JP6292145B2

JP6292145B2 - 金属帯エッジ部の欠陥検出方法および金属帯エッジ部の欠陥検出装置

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Publication number: JP6292145B2
Application number: JP2015033797A
Authority: JP
Inventors: 広章小松原
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2015-02-24
Filing date: 2015-02-24
Publication date: 2018-03-14
Anticipated expiration: 2035-02-24
Also published as: JP2016156671A

Description

本発明は、金属帯エッジ部の欠陥検出方法および金属帯エッジ部の欠陥検出装置に関する。

一般に、金属帯の製造において、決められた製品幅にするために、サイドトリマーにて金属帯の幅方向の両サイドのエッジ部を剪断するトリミング処理が施され、必要に応じた板幅調整が行なわれる。トリミング処理は、サイドトリマーにおいて、上下一対の回転式トリマー刃が金属帯のエッジ部を挟み込んで剪断する。トリミング処理後には、耳荒れや割れ、特にトリミング処理後に冷間圧延された場合には、エッジ部の割れといった品質不良が発生する場合がある。そのため、トリミング処理においては、剪断後の板幅調整を正確に行なうことに加え、剪断されたエッジ部に耳割れ等の品質不良（欠陥）が発生しないよう、厳格に品質管理を行う必要がある。

上記のような欠陥の要因には、トリマー刃の状態や、クリアランスやオーバーラップ等のトリミング条件や、トリミング屑の付着等が挙げられる。金属帯の剪断に用いられるトリマー刃は、剪断が繰り返されるにつれコーナー部が摩耗して丸みを帯び、クリアランスやオーバーラップが変化して剪断性能が低下する。そこで、従来、エッジ部に関する情報の測定値に基づいて、トリマー刃のクリアランスやオーバーラップの調整が行われてきた。

例えば、特許文献１には、板幅検出器の検出値及びサイドトリミング設定幅の板幅差からクリアランス及びオーバーラップの設定値を算出して制御する技術が記載されている。
特許文献２には、トリミング時に刃物に加わる剪断荷重から板厚変化を求め、この板厚変化に応じてトリマー上下刃のクリアランス及びオーバーラップを調整する技術が記載されている。特許文献３には、ギャップ量を調整するためにスピンドルを軸方向に動かすべく設けられた軸シフト駆動系の動作量を計測してスピンドル位置を制御する際、軸シフト駆動系に起因する誤差を抑制して、クリアランスを適正値にするための技術が記載されている。特許文献４には、トリマー刃の剪断用コーナー部側面の表面粗さを小さくすることで耳荒れ・耳割れを防止する技術が記載されている。特許文献５には、サイドトリマーのトリミング速度とトリミング屑の排出速度とを同期させることで耳荒れ・割れを防止する技術が記載されている。

一方、切断面(剪断面および破断面)における剪断面の面積比と耳荒れ・耳割れ発生率に相関があることが知られている。しかしながら、上記技術では、素材や振動等の外乱因子により測定値に変動が生じる可能性があり、エッジ部に関する情報がフィードバックされないために、鋼板の剪断面比率の厳密な管理をすることができない。

そこで、ＣＣＤカメラを用いてエッジ部を撮像することにより、エッジ部の品質管理を行う技術が開示されている。例えば、特許文献６には、ＣＣＤカメラを用いて鋼板端部を撮像してトリミング不良部の検出を行う技術が記載されている。また、特許文献７には、あらかじめ剪断面比率とトリミング後のエッジ部での欠陥発生率との関係を求めておき、エッジ部の端部をＣＣＤカメラで撮像して、あらかじめ求められた適切な剪断面比率となるようにクリアランスを調整する技術が記載されている。この技術によれば、トリマー刃の磨耗を簡便にかつ的確に予測し、耳割れ・耳荒れ等の品質不良の発生を防止することができる。

特開昭６２−２１３９１６号公報特開昭６２−２４２４１１号公報特開平６−３１５２５号公報特開２００６−１１６６６４号公報特開２０００−２８０１１５号公報特開２００１−２７７０３５号公報特開２００４−２６８１７１号公報

