JPH11287768A - 圧延板の表面監視装置 - Google Patents

圧延板の表面監視装置

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JPH11287768A
JPH11287768A JP8876298A JP8876298A JPH11287768A JP H11287768 A JPH11287768 A JP H11287768A JP 8876298 A JP8876298 A JP 8876298A JP 8876298 A JP8876298 A JP 8876298A JP H11287768 A JPH11287768 A JP H11287768A
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JP
Japan
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camera
rolled plate
coil
outer diameter
control device
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Application number
JP8876298A
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English (en)
Inventor
Toshiaki Matsuura
俊暁 松浦
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧延板を巻き取り巻戻しながらその表面を監
視する際に、カメラと圧延板表面の位置関係を一定に保
つ。 【解決手段】 巻き取り機1で、圧延板2を巻き取りな
がらカメラ4で監視する。カメラ4は移動台車8に載置
され回転架台7に設置される。一方、巻き取り機1の回
転数が回転計12で測定され、コイル外径演算器13
で、コイル11の外径が演算され、カメラ4の傾斜角及
び移動距離が制御値演算器15で演算される。演算値は
それぞれ傾斜角制御装置16及び位置制御装置17に送
られ、回転架台7及び移動台車8が、制御され得カメラ
4の光軸が常に圧延板2と垂直に又両者の距離が一定に
保たれる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】鋼板など圧延された金属板の
表面欠陥を、圧延板走行中にその表面欠陥を検出する装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】圧延後、長く伸ばされた圧延板は巻き取
られてコイルとして次工程に搬送される。このコイルの
表面を検査する場合、コイルは巻き取り機に巻き取られ
ながら或いは巻き戻されながら、検査が行われる。図5
は、圧延板の検査状況を示したもので、巻き取りロール
1に圧延板2は巻き取られるが、このとき、巻き取りロ
ール1とデフレクタロール3との間でカメラ4によって
圧延板2の表面が撮影される。
【0003】圧延板2には、ピンチロール25によって
一定の張力がかけられ、したがって圧延板2が弛まずに
表面が一平面を形成する。カメラ4は、この平面とその
光軸が垂直になるように固定して設置される。そして、
図示していないが、カメラ4からの撮像信号がモニタに
送られ、その画像によって表面状況が監視される。検査
は、巻戻し側で行うこともあるが、巻き取り側の場合と
同様にして行われる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、圧延板
2の巻き取り量が増えて来ると、コイルの直径が大きく
なり、初めはカメラ4の光軸と垂直であった圧延板は、
図5の鎖線で示したように、その角度が変わって来る。
このため、画像に歪が生じ同じ欠陥であっても、検査の
初期と後期とでは、異なった欠陥として観察されたり、
或いは垂直時には検出される欠陥が、角度がずれた状態
では検出されなかったりすることがあった。
【0005】この発明は、上記の問題を解決するために
行われたもので、圧延板の巻き取り量の多寡に関係な
く、同じ表面欠陥は常に同じ画像として撮影される監視
装置を提供し、欠陥検出の精度を高めることを目的とす
るものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の手段は、次の発明である。
【0007】第1の発明は、圧延板をコイル状に巻き取
り或いは巻き戻す際に該圧延板の表面を監視する装置で
あって、次の部材を備えた圧延板の表面監視装置であ
る。 (a)前記圧延板の表面を臨む監視用のカメラと、
(b)前記カメラを設置する傾動架台と、(c)前記傾
