JPS6114508A

JPS6114508A - 形状測定装置

Info

Publication number: JPS6114508A
Application number: JP59136314A
Authority: JP
Inventors: Atsuhisa Takekoshi; 竹腰　篤尚; Katsumi Matsumura; 勝己松村; Yoshiaki Ishihara; 石原　慶明; Masato Uchio; 内尾　政人; Shuichi Kotani; 修一小谷
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1984-06-30
Filing date: 1984-06-30
Publication date: 1986-01-22

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】〔発明の技術分野〕本発明は、厚板圧延機により幅出し圧延中の鋼板等の圧
延幅および平面形状を測定する形状測定装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に厚板圧延は、１台または２台の可逆式圧延機を用
いて例えば温度９５０〜１２５０℃に加熱された厚さ１
００〜３００ＷＩＲ％幅１３００〜２１００ｍ＋のスラ
ブを厚さ５〜２０ｏｍｔ、幅１５００〜５５０　ｏＷＩ
ｎの厚板鋼板に圧延している。厚板鋼板は、その幅が用
途に応じて種々あシ、これらを圧延幅に制約があるスラ
ブから圧延して製作しなければならないので、厚板圧延
では幅を広くする幅出し圧延が行なわれている。

この幅出し圧延は、第４図に示すように長さＬＯｓ幅Ｗ
ｏの鋼板１を長手方向にある程度圧延して長さＬｌ、幅
Ｗｏの鋼板２にし、この鋼板２を圧延ラインのテーブル
上で９０度回転（ターニング）して鋼板２の幅方向に圧
延し長さＬｌ、巾Ｗ１の鋼板３にする。この圧延の後、
最終的に得られる鋼板が目標幅になるように鋼板３の幅
が測定される。この幅測定は、一般に圧延機の人出側に
それぞれ設置されるサイドガイド４−１．４−２の開度
により求められる。

そうして、鋼板３が再び９０度ターニングされて鋼板３
幅方向の圧延が行なわれ長さＬｌ、幅Ｗ２の鋼板５とな
る。この鋼板５の幅が再びサイドガイド６−１．６−２
によって測定され次の工程に送られる。なお、鋼板の幅
測定は、幅出し圧延の最終／ぐス前もしくは最終２・ぐ
ス前において行なわれ、その測定結果に基づいて幅出し
圧延最終ノ臂スもしくは最終２パスの圧延機の圧下量が
修正される。

ところで、幅出し圧延中の鋼板幅は上記したように圧延
機の人出側に設置されたサイドガイド４−１．４−２．
６−１．６−２に鋼板３゜５を通過させ、このときのサ
イドガイド４−１゜４−２．６−１．６−２の開度によ
り測定されている。しかしながら、このサイドガイド４
−１゜４〜２．６−１．６−２による幅測定では次のよ
うな問題がある。すなわち ■　サイドガイド４−１　、４−２　、６−１　。

６−２の開度は、サイドガイド４−１．４−２゜６−１
．６−２を駆動するモータもしくは減速器等にパルス発
信器またはセルシン等からなる位置検出器を取付け、こ
の位置検出器の出力信号により測定される。このため、
サイドガイドの駆動機械系のが夕、バラクララシーある
いはサイドガイド自体の変形等が生じてしまい、鋼板３
，５の幅測定精度が悪くなってしまう。

■　圧延が進行すると鋼板の形状は、四角形とはならず
、例えば第５図（−）　（ｂ）　（Ｃ）に示すようにつ
づみ状〔第５図（ａ）〕、チー・ぐ状〔第５図（ｂ）〕
、たいこ状〔第５図（Ｃ）〕となってしまう。なお、Ｌ
は鋼板の長さである。幅出し圧延では、いかなる形状の
場合でも最小幅を目標幅以上に形成しなければならない
。ところが、この最小幅は、サイドガイド４−１．４−
２．６−１．６−２により測定した最大幅からスラブ仕
様や圧延条件等を加味して推定されている。したがって
、推定して得られた最小幅には、大きな誤差が含まれて
しまう。

