JPH07164143A - ホットスカーフィングの溶削量自動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ホットスカーフィングにおいて、設備の安全
性と安定して品質および歩留を向上させる。 【構成】 鋼片１の表面欠陥を溶削手入れするホットス
カーフィング設備４において、スカーフィング設備４の
入側近傍に設置したＣＣＤカメラ９と、該ＣＣＤカメラ
９による映像を画像処理して溶削開始位置を決定すると
共に、予熱開始から予熱完了までの時間を計測する画像
処理部１０と、該画像処理部１０から入力される溶削開
始位置に基づいて、鋼片搬送用テーブルローラー３を制
御してスカーフィング設備の火口直下に溶削開始位置を
セットすると共に、予熱開始から予熱完了までの時間に
基づいて予め設定された当該鋼片１の溶削条件を補正
し、溶削量を制御する溶削量自動制御部８とからなる。 【効果】 設備の安全性を向上できると共に、外乱の影
響を受け難く、精度の良い溶削量の制御が可能となり、
溶削かかり残り、深堀れや切断による品質不良を防止で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、鋼片の表面欠陥部の
自動溶削作業（以下ホットスカーフィングという）にお
いて、設備の安全性と品質および歩留を向上できる溶削
量自動制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、分塊圧延された鋼片には、表面
にへげ疵、割れ疵、表層介在物などの有害な欠陥があ
り、その一部は均熱炉、圧延工程において脱落、消滅す
るが、大半はそのまま鋼片の表面に残留する。良好な製
品を得るためには、これらの欠陥を鋼片段階で除去しな
ければならない。分塊工場では通常ホットスカーファを
設置してこれに対処している。ホットスカーフィング
は、燃料ガスを酸素中で燃焼させることにより得られる
高温炎を鋼片の表面に吹付けて加熱し、酸化溶融が起き
て湯溜まりが生じるとそこへノズルから高純度の酸素を
噴出させて溶融鉄と酸素との酸化反応を起こし、発生す
る強力な反応熱の下でノズルもしくは鋼片を連続して移
行させ、次々と酸化反応を継続させて溶削を進行させる
ものである。

【０００３】従来、鋼片のホットスカーフィングは、オ
ペレータによるホットスカーファの手動操作で実施され
ていた。すなわち、オペレータは、圧延状態によって先
端形状が異なるブルームの先端形状を目視して溶削開始
に適した位置を判断し、ブルームの四方の表面に対向す
る各辺に酸素と燃料ガスが噴出するノズルを備えた火口
ユニットからなるスカーファ本体に溶削開始位置が達す
るまでブルームを搬送する。そしてオペレータは、ブル
ームの大きさに応じて火口の大きさが適度になるまで４
辺の火口ユニットを搬送方向に対して垂直にスライド移
動させてセットして予熱を開始する。ついでオペレータ
は、ブルーム各面の角から角までの幅方向全体に十分な
湯溜まりが形成されたかどうかを目視で判断し、その結
果十分な湯溜まりが形成されたと判断するとブルームを
搬送して溶削を開始する。さらにオペレータは、溶削後
のブルームを目視し、溶削不良部分を黒く見える部分の
発生度合いで判断し、ブルームの搬送速度を調整しなが
らブルームの後端が通過するまで行って溶削を完了す
る。

