JPS6137562B2 - - Google Patents

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JPS6137562B2
JPS6137562B2 JP53030915A JP3091578A JPS6137562B2 JP S6137562 B2 JPS6137562 B2 JP S6137562B2 JP 53030915 A JP53030915 A JP 53030915A JP 3091578 A JP3091578 A JP 3091578A JP S6137562 B2 JPS6137562 B2 JP S6137562B2
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JP
Japan
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bar
signal
pulse
electro
camera
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JP53030915A
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Japanese (ja)
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JPS5415768A (en
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Ruisu Garanisu Tomu
Reo Hofunaa Joeru
Kurisutei Kuraimaa Jon
Sutaan Hosutetaa Junia Richaado
Toomasu Jonzu Deyuan
Uein Ieekusu Ronarudo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bethlehem Steel Corp
Original Assignee
Bethlehem Steel Corp
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Publication date
Priority claimed from US05/778,810 external-priority patent/US4121294A/en
Priority claimed from US05/778,809 external-priority patent/US4121292A/en
Application filed by Bethlehem Steel Corp filed Critical Bethlehem Steel Corp
Publication of JPS5415768A publication Critical patent/JPS5415768A/en
Publication of JPS6137562B2 publication Critical patent/JPS6137562B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/022Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by means of tv-camera scanning
    • 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
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/08Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring diameters
    • G01B11/10Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring diameters of objects while moving
    • G01B11/105Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring diameters of objects while moving using photoelectric detection means

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は電気光学測定方法並びに装置に関す
る。特に本発明は物体の寸法を固位位置で横方向
の寸法測定又は物体外周各位置で物体のプロフイ
ル測定を行う電気光学測定方法並びに装置に関す
る。本発明の好適な適用例は製鋼工場での棒材圧
延機を出る高温棒材の横方向寸法及び横方向プロ
フイルを定めるために使用する。管、丸以外の形
状の成形物体の寸法、プロフイルの測定にも使用
でき、鋼材以外にも使用できる。更に、本発明は
所要に応じて測定装置ヒストグラムを定め、プロ
ツトすることが可能である。 高温丸棒を圧延する製鋼工場において生産上圧
延棒材速度は1219m/min(4000ft/min)に達
し、直径は最大約7.62cm(3インチ)圧延温度は
約930℃(1700〓)が要求される。他の要求とし
て、生産された常温棒材寸法及び真円度は現在定
められている商用公差の1/2とする希望がある。
この要求を満足するためには、計算機制御圧延装
置を、指令データと実際測定寸法とを組合せて仕
様外の製品を最小にして生産性を最大にする圧延
機制御信号を発生するよう実現する必要がある。 圧延機制御計算機の計算に使用する作動データ
の例として、希望棒材直径即ち目標寸法、商用公
差の1/2の公差、棒材の品質即ち圧延棒材の炭素
成分がある。特に重要な測定データは、実際の棒
材直径即ち棒材寸法、実際の棒材横方向プロフイ
ル即ち棒材プロフイル、棒材寸法測定のヒストグ
ラムである。他の測定項目として、棒材温度があ
り、高温棒材収縮の修正に使用するパラメータで
あり、棒材測定にも圧延機の計算機制御にも必要
である。 圧延機制御計算機を圧延機速度、棒材寸法およ
び寸法公差の1/2に関する要求を満足するようプ
ログラムするためには、すべての測定は次の特性
を有する必要がある。棒材寸法測定は、圧延機を
出た棒材が長手方向に運動し横方向の軌道内を振
動している状態で行い、その測定数は約300Hz、
像分解能は0.0127mm(0.0005インチ)、絶対測定
精度は商用公差の1/4が必要であり、且つすべて
の測定は製鋼工場の厳しい環境の下で高い信頼性
を有する必要がある。棒材温度測定も同様な特性
を必要とする。測定結果のヒフトグラムも必要と
する。 棒材寸法を測定するための数種の電気光学測定
装置が市販されている。棒材寸法測定装置の初期
の型式は自己照射原理で作動し、高温棒材からの
チヨツプされた赤外線放射はレンズを通つて赤外
線検出器上に像を形成する。基本的縁部検出回路
を使用して棒材縁部に関して未修正検出パルスを
発生する。 棒材寸法測定に使用する近年の電気光学装置は
逆光照射原理で作動し、測定すべき物体の像は物
体の影としてレンズを通つて電子カメラ面に達す
る。この種測定装置の例では、走査レーザービー
ムが物体を照射し、レンズ装置は物体の影をフオ
トトランジスタに焦点を結ばせる。第2の既知の
測定装置は一定光度の固定光源が物体を照射し、
レンズ系が物体の影を2軸線単方向走査の電子走
査イメージオルシコン管に焦点を結ばせる。第3
の既知の装置はイメージオルシコン管に代えて自
己走査光ダイオード列を使用する。 上述の3種の逆光測定装置の光応答装置は影の
縁部間の物体寸法にほぼ相当する幅正カメラパル
スを発生する。このカメラパルスを処理する縁部
検出装置は通常の微分器又はゲート付き微分器を
有し、物体寸法に対してカメラパルス幅を精密に
定める。 別の型式の電気光学測定装置は上述の特性を組
合せて棒材横方向プロフイルを測定する。第1の
型式のプロフイル測定装置は2組の自己照射カメ
ラを棒材通過線に対して互いに直角として固定配
置する。この装置は90゜離れた棒材直径測定を行
うが棒材プロフイル測定ではない。他の型式の電
気光学棒材プロフイル測定装置は2台の逆光カメ
ラを互いに直角として走査装置に取付ける。これ
によつて棒材の外周走査中に得られた2方向の棒
材直径測定値と走査装置の位置測定値が多チヤン
ネル記録器に表示又は記録される。 上述の既知の電気光学棒材寸法、プロフイル測
定装置はある程度有効な測定値が得られる。しか
し既知の装置は現代の高速熱間圧延機用の棒材寸
法、プロフイルの測定用として不十分であり、前
述の各要件の一部を満足しない。 既知の測定装置の欠点は、第1に測定すべき物
体がカメラ視野の所定位置にある必要がある。第
2の所要のカメラ応答速度、像分解能がない。第
3に高速作動での精度が悪い。即ち高速作動間は
スイツチノイズ及び微分器ノイズが著しく大きく
なる。更に、周囲からの各種電気的ノイズが存在
し、高速度で信頼性高く正確な棒材測定が困難に
なる。第4に光学的電子的非直線性等の誤差原因
に対する誤差修正が困難又は不可能であり、測定
精度が低下する。第5に不安定であつてドリフト
を生ずる。第6に常温棒材直径及び各外周位置の
プロフイル情報を信頼性高く圧延機操作者又は圧
延機計算機に対してプロツト、表示する機能に欠
ける。第7に、棒材測定装置ヒストグラムが作成
できない。第8に棒材の高周波の横方向振動に基
く測定寸法の狂いを修正できない。 本発明の主目的は、新しい電気光学測定方法並
びに装置を提供する。 本発明の他の目的は、高い応答速度、高い測定
繰返数、高い精度を有し、且つ近代の高速熱間圧
延機の環境で高い安定性及び信頼性を有する、電
気光学測定方法並びに装置を提供することにあ
る。 本発明の別の目的は、物体がカメラ視野内の如
何なる位置にあつても、或は物体がその移動方向
に対し横方向に振動していてもその物体の寸法を
精密に測定し得る電気光学測定方法並びに装置を
提供することにある。 本発明の他の目的は、カメラ信号を処理してカ
メラ信号中の物体寸法パルスに含まれるノイズを
除去し、物体寸法パルスを正確に定めると共にカ
メラ視野内の物体位置を正確に定めることができ
る電気光学測定方法並びに装置を提供することに
ある。 本発明の別の目的は、カメラからの物体寸法信
号を光学的電子的非直線性等の誤差原因に対し修
正し得る電気光学測定方法並びに装置を提供する
ことにある。 本発明の他の目的は、物体の一方向又は直交す
る二方向の寸法、物体の外周位置のプロフイルを
プロツトし、表示、記録し得る電気光学測定方法
並びに装置を提供することにある。 本発明の別の目的は、物体のプロフイルをプロ
ツトし、更にこれを物体の基準公差上に重ねて表
示記録し得る電気光学測定方法並びに装置を提供
することにある。 本発明の他の目的は、測定装置のヒストグラム
をプロツトし、表示記録し得る電気光学測定方法
並びに装置を提供することにある。 本発明の別の目的は、計算機制御製造装置で使
用するのに好適な物体のプロフイル又は装置のヒ
ストグラムをプロツトし得る電気光学測定方法並
びに装置を提供することにある。 本発明による振動しながら移動する高温棒材の
一方向又は直交する二方向の寸法を固定位置で又
は多数の外周位置で測定する計算機化電気光学測
定装置は棒材熱間圧延機に使用して上記の目的を
有利に達成することができる。本発明では一個以
上の逆光電子カメラヘツドを使用し、二方向測定
の場合にはこれらカメラメツドを互に90゜の角度
で走査装置上に取付ける。各カメラヘツドにはカ
メラ自動制御(AGC)用回路及び各カメラに共
通の一軸往復走査用デジタル双方向掃引発生器を
含む電子装置を設ける。カメラ電子装置の別の電
子回路では自己相関器を有するパルス縁検出回路
で処理してノイズを除去する。更にカメラ電子装
置の別の回路にはデジタル棒材寸法信号及びカメ
ラ視野内における棒材位置信号を出力するアキユ
ムレータを含んでいる。 各カメラの棒材寸法信号及び棒材位置信号、棒
材温度等はオフライン又はオンラインで下記の機
能を実行するようプログラムされたデジタル計算
機で処理される。第1に、視野誤差、その他の光
学的及び電子的非直線性誤差、棒材温度等をデジ
タル的に補償して各棒材寸法信号を補正し、棒材
が視野のどこにあつても極めて精密な棒材直径測
定値を出力する。第2に、測定装置をオフライン
で較正し、オンラインで自動的に再較正する。第
3に、走査装置の駆動を手動的に又は自動的に制
御して走査中各カメラの補正された棒材直径測定
値をイレクリメントデジタル記憶する。第4に、
CRT及び印字端末と相互作用して、(a)走査範囲
内の任意の位置における各カメラの棒材直径測定
値を表示記録する、(b)使用する記憶棒材直径デー
タ及び操作データヘツダを表示記録し、また商用
公差及びその1/2の公差上に重ねて棒材プロフイ
ールを表示し目標からの偏差を表示する、(c)各測
定のヒストグラム及び測定偏差のヒストグラムを
表示記録する。計算機はプロフイール及びヒスト
グラムデータを要求されたときに圧延機制御装置
に送出する。 本発明を例示とした実施例並びに図面について
説明する。 第1に棒材寸法測定制御装置について説明す
る。 第1図は棒材寸法を測定制御するための計算機
化電気光学装置を示し、逆光カメラを高温鋼棒圧
延機に取付ける。測定装置は例えば棒材10の直
径を測定し、ロールスタンド11の出口側を過ぎ
た横位置に固着する。後述する通り、棒材直径信
号を供給された計算機は棒材10の横方向寸法を
プロツトする。この後に棒材直径データは表示、
記録し、圧延機制御装置に転送し、制御装置はこ
のデータを使用してロールスタンド11の横方向
間隔を規正し、棒材10を目標寸法とする。 第1図に示す光源箱30は電子カメラメツド3
1に対向し、棒材10が光経路を通つた時に棒の
影の寸法はある横位置での棒直径に比例し、電子
カメラヘツド31の像となる。逆光カメラヘツド
の標準構造は第4図によつて後述する。 光源箱30は棒材10に直角方向に、カメラ視
野の測定し得る最大寸法の棒材10よりも大きな
直径の光を生ずる。例えば、カメラの視野を7.62
cm(3インチ)とした時に光源の直径は10.16cm
(4インチ)とする。更に、光源の波長と強さと
は電子カメラヘツド31の感度特性に対応させ
る。標準光源は、後述する電子カメラヘツド用と
して直流点火螢光灯の青色光源が好適である。 棒材10の影及び棒側縁外の照射光は逆光光源
箱30から生じ、電子カメラヘツド31にカメラ
信号を生じさせる。カメラ信号は純粋のカメラパ
ルスとノイズとを含み、導線34を経て第1のカ
メラ素子装置35に供給される。第4図について
後述する通り、カメラ信号を処理してノイズを除
去し、デジタル棒材寸法及び棒材位置信号を発生
し、ケーブル36を経て計算機27に供給され
る。測定エネーブル信号及び他の信号は計算機2
7からケーブル37を経てカメラ電子装置35に
供給する。 本発明の電子光学棒材測定装置の計算機27に
はつまみセレクタ42から棒材目標デジタル信号
もケーブル43を経て供給される。目標寸法信号
は例えば4.445cm(1.7500インチ)とし、後述す
る通り棒材寸法偏差の決定等の目的に使用する。
更に計算機27はつまみセレクタ44からケーブ
ル45を経て棒材組成デジタル信号を受ける。組
成信号は棒材10の炭素成分値を示し、例えば
0.230%とし、高温棒材10の収縮寸法の補正等
の目的に使用し、後に詳述する。所要の指令デー
タ信号、例えば日付、時間、棒材の寸法公差等を
データソース46からケーブル47を経て計算機
27に供給する。上述の目標寸法信号、組成信号
等のデータ信号は測定装置使用者の選択によつて
棒材10の圧延を直接制御する制御装置によつて
供給することもできる。 圧延される高温棒材の直径測定値の温度補正を
行うために、ランド社の光学高温計ヘツド48を
走査装置12に近接させ、高温棒材温度を測定す
る。光学高温計ヘツド48は高レスポンス高温信
号を発生しケーブル49を経て例えばランド社の
高温計電子装置に供給する。測定温度信号は高温
計電子装置50のスケール合せ直線化回路によつ
て修正され、修正温度信号(例えば1670〓(910
℃)がケーブル51を経てデジタルインジケータ
52に供給される。更に、修正温度信号はケーブ
ル53を経て計算機27に供給し棒材10の収縮
の補正に使用する。 ランド社の光学高温計ヘツド48と高温計電子
装置50を使用すれば計算機27、インジケータ
52に修正温度信号を所要精度と応答速度で供給
するための調整の問題点を省略できる。調整作業
を行う場合には、この高温計装置に代えて米国特
許4015476号、走査高温計装置に記載された光学
視野走査高温計装置を使用することもできる。光
学視野走査高温度計装置は急速に往復する鏡を高
温度計ヘツドに取付け、高温棒材の通過する視野
を視準する。高温棒材はスリツトを通る像とな
り、高応答赤外線検出器を高温計ヘツドに取付け
て検出する。赤外線検出器の信号はピーク検出器
及び棒材10の温度の非線形信号を測定記憶する
サンプル及び保持回路に供給される。記憶された
非線形信号はケーブル35を経て計算機27内で
目盛付け及び線形化を行う。記憶された温度信号
は往復運動する鏡の各走査毎に例えば20ms毎に
点線のケーブル54を経て供給されるビジ−レデ
イ−フラツグパルスによつて更新される。夫々の
作業に適応させるために、視野走査周波数及び視
野幅を調整する手段を設ける。 本発明による棒材測定装置の他の特長は自動再
較正装置である。後述する通り、圧延機11を去
る高温棒材10の後端を検出する度に再較正が行
はれる。このために、高温棒材検出器55は高温
棒材の存在と不在とを検出し、対応する信号を導
線56を経て高温金属検出電子装置57に供給す
る。存在不在信号はケーブル58を径て計算機2
7に供給され自動再較正装置の始動停止を行う。 すべてのカメラ信号、目標寸法信号、組成信
号、データ信号、温度信号、棒材存在不在信号は
夫々のケーブル36,43,45,47,53,
58を経て計算機27に供給され、計算機27は
これら信号を後述する一群の計算機オフライン、
オンラインプログラムの制御の下で処理して種々
の機能を行う。この機能の一つは、棒材直径デー
タ、商用公差基準に比較した棒材偏差データを計
算機27からケーブル59を経てCRT(表示装
置)端末60に供給すること及びケーブル61を
介して端末60の標準キーボードと計算機27と
の間の相互作用を可能にすることである。 計算機27の他の機能は計算機27からケーブ
ル62を経て棒材直径データと作動ヘツダーデー
タとを印字端末63に供給すること及びケーブル
64を介して端子63の標準キーボードと計算機
27との相互作用を可能にすることにある。印字
端末63はデータログ等の印刷65を行う。他の
計算機27の機能は棒材直径データと測定装置ヒ
ストグラムとをケーブル66を経て制御装置67
に供給する。この作動はケーブル68を経て計算
機にフイードバツクされる制御装置の要求信号に
応答して行はれる。 第2図には棒材10の横断面を示す。点線の円
69,70は目標寸法直径に対する標準公差の最
大最小値である。棒材の目標寸法を4.45cm
(1.7500インチ)とした場合を示す。第2図につ
いては更に後に述べる。 CRT端子60の表示は計算機の印刷65とほ
ぼ同じである。従つてCRT端子60の表示する
棒材直径情報は測定装置作業者及びその圧延機の
作業者にとつて著しく有効である。 電子カメラヘツドについて説明する。 第1図の電気光学棒材測定装置に使用する逆光
電子カメラヘツド31を第4図に示し、光源箱3
0から棒材10に対して反対側の光軸上に配置す
る。この配置によつてカメラ視野80全面を照射
し、影81は高温棒材上下縁82,83間の寸法
に比例して変化する。高温棒材10の図は一見静
止しているようであるが圧延速度1219m/min
(4000ft/min)で通過する棒材は軌跡84内を振
動する。このため、棒材の影84は垂直方向に直
径に比例して変化するだけでなく、水平垂直方向
に移動し、移動範囲は直径約7.62cm(3インチ)
の円内となる。このため、固定棒材の場合よりは
大きな視野を必要とし、測定精度の問題が大きく
なる。 棒材の影81は垂直方向に変化し、位置は水平
垂直方向共に変化するため、カメラヘツド31に
はテレセントリツクレンズ系85を使用して平行
光線のみを通し、焦点面は棒材軌跡84の最も近
い水平線から最も遠い水平緑までに延長するよう
に定める。このために使用したレンズは7素子レ
ンズ系86であり、10.16cm(4インチ)の視野
80の中央に7.62cm(3インチ)直径の棒材軌跡
84が入るように定める。レンズ系86は像寸法
縮小率1:2であり、テレセントリツクレンズス
トツプ87は狭い水平光学開口88を有し、開口
88内を影81が通る。棒の影81を光学フイル
ター89を通し、光源30からの青色光のみを通
過させ、視野内に異なる波長の他の光源からの光
が入つたことの悪影響を防ぐ。 それ故、テレセントリツクレンズ系85は水平
光源による棒材の影81を生じ、垂直方向には棒
材縁部82,83の位置の変化に従つて変化し、
棒材10の横方向の移動に際しても鋭い焦点を結
ぶ。影81は光軸に沿つて同じ寸法であるが光軸
から垂直方向に離れるに従つて非線形関数に従つ
て大となる。このことは、電子、コイル、レンズ
の非線形の組合せによつて生じ、視野誤差と称
し、後述する通り計算機27によつて修正され
る。 テレセントリツクレンズ系85によつて伝達さ
れた棒材の影81は像応答装置90上に投射され
る。像応答装置90は300Hzで走査され、分解能
は1/10000であり、青色光に対して高い感度を有
する。装置90は解像(ID)管とし、光電陰極
電極91を有し、中央の像変換部に棒材の影81
を受ける。光電陰極電極91はID管90のドリ
フト部の光透過面の背面に設ける。電極91の放
射する光電子は外部装置によつて集中されて電子
開口92を通り、ID管90の光電子増倍部
(PM)に入る。装置90の例としてITT社の高分
解能解像管No.F4052RP型がある。 電子カメラヘツド31には解像管90の円筒形
本体を囲んで円筒形の偏向及び焦点コイル装置9
3を有する。コイル装置93には夫々Y軸、X軸
偏向コイルと焦点コイルとを有し、個別に外部電
源で附勢する。標準のミユーメタルシールドがコ
イル装置93の外側筒壁を覆い、半径方向磁界の
有効なシールドを行う。角像管用のコイル装置と
して、ウアシユバーン・ラボラトリー社のNo.
