JPH09304033A - 圧延板の光学式形状検出方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧延板のパスラインが変動した場合におい
て、特別なセンサを必要とせずに、前記パスラインレベ
ルの変動の影響を除去することができる圧延板の光学式
形状検出方法を提供すること。 【解決手段】 圧延板を棒状光源によって照射し、前記
圧延板から反射される棒状光源の虚像位置の変位量によ
り板形状を検出する圧延板の光学式形状検出方法におい
て、パスライン上の前記圧延板がフラットな状態におけ
る前記棒状光源の虚像の基準輝線に対して、現実の検出
輝線の位置を、前記圧延板の長さ方向に沿う最小の移動
量で前記基準輝線と交わらずに一点で当該基準輝線と接
触する状態に移動させるべく補正し、当該補正後に板形
状を演算することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、圧延板の光学式
形状検出方法とその装置に関するものであり、さらに具
体的には、圧延板を棒状光源によって照射し、当該圧延
板から反射される棒状光源の虚像位置の変位量により、
前記圧延板の形状を検出する光学式板形状検出方法とそ
の装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４を参照しながら、従来の圧延板の光
学式形状検出装置を説明する。ワークロール１０，１０
とバックアップロール１１，１１とからなる圧延装置１
の近傍には、圧延板２の出側のパスラインにおける一側
方に、前記圧延板２の表面を照射する状態に棒状光源３
が設置されている。前記棒状光源３の反対側にはビデオ
カメラからなる撮像手段４が設けられ、この撮像手段４
によって、圧延板２から反射する前記棒状光源３の虚像
３０が撮像される。

【０００３】撮像手段４によって撮像された虚像３０の
映像信号は、映像信号調整回路５の信号処理により明る
さが調整され、検出輝線３１としてＶＴＲからなるモニ
タ６に映し出されるとともに、モニタ６の画面における
左上から右下方向へ走査される。モニタ６の画面には、
パスライン上の圧延板２がフラットな状態のときの基準
輝線３２が同時に映し出される。映像信号調整回路５の
出力は２値化回路７に入力され、一定のしきい値で２値
化される。モニタ６の画面上に示されているように（実
際は画面上には表れない）、圧延板２の幅方向の各部
（中央ＢとワークサイドＡとドライブサイドＣの部分）
において、基準輝線３２に対する検出輝線３１の変位量
を検出するため、３本のサンプリングラインＡ，Ｂ，Ｃ
が設定されている。２値化回路７の出力は演算手段８の
積分回路８０に入力され、サンプリングラインＡ，Ｂ，
Ｃの部分における、基準輝線３２に対する検出輝線３１
の変位量（絶対値）が積分され、その積分された出力は
演算回路８１へ入力される。

【０００４】演算手段８の演算回路８１では、サンプリ
ングラインＡ，Ｂ，Ｃの部分における積分回路８０の積
分出力QA, QB, QCに基づいて、圧延板２の形状を演算
し、その演算結果に応じてロールベンィング制御回路９
が圧延装置の図示しないロールベンディング装置を制御
するように構成されている。すなわち、演算回路８１は
１／２（QA＋QC）−QBの演算をしており、ロールベンデ
ィング制御回路９は、その演算入力信号に基づいて、１
／２（QA＋QC）＝QBになるようにロールベンィグ装置を
制御している。

【０００５】例えば、図６のように圧延板２のセンタ部
が過剰に圧延されて伸びると、センタ部がパスライン２
ａに対して波うち状（センタウエーブ状）になり、棒状
光源３の虚像は基準輝線３１の位置に対して圧延板２の
長さ方向へＬの量変位するので、モニタ６の画面に表示
される検出輝線３１は図５の実線のように、中央部が基
準輝線３２から板２の長さ方向へ変位した形状になる。
他方、圧延板２の両サイド部が過剰に圧延されて伸びる
と、伸びたサイド部がパスライン２ａに対して波うち状
（サイドウエーブ状）になり、棒状光源３の虚像はサイ
ドウエーブに応じて基準輝線３１に対して圧延板２の長
さ方向へ変位するので、モニタ６の画面に出力される検
出輝線３１は、図５の点線のようにＡサイド及びＣサイ
ドの部分が基準輝線３２から圧延板２の長さ方向へ変位
した形状になる。

