JP6170857B2 - Ring material shape measuring method and shape measuring device - Google Patents

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Description

本発明は、凹部や凸部が外周面及び内周面に形成されているリング材を熱間で圧延する際に、当該リング材の外周面に形成された凹凸形状を光切断法を用いて計測するリング材の形状計測方法に関する。   In the present invention, when a ring material in which concave portions and convex portions are formed on the outer peripheral surface and the inner peripheral surface is hot-rolled, the uneven shape formed on the outer peripheral surface of the ring material is obtained using a light cutting method. The present invention relates to a method for measuring the shape of a ring material to be measured.

チタン合金などの圧延材を用いて大型のリング材を熱間で圧延するに際しては、リング圧延機が用いられる。このリング圧延機は、円筒状の圧延材を回転させるキングロールと、このキングロールと対面し、且つ圧延材を圧下するマンドレルロールと、圧延材の真円度を維持し、且つ圧延材が水平方向に移動しないように保持するセンタリングロールと、圧延材が圧延されることによって軸心方向(垂直方向)に移動しないように保持するアキシャルロールとで構成されている。   When a large ring material is hot-rolled using a rolled material such as a titanium alloy, a ring rolling machine is used. This ring rolling mill has a king roll that rotates a cylindrical rolled material, a mandrel roll that faces the king roll and reduces the rolled material, maintains the roundness of the rolled material, and the rolled material is horizontal. The centering roll is held so as not to move in the direction, and the axial roll is held so as not to move in the axial direction (vertical direction) when the rolled material is rolled.

係るリング圧延機において、リング状の圧延材を軸心回りに回転させながら、当該圧延材の内側に配備されているマンドレルロールを、対面する側に配備されているキングロールに向かって圧下させて、目標の形状及び外径寸法になるまで圧延する。
リング圧延機に備えられているキングロール又はマンドレルロールの少なくとも一方には、そのロール表面に突起部及び窪み部を有したプロファイルで構成されている場合がある。この突起形状を有したプロファイルを備えたキングロール及びマンドレルロールを用いて熱間リング圧延を行うことで、外周面に凸部や凹部を備える異形状の大型リング材を製造することができる。
In such a ring rolling mill, while rotating the ring-shaped rolled material around the axis, the mandrel roll arranged inside the rolled material is rolled down toward the king roll arranged on the facing side. Roll until desired shape and outer diameter.
At least one of the king roll and the mandrel roll provided in the ring rolling mill may be configured with a profile having a protrusion and a depression on the roll surface. By carrying out hot ring rolling using a king roll and a mandrel roll having a profile having this protruding shape, an irregularly shaped large ring material having a convex part or a concave part on the outer peripheral surface can be produced.

上記したようなリング圧延機を用いて、円筒状の圧延材からリング材まで熱間で圧延を行うに際しては、リング圧延中において、リアルタイムでリング材の凸部や凹部の形状を計測しておくことが、目標とする形状や寸法精度(真円度や外径寸法)にするために非常に重要な事項となる。
このようなリング材の形状を計測する技術としては、接触式の直径計測機やポイント式のレーザ距離計が用いて、外周面などの形状を測定する方法がある。
When performing hot rolling from a cylindrical rolled material to a ring material using a ring rolling machine as described above, the shape of the convex portions and concave portions of the ring material is measured in real time during the ring rolling. This is a very important matter for achieving the target shape and dimensional accuracy (roundness and outer diameter).
As a technique for measuring the shape of such a ring material, there is a method of measuring the shape of an outer peripheral surface or the like using a contact type diameter measuring machine or a point type laser distance meter.

しかしながら、上記した形状測定方法は、ある位置でのリング材の高さや、ある位置でのリング材の直径などある一箇所におけるリング材の形状を測定しているので、複数の凸部(プロファイル)を有するリング材の場合、当該凸部の数だけ測定機器を配備する必要があり、リング材の製造コストが上昇する虞がある。そのため、実際の熱間リング圧延工程では、採用することは困難である。   However, since the shape measuring method described above measures the shape of the ring material at a certain position, such as the height of the ring material at a certain position and the diameter of the ring material at a certain position, a plurality of convex portions (profiles) In the case of a ring material having a ring material, it is necessary to provide as many measuring instruments as the number of the convex portions, which may increase the manufacturing cost of the ring material. Therefore, it is difficult to employ in an actual hot ring rolling process.

また、熱間リング圧延工程においては、リング材の姿勢が傾いたまま熱間リング圧延が行われたり、リング材の上下方向での直径に差が生じてしまったまま熱間リング圧延が行われたりする虞があるため、上記した各点で形状を測定する形状測定方法ではリング材の形状を正確に把握することが困難である。
そこで、光切断法を用いて2次元的な測定を行い、リング材の外周面などの形状を測定する方法が挙げられる。例えば、計測対象が熱間圧延されたリング材ではないが、形状が略リング状であるタイヤの形状を測定する方法が特許文献1に開示されている。
Also, in the hot ring rolling process, hot ring rolling is performed while the attitude of the ring material is tilted, or hot ring rolling is performed with a difference in the vertical diameter of the ring material. Therefore, it is difficult to accurately grasp the shape of the ring material by the shape measuring method that measures the shape at each point described above.
Therefore, there is a method of measuring the shape of the outer peripheral surface of the ring material by performing two-dimensional measurement using a light cutting method. For example, Patent Document 1 discloses a method for measuring the shape of a tire whose measurement target is not a hot-rolled ring material but whose shape is substantially ring-shaped.

特許文献1は、タイヤの形状検出対象面の所定範囲にスリット光を照射する光照射手段と、前記光照射手段に対応した所定位置に配設され、該光照射手段でスリット光を照射したタイヤ上のスリット像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段によって撮像されたスリット像に基づいてタイヤの形状検出対象面の形状を検出する形状検出手段と、前記形状検出手段で検出されたタイヤの形状を予め定められた基準形状と比較する比較手段と、前記比較手段による比較結果に基づいてタイヤの良否を判定する判定手段と、を有するタイヤ形状判定装置が開示されている。   Patent Document 1 discloses a tire that is provided with light irradiation means for irradiating slit light on a predetermined range of a tire shape detection target surface and a predetermined position corresponding to the light irradiation means, and irradiated with slit light by the light irradiation means. An image pickup means for picking up an upper slit image, a shape detection means for detecting the shape of a tire shape detection target surface based on the slit image picked up by the image pickup means, and a tire shape detected by the shape detection means There is disclosed a tire shape determination device having a comparison means for comparing the vehicle with a predetermined reference shape and a determination means for determining the quality of the tire based on a comparison result by the comparison means.