YF2308−CC3c型がある。 コイル装置93の標準ミユーメタルシールドが
半径方向軸方向の磁界に対する十分なシールドと
ならないことがある。例えば解像管90が高感度
レベルで作動し、ケージ附近で強い磁界を生ずる
電気装置が動く時は解像管90の出力は変化す
る。この条件が生じた時は、標準ミユーメタルシ
ールドを補強して軸線方向磁界の減衰を良くする
必要を生ずる。このためには、標準ミユーメタル
シールドをレンズ系85に向けて軸線方向に延長
し、フイルター89の端部を閉鎖し、棒材の影8
1の像のみが解像管90の光電陰極91に入るよ
うにする。延長したシールドを囲む第2のミユー
メタルシールドによつて更に磁界減衰を行うこと
もできる。第1のシールドは標準のままとし、第
2、第3の円筒形ミユーメタルシールドを軸線方
向に延長して第1のシールドを囲むこともでき
る。 第4図に示す解像管のドリフト等の変化その他
の電子的非線形を較正する装置を設ける。ドリフ
ト及び測定状態の変化を後述する通り、オンライ
ン較正チエツクにより識別し、較正した棒材信号
を修正する。この較正チエツクのために、解像管
90に第5図に示すマスク付き光電陰極91を有
する型式とする。 第5図に示すマスク付き光電陰極91に像変換
部に接してパターンとした像非変換部を有する。
即ち、通常の光電陰極の光電応答材料を像透過ガ
ラス面96上に精密マスク法によつて選択的に被
着して較正基準パターンとした較正マスク94,
95を形成する。図示の例では較正マスク94は
光電陰極右側中央に1個の6.35mm(0.250イン
チ)幅のマスクである。較正マスク94は右側マ
スクと称し、後述するRTMASK計算機プログラ
ムで棒材測定装置較正ドリフトのオンラインチエ
ツク用とする。較正マスク95は5本の2.54mm
(0.100インチ)幅のマスクであり、相互間隔は
2.54mm(0.100インチ)とし、光電陰極91の左
側とする。較正マスク95は左側マスクと称し、
後述するLFTMSK計算機ブロツクにおいて棒材
測定装置の光学及び電子非線形の変動のオンライ
ンチエツクを行う。第6図は第5図の右側マスク
94の拡大断面図であり、右側マスク94のボイ
ドが解像管90のガラス面96に延長することを
示す。 棒材測定装置作動の全期間を通じて、後述する
通り単軸線双方向掃引信号をY軸偏向コイルに供
給し、一定電流を焦点コイルに供給する。通常の
棒材測定作動の下で、X軸偏向コイルには電流を
供給しない。これによつて、Y軸走査は“C”走
査即ち第5図に示す光電陰極91の中央の像変換
部の走査を行う。検出器55がカメラ視野に棒材
10がない信号を生じた時に、計算機27はX軸
偏向コイルに正又は負のバイアス電流を供給して
右側又は左側較正マスク94,95を選択する。
このX軸バイアスは光電陰極91面のY軸走査を
右又は左に動かし、第5図に示す“C”走査の両
側の“R”走査、“L”走査となる。 X軸バイアスの効果は、解像管90の電子開口
92上に右又は左較正マスク94,95を動かし
たことになる。Y軸走査電圧をY軸偏向コイルに
供給すれば右又は左較正マスクの像は、“C”走
査の場合の棒材の影81と同様に電子開口92を
横切つて上下に動く。 計算機27が較正マスク94又は95を選択し
た時に導線34上に生ずるカメラパルスは、この
マスクと対応する寸法及び位置を有する棒材の影
81が光電陰極上に結像された場合と同じパルス
幅を有することになる。 カメラ電子装置について説明する。 第1図の電気光学棒材寸法測定装置に使用する
カメラ電子装置は第4図にカメラ電子装置35と
して示す。カメラ電子装置の詳細を第4図、第7
〜13図に示す。図示の電子機器は通常のソリツ
ドステートデバイスであり、TTL(トランジス
タ・トランジスタ論理)論理素子を含みこれらは
論理記号で示してある。 第4図に示す双方向掃引発電機97を第7図に
示し、第8図はタイミングダイアグラムである。
掃引発電機97の12MHzクリスタル発振器12
4は一連の基本矩形波クロツクパルス8Aを棒材
測定装置の各部に供給する。処理された棒材パル
スの実際の測定以外にも、すべてのデジタル作動
をクロツクパルス8A、双方向掃引信号8E、掃
引リセツトパルス8Dによつて同期させる。パル
ス8E,8Dは掃引回路内でほぼ300Hzで発生す
る。クロツクパルス8A、掃引信号8Eは各掃引
サイクルにおいて掃引リセツトパルス8Dによつ
て同期される。このため、クロツクパルス8Aの
所要のサブマルチブルを使用して掃引信号8Eを
分割して所要目的に使用できる。クロツクパルス
8Aを実際の測定に使用し、他の棒材寸法制御装
置用としてはクロツクパルス8Aを双方向掃引信
号8Eの周波数に分割して使用する。クロツクパ
ルス8A及び双方向掃引信号8Eの周波数値自体
は、重要ではない。これは測定装置が標準寸法の
棒材を各カメラの視野に置いて較正されるためで
ある。しかし、掃引の安定性と掃引の直線性は、
測定装置の精度に直接影響するので重要である。 第4図に示すマスタークロツク98は一連の
12MHzクロツクパルス8Aと300Hzの掃引リセツ
トパルス8Dを双方向掃引発電機97から受ける
マスタークロツク98はバツフアー、デジタルカ
ウンター、割算器、論諭回路を有し、カメラ電子
装置35全部に使用する同期パルス全部を供給し
てタイミング及び測定目的に使用する。このパル
スとして、緩衝した12MHzクロツクパルス8
A、緩衝した300Hz掃引リセツトパルス8Dを含
む。他のパルスとして300Hz短寿命高速ストロボ
パルス8H及びパルス8Hと同様であるが寿命の
長いデータ準備パルスがある。このデータ準備パ
ルスは導線99に供給され、他のパルスは第4図
に示す通り他の回路に供給される。 窓発振器100はマスタークロツク98から
12MHzクロツクパルス8Aを受信し、ゲート及
び論理回路によつて第8図のタイミング図に示す
通り各双方向掃引サイクルの1/2毎に窓パルス8
Fを発生する。反転窓パルス8も発生する。窓
パルス8F,8は後述する他の回路に供給す
る。窓パルス8F,8の幅及びタイミングは、
計算機27から導線101を経て供給される制御
パルスによつて定まる。簡単に述べれば、窓パル
ス8F,8の幅は掃引信号8Eが光電陰極91
のみを掃引するに必要な時間に関し、この時間は
全300Hz掃引サイクルの上又は下半部の大部分で
ある。例えば、カメラ視野を7.62cm(3インチ)
とし、レンズを10.16cm(4インチ)とすれば
7.62cm(3インチ)の視野が光電陰極91の全面
を覆うようにする。光電電極91を超える走査が
掃引サイクル8Fの各上下半部で生ずる。この過
走査を各掃引サイクル8Eの各上下半部の始と終
との2個の時間間隔を等分する。かくして、窓パ
ルス8Fの持続時間(約75%)と、過走査(約25
%)との合計が双方向掃引サイクル8Eの各上下
半部の持続時間となる。他の実施例として、導線
101を通る計算機27の制御信号に代えて、図
示しない選択ゲート回路によつて窓パルス幅を手
動設定することができる。 後述する計算機プログラムRTMASK、
LFTMSK、GAGRCL、CALIBRにおいて、窓発
振器100を導線101を経てプログラムし、窓
パルス8F,8の定常寸法とタイミングとを変
更する。RTMASK、GAGRLCプログラムにおい
ては、窓パルスの寸法とタイミングとは第5図の
右側較正マスク94の寸法と位置に合せて設定す
る。LFTMSKプログラムにおいては夫々の左側
較正マスク95の寸法と位置に相当する寸法とタ
イミングとした5個の窓パルスを発生し、選択的
に全部の左側較正マスク95をカバーする。
CALIBRプロケラムにおいては、窓パルスの寸法
とタイミングとは右側及び左側較正マスク94,
95の寸法と位置に対して選択的に設定する。サ
ブルーチンGAGEINプログラムにおいて定常の窓
パルス8F,8の寸法を後述する通りに設定す
る。 第4図に示す通り、双方向掃引信号8Eは掃引
発電機97からY軸コイル偏向励振器102を経
てコイル装置93のY軸偏向コイルに供給され
る。焦点コイル電源103からの一定電流は焦点
コイルに供給される。焦点電流の値を調整して、
光電陰極91上の各点から放射されたすべての電
子を電子開口92の面の一点に焦中させる。 X軸コイル励振104はコイル装置93のX軸
偏向コイルに接続する。通常の棒材寸法測定制御
作動間はX軸コイルには電流を供給しない。それ
故、Y軸上の垂直走査は第5図に示す通り、光電
陰極91の像伝達部の中央の“C”走査となる。
計算機27の後述するRTMASK、LFTMSKプロ
グラムにおいて、計算機27から制御導線10
5,106を経てXコイル励振器104に供給さ
れる指令信号によつて励振器104は正又は負の
バイアスをX軸コイルに供給する。Y軸の垂直走
査線は右又は左に移動して右側マスク94又は左
側マスク95上の“R”走査又は“L”走査とな
る。計算機27の指令でなく、手動で正又は負の
バイアス電流を供給することもできる。 上述した通り、解像管90の走査はコイル装置
93によつてY軸の単一走査又は垂直双方走査を
所要に応じて行い、帰線消去のない上下掃引とし
て連続的に走査する。通常の棒材測定制御作動間
はX軸掃引は行はず、棒材の影81を測定しない
時に装置較正のために正又は負のバイアスを供給
する。 棒材の影81がカメラ視野を走査される時に、
棒材の影81に入つた時に解像管90の出力電流
は急激に低下し、影81を過ぎた時に急激に増加
する。この電流変化は圧延機からの電気的ノイズ
と共に電圧に変換され、第4図に示さない前置増
幅器を経て増幅され、カメラヘツド31からの生
のカメラ信号出力として導線34に供給される。
この生のカメラ信号は未修正棒材パルスとノイズ
とから成る。 カメラヘツド31に組合せた解像管90を作動
する自己平衡測定ループ107にはカメラパルス
プロセサ108、導線110を経て可変制御電圧
を生ずる光電子増倍(PM)AGC回路109、解
像管90のPM部用の電圧制御高圧電源111を
有する。別の安定ドリフト部高圧電源112がド
リフト部に電圧を供給する。 カメラパルスプロセサ108を第9,10図に
示し、第11図はプロセサのタイミングパルスを
示す。カメラパルスプロセサについては後述する
が簡単に説明すれば緩衝回路、微分器、レベル検
出器、ゼロ交叉検出器、自己相関器を有し、生の
カメラ信号及び微分器のノイズを除く。プロセサ
の論理回路内で信号を反転窓パルス8と組合せ
て、正しいタイミングで発生する有効振幅の棒材
パルスのみを測定用に出力する。窓が開いていな
い時は棒材パルスは通過しない。カメラパルスプ
ロセサは緩衝カメラ信号11A及び内部フリツプ
フロツプからの精密矩形波棒材パルス11P,1
1Pを発生する。棒材パルス幅は棒の影81に比
例して変化し、棒材側縁82,83間の寸法に比
例する。 光電子増倍(PM)AGC回路109は第12図
に示し、後に詳述するが、緩衝カメラ信号11A
を受け、比較器、スイツチ付き積分器、増幅器を
有し、導線110にスイツチした可変制御電圧を
供給する。この制御電圧はPM部高圧電源111
に供給されて解像管90の利得を変化させる。こ
の比較器は基準利得レベルを定め、内部論理回路
は窓パルス8Fと反転棒材パルス11とを組合
せてAGCプランキングパルス8Gを発生する。
このAGCプランキングパルスはカメラ信号をサ
ンプリングする時間間隔を定める。 自己平衡測定ループ107の作動を説明する。
測定装置内に棒材10のない時は光源30からの
光が光電陰極91上に照射する。これによつて解
像管90のPM部に電流を生じ、導線34に流れ
る。この電流は光源30からの光の強さに比例す
る。解像管90のPM部の利得は回路109の生
ずるAGC制御電圧の有効レベルよつて最初は高
レベルに調整される。光の強さが減少し、又は解
像管90が老化すればAGC回路109はこの変
化を補償し、電源111からのPM部高電圧の値
を調整して管90のPM部の利得を変化させ、カ
メラ信号を一定振幅に保つ。 棒材10が光源30の光の経路内にあるときに
もAGC回路109は解像管90の一定出力振幅
を保つ作動を行う。それ故自己平衡測定ループ1
07は解像管90の作動を高感度レベルに保ち、
同時に信号ノイズ比を高い値に保ち、生のカメラ
パルスの有効な処理を可能にする。 第4図に示す通り、精密棒材パルス11P、ク
ロツクパルス8A、クロツクリセツトパルス8
D、急速ストロボパルス8Hが表示タイミング回
路113に供給される。内部論理回路は双方向掃
引サイクル間に生ずる2個の棒材パルス11Pの
接続時間の間クロツクパルス8Aを計数し2で割
る。この計数を同期するクロツクリセツトパルス
8Dは各双方向掃引信号8Eの終りに生ずる。論
理回路は急速ストロボパルス8Hによつて応答し
て二進棒材寸法信号を、導線114に表示用に出
力する。表示のちらつきを防ぐために、二進棒材
寸法信号は所定数の、例えば、4、32、512掃引
数について平均値とする。 二進棒材寸法信号は導線114を経てデジタル
表示器115に供給される。表示器115に内蔵
するカウンターデコーダーデイスプレーモジユー
ルはカメラ視野に入つた棒材10の未修正棒材寸
法の十進値を表示する。未修正寸法とは、光学電
子非線形、棒材温度及び組成に基く修正を施す前
の棒材寸法の意味である。 未修正棒材寸法信号を受けた計算機27は修正
を行つて修正二進棒材寸法信号を導線116を経
て修正寸法表示器117に供給する。この表示器
117も表示器115と同じ構造である。デジタ
ル表示器115,117はクロツクリセツトパル
ス8D、急速ストロボパルス8Hの制御によつて
512掃引数毎に同期更新した寸法を可視表示す
る。両表示器115,117の表示寸法差は測定
装置操作者及び圧延機操作者に対して、(a)測定装
置の修正機能は正しく作動すること、及び(b)圧延
機は目標寸法の製品を圧延していることを知らせ
る。 棒材パルス11Pの計算機による修正は、棒材
寸法を正確に定めるだけでなく、カメラヘツド3
1の光軸に対するカメラ視野内の棒材中心位置に
関して修正を行う。このために、棒材パルス11
P、クロツクパルス8A、クロツクリセツトパル
ス8D、急速ストロボパルス8Hを棒材寸法及び
位置アキユムレータ118に供給する。アキユム
レータ118を第13図に示しパルスのタイミン
グは第8図に示し、後に詳述する。2組の計数ラ
ツチ回路は共通制御ゲートによつて制御され、導
管119に二進の棒材出力信号を供給し、導線1
20に二進の棒材中央線位置出力信号を供給す
る。二進棒材寸法信号は上述の表示タイミング回
路113に生ずる未修正棒材寸法信号と同様であ
る。二進棒材位置信号に基づいてカメラ視野の1/
256の精度で棒材寸法信号の誤差を修正すること
ができる。 計算機27及び装置各部間のデータの移送は計
算機データ移送論理回路121によつて行う。論
理回路121は導線122を経て指令信号を受
け、計算機27がデータ移送可能であることを知
る。指令信号122は導線99上のマスタークロ
ツク98の生ずるデータレデイパルスと組合され
る。組合せによつて、論理回路121は送り要求
信号を導線123上に生じ、計算機27と測定装
置のタイミングの同期を取る。 双方向掃引発電機について説明する。 第7図は双方向掃引発電機97のブロツク線図
を示し、第8図にタイミング線図を示す。7.62cm
(3インチ)直径の視野で一般公差の1/4の装置精
度で棒材寸法測定を行うためには、解像管90の
Y軸上の双方向掃引は精度が高く反覆可能である
ことを必要とする。通常のアナログ掃引回路はこ
の要求レベルに達し維持することは困難である。
装置精度の低下を許容する場合にはアナログ掃引
回路も使用可能となる。しかし、本発明測定装置
の高精度を得るためには、Y軸の双方向掃引のた
めに、時間ベースとしてクリスタル発振器を使用
したデジタル装置、デジタル計数器、実際の双方
向掃引波形8Eを生ずる14ビツトデジタルアナロ
グ変換器を使用する。デジタル装置によつて後述
する通り掃引波形8Eおを変形する。 時間ベースを生ずるための高安定12MHzクリ
スタルクロツク発振器124は矩形波出力を有す
る。緩衝器125は時間ベース124の掃引作動
間の不均等負荷を防ぎ、一連のクロツクパルス8
Aを微分ライン励振器126に供給する。励振器
126の出力はクロツクパルス8Aとしてカメラ
電子装置35のマスタークロツク98に供給す
る。緩衝器125の出力はクロツクパルス8Aを
デジタル分周器127に供給し、分周器127の
計数論理回路は波形8B,8Cを生ずる。波形8
Bはアツプダウンカウンタ128即ち14ビツト二
進反転カウンタの入力となる。波形8Bは基本ク
ロツク周波数の5/12、即ち5MHzである。波形8
Cはタイミングパルスであり、カウンタ反転論理
回路129に供給され、12クロツクサイクル間に
2回生ずる。波形8Bには12クロツクサイクル間
に5パルス位置を使用し、波形8Cは2パルス位
置を使用する。それ故、双方向掃引期間の12クロ
ツクサイクルにおいて未使用の5位置が残る。 アツプダウンカウンタ128が全部1の全カウ
ントに達したことをカウンタ反転論理回路129
が感知した時に、回路129はカウントダウン可
能信号をカウンタ128に通す。カウントダウン
のタイミングは全カウントに達した後の第1のタ
イミングパルス8Cに生ずる。カウンタ128が
カウントダウン可能信号を感知した時は次のクロ
ツクパルス8Bでカウントダウンを開始する。論
理回路129がカウンタ128の全部0を感知し
た時は、タイミングパルス8Cが次に生じた時に
カウントアツプ可能信号を生ずる。次のクロツク
パルス8Bでカウンタ128はカウントアツプを
開始する。 アツプダウンカウンタ128は14ビツト二進出
力を生じ、導線130を経て14ビツト二進DA変
換器131に供給する。DA変換器131はカウ
ンタ128に応答して著しく直線のアナログ双方
向掃引信号8Eを生ずる。この信号は掃引回路緩
衝器132で緩衝されてDA変換器の過負荷を防
ぎ、掃引信号8Eとしてカメラ電子装置35のY
コイル励振器102に供給される。 アツプダウンカウンタ128が最終のダウンビ
ツトに達した時はリセツトパルス8Dを生じて論
理回路129、DA変換器131をリセツトす
る。微分ライン励振器133はリセツト信号をカ
メラ電子装置のマスタークロツク98に供給す
る。 前述した通り、12クロツクサイクル間に5個の
未使用パルス位置がある。この位置を使用して第
7図に点線で示す通り、デジタル掛算器134を
デジタル割算器127とアツプダウンカウンタ1
28との間に直列に接続して直線性の高い掃引信
号8Eに正確な非直線変形を与えることもでき
る。デジタル掛算器134は波形8Bを受けて変
型波形8B′を生ずる。アツプダウンカウンタ12
8は波形8B′とタイミングパルス8Cとによつて
指令信号を変化させ、掛算器の特性に応じて総計
アツプカウント又は総計ダウンカウントを変化さ
せる。このようにすると、変形掃引信号8E′に
示す通り、僅に曲線の辺を有する三角形掃引が生
ずる。 デジタル掛算器134の指令入力は導線135
によつて計算機27から供給される。図示しない
装置によつて手動設定することもできる。この掛
算器を使用して光学的及び又は電子的誤差を修正
する掃引修正を行うために使用され、この種の修
正装置は使用されていなかつた。 カメラパルスプロセサについて説明する。 カメラパルスプロセサ108は第9,10図に
ブロツク線図を示し、第11図にタイミング線図
を示す。カメラパルスプロセサ108は導線34
上の生のカメラパルスを導線11P上の正確な棒
材出力パルスに変換し、棒材両側縁82,83間
の寸法関係を正確に代表する両縁間の幅としたパ
ルスとなる。後述する微分器、自己相関器等の構
成素子によつて、カメラパルスプロセサ108は
最大約300Hzのカメラ走査速度において生のカメ
ラパルスを処理可能であり、カメラ信号及び微分
器のノイズ効果を除去できる。 第9図はカメラパルスプロセサ108のブロツ
ク線図を示し、導線上の記号11A−11Pは第
11図の波形によつて示される。導線34上のカ
メラ信号は緩衝器136によつて緩衝増幅されて
信号11Aを生ずる。信号11Aは第1の微分器
137で微分されて出力11Bとなる。信号11
Bは低及び高しきい値検出器138,139に供
給され、出力11C,11Dを得る。検出器13
8,139は正入力が負入力よりも低い電圧であ
る時に出力信号を発生する。 第1の微分信号11Bは第2の微分器140に
よつて再び微分されて出力11Eとなる。出力1
1Eを始動及び停止ゼロクロスオーバー検出器1
41,142に供給される。検出器141,14
2は1ミリボルトより大きい値の正負のゼロ交叉
遷移に際してトリガされ、棒材パルス始動ゼロ停
止ゼロ出力11F,11Gを生ずる。この出力1
1F,11Gは低及び高しきい値信号11C,1
1Dと共に固定遅延自己相関器143に供給す
る。後述する通り、出力信号11F,11Gは回
路143の内部で処理されて夫々信号11M,1
1“0”を生ずる。低高しきい値信号11C,1
1Dは棒材パルス始動停止信号11M,11
“0”に対する狭い窓を形成して信号11M、1
1“0”をトリガし、棒材出力パルス11Pの前
縁後縁を形成する正確なタイミングを生ずる。 前述した通り、導線34上の電子カメラ31の
信号は電気的ノイズも含む。このノイズは高周波
低振幅のノイズであり、電子カメラ附近の高電
流、SCR作動、圧延機駆動モータ制御装置から
電子カメラ信号に磁気的に結合された周波数を有
する。固定遅延自己相関数143を使用しなけれ
ば、このノイズも棒材出力パルス11Pのトリガ
を生ずる場合がある。例えば、カメラ信号11A
の転移が検出器138の限界−3Vよりも低い第
1の微分電圧11Bを生じた時は低しきい値信号
11Cは可能化してゼロ交叉検出器141は棒材
出力パルススタートトリガ信号を発生させる。微
分器137,140の利得は入力周波数と共に増
加するため、低振幅高周波数ノイズスパイクは検
出器138の−3Vしきい値より低い第1微分器
137出力信号11Bを発生することがある。こ
れは棒材パルス発生回路の増強を行はない時に圧
延機周辺で実際に生ずる。 このために、生のカメラパルスプロセサ108
の固定遅延自己相関器143には第10図に示す
通り、個別の自己相関器棒材パルス始動及び停止
回路144,145を有する。棒材パルス始動及
び停止回路144,145は有効棒材パルス信号
により生じた第2微分信号11Eから高周波ノイ
ズによつて生じた第2微分信号成分を弁別する。