しかしながら、特許文献６に記載の技術では、撮像対象のエッジ部を２段階で撮像するための複数台のカメラが必要であり、コストがかかる。また、特許文献７に記載の技術では、剪断面比率から間接的に欠陥発生を予測するものであるため、突発的に発生する微小な欠陥は剪断面比率に表れにくいため見逃される可能性がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、確実かつ安価に撮像不良の発生を防止して金属帯のエッジ部を撮像でき、かつ微少な欠陥を検出してエッジ部の品質管理を行うことが可能な金属帯エッジ部の欠陥検出方法および金属帯エッジ部の欠陥検出装置を提供することを目的とする。

本発明の金属帯エッジ部の欠陥検出方法は、金属帯のエッジ部の切断面を撮像する撮像手段により撮像された撮像画像に基づいてエッジ部の欠陥を検出する金属帯エッジ部の欠陥検出方法において、前記金属帯の長手方向への移動に伴う該金属帯の幅方向の変動量を示す変動位置データを取得するデータ取得ステップと、前記変動位置データに基づいて前記撮像手段の位置を調整する位置調整ステップと、前記位置調整ステップにより位置が調整された後に前記撮像手段により撮像された撮像画像における前記金属帯の板厚を示す画素数と、予め測定された該金属帯の板厚とに基づいて、該金属帯と該撮像手段との距離を算出し、該撮像手段の位置を調整する位置補正ステップと、前記金属帯の長手方向への移動量または移動時間に基づいて所定の間隔で前記撮像手段によって前記切断面を撮像する撮像ステップと、前記撮像ステップで撮像された撮像画像を保存する保存ステップと、前記保存ステップで保存された撮像画像のうち、判定対象とする対象画像を除く複数の撮像画像を平均化した平均画像を作成する平均化ステップと、前記平均画像と前記対象画像との差分を取った差分画像を作成する差分画像作成ステップと、前記差分画像に基づいて、欠陥の有無を判定する欠陥検出ステップと、を含むことを特徴とする。

本発明の金属帯エッジ部の欠陥検出装置は、金属帯のエッジ部の切断面を撮像して撮像画像を生成する撮像手段と、前記金属帯の長手方向への移動に伴う該金属帯の幅方向の変動量を示す変動位置データを取得するデータ取得手段と、前記変動位置データに基づいて前記撮像手段の位置を調整する位置調整手段と、前記位置調整手段により位置が調整された後に前記撮像手段により撮像された撮像画像における前記金属帯の板厚を示す画素数と、予め測定された該金属帯の板厚とに基づいて、該金属帯と該撮像手段との距離を算出し、該撮像手段の位置を調整する位置補正手段と、前記撮像手段によって生成された撮像画像に基づいて前記切断面の欠陥の有無を判定する判定手段と、を備え、前記撮像手段は、前記金属帯の長手方向への移動量または移動時間に基づいて所定の間隔で前記切断面を撮像し、前記判定手段は、前記撮像手段によって生成された複数の撮像画像のうち、判定対象とする対象画像を除く複数の撮像画像を平均化した平均画像を作成し、前記平均画像と前記対象画像との差分を取った差分画像を作成して、該差分画像に基づいて、欠陥の有無を判定することを特徴とする。

本発明に係る金属帯エッジ部の欠陥検出方法は、金属帯の長手方向への移動に伴う該金属帯の幅方向の変動量を示す変動位置データを取得するデータ取得ステップと、変動位置データに基づいて撮像手段の位置を調整する位置調整ステップと、位置調整ステップにより位置が調整された後に撮像手段により撮像された撮像画像における金属帯の板厚を示す画素数と、予め測定された金属帯の板厚とに基づいて、金属帯と撮像手段との距離を算出し、撮像手段の位置を調整する位置補正ステップと、金属帯の長手方向への移動量または移動時間に基づいて所定の間隔で撮像手段によって切断面を撮像する撮像ステップと、撮像ステップで撮像された撮像画像を保存する保存ステップと、保存ステップで保存された撮像画像のうち、判定対象とする対象画像を除く複数の撮像画像を平均化した平均画像を作成する平均化ステップと、平均画像と対象画像との差分を取った差分画像を作成する差分画像作成ステップと、差分画像に基づいて、欠陥の有無を判定する欠陥検出ステップと、を含む。本発明に係る金属帯エッジ部の欠陥検出方法によれば、確実かつ安価に撮像不良の発生を防止して金属帯のエッジ部を撮像でき、かつ微少な欠陥を検出してエッジ部の品質管理を行うことができるという効果を奏する。

