３を備えている。

赤外線カメラ１９はベルトブライドル装置１１を通過した金属帯１の表面（この場合は上面）を撮像するものであり、この赤外線カメラ１９はベルトブライドル装置１１の出側、好ましくはベルトブライドル装置１１の出側直近に配置されている。また、赤外線カメラ１９は図２に示すような撮像視野１９１を有し、金属帯１の全幅にわたって金属帯１の表面を撮像可能となっている。

画像信号処理装置２０は赤外線カメラ１９から出力された画像信号を処理して金属帯１の幅方向温度分布を取得するものであり、この画像信号処理装置２０で得られた金属帯１の幅方向温度分布は平均化装置２１に供給されている。
平均化装置２１は画像信号処理装置２０で得られた金属帯１の幅方向温度分布を赤外線カメラ１９の撮像視野内で金属帯１の長手方向に平均化するものであり、この平均化装置２１で平均化された金属帯１の幅方向温度分布は比較装置２２に供給されている。

比較装置２２は平均化装置２１で平均化された金属帯１の幅方向温度分布を基準温度と比較するものであり、この比較装置２２には、基準温度設定器２４で設定された基準温度が供給されている。
表示装置２３は比較装置２２の比較結果をカラー表示するものであり、この表示装置２３は例えば金属帯１の幅方向温度分布のうち基準温度を超える幅方向温度分布と基準温度と超えない幅方向温度分布とを色別表示するように構成されている。

基準温度設定器２４は金属帯１の幅方向温度分布と比較される基準温度を設定するものであり、この基準温度設定器２４は、例えば図３に示すような温度分布統計グラフを金属帯の最小板幅に対応するデータを用いて作成し、作成した温度分布統計グラフの中で最もデータ数の多い温度を金属帯の温度として設定し、それよりも所定の温度だけ高い温度を基準温度として設定するように構成されている。

このようなベルト不走行検出装置１８を用いてベルトブライドル装置１１のベルト不走行を検出する場合は、まず、図４に示すステップＳ１で金属帯１の表面を赤外線カメラ１９により金属帯１の全幅にわたって撮像する。次に、赤外線カメラ１９から出力された画像信号を画像信号処理装置２０で処理し、金属帯１の幅方向温度分布を次のステップＳ２で取得する。なお、赤外線カメラ１９の出力信号から金属帯１の幅方向温度分布を取得する方法としては、例えば赤外線カメラ１９の出力信号から金属帯１の赤外線強度を金属帯１の全幅にわたって測定し、その測定値を温度に換算する方法などを用いることができる。

ステップＳ２で金属帯１の幅方向温度分布を取得したならば、次のステップＳ３で金属帯１の幅方向温度分布を平均化装置２１に供給し、金属帯１の幅方向温度分布を金属帯１の長手方向に平均化する。そして、次のステップＳ４で金属帯１の幅方向温度分布を比較装置２２に供給し、基準温度設定器２４で設定された基準温度と比較する。
ここで、多数本のエンドレスベルト１２のうち１本または複数本のエンドレスベルト１２が金属帯１と同調して走行していない場合は、走行していないエンドレスベルト１２と金属帯１との間に摩擦熱が発生し、この摩擦熱によって金属帯１の幅方向温度分布が例えば図５に示すような幅方向温度分布となる。

ステップＳ４で金属帯１の幅方向温度分布を基準温度と比較したならば、比較装置２２の比較結果を次のステップＳ５で表示装置２３に表示する。ここで、金属帯１の幅方向温度分布が図５に示すような幅方向温度分布である場合は、図６に示すように、金属帯１の幅方向温度分布２３１のうち基準温度を超えている温度分布（図中斜線で示す部分）と基準温度を超えていない温度分布が表示装置２３の表示画面に色別表示される。また、表示装置２３の表示画面には、赤外線カメラ１９で撮像された金属帯表面の熱画像２３２が基準温度と共にリアルタイム表示される。

従って、上述したベルト不走行検出装置１８では、表示装置２３に表示された比較装置２２の比較結果を視るだけでベルトブライドル装置１１のエンドレスベルト１２が金属帯１と同調して走行しているか否かを把握することができ、前述した先行技術のように、ベルトブライドル装置１１のベルト不走行を見逃してしまうことがないので、ベルトブライドル装置１１のベルト不走行を確実に検出することができる。

さらに、エンドレスベルト１２の不走行を検出するために、ベルトブライドル装置１１に多数の光電センサを組み込んだり、あるいはレーザー速度計をエンドレスベルトの幅方向に移動させる走査機構をベルトブライドル装置に組み込んだりする必要もないので、多大の費用を要したりベルトブライドル装置の大型化を招いたりすることなくベルトブライドル装置１１のベルト不走行を確実に検出することができる。

また、上述したベルト不走行検出装置１８では、画像信号処理装置２０で得られた金属帯１の幅方向温度分布を金属帯１の長手方向に平均化して比較装置２２に供給する平均化装置２１を備えたことで、周辺設備の温度による影響を大きく受けることなく金属帯１の幅方向温度分布を基準温度と比較することができ、従って、ベルトブライドル装置１１のベルト不走行を正確に検出することができる。

