JPH0734306U - 走間幅測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被測定材のエッジを正確に判定し、測定誤差
の少ない走間幅測定装置を得る。 【構成】 搬送ライン上部に搬送方向と直交して被測定
材１表面を照射する光源４を配置する。光源４より上部
の上、下流に被測定材１表面の反射光を受光するリニア
アレイ式カメラ２、３を被測定材１の最小長さ以下の間
隔で配置する。搬送ラインの両側にリニアアレイ式カメ
ラ２と平面的に同一軸位置に高さセンサー５ａ、５ｂを
配置する。リニアアレイ式カメラ２、３の信号、高さセ
ンサー５ａ、５ｂの信号をもとに、被測定材１の搬送ラ
インセンターに対する斜行角等により測定上増加した幅
量を演算し、補正して真の幅を求める演算機を設ける。
リニアアレイ式カメラ２、３の信号を一定レベルに調整
するＡＧＣ回路、および一定レベルに調整された信号よ
りエッジ判定を行うエッジ判定回路を備える。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、搬送ライン上を走行中に被測定材の幅を光学的に測定する走間幅測 定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、製鉄所の鋼板（帯）製造設備である連続熱延工場では、鋼板（帯）の 素材となる鋼片を圧延の前処理として加熱炉に挿入し、予め決められた温度に昇 温する。

【０００３】 しかし、鋼片を加熱炉に圧延順番に従って挿入する際、誤って対象外の鋼片を 挿入し、工程混乱の原因となる場合がある。このため、その防止策として挿入前 に搬送テーブル上で鋼片の幅、長さを人手または実開昭６２−３２５１号公報、 実開昭６２−３４３０８号公報記載の接触式測定装置により測定している。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

人手による幅測定は危険を伴うだけでなく、スケールの読み違い等の人的ミス があり、更に要員の有効利用を妨げる問題がある。一方、接触式幅測定装置は鋼 片との衝突、振動による保守上の問題がある等で、未だ有効なものとはいえない 。

【０００５】 非接触の幅測定技術として、特開昭６３−２５２２０６号公報には、Ｓ／Ｎを 良くするため光源を被測定材の下面に配置し、被測定材の遮光長さにより幅測定 するものが記載されている。これは、鋼片のように板厚が厚く（５０〜３００ｍ ｍ）、またエッジの形状に凹凸があり、不揃いの物に対しては表面の幅寸法を測 定するのに不適であり、薄物（０．1 〜３０ｍｍ）でエッジ形状が一定の物に限 られる。

【０００６】 また、特開平４−２３２８０３号公報記載の走間幅測定装置は、実際の測定に 際しては、鋼片の表面状態によって反射の程度に差が生じ、信号波形レベルが不 揃いになるため、基準となるエッジ判定が不正確になる問題があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案の要旨は、搬送ライン上部に搬送方向と直交して配置され被測定材表面 を照射する光源と、該光源より上部位置であってかつ光源を中心として上流、下 流に両者の間隔が被測定材の最小長さ以下の間隔に設定し配置され、被測定材表 面からの反射光を受光するリニアアレイ式カメラと、搬送ラインの両側に前記リ ニアアレイ式カメラの一方と平面的に同一軸位置に設けられた被測定材の高さを 測定する高さセンサーと、前記リニアアレイ式カメラの信号、高さセンサーの信 号をもとに、被測定材の搬送ラインセンターに対する斜行角および被測定材の反 り、振動により測定上増加した幅量を演算し、補正して真の幅を求める演算機と から構成した走間幅測定装置において、前記リニアアレイ式カメラの信号を一定 レベルに調整するＡＧＣ回路、及び該一定レベルに調整された信号より被測定材 のエッジ判定を行うエッジ判定回路を備えたことを特徴とする走間幅測定装置で ある。

【０００８】

【作用、実施例】

図面は本考案の実施例を示す。

【０００９】 図１に示すように、被測定材である鋼片１は矢印の方向へ搬送テーブル７によ り搬送される。図２、３に示すように、搬送テーブル７上部に搬送方向と直交し て鋼片表面を照射する光源４を配置する。光源４はレーザーやハロゲンランプで も良いが、安価で安定した光量の得られる市販の蛍光灯が好ましい。図示の例は 蛍光灯光源で、幅方向に２灯配置を示す。これにより、鋼片１の表面は幅方向に 対し常に一定の光量が受光できることになる。