■　以上のように最小幅の測定精度が悪いために実際は
目標幅よシも大きめの幅に圧延せざるをえなかった。こ
のため、圧延後、鋼板を所定の幅、所定の長さに切断し
て例えば正四角形の製品を作る工程における歩留シが悪
くなってしまう。

■　この歩留シを良くするために圧延後の鋼板の平面形
状を正四角形に形成する圧延技術が開発され実用化され
ている。ところが、サイドガイド４−１．４−２．６−
１．６−２により鋼板の平面形状は全く測定できない。

■　さらに、サイドガイド４−１　ｔ　４−２゜５−１
．６−２により幅出し圧延中に幅を測定するためには、
１回の幅測定につき２回ターニングさせなければならな
い。なお、１回のターニングに約１５秒の時間がかかつ
てしまう。

以上のようにサイドガイド４−１．４−２゜５−１．６
−２による鋼板の幅測定では種々の問題がある。このた
め近年光学的手段によ９幅測定を行なうものが開発され
実用化されている。

第６図（−）　（ｂ）はスリットドラム方式の光学式幅
測定装置の構成図である。この幅測定装置は、光センサ
１０，１１を設けた検出部１２と、この検出部１２から
鋼板１３を介して設けられた複数の光源からなる下部光
源群１４とから構成されている。なお、光センサ１０．
１１は位置決め機構により鋼板１３の幅方向に対して平
行に移動するようになっておシ、鋼板１３の目標幅Ｋに
合わせて予め位置設定されている。そこで、これら光セ
ンサ１０，１１は、第６図（ｂ）に示すように多数のス
リット２０を円周上に形成ｌ−た回転ドラム２１の内に
光を受けて信号ａを出力するフォトマル２２を設け、こ
のフォトマル２２に光を導くレンズ２３を設けた構成と
なっておシ、その幅方向視野１０ｈ、１１ｍは２００〜
３００　ｎｍとなっている。そこで、走行する鋼板１３
の両エツジが光センサ１０，１１によ如検出される。す
なわち、光センサ１０゜１１は回転ドラム２ノの回転に
よりスリット２０が７オトマル２２の視野を走査し、こ
の走査による光の検出（下部光源１４からの光）と光の
検出されないとき（鋼板１３）との比率からエツジ位置
が検出される。しかしながら、この装置では次のような
問題がある。すなわち、■　厚板の鋼板１３の幅は、１
５００〜５０００期と長いため、このような範囲の幅に
光センサ１０．１１を精度良く設置する位置決め機構が
必要となるが、このような位置決め機構を実現するとと
が困難である。そして、その機構の機能、精度等を長期
的に維持することが困難である。

■　下部光源群１４は鋼板１３の搬送テーブル１５の下
方に設置されるが、鋼板１３の幅の範囲が広いため、こ
れに伴なって下部光源群１４の形状が大きくなシ、据付
のための基礎、機械の工事が必要となる。また、設置場
所が圧延機に近接しているためスケール、水、蒸気等が
多く、これらの影響を受けてしまう。したがって、この
ような悪環境において下部光源群１４の機能を維持する
ことは非常に困難である。

■　下部光源群１４は、搬送テーブルのロー２１５間に
ローラ１５と平行に設置せざるをえないので、鋼板１３
の幅方向が圧延機の圧延方向と直角状態で幅を測定する
ことになる。このため、幅出し圧延中の幅測定では、や
けシ幅測定のための鋼板１３のターニングが必要となシ
能率が低下してしまう。

また、第７図はりニアアレイ方式の光学式幅測定装置の
構成図である。この幅測定装置は、２台のりニアアレイ
カメラ２０．２１と、これらカメラ２０．２１を鋼板１
３の幅方向に移動させる位置決め機構（ノクルスモータ
）２２゜２３と、外部照明２４とから構成されている。