特開平11−138654号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-138654

従来、目標の形状及び外径寸法を有するリング材を製造するには、熱間圧延中にリング材の凹凸形状を接触式の直径計測機やポイント式のレーザ距離計などを用いて計測し、計測した結果からリング圧延機のセンタリングロール及びアキシャルロールの位置や、マンドレルロールの送り速度などの熱間リング圧延の条件を制御するようしている。
ところが、リング材を製造すべく、突起形状を有したプロファイルを備えたキングロールを有したリング圧延機を用いて熱間リング圧延を行った場合、目標の形状や外径寸法を得ることが困難なことがあった。
Conventionally, in order to produce a ring material having a target shape and an outer diameter, the uneven shape of the ring material is measured using a contact type diameter measuring machine or a point type laser distance meter during hot rolling, From the measured results, the hot ring rolling conditions such as the position of the centering roll and the axial roll of the ring rolling mill and the feed speed of the mandrel roll are controlled.
However, when hot ring rolling is performed using a ring rolling mill having a king roll with a profile having a protrusion shape in order to produce a ring material, it is difficult to obtain a target shape and outer diameter. There was something wrong.

熱間圧延中にリング材(例えば、チタン合金のリング材)の外周面には、黒色の酸化層(以降、黒皮と呼ぶこともある)が形成される。この黒色の酸化層は、リング材の凸部に多く存在し凹部に少ないことを、本願発明者らが圧延の実績より見出している。そのため、特許文献1に開示されている光学的手法を用いた技術の場合には、黒色の酸化層の影響による受光輝度不足や形状の誤検出が多数発生し、リング材の形状計測を正確に測定することが困難であった。   During hot rolling, a black oxide layer (hereinafter sometimes referred to as a black skin) is formed on the outer peripheral surface of a ring material (for example, a titanium alloy ring material). The inventors of the present application have found from the track record of rolling that the black oxide layer is present in a large amount in the convex portion of the ring material and is small in the concave portion. Therefore, in the case of the technique using the optical method disclosed in Patent Document 1, a large number of light receiving luminance deficiencies and shape misdetections due to the influence of the black oxide layer occur, and the shape measurement of the ring material is accurately performed. It was difficult to measure.

すなわち、従来からの光切断法の技術では、熱間圧延中にリング材の形状を精確に測定することが困難な場合があった。
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、リング状の圧延材からリング材を製造する際に、酸化層などスケールの影響を受けずにリング材のプロファイル形状を、リアルタイムで精確に計測することができるリング材の形状計測方法、及びその計測装置を提供することを目的とする。
That is, with the conventional optical cutting technique, it may be difficult to accurately measure the shape of the ring material during hot rolling.
Therefore, in view of the above problems, the present invention accurately measures the profile shape of the ring material in real time without being affected by the scale such as an oxide layer when the ring material is manufactured from the ring-shaped rolled material. An object of the present invention is to provide a ring material shape measuring method and a measuring device for the same.

上記の目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
本発明に係るリング材の形状計測方法は、キングロールを有したリング圧延機を用いて、軸心方向に圧下された部位である「圧下部」と圧下されていない部位である「非圧下部」とが外周面に形成されたリング材を熱間で圧延する際に、当該リング材の外周面のプロファイル形状を光切断法を用いて計測するリング材の形状計測方法において、前記リング材の外周面に対してスリット光を照射し、前記スリット光が照射された前記リング材の外周面を撮像し、前記撮像した画像を走査することで、光切断線を求め、前記求めた光切断線を基に、前記リング材のプロファイル形状を計測するものであって、前記圧下部に対応する画像を走査する際には、最も輝度の高い位置を前記圧下部における光切断線と決定し、前記非圧下部に対応する画像を走査する際には、前記圧下部に対応する画像から求められた前記光切断線の位置と前記キングロールの外形形状とから、前記非圧下部における光切断線を探索する探索領域を設定し、前記設定した探索領域内で、最も輝度の高い位置を当該非圧下部における光切断線と決定することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention takes the following technical means.
The ring material shape measuring method according to the present invention uses a ring rolling mill having a king roll, and a “rolled portion” that is a portion that is rolled down in the axial direction and a “unrolled portion” that is a portion that is not rolled down. In the method for measuring the shape of the ring material, the profile of the outer peripheral surface of the ring material is measured using a light cutting method when the ring material formed on the outer peripheral surface is hot-rolled. The outer peripheral surface is irradiated with slit light, the outer peripheral surface of the ring material irradiated with the slit light is imaged, and the captured image is scanned to obtain a light cutting line. Based on the above, the profile shape of the ring material is measured, and when scanning an image corresponding to the inferior part, the position with the highest luminance is determined as the light cutting line in the inferior part, Image corresponding to uncrushed lower part When scanning, from the position of the light cutting line obtained from the image corresponding to the inferior part and the outer shape of the king roll, set a search area to search for the optical cutting line in the uncompressed part, Within the set search region, the position with the highest luminance is determined as the light cutting line at the uncompressed lower portion.

好ましくは、前記リング材の形状を計測する際には、前記リング材の外周面に対してスリット光が照射された照射画像を撮像すると共に、前記リング材の外周面に対してスリット光が照射されていない非照射画像を撮像し、前記照射画像と前記非照射画像との差分をとった差分画像を求め、前記差分画像を走査することで、光切断線を求め、前記求めた光切断線を基に、前記リング材のプロファイル形状を計測するとよい。   Preferably, when measuring the shape of the ring material, an irradiation image in which the outer peripheral surface of the ring material is irradiated with slit light is captured and the outer peripheral surface of the ring material is irradiated with slit light. A non-irradiated image that has not been taken is obtained, a difference image obtained by taking a difference between the irradiated image and the non-irradiated image is obtained, and by scanning the difference image, an optical cutting line is obtained, and the obtained optical cutting line is obtained. The profile shape of the ring material may be measured based on the above.

本発明に係るリング材の形状計測装置は、キングロールを有したリング圧延機を用いて、軸心方向に圧下された部位である「圧下部」と圧下されていない部位である「非圧下部」とが外周面に形成されたリング材を熱間で圧延する際に、当該リング材の外周面のプロファイル形状を光切断法を用いて計測するリング材の形状計測装置において、前記リング材の外周面に対してスリット光を照射する照射部と、前記スリット光が照射された前記リング材の外周面を撮像する撮像部と、前記撮像した画像を走査することで、光切断線を求める光切断線抽出部と、前記求めた光切断線を基に、前記リング材のプロファイル形状を計測する形状計測部を有するものであって、前記光切断線抽出部は、前記圧下部に対応する画像を走査する際に、最も輝度の高い位置を前記圧下部における光切断線と決定すると共に、前記非圧下部に対応する画像を走査する際に、前記圧下部に対応する画像から求められた前記光切断線の位置と前記キングロールの外形形状とから、前記非圧下部における
光切断線を探索する探索領域を設定し、前記設定した探索領域内で、最も輝度の高い位置を当該非圧下部における光切断線と決定することを特徴とする。
The shape measuring device for a ring material according to the present invention uses a ring rolling mill having a king roll, and a “rolled portion” that is a portion that is crushed in the axial direction and a “non-rolled portion that is a portion that is not crushed” In the ring material shape measuring apparatus for measuring the profile shape of the outer peripheral surface of the ring material using a light cutting method when the ring material formed on the outer peripheral surface is hot-rolled, Light for obtaining an optical cutting line by scanning an irradiation unit that irradiates slit light to the outer peripheral surface, an imaging unit that images the outer peripheral surface of the ring material irradiated with the slit light, and the captured image A cutting line extraction unit and a shape measurement unit that measures the profile shape of the ring material based on the obtained light cutting line, the light cutting line extraction unit being an image corresponding to the indentation When scanning When the image corresponding to the uncompressed portion is scanned, the position of the light cutting line obtained from the image corresponding to the indented portion and the king are determined. A search area for searching for a light cutting line in the uncompressed lower part is set from the outer shape of the roll, and the highest brightness position is determined as the light cutting line in the uncompressed lower part in the set search area. It is characterized by.

