JPS6114509A - 帯状体の巾・蛇行測定方法 - Google Patents

帯状体の巾・蛇行測定方法

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JPS6114509A
JPS6114509A JP13611784A JP13611784A JPS6114509A JP S6114509 A JPS6114509 A JP S6114509A JP 13611784 A JP13611784 A JP 13611784A JP 13611784 A JP13611784 A JP 13611784A JP S6114509 A JPS6114509 A JP S6114509A
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ultrasonic
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Kenichi Matsui
健一 松井
Akio Yamamoto
山本 章生
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B38/00Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product
    • B21B38/04Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product for measuring thickness, width, diameter or other transverse dimensions of the product
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B17/00Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B39/00Arrangements for moving, supporting, or positioning work, or controlling its movement, combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B39/14Guiding, positioning or aligning work

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、熱延鋼板等の圧延ラインにおいてその熱延鋼
板等の帯状体の巾および/または蛇行を測定する方法に
関する。
〔従来の技術〕
この種の帯状体の巾や蛇行を測定することは、圧延操業
上きわめて重要であり、従来から種々の方式によって実
施さnている。
その代表例は、第6図および第7図に示すように、搬送
ロール50によって搬送さnる材料Mに対して、その両
測部上方にITVやCCDカメラ51.51を設け、下
方から上方へ投光する光源52.52からの光を受けて
、材料Mによる遮光状態に基いて材料Mの側縁をそ扛ぞ
れ検出し、こnに基いて材料Mの巾や蛇行、あるいはキ
ャンバ−等の情報を得ることができる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、材料Mの高速搬送時には、搬送ロール50から
材料Mが第8図のように浮き上ることが多く、この場合
、同図で明らかなように、真の材料(実線)巾より大き
い破線で示し定材料の巾として測定してしまう−0かか
る誤差を避けるためには、カメラ51を材料側縁の真上
に設置する必要があるが、熱延鋼板ラインのように、種
々の異なる巾の材料が流rる場合や、材料の蛇行が生じ
るラインにおいては、制御的に非常に困難であり、可能
であるとしても装置的に高価となる。さらに、材料が熱
延鋼板等の高温材料である場合には、カメラが材料の上
方にあるため、熱対流に乗った粉塵等により、カメラ前
面のレンズが汚扛易く、また圧延ロール冷却に使用した
水が蒸気となって、視界を遮9、精度を低下させる等の
問題もある。
その他に測定法として、静電容量方式や渦電流方式等が
あるが、いずfl、4測定レンジが最大5C1++mと
狭く、また後者は対象材料の温度変化の影響を大きく受
ける難点がある0 そこで、本出願人は、かかる問題点を解決するために、