【００１０】 リニアアレイ式カメラ２、３を光源４より上部位置で、光源４を中心として上 流、下流に等間隔で各１ケ配置し、かつ両者の間隔は鋼片の最小長さ以下に設定 する。リニアアレイ式カメラ２、３で鋼片１の表面からの反射光を受光し、幅測 定する。搬送テーブル７の両側にかつリニアアレイ式カメラ２と平面的に同一軸 位置に高さセンサー５ａ、５ｂを設け、リニアアレイ式カメラ２で幅測定時に同 じ位置における鋼片１の高さを測定する。搬送テーブル７の両側に鋼片検出セン サー６ａ、６ｂを配置し、鋼片１の存在を検出する。演算機８でリニアアレイ式 カメラ２、３、高さセンサー５ａ、５ｂからの信号をもとに幅補正して真の幅を 演算する。

【００１１】 光源４、リニアアレイ式カメラ２、３、センサー５、６の配置は、図１〜３に 示すように、特開平４−２３２８０３号公報記載の走間幅測定装置と同じである が、図４に本考案における信号処理系を示す。調整・判定回路９には、前記カメ ラ２、３の信号を一定レベルに調整するＡＧＣ回路と一定レベルに調整した信号 に基づいてエッジの判定を行うエッジ判定回路とを備え、この判定結果を演算機 ８に出力する。

【００１２】 鋼片１の表面に光源４から蛍光灯光を照射し、その反射光をリニアアレイ式カ メラ２、３で受光した場合のアナログ波形は図５に示すようになる。鋼片表面の 性状、即ちスカーフィング後の反射の強いものや錆や汚れで表面反射の弱いもの 等得られる波形のレベルが変化するので、この波形から鋼片１の表面エッジを安 定して検出するためには、ＡＧＣ（ＡＵＴＯ ＧＡＩＮ ＣＯＮＴＲＯＬＬ）回 路で波形１２のようにレベルが低いときは高めに調整し、波形１０のようにレベ ルが高いときは低めに調整し、一定レベルの波形１１にする。これは、波形レベ ルが不揃いのままエッジ判定をすると測定精度に微妙に影響するからである。

【００１３】 波形を一定レベルの波形１１にした後、エッジ判定をする。まず、図６に示す ように、波形１１の変化しない点をサンプリングして変化点を求めていく。前回 サンプリングした点の検出レベルをａ＝Ｖ₁ とすると、次の点ｂについてはｂ＝ Ｖ₁ ＋ΔＶを求め、ΔＶ＝０のときは変化なしとしてそのまま右の方にサンプリ ングを移動する。ΔＶ≠０のとき更に次の点ｃを求め、 ｃ＝ｂ＋ΔＶ′＝Ｖ₁ ＋ΔＶ＋ΔＶ′ とする。ΔＶ＋ΔＶ′＝０、即ちａ＝ｃのときはエッジと判定せず、次の点に移 動する。ΔＶ≠０、ΔＶ′≠０でなく、ａを基準として右の方にサンプル値が大 きく変化するのを認めた時にａ点をスラブエッジと判定する。すなわち、 ａ＝Ｖ₁ 、 ｂ＝Ｖ₁ ＋ΔＶ、 ｃ＝Ｖ₁ のときはスラブエッジと認めず、 ａ′＝Ｖ₁ 、 ｂ′＝Ｖ₁ ＋ΔＶ′、 ｃ′＝ｂ′＋ΔＶ″ のときはスラブエッジと判定する。

【００１４】 これは左端の判定方法であるが、右端エッジ判定についても同様である。両者 のエッジから、その間の波形幅を鋼片幅と決定する。

【００１５】 このように信号レベルを調整し、調整された信号に基づいてエッジ判定する装 置としたので、被測定材の幅を正確に測定できる。

【００１６】 本考案の実施例装置は以上のような構成であるが、以下に測定手順について述 べる。

【００１７】 鋼片１の表面に光源４から蛍光灯光を照射し、その反射光をリニアアレイ式カ メラ２、３で受光した場合のアナログ波形は図５に示すようになる。鋼片表面に 砂や異物等がのっていると、図５のように波形が２つあるいはそれ以上に割れる 。最小鋼片幅よりもこの割れが小さいときはエッジとはみなさないよう演算機８ に内蔵したカウンターにより判断し、真のエッジを求めるよう処理する。

【００１８】 鋼片１は、搬送テーブル７にセットされる時および搬送中、搬送テーブル７進 行方向に対し斜行角を持つため、そのまま幅測定を行うと斜行角により実際より 大きく測定する。この角度を補正するためリニアアレイ式カメラ２、３を図１、 図２に示すように進行方向に最小鋼片長さよりも小さい値Ｌで２台配置する。ラ インセンターよりのリニアアレイ式カメラ２、３の測定値をそれぞれＡｉ、Ｂｉ とすると、斜行角θは θ＝±ｔａｎ^-1（Ａｉ−Ｂｉ）／Ｌ である。従って、真の幅Ｗは、測定値Ｗｉを演算機８に入力することにより Ｗ＝Ｗｉ・ｃｏｓθ で求めることができる。