好ましくは、前記撮像部は、前記リング材の外周面に対してスリット光が照射された照射画像を撮像すると共に、前記リング材の外周面に対してスリット光が照射されていない非照射画像を撮像し、前記光切断線抽出部は、前記照射画像と前記非照射画像との差分をとった差分画像を求めると共に、前記差分画像を走査することで光切断線を求め、前記形状計測部は、前記求めた光切断線を基に、前記リング材のプロファイル形状を計測するとよい。   Preferably, the imaging unit captures an irradiation image in which slit light is irradiated on the outer peripheral surface of the ring material, and a non-irradiation image in which slit light is not irradiated on the outer peripheral surface of the ring material. The optical cutting line extraction unit obtains a difference image obtained by taking a difference between the irradiation image and the non-irradiation image, and obtains a light cutting line by scanning the difference image. The profile shape of the ring material may be measured based on the obtained light cutting line.

本発明のリング材の形状計測方法、及びその計測装置によれば、リング状の圧延材からリング材を製造する際に、酸化層などスケールの影響を受けずにリング材のプロファイル形状を、リアルタイムで精確に計測することができる。   According to the ring material shape measuring method and the measuring apparatus of the present invention, when manufacturing the ring material from the ring-shaped rolled material, the profile shape of the ring material can be obtained in real time without being affected by the scale such as an oxide layer. Can be measured accurately.

リング圧延機の概略を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the outline of a ring rolling mill. リング圧延機における圧延状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the rolling state in a ring rolling mill. 酸化層が発生していない場合におけるリング材の外周面の画像を示す図である。It is a figure which shows the image of the outer peripheral surface of a ring material in case the oxide layer has not generate | occur | produced. 酸化層が発生している場合におけるリング材の外周面の画像を示す図である。It is a figure which shows the image of the outer peripheral surface of a ring material in case the oxide layer has generate | occur | produced. 本発明のリング材の形状計測方法を示す図である。It is a figure which shows the shape measuring method of the ring material of this invention. リング材の外周面に対してスリット光が照射された照射画像を示す図である。It is a figure which shows the irradiation image with which the slit light was irradiated with respect to the outer peripheral surface of a ring material. リング材の外周面に対してスリット光が照射されていない非照射画像を示す図である。It is a figure which shows the non-irradiation image in which slit light is not irradiated with respect to the outer peripheral surface of a ring material. 照射画像と非照射画像との差分をとった差分画像を示す図である。It is a figure which shows the difference image which took the difference of an irradiation image and a non-irradiation image.

以下、本発明に係るリング材の形状計測方法、及びその形状計測装置の実施形態を、図を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の構成をその具体例のみに限定するためのものではない。従って、本発明の技術的範囲は、本実施形態の開示内容のみに限定されるものではない。
また、本実施形態では、航空機用ジェットエンジンのファンケースなどに用いられるような純チタン製及びチタン合金製の大型のリング材Zを例にとり説明する。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a ring material shape measuring method and a shape measuring apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, embodiment described below is an example which actualized this invention, Comprising: It is not for limiting the structure of this invention only to the specific example. Therefore, the technical scope of the present invention is not limited only to the disclosed contents of the present embodiment.
Further, in the present embodiment, a description will be given by taking, as an example, a large ring material Z made of pure titanium and titanium alloy used in a fan case of an aircraft jet engine.

図1及び図2に示すように、本実施形態のリング材Zの形状計測方法、及びその形状計測装置に用いられるリング圧延機10は、リング状の圧延材W(元材)を所定の形状及び外径寸法(所定のプロファイル形状)のリング材Z(圧延製品)に圧延するものである。
リング圧延機10は、リング状の圧延材Wを回転させるキングロール11と、このキングロール11と対面し、この圧延材Wを径外方向に圧下するマンドレルロール12と、圧延材Wの真円度を維持しつつ、この圧延材Wが水平方向に移動しないように保持するセンタリングロール13と、この圧延材Wが圧延されることによって軸心方向(垂直方向)に移動しないように保持するアキシャルロール14A,14Bと、アキシャルロール14A,14Bを回転自在に支持するアキシャルロールフレーム15A,15Bとで構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the ring rolling machine 10 used in the shape measuring method of the ring material Z and the shape measuring device of the present embodiment is configured to form a ring-shaped rolled material W (original material) into a predetermined shape. And a ring material Z (rolled product) having an outer diameter (predetermined profile shape).
The ring rolling mill 10 includes a king roll 11 that rotates a ring-shaped rolled material W, a mandrel roll 12 that faces the king roll 11 and reduces the rolled material W in a radially outward direction, and a perfect circle of the rolled material W. A centering roll 13 that holds the rolled material W so as not to move in the horizontal direction while maintaining the degree, and an axial that holds the rolled material W so as not to move in the axial direction (vertical direction) by rolling. The rolls 14A and 14B and axial roll frames 15A and 15B that rotatably support the axial rolls 14A and 14B are configured.

キングロール11は、リング状の圧延材Wの外周面側に回転自在に固定されている。キングロール11は、モータなどの駆動装置が接続され回転駆動するようになっている。キングロール11が回転することによって、キングロール11と接触したリング状の圧延材Wが回転するようになる。
図2に示すように、本実施形態の場合、キングロール11の外形形状は、1つ以上の突起部11A及び窪み部11Bを有した凹凸形状(表面断面プロファイル)で構成されている。この外形形状は、例えば、キングロール11の軸心に対して中央部より上部側と、中央部より下部側とで異なった(上下方向に非対称)形状を有している。
The king roll 11 is rotatably fixed to the outer peripheral surface side of the ring-shaped rolled material W. The king roll 11 is connected to a driving device such as a motor and is driven to rotate. As the king roll 11 rotates, the ring-shaped rolled material W in contact with the king roll 11 rotates.
As shown in FIG. 2, in the case of the present embodiment, the outer shape of the king roll 11 is constituted by a concavo-convex shape (surface cross-sectional profile) having one or more protrusions 11A and depressions 11B. This outer shape has, for example, different shapes (asymmetric in the vertical direction) between the upper side from the center and the lower side from the center with respect to the axis of the king roll 11.