【０００４】上記オペレータによる手動操作による鋼片
のホットスカーフィングは、オペレータの習熟度や個人
差によって溶削量が一定せず、品質や歩留にバラツキが
生じるという欠点を有している。また、手動操作に替わ
る方法としては、溶削酸素圧力／被溶削材移動速度を主
なパラメーターとする特性式をもとに、溶削酸素圧力、
被溶削材移動速度を算出し、溶削酸素圧力および被溶削
材移動速度を同時に制御する方法（特開昭５２−１３９
６４８号公報）、溶削速度を鋼材の疵の種類、位置およ
び大きさ等に応じて選択的に制御することにより、溶削
進行方向の溶削深さ変更する方法（特開昭５３−１４２
９５１号公報）等が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記特開昭５２−１３
９６４８号公報や特開昭５３−１４２９５１号公報に開
示の方法は、刻々と変化する溶削材の表面スケール量、
圧延による形状の変化、搬送状況による材料の温度変
化、材料の成分分布状態等に即刻対応できるものではな
い。このため、この方法は材料先端に鼻曲がり等により
先端形状が悪いと火口に衝突して破損させたり、溶削中
における材料搬送トラブルによるスカーフィングの異常
切断が発生する恐れがある。また、この方法は、変動要
因の大きいその他設備の火口追従、ガス圧変動、滓発生
状況等の外乱に即時対応できない。さらに、熱間材料に
おいては、表面酸化スケール等の発生が温度、材質によ
り激しく変化し、１ｍｍ以下の疵状態が確認困難であ
る。したがって、上記方法は、安定した歩留向上を維持
することはきわめて困難であり、溶削かかり残り発生防
止等による品質向上も難しい。上記材料の火口への衝突
防止に関しては、火口に衝撃検出装置を備え、衝撃を検
出したときにその位置で緊急停止し警報を出力する装置
（特開平５−４１９２号公報）が提案されているが、１
０トン以上もの材料を対象とするホットスカーフィング
装置では、接触と同時に火口が破損し使用できない。

【０００６】この発明の目的は、鋼片の表面欠陥のホッ
トスカーフィングにおいて、設備の安全性と安定して品
質および歩留を向上できる溶削量自動制御装置を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく種々試験研究を行った。その結果、材質お
よび材料温度によって湯溜まりのでき難い材料では、当
然ながら予熱時間も長くかかり、また、溶削もかかり難
いことを実験により確認すると共に、この材料の予熱時
間と溶削量との間には、比例関係があることを究明し
た。したがって、予熱開始から予熱完了までの時間を計
測し、予め設定された当該材の溶削条件（材料の搬送速
度）を自動修正し、溶削量を自動制御することによっ
て、時々刻々変化する材料状態やスカーフィング設備の
状況変化等による外乱の影響を排除でき、一層の歩留、
品質を向上できること、また、予熱完了後、溶削中の材
料表面状況を画像処理して溶削かかり残りの有無をおよ
びその割合を計測し、その結果に基づいて次材および次
々材の溶削条件を補正し、溶削量の学習制御を行うこと
によって、外乱の影響を抑制でき、高精度で溶削量を制
御できることを確認した。さらに、材料先端の鼻曲がり
等による火口への衝突して破損させたり、溶削中におけ
る材料搬送トラブルによるスカーフィングの異常切断
は、材料の画像処理における溶削開始位置判定中や溶削
状況判定中に検出でき、緊急停止させることによって防
止できることを究明し、この発明に到達した。

【０００８】すなわち本願の第１発明は、鋼片の表面欠
陥を溶削手入れするホットスカーフィング設備におい
て、スカーフィング設備の入側近傍に設置したＣＣＤカ
メラと、該ＣＣＤカメラによる映像を画像処理して溶削
開始位置を決定すると共に、予熱開始から予熱完了まで
の時間を計測する画像処理部と、該画像処理部から入力
される溶削開始位置に基づいて、鋼片搬送用テーブルロ
ーラーを制御してスカーフィング設備の火口直下に溶削
開始位置をセットすると共に、予熱開始から予熱完了ま
での時間に基づいて予め設定された当該鋼片の溶削条件
を補正し、溶削量を制御する溶削量自動制御部とからな
ることを特徴とするホットスカーフィングの溶削量自動
制御装置である。

【０００９】また、本願の第２発明は、鋼片の表面欠陥
を溶削手入れするホットスカーフィング設備において、
スカーフィング設備の入側近傍に設置したＣＣＤカメラ
と、該ＣＣＤカメラによる画像から溶削のかかり残りの
有無ならびに溶削できなかった部分の割合を演算する画
像処理部と、該画像処理部から入力される溶削のかかり
残りの有無ならびに溶削できなかった部分の割合に基づ
いて、予め設定された次材の溶削条件を補正し、溶削量
を制御する溶削量自動制御部とからなることを特徴とす
るホットスカーフィングの溶削量自動制御装置である。

