JPH0288910A - 板材の側端位置検出方法 - 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、板材の側端位置検出方法に係り、特に、鉄鋼
や非鉄分野で圧延中に板材（圧延材）の側端位置を光学
的に検出する際に用いるのに好適な、板材の側端位置検
出方法に関する。

【従来の技術】

鉄鋼や非鉄分野の圧延においては、熱間圧延板や冷間圧
延板のような板材が蛇行すると、該板材の形状が悪化し
たり、ラインから外れて種々のトラブルを招いたりする
。このため、上記板材の形状を良好にするうえでも、又
種々のトラブルを未然に防止するうえでも、板材の蛇行
を防止することが重要となっている。 このような板材の蛇行を防止するために、板材の側端位
置を、高速で且つ連続的に検出する方法としては、主に
、第５図に示す如く、被測定物１１の下方から下部光源
装置５０で光を与えることによって、被測定物１１の影
の部分と光の明の部分のコントラストをつくり、下部光
源装置５０の軸上に配設した検出器５２でそれを受光し
て側端位置（ｄｗ）を検出する方法と、第６図に示す如
く、例えば熱間圧延板である被測定物１１から発せられ
る自発光成分（金券外線）を検出器５２で検出して側端
位Ｗ（ｄＷ’）を検出する方法がある。 ここで、前記検出器５２の内部には、通常、視野Ｄｗ（
Ｄｗ’）を光電増倍管又はＣＯＤの上に結像するための
レンズ５４（第７図参照）が組込まれているために、検
出器５２の視野は、第５図及び第６図に破線で示すよう
に、斜めに広がっている。 従って、第７図に示すように、被測定物１１（板材）の
レベルが変動して、基準パスラインよりｈだけ浮き上が
った状態１１′になると、実際の側端は、光軸中心より
Ｗｌの位置に存在するのに、検出器５２の内部の検出面
５６では、側端の像がＡ点の位置に結ばれるため、あた
かも基準パスライン面でＷ２の位置に側端があるかのよ
うに測定される。即ち、ΔＷ　＝　ｌ　Ｗ　ｔ　　Ｗ　
ｚ　Ｉだけ測定誤差が発生する。 このような光学原理的な問題を防止するべく、実開昭５
９−１４８１１３で開示されている蛾行検出装置を用い
ることも考えられる０ｗＪち、この装置では、圧延機の
大関に板材の側端をガイドするため、互いに接近・離反
できるように設置したサイドガイドの上部に、板材から
の光を受けて該板材の側端位置を検出する素子群を設け
ると共に、板材の幅方向に移動できるように支持された
検出装置を設け、この検出装置とサイドガイドとを同方
向に同期して騒動させて板材の蛇行を検出することが行
なわれていた。 しかし、このような蛇行検出は、光学系を板材の蛇行に
追随させ、該光学系の光軸と板材の（ｌｌ端を一致させ
るような構成であるため、板材の急激な蛇行に完全には
追随できないうえ、追随するための＃！構が大損りなも
のになるというｒｇｌｍがあった。 一方、上述のような板材のレベル変動による誤差を防止
するため、出願人は既に特開昭６１−２９６２０３及び
特開昭６２−２５７００２で示されている圧延材の幅方
向変位測定方法を提案している。 即ち、特開昭６１−２９６２０３で開示した圧延材の幅
方向変位測定方法は、斜方からレーザ光を投射し、板材
のレベル変動によるレーザ光スポットの移動を側端の像
と共に受像して補正計算を行なうことにより、圧延材の
上下方向変位に拘らず、水平面内の幅方向変位を精度良
く求めるようにしたものである。 又、特開昭６２−２５７００で開示した圧延材の幅方向
変位測定方法は、特開昭６１−２９６２０３の幅方向変
位測定方法を改善したものであり、斜方からスリット恍
を投射し、スリット像から板材の側端位置とレベルを同
時に測定して補正計算を行なうことにより、圧延材の上
下方向変位や圧延材側端部の板温低下に拘らず、水平面
内の幅方向変位を精度良く求めるようにしたものである
。 然し乍ら、特開昭６１−２９６２０３及び特開昭６２−
２５７００で示した圧延材の幅方向変位測定方法は、２
次元的な画像処理が必要であり、補正計算が複雑である
という問題点があった。