先に特願昭59−79076号として、帯状体の両側縁
面外方に超音波距離計を設け、送信した超音波が側縁面
に当シ反射して戻ってくる時間を測定する方式を提案し
た○しかし、超音波の速度は雰囲気温度に依存するので
、正確な距離測定には温度による補正が必要である。と
ころが、実際の圧延ラインにおける測定位置の温度を正
確に測定することは難しいばかりでなく、時間的かつ空
間的な温度変化や分布の変動もある。その結果、測定値
に誤差を含むこととなる。
〔問題点を解決するための手段〕
かかる問題点を解決するために、本発明では、帯状体の
圧延ラインに設置されその帯状体の巾または蛇行を測定
するものであって、前記帯状体の両側縁面外方にそnぞ
扛設けらt側縁面に対して接離移動する支持体と、この
各支持体に取付けらし、側縁面までの距離を測定する超
音波距離計とを備えた装置を用い戸前記支持体は前記超
音波距離計が側縁面に対して所定離隔距離範囲内にある
よう接離移動させるとともに、前記超音波距離計による
各側縁面1での距離の測定に、両超音波距離計間の実測
超音波伝播時間に基く音速を用いる手段を採っている。
〔発明の主要点とその作用〕
すなわち本発明の主要点は次の通シである。
(1)測定用検出器として、超音波距離計を用いた点。
この超音波距離計によると、前述のように水蒸気によっ
て視界が遮らnるような問題がなく、検出時の外乱要素
が少なく、高精度の測定が可能であり、しかも検出器と
して安価かつ小型となる0 (2)超音波距離計の取付用の支持体を帯状体の側縁面
に対して所定離隔距離範囲内にあるよう接離移動するよ
うにした点。一般に帯状体には、その巾寸法の変更や蛇
行がある0そこであまシ超音波距離計と帯状体側縁面と
が離牡てし1うと、後述のように測定誤差を生じること
を回避するとともに、逆に支持体を固定しておくと、巾
広材が支持体に接触した9、突掛けを生じるため、こn
を防止するためであるO幸い、鋼板の圧延ラインにおい
ては、圧延機の入側にサイドガイドが一般的に設置さ扛
、−鋼板のセンダリングおよびキャンノ(−防止のため
に設けらn。
対象材料の巾寸法に応じて移動することに着目し、たと
えばこのサイドガイドを超音波距離計の支持体としてお
けば、既設備のわずかな改造で対処できる利点がある。
(3)  さらに、前記先願発明とも異なる点は、両超
音波距離計において、超音波の伝播時間を実測し、こn
によって超音波の伝播速度を求め、これを距離測定の基
礎としている点である。
超音波の音速は、当該雰囲気の温度に依存するが、実際
の音速を求めnは、温度測定による補正は不要であシ、
しかも正確な距離測定が可能となる。
〔発明の具体例〕
以下本発明を第1図〜第4図に示す熱延鋼板の場合を例
に採った具体例によって説明する。
材料Mは搬送ロール1.1・・・上を第1図矢印方向に
搬送さ扛、圧延機の上下ロール2゜3間に通板さnて圧
延さ扛る〇一般に、熱延用圧延機には、圧延機への材料
の導入を円滑に行うために、その入側両サイドにサイド
ガイド(ドライブ側およびフリー側)4D、4Fが設け
らnている。このサイドガイド4D、4Fは、対象の材
料の巾に応じて、その位置が予め変更され、通常材料の
一方の側縁から20mm、合計401m程度離さCてセ
ットさ牡る。
本発明においては、と扛らのサイドガイド4゜D、4F
に超音波距離計5D、5Fが取付けら扛、サイドガイド
4D、4Fの一部に形成した開口を通して、材料Mの側
縁面を睨むように配置さnている。また超音波距離計5
D、5Fの位置を知るために、周知のサイドガイド駆動
装置5[)、6Fによって駆動さnるサイドガイド4D
.4Fと、ミルフレーム7との間に、ミルフレーム7を
定点とする差動トランス、IJニアポテンションメータ
またはマグネスケール等を利用したサイドガイド位置検
出器8D,8Fカー設けら扛ている0 かくして、測定に際しては、超音波距離計と材料Mの側
縁面との距離を測定する場合、超音波の当該雰囲気にお
ける音速を知る必要−biあるので、予めこの音速を求
めておく。幸い、超音波はかなシの広がりをもち、一部
が材料側縁面で反射し、残シが対向側の超音波距離計に
も達するので、ドライブ側またはフリー側で、または両
方で対向する側からの超音波を受信し超音波距離計量超
音波伝播時間(to)を測定し、知の超音波距離計間距
離(20)と超音波伝播時間(1o)とにより超音波伝