この上下非対称の外形形状によって、リング材Zの外周面に上下非対称の凹凸形状が形成される。
リング材Zの外周面に形成された凹部ZAは、キングロール11の突起部11Aが押し込まれることで形成されるので、圧下度合いが高い部位すなわち「圧下部」である。一方、リング材Zの外周面に形成された凸部ZAは、キングロール11の窪み部11Bの圧下により形成される部位であって、圧下度合いが低い部位すなわち「非圧下部」ZBである。
By this vertically asymmetric outer shape, a vertically asymmetric uneven shape is formed on the outer peripheral surface of the ring material Z.
The concave portion ZA formed on the outer peripheral surface of the ring material Z is formed by pushing the protrusion 11A of the king roll 11 and thus is a portion having a high degree of rolling down, that is, a “pressing portion”. On the other hand, the convex part ZA formed on the outer peripheral surface of the ring material Z is a part formed by the reduction of the hollow part 11B of the king roll 11, and is a part having a low degree of reduction, that is, a “non-indented part” ZB.

圧延中又は圧延直後のリング材Zの表面には黒色の酸化層X(黒皮)が付着しているが、この黒皮Xは、リング材Zの非圧下部ZB(凸部)に多く存在し、圧下部ZA(凹部)に少ないことを、本願発明者らは過去の圧延の実績より見出している。
マンドレルロール12は、キングロール11より小径の円筒形状であって、キングロール11と対面する位置(リング状の圧延材Wの内周面側)に回転自在で設置され、水平方向(半径方向)に移動することができるようになっている。マンドレルロール12をリング状の圧延材Wの内周面に接触させた後に、さらに径外方向に移動させることで、当該圧延材Wに対して回転しながらの圧下が行われる。
A black oxide layer X (black skin) adheres to the surface of the ring material Z during or immediately after rolling, but this black skin X is often present in the uncompressed lower portion ZB (convex portion) of the ring material Z. However, the inventors of the present application have found that there is little in the indented portion ZA (concave portion) from the past results of rolling.
The mandrel roll 12 has a cylindrical shape with a smaller diameter than the king roll 11 and is rotatably installed at a position facing the king roll 11 (inner peripheral surface side of the ring-shaped rolled material W), and in the horizontal direction (radial direction). Can be moved to. After the mandrel roll 12 is brought into contact with the inner peripheral surface of the ring-shaped rolled material W, the rolling is performed while rotating with respect to the rolled material W by further moving in the radially outward direction.

センタリングロール13は、図1に示すように円筒形状であって、マンドレルロール12と対面し、且つキングロール11を挟むように、リング状の圧延材Wの外周面側に回転自在に左右一対配備されている。このセンタリングロール13は、リング材Zの真円度を調整すると共に、リング材Zが水平方向へ移動しないように抑制するものである。
アキシャルロール14A,14Bは、円錐形状であって、キングロール11とは反対側の位置に上下一対、傾斜状態でアキシャルロールフレーム15A,15Bに回転自在に支持されている。これらアキシャルロール14A,14Bの側面(錐面)は、リング状の圧延材Wの上端面及び下端面を挟むように接触している。
As shown in FIG. 1, the centering roll 13 has a cylindrical shape, faces the mandrel roll 12, and is disposed on the outer peripheral surface side of the ring-shaped rolled material W so as to face the mandrel roll 12 and is arranged in a pair of left and right. Has been. The centering roll 13 adjusts the roundness of the ring material Z and suppresses the ring material Z from moving in the horizontal direction.
The axial rolls 14A and 14B have a conical shape, and are supported by the axial roll frames 15A and 15B so as to be rotatable in a pair of upper and lower sides at a position opposite to the king roll 11 in an inclined state. The side surfaces (conical surfaces) of these axial rolls 14A and 14B are in contact with each other so as to sandwich the upper end surface and the lower end surface of the ring-shaped rolled material W.

圧延材Wの上下端面に接触しているアキシャルロール14A,14Bは、リング状の圧延材Wの回転により回転し、上下(高さ)方向の圧下を行うと共に、圧延材Wの上下方向の移動を抑制し、高さ方向の形状を保持している。
次に、上記したリング圧延機10を用いてリング状の圧延材Wからリング材Zを製造する際に、そのリング材Zのプロファイル形状をリアルタイムで計測するリング材Zの形状計測装置1について、説明する。
The axial rolls 14A and 14B that are in contact with the upper and lower end surfaces of the rolled material W are rotated by the rotation of the ring-shaped rolled material W to perform the vertical (height) reduction and the vertical movement of the rolled material W. Is suppressed, and the shape in the height direction is maintained.
Next, when manufacturing the ring material Z from the ring-shaped rolled material W using the ring rolling machine 10 described above, the shape measuring device 1 of the ring material Z that measures the profile shape of the ring material Z in real time, explain.

図2に示すように、形状計測装置1は、リング材Zの上側に配備されたアキシャルロール14Aを回転自在に支持する上側アキシャルロールフレーム15Aから吊下されて保持されている。形状計測装置1が保持される位置としては、リング材Zの外周面全体が撮像することができる位置であればよい。例えば、図2に示すようにリング材Zの高さの略中央とするとよい。   As shown in FIG. 2, the shape measuring device 1 is suspended and held from an upper axial roll frame 15 </ b> A that rotatably supports an axial roll 14 </ b> A disposed on the upper side of the ring material Z. The position where the shape measuring device 1 is held may be a position where the entire outer peripheral surface of the ring material Z can be imaged. For example, as shown in FIG.

この形状計測装置1は、被測定物であるリング材Zの外周面にスリット光Sを照射する照射部2Aと、スリット光Sが照射されたリング材Zの外周面を撮像する撮像部2Bからなる光切断センサ2と、撮像部2Bにより撮像された画像M(撮像範囲H)を走査して、光切断線Lを求める光切断線抽出部3と、求めた光切断線Lを基に、三角測量法の原理に基づいてリング材Zのプロファイル形状(3次元形状)を計測する形状計測部4とを備える。   This shape measuring apparatus 1 includes an irradiation unit 2A that irradiates the outer peripheral surface of the ring material Z, which is an object to be measured, with the slit light S, and an imaging unit 2B that images the outer peripheral surface of the ring material Z irradiated with the slit light S. Based on the obtained light cutting line L, the light cutting line extraction unit 3 that obtains the light cutting line L by scanning the optical cutting sensor 2 and the image M (imaging range H) imaged by the imaging unit 2B. And a shape measuring unit 4 that measures the profile shape (three-dimensional shape) of the ring material Z based on the principle of the triangulation method.