なお、２５は制御装置である。すなわち、外部照明２４
により鋼板１３を照射して鋼板１３のエツジをリニアカ
メラ２０．２１により撮像す　−るところがスリットド
ラム式と異なるだけで他は同じである。しだがって、ス
リットドラム式　　　Ｑの下部光源群１４が多数の外部
照射２４に代りタタケナノで、スリットドラム式の問題
点は解決されずそのまま存在することになる。

〔発明の目的〕

本発明は上記実情に基づいてなされたもので、その目的
とするところは、被測定体の幅および形状を精度高く測
定し得、かつこの測定時に被測定体を回転せずにすむ形
状測定装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、圧延ラインに流れる赤熱の圧延体等の自発光
をもつ被測定体を撮像手段により、走査方向を被測定体
の幅方向に一致させて撮像し、この撮像により得られた
被測定体の自発光の度合に応じた濃淡度の画像データを
画像記憶手段に記憶し、記憶された画像データを形状処
理手段によ多走査し、この走査毎に浮動２値化処理して
前記被測定体の巾および形状を演算し求める形状測定装
置である。

〔発明の実施例〕

以下、本発明に係る形状測定装置の一実施例について第
１図ないし第３図を参照して説明する。第１図は形状測
定装置の構成図である。第１図において３０〜３３は圧
延機の圧延ローラであシ、３４は被測定体としての鋼板
である。

この鋼板３４は、約７００〜１１００℃に加熱されて赤
熱の状態にあ如、このため鋼板３４自体が発光している
状態におる。また、３５は圧延ラインにおける搬送テー
ブルである。

さて、鋼板３４の上方には平面鏡４０と、この平面鏡４
０により反射された鋼板３４の光を受けて鋼板３４を撮
像する工業用テレビジョンカメラ（以下、ＩＴＶカメラ
と略す）４１とが設置されている。そして、ＩＴＶカメ
ラ４１は、このＩＴＶカメラ４１により撮像された鋼板
３４に対する水平走査方向と画像データ（画面）におけ
る圧延機の圧延方向とが垂直方向となるように設置され
る。また、ＩＴＶカメラ４１は、撮像される鋼板３４の
全体が撮像されるようにレンズ径が選定され、また設置
距離が設定される。

さらに、ＩＴ■カメラ４１の撮像管には、圧延中の鋼板
３４の温度が７００〜１１００℃であるので、鋼板３４
からの自発光を撮像できる波長感度特性を有し、かつ振
動による画像のブレの影響が少ない残像特性に優れたも
の例えばゾランヒコン、ニューピコンが用いラレル。

４２はＩＴＶカメラ制御装置でｈりで、これは鋼板温度
検出器（不図示）により検出された鋼板温度に応じてＩ
ＴＶカメラ４１の絞シを制御して常に最適な画像が得ら
れるように制御する自動露出機能を有し、かつＩＴＶカ
メラ４１を作動させてＩＴＶカメラ４１からの画像信号
を画像記憶装置４３に送る機能を持ったものである。こ
の画像記憶装置４３は、画像信号をそのレベルに応じた
濃淡度の画像データすなわち鋼板３４の自発光の度合に
応じた濃淡度の複数の画素から構成されるディジタル画
像データとして記憶するものである。

４４は画像処理制御装置であって、この画像処理制御装
置４４は、画像記憶装置４３に記憶されている画像デー
タに基づいて次のような処理を行なう。すなわち、 ■　画像データに含まれる雑音成分や不要な信号の除去
およびＩＴＶカメラ４１の視差（バララックス）補正を
行なう機能。