播速度(v=lo/lo)を知る。音速測定用と材料側
縁面測定用に独立した超音波距離計を用いてもよい。
さらに超音波距離計5D,5Fから超音波を材料Mの側
縁面に当て、そこで反射するエコーを受信し、送信から
受信までの時間差(to)を測定しく1)式により超音
波距離計から材料側縁面までの距離ljを算出する。i
=D,Fでドライブ側およびフリー側のそnぞれについ
て測定と算出を行う。
1i=−vti ・・・(1) 2な このとき、超音波の伝播速度Vとして、前述の超音波距
離計間の実測伝播時間t。に基く音速を計算の基礎とす
る。
超音波発生に当っては、こルに付設さn;A)リガー発
生器によってドライブ側、フリー側の超音波距離計5D
,5Fから同時に超音波を発信させる。ここで、トリガ
ーの出力間隔は、あまり大きくなると巾変動、蛇行に対
する応答が悪くなるので状況に応じできる限゛9短いほ
うが良く、先に発信した超音波が対向側サイドガイドか
ら反射さn戻って来るまでの時間以上に設定するのが望
ましい0 第3図に、制御の概略を示すO説明のためここでは超音
波距離計間の超音波伝播時間の測定は超音波距離計5D
からの受信によるものとする。トリガー発生器10によ
り超音波距離計5D,5Fから同時に発生した超音波が
材料Mの側縁面に当って反射してきた信号は、側縁面信
号検出回路11D,IIFに取シ込まn、また超音波距
離計5Dからの信号を超音波距離計量伝播時間測定回路
12を介して得た伝播信号とともに側縁面位置検出装置
13D.13Fに送ら肚る0こ几ら側縁面位置検出装置
13D,13Fでは、サイドガイド位置検出器8Dy8
FZ>為らの信号を受けて、側線面位置すなわちミルセ
ンターからの距離を算出するとともに、駆動回路14D
,14Fを介してサイドガイド駆動装置6’D,6Fに
測定誤差を少くすべくその位置修正信号を与え、また巾
・蛇行演算装置15へ側縁面位置信号を出力する。巾・
蛇行装置14で得られた結果は、圧延機に対して圧下量
、テンションまたは左右の圧下ノ(ランス等を制御すべ
く出力する0 次に第4図を参照しながら、巾および蛇行の算出法を説
明する。図示の符号は次の意味をもつO ○BDIBF: ドライブサイド、フリーサイドそれぞ
nのサイドガイドの圧延ミルセンターからの距離0サイ
ドガイドに固定さnたサイドガイド位置検出器により、
ミルフレーム7の定点までの距離eD + eFを測定
することによシ知ることができる。なお、各定点のミル
センターからの距離およびサイドガイドの各種寸法は、
製作時に測定済で既知である。
○AD、AP:サイドガイドの材料側表面と超音波距離
計前面との距離。超音波距離計のセツティング時に測定
しておく0 01Jo、 lF:超音波距離計による材料側縁面まで
の測定距離値0 01o :超音波距離計間の距離 1o=BD+AD+BF+AP で表わさnる。
○GD、GF:圧延ミルセンターから材料側縁までの距
離0 かくして、材料端面位置、巾および蛇行は次のようにし
て求めらnるO (超音波速度) 対向する超音波距離計からの超音波の到達時間をt。と
すると前述のように、超音波速度■は(超音波距離計と
材料端面まての距離)超音波距離計から材料端面への超
音波到達時間をtDl t、とすると 1D=vxtD lF−VxtF tDl tpは材料端面に超音波が当って距離計に帰っ
てくる壕での時間の1/2である。
ここで超音波到達時間t、o+%、pによる測定誤差を
小さくするためには、超音波距離計を材料に対して可能
な限り小さくする必要があることが判る。
通常、熱延ラインでは600〜2000mm巾の種々の
材料を圧延するので、たとえば200゜urn巾の位置
に超音波距離計を固定的に設けておくと、0〜700m
mの離隔距離範囲で距離測定を行うことになり、巾の小
さい材料測定時には大きな誤差を生じる。これに対して
、上記例のように、材料中の変更の都度、離隔距離が合
計で通常407πm程度に設定さnるサイドガイドに超
音波距離計を取付けておけば、常に至近距離での測定が
可能で、測定誤差が小さくなる。
(端面位置) GD:BD+AD−lD 同様に (巾) GD+GF (蛇行) DGF なお、蛇行演算の結果が正ならドライフ゛サイドに蛇行
、負ならフリーサイドに蛇行していることを意味する0 次に目的とする超音波受信の際のエコーの弁別法につい
て述べる0 1)材料端面からの反射波と対向サイドガイドからの反
