JPH04160304A - 板幅方向反り検出装置 - 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、鋼板の圧延・形状矯正環、金属帯板の処理に
際して処理板材の幅方向の反りをライン内で評価する技
術に関する。

〔従来の技術〕

被検材例えば缶用鋼板の分野では、高速通板・塗装性確
保の観点から形状、特に反りの除去が必要である。

従来、鋼板の圧延・形状矯正において鋼板の幅方向反り
を検出する方法としては、第４ａ図（正面図）および第
４ｂ図に示すように、操業終了後もしくはある操業条件
下での操業が終了した時点で、鋼板を所定の長さだけ切
り出し、板幅方向の反りを計測する方法がある。これは
第４ｂ図に示すように、垂直に吊り下げた時の鋼板１と
支柱２との間隔である反り量りを測定する方法である。

現状、一般にはこの方法で幅方向の反りを管理し、反り
量りが許容範囲を満足するように操業条件を変更する。

しかしこのような検査方法では、操業終了後のライン外
での検査となるので、単に反り加工精度の摘出に止まり
、検査の結果、反りが許容範囲外であればそれを基に改
めて操業条件を調整し直す以外なく、従ってそれまでの
鋼板は全て不良品として処分するか、もしくは形状矯正
機能のあるうインに再度通板する必要が生した。

一方、ライン内で反りを検査する方法として、第５図に
示すように、蛍光灯といった棒状光源３をラインの横に
垂直に設置し、鋼板１に映る投射像の曲がりを目視によ
り検査する方法がある。この方法は、検査員による目視
判定であるため検査員によるバラツキが大きく定性的な
判断に留まるばかりか、反りの見落しを生む危険性があ
る。更に、通常の張力付与状態及びロールで鋼板が拘束
されている状態では、反りは顕在化しにくいので微細な
反りを判定しなければならず、反りの判定には熟練を要
するといった様々な欠点がある。

また特開平］−２０２３１４２号公報には、第６図に示
すように板幅方向に変位計４を複数台並べ、それぞれと
鋼板の板幅方向各点との距離を計測して反りを算出して
いたが、ライン内では反りは顕在化しにくく変位計測で
は十分な精度が得られないことや、板幅が変化する場合
には他にエンジ倣い装置が必要となったり、幅方向測定
点が不連続であるため反り形状プロフィールは検出でき
ない欠点を有している。

〔発明が解決しよとする課題〕

本発明は、このような従来技術の欠点を克服するもので
、ライン内で潜在化した被検材の反りを顕在化した上で
ライン内で検出し、その結果をすぐ操業条件にフィート
バンクできる実操業に適した鋼板の反り検出を提供する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の板幅方向反り検出装置は、通板されている被検
材（９）にレーザー光を板幅方向に２０度以下の低い角
度で斜めから照射するレーザー投射器（６）と、被検材
（９）が反射したレーザー光を投影する位置に設けたス
クリーン（７）と、スクリーン（７）上に映るレーザー
反射像を撮影する撮像器（８）と、撮影した画像から板
幅方向の反りを算出する画像処理装置（１０〜１２）と
、がら構成される。

なお、カッコ内の記号は、図面に示し後述する実施例の
対応要素を示す。

〔作用〕

被検材（９）に直角にレーザー光を投射すると、板幅方
向に直線をなす反射像となり、この反射像から被検材（
９）の板幅方向の反りを検出することはできない。しか
し、９０度未満の角度θ１では、第１図に被検材（９）
上に実線弧で示すように、レーザー光の反射像が、反り
に対応したカーブを示す。この反射像のカーブは反り量
りに比例する。すなわち、被検材（９）の両端縁のレー
ザ光が横切る点を結ぶ直線からのカーブの山の距離をＡ
とすると、Ａ＝Ｌ／ｓｉｎθ１となる。この関係を第１
図および第４ｂ図に示す。Ｌの測定のために本願発明で
はＡを検出するが、このＡは、ｓｉｎθ１に逆比例する
ので、ｓｉｎθ１を小さく設定することにより、すなわ
ちθ１を２０度以下に小さく設定することにより、Ａが
大きい値で得られ、微細な反りの検出が可能となる。Ａ
／Ｌ＝ｓｉｎθ１は反りの投影拡大率であり、２０度以
下の角度θ、では、ｓｉｎθ１が０．３４２以下である
ので、２．９２以上の反り拡大率となる。

このように反りを拡大した形のレーザ投影像を得ること
ができるので反りの検出が容易かつ正確になる。

更には、被検材（９）上のレーザ投影光をスクリーン（
７）に投影しこれを撮像器で撮影するので、被検材（９
）の反射レーザ光に対するスクリーン（７）の角度およ
びスクリーン面に対する撮像器（８）の視向角度によっ
ても同様に反りを更に拡大したレーザー反射像を得るこ
とができる。

以下、本発明について図面に示す実施例に基づいて詳細
に説明する。

〔実施例〕

第１図は、本発明の一実施例の検出端を表す。

５はデフレクタロール、６はレーザー投射器、７はスク
リーン、８は撮像器である。

第１図に示すように、この実施例では、平行な軸芯を有
する一対のデフレクタロール５を該デフレクタロールの
軸芯間の垂直距離が通板される被検材１例えば鋼板の板
幅の４倍以上の距離を保ち、且つ通板される鋼板が前記
デフレクタロール間を垂直に通板し得るように設置する
。また鋼板１には、過大な張力を与えないように通板す
る。デフレクタロール５間のほぼ中央部にレーザー投射
器６から例えば、ロッドレンズ（図示しない）で板幅方
向に広げられた扇状のレーザー光、もしくは、回転ミラ
ーにより幅方向に走査したレーザー光を鋼板１に対して
２０°以下の低角度で斜めから照射する。照射角度を２
０°以下とするのは、鋼板１に潜在化する板反り形状を
低斜角で走査することにより拡大し顕在化させるためで
ある。