【００１０】さらに、本願の第３発明は、鋼片の表面欠
陥を溶削手入れするホットスカーフィング設備におい
て、スカーフィング設備の入側近傍に設置したＣＣＤカ
メラと、該ＣＣＤカメラによる映像を画像処理し、溶削
開始位置を決定し、予熱開始から予熱完了までの時間を
計測すると共に、溶削のかかり残りの有無ならびに溶削
できなかった部分の割合を演算する画像処理部と、該画
像処理部から入力される溶削開始位置に基づいて、鋼片
搬送用テーブルローラーを制御してスカーフィング設備
の火口直下に溶削開始位置をセットし、予熱開始から予
熱完了までの時間に基づいて予め設定された当該鋼片の
溶削条件を補正すると共に、溶削のかかり残りの有無な
らびに溶削できなかった部分の割合に基づいて、予め設
定された次材の溶削条件を補正し、溶削量を制御する溶
削量自動制御部とからなることを特徴とするホットスカ
ーフィングの溶削量自動制御装置である。

【００１１】さらにまた、本願の第４発明は、鋼片の表
面欠陥を溶削手入れするホットスカーフィング設備にお
いて、スカーフィング設備の入側近傍に設置したＣＣＤ
カメラと、該ＣＣＤカメラによる映像を画像処理して鋼
片がＣＣＤカメラ計測視野から外れているか否かを判定
し、外れている場合には鼻曲がり信号を、外れていない
場合には溶削開始位置信号を出力する画像処理部と、該
画像処理部から入力される信号が鼻曲がり信号の場合、
鋼片搬送用テーブルローラーを緊急停止させて鼻曲がり
警報を出力し、溶削開始位置信号の場合は、鋼片搬送用
テーブルローラーを制御してスカーフィング設備の火口
直下に溶削開始位置をセットする溶削量自動制御部とか
らなることを特徴とするホットスカーフィングの溶削量
自動制御装置である。

【００１２】また、本願の第５発明は、鋼片の表面欠陥
を溶削手入れするホットスカーフィング設備において、
スカーフィング設備の入側近傍に設置したＣＣＤカメラ
と、該ＣＣＤカメラによる溶削後の画像を画像処理して
とからなることを特徴とするホットスカーフィングの溶
削量自動制御装置である。

【００１３】

【作用】本願の第１発明のホットスカーフィングの溶削
量自動制御装置は、スカーフィング設備の入側近傍に設
置したＣＣＤカメラによる映像を画像処理部で画像処理
し、鋼片の先端形状に基づいて溶削開始位置を決定して
溶削量自動制御部に入力し、鋼片搬送用テーブルローラ
ーを制御してスカーフィング設備の火口直下に溶削開始
位置をセットすると共に、搬送された鋼片を予熱して表
面に湯溜まりを生じさせ、生じた湯溜まり範囲が溶削に
十分な範囲となった時点で予熱の完了を判定し、予熱開
始から予熱完了までの時間を演算して溶削量自動制御部
に入力し、予め設定された当該鋼片の溶削条件、すなわ
ち鋼片の搬送速度を補正して溶削を開始することによっ
て、予熱時間によって溶削量が自動修正でき、従来の時
々刻々と変化する材料状態やスカーフィング設備の状況
変化等による外乱の影響を受け難く、直接的な溶削量制
御を実施でき、従来より一層の歩留、品質を向上させる
ことができる。

【００１４】また、本願の第２発明のホットスカーフィ
ングの溶削量自動制御装置は、スカーフィング設備の入
側近傍に設置したＣＣＤカメラによる映像を画像処理部
で画像処理し、溶削後の表面画像から溶削のかかり残り
の有無ならびに溶削できなかった部分の割合を演算し、
溶削量自動制御部で溶削のかかり残りの有無ならびに溶
削できなかった部分の割合に基づいて、予め設定された
次材および次々材の溶削条件、すなわち鋼片の搬送速
度、溶削ガス圧を補正し、溶削量を制御することによっ
て、溶削量の学習制御が可能となり、従来の方法に比較
して時々刻々と変化する材料状態やスカーフィング設備
の状況変化等による外乱の影響を受け難く、高精度で溶
削量を制御することができ、溶削かかり残りによる不良
を軽減でき、歩留、品質を向上させることができる。