射波の弁別0 材料厚みが薄い場合、超音波距離計から発信さnる超音
波はかなりの広がりがあるため、相当量が対向す.るサ
イドガイドに達し反射さnる0サイドガイドは材料端面
よりは遠方にあるが、反射面積が大きいので材料端面よ
りの反射波以上の強度で戻ることがある。したがって以
下の手段で弁別する。
材料端面からの反射波が戻ってくる時間はサイドガイド
が対象の材料の巾に応じて、間隔が変えらnるので(通
常材料の側縁から2 0 mm )あまシ大きく変化し
ない。したがって、第5図のように、受信した音圧を電
岬言号に変換した後の受信信号(a)に対して、材料端
面からの反射信号が戻って来る可能性のある付近にゲー
ト信号(b)をかけて、ゲート外の信号を消した後(e
)、最大振幅をもつ信号を材料端面からの反射信号とす
る。
2)対向サイドガイドからの反射波と対向超音波距離計
からの信号との弁別、特に二つの信号の大きさがほぼ同
じである場合。
この場合には、サイドガイドの間隔が一定でないため、
上記ゲート法による弁別は難しいが、ドライブ側、フリ
ー側の各超音波距離計から交互に送信、受信す扛ば良い
。この場合各端面位置の測定が同時ではなくなるが、超
音波距離計間隔が20002!111程度の場合20m
秒間隔でのくシ返し測定でも前回の発信波との干渉はな
く、測定応答としては充分である。
3)熱延スタンド間の如く、ルーパーの動作によシパス
ラインが大きく変動する場合。
超音波距離計の測定可能な指向角内から高さ方向に材料
端面がはず扛る可能性があるため、超音波距離計を複数
台高さ方向に並べる必要がある。この場合には材料端面
からの反射波を受信できない超音波距離計がでてくるが
、前述したように音圧を電気信号に変換した後ゲートを
かけ、ゲート内信号中、生ずる最も大きな振幅を有する
信号を材料端面からの反射波と判断する0 〔発明の効果〕 以上の通り、本発明は、超音波による距離測定法に基く
とともに、距離計を取付ける支持体を材料の側縁面に対
して接離移動するようにしたので、水蒸気の存在等の外
的条件に左右さnず、かつ高精度な距離測定ができ、も
って巾、蛇行等の情報を正しく得ることができる効果を
もたらす。また、特に超音波の当該雰囲気での伝播速度
を超音波距離計間における超音波伝播時間を実測するこ
とにより求めるものであるため、当該雰囲気の温度もし
くはその分布に左右さ牡ることなく正確な測定を行うこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法による装置例の設置状況の平面図、
第2図はその■−■線矢視図、第3図は本発明装置の説
明用ブロック図、第4図は材料の側縁面位置、巾および
蛇行算出の基礎とする寸法関係図、第5図はタイムチャ
ート、第6図は従来法の正面図、第7図はその平面図、
第8図は寸法誤認態様の説明図である。 M・・材料(鋼板)  1・・搬送ローラ2.3・・圧
延上下ロール 4D、4F・・サイドガイド 5D、5F・・超音波距離計 6D、6F・・サイドガイド駆動装置 7・・ミルフレーム 8D、8F・・サイドガイド位置検出器10・・トリガ
ー発生器 11D、IIF・・側縁面信号検出回路12・・超音波
距離計伝播時間測定回路13D、13F・・側縁面位置
検出装置14D、14F・・駆動回路 15・・巾−蛇行演算装置 特許出願人  住友金属工業株式会社 第1図 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)帯状体の圧延ラインに設置されその帯状体の巾ま
    たは蛇行を測定するものであって、前記帯状体の両側縁
    面外方にそれぞれ設けられ側縁面に対して接離移動する
    支持体と、この各支持体に取付けられ、側縁面までの距
    離を測定する超音波距離計とを備えた装置を用い、前記
    支持体は前記超音波距離計が側縁面に対して所定離隔距
    離範囲内にあるよう接離移動させるとともに、前記超音
    波距離計による各側縁面までの距離の測定に、両超音波
    距離計間の実測超音波伝播時間に基く音速を用いること
    を特徴とする帯状体の巾・蛇行測定方法。
JP13611784A 1984-06-29 1984-06-29 帯状体の巾・蛇行測定方法 Granted JPS6114509A (ja)

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