JPH01250848A - 微小耳割検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は連続帯状薄物製品、特に薄物鋼板に発生する微
小耳割を検出する微小耳割検出装置及びその耳割データ
表示方法に関するものである。

（従来の技術） 最近の薄物鋼板は、ＪＩＳ規格の改正もあり、エツジ部
まで製品に使用される場合が多くなり鋼板エツジ部に発
生する微小な耳割、いわゆる耳荒が大きな問題となって
いる。従来、鋼板エツジ部に発生する耳割に対するオン
ライン自動検出装置が提案されていなかったため、鋼板
が切板材となってから初めて目視検査を行っていたが、
この場合効率が悪（、見落としもあり問題となっていた
。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、高速で流れている鋼板のエツジ部を微小ピッ
チで流れに直角方向に高分解能でスキャンし、微小耳割
を検出するために全検出素子を複数のセンサーブロック
に等分割し、各センサーブロック毎に同時に並列にスキ
ャンすることにより、高速、かつ、高分解能で鋼板エツ
ジ部の位置の検出を可能とした一次元センサーカメラと
、その信号処理回路とにより微小耳割を検出すると共に
耳割形状と耳割発生位置とをメモリ内に記録し、上位プ
ロセスコンピュータに伝送し、後工程で耳割部の対応を
可能とし得るようにした微小耳割検出装置を提供するこ
とを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、走行中の連続帯状薄物製品のラインに設けら
れた微小耳割検出装置において、センサーユニットの全
検出素子を複数のセンサーブロックとして等分割し、各
センサーブロック毎に同時に並列走査を行うことにより
高速スキャンを可能とした一次元センサーカメラを備え
、各センサーブロック毎に発生するビデオ信号よりエツ
ジ位置を検出しているセンサーブロックを選出し、該セ
ンサーの配列順位と該センサーの出力するエツジ位置デ
ータとより板エツジ位置を測定し、各スキャン毎のエツ
ジ位置に急激な変化が生じた場合これを耳割発生として
検出することを特徴とする。

第一図に複数のセンサーブロックよりなる高速スキャン
カメラのエツジ位置データ処理の原理を示す。

■は複数のセンサーブロックよりなるセンサーユニット
で、ここでは図示していないレンズ系により鋼板の片側
エツジ像がセンサーブロック上に結像されるようにする
。

！、、ｉ、、１−３、・・・１−８は各センサーブロッ
クを示す。２はタイミング発生回路で、２−、はスター
トパルス、２−３はシフトクロックを夫々示す。

すなわち、スタートパルス直後に入力してくるシフトク
ロックパルス列により各センサーブロック内の各受光素
子にチャージされた露光量（照度Ｘ時間）に比例した電
荷が逐次ビデオ信号１−１ａ％１−２ａ、■−３ａ・・
・１−８６として各センサーブロックから同時に並列に
出力されるようにする。

センサーユニット１のハツチング部は鋼板の結像部であ
り、光が遮られているため暗視野となり、ビデオ信号レ
ベルは低く（Ｌレベル）、ハツチングのない部分は明視
野となり、ビデオ信号レベルは高＜（■］レベル）なる
。

すなわち、暗視野と明視野の境界部が鋼板エツジ部とな
る。

３はアナログコンパレータで、スレッショルドレベル設
定器４の発生する電圧レベルと比較し、ビデオ信号レベ
ルがスレッショルドレベルヲオーハーシタ場合コンパレ
ータ出力はＨレベルとなる。

５はフリップフロップで、スタート信号２−、によりセ
ットされてゲート６−、．６−、、・・・６−８を開き
、シフトクロック２．．２を微小時間遅らせたクロソり
２−２′をバイナリカウンタ７−、．７−、・・・等に
入力する。

第１図において、センサーブロック１−４〜１＝８まで
は全ピット入光状態にあり、スタート信号直後に人力さ
れるシフトクロ・ツクにより出力される各センサーブロ
ックの第１ビ・ノド目のビデオ信号レベルは高レベルで
あるため、コンパレータ３−４〜３−８の出力はＨレベ
ルとなり、フ１ルツプフ口・ツブ５−４〜５−８はリセ
・ットされ、ゲート６−４〜６−８は閉じ、クロック２
−、′はバイナリカウンタ７−４〜７−８には人力され
ないため、ノ寸イナリカウンタ７−４〜７１のカウント
値は０のままである。