【００１５】さらに、本願の第３発明のホットスカーフ
ィングの溶削量自動制御装置は、スカーフィング設備の
入側近傍に設置したＣＣＤカメラによる映像を画像処理
部で画像処理し、鋼片の先端形状に基づいて溶削開始位
置を決定して溶削量自動制御部に出力し、鋼片搬送用テ
ーブルローラーを制御してスカーフィング設備の火口直
下に溶削開始位置をセットし、搬送された鋼片を予熱し
て表面に湯溜まりを生じさせ、生じた湯溜まり範囲が溶
削に十分な範囲となった時点で予熱の完了を判定し、予
熱開始から予熱完了までの時間を演算して溶削量自動制
御部に入力し、予め設定された当該鋼片の溶削条件、す
なわち鋼片の搬送速度を補正して溶削を開始することに
よって、予熱時間によって溶削量が自動修正でき、従来
の時々刻々と変化する材料状態やスカーフィング設備の
状況変化等による外乱の影響を受け難く、直接的な溶削
量制御を実施でき、従来より一層の歩留、品質を向上さ
せることができる。しかも、溶削後の表面画像から溶削
のかかり残りの有無ならびに溶削できなかった部分の割
合を演算して溶削量自動制御部に入力し、溶削のかかり
残りの有無ならびに溶削できなかった部分の割合に基づ
いて、予め設定された次材および次々材の溶削条件、す
なわち鋼片の搬送速度、溶削ガス圧を補正することによ
って、溶削量の学習制御が可能となり、従来の方法に比
較して時々刻々と変化する材料状態やスカーフィング設
備の状況変化等による外乱の影響を受け難く、高精度で
溶削量を制御することができ、溶削かかり残りによる不
良を軽減でき、歩留、品質を向上させることができる。

【００１６】さらにまた、本願の第４発明のホットスカ
ーフィングの溶削量自動制御装置は、スカーフィング設
備の入側近傍に設置したＣＣＤカメラによる映像を画像
処理部で画像処理し、鋼片がＣＣＤカメラ計測視野から
外れているか否かを判定し、外れている場合には鼻曲が
り信号を、外れていない場合には溶削開始位置信号を溶
削量自動制御部に出力し、入力される信号が鼻曲がり信
号の場合、鋼片搬送用テーブルローラーを緊急停止させ
て鼻曲がり警報を出力することによって、鋼片の鼻曲が
りによる火口への衝突防止を図ることができる。また、
溶削開始位置信号の場合は、鋼片搬送用テーブルローラ
ーを制御してスカーフィング設備の火口直下に溶削開始
位置をセットすることによって、直ちに溶削を開始する
ことができる。

【００１７】また、本願の第５発明のホットスカーフィ
ングの溶削量自動制御装置は、スカーフィング設備の入
側近傍に設置したＣＣＤカメラによる映像を画像処理部
で画像処理し、鋼片停止計測範囲の白い部分の割合を演
算して予め定めた判定値を超えると、鋼片停止信号を溶
削量自動制御部に出力し、スカーフィング設備の火口を
開放待避させると同時にガス遮断弁を閉止し、搬送用テ
ーブルローラーを緊急停止させることによって、鋼片停
止による深掘れや鋼片切断を防止することができ、溶削
中の製品とホットスカーフィング設備の安全を図ること
ができる。

【００１８】

【実施例】以下にこの発明の詳細を実施の一例を示す図
１ないし図９に基づいて説明する。図１はこの発明のホ
ットスカーフィングの溶削量自動制御装置の構成を示す
ブロック図、図２は最適な溶削開始位置判定を示すもの
で、（ａ）図は溶削開始位置を示す斜視図、（ｂ）図は
ＣＣＤカメラ計測視野と溶削開始位置の画像図、図３は
画像処理による予熱完了判定を示すもので、（ａ）図は
湯溜まり状況を示す斜視図、（ｂ）図はＣＣＤカメラ計
測視野と湯溜まり部の画像図、図４は予熱時間による溶
削速度補正の流れ図、図５は予熱時間による溶削速度補
正の概念を示すグラフ、図６は画像処理による溶削良否
判定を示すもので、（ａ）図は溶削かかり残りを示す斜
視図、（ｂ）図はＣＣＤカメラ計測視野と溶削かかり残
りの画像図、図７は溶削良否判定結果による溶削条件補
正の流れ図、図８は鼻曲がり有無の判定を示すもので、
（ａ）図は鼻曲がりによる火口への衝突状況を示す斜視
図、（ｂ）図はＣＣＤカメラ計測視野外れの画像図、図
９はＣＣＤカメラ計測視野と材料停止の画像図である。