カメラ信号11Aの低下縁では第2微分信号11
Eは正電圧に約10ミリ秒間上昇し、次に負電圧に
低下する。図示を明瞭にするために第11図の信
号11Eの波形は実際の寸法関係ではない。検出
器141,142による第2微分信号11Eのゼ
ロ交叉検出は信号11M,11“0”の始動停止
棒材パルスのトリガ点であり、棒材出力パルス1
1Pの前縁と後縁を定める。 自己相関器の棒材始動停止回路144,145
は第2微分信号11Eの夫々の10ミリ秒の上昇降
下時間を有効に利用する。このためには、後述す
る自己相関器可能化始動及び停止信号11L,1
1Nを生ずる。自己相関器始動可能化信号11L
は、第2微分信号11Eが負に低下する前に少な
くとも10ミリ秒の1/2の時間だけ連続的に正であ
る時に発生する。同様に、自己相関器停止可能化
信号11Nは第2微分信号11Eが正に上昇する
前に少なくとも10ミリ秒の1/2時間だけ連続的に
負である時に発生する。 実己相関器始動停止可能化信号11L,11N
は回路144,145で夫々の低しきい値信号1
1C,11D及び棒材パルス始動停止ゼロ交叉信
号11F,11Gに論理加算された棒材パルス始
動停止信号11M,11“0”を生ずる。信号1
1M,11“0”によつて棒材出力パルス11P
が正慨に生ずる。上述によつて明らかな通り、第
2微分信号11Eの正負の漂遊を生ずる高周波ノ
イズは5ミリモル秒以下の持続時間であるため自
己相関器可能化始動停止信号11L,11Nを生
ずることなく、棒材出力パルス11Pのトリガは
防がれる。 第10図について、自己相関器棒材パルス始動
回路144の作動を説明する。自己相関器棒材パ
ルス停止回路145の作動は同様であるが、第2
微分信号11Eが正となる前に10ミリ秒間連続的
に負であることに応答する。両回路144,14
5共に通常の論理回路を使用する。 低しきい値信号11Cは増幅器146で反転さ
れるナンドゲート147の3入力の中の1個に供
給される。ナンドゲート146は所定論理条件で
棒材パルス始動信号11Mを生ずる。 棒材パルス始動ゼロ交叉信号11Fはシユミツ
トトリガ148に供給され増幅器149で反転さ
れてトリガ信号11Hとしてナンドゲート147
及びワンシヨツト遅延回路150に供給される。
信号11Hの負となる転移はワンシヨツト遅延回
路150をトリガして5ミリ秒の論理“1”パル
ス11IをQ出力に発生し、5ミリ秒の論理
“0”パルス11Jを出力に発生する。パルス
11Iはアンドゲート151の入力に供給され
る。シユミツトトリガ148の出力はアンドゲー
ト151の他方の入力に供給されると共にフロツ
プフロツプデバイス152のリセツト入力に供給
される。高しきい値信号11Dはフリツプフロツ
プ152のデータ入力に供給され、カメラ信号1
1Aの低下縁の間に自己相関器始動回路144を
可能化し、信号11Aの上昇縁の間に回路144
不作動とする。 信号11Hが負となる時は反転器149の入力
は正となる。正となる作用はフリツプフロツプ1
52のリセツト条件を取除き、アンドゲート15
1の入力に論理“1”を供給する。ここでゲート
151はパルス11Iをフリツプフロツプ152
のクロツク入力に通し、Q出力に論理“1”パル
ス11Kが生ずる。5ミリ秒の遅延の後にワンシ
ヨツト遅延回路15の遅延時間は経過し、出力
は状態を変化し論理“1”パルス11Jとなる。
パルス11Jはフリツプフロツプ153のクロツ
ク入力となる。フリツプフロツプ153のデータ
入力には信号11Kがフリツプフロツプ152の
Q出力から供給される。 信号11Kが論理“1”ならば、フリツプフロ
ツプ153出力Qはセツトされ、始動可能信号1
1Lを生ずる。信号11Lは信号11Hから生
じ、信号11H及び低しきい値信号の反転した信
号11と共にナンドゲート147に供給されて
棒材パルス始動信号11Mを生ずる。上述の通
り、棒材パルス信号は遅延され組合されて固定遅
延自己相関機能を生ずる。 ワンシヨツト遅延デバイス150の制御する5
ミリ秒間にシユミツトトリガ148の出力が低と
なつた時、即ち第2微分信号11Eが有効棒材信
号よりも、著しく狭い時は、フリツプフロツプ1
52のリセツトは低となり信号11Kは論理
“0”となる。ワンシヨツト遅延デバイス150
の5ミリ秒後に遅延時間が終れば、データ入力低
のフリツプフロツプ153を信号11Kがクロツ
クする。このため、フリツプフロツプ153のQ
出力は論理“0”となり、棒材信号の処理は行は
ない。 ワンシヨツト遅延デバイス150は再トリガ可
能であり、次々にトリガパルス11Hを受ける。
5ミリ秒より少ない持続時間の複数のトリガパル
スがワンシヨツト遅延デバイス150をトリガす
ればQ出力信号11Iはすべてのパルスに対して
高を保ち、最後のトリガパルスの後に5ミリ秒の
時間が経過する。アンドゲート151はフリツプ
フロツプ152を各パルス毎に再クロツクする。
ワンシヨツト遅延デバイス150の出力は多トリ
ガパルスの間は連続的に高であるため、信号11
Iをアンドゲート151内でシユミツトトリガパ
ルスと組合せればフリツプフロツプ152のクロ
ツクラインは各トリガパルスに対して“0”から
“1”に論理転移する。 前述の通り、棒材パルス停止回路145は回路
144と同様であるが、異なる点は停止回路14
5が連属的に負の第2微分器信号11Eが正とな
ることでトリガされる。このため、インバータ1
54、ナンドゲート155、シユミツトトリガ1
56、インバータ157、ワンシヨツト遅延デバ
イス158、アンドゲート159、フリツプフロ
ツプ160,161は回路144の反対で同じ機
能を有する。それ故、回路145については詳述
しない。 生のカメラ棒材信号内の電気的ノイズ及び微分
器137,140で生じたノイズを取除いた後
に、棒材パルス始動停止信号11M,11“0”
は夫々の回路144,145の出力となり、棒材
縁部82,83に相関した棒材パルス前後縁のタ
イミングを正確に示す。ここで、信号11M,1
1“0”をフリツプフロツプ162のセツトリセ
ツト入力に夫々供給する。第8図に示す反転窓パ
ルス8は窓発振器100からフリツプフロツプ
162のクロツク入力に供給する。フリツプフロ
ツプ162のデータ入力は0ボルトに固定する。
このため、窓パルス8Fの存在する間だけフリツ
プフロツプ162を可能化する。窓パルスの幅と
タイミングとは前述した通り寸法測定作動によつ
て定まり、較正には無関係である。 棒材測定作動間、フリツプフロツプ162のQ
出力は正確な棒材出力パルス11Pを生じ、前縁
後縁はノイズの影響がなく正確に棒材10の横方
向寸法を代表する。計算機27が較正のため
RTMASK又はLFKMSKプログラムを選択した時
は、棒材パルス11Pは正確に右又は左のマスク
94,95の寸法を示す。 光電子増倍(PM)AGC回路について説明す
る。 解像管90の光電子増倍部(PM)用のAGC回
路109を第12図に示し、自己平衡測定ループ
107の重要な部分を形成する。AGC回路10
9には比較器163、スイツチ付積分器164、
励振増幅器165を有する。増幅器165は導線
110を通るスイツチ可変制御電圧によつてPM
部高圧電源111を励振する。この制御電圧は解
像管90の自動利得制御(AGC)となる。この
ために、PM部高圧電源111、を変化させて解
像管90内の陽極電流を一定の基準値に保つ。 緩衝カメラ信号11Aは加算抵抗166、加算
接合部167を経て比較器163の一方の入力に
供給される。加算接合部167はダイオード16
8によつて正となる入力となる。比較器基準電圧
は電源169から供給されポテンシオメータのス
ライダ170によつて調整されて棒材パルスをオ
フセツトし、スイツチ制御電圧の公称値を生じ、
高圧電源111を公称利得発生値に設定する。 緩衝されオフセツトされた棒材パルスは加算接
合部167を経てスイツチ付積分器164の電子
スイツチ171に供給される。窓パルス8Fと反
転棒材パルス11がアンドゲート172に供給
されて第8図に示すAGCブランキングパルス8
Gを生ずる。窓パルスが存在し棒材パルスがない
時はAGCブランキングパルス8Gは電子スイツ
チ171を導通させて電流を積分増幅器173に
導通させ、積分コンデンサ174を充電する。窓
パルス8F、棒材パルス11P共に存在する時は
電子スイツチ171は開き積分器出力は接合部1
75において励振増幅器165に対する公称値入
力を保つ。 励振増幅器165の加算抵抗176は一端を積
分器出力接合部175に接続され、他端を演算増
幅器177の入力に接続する。フイードバツク抵
抗178は励振増幅器165の利得を制御する。
ツエナーダイオード179は励振増幅器165の
利得を制限して、過大制御電圧が導線110に供
給され高圧電源111をオーバードライブするも
のを防ぐ。上述した通り、AGCブランキングパ
ルス8Gがない時は緩衝カメラ信号11Aが
AGC回路109を導通しPM部高圧電源111を
変化させる。AGCブランキングパルス8Gの存
在する時は棒材信号11Aは通過せず、PM・
AGC回路109の出力は積分器164のコンデ
ンサ174の充電によつて定まる一定値となる。 棒材寸法位置アキユムレータについて説明す
る。 第4図に示した棒材寸法位置アキユムレータ1
18の詳細を第13図に示し、第8,11図のタ
イミング線図も参照する。本発明により測定制御
装置では計算機27に供給される未修正のデジタ
ル棒材寸法データ及び棒材位置データは表示器1
15に供給される未修正棒材寸法及び位置データ
と同様にして別個に発生される。アキユムレータ
118の制御ゲート180には棒材パルス11
P、クロツクパルス8A、クロツクリセツトパル
ス8D、急速ストロボパルス8Hが供給され、棒
材寸法アキユムレータ回路181、棒材位置アキ
ユムレータ回路182に配分される。回路182
はカメラ視野内の棒材中心線の位置を定める。両
回路181,182はクロツクリセツトパルス8
Dによつて同期され、掃引サイクル完了毎にスト
ロボパルス8Hによつてカウントは記憶回路に移
される。 制御ゲート180は各棒材パルス11Pの前縁
及び後縁を検出し、掃引サイクルの上下半部間に
生ずる2個の棒材パルス中に発生するクロツクパ
ルス8Aの個数を2で割る。制御ゲート180は
クロツクパルスを回路181の14ビツト二進カウ
ンタ183のクロツク入力に供給し、2個の棒材
パルスのカウント値を2で割つた値を記憶する。
第1の掃引サイクルの終りにカウンタ183内の
寸法パルスカウンタは14ビツト二進ラツチ184
のデータ入力に移送される。ストロボパルス8H
はその前にラツチ184のラツチロツク入力に供
給される。第2のサイクルの開始に際してカウン
タ183はクロツクリセツトパルス8Dによつて
消去され新しいパルスカウントを受ける準備状態
となる。 第1掃引サイクルで得られた棒縁部82,83
間の棒材未修正寸法を表わす14ビツトデジタルデ
ータは第2掃引サイクルの間中ラツチ184に記
憶される。第2の掃引サイクルの間このデータは
ケーブル119によつて計算機27に移送され、
後述する計算機プログラムCMPNSTによつて修
正される。第2の掃引サイクルの終りにカウンタ
181のデータはパルス8Hによつてラツチ18
4に移され、かくしてサイクルを繰返す。棒寸法
パルスの計数は常に1回の掃引サイクルであり、
カウントはアキユムレータ回路181のラツチ内
に記憶される。 制御ゲート180は掃引サイクルの上昇半部中
に第8図の波形8Gに示す第1の棒材パルス11
Pの棒材パルス縁部185を検出すると共にこの
掃引サイクルの下降半部においてパルス縁部18
6を検出する。制御ゲート180はパルス前縁1
85,186間の掃引時間を定め、この時間を2
で割つて棒材中央線位置掃引時間を定める。更
に、制御ゲート180は一連の12MHzクロツク
パルス8Aを割算器187によつて160で割り
棒位置時間基準クロツクパルス8A/160を生ず
る。8A/160クロツクパルスは棒位置アキユムレ
ータ182の8ビツト二進カウンタ188に棒中
央線位置掃引時間の持続時間の間供給する。カウ
ンタ188に登録されたカウントはカメラ視野内
での棒材10の中央線位置を示す。この棒材中央
線位置は寸法アキユムレータ等で測定する寸法測
定値とは全く無関係に決定される。 第1の掃引サイクルの終点において、カウンタ
188内の中央線位置カウントは8ビツト二進ラ
ツチ188のデータ入力に転送されるラツチ内の
前入力はストロボパルス8Hによつて計算機に送
られている。第2のサイクルの始にカウンタ18
8はクロツクパルス8Dによつてリセツトされ、
新しい棒材中央線位置パルスカウンタを受ける状
態となる。 棒材中央線位置を代表する8ビツトデータは第
2の掃引サイクルの開始時にはラツチ189内に
記憶される。第2の掃引サイクルの間に8ビツト
データはケーブル120を経つて計算機27に移
送され、後述する計算機プログラムCMPNSTに
おいて棒材寸法データの光学誤差修正用とする。
第2の掃引サイクルの終りにカウンタ188のデ
ータはパルス8Hによつてラツチ189に入り、
このサイクルを繰返す。棒材中央線位置パルスの
カウントは常に1掃引サイクルで行なわれ、アキ
ユムレータ182内にラツチされる。 棒材位置アキユムレータ182は掃引サイクル
の1/2を256分割し、1分画は0.46mm(0.016イン
チ)となる。カメラヘツドの光学中心線は第128
分画となる。分画合計は10.404cm(4.096イン
チ)のY軸偏向コイルのY軸掃引を示す。使用可
能視野は約7.62cm(3インチ)である。使用しな
い視野は2.784cm(1.096インチ)であり、Y軸偏
向コイルは光電陰極91の上下縁を超えて掃引を
行う。 計算器について説明する。 第1図にブロツク線図として示した電気光学棒
材寸法測定制御装置の計算機27を第14図に示
す。計算機27は後述する各種機能を行うプログ
ラムとしたデジタル装置である。市販のフオート
ランのプログラム可能マイクロ計算機を使用する
こともでき、所要に応じて圧延機制御計算機装置
の一部とすることもできる。計算機27の例とし
てウエスチングハウスエレクトリツク社のW−
2500型に後述する各種プログラムを行う素子を組
合せた型式がある。 計算機27は通常の主構成部分として、入力バ
ツフア190、出力バツフア191、デイスク記
憶装置192、デイスクスイツチ190、コア記
憶装置194を有し、データプロセスユニツト1
95によつて各チヤンネル間を結合する。計算機
27の作動はオフライン及びオンライン計算機プ
ログラム196に応じて順次制御される。プログ
ラムは第15,16図に示す計算機マツプ19
7、サービスプログラム198、棒材寸法データ
プログラム199、補償プログラム200、較正
プログラム201、再較正プログラム202、ヒ
ストグラムプログラム204であり、すべて後述
する。 棒材寸法測定装置計算機27と外部装置との接
続は入力バツフア190によつて行はれ、バツフ
ア190には入力アナログ及びデジタル信号をデ
ジタルに変換する装置を有する。導線又はケーブ
ルによつて計算機に供給される入力信号は次の通
りである。ケーブル36によつてカメラ電子装置
35、導線58によつて高温金属検出器57、ケ
ーブル53,54によつて棒材温度50、導線4
3によつて棒材自標寸法42、導線45によつて
棒材組成44、ケーブル47によつて他の作動デ
ータ46、ケーブル68によつて制御装置67、
ケーブル61によつてCRT端子60、ケーブル
64によつて印字端子63に接続する。 計算機27の出力を外部装置に接続するのは出
力バツフア191であり、出力信号をデジタル及
びアナログに変換する装置を有する。出力信号と
しては、ケーブル66によつて制御装置67、ケ
ーブル37によつてカメラ電子装置35に接続す
る。 図にはケーブル、導線共に1本の線として示し
たが所要機能を行うための所要数の素線を組合せ
たケーブルを使用するのが通常である。 CRT端末60には操作盤を有し、作業者から
計算機27に手動指令を可能にする。 印字端末63に操作盤を有し、操作の手動指令
を可能をする。端末63の計算機プリント65に
は棒材直径の変化及び下記の表のデータを含む。 端末60,63は同じデータをプロツトするこ
ともできる。操作盤からの操作は下記のプログラ
ムネモニツクスコードによつて行う。 ネモニツクスを次に示す。 HS:各ヘツド用ヒストグラム MP:視野補償マツプの作成 CL:左右側マスクで較正チエツクを行う。 TY:マツプ、スロープ及びオフセツト関数、マ
スクの値の印字、 OF:スロープ及びオフセツト修正率を入れる ZE:すべてのマツプ及び修正率を0にする……
注意…… LF:左側マスクのドリフトテスト RT:右側マスクのドリフトテスト(窓を入れ
る) TR:制御SYS部に共通ゲージをデイスクに移送 XT:モニターに出力;マツプ、スロープ、オフ
セツト修正率、マスク値、窓値をデイスクに書
込む。デイスクスイツチが上の時にデイスクフ
アイルを更新・このタスク20がモニターに呼
ばれた時にフアイルをデイスクから続出。 デイスクスイツチ193にはスイツチ10とス
イツチ20とを有する。デイスク上のプログラム
又はデータを更新する時にはスイツチを“書込み
可能”位置とする。 計算機プログラムについて説明する。 次の表は計算機プログラム196に組合された
プログラムを示す。
The present invention relates to an electro-optical measurement method and apparatus. In particular, the present invention relates to an electro-optical measuring method and apparatus for measuring the dimensions of an object in the lateral direction at a fixed position or measuring the profile of the object at various positions around the object's circumference. A preferred application of the invention is for use in determining the lateral dimensions and lateral profile of a hot bar exiting a bar rolling mill in a steel mill. It can also be used to measure the dimensions and profiles of pipes and formed objects with shapes other than round, and can be used for materials other than steel. Additionally, the present invention allows measurement device histograms to be determined and plotted as required. In steel factories that roll high-temperature round bars, the rolling speed for production reaches 1219 m/min (4000 ft/min), the maximum diameter is approximately 7.62 cm (3 inches), and the rolling temperature is required to be approximately 930°C (1700〓). Ru. Another requirement is that the cold bar dimensions and roundness produced be half of the currently established commercial tolerances.
To meet this requirement, computer-controlled rolling equipment must be implemented to combine command data and actual measured dimensions to generate rolling mill control signals that minimize out-of-specification products and maximize productivity. There is. Examples of operating data used in calculations by the rolling mill control computer include the desired bar diameter, ie, target size, a tolerance of 1/2 of the commercial tolerance, and the quality of the bar, ie, the carbon content of the rolled bar. Particularly important measurement data are the actual bar diameter or bar size, the actual bar transverse profile or bar profile, and the histogram of the bar size measurements. Another measurement item is bar temperature, which is a parameter used to correct for high-temperature bar shrinkage, and is necessary for both bar measurement and rolling mill computer control. In order to program the rolling mill control calculator to meet the requirements for mill speed, bar size and dimensional tolerance 1/2, all measurements must have the following properties: The bar dimensions are measured while the bar leaving the rolling mill is moving in the longitudinal direction and vibrating in the horizontal track, and the measurement frequency is approximately 300 Hz.