【０００６】検出輝線３１が図５の実線の状態である場
合、積分回路８０による積分出力は、検出輝線３１のサ
ンプリングラインＡ，Ｃ上における変位量QAとQC＝０
で、演算回路８１の演算出力は１／２（QA＋QC）＜QBで
あるので、制御回路９は圧延板２がセンタウエーブ（中
伸び状態）であると判断し、圧延板２のセンタ部の変位
量QBが０になるように（輝線３１全体が基準輝線３２と
一致するように）ロールベンデング装置を制御する。他
方、図５のモニタ６の画面上に表れる検出輝線３１が同
図の点線のような形状である場合、積分回路８０による
積分出力は、検出輝線３１のサンプリングラインＢ上に
おける変位量QB＝０で、演算回路８１の演算出力は１／
２（QA＋QC）＞QBであるので、制御回路９は圧延板２が
サイドウエーブ（耳伸び状態）であると判断し、圧延板
２のサイド部の変位量QAとQCが０になるようにロールベ
ンデング装置を制御する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、圧延中には
圧延板の反りが発生したり、あるいは種々の原因によっ
て図６におけるパスライン２ａのレベルが変動し、同図
の二点鎖線２ｂのように圧延板２全体がパスライン２ａ
から浮上することがある。例えば、板圧延の場合圧延初
期の無張力時には板反りが非常に生じ易いし、圧延開始
後においても、振動や張力の変動などによってパスライ
ン２ａのレベルが変動することがある。また、ミルスタ
ンド間には張力制御装置（ルーバーロールと称される）
が設置される場合が少なくなく、その張力制御装置によ
る制御量の変動に伴ってパスラインレベルが変動するこ
とも少なくない。

【０００８】前述のように、圧延中に板反りないしパス
ライン変動が生じると、センタウエーブ状態である棒状
光源３の虚像３０はその全体が圧延板２の長さ方向へ移
動し、モニタ６上の検出輝線３１は、図５の二点鎖線の
ように基準輝線３２と（一点又は二点で）交差した状態
になる。検出輝線３１が図５の二点鎖線のような状態で
あると、実際は同図実線の検出輝線３１と同様にセンタ
ウエーブ状態であるのに、演算回路８１ではセンタウエ
ーブとサイドウエーブが共存していると形状演算され、
制御装置９は、その演算出力に基づいてロールベンィン
グ装置を制御するので、誤った制御が行われ、良好な板
形状制御が行われないという課題があった。また、セン
タウエーブの制御とサイドウエーブの制御とが前後して
行われるので、制御の遅れが生じることがあった。

【０００９】したがって、前述のような板反りないしパ
スライン変動の影響を除去すべく補正して実際の板形状
を検出する必要がある。その解決手段として、例えば板
反りないしパスラインの変動量を適当なセンサによって
検出し、その検出量に基づいて検出輝線の位置を補正し
た後、板形状を演算する方法が考えられるが、圧延装置
内では多量の潤滑油が使用されるとともに、特に熱間圧
延にあっては、濃いヒュームの発生などによって検出環
境が極端に悪いので、正確にパスラインレベルの変動を
検出するのは難しく、かつ、センサの設置によって圧延
コストが高くなる。この発明の目的は、種々の原因で圧
延板のパスラインレベルが変動した場合において、特別
なセンサを必要とせずに、前記パスラインレベルの変動
の影響を除去することができる圧延板の光学式形状検出
方法を提供することにある。また、この発明の他の目的
は、前記課題を解決し得る検出方法を円滑に実施するこ
とができる圧延板の光学式形状検出装置を提供すること
にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明による圧延板の
光学式形状検出方法は、前記課題を解決するため、圧延
板を棒状光源によって照射し、前記圧延板から反射され
る棒状光源の虚像位置の変位量により板形状を検出する
圧延板の光学式形状検出方法において、パスライン上の
前記圧延板がフラットな状態における前記棒状光源の基
準輝線に対して、現実の検出輝線の位置を、前記圧延板
の長さ方向に沿う最小の移動量で前記基準輝線と交わら
ずに一点で当該基準輝線と接触する状態に移動させるべ
く補正する工程と、当該補正後の検出輝線の前記基準輝
線に対する変位量に基づいて板形状を演算する工程とを
含むことを特徴とする。