【００１９】図１において、１はモータ２で駆動される
ローラーテーブル３上をパスライン方向に搬送されるブ
ルーム、４はブルーム１の搬送される方向に配置したス
カーフィング設備で、スカーフィング設備４は、ブルー
ム１の四方の表面それぞれに対向する各辺にブルーム１
の表面に対して酸素と燃料ガスとを噴出するノズルを備
え、ブルーム１の表面に対して平行方向に移動可能な火
口ユニット５、６（他の２辺の火口ユニットは図示せ
ず）が設けられ、各辺の火口ユニット５、６は独立に移
動可能で、その移動によって火口の大きさが調節され
る。７はブルーム１の上方に設けた温度検出器で、温度
検出器７によって計測されたブルーム１の先端位置情報
は溶削量自動制御部８に出力される。９はスカーフィン
グ設備４の近傍で、ブルーム１の各面にそれぞれ対向さ
せて配置したＣＣＤカメラで、ブルーム１の先端形状、
ブルーム１の表面に生じた湯溜まりの面積および溶削後
のブルーム１の表面状態を撮影し、画像処理部１０に出
力する。

【００２０】画像処理部１０は、ＣＣＤカメラ９から入
力されるブルーム１の先端形状、ブルーム１の表面に生
じた湯溜まりの面積および溶削後のブルーム１の表面状
態の画像情報を画像処理すると共に、ブルーム１の先端
形状、ブルーム１の表面に生じた湯溜まりの面積、溶削
後のブルーム１の溶削不良部分の面積および溶削滓吹上
がり面積を演算し、ブルーム１の先端鼻曲がりの有無、
溶削開始位置の適否、湯溜まり完了、溶削状態の良否お
よびブルーム１停止を判定し、判定結果を溶削量自動制
御部８へ出力する。溶削量自動制御部８は、画像処理部
１０から入力される判定結果に基づいて火口ユニット
５、６の移動またはノズルからの酸素、燃料ガス噴出を
制御する火口ユニット制御部１１と、温度検出器７によ
って計測されたブルーム１の先端位置情報、または画像
処理部１０から入力される判定結果に基づいてローラー
テーブル３を駆動させるモータ２の駆動、停止、回転方
向を制御するテーブル駆動制御部１２を有し、かつ、上
位のプロセスコンピータから材料情報１３が入力され、
火口ユニット制御部１１を介して火口ユニット５、６の
移動またはノズルからの酸素、燃料ガス噴出を制御する
と共に、テーブル駆動制御部１２を介してモータ２の駆
動、停止、回転方向を制御するよう構成する。

【００２１】上記のとおり構成したことによって、溶削
量自動制御部８は、温度検出器７によって計測されたブ
ルーム１の先端位置情報に基づいて、テーブル駆動制御
部１２を介してモータ２を駆動し、図２（ａ）に示すと
おり、ブルーム１をスカーフィング設備４の火口ユニッ
ト５、６付近で停止させる。そしてＣＣＤカメラ９でブ
ルーム１の四方の面を画像化すると、図２（ｂ）に示す
とおり、凹んだ部分は相対的に黒く、その他は相対的に
白く映し出される。また、ブルーム１の斜め搬入や先端
鼻曲がりがある場合は、図８（ｂ）に示すとおり、ブル
ーム１の先端が各ＣＣＤカメラ９の計測視野から外れ
る。画像処理部１０は、このＣＣＤカメラ９の画像デー
タを２値化処理し、２値化処理パターン判定および偏微
分処理等に基づきブルーム１の先端形状を判断して最適
な溶削開始位置Ｏを決定すると同時に、ブルーム１の計
測視野外れの有無を判定し、ブルーム１の計測視野外れ
有りと判定した場合は、ブルーム１の斜め搬入や先端鼻
曲がりエラーコードを溶削量自動制御部８に出力し、ブ
ルーム１の計測視野外れ無と判定した場合は、最適な溶
削開始位置Ｏを溶削量自動制御部８に出力する。溶削量
自動制御部８は、画像処理部１０からブルーム１の計測
視野外れ有の信号が入力されると、溶削量自動制御を停
止して警報を出力し、画像処理部１０からブルーム１の
最適な溶削開始位置Ｏが入力されると、最適な溶削開始
位置Ｏに火口ユニット５、６がセットできるように、テ
ーブル駆動制御部１２を介してモータ２を駆動しブルー
ム１を移動させ、火口ユニット５、６直下に溶削開始位
置を位置させる。ついで溶削量自動制御部８は、火口ユ
ニット制御部１１を介して火口ユニット５、６を移動さ
せてブルーム１の大きさに応じた火口の大きさにセット
し、スカーフィング設備４に予熱を開始させる。