■　画像データを微分処理および浮動２値化処理などを
行なって鋼板３４のエツジの検出と輪郭（形状）の追跡
を行ない鋼板３４の輪郭的な形状を演算し求める機能。

■　鋼板３４の輪郭を画像表示装置４５に映し出すとき
の走査線毎に鋼板３４のエツジ間の距離を求め、さらに
鋼板３４の厚みに伴う幾何学的補正を行なって鋼板３４
の幅を演算し求め、これから鋼板３４の最大幅、最小幅
、平均幅、最大幅位置および最小幅位置を演算し求める
機能。

■　鋼板３４の輪郭の情報に前記最大幅、最小幅、平均
幅、最大幅位置および最小幅位置等の情報を重畳して画
像信号に変換し、この画像信号を画像表示装置４５に送
る機能。

■　以上のような鋼板３４の幅情報を上位計算機（例え
ば、幅情報から圧延機の圧下量を求める）４６へ送る機
能である。

次に上記の如く構成された装置の動作について説明する
。鋼板３４が圧延機にょシ圧延されて搬送テーブル３５
上に載せられると、この鋼板３４はＩＴＶカメラ４１の
視野内に入る。ここでＩＴＶカメラ制御装置４２に作動
開始信号が入力すると、とのＩＴＶカメラ制御装置４２
がらＩＴＶカメン４１に作動開始制御信号が送出される
。これによｊ５　ＩＴＶカメラ４１は撮像を開始し、鋼
板３４の全体を撮像する。ＩＴＶカメラ４１がらは撮像
して得られた画像信号をＩＴＶカメラ制御装置４２に送
シ、この画像信号はＩＴＶカメラ制御装置４２を介して
画像記憶装置４３に送られる。この画像記憶装置４３で
は、画像信号を取込んで画像処理制御装置４４における
画像処理がしやすいようなディジタル画像データにして
記憶する。すなわち、ディジタル画像データの各画素は
鋼板３４の自発光の度合に応じた濃淡度のデータとなっ
ている。

そこで、画像処理制御装置４４は、画像記憶装置４３に
記憶されているディジタル画像データを読出して鋼板３
４のエツジ間の距離や形状を演算し求める。ここで、特
に鋼板３４の輪郭を求めるためのエツジ判定について説
明する。

鋼板３４の温度が均一で鋼板３４のエツジ部分に対応す
る画像信号の立上シ特性が急峻な場合は、微分処理によ
りエツジ位置が判定される。

しかし実際には鋼板）、３４の温度が均一な場合は少な
く、鋼板３４のエツジ部分の温度が他の部分よシも低く
なっている。このため、画像信号は、鋼板３４のエツジ
に対応する部分の立上シ特性が緩慢となシ、微分処理が
適用できなくなる。したがって、次のような画像信号ご
とに閾値が変化する浮動２値化処理が行なわれる。すな
わち、第２図に示すような最小レベルｖ１、最大レベル
ｖ２をもった画像信号に対して閾値Ｖが設定される。こ
の閾値Ｖは次式にょシ求められる。すなわち２−　ＶＩＶ＝　−十Ｖ　ｌ　　　　　　　曲町・・（１）ここで
、ｎは走査回数である。

そこで、この閾値Ｖ以上のレベルの部分を鋼板３４の部
分とし、閾値Ｖ以下のレベルの部分を鋼板３４でない部
分と判定する。したがって、閾値７以上のレベルの間隔
ｔによりー走査における鋼板３４のエツジ間の距離が演
算し求められる。そうして、このような処理が画像デー
タ全体に対して行なわれると、鋼板３４全体の輪郭が求
められる。なお、閾値Ｖは、最小レベルｖｌにできるだ
け近い値に設定し、ＩＴＶカメラ４ノの電子ビーム径の
補正を行なうのが良い。

そうして、求められたエツジ間の距離からさらに最大幅
、最小幅、平均幅、最大幅位置、最小幅位置が演算し求
められる。これら幅の情報は鋼板３４の輪郭の情報とと
もに画像信号に変換されて画像表示装置４５に送られる
。また、幅の情報は上位計算機４６にも送られる。そし
て、この上位計算機４６は、特に最小幅から圧延機の最
適な圧下量を求める。