【００１１】この発明による圧延板の光学式形状検出装
置は、前記課題を解決するため、圧延板を照射する棒状
光源と、前記圧延板から反射される前記棒状光源の虚像
を撮像する撮像手段と、パスライン上の前記圧延板がフ
ラットな状態における前記棒状光源の基準輝線に対し
て、前記撮像手段によって撮像された前記虚像の検出輝
線の位置を、前記圧延板の長さ方向に沿う最小の移動量
で前記基準輝線と交わらずに一点で当該基準輝線と接触
する状態に補正する補正手段と、前記補正手段による補
正後の検出輝線の前記基準輝線に対する変位量を基礎と
して前記圧延板の形状を演算する演算手段と、を備えた
ことを特徴としている。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１〜図３を参照しながら、この
発明による圧延板の光学式形状検出装置及び検出方法の
実施形態を説明する。図１はこの発明による実施形態の
検出装置を利用した圧延装置の概略図、図２は図１の装
置のモニタ画面に表示された圧延板と基準輝線及び検出
輝線との一例を示す平面図、図３は図１の装置のモニタ
画面に表示された圧延板と基準輝線及び検出輝線との他
の一例を示す平面図である。

【００１３】この実施形態において、図４の従来の検出
装置と同じ構成部分は同じ符号を付し、それらの一部に
ついては説明を省略する。映像信号調整回路５で信号処
理された出力は、２値化回路７により一定のしきい値で
２値化され、輝線抽出回路７０に入力され、輝線として
抽出される。輝線抽出回路７０の出力は、補正手段であ
る補正回路７１へ入力されるとともに、モニタ６へ検出
輝線３１として映し出される。装置の運転に先立ち、圧
延装置１のパスライン上において、圧延板２の形状がフ
ラットな（良好な）状態の棒状光源３の虚像は、撮像手
段４によって撮像され、刻々変化する検出輝線３１と同
様に処理された後、基準輝線３２としてモニタ６へ映し
出されるとともに、その基準輝線３２の位置情報は補正
回路７１に付属する図示しないメモリへ格納される。

【００１４】補正回路７１では、以下のようなロジック
により検出輝線３１の位置を補正している。補正回路７
１は、図２及び図３のように、基準輝線３２（ｙ''）に
対する検出輝線３１（ｙ）の、圧延板２の移動方向への
最大移動量（絶対値）ｍａｘ（ｙ−ｙ''）と、圧延板２
の逆移動方向への最大移動量（絶対値）ｍｉｎ（ｙ−
ｙ''）とを検出するとともに、〔ｍａｘ（ｙ−ｙ''）〕
−〔ｍｉｎ（ｙ−ｙ''）〕の演算を行っている。そし
て、図２のようにｍａｘ（ｙ−ｙ''）≧ｍｉｎ（ｙ−
ｙ''）のときは、式（１）によって検出輝線３１の位置
を補正位置ｙ’に移動させ、図３のように逆のときは式
（２）によって検出輝線３１の位置を補正位置ｙ’に移
動させように補正している。 ｙ’＝ｙ−ｍｉｎ（ｙ−ｙ''）・・・・（１） ｙ’＝ｙ−ｍａｘ（ｙ−ｙ''）・・・・（２）

【００１５】したがって、図２のようなケースでは、検
出輝線３１はｍｉｎ（ｙ−ｙ''）だけ圧延板２の移動方
向に沿って移動するように補正され、図３のようなケー
スでは、検出輝線３１はｍａｘ（ｙ−ｙ''）だけ圧延板
２の逆移動方向に沿って移動するように補正される。ｍ
ａｘ（ｙ−ｙ''）とｍｉｎ（ｙ−ｙ''）のいずれかが０
のときは、いずれも補正量は０になるので検出輝線３１
の補正は行われない。換言すると、検出輝線３１は、補
正回路７１によって、圧延板２の長さ方向に沿う最小の
移動量で基準輝線３２と交わらずに一点で接触する状態
に移動させるというロジックで補正されることになる。

【００１６】検出輝線３１が前述のように補正された
後、従来の方法と同様に、検出輝線３１の基準輝線３２
に対する変位量が演算手段８の積分回路８０によって積
分され、その結果に基づいて演算回路８１によって板形
状が演算され、演算された出力によってロールベンィン
グ制御回路９がロールベンディング装置を制御する。演
算回路８０によって演算された情報は、図示しないメモ
リに格納されるとともに、図示しない出力装置に出力さ
れる。以上のロジックによって、板形状の演算前に検出
輝線を補正したところ、板反りやパスライン変動の影響
をほとんどなくすことができた。