また、上述したベルト不走行検出装置１８では、比較装置２２の比較結果を表示する表示装置２３が金属帯１の幅方向温度分布のうち基準温度を超える幅方向温度分布と基準温度と超えない幅方向温度分布とを色別表示するように構成されているため、表示装置２３に表示された比較装置２２の比較結果を視るだけでベルトブライドル装置１１のベルト不走行を一目で認識することができる。

上述した本発明の一実施形態では、ベルトブライドル装置１１を通過した金属帯１の上面を赤外線カメラ１９により撮像してベルトブライドル装置のベルト不走行を検出する装置に本発明を適用した場合を例示したが、これに限られるものではなく、例えばベルトブライドル装置１１を通過した金属帯１の下面を赤外線カメラ１９により撮像してベルトブライドル装置１１のベルト不走行を検出する装置についても本発明を適用することができる。

赤外線カメラ１９の撮像は金属帯１の片面のみでよい。通常、金属帯１の板厚は０．３〜０．８ｍｍと薄いため、発生した摩擦熱は瞬時に厚さ方向に伝わり、厚さ方向の温度は同一温度になるため、赤外線カメラ１９が金属帯１の片面側のみを観察した場合でも、上側のエンドレスベルトのみならず、下側のエンドレスベルトの不走行をも検出することができるからである。

また、上述した本発明の一実施形態では、比較装置２２の比較結果を表示する表示装置２３として、比較装置２２の比較結果をカラー表示するものを例示したが、これに限られるものでない。たとえば、比較装置２２の比較結果を白黒表示する表示装置を用いてもよい。
また、上述した本発明の一実施形態では、金属帯１の幅方向温度分布と比較される基準温度を設定する基準温度設定器２４を備えたものを例示したが、基準温度設定器２４を必ずしも備えている必要はなく、基準温度を予め設定しておいてもよい。

１…金属帯
２…金属帯払出機
３…スリッター
４…ルーパー
５…セパレータ
６…金属帯巻取機
７…入側シャー
８…出側シャー
９…ピンチロール
１０…デフレクターロール
１１…ベルトブライドル装置
１２…エンドレスベルト
１３…アイドルプーリ
１４，１５…ベルト押圧体
１６…押圧体駆動機構
１７…押圧体駆動シリンダ
１８…ベルト不走行検出装置
１９…赤外線カメラ
１９１…赤外線カメラの撮像視野
２０…画像信号処理装置
２１…平均化装置
２２…比較装置
２３…表示装置
２３１…表示装置に表示される金属帯の幅方向分布
２３２…表示装置に表示される金属帯表面の熱画像
２４…基準温度設定器

Claims (4)

1. 金属帯巻取機により巻き取られる金属帯の幅方向にほぼ一定間隔で且つ前記金属帯の上面側と下面側に相対向して配置された多数本のエンドレスベルトと、該エンドレスベルトを前記金属帯の長手方向に走行可能に張架する一対のアイドルプーリをそれぞれ有する上下一対のベルト押圧体と、該ベルト押圧体の少なくとも一方を所定方向に駆動して前記エンドレスベルトを前記金属帯の表面に押し付ける押圧体駆動機構とを備えたベルトブライドル装置のベルト不走行を検出する方法であって、
   前記ベルトブライドル装置を通過した金属帯の表面を赤外線カメラにより前記金属帯の全幅にわたって撮像する工程と、前記赤外線カメラから出力された画像信号を画像信号処理装置により処理して前記金属帯の幅方向温度分布を取得する工程と、前記画像信号処理装置で得られた前記金属帯の幅方向温度分布を比較装置により基準温度と比較する工程と、前記比較装置の比較結果を表示装置に表示する工程とを有することを特徴とするベルトブライドル装置のベルト不走行検出方法。
2. 金属帯巻取機により巻き取られる金属帯の幅方向にほぼ一定間隔で且つ前記金属帯の上面側と下面側に相対向して配置された多数本のエンドレスベルトと、該エンドレスベルトを前記金属帯の長手方向に走行可能に張架する一対のアイドルプーリをそれぞれ有する上下一対のベルト押圧体と、該ベルト押圧体の少なくとも一方を所定方向に駆動して前記エンドレスベルトを前記金属帯の表面に押し付ける押圧体駆動機構とを備えたベルトブライドル装置のベルト不走行を検出する装置であって、
   前記ベルトブライドル装置を通過した金属帯の表面を当該金属帯の全幅にわたって撮像する赤外線カメラと、該赤外線カメラから出力された画像信号を処理して前記金属帯の幅方向温度分布を取得する画像信号処理装置と、該画像信号処理装置で得られた前記金属帯の幅方向温度分布を基準温度と比較する比較装置と、該比較装置の比較結果を表示する表示装置とを備えたことを特徴とするベルト不走行検出装置。
3. 前記画像信号処理装置で得られた金属帯の幅方向温度分布を前記金属帯の長手方向に平均化して前記比較装置に供給する平均化装置をさらに備えたことを特徴とする請求項２に記載のベルト不走行検出装置。
4. 前記金属帯の幅方向温度分布のうち前記基準温度を超える幅方向温度分布と前記基準温度を超えない幅方向温度分布とを色別表示するように前記表示装置が構成されていることを特徴とする請求項２または３に記載のベルト不走行検出装置。

Images