【００２２】図３（ａ）に示すとおり、予熱部分の湯溜
まりＰを含む火口付近のブルーム１表面をＣＣＤカメラ
９で画像化すると、図３（ｂ）に示すとおり、表面が溶
融した湯溜まりＰ部分は相対的に黒く、比較的表面が滑
らかな他の部分は相対的に白く映し出される。画像処理
部１０は、この画像データを２値化して２値化画像に基
づいて湯溜まりの発生状況を、ＣＣＤカメラ９の計測視
野の幅Ｘ、ブルーム１の高さまたは幅Ｈ、計測範囲Ｓ＝
Ｘ×Ｈ、湯溜まりＰ部の面積＝Ｓａ、予熱判定値Ｙに基
づいて、Ｓａ／Ｓ＝Ｙとなった時点で予熱完了と判定
し、予熱完了信号を溶削量自動制御部８に出力する。溶
削量自動制御部８は、画像処理部１０から入力される予
熱完了信号に基づいて予熱開始から予熱完了までの予熱
時間Ｔを演算し、図４に示す予熱時間Ｔによる溶削速度
補正流れ図および図５に示す予熱時間Ｔと溶削速度補正
との関係にしたがって溶削速度、すなわちブルーム１の
搬送速度を補正設定し、テーブル駆動制御部１２を介し
てモータ２を駆動制御し、補正設定した搬送速度でブル
ーム１の搬送を開始して溶削処理を開始する。

【００２３】ブルーム１の溶削処理が開始されると、図
６（ａ）に示すとおり、ＣＣＤカメラ９で溶削中のブル
ーム１表面を画像化すると、溶削が良好で表面が滑らか
な部分は相対的に白く、ブルーム表面の不良、火口ユニ
ット５、６の不良等によってブルーム全面に溶削がかか
らない未溶削等の場合は溶削不良部分Ｆが相対的に黒く
映し出される。画像処理部１０は、この画像データを２
値化して２値化画像に基づいて溶削かかり残りの有無お
よびその割合を演算する。図６（ｂ）に示すとおり、画
像処理部１０は、黒く映し出される未溶削部分Ｆの有
無、面積、または全面積に占める比率を、ブルーム１の
幅ＨとＣＣＤカメラ９の計測視野幅Ｘとで囲まれた溶削
判定範囲Ｇ＝Ｈ×Ｘの面積と、溶削かかり残り部の面積
Ｇａとの面積比率Ｇａ／Ｇを演算し、予め定めた設定値
と比較し、Ｇａ／Ｇ＞設定値の場合は溶削かかり残り有
り、Ｇａ／Ｇ＜設定値の場合は溶削かかり残り無しと判
定し、Ｇａ／Ｇ結果の（％）と溶削かかり残りの有無を
溶削量自動制御部８に出力する。