図１は、実施形態のサイドトリマーによる鋼帯のトリミング処理を説明するための図である。図２は、実施形態に係る撮像装置の概略構成を示す模式図である。図３は、実施形態のカメラおよび照明の配置を示す斜視図である。図４は、実施形態のカメラおよび照明の位置を調整する機構を示す模式図である。図５は、実施形態の欠陥検出方法に係るフローチャートである。図６は、実施形態の欠陥検出方法の説明図である。

以下に、本発明の実施形態に係る金属帯エッジ部の欠陥検出方法および金属帯エッジ部の欠陥検出装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。

［実施形態］
図１から図６を参照して、実施形態について説明する。本実施形態は、金属帯エッジ部の欠陥検出方法および金属帯エッジ部の欠陥検出装置に関する。まず、図１を参照して本実施形態の対象とするサイドトリマーにおけるトリミング処理について説明する。図１に示すように、サイドトリマー１において、鋼帯Ｓは、ｘ軸で示す長手方向に搬送されながら、ｙ軸で示す幅方向の両サイドのエッジ部が剪断され、板幅が調整される。サイドトリマー１の上下一対の回転式のトリマー刃２が鋼帯Ｓのエッジ部をｚ軸方向の両側から挟み込んで剪断する。剪断された両サイドのエッジ部はトリミング屑Ｐとなる。トリミング処理の際、トリマー刃２の上刃２１と下刃２２とは、クリアランス（上刃２１と下刃２２とのｙ軸方向の間隔）Ｌｃとオーバーラップ（上刃２１と下刃２２とのｚ軸方向の重なり）Ｌｏとが所定の値に保持されるように調整される。

次に、図２〜４を参照して、本実施形態の撮像装置１０の概略構成について説明する。本実施形態の撮像装置１０は、金属帯エッジ部の欠陥検出装置としての機能を有している。図２に示すように、撮像装置１０は、カメラ（エリアＣＣＤ）１１と、照明（高輝度光源）１２と、電動シリンダー１３と、サポートロール１４と、これらの各構成部を制御する制御装置１５とを備える。

カメラ１１は、図３に示すように、鋼帯Ｓの搬送路の外側に設置されている。鋼帯Ｓの搬送路は、ｘ軸で示す鋼帯Ｓの長手方向（搬送方向ｄ）に沿って設けられている。カメラ１１は、サイドトリマー１より下流にｙ軸方向に向けて設置されており、トリミング処理後の鋼帯Ｓのエッジ部の切断面ＳＣを撮像する。カメラ１１は、鋼帯Ｓの切断面ＳＣとｙ軸方向において対向する位置に配置されており、例えば、カメラ１１の光軸と切断面ＳＣとが直交するように配置される。照明１２は、カメラ１１の撮像対象部位を照らすように配置される。

また、図４に示すように、カメラ１１はカメラボックス１６内に設置されている。照明１２は、カメラボックス１６の上面に固定された架台１７に配置されている。カメラボックス１６および架台１７は、電動シリンダー１３により位置調整がなされる。電動シリンダー１３は、カメラボックス１６および架台１７を搬送路Ｒ上の鋼帯Ｓの幅方向（ｙ軸方向）ａ１に前後させるアクチュエータと、板厚方向（ｚ軸方向）ａ２に上下させるアクチュエータを有する。電動シリンダー１３により、カメラ１１および照明１２の位置が調整される。ケーブルベア（登録商標）１８は、各構成部を制御装置１５に接続するケーブルを収納し、電動シリンダー１３による移動に付随して各ケーブルを移動させる。

図２に示す上下一対のサポートロール１４は、カメラ１１の撮像可能範囲外の位置に設置されている。サポートロール１４は、鋼帯Ｓがｘ軸で示す長手方向の下流（搬送方向ｄ）に搬送される際に、ｚ軸で示す板厚方向（上下方向）における鋼帯Ｓの位置が変動することを抑制する。