センサーブロック１−、．１−１は全遮光状態にあるた
め、ビット信号レベルは低く、コンノくレータ３−８．
３−、の出力はＬレベルとなっているため、フリップフ
ロップはセットされたままの状態となり、ゲート６−＋
−６−ｔは開状態にあり、クロ・ツタ２１′をカウント
アツプしていく。今、センサーブロックとして受光素子
数が１２８ビ・ットのものを使用した場合には、バイナ
リカウンタ７−１．７−７は１２８をカウントした時点
でキャリイ信号を出力して全遮光状態にあることをプラ
イオリティエンコーダ８に対して出力する。プライオリ
ティエンコーダ８はバイナリカウンタ７−、、’ｌ、の
キャリイ信号により全遮光状態であることを認知して出
力８−、を発生し、これをラッチ１１によりラッチして
エツジ上位データとする。

即ち、出力８−、はバイナリコードで表わした場合エツ
ジ位置データの２１６に相当する。

センサーブロック１−、は途中で暗視野から明視野に切
替わり、従って明視野の範囲、例えば６４ビツトまでの
ビデオ信号のレベルが低いためコン／（Ｌ／−夕出力は
Ｌレベルで、フリップフロップ５−３はセット状態にあ
りゲート６−３は開状態であるため、クロック２１−は
バイナリカウンター７−３により計数される。６５ビツ
ト目のビデオ信号は明視野となっているためビデオ信号
レベルは高くスレッショルドレベルをオーバーしている
ため、コンパレータ出力は反転してＨレベルとなり、フ
リップフロップをリセットする。即ち、フリップフロッ
プ５−３の出力５−３−はＬレベルとなりゲート６−３
を閉じ、バイナリカウンタ７−３へのクロック入力を遮
断する。即ちバイナリカウンタ７−３の計数値は６４ビ
ツトで停止することになる。プライオリティエンコーダ
８の出力８−、．８−、．８−、、はデコーダ９により
デコードし、その出力９−、〜９−８はトライステート
バッファ１０−１〜１０−８の夫々対応したイネーブル
入力に対して出力される。

即ちバイナリカウンタ７−１．７−１がキャリー出力を
発生した場合にはデコーダ９はバイナリカウンタ７−３
の出力データのみがトライステートバッファを通過する
ようにトライステートバッファ１０−３のみをイネーブ
ルするように出力する。即ち、８ビットカウンタ７−３
の計数値はトライステートバッファ１０−３を介してラ
ッチ１２でラッチし、エツジデータの下位データとする
。即ち、ラッチ１１及びラッチ１２のデータが一次元セ
ンサー上の鋼板エツジ位置データをバイナリコードで表
わしている。今回使用したセンサーユニットは全受光素
子１０２４ピツトを８個のセンサーブロック上に等分し
ている。鋼板エツジをセンサーユニットの中央ビットで
検出した場合、下位データを表わすラッチ１２の出力は
すべてＯとなり、上位データを表わすラッチ１１の出力
は０１００となり、両ラッチの出力を合わせると、０１
００　０００００００となり、これを１０進法で表わす
と５１２ビツトとなる。

また、５１１ビツト目で鋼板エツジを検出した場合は、
ラッチ１１の出力は００１１、ラッチ１２の出力は１１
１１１１１となり両データを合わせると００１１　１１
１１１１１となる。２−３はストローブ信号でラッチ１
１及び１２にデータが整った時点で出力され、第２図の
耳割判定部へのデータ書込みの信号となる。

第２図に示す耳割判定部では、一次元センサーカメラよ
り出力された１１ビツトパラレル板エツジデータより耳
割を判定し、かつ、耳割部のエツジ位置データをメモリ
に取込み、その後、マイコンシステムを介して耳割発生
位置と共にＣＲＴ及び上位計算機等に耳割発生部エツジ
情報として伝送し得るようにする。