光切断センサ2の照射部2Aは、被測定物を縦断するようなライン光を照射可能とされ、このライン光として赤外線乃至は可視光レーザ光を照射できるレーザ発光素子を備える構成とされている。
光切断センサ2の撮像部2Bは、照射部2Aからのライン光が表面に照射されている被測定物をエリア画像として撮像するものであり、例えばCCDエリアカメラなどで構成されている。
The irradiation unit 2A of the light cutting sensor 2 is configured to include a laser light emitting element that can irradiate line light that vertically cuts the object to be measured and can irradiate infrared or visible laser light as the line light. .
The imaging unit 2B of the light cutting sensor 2 captures, as an area image, an object to be measured on which the line light from the irradiation unit 2A is irradiated, and is configured by, for example, a CCD area camera.

撮像部2Bにより撮像された画像Mが入力される光切断線抽出部3、リング材Zのプロファイル形状を計測する形状計測部4は、パソコン等のデジタル処理装置で構成されている。
この形状測定装置を用いて、リング材Zのプロファイル形状を計測する場合は、まず、
被リング材Zに対して照射部2Aからスリット光Sを照射し、スリット光Sが照射されたリング材Zの外周面を撮像部2Bで撮像し、撮像された画像Mを走査して、光切断線Lを光切断線抽出部3で求め、求めた光切断線Lに対して光切断法を用いてリング材Zのプロファイル形状を、形状計測部4で計測する。この形状測定装置を用いることで、リング材Zのプロファイル形状(x,y,z座標値)を遠隔から非接触にて計測することができる。
The light cutting line extraction unit 3 to which the image M imaged by the imaging unit 2B is input and the shape measurement unit 4 that measures the profile shape of the ring material Z are configured by a digital processing device such as a personal computer.
When measuring the profile shape of the ring material Z using this shape measuring device, first,
The ring material Z is irradiated with the slit light S from the irradiation unit 2A, the outer peripheral surface of the ring material Z irradiated with the slit light S is imaged by the imaging unit 2B, and the captured image M is scanned to obtain the light. The cutting line L is obtained by the light cutting line extraction unit 3, and the profile shape of the ring material Z is measured by the shape measuring unit 4 using the light cutting method for the obtained light cutting line L. By using this shape measuring device, the profile shape (x, y, z coordinate value) of the ring material Z can be measured from a remote location without contact.

本願発明は、上記した光切断線抽出部3での処理方法に、大きな特徴を有するものである。以下、光切断線抽出部3での処理方法について説明を行う。
まず、光切断線抽出部3には、撮像部2Bで撮像された画像M(ライン光が写り込んだ画像M)が入力される。その上で、光切断線抽出部3は、入力された画像Mを走査して、最も輝度の高い位置を光切断線Lと決定する。
The present invention has a great feature in the processing method in the optical section line extraction unit 3 described above. Hereinafter, a processing method in the light section line extraction unit 3 will be described.
First, the image M (image M in which line light is reflected) captured by the imaging unit 2B is input to the light section line extraction unit 3. Then, the light section line extraction unit 3 scans the input image M and determines the position with the highest luminance as the light section line L.

ところが、本実施形態の光切断線抽出部3では、「リング材Zの圧下部ZAにおける光切断線LAの抽出」と、「リング材Zの非圧下部ZBにおける光切断線LBの抽出」を異なる手法で行っている。
まず、リング材Zの圧下部ZAにおける光切断線LAの抽出の場合、リング材Zの圧下部ZAに対応する画像M(撮像範囲H)を走査して、最も輝度の高い位置をリング材Zの圧下部ZAにおける光切断線LAと決定する。なお、撮像された画像中における圧下部ZAの位置は、キングロール11のプロファイルなどから事前に判るものとなっている。
However, in the optical section line extraction unit 3 of the present embodiment, “extraction of the optical section line LA in the indented section ZA of the ring material Z” and “extraction of the optical section line LB in the uncompressed section ZB of the ring material Z” are performed. A different approach is used.
First, in the case of extraction of the optical cutting line LA in the indentation ZA of the ring material Z, the image M (imaging range H) corresponding to the indentation ZA of the ring material Z is scanned, and the position with the highest luminance is determined as the ring material Z. Is determined to be the optical section line LA in the indentation ZA. The position of the indentation ZA in the captured image is known in advance from the profile of the king roll 11 or the like.

一方、リング材Zの非圧下部ZBにおける光切断線LBの抽出の場合、既に決定した光切断線LAの位置とキングロール11の外形形状(特に、ロール外形の窪み部11Bの深さ)とから、非圧下部ZBにおける光切断線LBを探索する探索領域(ROI)を設定する。そして、撮像したリング材Zの非圧下部ZBに対応する画像M(撮像範囲H)を走査して、探索領域内で最も輝度の高い位置を、非圧下部ZBにおける光切断線LBと決定する。なお、撮像された画像M中における非圧下部ZBの位置は、キングロール11のプロファイルなどから事前に判るものとなっている。   On the other hand, in the case of extraction of the optical cutting line LB in the uncompressed lower part ZB of the ring material Z, the position of the optical cutting line LA already determined and the outer shape of the king roll 11 (particularly, the depth of the recess 11B of the roll outer shape) From this, a search region (ROI) for searching for the light section line LB in the uncompressed lower portion ZB is set. Then, the image M (imaging range H) corresponding to the imaged ring material Z corresponding to the uncompressed lower part ZB is scanned, and the position having the highest luminance in the search region is determined as the light cutting line LB in the uncompressed lower part ZB. . The position of the uncompressed lower portion ZB in the captured image M is known in advance from the profile of the king roll 11 or the like.

形状計測部4は、光切断線抽出部3にて抽出された圧下部ZAにおける光切断線LAと非圧下部ZBにおける光切断線LBを基に、三角測量法の原理を用いて、リング材Zのプロファイル形状を計測する。
また、本発明の形状計測装置1は、以下に示す機能も有している。
撮像部2Bは、リング材Zの外周面に対してスリット光Sが照射された照射画像N(撮像範囲H)を撮像すると共に、リング材Zの外周面に対してスリット光Sが照射されていない非照射画像O(撮像範囲H)を撮像する機能を有している。なお、リング材Zは、加熱炉で過熱された後に熱間圧延で製造されているため、リング材Zが熱により自発光しているので、リング材Zの外周面の画像Mを撮像することができる。
The shape measuring unit 4 uses a triangulation method principle based on the light cutting line LA in the indentation ZA and the light cutting line LB in the non-indentation ZB extracted by the light cutting line extraction unit 3. The profile shape of Z is measured.
Moreover, the shape measuring apparatus 1 of this invention also has the function shown below.
The imaging unit 2B captures an irradiation image N (imaging range H) in which the slit light S is applied to the outer peripheral surface of the ring material Z, and the slit light S is applied to the outer peripheral surface of the ring material Z. A non-irradiated image O (imaging range H). In addition, since the ring material Z is manufactured by hot rolling after being overheated in a heating furnace, the ring material Z is self-luminous by heat, so that an image M of the outer peripheral surface of the ring material Z is taken. Can do.