Image resolution is 0.0127 mm (0.0005 inch), absolute measurement accuracy is required to be 1/4 of the commercial tolerance, and all measurements must be highly reliable under the harsh environment of a steel mill. Bar temperature measurements require similar characteristics. A histogram of the measurement results is also required. Several types of electro-optical measurement devices are commercially available for measuring bar dimensions. Early types of bar sizing equipment operated on a self-illumination principle in which chopped infrared radiation from the hot bar was passed through a lens to form an image on an infrared detector. A basic edge detection circuit is used to generate uncorrected detection pulses for the bar edge. Modern electro-optical devices used for measuring bar dimensions operate on the principle of backlighting, in which the image of the object to be measured passes through the lens and onto the electronic camera surface as a shadow of the object. In an example of this type of measurement device, a scanning laser beam illuminates the object and a lens arrangement focuses the shadow of the object onto a phototransistor. A second known measuring device is such that a fixed light source of constant luminous intensity illuminates the object;
A lens system focuses the shadow of the object onto a two-axis, unidirectional, electronically scanned image orthicon tube. Third
The known device uses a self-scanning photodiode array instead of an image orthicon tube. The light-responsive devices of the three backlight metrology devices described above generate a positive camera pulse with a width approximately corresponding to the object dimension between the edges of the shadow. The edge detection device that processes this camera pulse includes a conventional or gated differentiator to precisely define the camera pulse width relative to the object size. Another type of electro-optical measurement device combines the characteristics described above to measure the transverse profile of a bar. A first type of profile measuring device has two sets of self-illuminating cameras fixedly arranged at right angles to each other with respect to the bar passage line. This device performs bar diameter measurements at 90° distances, but not bar profile measurements. Another type of electro-optic bar profile measuring device mounts two backlit cameras at right angles to each other on a scanning device. Thereby, the bar diameter measurements in two directions and the position measurements of the scanning device obtained during the circumferential scanning of the bar are displayed or recorded on the multichannel recorder. The above-mentioned known electro-optic bar size and profile measuring devices provide reasonably valid measurements. However, the known devices are inadequate for measuring bar dimensions and profiles for modern high speed hot rolling mills and do not meet some of the aforementioned requirements. A disadvantage of the known measuring device is that firstly the object to be measured must be in a defined position in the camera field of view. Second, required camera response speed and image resolution are not available. Third, accuracy is poor during high-speed operation. That is, during high-speed operation, switch noise and differentiator noise become significantly large. Additionally, there are various electrical noises from the surroundings, making it difficult to perform reliable and accurate bar measurements at high speeds. Fourth, it is difficult or impossible to correct error causes such as optical/electronic nonlinearity, resulting in a decrease in measurement accuracy. Fifth, it is unstable and causes drift. Sixth, it lacks the ability to reliably plot and display the diameter of the bar at room temperature and the profile information of each outer circumferential position to the rolling mill operator or rolling mill computer. Seventhly, a bar measuring device histogram cannot be created. Eighth, it is not possible to correct deviations in measured dimensions due to high-frequency transverse vibration of the bar. The main object of the invention is to provide a new electro-optical measurement method and device. Another object of the present invention is to provide an electro-optical measurement method and device having high response speed, high measurement repetition rate, high accuracy, and high stability and reliability in the environment of modern high-speed hot rolling mills. Our goal is to provide the following. Another object of the present invention is to provide an electro-optical system capable of precisely measuring the dimensions of an object, no matter where the object is within the field of view of a camera, or even when the object is vibrating transversely to its direction of movement. The object of the present invention is to provide a measuring method and apparatus. Another object of the present invention is to process a camera signal to remove noise contained in the object dimension pulse in the camera signal, thereby accurately determining the object dimension pulse and accurately determining the object position within the camera field of view. An object of the present invention is to provide an electro-optical measurement method and apparatus. Another object of the present invention is to provide an electro-optical measurement method and apparatus that can correct object dimension signals from a camera for error sources such as optical and electronic nonlinearities. Another object of the present invention is to provide an electro-optical measuring method and apparatus capable of plotting, displaying, and recording the profile of the dimensions of an object in one direction or two orthogonal directions and the outer circumferential position of the object. Another object of the present invention is to provide an electro-optical measurement method and apparatus capable of plotting the profile of an object and displaying and recording it superimposed on the reference tolerance of the object. Another object of the present invention is to provide an electro-optical measuring method and apparatus capable of plotting, displaying and recording a histogram of a measuring device. Another object of the present invention is to provide an electro-optical measurement method and apparatus capable of plotting object profiles or apparatus histograms suitable for use in computer-controlled manufacturing equipment. The computerized electro-optical measuring device according to the present invention for measuring the dimensions of a vibrating and moving hot bar in one direction or two orthogonal directions at a fixed position or at multiple circumferential positions can be used in a bar hot rolling mill. The above objectives can be advantageously achieved. The invention uses one or more backlit electronic camera heads which are mounted on the scanning device at 90 DEG to each other for bidirectional measurements. Each camera head is equipped with electronics including automatic camera control (AGC) circuitry and a digital bidirectional sweep generator for single-axis reciprocating scanning common to each camera. Further electronics in the camera electronics process the noise in a pulse edge detection circuit with an autocorrelator. Further circuitry of the camera electronics includes an accumulator that outputs digital bar size signals and bar position signals within the camera field of view. The bar size signals, bar position signals, bar temperature, etc. from each camera are processed offline or online by a digital computer programmed to perform the following functions. First, each bar size signal is corrected by digitally compensating for field of view errors, other optical and electronic nonlinearity errors, bar temperature, etc., resulting in extremely precise accuracy no matter where the bar is in the field of view. Outputs the measured bar diameter. Second, the measurement device is calibrated offline and automatically recalibrated online. Third, the drive of the scanning device is manually or automatically controlled to incrementally digitally store each camera's corrected bar diameter measurements during the scan. Fourthly,
Interacts with the CRT and print terminal to (a) display and record the bar diameter measurements of each camera at any location within the scanning range; (b) display and record the stored bar diameter data and operational data header used; In addition, the bar profile is displayed superimposed on the commercial tolerance and its 1/2 tolerance, and the deviation from the target is displayed.(c) The histogram of each measurement and the histogram of the measurement deviation are displayed and recorded. The calculator sends profile and histogram data to the mill controller when requested. Embodiments and drawings illustrating the present invention will be described. First, the bar size measurement control device will be explained. FIG. 1 shows a computerized electro-optical device for measuring and controlling bar dimensions, and a backlight camera is attached to a hot steel bar rolling mill. The measuring device measures the diameter of the bar 10, for example, and is fixed in a lateral position past the exit side of the roll stand 11. As will be described below, the calculator fed with the bar diameter signal plots the lateral dimension of the bar 10. After this, the bar diameter data is displayed,
This data is recorded and transmitted to the rolling mill controller, which uses this data to regulate the lateral spacing of the roll stands 11 and to target the bar 10 to size. The light source box 30 shown in FIG.