【００１７】この実施形態の板形状検出方法及び検出装
置によれば、検出輝線３１が基準輝線３２に対して交差
している場合には、基準輝線３１の位置が圧延板２のパ
スラインのレベルに沿って補正され、その補正後に板形
状が演算されるので、パスライン変動による検出誤差を
防止することができる。したがってまた、圧延板の板形
状を精度よく制御することができる。

【００１８】その他の実施形態 パスラインが変動する場合、通常その変動量は比較的小
さいので、前述の式（１）（２）のような簡単なロジッ
クで検出輝線３１の位置をほぼ適正に補正することがで
きるが、パスラインの変動量が比較的大きい場合（この
場合、検出輝線３１は全体に基準輝線３２に対して大き
く外れ、基準輝線３２とは交わらない）には、パスライ
ンの変動を検出する図示しない検出装置を設置し、その
検出結果に応じて検出輝線の位置の大まかな補正を行っ
た後、さらに前述の例のように補正することによって、
パスライン変動の影響を受けることなく板形状を正確に
検出することができる。

【００１９】

【発明の効果】この発明に係る圧延板の光学式形状検出
方法によれば、板形状を演算する前に、基準輝線に対す
る検出輝線の位置を、圧延板の長さ方向に沿う最小の移
動量で前記基準輝線と交わらずに一点で接触する状態に
移動させるべく補正するので、圧延板のパスライン変動
による検出誤差を防止することができる。したがって、
圧延板の板形状を精度よく制御することができる。

【００２０】この発明に係る圧延板の光学式形状検出装
置によれば、前記本発明の方法を円滑に実施することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による実施形態の検出装置を利用した
圧延装置のブロック図である。

【図２】図１の装置のモニタ画面に表示された圧延板と
基準輝線及び検出輝線との一例を示す平面図である。

【図３】図１の装置のモニタ画面に表示された圧延板と
基準輝線及び検出輝線との他の一例を示す平面図であ
る。

【図４】従来の圧延板の光学式形状検出装置のブロック
図である。

【図５】従来の検出装置において、モニタ画面の一例を
示す平面図である。

【図６】圧延装置のパスラインと圧延板、及び棒状光源
並びにカメラとの関係を示す部分側面図である。

【符号の説明】

１ 圧延装置 １０ ワークロール １１ バックアップロール ２ 圧延板 ２ａ パスライン ３ 棒状光源 ３０ 虚像 ３１ 検出輝線 ３２ 基準輝線 ４ 撮像手段 ５ 映像信号調整回路 ６ モニタ ７ ２値化回路 ７０ 輝線抽出回路 ７１ 補正手段 ８ 演算手段 ８０ 積分回路 ８１ 演算回路 ９ ロールベンディング制御回路 Ａ，Ｂ，Ｃ サンプリングライン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧延板を棒状光源によって照射し、前記
   圧延板から反射される棒状光源の虚像位置の変位量によ
   り板形状を検出する圧延板の光学式形状検出方法におい
   て、 パスライン上の前記圧延板がフラットな状態における前
   記棒状光源の虚像の基準輝線に対して、現実の検出輝線
   の位置を、前記圧延板の長さ方向に沿う最小の移動量で
   前記基準輝線と交わらずに一点で当該基準輝線と接触す
   る状態に移動させるべく補正する工程と、 当該補正後の検出輝線の前記基準輝線に対する変移量に
   基づいて前記圧延板の形状を演算する工程と、 を含むことを特徴とする圧延板の光学式形状検出方法。
2. 【請求項２】 圧延板を照射する棒状光源と、 前記圧延板から反射される前記棒状光源の虚像を撮像す
   る撮像手段と、 パスライン上の前記圧延板がフラットな状態における前
   記棒状光源の基準輝線に対して、前記撮像手段によって
   撮像された前記虚像の検出輝線の位置を、前記圧延板の
   長さ方向に沿う最小の移動量で前記基準輝線と交わらず
   に一点で当該基準輝線と接触する状態に補正する補正手
   段と、 前記補正手段による補正後の検出輝線の前記基準輝線に
   対する変位量を基礎として前記圧延板の形状を演算する
   演算手段と、 を備えたことを特徴とする圧延板の光学式形状検出装
   置。