制御装置１５は、カメラ１１とはカメラコントローラーを介して、照明１２とは照明回路を介して、また、電動シリンダー１３とは電動シリンダーコントローラーを介して接続されている。また、制御装置１５は、サイドトリマー１の上流に配置されたＣＰＣ（センターポジションコントローラー）３とデータ通信可能に接続されている。

ＣＰＣ３は、ｙ軸方向に沿って鋼帯Ｓの幅方向の端部を検出するサイドガイド４に接続され、鋼帯Ｓの両サイドの端部の位置を検知することができる。これにより、ＣＰＣ３は、サイドガイド４の設置位置における鋼帯Ｓの長手方向（ｘ軸方向）への移動に伴う幅方向（ｙ軸方向）の変動量を変動位置データとして算出している。この変動位置データに基づいて、ＣＰＣ３は、鋼帯Ｓに形状不良があっても鋼帯Ｓがｘ軸方向の下流（搬送方向ｄ）に搬送される際に長手方向（ｘ軸方向）の中心位置が変動しないように、トリミング処理前に鋼帯Ｓの幅方向（ｙ軸方向）の位置を制御している。

制御装置１５は、ワークステーションやパソコン等の汎用コンピュータで実現され、ＣＰＵ、更新記録可能なフラッシュメモリ等のＲＯＭやＲＡＭ等の各種メモリ、内蔵あるいはデータ通信端子で接続されたハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体およびその読み書き装置等の各種記録装置、通信装置、表示装置や印刷装置等の出力装置、入力装置等を備えて構成される。制御装置１５は、処理プログラム等を記憶したメモリおよび処理プログラムを実行するＣＰＵ等を用いて、撮像装置１０の各構成部を制御する。これにより、制御装置１５は、カメラ１１により撮像された鋼帯Ｓのエッジ部の切断面ＳＣの撮像画像に基づいて、エッジ部の品質管理を行う。制御装置１５は、品質管理として例えば、耳荒れや割れ等の品質不良を検出したり、切断面ＳＣにおける剪断面の面積比が適切な値になるようにクリアランスＬｃを調整したりする。制御装置１５は、本実施形態では、後述する撮像処理を実行することにより、カメラ１１の位置を調整して撮像不良の発生を防止する。

ここで、図５のフローチャートを参照して、撮像装置１０による金属帯エッジ部の欠陥検出処理手順について説明する。図５のフローチャートは、例えば、操作者により撮像処理開始の指示入力があったタイミングで開始となり、欠陥検出処理はステップＳ１の処理に進む。

ステップＳ１の処理において、制御装置１５は、ＣＰＣ３から変動位置データを取得する。この変動位置データは、ＣＰＣ３によって検出された幅方向における鋼帯Ｓの位置の変動量である。幅方向における鋼帯Ｓの位置変動量は、例えば、基準となる位置からの幅方向の移動量や蛇行量である。ＣＰＣ３からの変動位置データの取得がなされると、ステップＳ１の処理は完了し、欠陥検出処理はステップＳ２の処理に進む。

ステップＳ２の処理において、制御装置１５は、ステップＳ１の処理で取得した変動位置データに基づいて、電動シリンダー１３を制御してカメラ１１の位置を調整する。制御装置１５は、ＣＰＣ３から取得した鋼帯Ｓの幅方向（ｙ軸方向）の変動量と、鋼帯Ｓの搬送速度に基づいて、カメラ１１から鋼帯Ｓの撮像対象部位までの距離の変動量を予測する。制御装置１５は、カメラ１１と鋼帯Ｓの撮像対象部位までの距離が最適となるように、電動シリンダー１３によってカメラ１１を幅方向に移動させる。カメラ１１の位置調整が終了するとステップＳ２の処理は完了し、欠陥検出処理はステップＳ３の処理に進む。