動架台を傾動する傾動手段と(d)前記傾動手段を制御
する傾斜角制御装置と、(e)前記傾斜角制御装置に制
御値を出力する制御値演算器と、(f)前記制御値演算
器にコイル外径を出力するコイル外径演算器と、(g)
前記コイル外径演算器に回転数を出力する回転計。
【0008】圧延板を巻き取り或いは巻戻す際に、その
量によりコイルの外径が変化するが、圧延板はデフレク
タロールを通って巻き取り機に導かれるので、この径の
変化に応じて圧延板の傾斜が変化する。この傾斜に合わ
せて監視用のカメラの傾斜角を変え、カメラの光軸が常
に該圧延板の表面に垂直になるように制御する機構を備
えた圧延板の表面監視装置である。
【0009】圧延板の表面を臨む監視用のカメラは、傾
動自在な傾動架台に設置され、この傾動架台は、傾動手
段によってその傾きが変えられ、カメラの傾斜角が変え
られる。傾動架台の傾きは傾斜角制御装置によって制御
されるが、その制御値は制御値演算器から出力される。
【0010】制御値演算器では、コイル外径演算器から
入力されるコイル外径に基づいて圧延板の傾斜を演算す
るが、このコイル外径は、巻き取り機又はデフレクタロ
ールに取り付けられた回転計からの回転数と圧延板の厚
さとからコイル外径演算器によって演算される。
【0011】第2の発明は、前記カメラを移動台車に載
置して前記傾動架台に設置し、移動台車を駆動する駆動
手段とこの駆動手段を制御する位置制御装置を備えると
ともに、前記制御値演算器が位置制御装置に制御値を出
力する第1の発明に記載した圧延板の表面監視装置であ
る。
【0012】圧延板の量によりコイルの外径が変化する
と、光軸と圧延板表面との角度が変化するとともに、そ
の距離も変化する。距離が変わると同じ欠陥であっても
その寸法が異なって撮像される。
【0013】カメラを移動台車に載置して傾動架台に設
置すると、カメラは傾動架台上を移動することができ、
その位置を駆動手段によって変えることができる。この
駆動手段を位置制御装置で制御する。位置制御装置へは
制御値演算器から制御値が入力されるので、カメラの位
置はコイルの外径の変化に応じて一定の距離に制御する
ことができる。
【0014】
【発明の実施の形態】図1に、この発明の装置の一例を
示し、これを用いて発明の実施の形態を説明する。カメ
ラ4は回転架台7に取り付けられるが、回転架台7は支
持点6を持ち、シリンダ5によって支持点6を中心とし
て傾動自在となっている。シリンダ5によって支持点6
は固定架台10に取り付けられている。一方、巻き取り
機1が圧延板2を巻き取り始めてからの回転数が、回転
計12によって計られ、コイル外径演算器13に出力さ
れる。
【0015】コイル外径演算器13では、プロセス全体
を制御するプロコン14から板厚が入力されており、コ
イル外径が演算される。コイル外径は、制御値演算器1
5に出力され、ここで圧延板2の傾斜角が演算され、更
にこれからカメラの傾斜角が求められる。カメラの傾斜
角は、傾斜角制御装置16に出力される。駆動手段は、
シリンダ5、支持点6及び傾斜センサ18によって構成
されている。
【0016】傾斜角制御装置16は、回転架台7に設置
された傾斜センサ18から送られるカメラの現在の傾斜
角と、制御値演算器15から入力された傾斜角との偏差
がなくなるように、シリンダ5を伸縮させる。但し、傾
斜センサ18は必ずしも必要ではなく、傾斜角制御装置
16にシリンダ5の稼動履歴から傾斜架台7の現在の傾
斜角を把握させれば、これを省くことができる。
【0017】このようにして、カメラ4の光軸が常に圧
延板2と垂直になるように保つと、歪みのない画像がえ
られるが、コイル径が変わると、カメラ4と圧延板との
距離も変わって来る。距離が変わっても同じ寸法の画像
が得られた方が好ましく、そのためには、カメラレンズ
をズームする方法がある。この場合、距離計の信号にし
たがってズーミングすればよい。
【0018】又、圧延板の位置が変わっても、その変化
に応じてカメラの位置を変え、距離を一定に保つことに
よって、画像の寸法を不変にする方法もある。距離を一
定に保つ場合、距離計を用いる方法と、コイル径の変化
に応じてカメラの位置を算出する方法とがある。
【0019】コイル径の変化に応じてカメラの位置を制
御する機構について説明する。図2は、図1に示したカ
メラの角度制御機構に位置制御機構を付け加えたもので
ある。即ち、カメラ4は移動台車8に取り付けられ、移
動台車8は駆動装置9によって回転架台7の上を移動す
る。
【0020】一方、制御値演算器15では、コイル外径
演算器13から送られるコイル外径から、移動台車8の
移動量を演算し、位置制御装置17に出力する。そし
て、位置制御装置17は、位置センサ19でカメラ4の
位置を確認しながら、駆動装置9を駆動させ、移動台車