【００１９】 次に、鋼片が反ったり、またそのため振動したりすると実際の値よりも大きく なる。この補正のため搬送テーブル７両サイドで且つリニアアレイ式カメラ２と 平面的に同一軸位置に高さセンサー５ａ、５ｂを配置する。高さセンサー５ａ、 ５ｂは最大反り量と振動を考慮した分の高さを検出できればよく、例えばフォト センサーを５ｍｍ以下の一定間隔で多数配置したもの、あるいは高さをアナログ 的に得ることのできる市販のセンサーでよい。図７に示すように、反りおよび振 動量をΔＨとし、その影響により増加した幅量を２・ΔＷとすると、 ２・ΔＷ＝ΔＨ・Ｗｉ／（Ｈ−ΔＨ） である。このように、高さセンサー５ａ、５ｂの測定値△Ｈを演算機８に入力す ることにより、反り、振動のため増加した幅量を求めることが可能である。

【００２０】 従って、真の幅Ｗは角度補正分と反り振動量を考慮して、数１となる。これを 演算機８で演算することにより、容易に真の幅Ｗを求めることが可能である。

【００２１】

【数１】 Ｗ＝Ｗｉ・ｃｏｓθ−２・ΔＷ＝Ｗｉ（ｃｏｓθ−ΔＨ／（Ｈ−ΔＨ））

【００２２】 次に本考案装置による測定例を挙げる。

【００２３】 図１〜４に示す鋼片幅測定装置を用い、幅６００〜１，６００ｍｍ、長さ５， ０００〜９，９００ｍｍ、厚さ２３５ｍｍの鋼片を搬送テーブル幅１，８００ｍ ｍ、搬送速度９０ｍ／ｍｉｎで搬送し、測定を行った。装置の設定条件は表１の 通りである。

【００２４】

【表１】 カメラ高さＨ＝2,０００ｍｍ カメラ間距離Ｌ＝1,０００ｍｍ カメラ受光素子数＝３，５２８ｂｉｔ 光源４０Ｗ蛍光灯２灯 光源高さ１．５ｍ 高さセンサー：１ｍｍピッチフォトセンサー６０個配置

【００２５】 搬送時の鋼片設定は表２の通りである。

【００２６】

【表２】 鋼片反り・振動量ΔＨ＝０〜６０ｍｍ 搬送角度＝０〜５度

【００２７】 測定結果を図８に示す。なお、図８（ａ）は本考案装置の場合を、図８（ｂ） は特開平４−２３２８０３号公報記載の走間幅測定装置の場合を示す。

【００２８】

【考案の効果】

本考案装置により被測定物の表面状態に左右されることなく±５ｍｍで幅測定 可能となり、大幅な精度改善が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案実施例の側面図である。

【図２】本考案実施例の平面図である。

【図３】本考案実施例の正面図である。

【図４】本考案実施例の信号処理系を示すブロック図で
ある。

【図５】本考案実施例におけるリニアアレイ式カメラで
受光したアナログ波形とＡＧＣ回路によるレベル一定化
を示す図である。

【図６】本考案実施例におけるエッジ判定アルゴリズム
を示す図である。

【図７】反り、振動による測定幅変化量を示す説明図で
ある。

【図８】本考案実施例と比較例による測定精度を示す図
である。

【符号の説明】

１ 鋼片 ２ リニアアレイ式カメラ ３ リニアアレイ式カメラ ４ 光源 ５ 高さセンサー ６ 鋼片検出センサー ７ 搬送テーブル ８ 演算機 ９ 調整・判定回路 １０ 波形 １１ 波形 １２ 波形

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 搬送ライン上部に搬送方向と直交して配
   置され被測定材表面を照射する光源と、該光源より上部
   位置であってかつ光源を中心として上流、下流に両者の
   間隔が被測定材の最小長さ以下の間隔に設定し配置さ
   れ、被測定材表面からの反射光を受光するリニアアレイ
   式カメラと、搬送ラインの両側に前記リニアアレイ式カ
   メラの一方と平面的に同一軸位置に設けられた被測定材
   の高さを測定する高さセンサーと、前記リニアアレイ式
   カメラの信号、高さセンサーの信号をもとに、被測定材
   の搬送ラインセンターに対する斜行角および被測定材の
   反り、振動により測定上増加した幅量を演算し、補正し
   て真の幅を求める演算機とから構成した走間幅測定装置
   において、前記リニアアレイ式カメラの信号を一定レベ
   ルに調整するＡＧＣ回路、及び該一定レベルに調整され
   た信号より被測定材のエッジ判定を行うエッジ判定回路
   を備えたことを特徴とする走間幅測定装置。