ステップＳ３の処理において、制御装置１５は、ステップＳ２の処理後にカメラ１１により撮像された撮像画像を取得して、取得した撮像画像における板厚を示す画素数を算出する。制御装置１５は、取得した撮像画像における鋼帯Ｓのエッジを検出する。制御装置１５は、撮像画像における鋼帯Ｓの表面側のエッジラインと裏面側のエッジラインとの間の画像上下方向の画素数を鋼帯Ｓの板厚に対応する画素数とする。制御装置１５は、算出した板厚を示す画素数と、予め測定された撮像対象の鋼帯Ｓの実際の板厚とに基づいて、撮像した時点におけるカメラ１１と鋼帯Ｓとのｙ軸方向の距離を算出する。そして、制御装置１５は、算出されたカメラ１１と鋼帯Ｓとの距離を適切な値にするように、電動シリンダー１３を制御してカメラ１１の位置を調整（補正）する。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、欠陥検出処理はステップＳ４の処理に進む。

ステップＳ４の処理において、制御装置１５は、カメラ１１によって撮像された撮像画像を取得する。ステップＳ４において取得される切断面ＳＣの撮像画像は、ステップＳ３のカメラ位置補正処理の後でカメラ１１により撮像されたものである。ステップＳ４において取得された撮像画像は、欠陥判定に用いられる。この撮像処理は、鋼帯Ｓが長手方向に一定量移動するごとに（もしくは一定の時間が経過するごとに）行う。言い換えると、ステップＳ４における撮像画像の取得は、鋼帯Ｓの長手方向の移動量または移動時間に基づいて所定の間隔で実行される。所定の間隔は、例えば、鋼帯Ｓの切断面ＳＣをカメラ１１によって切れ目なく撮像できるように定められる。言い換えると、所定の間隔は、１つの撮像画像と、次に撮像される撮像画像とが端部において重なる（切断面ＳＣの同一部分を撮像する）ように定められる。

なお、ステップＳ１からＳ３の処理は１回の（欠陥判定用の）撮像画像の取得ごとに行ってもよいし、任意の回数の撮像画像の取得ごとに行ってもよい。すなわち、１回の撮像画像の取得が終了するごとにステップＳ４の処理が完了するようにされてもよく、撮像画像の取得が複数回実行されてからステップＳ４の処理が完了するようにされてもよい。ステップＳ４の処理は完了し、欠陥検出処理はステップＳ５の処理に進む。

ステップＳ５の処理において、制御装置１５は、ステップＳ４において取得した撮像画像を保存する。制御装置１５は、例えば、制御装置１５に付随する記憶手段に撮像画像を保存する。これにより、ステップＳ５の処理は完了し、欠陥検出処理はステップＳ６の処理に進む。

ステップＳ６の処理において、制御装置１５は、平均画像を作成する。制御装置１５は、保存された撮像画像のうち、欠陥検出の判定対象とする対象画像を除く複数の撮像画像を平均化することにより平均画像を作成する。本実施形態では、保存された撮像画像のうち最後に撮像された画像、言い換えると最新の撮像画像が判定対象とされる。制御装置１５は、ステップＳ５において保存された撮像画像のうち、最新の撮像画像を除く、任意の複数の撮像画像を平均化する。

例えば、図６に示されるように、最新の撮像画像（現在の画像）が最初の撮像画像から数えてｋ回目（ｋは整数）に撮像されたものであるとする。この最新の画像を画像ＩＭ_ｋと称する。最新の撮像画像ＩＭ_ｋよりも１回前に撮像された撮像画像をＩＭ_ｋ−１とし、２回前に撮像された撮像画像をＩＭ_ｋ−２とし、以降同様にＮ回前の撮像画像をＩＭ_ｋ−Ｎとする（Ｎは任意の整数）。制御装置１５は、平均画像ＩＲ_Ａｖを作成する前に、まず、各撮像画像ＩＭ_ｋからＩＭ_ｋ−Ｎの画像補正を行う。この画像補正は、撮像画像ＩＭにおける鋼帯Ｓの画像上下方向における位置合わせを行うものである。本実施形態の制御装置１５は、撮像画像ＩＭにおいて鋼帯Ｓを画像上下方向の中心に位置させるように画素位置の補正を行う。