【００２４】溶削量自動制御部８は、画像処理部１０か
ら入力されるＧａ／Ｇ結果の（％）と溶削かかり残りの
有無に応じて、図７に示す溶削良否判定結果による溶削
条件補正の流れ図に基づいて、次のブルーム１および次
々ブルーム１の溶削速度、溶削ガス圧等の溶削条件を補
正設定する。なお、図７における材料情報とは、材料ロ
ットＮｏ．、スカーフ量コードをいい、Ｎは溶削かかり
残りの発生本数、ＳＰは溶削速度、ＳＸは補正速度で
２．０〜９．０ｍｍ／ｓｅｃの値をテーブル値として溶
削量毎に準備しておき、その場合溶削量に応じて決定
し、溶削量が大きくなるほどおおきくなる。ＧＰは溶削
ガス圧、ＰＸは補正ガス圧で、ＰＸは０．１ｋｇ／ｃｍ
²一定値、ただし、補正の最大値として０．３ｋｇ／ｃ
ｍ²を超えないようにする。この溶削量の学習制御によ
って、従来の方法に比較し、外乱の影響を受け難くな
り、精度の良い溶削量の制御が可能となる。したがっ
て、溶削かかり残りによる品質不良を軽減でき、歩留、
品質を向上させることができる。

【００２５】前記溶削かかり残りの有無判定中に、ブル
ーム１がテーブル不良および曲がりによる引っ掛かり等
により停止した場合、ブルーム１の同じ場所を溶削し続
け、その部分が深掘れとなり、数分間気がつかなければ
途中で切断してしまう。この時の２値化画像は、図９に
示すとおり、ＣＣＤカメラ９の計測範囲Ｓ＝Ｘ×Ｈａか
らブルーム１の幅ＨとＣＣＤカメラ９の計測視野幅Ｘと
で囲まれた溶削判定範囲Ｇを差し引いた材料停止判定範
囲Ｓａ＝Ｓ−Ｇ、つまりブルーム１の無い場所にも溶削
滓が吹き上がり、材料停止判定範囲Ｓａの黒い部分が急
激に増加する。画像処理部１０は、材料停止判定範囲Ｓ
ａの中に発生する黒い部分の割合が、予め設定した判定
値Ｙ、例えば５０％を超えると、ブルーム停止エラーと
判定し、エラーコードを溶削量自動制御部８に出力す
る。溶削量自動制御部８は、画像処理部１０からブルー
ム停止エラー信号が入力されると、火口ユニット制御部
１１介して直ちに火口ユニット５、６を開放退避させ、
同時にガス遮断弁を閉止すると共に、テーブル搬送制御
部１２を介してブルーム１の搬送を停止し、警報を出力
する。上記ブルーム停止エラーによる自動溶削緊急停止
によって、ブルーム１の切断を防止できるばかりでな
く、深掘れを抑制できる。

【００２６】

【発明の効果】以上述べたとおり、この発明装置によれ
ば、ホットスカーフィング設備の安全性を向上できると
共に、外乱の影響を受け難く、精度の良い溶削量の制御
が可能となり、溶削かかり残りによる品質不良の軽減
と、深堀れや切断を防止でき、歩留、品質を向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のホットスカーフィングの溶削量自動
制御装置の構成を示すブロック図である。

【図２】最適な溶削開始位置判定を示すもので、（ａ）
図は溶削開始位置を示す斜視図、（ｂ）図はＣＣＤカメ
ラ計測視野と溶削開始位置の画像図である。

【図３】画像処理による予熱完了判定を示すもので、
（ａ）図は湯溜まり状況を示す斜視図、（ｂ）図はＣＣ
Ｄカメラ計測視野と湯溜まり部の画像図である。

【図４】予熱時間による溶削速度補正の流れ図である。

【図５】予熱時間による溶削速度補正の概念を示すグラ
フである。

【図６】画像処理による溶削良否判定を示すもので、
（ａ）図は溶削かかり残りを示す斜視図、（ｂ）図はＣ
ＣＤカメラ計測視野と溶削かかり残りの画像図である。

【図７】溶削良否判定結果による溶削条件補正の流れ図
である。

【図８】鼻曲がり有無の判定を示すもので、（ａ）図は
鼻曲がりによる火口への衝突状況を示す斜視図、（ｂ）
図はＣＣＤカメラ計測視野外れの画像図である。

【図９】ＣＣＤカメラ計測視野と材料停止の画像図であ
る。

【符号の説明】

１ ブルーム ２ モータ ３ ローラーテーブル ４ スカーフィング設備 ５、６ 火口ユニット ７ 温度検出器 ８ 溶削量自動制御部 ９ ＣＣＤカメラ １０ 画像処理部 １１ 火口ユニット制御部 １２ テーブル駆動制御部 １３ 材料情報