光切断線抽出部3は、照射画像Nと非照射画像Oとの差分をとった差分画像P(撮像範囲H)を求めると共に、差分画像Pを走査することで光切断線Lを決定する機能を有している。
次に、上記した計測装置を用いて、熱間で圧延されるリング材Zの形状計測方法について説明する。
The light section line extraction unit 3 obtains a difference image P (imaging range H) obtained by taking the difference between the irradiated image N and the non-irradiated image O, and determines the light section line L by scanning the difference image P. have.
Next, a method for measuring the shape of the ring material Z rolled hot will be described using the above-described measuring device.

まず、所定の温度(約600℃〜約1100℃)にまで加熱され、且つ予め決定された板厚、内径及び外径のリング状に加工された圧延材W(チタン合金など)を、リング圧延機10に設置し、キングロール11を圧延材Wの外周面に接触させると共に、マンドレルロール12を圧延材Wの内周面に接触させる。
そして、キングロール11を回転駆動させて、圧延材Wを回転させて、その回転している圧延材Wに対して、マンドレルロール12をキングロール11の方向に圧下させる。目標の形状及び寸法精度を有するリング材Z(キングロール11の外形形状が外周面に転写されたリング材Z)になるまで、圧延材Wを回転させて拡径しながら圧延を行う熱間リング圧延を繰り返す。
First, a rolled material W (such as a titanium alloy) heated to a predetermined temperature (about 600 ° C. to about 1100 ° C.) and processed into a ring shape having a predetermined thickness, inner diameter and outer diameter is subjected to ring rolling. Installed in the machine 10, the king roll 11 is brought into contact with the outer peripheral surface of the rolled material W and the mandrel roll 12 is brought into contact with the inner peripheral surface of the rolled material W.
Then, the king roll 11 is driven to rotate, the rolled material W is rotated, and the mandrel roll 12 is pressed down toward the king roll 11 with respect to the rotating rolled material W. A hot ring that performs rolling while rotating the rolled material W to expand the diameter until it becomes a ring material Z having a target shape and dimensional accuracy (the ring material Z in which the outer shape of the king roll 11 is transferred to the outer peripheral surface). Repeat rolling.

この熱間リング圧延中に、リング材Z(リング状の圧延材W)の形状計測がリアルタイムで行われている。
具体的には、まず撮像部2Bにて、リング材Zの外周面に対してスリット光Sを照射器から照射して、スリット光Sが照射されたリング材Zの外周面の画像M(撮像範囲H)を撮像する。
During this hot ring rolling, the shape of the ring material Z (ring-shaped rolled material W) is measured in real time.
Specifically, first, the imaging unit 2B irradiates the outer peripheral surface of the ring material Z with the slit light S from the irradiator, and the image M (imaging image) of the outer peripheral surface of the ring material Z irradiated with the slit light S. The range H) is imaged.

図3Aに示すように、リング材Zの外周面に黒色の酸化層X(黒皮)が生じていない場合、光切断線Lを全ての領域(リング材Zの上端部から下端部)に亘って検出することが可能である。
一方、図3Bに示すように、リング材Zの外周面に黒色の酸化層Xが生じている場合、黒色の酸化層Xからの反射光強度が低下するため光切断線Lの誤検出が多くなる。なお、リング材Zの表面に存在する黒色の酸化層Xは、非圧下部ZB(凸部)に多く存在し、圧下部ZA(凹部)に少ないことを、本願発明者らは過去の圧延の実績より見出している。
As shown to FIG. 3A, when the black oxide layer X (black skin) has not arisen in the outer peripheral surface of the ring material Z, the optical cutting line L is covered over all the areas (the upper end part from the upper end part of the ring material Z). Can be detected.
On the other hand, as shown in FIG. 3B, when the black oxide layer X is generated on the outer peripheral surface of the ring material Z, the reflected light intensity from the black oxide layer X is reduced, so that many erroneous detections of the light cutting line L are caused. Become. The inventors of the present application have found that the black oxide layer X present on the surface of the ring material Z is present in a large amount in the non-indented portion ZB (convex portion) and is small in the indented portion ZA (concave portion). It is found from the results.

また、熱間リング圧延の場合には、リング材Zが高温であり、リング材Z自身から発光しているように見えるため、それらの発光により光切断線Lを誤検出することがある。
そこで、光切断線抽出部3にて、リング材Zの外周面、特に非圧下部ZBに黒色の酸化層Xが生じている場合でも、光切断線Lを精確に検出する。
図4に示すように、圧下部ZA(高圧下部)に対応する画像Mを走査して、最も輝度の高い位置(A)を圧下部ZAにおける光切断線LAと決定する。
Further, in the case of hot ring rolling, since the ring material Z is at a high temperature and appears to emit light from the ring material Z itself, the light cutting line L may be erroneously detected by the light emission.
Therefore, the light cutting line extraction unit 3 accurately detects the light cutting line L even when the black oxide layer X is generated on the outer peripheral surface of the ring material Z, particularly the uncompressed lower portion ZB.
As shown in FIG. 4, the image M corresponding to the indentation ZA (underlying the high pressure) is scanned, and the position (A) having the highest luminance is determined as the light cutting line LA in the indentation ZA.

そして、圧下部ZAに対応する画像Mから求められた光切断線LAの位置と、キングロール11の外形形状とから、非圧下部ZBにおける光切断線LBを探索する探索領域を設定する。
探索領域を設定するにあたっては、キングロール11の外形形状から、突起部11Aの高さ、すなわち窪み部11Bの深さhを算出する。
Then, a search area for searching for the light cutting line LB in the non-cushion ZB is set from the position of the light cutting line LA obtained from the image M corresponding to the indentation ZA and the outer shape of the king roll 11.
In setting the search area, the height of the protrusion 11A, that is, the depth h of the recess 11B is calculated from the outer shape of the king roll 11.

非圧下部ZB(低圧下部)において、光切断線LAに対応する位置から算出した窪み部11Bの深さh分の範囲を、非圧下部ZBにおける光切断線LBを探索する探索領域(ROI)と設定する。
非圧下部ZBに対応する画像Mを走査して、輝度値を測定し、探索領域内で最も輝度の高い位置(B)を探索する。探索した結果、輝度値の最大値(B)を当該非圧下部ZBにおける光切断線LBと決定する。
A search region (ROI) for searching for the optical cutting line LB in the uncompressed lower portion ZB in a range corresponding to the depth h of the hollow portion 11B calculated from the position corresponding to the optical cutting line LA in the uncompressed lower portion ZB (low pressure lower portion). And set.
The image M corresponding to the uncompressed lower portion ZB is scanned, the luminance value is measured, and the position (B) having the highest luminance in the search area is searched. As a result of the search, the maximum luminance value (B) is determined as the light section line LB in the uncompressed lower portion ZB.