1, when the bar 10 passes through the optical path, the size of the shadow of the bar is proportional to the diameter of the bar at a certain lateral position and becomes an image of the electronic camera head 31. The standard structure of a backlit camera head will be described later with reference to FIG. The light box 30 produces light at a diameter perpendicular to the bar 10 that is larger than the largest measurable dimension of the camera field of view. For example, set the camera field of view to 7.62
cm (3 inches), the diameter of the light source is 10.16 cm
(4 inches). Furthermore, the wavelength and intensity of the light source are made to correspond to the sensitivity characteristics of the electronic camera head 31. As the standard light source, a blue light source such as a direct current ignition fluorescent lamp is suitable for use in an electronic camera head, which will be described later. The shadow of the rod 10 and the illumination light outside the side edges of the rod come from the backlight source box 30 and produce a camera signal to the electronic camera head 31. The camera signal contains pure camera pulses and noise and is supplied via conductor 34 to a first camera element arrangement 35 . As described below with respect to FIG. 4, the camera signal is processed to remove noise and generate digital bar size and bar position signals that are provided to computer 27 via cable 36. Measurement enable signal and other signals are in Calculator 2
7 via a cable 37 to the camera electronics 35. A bar target digital signal is also supplied via a cable 43 from a knob selector 42 to the computer 27 of the electro-optical bar measuring device of the present invention. The target size signal is, for example, 4.445 cm (1.7500 inches), and is used for purposes such as determining the bar size deviation as described later.
Furthermore, the calculator 27 receives a digital bar composition signal from the knob selector 44 via a cable 45. The composition signal indicates the carbon component value of the bar 10, for example,
It is set at 0.230% and is used for the purpose of correcting the shrinkage dimension of the high temperature bar 10, which will be described in detail later. Required command data signals, such as date, time, bar dimensional tolerances, etc., are supplied from data source 46 to computer 27 via cable 47. The data signals, such as the target size signal and the composition signal mentioned above, can also be provided by a control device that directly controls the rolling of the bar 10, at the option of the user of the measuring device. To provide temperature correction of the diameter measurements of the hot bar being rolled, a RAND optical pyrometer head 48 is brought into close proximity to the scanning device 12 to measure the hot bar temperature. Optical pyrometer head 48 generates a high-response high-temperature signal and supplies it via cable 49 to, for example, the Rand Corporation pyrometer electronics. The measured temperature signal is modified by the scaling linearization circuit of the pyrometer electronics 50 to provide a modified temperature signal (e.g. 1670〓(910〓
°C) is supplied to a digital indicator 52 via a cable 51. Additionally, the corrected temperature signal is supplied via cable 53 to computer 27 for use in correcting for shrinkage of bar 10. The use of the RAND optical pyrometer head 48 and pyrometer electronics 50 eliminates the coordination problems of providing a corrected temperature signal to the calculator 27 and indicator 52 with the required accuracy and speed of response. For adjustment operations, this pyrometer device may be replaced by an optical field scanning pyrometer device as described in US Pat. No. 4,015,476, Scanning Pyrometer Device. Optical field scanning pyrometer devices attach a rapidly reciprocating mirror to the pyrometer head to collimate the field of view through which the hot bar passes. The hot bar is imaged through the slit and detected by a high-response infrared detector mounted on the pyrometer head. The infrared detector signal is fed to a peak detector and a sample and hold circuit that measures and stores a non-linear signal of the temperature of the bar 10. The stored nonlinear signal is calibrated and linearized in the computer 27 via the cable 35. The stored temperature signal is updated by a busy-ready flag pulse supplied via dotted line cable 54, for example every 20 ms, for each scan of the reciprocating mirror. Means are provided to adjust the field scanning frequency and field width to adapt to the respective task. Another feature of the bar measuring device according to the invention is an automatic recalibration device. As will be described later, recalibration is performed every time the rear end of the hot bar 10 leaving the rolling mill 11 is detected. To this end, hot bar detector 55 detects the presence and absence of a hot bar and provides a corresponding signal via conductor 56 to hot metal detection electronics 57 . The presence/absence signal is sent to the computer 2 through the cable 58.
7 to start and stop the automatic recalibration device. All camera signals, target dimension signals, composition signals, data signals, temperature signals, and bar presence/absence signals are transmitted through the respective cables 36, 43, 45, 47, 53,
58 to the computer 27, and the computer 27 sends these signals to a group of computers offline, which will be described later.
Processes under the control of online programs to perform various functions. One of these functions is to supply bar diameter data and bar deviation data compared to commercial tolerance standards from the calculator 27 via a cable 59 to a CRT (display) terminal 60; The purpose is to enable interaction between a standard keyboard and the computer 27. Other functions of the calculator 27 include providing bar diameter data and operating header data from the calculator 27 via a cable 62 to a printing terminal 63 and allowing interaction between the calculator 27 and a standard keyboard at the terminal 63 via a cable 64. The goal is to The printing terminal 63 performs printing 65 of data logs and the like. Another function of the calculator 27 is to transmit bar diameter data and measuring device histograms to a control device 67 via a cable 66.
supply to. This operation is performed in response to a controller request signal that is fed back to the computer via cable 68. FIG. 2 shows a cross section of the bar 10. The dotted circles 69 and 70 are the maximum and minimum values of the standard tolerance for the target size diameter. The target size of the bar is 4.45cm.
(1.7500 inches). Figure 2 will be discussed further later. The display on the CRT terminal 60 is almost the same as the computer print 65. Therefore, the bar diameter information displayed by the CRT terminal 60 is extremely useful for the measuring device operator and the rolling mill operator. The electronic camera head will be explained. FIG. 4 shows a backlit electronic camera head 31 used in the electro-optic bar measuring device shown in FIG.
0 on the optical axis on the opposite side to the bar 10. With this arrangement, the entire camera field of view 80 is illuminated, and the shadow 81 changes in proportion to the dimension between the upper and lower edges 82 and 83 of the hot rod. Although the diagram of high-temperature bar 10 appears to be stationary at first glance, the rolling speed is 1219 m/min.
(4000 ft/min) The bar material vibrates within the locus 84. Therefore, the shadow 84 of the bar not only changes vertically in proportion to its diameter, but also moves horizontally and vertically, and the range of movement is approximately 7.62 cm (3 inches) in diameter.
It will be within the circle. Therefore, a larger field of view is required than in the case of a fixed bar, which increases the problem of measurement accuracy. Since the bar shadow 81 changes in the vertical direction and its position changes both horizontally and vertically, a telecentric lens system 85 is used in the camera head 31 to pass only parallel light rays, and the focal plane is set at the most of the bar trajectory 84. It should extend from the nearest horizontal line to the farthest horizontal green. The lens used for this purpose was a 7-element lens system 86, which was oriented so that a 7.62 cm (3 inch) diameter bar trajectory 84 was placed in the center of a 10.16 cm (4 inch) field of view 80. Lens system 86 has an image size reduction ratio of 1:2, and telecentric lens stop 87 has a narrow horizontal optical aperture 88 through which shadow 81 passes. The shadow 81 of the rod is passed through an optical filter 89, allowing only the blue light from the light source 30 to pass through, thereby preventing the adverse effects of light from other light sources with different wavelengths entering the visual field. Therefore, the telecentric lens system 85 produces a shadow 81 of the bar due to the horizontal light source, which changes in the vertical direction as the position of the bar edges 82, 83 changes;
Even when the bar 10 moves in the lateral direction, it is brought into sharp focus. The shadow 81 has the same dimensions along the optical axis, but increases in size according to a nonlinear function as it moves away from the optical axis in a vertical direction. This is caused by a nonlinear combination of electrons, coils, and lenses, is called a field error, and is corrected by the computer 27 as described below. The shadow 81 of the bar transmitted by the telecentric lens system 85 is projected onto the image response device 90. The image response device 90 scans at 300Hz, has a resolution of 1/10000, and has high sensitivity to blue light. The device 90 is a resolution (ID) tube, has a photocathode electrode 91, and has a bar shadow 81 in the central image conversion section.
receive. The photocathode electrode 91 is provided on the back side of the light transmitting surface of the drift portion of the ID tube 90. The photoelectrons emitted by the electrode 91 are concentrated by an external device, pass through the electron aperture 92, and enter the photomultiplier (PM) of the ID tube 90. An example of the device 90 is a high resolution resolution tube No. F4052RP manufactured by ITT. The electronic camera head 31 includes a cylindrical deflection and focusing coil device 9 surrounding the cylindrical body of the resolution tube 90.
It has 3. The coil device 93 has Y-axis and X-axis deflection coils and a focusing coil, respectively, and is individually energized by an external power source. A standard Myumetal shield covers the outer cylinder wall of the coil arrangement 93 and provides effective shielding of radial magnetic fields. As a coil device for square image tubes, the No.
There is YF2308−CC3c type. The standard mu-metal shield of coil arrangement 93 may not provide sufficient shielding against radial and axial magnetic fields. For example, when the tube 90 is operated at a high sensitivity level and an electrical device that generates a strong magnetic field is activated near the cage, the output of the tube 90 will change. When this condition occurs, it becomes necessary to reinforce the standard mu-metal shield to better attenuate the axial magnetic field. For this purpose, a standard mymetal shield is extended axially towards the lens system 85, the end of the filter 89 is closed and the bar shadow 8
Only one image enters the photocathode 91 of the resolution tube 90. Further field attenuation can also be provided by a second mu-metal shield surrounding the extended shield. The first shield may remain standard and second and third cylindrical mu-metal shields may be extended axially to surround the first shield. A device is provided to calibrate changes such as drift of the resolution tube and other electronic nonlinearities as shown in FIG. Drift and changes in measurement conditions are identified by an on-line calibration check and the calibrated bar signal is corrected, as described below. For this calibration check, the resolution tube 90 is of a type having a masked photocathode 91 as shown in FIG. The masked photocathode 91 shown in FIG. 5 has a patterned image non-conversion section in contact with the image conversion section.
That is, a calibration mask 94 in which a conventional photocathode photoresponsive material is selectively deposited on an image-transmitting glass surface 96 by a precision masking method to form a calibration reference pattern;
Form 95. In the illustrated example, calibration mask 94 is a single 6.35 mm (0.250 inch) wide mask centered to the right of the photocathode. Calibration mask 94, referred to as the right mask, is used for on-line checking of bar gauge calibration drift with the RTMASK computer program described below. Calibration mask 95 has five 2.54mm
(0.100 inch) wide mask, and the mutual spacing is
2.54 mm (0.100 inch) and on the left side of the photocathode 91. Calibration mask 95 is referred to as a left mask;
The LFTMSK computer block described later performs an online check of optical and electronic nonlinear fluctuations of the bar measuring device. FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the right mask 94 of FIG. 5, showing that the void in the right mask 94 extends into the glass surface 96 of the resolution tube 90. Throughout bar gauge operation, a uniaxial bidirectional sweep signal is provided to the Y-axis deflection coil and a constant current is provided to the focus coil, as described below. Under normal bar measurement operation, no current is supplied to the X-axis deflection coil. Thereby, the Y-axis scan performs a "C" scan, that is, a scan of the central image converting section of the photocathode 91 shown in FIG. When the detector 55 produces a signal that the bar 10 is not in the camera field of view, the calculator 27 supplies a positive or negative bias current to the X-axis deflection coil to select the right or left calibration mask 94,95.
This X-axis bias moves the Y-axis scan of the photocathode 91 surface to the right or left, resulting in "R" scan and "L" scan on both sides of the "C" scan shown in FIG. The effect of the X-axis bias is to move the right or left calibration mask 94, 95 over the electronic aperture 92 of the resolution tube 90. Applying a Y-axis scan voltage to the Y-axis deflection coil causes the image of the right or left calibration mask to move up and down across the electronic aperture 92, similar to the bar shadow 81 for a "C" scan. The camera pulse produced on the conductor 34 when the calculator 27 selects the calibration mask 94 or 95 has the same pulse width as if the shadow 81 of the bar having dimensions and positions corresponding to this mask had been imaged onto the photocathode. will have the following. The camera electronic device will be explained. The camera electronics used in the electro-optic bar size measurement system of FIG. 1 is shown as camera electronics 35 in FIG. Details of the camera electronics are shown in Figures 4 and 7.
- Shown in Figure 13. The illustrated electronic equipment is a conventional solid-state device and includes TTL (transistor-transistor logic) logic elements, which are represented by logic symbols. The bidirectional sweep generator 97 shown in FIG. 4 is shown in FIG. 7, and FIG. 8 is a timing diagram.
12MHz crystal oscillator 12 with swept generator 97
4 supplies a series of basic square wave clock pulses 8A to various parts of the bar measuring device. In addition to the actual measurement of processed bar pulses, all digital operations are synchronized by clock pulses 8A, bidirectional sweep signals 8E, and sweep reset pulses 8D. Pulses 8E and 8D are generated within the sweep circuit at approximately 300Hz. Clock pulse 8A and sweep signal 8E are synchronized by a sweep reset pulse 8D in each sweep cycle. Therefore, the sweep signal 8E can be divided using the required submultiples of the clock pulse 8A and used for the desired purpose. Clock pulse 8A is used for actual measurements, and clock pulse 8A is divided into the frequency of bidirectional sweep signal 8E and used for other bar size control devices. The frequency values of clock pulse 8A and bidirectional sweep signal 8E are not themselves important. This is because the measurement device is calibrated by placing a standard size bar in the field of view of each camera. However, the sweep stability and sweep linearity are
This is important because it directly affects the accuracy of the measuring device. The master clock 98 shown in FIG.