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼片の表面欠陥を溶削手入れするホット
   スカーフィング設備において、スカーフィング設備の入
   側近傍に設置したＣＣＤカメラと、該ＣＣＤカメラによ
   る映像を画像処理して溶削開始位置を決定すると共に、
   予熱開始から予熱完了までの時間を計測し出力する画像
   処理部と、該画像処理部から入力される溶削開始位置に
   基づいて、鋼片搬送用テーブルローラーを制御してスカ
   ーフィング設備の火口直下に溶削開始位置をセットする
   と共に、予熱開始から予熱完了までの時間に基づいて予
   め設定された当該鋼片の溶削条件を補正し、溶削量を制
   御する溶削量自動制御部とからなることを特徴とするホ
   ットスカーフィングの溶削量自動制御装置。
2. 【請求項２】 鋼片の表面欠陥を溶削手入れするホット
   スカーフィング設備において、スカーフィング設備の入
   側近傍に設置したＣＣＤカメラと、該ＣＣＤカメラによ
   る溶削後の画像を画像処理して溶削のかかり残りの有無
   ならびに溶削できなかった部分の割合を演算する画像処
   理部と、該画像処理部から入力される溶削のかかり残り
   の有無ならびに溶削できなかった部分の割合に基づい
   て、予め設定された次材の溶削条件を補正し、溶削量を
   制御する溶削量自動制御部とからなることを特徴とする
   ホットスカーフィングの溶削量自動制御装置。
3. 【請求項３】 鋼片の表面欠陥を溶削手入れするホット
   スカーフィング設備において、スカーフィング設備の入
   側近傍に設置したＣＣＤカメラと、該ＣＣＤカメラによ
   る映像を画像処理して溶削開始位置を決定し、予熱開始
   から予熱完了までの時間を計測すると共に、溶削のかか
   り残りの有無ならびに溶削できなかった部分の割合を演
   算する画像処理部と、該画像処理部から入力される溶削
   開始位置に基づいて、鋼片搬送用テーブルローラーを制
   御してスカーフィング設備の火口直下に溶削開始位置を
   セットし、予熱開始から予熱完了までの時間に基づいて
   予め設定された当該鋼片の溶削条件を補正すると共に、
   溶削のかかり残りの有無ならびに溶削できなかった部分
   の割合に基づいて、予め設定された次材の溶削条件を補
   正し、溶削量を制御する溶削量自動制御部とからなるこ
   とを特徴とするホットスカーフィングの溶削量自動制御
   装置。
4. 【請求項４】 鋼片の表面欠陥を溶削手入れするホット
   スカーフィング設備において、スカーフィング設備の入
   側近傍に設置したＣＣＤカメラと、該ＣＣＤカメラによ
   る映像を画像処理して鋼片がＣＣＤカメラ計測視野から
   外れているか否かを判定し、外れている場合には鼻曲が
   り信号を、外れていない場合には溶削開始位置信号を出
   力する画像処理部と、該画像処理部から入力される信号
   が鼻曲がり信号の場合、鋼片搬送用テーブルローラーを
   緊急停止させて鼻曲がり警報を出力し、溶削開始位置信
   号の場合は、鋼片搬送用テーブルローラーを制御してス
   カーフィング設備の火口直下に溶削開始位置をセットす
   る溶削量自動制御部とからなることを特徴とするホット
   スカーフィングの溶削量自動制御装置。
5. 【請求項５】 鋼片の表面欠陥を溶削手入れするホット
   スカーフィング設備において、スカーフィング設備の入
   側近傍に設置したＣＣＤカメラと、該ＣＣＤカメラによ
   る溶削後の画像を画像処理して鋼片停止計測範囲の白い
   部分の割合を演算して予め定めた判定値を超えると、鋼
   片停止信号を出力する画像処理部と、該画像処理部から
   入力される鋼片停止信号に基づいて、スカーフィング設
   備の火口を開放待避させると同時にガス遮断弁を閉止
   し、搬送用テーブルローラーを緊急停止させる溶削量自
   動制御部とからなることを特徴とするホットスカーフィ
   ングの溶削量自動制御装置。