【発明が達成しようとする課Ｈ］ 本発明は、上述のような従来例の問題に鑑みてなされたものであり、その課題は、画像処理や複雑な補正計算を必要とせず、光学系のみの改善により、レベル変動による誤差を少なくすることができる板材の側端位置検出方法を提供することにある。 【課題を解決するための手段】

本発明は、板材の側端位置検出方法において、光学的に
平行化された光を被測定物の表面側から被測定物に照射
し、該被測定物からの反射光を、少なくとも２枚の対向
配置された反射鏡を用いて光学系の全長を短縮した長焦
点の反射光学系で受光することにより、被測定物のパス
ライン変動による誤差を無視できる程小さく、！レベル
の測定や補正を不要にならしめて、前記課題を解決した
ものである。

【作用１ 本発明においては、例えば第１図に示すように、検出器
ｆｆ１ｌＯの中に、例えば光源装置１２及びコリメータ
レンズ１４からなる照射系と、例えば放物面鏡１６、平
面鏡１８、結像レンズ２０、及びＣＣＤ　（Ｃｈａｒｇ
ｅｄ−Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）カメラ２２から
なる、長焦点の受光用反射光学系が配置される。 前記光源装置１２としては、検出装置１０を可能な限り
小さくし、且つ、被測定物゛１１からの反射光の強度を
可能な限り大きくするため、高出力で小型の光源装置で
ある高出力半導体レーザを使用することができる。 このような光源装！１２から発せられたレーザ光は、第
１図に示す如く、コリメータレンズ１４によって測定視
野に合致したスリット状のビーム２８に拡げられ（第１
図の円内に拡大して図示する）、且つ、平行光２４とな
るように調整される。 この平行光は被測定物（板材）１１に照射され、該被測
定物１１からの反射光か、放物面鏡１６→平面鏡１８→
結像レンズ２０を経由してＣＣＤカメラ２２に像を結ぶ
ようになる。 即ち、本発明は、大口径と長焦点を有する反射望遠鏡の
原理を基本的に用い、受光用光学系を長焦点にして、検
出器（ＣＣＤカメラ２２）の据付高さ（第７図の高さＨ
）を実質的に高くすることより、レベル変動に起因する
ＣＣＤカメラ２２の結像画面（５６）上のずれを小さく
して測定誤差を小さくすると共に、大口径にすることよ
り測定可能な蛇行範囲を広げたものである。 又、例えば放物面鏡１６及び平面鏡１８でなる２枚の鏡
を用いることにより、光学系の全長を短縮して、例えば
仕上圧延機のスタンド間のような厳しい環境の下でも、
板材の側端位置を検出できるようにしたものである。 更に、例えば光源装置１２とコリメータレンズ１４を用
いて、高輝度で且つ平行化した連続光であるレーザ光を
被測定物１１に垂直に近い角度で投射することにより、
小さな画角でも十分なコントラストの像が得られるよう
にして、レベル変動による側端位置検出の誤差を一層小
さくしたものである。 このような本発明を用いることにより、被測定物のパス
ライン変動があっても正確に被測定物（板材）の側端位
置を検出できるようになり、該被測定物のパスライン変
化を与えて前記従来例のような検出器出力の補正を行な
う必要がなくなる。 又、予め被測定物に光を照射して該被測定物の側端位置
を検出するなめ、熱間圧延板のような温度変化を受けに
＜＜、常に安定したＳＮ比（信号・ノイズ比）を得るこ
とができる。更に、従来装置に組み込まれていた自動露
出８１梢を設ける必要もなくなり、検出装置内部構造の
簡素化と検出装置外形寸法のコンパクト化が達成される
。 【実施例】 以下、本発明に係る板材の側端位置検出方法を適用した
実施例について、図を用いて詳しく説明する。 この実施例は、第１図を用いて詳述した検出装置を、熱
間速続仕上圧延機のスタンド間に設置し、第２図に示す
ような測定システムにして、熱間圧延板のラインセンタ
に対する横振れｌの測定を行なったものである。 即ち、第２図において、仕上圧延機のサイドガイド４２
．４４の上に、第１図で詳述した小型の検出装置３０．
３２が設置されている。 検出装置３０．３２に内蔵された光源装！（第１図の光
源装置１２）は、出力２００ｎＷ、波長８１６ｍｎのレ
ーザ光を発する高出力半導体レーザであって、電源袋！
３４により駆動され、該光源装置からのレーザ光は、コ
リメータレンズ等で、パスライン上で被測定物１１の幅
方向に２００１１１１、流れ方向に８１１１のスリット
状のビームとなるように調整されている。更に、検出装
置３０．３２に内蔵されたＣＯＤカメラ（第１図の１次
元ＣＣＤカメラ２２）は夫々２０４８素子を有しており
、コントローラ３６．３８によって制御されている。 このコントローラの内部では、上記ＣＯＤカメラの制御
の池に、上記熱間圧延板の側端位置の判定も行なうよう
になっており、該判定結果を演算処理装置４０に出力し
ている。演算処理装置４０は、両側の側端位置判定結果
を基に、上記熱間圧延板の板幅とラインセンタに対する
横振れ量の演算を行ない、該演算結果を上位計算機に出
力している。 第３図は、上述のような実施例において検出された側端
部分の明暗信号を示す図であり、上記検出装置３０にお
いて検出周期１０１５″′Ｃ″観察される熱間圧延板か
らの反射光信号と、コントローラ３６で行なわれた熱間
圧延板の側端位置判定結果とを示している。この図から
明らかなように、側端位置のところで熱間圧延板からの
反射光が非常に鋭く立上がっており、安定した側端位置
判定が可能であった。 なお、オンライン測定に際しては、熱間連続仕上圧延機
のスタンド間という厳しい環境の下で光学的な測定を可
能とするために、測定視野と検出装置３０．３２の下部
に強力なエアパージを行なった。 第４図は、パスラインを変化させた時の側端位置検出精
度を、オフラインで調べた結果を示す図であり、第４図
（ａ　）は基準パスライン位置における側端部１の検出
誤差を表わし、第４図（ｂ　）は基準パスラインよりも
１３０ｎｎ高い位置における側端位置の検出誤差を表わ
している。第４図から明らかなように、基準パスライン
位置と基キバスラインより１３０１高い位置の両方の場
合において、側端位置の検出誤差は±０．６ｉｎ＋以内
となっており、高精度で熱間圧延板の側端位置が検出で
きることが分る。 なお、前記実施例においては、検出装置３０．３２がサ
イドガイド４２．４４の上に配置され、サイドガイド４
２．４４と共に板材の幅に合わせて移動するようされて
いたが、検出装置３０．３２の配設位置は、これに限定
されず、移動しないように固定配置することも可能であ
る。