図中、１４は第１図で示すカメラユニット全体を示す。

前述したように、カメラユニット１４からは１１ビツト
よりなる鋼板エツジデータ１４−１と耳割判定部に対す
るデータ読取り指令であるストローブ信号１４−７を出
力する。耳割判定部ではストローブ信号１４−７及びそ
の反転信号１ｔ、−によりラッチ１５及びラッチ１６に
鋼板エツジデータ１４−１をラッチする。１７は減算器
で、ラッチ１５のデータからランチ１６のデータを引算
し、その差データ１７−１を比較器１８に対し出力する
。

第３図にはそのタイミング図を示す。第３図において、
ストローブ信号１４−、′はストローブ信号１４−７を
反転したものであり、ラッチ１５及びラッチ１６は夫々
のストローブ信号の立ち上がりでデータをラッチする。

即ち、ラッチ１６の出力データ１６−１とラッチ１５の
出力データ１５−１とはストローブ１４−、′のＬレベ
ル間の時間遅れを生じるため、区間ａにおいてはラッチ
１６はカメラからの新データ、即ち、データ２を出力し
、ラッチ１５は■ピッチ前の旧データ、即ち、データ１
を出力している。即ち、減算器１７により１ピツチ前の
旧データから現在のデータを引算することになり、その
結果をデジタルコンパレータ１８により耳割サイズ設定
器１９で設定された頁別サイズと比較し、その値をオー
バーした場合、耳割発生信号１８−１、を出力する。即
ち、鋼板移動量Ｑ、１ｍｍ間隔でエツジ位置を測定し、
１ピツチ前のエツジ位置と、今回のスキャンにより得ら
れたエツジデータとを比較し、その間に一定以上の差が
あった場合、耳割と判定し、耳割発生信号ｌ８−１をメ
モリコントロール回路２０に入力してメモリコントロー
ル２０の管理の下にメモリ２１に耳割発生点から板移動
屋に対して必要とする一定量のエツジデータ、例えば、
移動量２メートル分のエツジデータとすると、０．１ｍ
ｍピッチで測定している場合には　１ピツチ当たり１１
ビツトのデータを２０．０００デ一タ分メモリに記録す
る。記録したデータ２１−Ｉはマイコンシステム２２に
より最大エツジ深さ、工°ツジ幅を演算して数値データ
とすると共にエツジ形状をＣＲＴ上にグラフインク表示
する。表示に際しては、ＣＲＴの縦方向の表示容量との
関係で、２０．０００データの表示を一気に一画面に表
示することはできないため、メモリ内のデータを鋼板移
動量に対して任意の一定区間で区切り、その区間内の最
小データをその区間の代表値として表示する方法をとる
ことにより、一画面に表示する鋼板移動量を多くとるこ
とができる。第４図には実物の耳割形状及びメモリ内に
取込まれた鋼板移動量０．１ｍＷピッチ毎の耳割データ
をＣＲＴ上に表示した場合と、メモリ内のデータを鋼板
移動ｆｆ１０．５ｍｍ間隔で区切り、そのうちの最小値
を代表値として表示した場合とを示す。即ち、０．５ｍ
ｍ区間で区切りその最小値を代表値として表示した場合
には、耳割幅は鋼板の流れの方向に対し１１５に圧縮さ
れるが、耳割深さはそのままとなる。メモリ２１′はメ
モリ２１内のデータをマイコンシステムへ転送中再度耳
割が発生した場合の耳割データを記録するためのもので
、耳割発生頻度の高い製品ラインに対しては耳割データ
用メモリを複数個設ける必要がある。

（実施例） 本発明微小耳割検出装置の実施例を第５図により説明す
る。

１４及び１４−は前述の高速スキャン型一次元カメラで
、任意の板巾の被測定材４２に対応すること及び常に板
エツジ部をカメラ中央部で検出するためにボールネジ機
ｊＲ３１及び３１′を介してパルスモータ３２及び３２
−で板幅方向に移動可能としている。またカメラのボー
ルネジ機構原点からの移動量はマグネスケール３３及び
３３゛により検出しマグネスケールディテクター３４．
３４−により波形整形後アップ信号１６−１及び１６−
３−並びにダウン信号１６−２及び１６１′としてマイ
コンシステム２２内のカウンタに対し出力している。