A master clock 98 receives a 12 MHz clock pulse 8A and a 300 Hz sweep reset pulse 8D from a bidirectional sweep generator 97, and includes a buffer, digital counter, divider, and logic circuit to provide synchronization pulses for all camera electronics 35. All are supplied and used for timing and measurement purposes. This pulse is a buffered 12MHz clock pulse of 8
A, includes buffered 300Hz sweep reset pulse 8D. Other pulses include a 300 Hz short-lived fast strobe pulse 8H and a data preparation pulse similar to pulse 8H but with a longer life. This data preparation pulse is provided on lead 99 and other pulses are provided to other circuits as shown in FIG. The window oscillator 100 is derived from the master clock 98.
A 12 MHz clock pulse of 8 A is received and the gate and logic circuits generate a window pulse of 8 A every 1/2 of each bidirectional sweep cycle as shown in the timing diagram of Figure 8.
Generate F. An inverted window pulse 8 is also generated. The window pulses 8F, 8 are supplied to other circuits to be described later. The width and timing of window pulses 8F and 8 are:
It is determined by a control pulse supplied from the computer 27 via the conductor 101. Briefly, the width of the window pulses 8F, 8 is such that the sweep signal 8E is
Regarding the time required to sweep only the 300 Hz sweep cycle, this time is most of the upper or lower half of the entire 300 Hz sweep cycle. For example, change the camera field of view to 7.62 cm (3 inches).
And if the lens is 10.16cm (4 inches)
A field of view of 7.62 cm (3 inches) covers the entire surface of the photocathode 91. Scanning over photoelectrode 91 occurs in each upper and lower half of sweep cycle 8F. This overscanning is divided into two equal time intervals at the beginning and end of each upper and lower half of each sweep cycle 8E. Thus, the duration of the window pulse 8F (approximately 75%) and the overscan (approximately 25%)
%) is the duration of each upper and lower half of the bidirectional sweep cycle 8E. In another embodiment, the window pulse width can be manually set by a selection gate circuit (not shown) instead of the control signal from the computer 27 through the conductor 101. The computer program RTMASK, which will be described later,
At LFTMSK, GAGRCL, and CALIBR, window oscillator 100 is programmed via conductor 101 to change the steady-state dimensions and timing of window pulses 8F, 8. In the RTMASK and GAGRLC programs, the dimensions and timing of the window pulses are set to match the dimensions and position of the right calibration mask 94 in FIG. The LFTMSK program generates five window pulses with dimensions and timing corresponding to the dimensions and position of each left calibration mask 95 to selectively cover all left calibration masks 95.
In the CALIBR program, the size and timing of the window pulses are determined by the right and left calibration masks 94,
95 dimensions and positions. In the subroutine GAGEIN program, the dimensions of the steady window pulses 8F, 8 are set as described later. As shown in FIG. 4, the bidirectional sweep signal 8E is supplied from the sweep generator 97 to the Y-axis deflection coil of the coil device 93 via the Y-axis coil deflection exciter 102. A constant current from a focus coil power supply 103 is supplied to the focus coil. Adjust the focal current value to
All electrons emitted from each point on the photocathode 91 are focused on one point on the surface of the electron aperture 92. The X-axis coil excitation 104 is connected to the X-axis deflection coil of the coil arrangement 93. No current is supplied to the X-axis coil during normal bar size measurement control operation. Therefore, the vertical scanning on the Y axis becomes a "C" scanning of the center of the image transmission section of the photocathode 91, as shown in FIG.
In the later-described RTMASK and LFTMSK programs of the computer 27, the control line 10 is
5, 106 to the X-coil exciter 104, the exciter 104 supplies a positive or negative bias to the X-axis coil. The Y-axis vertical scan line moves to the right or left to become an "R" scan or "L" scan on the right mask 94 or the left mask 95. It is also possible to manually supply the positive or negative bias current instead of using a command from the computer 27. As described above, the scanning of the resolution tube 90 is performed by the coil device 93 in a single Y-axis scan or in both vertical scans as required, and is continuously scanned as an up-and-down sweep without blanking. During normal bar measurement control operations, no X-axis sweep is performed and a positive or negative bias is provided for device calibration when bar shadow 81 is not being measured. When the bar shadow 81 is scanned across the camera field of view,
The output current of the resolution tube 90 decreases rapidly when entering the shadow 81 of the rod, and increases rapidly when passing the shadow 81. This current change, along with electrical noise from the rolling mill, is converted to voltage, amplified via a preamplifier not shown in FIG. 4, and provided to lead 34 as a raw camera signal output from camera head 31.
This raw camera signal consists of unmodified bar pulses and noise. A self-balancing measurement loop 107 operating the resolution tube 90 associated with the camera head 31 includes a camera pulse processor 108 , a photomultiplier (PM) AGC circuit 109 that produces a variable control voltage via conductor 110 , and a PM section of the resolution tube 90 . It has a voltage controlled high voltage power supply 111 for use. Another stable drift section high voltage power supply 112 supplies voltage to the drift section. The camera pulse processor 108 is shown in FIGS. 9 and 10, and FIG. 11 shows the timing pulses of the processor. The camera pulse processor will be described later, but briefly, it has a buffer circuit, a differentiator, a level detector, a zero-crossing detector, and an autocorrelator, and removes noise from the raw camera signal and the differentiator. The signal is combined in the logic circuit of the processor with the inverted window pulses 8 to output for measurement only those bar pulses of valid amplitude that occur at the correct timing. When the window is not open, the bar pulse does not pass through. The camera pulse processor provides a buffered camera signal 11A and a precision square wave bar pulse 11P, 1 from an internal flip-flop.
Generates 1P. The bar pulse width varies in proportion to the bar shadow 81 and is proportional to the dimension between the bar side edges 82, 83. The photomultiplier (PM) AGC circuit 109 is shown in FIG. 12 and will be described in detail later, but the buffered camera signal 11A
It has a comparator, a switched integrator, and an amplifier, and supplies a switched variable control voltage to the conductor 110. This control voltage is the PM section high voltage power supply 111.
is supplied to change the gain of the resolution tube 90. This comparator establishes a reference gain level and internal logic combines window pulse 8F and inverted bar pulse 11 to generate AGC blanking pulse 8G.
This AGC planking pulse defines the time interval for sampling the camera signal. The operation of self-balancing measurement loop 107 will now be described.
When there is no bar 10 in the measuring device, light from the light source 30 illuminates the photocathode 91. This generates a current in the PM section of the resolution tube 90, which flows through the conductor 34. This current is proportional to the intensity of light from light source 30. The gain of the PM section of resolution tube 90 is initially adjusted to a high level by the effective level of the AGC control voltage produced by circuit 109. If the light intensity decreases or the resolution tube 90 ages, the AGC circuit 109 compensates for this change and changes the gain of the PM section of the tube 90 by adjusting the value of the PM section high voltage from the power supply 111. to keep the camera signal at a constant amplitude. Even when the bar 10 is within the light path of the light source 30, the AGC circuit 109 operates to maintain a constant output amplitude of the resolution tube 90. Therefore self-balancing measurement loop 1
07 maintains the operation of the resolution tube 90 at a high sensitivity level,
At the same time, it maintains a high signal-to-noise ratio, allowing effective processing of raw camera pulses. As shown in Fig. 4, precision bar pulse 11P, clock pulse 8A, clock reset pulse 8
D, rapid strobe pulse 8H is supplied to display timing circuit 113; Internal logic counts and divides clock pulses 8A by two during the connection time of two bar pulses 11P that occur during a bidirectional sweep cycle. A clock reset pulse 8D that synchronizes this count occurs at the end of each bidirectional sweep signal 8E. The logic circuit responds with a rapid strobe pulse 8H to output a binary bar size signal on lead 114 for display. To prevent display flickering, the binary bar size signal is averaged over a predetermined number of sweeps, eg, 4, 32, 512. The binary bar size signal is provided via conductor 114 to a digital display 115. A counter-decoder display module within display 115 displays the decimal value of the uncorrected bar size of the bar 10 that enters the camera's field of view. By uncorrected dimensions is meant the bar dimensions prior to corrections based on optoelectronic nonlinearity, bar temperature, and composition. Receiving the uncorrected bar size signal, the calculator 27 makes corrections and supplies the corrected binary bar size signal to the corrected size display 117 via the conductor 116. This display 117 also has the same structure as the display 115. Digital displays 115 and 117 are controlled by clock reset pulse 8D and rapid strobe pulse 8H.
Visually displays the synchronously updated dimensions every 512 sweeps. The difference in dimensions displayed on both indicators 115 and 117 indicates to the measuring device operator and rolling mill operator that (a) the correction function of the measuring device is operating correctly, and (b) that the rolling mill is producing a product of the target size. Let me know that you are rolling. The computer correction of the bar pulse 11P not only accurately determines the bar dimensions, but also ensures that the camera head 3
The center position of the bar within the camera field of view with respect to the optical axis of 1 is corrected. For this purpose, the bar pulse 11
P, clock pulse 8A, clock reset pulse 8D, and rapid strobe pulse 8H to bar size and position accumulator 118. The accumulator 118 is shown in FIG. 13, and the pulse timing is shown in FIG. 8 and will be described in detail later. The two sets of counting latch circuits are controlled by a common control gate and provide a binary bar output signal to conduit 119 and
A binary bar centerline position output signal is provided to 20. The binary bar size signal is similar to the unmodified bar size signal provided to the display timing circuit 113 described above. 1/ of camera field of view based on binary bar position signal
Errors in the bar size signal can be corrected with an accuracy of 256 degrees. Transfer of data between the computer 27 and each part of the device is performed by a computer data transfer logic circuit 121. Logic circuit 121 receives a command signal via conductor 122 and learns that computer 27 is capable of data transfer. Command signal 122 is combined with a data ready pulse produced by master clock 98 on lead 99. In combination, logic circuit 121 generates a send request signal on conductor 123 to synchronize the timing of calculator 27 and measurement equipment. A bidirectional sweep generator will be explained. FIG. 7 shows a block diagram of bidirectional sweep generator 97, and FIG. 8 shows a timing diagram. 7.62cm
In order to measure bar dimensions with a (3 inch) diameter field of view and an instrument accuracy of 1/4 of the general tolerance, the bidirectional sweep on the Y axis of the resolution tube 90 is highly accurate and repeatable. I need. Conventional analog sweep circuits have difficulty reaching and maintaining this required level.
An analog sweep circuit can also be used if a reduction in device accuracy is acceptable. However, in order to obtain the high precision of the measuring device of the present invention, for the bidirectional sweep of the Y axis, a digital device using a crystal oscillator as the time base, a digital counter, yielding the actual bidirectional sweep waveform 8E14 Use a bit digital to analog converter. A digital device transforms the sweep waveform 8E as described below. A high stability 12MHz crystal clock oscillator 124 for generating the time base has a square wave output. A buffer 125 prevents uneven loading between sweep operations of the time base 124 and a series of clock pulses 8.
A is supplied to the differential line exciter 126. The output of exciter 126 is provided as clock pulses 8A to master clock 98 of camera electronics 35. The output of buffer 125 provides clock pulse 8A to digital divider 127, whose counting logic produces waveforms 8B and 8C. Waveform 8
B becomes an input to an up-down counter 128, a 14-bit binary inversion counter. Waveform 8B is 5/12 of the fundamental clock frequency, or 5MHz. Waveform 8
C is a timing pulse that is applied to counter inversion logic 129 and occurs twice during 12 clock cycles. Waveform 8B uses 5 pulse positions during 12 clock cycles, and waveform 8C uses 2 pulse positions. Therefore, 5 positions remain unused in the 12 clock cycles of the bidirectional sweep period. The counter inversion logic circuit 129 indicates that the up-down counter 128 has reached a total count of all 1s.
is sensed, circuit 129 passes a countdown enable signal to counter 128. The timing of the countdown occurs at the first timing pulse 8C after reaching the full count. When the counter 128 senses the countdown enable signal, it starts counting down at the next clock pulse 8B. When logic circuit 129 senses all zeros in counter 128, it generates a count up enable signal the next time timing pulse 8C occurs. At the next clock pulse 8B, counter 128 starts counting up. Up-down counter 128 produces a 14-bit binary output which is provided via conductor 130 to a 14-bit binary DA converter 131. DA converter 131 produces a highly linear analog bidirectional sweep signal 8E in response to counter 128. This signal is buffered by a sweep circuit buffer 132 to prevent overloading of the DA converter, and is output as a sweep signal 8E to the camera electronics 35.
It is supplied to the coil exciter 102. When the up-down counter 128 reaches the final down bit, a reset pulse 8D is generated to reset the logic circuit 129 and the DA converter 131. Differential line exciter 133 provides a reset signal to master clock 98 of the camera electronics. As previously mentioned, there are 5 unused pulse positions during the 12 clock cycles. Using this position, as shown by the dotted line in FIG.
It is also possible to provide accurate non-linear deformation to the highly linear sweep signal 8E by connecting it in series with 28. Digital multiplier 134 receives waveform 8B and produces a modified waveform 8B'. Updown counter 12
8 changes the command signal according to the waveform 8B' and the timing pulse 8C, and changes the total up count or total down count depending on the characteristics of the multiplier. This results in a triangular sweep with slightly curved sides, as shown in modified sweep signal 8E'. The command input for the digital multiplier 134 is via the conductor 135.
is supplied from the computer 27 by. Manual setting can also be performed using a device not shown. This multiplier was used to perform sweep corrections to correct for optical and/or electronic errors, and correction devices of this type were not used. The camera pulse processor will be explained. A block diagram of the camera pulse processor 108 is shown in FIGS. 9 and 10, and a timing diagram is shown in FIG. Camera pulse processor 108 is connected to conductor 34
The above raw camera pulse is converted into an accurate bar output pulse on the conductor 11P, resulting in a pulse with a width between both edges 82, 83 of the bar that accurately represents the dimensional relationship between the edges 82, 83. The differentiator, autocorrelator, and other components described below enable the camera pulse processor 108 to process raw camera pulses at camera scan rates up to approximately 300 Hz, and to remove camera signal and differentiator noise effects. . FIG. 9 shows a block diagram of camera pulse processor 108, with symbols 11A-11P on the conductors indicated by the waveforms of FIG. The camera signal on lead 34 is buffered and amplified by buffer 136 to produce signal 11A. The signal 11A is differentiated by a first differentiator 137 and becomes an output 11B. signal 11
B is fed to low and high threshold detectors 138, 139 to obtain outputs 11C, 11D. Detector 13
8,139 produces an output signal when the positive input is at a lower voltage than the negative input. The first differential signal 11B is differentiated again by the second differentiator 140 and becomes an output 11E. Output 1
Start and stop 1E zero crossover detector 1
41,142. Detectors 141, 14
2 is triggered on positive and negative zero crossing transitions of greater than 1 millivolt to produce bar pulse start zero stop zero outputs 11F, 11G. This output 1
1F, 11G are low and high threshold signals 11C, 1
1D and is supplied to a fixed delay autocorrelator 143. As will be described later, the output signals 11F and 11G are processed inside the circuit 143 to become signals 11M and 1, respectively.
1 “0” is generated. Low/high threshold signal 11C, 1
1D is bar material pulse start/stop signal 11M, 11
Signals 11M, 1 form a narrow window for “0”
1 "0" to produce accurate timing to form the leading and trailing edges of the bar output pulse 11P. As mentioned above, the electronic camera 31 signal on the conductor 34 also includes electrical noise. This noise is high frequency, low amplitude noise with a frequency that is magnetically coupled to the electronic camera signal from the high current near the electronic camera, SCR activation, and mill drive motor controller. If the fixed delay autocorrelation factor 143 is not used, this noise may also cause the bar output pulse 11P to be triggered. For example, camera signal 11A
low threshold signal 11C is enabled and zero crossing detector 141 generates a bar output pulse start trigger signal when the transition produces a first differential voltage 11B below the -3V limit of detector 138 . Because the gains of differentiators 137, 140 increase with input frequency, low amplitude high frequency noise spikes can generate first differentiator 137 output signal 11B below the -3V threshold of detector 138. This actually occurs around the rolling mill when the bar pulse generation circuit is not reinforced. For this purpose, the raw camera pulse processor 108
The fixed delay autocorrelator 143 has separate autocorrelator bar pulse start and stop circuits 144, 145, as shown in FIG. The bar pulse start and stop circuits 144, 145 discriminate the second differential signal component caused by high frequency noise from the second differential signal 11E caused by the active bar pulse signal.