【発明の効果】

以上詳しく説明したような本発明によれば、画像処理や
複雑な補正計算を必要とすることなく、光学系の改善の
みで、レベル変動による誤差を小さくすることができ、
熱間圧延板や冷延板のような板材の側端位置を高精度に
検出することが可能となる。このため、仕上圧延機のス
タンド間という厳しい環境の下でも、板材の側端位置を
精度良く検出することが可能となり、特に、これまで把
握することが非常に困難となっていた熱間連続仕上圧延
機のスタンド間における板材の横幅変化や蛇行現象を定
量化できるという利点がある。又、本発明による測定結
果を制御系にフィードバックして、板材の板幅制御や蛇
行制御に使用できるため、製品の品質が向上したり、圧
延ラインの通板性や稼動率が向上するという利点らある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の詳細な説明する断面図、第２図は、
本発明の実施例における測定システムを示すブロック線
図、 第３図は、前記実施例において検出した側端部分の明Ｆ
＠信号を示す線図、 第４図（ａ　）、（ｂ）は、パスラインを変化させたと
きめ側端位置検出精度をオフラインで調べた結果を比較
して示す線図、 第５図及び第６図は、従来の側端位置検出の基本原理を
示す断面図、 第７図は、パスラインの変化によって側端位置の検出誤
差が発生することを示す断面図である。 ０・・・結像レンズ、 ２・・・ＣＣＤカメラ、 ４・・・照射光、 ６・・・反射光、 ８・・・板材に照射されたスリット状の光。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）板材の側端位置を光学的に検出する方法において
   、 光学的に平行化された光を被測定物の表面側から被測定
   物に照射し、 該被測定物からの反射光を、少なくとも２枚の対向配置
   された反射鏡を用いて光学系の全長を短縮した、長焦点
   の反射光学系で受光することを特徴とする板材の開端位
   置検出方法。