8を指示量分だけ移動させる。位置センサ19も、位置
制御装置17に移動台車8の稼動履歴からカメラ4の現
在の位置を把握させれば、これを省くことができる。
【0021】なお、コイル外径演算器13では、その時
点で巻き取られているコイルの長さが判ればコイル外径
を演算することができるので、回転計12は巻き取り機
1の回転数を測定せずに、デフレクタロール3の回転数
を測定してもよい。
【0022】
【実施例】圧延板として熱間圧延された鋼板を用い、図
2に示した装置を用いて表面欠陥を監視した。圧延板の
巻き取り平均速度は、250mm/秒であった。カメラ4に
は、ITVを用い、移動台車8にはリニアガイド付きロ
ッドレスシリンダを使用した。移動台車8にはモータ駆
動のリニアガイドを使用することもできる。
【0023】コイル外径演算器13で、演算されたコイ
ル外径から、制御値演算器15でカメラ4の傾斜角及び
移動量を算出したが、その詳細は次のようである。先
ず、コイル外径は、巻き取りロール1の回転数と鋼板の
厚さの積にコイル内径を加えて求まる。傾斜角の求め方
を図3を用いて説明する。
【0024】コイル11の中心O1を原点として、この
中心軸と垂直に交わり且つカメラ4の光軸を含む平面を
X−Y直交座標で表わす。コイル11と点P1で接し、
デフレクタロール3と点P2で接する直線をLとする
と、カメラ4の光軸は直線Lに垂直であるから、Y軸に
対するカメラ4の傾斜角θは直線O11とY軸がなす角
に等しく、又、直線LとX軸とのなす角に等しい。
【0025】デフレクタロール3の中心をO2とし、そ
の座標を(XR,YR)とすると、O1とO2を結ぶ直線L0
の勾配αは次の(1)式で表わされる。
【0026】
【数1】
【0027】O1点で、直線L0に垂線を引き、コイル外
周と交わる点をQ1とし、コイル外周がY軸と交わる点
をPとすると、∠Q11Pはαである。又,∠Q11
1をφとすると、αはφとθを足したものである。一
方、点O2からLと平行に直線を引き、線分O11との
交点をP0とすると、三角形O201で、∠O120
はφで、∠O201は直角であり、P01はコイル半
径D/2からデフレクタロール3の半径d/2を差し引いた
長さである。したがって、φとコイル外径Dとは(2)
式の関係にある。
【0028】
【数2】
【0029】L0は (XR 2+YR 2)1/2であるから、φは
(3)式のように表わされ、θは(4)式のように表わ
される。
【0030】
【数3】
【0031】
【数4】
【0032】次に、圧延板とカメラの距離を一定に維持
する方法を述べる。図4で、直線LのP1点とP2点の間
は圧延板の位置である。前図と同様にコイルの中心O1
を原点とするX−Y座標を用い、デフレクタロール3の
中心をO2とし、回転架台7の回転の中心をOとしその
座標を(x0,y0)とする。αはO12とX軸がなす角
で、θはP12とX軸がなす角である。
【0033】圧延板がO12と平行のとき、即ち、コイ
ル径とデフレクタロール径とが等しいとき、Oから圧延
板までの距離をRcとし、Oからrだけ離れてA点にカ
メラがあったとする。このとき、カメラから圧延板まで
の距離H0は(5)式となる。
【0034】
【数5】
【0035】そして、圧延板とX軸がなす角がθとなっ
たとき、Oから圧延板までの距離をRとする。この間
に、カメラはA点からB点まで廻り更にC点まで移動す
る。カメラの移動台車上の移動距離BCをSとすると、
このときのカメラから圧延板までの距離Hは(6)式と
なる。
【0036】
【数6】
【0037】HとH0とが等しければ、カメラから圧延
板までの距離は常に一定となる。即ち、Sは(7)式を
満たせばよい。
【0038】
【数7】
【0039】以下に、R、Rcについて述べる。O点か
らP12と平行に直線OY1を引き、Y1点(0、Y1
からOL2と平行にY14を引くと、△Y114で、Y
14はRとL12の和に等しく同時にY1cosθに等し
い。一方、L12はD/2であり、Y1はy0からx0tan
θを引いた値であるから、Rは(8)式で与えられる。
【0040】
【数8】
【0041】同様に、O点からO12と平行に直線OY
0を引き、Y0点(0、Y0)からOL0と平行にY03
引き、△Y113に注目すると、Rcは(9)式で与え
られる。
【0042】
【数9】
【0043】(8)式、(9)式を(7)式に代入し
て、整理すると、
【0044】
【数10】
【0045】巻き取り機とデフレクタロールの位置及び
デフレクタロールの径は変わらないから、α及びdは一
定で、Sはθを変数とする関数であり、θは(4)式か
らDのみの関数である。即ち、カメラの移動台車上の移
動距離Sは、コイル外径Dによって決まるなお、回転計