At the falling edge of the camera signal 11A, the second differential signal 11
E rises to a positive voltage for about 10 milliseconds and then falls to a negative voltage. For clarity of illustration, the waveform of signal 11E in FIG. 11 does not correspond to actual dimensions. The zero crossing detection of the second differential signal 11E by the detectors 141, 142 is the trigger point of the start/stop bar pulse of the signals 11M, 11 "0", and the bar output pulse 1
Define the leading and trailing edges of 1P. Autocorrelator bar start/stop circuits 144, 145
makes effective use of the rising and falling times of 10 milliseconds for each of the second differential signals 11E. For this purpose, autocorrelator enabling start and stop signals 11L and 11L, which will be described later, are required.
Generates 1N. Autocorrelator start enable signal 11L
occurs when the second differential signal 11E is continuously positive for at least 1/2 of 10 milliseconds before falling negative. Similarly, the autocorrelator stop enable signal 11N occurs when the second derivative signal 11E is continuously negative for at least 1/2 of 10 milliseconds before going positive. Actual correlator start/stop enabling signals 11L, 11N
are the respective low threshold signals 1 in circuits 144 and 145.
1C, 11D and the bar pulse start/stop zero crossing signals 11F, 11G to produce bar pulse start/stop signals 11M, 11 "0". signal 1
Bar material output pulse 11P by 1M, 11 “0”
occurs legitimately. As is clear from the above, since the high frequency noise that causes the positive and negative straying of the second differential signal 11E has a duration of 5 mmol seconds or less, the autocorrelator enabling start/stop signals 11L and 11N are not generated and the bar material Triggering of output pulse 11P is prevented. 10, the operation of the autocorrelator bar pulse starting circuit 144 will be described. The operation of the autocorrelator bar pulse stop circuit 145 is similar, but the second
In response, differential signal 11E is continuously negative for 10 milliseconds before becoming positive. Both circuits 144, 14
5 both use normal logic circuits. Low threshold signal 11C is applied to one of three inputs of NAND gate 147 which is inverted by amplifier 146. NAND gate 146 generates bar stock pulse start signal 11M under predetermined logic conditions. The bar material pulse starting zero crossing signal 11F is supplied to a Schmitt trigger 148, inverted by an amplifier 149, and sent to a NAND gate 147 as a trigger signal 11H.
and one-shot delay circuit 150.
The negative transition of signal 11H triggers one-shot delay circuit 150 to generate a 5 millisecond logic "1" pulse 11I at the Q output and a 5 millisecond logic "0" pulse 11J at the output. Pulse 11I is provided to the input of AND gate 151. The output of limit trigger 148 is applied to the other input of AND gate 151 and to the reset input of flip-flop device 152. High threshold signal 11D is provided to the data input of flip-flop 152 and camera signal 1
Enable autocorrelator starting circuit 144 during the falling edge of signal 1A and enable circuit 144 during the rising edge of signal 11A.
Inactive. When the signal 11H becomes negative, the input of the inverter 149 becomes positive. Positive action is flip-flop 1
52 reset condition is removed and AND gate 15
A logic "1" is supplied to the 1 input. Here, the gate 151 transfers the pulse 11I to the flip-flop 152.
clock input, resulting in a logic "1" pulse 11K at the Q output. After a 5 millisecond delay, the delay time of the one shot delay circuit 15 has elapsed and the output changes state to become a logic "1" pulse 11J.
Pulse 11J becomes the clock input of flip-flop 153. The data input of flip-flop 153 is supplied with signal 11K from the Q output of flip-flop 152. If signal 11K is logic "1", flip-flop 153 output Q is set and start enable signal 1
Produces 1L. Signal 11L is derived from signal 11H and is applied to NAND gate 147 along with signal 11H and the inverted signal 11 of the low threshold signal to produce bar stock pulse start signal 11M. As discussed above, the bar stock pulse signals are delayed and combined to produce a fixed delay autocorrelation function. One-shot delay device 150 controls 5
When the output of the shoot trigger 148 becomes low for milliseconds, that is, when the second differential signal 11E is significantly narrower than the effective bar signal, the flip-flop 1
Reset 52 goes low and signal 11K becomes a logic "0". One-shot delay device 150
When the delay time expires 5 milliseconds later, signal 11K clocks flip-flop 153 with data input low. Therefore, the Q of flip-flop 153 is
The output is logic "0" and there is no line for processing the bar signal. One-shot delay device 150 is retriggerable and receives trigger pulses 11H one after the other.
If multiple trigger pulses of less than 5 milliseconds in duration trigger the one-shot delay device 150, the Q output signal 11I remains high for all pulses and a time period of 5 milliseconds elapses after the last trigger pulse. . AND gate 151 reclocks flip-flop 152 on each pulse.
The output of one-shot delay device 150 is continuously high during multiple trigger pulses, so signal 11
When I is combined with a Schmitt trigger pulse in AND gate 151, the clock line of flip-flop 152 undergoes a logic transition from "0" to "1" for each trigger pulse. As mentioned above, the bar pulse stop circuit 145 is similar to the circuit 144, except that the stop circuit 14
5 is triggered when the second differentiator signal 11E, which is concomitantly negative, becomes positive. Therefore, inverter 1
54, NAND gate 155, Schmitt trigger 1
56, inverter 157, one-shot delay device 158, AND gate 159, and flip-flops 160 and 161 are opposite of circuit 144 and have the same function. Therefore, circuit 145 will not be described in detail. After removing the electrical noise in the raw camera bar signal and the noise generated by the differentiators 137, 140, the bar pulse start/stop signals 11M, 11 "0"
are the outputs of the respective circuits 144, 145 and accurately indicate the timing of the leading and trailing edges of the bar pulse relative to the bar edges 82, 83. Here, the signal 11M,1
1 "0" is applied to the reset input of flip-flop 162, respectively. An inverted window pulse 8, shown in FIG. 8, is provided from window oscillator 100 to the clock input of flip-flop 162. The data input of flip-flop 162 is fixed at 0 volts.
Therefore, flip-flop 162 is enabled only while window pulse 8F is present. The width and timing of the window pulses are determined by the sizing operation, as described above, and are independent of calibration. During the bar measurement operation, the Q of the flip-flop 162
The output produces a precise bar output pulse 11P, with leading and trailing edges accurately representing the lateral dimensions of the bar 10 without noise effects. Calculator 27 for calibration
When selecting the RTMASK or LFKMSK program, the bar pulse 11P accurately indicates the dimensions of the right or left mask 94,95. The photomultiplier (PM) AGC circuit will be explained. An AGC circuit 109 for the photomultiplier (PM) of the resolution tube 90 is shown in FIG. 12 and forms an important part of the self-balancing measurement loop 107. AGC circuit 10
9 has a comparator 163, an integrator with switch 164,
It has an excitation amplifier 165. Amplifier 165 is controlled by a switch variable control voltage through conductor 110.
The high voltage power supply 111 is excited. This control voltage becomes automatic gain control (AGC) of the resolution tube 90. For this purpose, the PM section high voltage power supply 111 is changed to maintain the anode current in the resolution tube 90 at a constant reference value. The buffered camera signal 11A is supplied to one input of a comparator 163 via a summing resistor 166 and a summing junction 167. Summing junction 167 is diode 16
8 makes the input positive. A comparator reference voltage is provided by power supply 169 and adjusted by potentiometer slider 170 to offset the bar pulses to produce a nominal value for the switch control voltage;
The high voltage power supply 111 is set to a nominal gain generation value. The buffered and offset bar pulses are fed via summing junction 167 to electronic switch 171 of switched integrator 164. The window pulse 8F and the reverse bar pulse 11 are supplied to the AND gate 172 to produce the AGC blanking pulse 8 shown in FIG.
produces G. When a window pulse is present and there is no bar pulse, AGC blanking pulse 8G conducts electronic switch 171 to conduct current to integrating amplifier 173 and charging integrating capacitor 174. When both the window pulse 8F and the bar pulse 11P are present, the electronic switch 171 is opened and the integrator output is at the junction 1.
At 75, the nominal value input to the excitation amplifier 165 is maintained. A summing resistor 176 of excitation amplifier 165 is connected at one end to integrator output junction 175 and at the other end to the input of operational amplifier 177 . Feedback resistor 178 controls the gain of excitation amplifier 165.
Zener diode 179 limits the gain of excitation amplifier 165 to prevent excessive control voltage from being applied to conductor 110 and overdriving high voltage power supply 111 . As mentioned above, when there is no AGC blanking pulse 8G, the buffer camera signal 11A is
The AGC circuit 109 is made conductive and the PM section high voltage power supply 111 is changed. When the AGC blanking pulse 8G exists, the bar signal 11A does not pass, and the PM/
The output of the AGC circuit 109 becomes a constant value determined by charging the capacitor 174 of the integrator 164. The bar size position accumulator will be explained. Bar size position shown in Fig. 4 Accumulator 1
18 is shown in detail in FIG. 13, and the timing diagrams in FIGS. 8 and 11 are also referred to. According to the present invention, in the measurement control device, uncorrected digital bar size data and bar position data supplied to the computer 27 are displayed on the display 1.
15 is generated separately in a similar manner to the uncorrected bar size and position data provided in 15. The control gate 180 of the accumulator 118 has a bar material pulse 11.
P, a clock pulse 8A, a clock reset pulse 8D, and a rapid strobe pulse 8H are supplied and distributed to a bar size accumulator circuit 181 and a bar position accumulator circuit 182. circuit 182
defines the position of the bar centerline within the camera field of view. Both circuits 181 and 182 are clock reset pulse 8
D, and the count is transferred to the storage circuit by strobe pulse 8H after each sweep cycle is completed. Control gate 180 detects the leading and trailing edges of each bar pulse 11P and divides by two the number of clock pulses 8A that occur during the two bar pulses that occur during the upper and lower halves of the sweep cycle. Control gate 180 provides clock pulses to the clock input of 14-bit binary counter 183 of circuit 181 and stores the count of two bar pulses divided by two.
At the end of the first sweep cycle the dimensional pulse counter in counter 183 is set to 14-bit binary latch 184.
data input. Strobe pulse 8H
is previously applied to the latch lock input of latch 184. At the beginning of the second cycle, counter 183 is cleared by clock reset pulse 8D and is ready to receive a new pulse count. Bar edges 82, 83 obtained in the first sweep cycle
Fourteen bit digital data representing the uncorrected bar size between the two is stored in latch 184 during the second sweep cycle. During the second sweep cycle this data is transferred by cable 119 to computer 27;
It is corrected by the computer program CMPNST, which will be described later. At the end of the second sweep cycle, the data in counter 181 is latched by pulse 8H.
4, thus repeating the cycle. The counting of bar dimension pulses is always one sweep cycle,
The count is stored in a latch in accumulator circuit 181. Control gate 180 generates a first bar pulse 11 as shown in waveform 8G of FIG. 8 during the ascending half of the sweep cycle.
P bar pulse edge 185 is detected and pulse edge 18 is detected in the descending half of this sweep cycle.
6 is detected. Control gate 180 is connected to pulse leading edge 1
Define the sweep time between 85 and 186, and set this time to 2.
Divide by to determine the bar center line position sweep time. In addition, control gate 180 divides the series of 12 MHz clock pulses 8A by divider 187 at 160 to produce rod position time reference clock pulses 8A/160. 8A/160 clock pulses are applied to an 8-bit binary counter 188 in rod position accumulator 182 for the duration of the rod centerline position sweep time. The count registered in the counter 188 indicates the centerline position of the bar 10 within the field of view of the camera. This bar center line position is determined completely independently of the dimension measurement values measured by a dimension accumulator or the like. At the end of the first sweep cycle, the centerline position count in counter 188 is transferred to the data input of 8-bit binary latch 188. The previous input in the latch is being sent to the computer by strobe pulse 8H. At the beginning of the second cycle the counter 18
8 is reset by clock pulse 8D,
The bar is ready to receive a new bar centerline position pulse counter. Eight bit data representative of bar centerline position is stored in latch 189 at the beginning of the second sweep cycle. During the second sweep cycle, the 8-bit data is transferred via cable 120 to computer 27 for optical error correction of bar size data in computer program CMPNST, which will be described below.
At the end of the second sweep cycle, the data in counter 188 enters latch 189 by pulse 8H;
Repeat this cycle. Counting of bar centerline position pulses is always done in one sweep cycle and is latched into accumulator 182. The bar position accumulator 182 divides 1/2 of the sweep cycle into 256 parts, and one division is 0.46 mm (0.016 inch). The optical center line of the camera head is 128th
It becomes a fraction. Fraction sum represents a Y-axis sweep of a 4.096 inch Y-axis deflection coil. The usable field of view is approximately 7.62 cm (3 inches). The unused field of view is 2.784 cm (1.096 inches), and the Y-axis deflection coil sweeps beyond the top and bottom edges of the photocathode 91. Explain the calculator. FIG. 14 shows the computer 27 of the electro-optic bar size measurement control device shown as a block diagram in FIG. The computer 27 is a digital device that is programmed to perform various functions to be described later. A commercially available Fortran programmable microcomputer may be used and may be part of the mill control computer system if desired. An example of the calculator 27 is Westinghouse Electric's W-
There is a model that combines the 2500 model with elements that perform various programs as described below. The computer 27 has an input buffer 190, an output buffer 191, a disk storage device 192, a disk switch 190, a core storage device 194 as usual main components, and a data processing unit 1.
95 connects each channel. The operation of computer 27 is sequentially controlled according to offline and online computer programs 196. The program is a computer map 19 shown in Figures 15 and 16.
7, a service program 198, a bar size data program 199, a compensation program 200, a calibration program 201, a recalibration program 202, and a histogram program 204, all of which will be described later. The bar size measuring device calculator 27 is connected to external devices through an input buffer 190, and the buffer 190 has a device for converting input analog and digital signals into digital signals. The input signals supplied to the computer by wires or cables are: Camera electronics 35 via cable 36, hot metal detector 57 via conductor 58, bar temperature 50 via cables 53, 54, conductor 4
3 indicates bar standard dimensions 42; conductor 45 indicates bar composition 44; cable 47 indicates other operating data 46; cable 68 indicates control device 67;
A cable 61 connects to a CRT terminal 60, and a cable 64 connects to a print terminal 63. An output buffer 191 connects the output of the computer 27 to an external device, and has a device for converting the output signal into digital and analog. The output signals are connected to the control device 67 via a cable 66 and to the camera electronics 35 via a cable 37. Although both the cable and the conductor are shown as a single line in the figure, it is usual to use a cable that is a combination of the required number of wires to perform the required function. The CRT terminal 60 has an operation panel that allows an operator to give manual commands to the computer 27. The printing terminal 63 has an operation panel to enable manual operation commands. The computer printout 65 on the terminal 63 includes the changes in bar diameter and the data in the table below. Terminals 60 and 63 can also plot the same data. Operations from the operation panel are performed using the program mnemonics code below. Nemonics is shown below. HS: Histogram for each head MP: Creation of visual field compensation map CL: Perform calibration check with left and right masks. TY: Print map, slope and offset functions, mask values, OF: Enter slope and offset correction rates ZE: Set all maps and correction rates to 0...
Caution... LF: Drift test of the left mask RT: Drift test of the right mask (insert window) TR: Transfer the common gauge to the control SYS section to the disk XT: Output to the monitor; map, slope, offset correction rate, mask value , writes the window value to disk. When the disk switch is on, the disk file is updated - When this task 20 is called to the monitor, files are continuously output from the disk. The disk switch 193 includes a switch 10 and a switch 20. When updating the program or data on the disk, the switch is placed in the "writable" position. The computer program will be explained. The following table shows the programs associated with computer program 196.