このようにして求められたエツジ間の距離の測定精度は
、第３図に示す頻度図から標準偏差σ＝９．０４■とな
る。なおデータ数ｎは５０、平均値Ｘは０．０８．であ
る。このａ＝９．０４ｔｔａｎは、従来の装置（サイド
ガイド）の測定精度を示す標準偏差１３ＷｒＩｎ、１２
ｆｆｉＩ＋と比較して非常に小さくなっている。

このように本発明の装置においては、鋼板３４の上方に
−かれたＩＴＶカメラ４ノで撮像された鋼板３４の全体
像を鋼板３４の自発光の度合に応じた濃淡度を示す画像
データとして記憶し、この画像データを画像処理制御装
置４４により浮動２値化処理を行なって鋼板３４のエツ
ジ間の距離を演算し求め、さらに最大幅、最小幅等を求
めるようにしたので、第３図に示す頻度図から求められ
た標準偏差から判るように工、ジ間の距離に対する測定
精度が向上した。さらに、幅出し圧延中の鋼板３４をタ
ーニングすることなく鋼板８、の幅さらには最大幅、最
小　　　　”幅をはじめ鋼板３４の長手方向の全幅、平
面形状を精度高く測定できる。

これにより、さらに次のような効果を奏する。

すなわち、 ■　鋼板３４の最小幅測定精度が大幅に改善されるので
目標幅通シのシビアな幅出し圧延が可能となシ歩留りが
向上する。

■　幅測定のための鋼板３４のターニングが不要となる
ので圧延能率が向上する。

■　圧延中、圧延後の鋼板３４の平面形状の把握ができ
るので、その結果を圧延方法に反映することができ、よ
シ正四角な鋼板３４の圧延が可能となシ歩留シが向上す
る。

■　従来のような下部光源、外部光源およびセンサー位
置決め機構等が不要となυ、本装置は、その設置工事が
簡単で保守も容易となる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、自発光する被測定体の上方に置かれた
撮像装置により撮像された被測定体の画像データを形状
処理手段により浮動２値化処理して被測定体の幅および
形状を求めるようにしたので、被測定体の幅および形状
を精度高く測定し得、かつこの測定時に被測定体を回転
せずにすむ形状測定装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明に係る形状測定装置の一実施例を示す構
成図、第２図は本発明の装置における浮動２値化処理を
説明するだめの図、第３図は本発明の装置の測定精度を
説明するだめの図、第４図は鋼板の圧延工程の流れを説
明するだめの図、第５図（、）　（ｂ）　（、）は圧延
された鋼板の形状を示す図、第６図（ａ）　（ｂ）およ
び第７図は従来における光学式幅測定装置の構成図であ
る。３０〜３３・・・圧延ローラ、３４・・・鋼板、３５・
・・搬送テーブル、４０・・・平面鏡、４１・・・ＩＴ
Ｖカメラ、４２・・・ＩＴＶカメラ制御装置、４３・・
・画像記憶装置、４４・・・画像処理制御装置、４５・
・・画像表示装置、４６・・・上位計算機。出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦　。

Claims

【特許請求の範囲】

圧延ラインに流れる赤熱の被圧延体等の自発光をもつ被
測定体の上方から走査方向を前記被測定体の幅方向に一
致させて、前記被測定体を撮像する撮像手段と、この撮
像手段により撮像された前記被測定体を、この被測定体
の自発光の度合に応じた濃淡度の画像データとして記憶
する画像記憶手段と、この画像記憶手段に記憶された画
像データを走査し、この走査毎に予め定められた閾値を
もって浮動２値化処理して前記被測定体の幅および形状
を演算し求める形状処理手段とを具備したことを特徴と
する形状測定装置。