図4から分かるように、本発明の特徴である探索領域を設定することで、非圧下部ZBに対応しない位置(B’)を非圧下部ZBにおける光切断線LBと決定せずに、非圧下部ZBに対応する位置(B’)を非圧下部ZBにおける光切断線LBと決定することができる。
そして、形状計測部4にて、光切断線抽出部3で決定した光切断線LAと光切断線LBを基に、三角測量法の原理に基づいてリング材Zのプロファイル形状を計測する。
As can be seen from FIG. 4, by setting the search region that is a feature of the present invention, the position (B ′) that does not correspond to the non-indented portion ZB is not determined as the light cutting line LB in the non-indented portion ZB. The position (B ′) corresponding to the indented portion ZB can be determined as the light cutting line LB in the non-indented portion ZB.
Then, the profile measuring unit 4 measures the profile shape of the ring material Z based on the principle of the triangulation method based on the light cutting line LA and the light cutting line LB determined by the light cutting line extraction unit 3.

以上の形状計測の手順を、目標の形状及び寸法精度を有するリング材Zになるまで繰り返す。
以上述べた本発明の形状計測技術によれば、リング状の圧延材Wからリング材Zを製造する際に、黒皮Xなどスケールの影響を受けずにリング材Zのプロファイル形状を、リアルタイムで精確に計測することが可能となる。
[別手順]
次に、本発明のリング材Zの形状計測方法(光切断線抽出部3での処理方法)の別の手順について、説明する。
The above-described shape measurement procedure is repeated until the ring material Z has a target shape and dimensional accuracy.
According to the shape measurement technique of the present invention described above, when manufacturing the ring material Z from the ring-shaped rolled material W, the profile shape of the ring material Z can be obtained in real time without being affected by the scale such as the black skin X. It becomes possible to measure accurately.
[Another procedure]
Next, another procedure of the method for measuring the shape of the ring material Z of the present invention (the processing method in the light cutting line extraction unit 3) will be described.

図5Aに示すように、撮像部2Bにて、まずリング材Zの外周面に対してスリット光Sを照射し、照射された照射画像N(撮像範囲H)を撮像する。
図5Bに示すように、さらに、リング材Zの外周面に対してスリット光Sが照射されていない非照射画像O(撮像範囲H)も撮像する。
図5Cに示すように、光切断線抽出部3にて、撮像した照射画像Nと非照射画像Oとの差分をとった差分画像P(撮像範囲H)を求める。その差分画像Pを走査して、光切断線Lを決定する。
As shown in FIG. 5A, the imaging unit 2B first irradiates the outer circumferential surface of the ring material Z with the slit light S and images the irradiated image N (imaging range H).
As shown in FIG. 5B, the non-irradiated image O (imaging range H) in which the slit light S is not irradiated on the outer peripheral surface of the ring material Z is also captured.
As illustrated in FIG. 5C, the light section line extraction unit 3 obtains a difference image P (imaging range H) obtained by taking a difference between the captured irradiated image N and the non-irradiated image O. The difference image P is scanned to determine the light section line L.

形状計測部4にて、光切断線抽出部3で決定した光切断線Lを基に、リング材Zのプロファイル形状を計測する。
照射画像Nと非照射画像Oとの差分をとった差分画像Pを求めることにより、リング材Zからの自発光成分を除去することができ、リング材Zのプロファイル形状を精確に計測することができる。また、リング材Zの自発光成分を除去した結果、反射光強度が低い酸化層X付近の表面形状に関しても閾値を低く設定することができ、光切断線Lの検出精度が向上するようになる。
The shape measuring unit 4 measures the profile shape of the ring material Z based on the light cutting line L determined by the light cutting line extraction unit 3.
By obtaining the difference image P obtained by taking the difference between the irradiated image N and the non-irradiated image O, the self-luminous component from the ring material Z can be removed, and the profile shape of the ring material Z can be accurately measured. it can. Further, as a result of removing the self-luminous component of the ring material Z, the threshold value can be set low also for the surface shape near the oxide layer X where the reflected light intensity is low, and the detection accuracy of the light section line L is improved. .

本発明のリング材Zの形状計測方法、及びその形状計測装置1によれば、リング状の圧延材Wからリング材Zを製造する際に、酸化層Xなどスケールの影響を受けずにリング材Zのプロファイル形状を、リアルタイムで精確で且つ簡便に計測することができる。
また、リング材Zのプロファイル形状の計測結果をフィードバックすることにより、安定した熱間リング圧延が可能になる。
According to the shape measuring method and the shape measuring apparatus 1 of the ring material Z of the present invention, when the ring material Z is manufactured from the ring-shaped rolled material W, the ring material is not affected by the scale such as the oxide layer X. The profile shape of Z can be measured accurately and simply in real time.
Further, by feeding back the measurement result of the profile shape of the ring material Z, stable hot ring rolling can be performed.

また、差分画像Pを求めることにより、黒色の酸化層Xに起因した誤検出をさらに低減させることができるので、リング材Zのプロファイル形状の計測結果が安定したものになる。
「差分画像Pを用いて光切断線Lを抽出する」手法に加えて、前述した「非圧下部ZBにおいて探索領域を設定した上で光切断線Lを探索する」手法も同時に用いてもよい。
Further, by obtaining the difference image P, the erroneous detection due to the black oxide layer X can be further reduced, so that the measurement result of the profile shape of the ring material Z becomes stable.
In addition to the method of “extracting the light cutting line L using the difference image P”, the method of “searching for the light cutting line L after setting a search region in the uncompressed lower part ZB” may be used at the same time. .

なお、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、動作条件や測定条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。   It should be noted that matters not explicitly disclosed in the embodiment disclosed this time, such as operating conditions and measurement conditions, various parameters, dimensions, weights, and volumes of components, deviate from a range that is normally implemented by those skilled in the art. Instead, values that can be easily assumed by those skilled in the art are employed.