即ち、マイコンシステム２２によって常時カメラ１４及
び１４−のボールネジ機構原点に対する位置を確認して
いる。３５．３５−はパルスモータ用パルス発振器で、
マイコンシステム２２よりの指令２２．−、．２２−、
−により高速正転パルス、高速逆転パルス、低速正転パ
ルス及び低速逆転パルスを夫々発振する。高速及び低速
パルスの発振周波数はパルス発振器３５又は３５′の内
部設定スイッチにより任意に設定可能となっている。３
６．３６−３７．３７−はパルスモータ−ドライバで、
ドライバ３６．３６−はパルス発振器３５のパルスを受
けてカメラ移動用パルスモータ３２及び照明ランプ移動
用パルスモータ３８を回転し、ボールネジ機構を介して
カメラ１４、及びランプ４０、を全く同一スピードで同
一距離移動させ得るようにしている。

パルスモータ−ドライバ３７．３７−についても上述し
た所と同様である。本実施例では、１パルス当たりのカ
メラ及び照明ランプの移動量はパルスモータの１ステッ
プ角度とボールネジの送りピッチとにより決定され、２
０μｍに設定されている。

３９．３９−は第２図に示す耳割検出部で、耳割検出時
のエツジデータを一度耳割検出部内のメモリに記録した
後、マイコンシステム２２に取込み、耳割最大深さ及び
耳割幅を測定し、被検出材の流れ方向に対する耳割発生
位置と共に上位計算機へ伝送する。

また本実施例では鋼板幅も測定可能とし、幅測定精度向
上を図るため鋼板エツジ部をカメラの中央部で検出する
ようにカメラ及び照明位置を制御している。

即ち、短時間間隔でマイコンシステム２２内に取込んだ
センサーユニット上のエツジデータがセンサーユニット
の中央ビットを基準に一定ビット範囲内でエツジを検出
しているかどうかのチエツクを行い、範囲外で検出して
いる場合はマイコンシステム２２からパルスモータ−コ
ントローラ３５及び３５″に対し低速正転又は低速逆転
の指令を出し、センサーユニット中央ビットでエツジを
検出するようにマイコンシステム２２経由でカメラ位置
のコントロールを行う。本発明装置においてはパルスモ
ータ−コントローラの低速時、パルス発振周波数を１０
００ｐｐｓとし、マイコンシステム２２のデータ取込み
サイクルも１０００Ｈｚで行なっているため、マイコン
がセンサーユニットの中央ビットに相当する５１２ビツ
トで検出したことを確認後パルスモータを停止させたの
ではパルスモータの１ビット行き過ぎが生じる。従って
正転の場合は５１１ビツト検出時停止指令を出し、逆転
の場合は５１３ビツト検出で停止指令を出すようにして
いる。

他の方法として、センサーユニットの中央ヒ。

トを基準とし、エツジを検出しているビット間の差をマ
イコンシステムで演算し、そのパルス数をパルスモータ
−コントローラ３５．３５＝に設定する方法もあり、何
れの方法でも高精度に位置決めが可能であった。

第６図は板幅測定の原理図である。図においてＫはマグ
ネスケール３３．３３′の原点３３−１．３３−、＝間
の距離である。Ｍ、、ＭＬは各々のマグネスケール原点
に対するカメラ位置である。Ｓ　Ｒ。

ＳＬはカメラのセンサー１４−３′及び１４−３の中央
ビットからの板エツジ検出ビットまでのビット数で、中
央ビットより内側の場合Ｓア及びＳｔ、は＋とし、外側
の場合は−とする。