画像補正の内容について、１回前に撮像された撮像画像ＩＭ_ｋ−１を例に説明する。制御装置１５は、撮像画像ＩＭ_ｋ−１における鋼帯Ｓの上側エッジラインＬＵおよび下側エッジラインＬＤを検出する。エッジラインＬＵ，ＬＤは、例えば、画像上下方向に沿った輝度値の変化に基づいて検出される。制御装置１５は、検出されたエッジラインＬＵ，ＬＤから鋼帯Ｓの板厚の中心線ＬＣを算出する。制御装置１５は、撮像画像ＩＭ_ｋ−１の各画素の画素位置を画像上下方向に移動させて、鋼帯Ｓの中心線ＬＣを撮像画像ＩＭ_ｋ−１の画像上下方向における中間線に一致させる。なお、画素位置の変更により空白となった画素については、鋼帯Ｓに対応する画素の輝度よりも低い輝度（例えば、輝度０）が設定される。画像補正が実行されることで、各撮像画像ＩＭにおける鋼帯Ｓの上下位置が揃えられる。

制御装置１５は、画像補正が完了すると、補正後の撮像画像ＩＲの各画素位置について、撮像画像ＩＲ_ｋ−１から撮像画像ＩＲ_ｋ−Ｎまでの輝度の値（光の強度）を平均化して平均画像を作成する。作成された平均画像ＩＲ_Ａｖにおいて、鋼帯Ｓに対応する各画素の輝度値は、切断面ＳＣに欠陥が存在しない場合の輝度値もしくは欠陥が存在しない場合の輝度値に近い輝度値となる。平均画像ＩＲ_Ａｖは、判定対象とする対象画像（補正後の最新の撮像画像ＩＲ_ｋ）と比較される比較対象の画像となる。画像補正および平均画像ＩＲ_Ａｖの作成が終了するとステップＳ６の処理は完了し、欠陥検出処理はステップＳ７の処理に進む。

ステップＳ７の処理において、制御装置１５は、差分画像ＩＤＦを作成する。差分画像ＩＤＦは、ステップＳ６において作成した平均画像ＩＲ_Ａｖと、最新の撮像画像（補正後の現在の画像）ＩＲ_ｋとの差分をとった画像である。制御装置１５は、各画素位置について、平均画像ＩＲ_Ａｖの輝度値と補正後の最新の撮像画像ＩＲ_ｋの輝度値との差分の絶対値を算出し、この絶対値を差分画像ＩＤＦの各画素の輝度値とする。差分画像ＩＤＦの作成が終了するとステップＳ７の処理は完了し、欠陥検出処理はステップＳ８の処理に進む。

ステップＳ８において、制御装置１５は、欠陥の有無を判定する。制御装置１５は、ステップＳ７において作成した差分画像ＩＤＦについて、強度（輝度値）が０（ゼロ）以外の面積（画素数）が、予め設定した閾値を超えるか否かによって、鋼帯Ｓのエッジにおける欠陥の有無を判定する。制御装置１５は、強度が０以外の画素数が閾値を超える場合、鋼帯Ｓの切断面ＳＣにおいて、最新の撮像画像ＩＲ_ｋで撮像された部位に欠陥が存在すると判定する。制御装置１５は、欠陥が存在すると判定された部位の位置（例えば、長手方向における位置）および強度が０以外であった画素数を記憶手段に保存する。

なお、制御装置１５は、ステップＳ４において複数の撮像画像ＩＭが新たに取得されている場合、それらの撮像画像ＩＭ全てについて、順番に欠陥の有無を判定する。欠陥の有無の判定が終了するとステップＳ８の処理は完了し、一連の欠陥検出処理は終了する。

以上、説明したように、本実施形態の撮像装置１０では、制御装置１５が、ＣＰＣ３から変動位置データを取得して、鋼帯Ｓの形状不良に起因して、鋼帯Ｓの搬送（長手方向への移動）に伴って生じるｙ軸方向の横行（鋼帯Ｓの幅の変動）に対応してカメラ１１の位置を調整する。これにより、確実にカメラ１１のピントを撮像対象の鋼帯Ｓに合わせることができ、撮像不良の発生を防止できる。

また、本実施形態に係る金属帯エッジ部の欠陥検出方法は、金属帯（鋼帯Ｓ）のエッジ部の切断面ＳＣを撮像する撮像手段（カメラ１１）により撮像された撮像画像ＩＭに基づいてエッジ部の欠陥を検出する金属帯エッジ部の欠陥検出方法において、データ取得ステップと、位置調整ステップと、撮像ステップと、保存ステップと、平均化ステップと、欠陥検出ステップとを含む。