12で、デフレクタロール3の回転数を測定する場合に
は、外径演算器13での演算は次のようになる。即ち、
デフレクタロールn回転で、πndの長さの圧延板を送
り出すから、巻き取り機の回転数をiとすると、nとi
との間には、圧延板の厚さをt、巻き取りロール径をD
0として、(11)式の関係がある。
【0046】
【数11】
【0047】iについて整理すると、(12)式とな
る。
【0048】
【数12】
【0049】iについて解くと、(13)式が得られ
る。
【0050】
【数13】
【0051】したがって、コイル外径Dは、(14)式で
算出される。
【0052】
【数14】
【0053】このようにして、この発明によりカメラの
傾斜角度及び位置を調整しながら、熱間圧延鋼板の表面
欠陥を検出した。そして、巻き取り開始初期に圧延板と
垂直にカメラを向けて、そのままカメラの傾斜角及び位
置を固定した場合と比較した。比較は、静止状態で充分
な時間をかけて検出した欠陥の数を基準とし、その検出
率で行った。なお、検出された欠陥の大きさを大中小の
三段階に分級し、ぞれぞれの級別に検出率を調べた。
【0054】検出の結果を表1に示す。
【0055】
【表1】
【0056】大の級では、発明の実施例と比較例ともに
検出率は100%で検出精度に変わりはなかったが、中の
級では、比較例で僅かに検出されない欠陥が存在したの
に対し、発明の実施例では検出率が100%であった。更
に、小の級では、比較例で約半分の欠陥が検出されなか
ったが、実施例では、99%の検出率であった。
【0057】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
圧延板の表面監視装置において、監視用のカメラの光軸
が常に該圧延板の表面に垂直になるように調整され、更
に望ましくは、表面とカメラの距離が常に一定になるよ
うに調整される制御機構を備えている。このため圧延板
の巻き取り量の多寡に関係なく、常に最適な条件で表面
の欠陥が撮影され、欠陥の画像が歪むことも又寸法が変
わることもなく、小さな欠陥でも見逃さずに検出するこ
とができる。このように、高い精度で表面欠陥を検出す
ることを可能にしたこの発明の効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のカメラの傾斜角制御系を示す表面欠
陥監視装置の概要図である。
【図2】この発明のカメラの傾斜角及び位置の制御系を
示す表面欠陥監視装置の概要図である。
【図3】カメラの傾斜角制御を説明するためのコイル外
径と傾斜角との関係を示す図である。
【図4】カメラの位置制御を説明するためのコイル外径
と位置との関係を示す図である。
【図5】従来の表面欠陥監視装置における圧延板とカメ
ラの位置の関係を示す図である。
【符号の説明】
1 巻き取り機 2 圧延板 3 デフレクタロール 4 カメラ 5 シリンダ 6 支持点 7 回転架台 8 移動台車 9 駆動装置 10 固定架台 11 コイル 12 回転計 13 コイル外径演算器 14 プロコン 15 制御値演算器 16 傾斜角制御装置 17 位置制御装置 18 傾斜センサ 19 位置センサ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧延板をコイル状に巻き取り或いは巻き
    戻す際に該圧延板の表面を監視する装置であって、次の
    部材を備えたことを特徴とする圧延板の表面監視装置。 (a)前記圧延板の表面を臨む監視用のカメラと、
    (b)前記カメラを設置する傾動架台と、(c)前記傾
    動架台を傾動する傾動手段と(d)前記傾動手段を制御
    する傾斜角制御装置と、(e)前記傾斜角制御装置に制
    御値を出力する制御値演算器と、(f)前記制御値演算
    器にコイル外径を出力するコイル外径演算器と、(g)
    前記コイル外径演算器に回転数を出力する回転計。
  2. 【請求項2】 前記カメラを移動台車に載置して前記傾
    動架台に設置し、移動台車を駆動する駆動手段とこの駆
    動手段を制御する位置制御装置を備えるとともに、前記
    制御値演算器が位置制御装置に制御値を出力する請求項
    1記載の圧延板の表面監視装置。
JP8876298A 1998-04-01 1998-04-01 圧延板の表面監視装置 Pending JPH11287768A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017077744A1 (ja) * 2015-11-05 2017-05-11 日東電工株式会社 シートの検査装置及び検査方法

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