鋼板上のレーザー投射像位置９に対してレーザー投射器
６と反対側の位置に、且つ鋼板１に対して起立して設け
た平らなスクリーン７には、鋼板１に轟たって反射され
たレーザー投射像が、さらに鋼板１形状をより顕在化し
て映される。しかしてその反射像は、鋼板ｌの形状情報
を明確にした状況で得られるから、鋼板１が、例えば少
々な下反りの場合でも、スクリーン上の反射像も下反り
に、鋼板１がまた多少な下反りの場合、反射像も明白な
下反りになる。

スクリーン７上の反射像の大きさは、 （１）レーザー投光角θ１゜ （２）レーザー投射器６からレーザー投射位置９までの
距離Ｌ１ （３）レーザー投射位置９からスクリーン７までの距離
Ｌ２゜ （４）スクリーン設置角度θ２゜ （５）鋼板の形状 の５つの条件から決定されるが、前述のように、レーザ
ー投射角度θ１が低いこと、鋼板１の反射像を写し出す
スクリーン７が鋼板１に対して起立してることの相乗に
より鋼板の形状情報が精度良くわかる。

尚、鮮明な反射像を得るためには外乱光を遮蔽する方が
望ましい。

スクリーン７に投影された反り画像を板幅方向に複数台
設置した外部同期で動作する撮像器８で同時刻に撮影す
る。

撮映した画像はＡ／Ｄ変換器１０により、Ａ／Ｄ変換し
、撮像器８毎に設けたフレームメモリ１１に一旦蓄えて
処理を施す。

尚１画像処理については、第３図をも参照して述べる。

まず、フレームメモリ１１に入力された生画像。

第３図の■から反り画像の特徴を抽出するために、第３
図の■のように撮像器８毎に鋼板１の粗度に応じた閾値
１５を決定し二値化を行う。さらにレーザー反射像は幅
を持っているので、輝度の最大値を取るといった細線化
を行う。また反りは極端に変化しないので、高速化のた
めに、ａｉ−ｂｉミライン二値化及び細線化は前のライ
ンａ、−，−ｂ１−１での輝度の最大点の上下、例えば
２０画素の範囲で行なう。もし、その範囲に閾値１５を
越える点がなければ、そのラインの全ての範囲を検索す
る。

反射像は鋼板表面の投射像に比べてレーザー輝度が弱く
、被検材１によっては像の欠落を生むため、第３図の■
のように直線補間等の補間方法で欠落点の補間をおこな
う。

分解能を上げるために複数台の撮像器８により撮像して
いるが、どうしても撮像器８の擦れがあるために、事前
にフラットな板を通板位置に設置し、その反射像を校正
画像として撮映しておき、第３図の■のように反射像か
ら校正画像を差し引くことにより、擦れ成分を取り除く
ことができる。

しかし、その反り画像は高周波ノイズを含んでおり移動
子均等のスムージングや反り画像を数回加算平均するこ
とにより取り除く。

また、レーザーの滲みや鋼板エツジの返りにより反りと
は無関係な像がエツジに発生することがあり（第３図の
■）、これは反り画像の微係数が極端に変化する部分を
、第３図の■のように削除することによりエツジノイズ
を除去することが望ましい。

もしフレームメモリ１１の容量に余裕があれば２値化処
理を行う前に輝度の微分フィルターをエツジに施こすこ
とによりエツジノイズ除去が可能である。

さらに高速演算が必要な場合には、撮像器８毎に演算処
理装置１２を設け、以上の処理を並列で行いその結果を
デュアルポートメモリ等でホスト演算処理装置（図示し
ない）に渡すことにより実現できる。

以上のように欠落点補間、カランずれ補正、ノイズ除去
といった前処理をおこない、その反り画像を４次以上の
関数等で近似し、エツジと鋼板中央部との差を求めて反
り波形をＤ／Ａ変換器１３でＤ／Ａ変換し、ＣＲＴ等の
表示装置１４に結果を出力する。

また、事前テストにより画像の反り量（画素）と管理値
である切板の反り量（ｍｍ）と関係を求めておくことに
より反り量（ｍｍ）を出力する。

もし、本装置の前面にテンションレベラー等の形状矯正
装置が設置してあればこの反り量が零になるようにレベ
ラーユニットの調整を行うようにすれば良い。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によると帯状被検材の反りがオンラ
インで精度よく検出され、実操業にフィードバンクある
いはフィードフォワードできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の検出端部を示す斜視図で
ある。 第２図は、該実施例の画像処理部の構成を示すブロック
図である。 第３図は、第２図に示す画像処理部の処理によて現われ
る画像を示す平面図である。 第４ａ図は、従来の１つの反り測定法を示す正面図、第
４ｂしは側面図である。 第５図は、従来のもう１つの反り測定法で用いられる照
明光源の配置位置を示す斜視図である。 第６図は、従来のもう１つの反り測定法で用いられる撮
像器の配置位置を示す平面図であり、被検材は横断面を
示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 通板されている被検材にレーザー光を板幅方向に２０度
   以下の低い角度で斜めから照射するレーザー投射器と、 被検材が反射したレーザー光を投影する位置に設けたス
   クリーンと、 スクリーン上に映るレーザー反射像を撮影する撮像器と
   、 撮影した画像から板幅方向の反りを算出する画像処理装
   置と、から構成されることを特徴とした板幅方向反り検
   出装置。