データ取得ステップは、図５に示すフローチャートのステップＳ１に対応し、金属帯（鋼帯Ｓ）の長手方向（ｘ軸方向）への移動に伴う該金属帯（鋼帯Ｓ）の幅方向（ｙ軸方向）の変動量を示す変動位置データを取得するステップである。位置調整ステップは、図５のステップＳ２に対応し、取得した変動位置データに基づいて電動シリンダー１３によって撮像手段（カメラ１１）の位置を調整するステップである。位置調整ステップは、確実かつ安価に撮像不良を防止して金属帯のエッジ部を撮像することを可能とする。

撮像ステップは、図５のステップＳ４に対応し、金属帯（鋼帯Ｓ）の長手方向への移動量または移動時間に基づいて所定の間隔で撮像手段（カメラ１１）によって切断面ＳＣを撮像するステップである。保存ステップは、図５のステップＳ５に対応し、撮像ステップで撮像された撮像画像を保存するステップである。

平均化ステップは、図５のステップＳ６に対応し、保存ステップで保存された撮像画像のうち、判定対象とする対象画像（補正後の最新の撮像画像ＩＲ_ｋ）を除く複数の撮像画像（補正後の撮像画像ＩＲ_ｋ−１から撮像画像ＩＲ_ｋ−Ｎ）を平均化した平均画像ＩＲ_Ａｖを作成するステップである。欠陥検出ステップは、図５のステップＳ７，Ｓ８に対応し、平均画像ＩＲ_Ａｖと対象画像ＩＲ_ｋとの差分を取ることにより、欠陥の有無を判定するステップである。

本実施形態の金属帯エッジ部の欠陥検出方法は、最新の撮像画像ＩＲ_ｋを除いた複数の撮像画像ＩＲの平均画像ＩＲ_Ａｖを作成し、これを最新の撮像画像ＩＲ_ｋと比較し、差分をとった差分画像ＩＤＦを作成する。差分画像ＩＤＦに基づいて欠陥を検出することにより、鋼帯Ｓのエッジ部に発生する欠陥を迅速かつ確実に検出することができる。

本実施形態の金属帯エッジ部の欠陥検出方法は、更に、位置補正ステップを含む。位置補正ステップは、図５のステップＳ３に対応し、位置調整ステップにより位置が調整された後に撮像手段（カメラ１１）により撮像された撮像画像における金属帯（鋼帯Ｓ）の板厚を示す画素数と、予め測定された該金属帯（鋼帯Ｓ）の板厚とに基づいて、該撮像手段（カメラ１１）の位置を調整するステップである。位置補正ステップによってカメラ１１と鋼帯Ｓとの距離が微調整されることにより、鋼帯Ｓのエッジ部の切断面ＳＣをより精細に撮像することができる。このように、本実施形態の撮像装置１０および金属帯エッジ部の欠陥検出方法によれば、確実かつ安価に撮像不良を防止して金属帯のエッジ部を撮像することができる。

本実施形態の金属帯エッジ部の欠陥検出装置（撮像装置１０）は、金属帯（鋼帯Ｓ）のエッジ部の切断面ＳＣを撮像して撮像画像ＩＭを生成する撮像手段（カメラ１１）と、金属帯の長手方向への移動に伴う該金属帯の幅方向の変動量を示す変動位置データを取得するデータ取得手段（ＣＰＣ３）と、変動位置データに基づいて撮像手段の位置を調整する位置調整手段（電動シリンダー１３）と、撮像手段によって生成された撮像画像に基づいて切断面ＳＣの欠陥の有無を判定する判定手段（制御装置１５）と、を備え、撮像手段（カメラ１１）は、金属帯の長手方向への移動量または移動時間に基づいて所定の間隔で切断面ＳＣを撮像し、判定手段（制御装置１５）は、撮像手段（カメラ１１）によって生成された複数の撮像画像のうち、判定対象とする対象画像（補正後の最新の撮像画像ＩＲ_ｋ）を除く複数の撮像画像（補正後の撮像画像ＩＲ_ｋ−１から撮像画像ＩＲ_ｋ−Ｎ）を平均化した平均画像ＩＲ_Ａｖを作成し、平均画像ＩＲ_Ａｖと対象画像ＩＲ_ｋとの差分を取ることにより、欠陥の有無を判定する。本実施形態の金属帯エッジ部の欠陥検出装置は、確実かつ安価に撮像不良の発生を防止して金属帯のエッジ部を撮像でき、かつ微少な欠陥を検出してエッジ部の品質管理を行うことが可能である。