1 形状計測装置
2 光切断センサ
2A 照射部
2B 撮像部
3 光切断線抽出部
4 形状計測部
10 リング圧延機
11 キングロール
11A 突起部
11B 窪み部
12 マンドレルロール
13 センタリングロール
14A アキシャルロール(上側)
14B アキシャルロール(下側)
15A アキシャルロールフレーム(上側)
15B アキシャルロールフレーム(下側)
S スリット光
L 光切断線
LA 光切断線(圧下部)
LB 光切断線(非圧下部)
M 画像
N 照射画像
O 非照射画像
P 差分画像
X 酸化層(黒皮、スケール)
W 圧延材
Z リング材
ZA 非圧下部(凸部)
ZB 圧下部(凹部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shape measuring device 2 Optical cutting sensor 2A Irradiation part 2B Imaging part 3 Optical cutting line extraction part 4 Shape measuring part 10 Ring rolling mill 11 King roll 11A Projection part 11B Depression part 12 Mandrel roll 13 Centering roll 14A Axial roll (upper side)
14B Axial roll (lower side)
15A Axial roll frame (upper side)
15B Axial roll frame (lower side)
S Slit light L Optical cutting line LA Optical cutting line (pressed part)
LB Light cutting line (Uncompressed lower part)
M image N irradiated image O non-irradiated image
P Difference image X Oxide layer (black skin, scale)
W Rolled material Z Ring material ZA Non-pressed part (convex part)
ZB Indentation (recess)

Claims (4)

キングロールを有したリング圧延機を用いて、軸心方向に圧下された部位である「圧下部」と圧下されていない部位である「非圧下部」とが外周面に形成されたリング材を熱間で圧延する際に、当該リング材の外周面のプロファイル形状を光切断法を用いて計測するリング材の形状計測方法において、
前記リング材の外周面に対してスリット光を照射し、
前記スリット光が照射された前記リング材の外周面を撮像し、
前記撮像した画像を走査することで、光切断線を求め、
前記求めた光切断線を基に、前記リング材のプロファイル形状を計測するものであって、
前記圧下部に対応する画像を走査する際には、最も輝度の高い位置を前記圧下部における光切断線と決定し、
前記非圧下部に対応する画像を走査する際には、前記圧下部に対応する画像から求められた前記光切断線の位置と前記キングロールの外形形状とから、前記非圧下部における光切断線を探索する探索領域を設定し、
前記設定した探索領域内で、最も輝度の高い位置を当該非圧下部における光切断線と決定する
ことを特徴とするリング材の形状計測方法。
Using a ring rolling mill having a king roll, a ring material in which an “indented portion” that is a portion that is reduced in the axial direction and a “non-indented portion” that is an unreduced portion is formed on the outer peripheral surface. In the method of measuring the shape of the ring material, the profile shape of the outer peripheral surface of the ring material is measured using a light cutting method when rolled hot.
Irradiate slit light to the outer peripheral surface of the ring material,
Image the outer peripheral surface of the ring material irradiated with the slit light,
By scanning the captured image, an optical cutting line is obtained,
Based on the obtained optical cutting line, the profile shape of the ring material is measured,
When scanning the image corresponding to the indent, the position with the highest brightness is determined as the light cutting line in the indent,
When scanning the image corresponding to the uncompressed portion, the optical cutting line in the uncompressed portion is calculated from the position of the optical cutting line obtained from the image corresponding to the indented portion and the outer shape of the king roll. Set the search area to search for
In the set search region, a position having the highest luminance is determined as a light cutting line in the uncompressed lower part.
前記リング材の形状を計測する際には、
前記リング材の外周面に対してスリット光が照射された照射画像を撮像すると共に、前記リング材の外周面に対してスリット光が照射されていない非照射画像を撮像し、
前記照射画像と前記非照射画像との差分をとった差分画像を求め、
前記差分画像を走査することで、光切断線を求め、
前記求めた光切断線を基に、前記リング材のプロファイル形状を計測する
ことを特徴とする請求項1に記載のリング材の形状計測方法。
When measuring the shape of the ring material,
Taking an irradiation image in which slit light is irradiated on the outer peripheral surface of the ring material, and capturing a non-irradiation image in which slit light is not irradiated on the outer peripheral surface of the ring material,
Find the difference image that took the difference between the irradiation image and the non-irradiation image,
By scanning the difference image, an optical cutting line is obtained,
The shape measurement method for a ring material according to claim 1, wherein the profile shape of the ring material is measured based on the obtained light cutting line.
キングロールを有したリング圧延機を用いて、軸心方向に圧下された部位である「圧下部」と圧下されていない部位である「非圧下部」とが外周面に形成されたリング材を熱間で圧延する際に、当該リング材の外周面のプロファイル形状を光切断法を用いて計測するリング材の形状計測装置において、
前記リング材の外周面に対してスリット光を照射する照射部と、
前記スリット光が照射された前記リング材の外周面を撮像する撮像部と、
前記撮像した画像を走査することで、光切断線を求める光切断線抽出部と、
前記求めた光切断線を基に、前記リング材のプロファイル形状を計測する形状計測部を有するものであって、
前記光切断線抽出部は、
前記圧下部に対応する画像を走査する際に、最も輝度の高い位置を前記圧下部における光切断線と決定すると共に、前記非圧下部に対応する画像を走査する際に、前記圧下部に対応する画像から求められた前記光切断線の位置と前記キングロールの外形形状とから、前記非圧下部における光切断線を探索する探索領域を設定し、
前記設定した探索領域内で、最も輝度の高い位置を当該非圧下部における光切断線と決定する
ことを特徴とするリング材の形状計測装置。
Using a ring rolling mill having a king roll, a ring material in which an “indented portion” that is a portion that is reduced in the axial direction and a “non-indented portion” that is an unreduced portion is formed on the outer peripheral surface. When rolling hot, in the ring material shape measuring device for measuring the profile shape of the outer peripheral surface of the ring material using a light cutting method,
An irradiation unit for irradiating slit light to the outer peripheral surface of the ring material;
An imaging unit that images the outer peripheral surface of the ring material irradiated with the slit light;
By scanning the captured image, a light cutting line extraction unit for obtaining a light cutting line;
Based on the obtained optical cutting line, it has a shape measuring unit for measuring the profile shape of the ring material,
The light section line extraction unit includes:
When scanning the image corresponding to the indent, the position with the highest luminance is determined as the light cutting line in the indent, and in scanning the image corresponding to the non-indent, corresponding to the indent From the position of the optical cutting line obtained from the image to be determined and the outer shape of the king roll, a search area for searching the optical cutting line in the uncompressed lower part is set,
In the set search region, the position with the highest luminance is determined as the light cutting line in the uncompressed lower part.
前記撮像部は、前記リング材の外周面に対してスリット光が照射された照射画像を撮像すると共に、前記リング材の外周面に対してスリット光が照射されていない非照射画像を撮像し、
前記光切断線抽出部は、前記照射画像と前記非照射画像との差分をとった差分画像を求
めると共に、前記差分画像を走査することで光切断線を求め、
前記形状計測部は、前記求めた光切断線を基に、前記リング材のプロファイル形状を計測する
ことを特徴とする請求項3に記載のリング材の形状計測装置。
The imaging unit captures an irradiation image in which slit light is irradiated on the outer peripheral surface of the ring material, and captures a non-irradiation image in which slit light is not irradiated on the outer peripheral surface of the ring material,
The light cutting line extraction unit obtains a difference image obtained by taking a difference between the irradiated image and the non-irradiated image, and obtains a light cutting line by scanning the difference image.
The said shape measurement part measures the profile shape of the said ring material based on the calculated | required optical cutting line. The shape measurement apparatus of the ring material of Claim 3 characterized by the above-mentioned.
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