即ち、板幅Ｗは下記の式により得ることができる。

Ｗ＝に−０，００１（Ｍ、＋Ｍ、） ０　、０２　（Ｓ　Ｒ士Ｓ　Ｌ） ここに係数０．００１はマグネスケール分解能、係数０
，０２はカメラ分解能である。

（発明の効果） 上述したように本発明によれば、オンライン上で板エツ
ジ部に発生する微小耳割を検出し、その最大深さ及び幅
を演算し、流れ方向に対する耳割発生位置と共に上位計
算機へ知らせることにより後工程での耳割部の処理を極
めて容易とすることができる。実測値として、ラインス
ピード４００ｍ／ｍｉｎ時、耳割幅０．３ｍｍ、深さＱ
、３ｍｍの耳割検出が可能であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いる高速スキャンカメラのエツジ位
置のデータ処理の原理を示す回路図、第２図は耳割判定
部の構成を示す回路図、第３図は第２図の耳割判定部の
信号のタイミングを示すタイムチャート図、 第４図は実物の耳割及びＣＲＴ上に表示された耳割を示
す説明図、 第５図は本発明を実施する装置を示す構成図、第６図は
板幅測定の原理を示す説明図である。 １　・・・　センサーユニット ２　・・・　タイミング発生回路 ３　・・・　アナログコンパレータ ４　・・・　スレッショルドレベル設定器５　・・・　
フリップフロップ ６　・・・　ゲート ７　・・・　バイナリカウンタ ８　・・・　プライオリティエンコーダ９　・・・　デ
コーダ １０　・・・　トライステートバッファ１１．１２　・
・・　ラッチ １４．１４′　・・・　カメラユニット１５．１６　・
・・　ラッチ １７　・・・　減算器 １８　・・・　比較器（ディジタルコンパレータ）１９
　・・・　耳割サイズ設定器 ２０　　・・・　メモリコントロール回路２１．２１′
　・・・　メモリ ２２　・・・　マイコンシステム ３Ｌ３１’　　・・・　ボールネジ機構３２．３２′　
　・・・　パルスモータ３３．３３′　・・・　マグネ
スケール３４．３４′　・・・　マグネスケールディテ
クタ３５．３５′　・・・　パルス発振器 ３６．３６’　　・・・　パルスモータドライバ３７．
３７’　　　・・・　パルスモータドライバ３８．３８
′　・・・　パルスモータ ３つ、３９′　・・・　耳割検出部 ４０．４０′　・・・　照明ランプ ４２　・・・　被測定材 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、走行中の連続帯状薄物製品のラインに設けられた微
   小耳割検出装置において、センサーユニットの全検出素
   子を複数のセンサーブロックとして等分割し、各センサ
   ーブロック毎に同時に並列走査を行うことにより高速ス
   キャンを可能とした一次元センサーカメラを備え、各セ
   ンサーブロック毎に発生するビデオ信号よりエッジ位置
   を検出しているセンサーブロックを選出し、該センサー
   の配列順位と該センサーの出力するエッジ位置データと
   より板エッジ位置を測定し、各スキャン毎のエッジ位置
   に急激な変化が生じた場合これを耳割発生として検出す
   ることを特徴とする微小耳割検出装置。 ２、カメラ及びと光源は帯状薄物製品を挟んで対向させ
   て左右のエッジ部に配置し、光源としてスポット光を用
   いこれを常時カメラと同期して移動させることによりカ
   メラ視野に対して強力な照明を可能とすることを特徴と
   する請求項１に記載の耳割検出装置。 ３、各走査毎のエッジデータは常時メモリに書込み、耳
   割発生時から任意のデータ長を記録した後、前記書込み
   を停止させ、その後メモリ内のエッジデータを被測定材
   の移動量に対し任意の間隔毎に、その中に含まれるデー
   タの最小値をＣＲＴ画面上にエッジ位置として描画し、
   目視による確認を可能としたことを特徴とする請求項１
   に記載の耳割検出装置。 ４、被測定材エッジ部にカメラ及び光源を自動追従させ
   るためにエッジ検出ビット数が一次元センサーカメラの
   特定ビットより任意の一定ビット数をオーバーした場合
   、一次元センサーカメラの特定ビットによって被測定材
   のエッジを検出し得るようにカメラを自動追従させるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の耳割検出装置。 ５、耳割検出と板幅測定とを同一検出器を用いて行うよ
   うにしこたとを特徴とした請求項１に記載の耳割検出装
   置。 ６、請求項３に記載の微小耳割検出装置において、前記
   メモリ内のデータを被測定材の移動量に対して任意の一
   定区間で区切り、その区間内の最小データをその区間の
   代表値として表示することによってＣＲＴの一画面の被
   測定材の移動量を圧縮して表示し得るようにしたことを
   特徴とする耳割データ表示方法。