なお、ステップＳ８の判定において、差分画像ＩＤＦにおける輝度値が閾値以上の画素数に基づいて、欠陥の有無が判定されてもよい。この閾値は、微少な欠陥の存在を適切に判定できるように、実験結果等に基づいて設定されることが好ましい。

上記実施形態は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、仕様等に応じて種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施形態が可能であることは上記記載から自明である。また、上記の実施形態に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。

１サイドトリマー
２トリマー刃
２１上刃
２２下刃
３ＣＰＣ
４サイドガイド
１０撮像装置（金属帯エッジ部の欠陥検出装置）
１１カメラ
１２照明
１３電動シリンダー
１４サポートロール
１５制御装置
１６カメラボックス
１７架台
１８ケーブルベア（登録商標）
ＩＭ撮像画像
ＩＲ補正後の撮像画像
ＩＲ_Ａｖ平均画像
ＩＤＦ差分画像
Ｌｃクリアランス
Ｌｏオーバーラップ
Ｐトリミング屑
Ｒ搬送路
Ｓ鋼帯
ＳＣ切断面

Claims

金属帯のエッジ部の切断面を撮像する撮像手段により撮像された撮像画像に基づいてエッジ部の欠陥を検出する金属帯エッジ部の欠陥検出方法において、
前記金属帯の長手方向への移動に伴う該金属帯の幅方向の変動量を示す変動位置データを取得するデータ取得ステップと、
前記変動位置データに基づいて前記撮像手段の位置を調整する位置調整ステップと、
前記位置調整ステップにより位置が調整された後に前記撮像手段により撮像された撮像画像における前記金属帯の板厚を示す画素数と、予め測定された該金属帯の板厚とに基づいて、該金属帯と該撮像手段との距離を算出し、該撮像手段の位置を調整する位置補正ステップと、
前記金属帯の長手方向への移動量または移動時間に基づいて所定の間隔で前記撮像手段によって前記切断面を撮像する撮像ステップと、
前記撮像ステップで撮像された撮像画像を保存する保存ステップと、
前記保存ステップで保存された撮像画像のうち、判定対象とする対象画像を除く複数の撮像画像を平均化した平均画像を作成する平均化ステップと、
前記平均画像と前記対象画像との差分を取った差分画像を作成する差分画像作成ステップと、
前記差分画像に基づいて、欠陥の有無を判定する欠陥検出ステップと、
を含むことを特徴とする金属帯エッジ部の欠陥検出方法。
金属帯のエッジ部の切断面を撮像して撮像画像を生成する撮像手段と、
前記金属帯の長手方向への移動に伴う該金属帯の幅方向の変動量を示す変動位置データを取得するデータ取得手段と、
前記変動位置データに基づいて前記撮像手段の位置を調整する位置調整手段と、
前記位置調整手段により位置が調整された後に前記撮像手段により撮像された撮像画像における前記金属帯の板厚を示す画素数と、予め測定された該金属帯の板厚とに基づいて、該金属帯と該撮像手段との距離を算出し、該撮像手段の位置を調整する位置補正手段と、
前記撮像手段によって生成された撮像画像に基づいて前記切断面の欠陥の有無を判定する判定手段と、
を備え、
前記撮像手段は、前記金属帯の長手方向への移動量または移動時間に基づいて所定の間隔で前記切断面を撮像し、
前記判定手段は、前記撮像手段によって生成された複数の撮像画像のうち、判定対象とする対象画像を除く複数の撮像画像を平均化した平均画像を作成し、前記平均画像と前記対象画像との差分を取った差分画像を作成して、該差分画像に基づいて、欠陥の有無を判定する
ことを特徴とする金属帯エッジ部の欠陥検出装置。