【表】【table】

【表】 マツプ197プログラムについて説明する。 DISCMAPプログラムは第15図に示す。プロ
グラムアドレスはデイスク記憶装置192。 CORE MAPプログラムは第16図に示す。プ
ログラムアドレスは16進コア記憶装置194。 サービスプログラム198について説明する。 IDL HANDLERプログラム;M:IDLプログ
ラムはIDLハードウエア(チヤンネル30,3
2)とゲージデータ入力サブルーチンGAGEINと
の間のすべてのデータ移送を取扱う。IDLチヤン
ネル励振器CD:IDLを経てIDLハードウエアに結
合する。二重バツフア装置を使用して全移送時間
速度を大とし、ハンドラーから出る直前に第2の
データバツフアに対する両チヤンネルのIDL移送
を開始させる。これによつて、ゲージソフトウエ
アは第1のバツフアからのデータを中断なく処理
する間に、シーケンス外レンジとしてサービス要
求割込み(SRI′s)を使用して、IDLハードウエ
アによる第2のバツフアへのデータ移送を行う。
この処理が完了すればハンドラーは再び入る。第
2のバツフアへのデータ移送が完全でない時は、
タスクは保留され、IDL外部MACROルーチンが
バツフアのオーバーフロー割込みを検出する。第
2のバツフアのオーバーフローか終了した時は
IDL外部MARCOルーチンがED:IDLプログラム
を開始しタスクの保留は解除される。第2のバツ
フアのデータ移送が完了し、又はEB:IDLによ
つて保留が解除されれば、バツフアは切替えられ
て第1バツフアを使用するデータ移送が開始さ
れ、ハンドラからの出口が生ずる。ゲージソフト
ウエアは第2バツフアのデータを処理し、このシ
ーケンスを繰返す。 各IDL移送を開始する前に、0.5秒のタイムア
ウトを有するウオツチドツグタイマーをセツトす
る。2個のバツフアのオーバーフローがこの時間
内に戻らない時は、クロツクルーチンがタスクを
解除し、可変ISTAT=1をセツトしてIDL移送
タイムアウト誤差を示す。 このルーチンで可変IBUFをセツトして、どの
バツフアが最後のIDL移送によるデータを含むか
を示す。可変IRSTRTは呼出しタスクによつて最
初に0にセツトし、最初に入力が行はれた時をこ
のルーチンでは知つている。IRSTRT=0の時は
2個のバツフア装置が作動する。次にIRSTRT=
1にセツトされ、2個のバツフア装置が作動中で
あることを示す。IRSTRT=−1の時にハンドラ
ーに対する入口を行つた時は打切IDLコメントが
両IDLチヤンネルに送られて移送をすべて中止す
る。この指令は通常は呼び出口を行う前に呼びタ
スクによつて開始され、すべてのIDL移送は停止
する。 このルーチンはIDLチヤンネルドライバCD:
IDLを呼ぶ、IDL外部MACROルーチンED:IDL
を利用する。それ故、これらのルーチンはIDLハ
ンドラーM:IDLにリンクする必要がある。 IDLハンドラー、CD:IDLルーチンを使用して
データをIDLハンドラーに形成したハンドラー制
御ブロツクからIDLハードウエア(チヤンネル3
0,32)に移送する。このルーチンではHCB
のアドレスをBレジスタに負荷してCD:IDLに
飛越すことによつて制御の移送を行う。HCBは
次の書式を有する9語のテーブルである。
[Table] The Map 197 program is explained. The DISCMAP program is shown in FIG. The program address is on the disk storage device 192. The CORE MAP program is shown in Figure 16. Program address is hex core storage 194. The service program 198 will be explained. IDL HANDLER program; M: IDL program uses IDL hardware (channel 30, 3
2) and the gauge data input subroutine GAGEIN. IDL channel exciter CD: Coupled to IDL hardware via IDL. A dual buffer system is used to increase the overall transfer time rate, starting the IDL transfer of both channels to the second data buffer just before exiting the handler. This allows the gauge software to use service request interrupts (SRI's) as out-of-sequence ranges to the second buffer by the IDL hardware while the gauge software processes data from the first buffer without interruption. data transfer.
Once this processing is complete, the handler re-enters. If the data transfer to the second buffer is not complete,
The task is suspended and the IDL external MACRO routine detects the buffer overflow interrupt. When the second buffer overflows or ends
The IDL external MARCO routine starts the ED:IDL program and the task is released from hold. Once the data transfer of the second buffer is complete or the hold is released by EB:IDL, the buffer is switched and data transfer using the first buffer begins, resulting in an exit from the handler. The gauge software processes the second buffer's data and repeats this sequence. Before starting each IDL transfer, set a watchdog timer with a 0.5 second timeout. If the two buffer overflows do not return within this time, the clock routine releases the task and sets the variable ISTAT=1 to indicate the IDL transport timeout error. This routine sets a variable IBUF to indicate which buffer contains data from the last IDL transport. The variable IRSTRT is initially set to 0 by the calling task, and the routine knows when the first line of input is missed. When IRSTRT=0, two buffer devices operate. Then IRSTRT=
Set to 1 to indicate that two buffer devices are in operation. When an entry is made to the handler when IRSTRT=-1, an abort IDL comment is sent to both IDL channels and all transfers are aborted. This command is normally initiated by the calling task before executing the call exit, and all IDL transports are stopped. This routine is from the IDL Channel Driver CD:
IDL external MACRO routine that calls IDL ED: IDL
Use. These routines therefore need to be linked to the IDL handler M:IDL. IDL Handler, CD: IDL hardware (channel 3) from the handler control block that uses IDL routines to form data into the IDL handler
0,32). In this routine, HCB
Transfer of control is performed by loading the address of B into the B register and jumping to CD:IDL. HCB is a 9-word table with the following format:

【表】 このルーチンはHCBテーブルを使用して3種
の機能を行う。第1は打切コード(HCB語1)
がI/O(入力/出力)サブシステムに送られ
る。この語の下方の7ビツトは打切るべきチヤン
ネル番号を示す。第2に強制バツフア入力
(HCB語0)がI/Oサブシステムに送られる。
この指令はIDLハードウエアを選定チヤンネルに
初期設定する。第3に、バツフア入力移送コード
がI/Oサブシステムに送られ、データ移送を開
始する。このデータは選定IDLチヤンネルからサ
ービス要求割込み(SRI)を経てコア記憶装置に
移送される。SRIに使用するポインタ及びカウン
タはHCB′sに供給されるデータを使用してこのル
ーチンによつて設定される。 IDLハンドラー、EB:IDLルーチンはシーケン
ス外指令レンジにおいて、POS/1バツフアオー
バーフローサービスリクエスト割り込みルーチン
によつて呼ばれ、バツフア入力データ移送がIDL
チヤンネル30,32上で完了した時に生ずるバ
ツフアオーバーフロー割込みに応答して作動す
る。このルーチンに対する各入口は外部MACRO
制御ブロツクのバツフアオーバーフローカウント
語(ECB7)を増分する。このカウントが2に
達すれば、IDLハンドラーM:IDLの保留したタ
スクを解除する。カウントが2でない時はPOS/
1バツフアオーバーフロー出口ルーチンM:
BOXに戻り、保留タスクの状態は変化しない。
それ故、IDLハンドラーM:IDLが4個のIDLチ
ヤンネルからデータを要求すれば、バツフアオー
バーフローカウントを消去し、タスクを保留す
る。IDL外部MACROルーチンが2をカウントし
バツフアオーバーフロー割込みが完了した時は保
留は行はれない。 GAGTSK即ちデイスク常駐タスク(タスク2
0)はオフラインタスクであり、デイスク常駐オ
フラインゲージサブルーチンオーバーレイをコア
に読込み、制御をオーバーレイに移す。
GAGTSKプログラムは後述する作業者相互作用
サブルーチン呼出オーバーレイSUBCLLによつ
てネモニツクパラメータの供給に応答してコアに
特定のサブルーチンを呼ぶ。サブルーチン
SUBCLLの表にはすべてのプログラムとネモニ
ツクスとが述べてある。GAGTSKはデイスク常
駐共通部をコアに移送し、デイスクセクタースイ
ツチ12が可能の書込みであればタスクからの出
口において更新共通部をデイスクに書込む。 オフラインビシーフラツブIGAGOFは2のタ
スクの入口でセツトし、出口で消去する。 SUBCLL即ちオーバーレーとしてのデイスク
常駐サブルーチンはオフラインモードで作動し、
これによつて操作者はゲージオフライン装置と相
互作用して、所要の利用可能のオフライン棒材直
径測定プログラムを作動させる。これはデイスク
からコアに移送され、装置モーターデイスク読出
し移送制御ルーチンを使用してオフラインゲージ
タスクGAGTSK(タスク20)によつて作動す
る。操作者の入れたネモニツクスはサブルーチン
デイスクセクターを定め、このセクターはサブル
ーチンがGAGTSKとなつた時に戻り、GAGTSK
は所要サブルーチンオーバーレーで作動する。サ
ブルーチン機能はプログラムリストに述べてあ
り、操作者の要求に応答して補助として利用でき
る。 GAGTRNプログラムはゲージオフライン装置
で使用される。これは572語ゲージデータブロツ
クを所定のデイスクエリアから制御装置67の指
定する他のエリアに移送する。ゲージ共通記憶エ
リアを中間記憶装置としてデイスク−コア−デイ
スクの移送を行う。デイスクスイツチ10は可能
の書込みを必要とする。 棒材測定データプログラム202について説明
する。 補助サブルーチンであるGAGEILは常に棒材測
定データを必要とするサブルーチンに随伴する。
このサブルーチンはIDAハンドルのサブルーチン
M:IDL、CD:IDL、EB:IDLに随伴して実際
に棒材位置及び直径データを得る。更に補償を必
要とする時は補償サブルーチン(CMPSNT)に
随伴する。このサブルーチンは棒材位置及び直径
の良い読みの平均値を得、偏差を計算し、この結
果を共通テーブルに記憶する。有効性テストを行
い、所要に応じて誤差フラツグをセツトする。 補償プログラム200について説明する。 GAGMAPはオーバーレーとしてデイスク常駐
サブルーチンであり、オフラインモードで作動
し、オンライン棒材直径ゲージタスク及びサブプ
ログラムに使用する補償テーブルを作成し、これ
らオフラインゲージプログラムは補償寸法データ
を必要とする場合とする。このテーブルは共通エ
リアに常駐し、解像管視野を横切る影に生ずる非
直線性の補償を行う。このテーブルはフオーマツ
トされ、印字機63の出力となる。このプログラ
ムを作動した後に棒材直径データが有効データと
なる。これがサブルーチンSUBCLLに呼出され
る時は操作者の相互作用を必要とする。 補償マツプは256個の棒位置に相当する256個の
入口がある。素子1は全体で10404cm(4.096イン
チ)の視野底を代表し、素子256は視野頂を代
表する。各素子は修正データを有し棒の頂底縁の
位置に基く測定棒材寸法から引算する。実際の修
正はサブルーチンCMPNSTによつて行う。縁部
82,83を使用し中央線を使用しないことはマ
ツプを棒材10の各種寸法に使用可能とする。 マツプ形成手順間に12.7mm(1/2インチ)に機
械加工した試料棒材10を光軸に直角方向に±
47.1mm(±1.5インチ)前後に動かす。棒材が移
動する間にGAGMAPをオフライン較正装置で実
施する。このプログラムは10000測定を行い、棒
位置の各分画における平均偏差を計算する。この
中間結果を256素子テーブルに記憶しISUMと称
する。 棒材縁部82,83位置に基く最終補償は次の
手順によつてISUMテーブルから生ずる。 1 補償マツプを消去する。 2 計算機シミユレーシヨンのために、仮想12.7
mm(1/2インチ)棒材10を視野中心スロツト
129の0.406mm(0.016インチ)上方に置く。
頂底棒材縁部82,83の位置の計算は次の式
となる。 頂縁83=〔視野中心位置+0.406+ 棒直径/2〕/0.406 ……(式1) 底縁82=〔視野中心位置+0.406− 棒直径/2〕/0.406 ……(式2) 例 = 頂縁83=(52.018+0.406+12.7/2)/0.406 =144 ……(式3) 底縁82(52.018+0.406−12.7/2)/0.406 =113 ……(式4) 3 上縁83の位置(144)としてマツプに記憶
された値は棒材10の中心位置(129)に対応
してISUMテーブルに記憶された変位と下縁8
2の位置(113)としてマツプに記憶された値
との合計である。 IMAP(上縁83)=ISUM(中心棒) +IMAP(下縁) ……(式5) IMAP(144)=ISUM(129)+ IMAP(113) ……(式6) 4 棒材10の中心位置を上方に上げて手順2、
3を繰返す。視野中心から上方に順次0.812mm
(0.032インチ)、1.218mm(0.048インチ)、1.624
mm(0.064インチ)等とする。これを繰返して
棒材10の上縁を視野中心の上方+47.1mm(+
1.5インチ)とする。 IMAP(145)=ISUM(130)+ IMAM(114) IMAP(146)=ISUM(131)+ IMAP(145) IMAP(147)=ISUM(132)+ IMAP(146) 〓 IMAP(220)=ISUM(205)+ IMAP(189) IMAP(221)=ISUM(206)+ IMAP(190) マツプの上半は完全になる。 5 マツプの下半を前述と同じ手順で書込む。同
じ直径12.7mm(1/2インチ)の機械加工試料と
した棒材10を視野中心(128)に置き上下縁
83,82を同様にして求める。 上縁83=〔視野中心+棒寸法/2〕/0.406 (式7) 下縁82=〔視野中心−棒寸法/2〕/0.406 (8式) 上縁83=〔52.018+12.7/2〕0.406=143 (式9) 下縁82=〔52.018−12.7/2〕/0.406=112 (式10) 6 棒材下縁82のマツプ値(122)は棒材中心位
置(128)としてISUMに記憶された値と上縁
83の位置(143)としてマツプに記憶された
値との合計である。 IMAP(下縁82)=ISUM(棒中心)+ IMAP(上縁83) ……(式11) IMAP(112)=ISUM(128)+ IMAP(143) (式12) 7 棒材10の位置を視野中心から0.406mm
(0.016インチ)毎に下方に順次下げ、棒材下縁
82の位置が視野中心から−47.1mm(1.5イン
チ)までとする。 IMAP(111)=ISUM(127)+ IMAP(142) IMAP(110)=ISUM(126)+ IMAP(141) IMAP(109)=ISUM(125)+ IMAP(140) 〓 IMAP(36)=ISUM(52)+IMAP(67) IMAP(35)=ISUM(51)+IMAP(66) かくしてマツプの下半は完全になる。 8 マツプ位置の221より上方と35より下方とは
使用しない。これらの位置は第5図に示す光電
陰極の視野外の不使用位置に相当する 9 マツプ素子111〜143は0である。この
位置は視野中心から±6.35mm(0.25インチ)の
部分に相当する。 10 カメラヘツド31に対応するマツプは共通デ
ータエリア記憶装置FCOMP1に記憶される。 CONDATはゲージオフラインシステムで作動
するプログラムである。この目的は操作者がカメ
ラへツド31のスロープ及びオフセツト修正を入
れるのに使用する。この変数は下記の通りであ
る。 IMULT1:カメラヘツド31のスロープ修正率 IOFST1:カメラヘツド31のオフセツト修正率 スロープ修正は次の式に基いて視野補償サブル
ーチンCMPNSTにおいてすべての棒材に加算す
る。 寸法=(12.7mm−棒材寸法)IMULT1 オフセツト修正は次の式に基いて視野補償サブ
ルーチンCMPNSTにおいてすべての棒材に加算
する。 寸法=棒材寸法−IOFST1 ZEROはオフラインゲージシステムで作動する
プログラムである。この目的は補償マツプ、すべ
てのスローブ及びオフセツト修正率をゼロとし、
右側マスク較正を一定とする。 MAPRNTはオフラインゲージシステムで作動
する他のプログラムである。これは操作者の相互
作用を必要としない。この目的は視野補償マツ
プ、スロープ及びオフセツト修正率、左右マスク
値を印字する。 GATPCプログラムは内部に記憶した補償式を
基準として高温目標寸法を計算する。この式は3
種の変数を必要とする。第1に炭素成分を共通エ
リアBDCCOMのIGRADEから得る。第2に、共
通エリアSYSCOMのITMPZZから標材温度を得
る。第3に、共通エリアBDCCOMのICDAIMか
ら低温目標寸法を得る。計算された高温目標寸法
は共通記憶装置BDCCOMの所定エリアに記憶さ
れる。 CMPNSTは補助サブルーチンであり、ゲージ
直径データ補償を必要とする各サブルーチンに随
伴する。特に、このサブルーチンは視野内の棒材
位置に対する棒材測定データを直線化し、サブル
ーチンCORDATに対するスロープ及びオフセツ
トデータによつて測定データを修正し、サブルー
チンGAGRCCによつて生じた右側マスクデータ
による自動較正を行う。 カメラヘツド31からの棒材10のデータは、
オフラインプログラムGAGMAPによつて生じた
補償マツプFCOMP1を使用してCMPNSTサブル
ーチンによつて直線化する。補償の手順は次の通
りである。 1 アキユムレータ118からの棒材寸法及び位
置データを使用して補償マツプ上で棒材10の
上下縁83,82の位置を定める。 上縁83位置=(棒中心位置+棒寸法/2〕/0.406 下縁82位置=(棒中心位置−棒寸法/2〕/0.406 直型25.4mm(1インチ)の棒の中心が19.05
mm(3/4インチ)視野中心より上方であれば、
棒中心位置は: 52.018mm(2.048インチ)+19.05mm(0.75イン
チ)=71.07mm(2.798インチ)棒上下縁位置は
前述した通りである。 上縁83=(71.07)25.4/2)/0.406=2.03 (式13) 下縁82=(71.07−25.4/2)/0.406=140 (式14) 2 上下縁83,82に相当する補償値はマツプ
から得られ夫々ICOR1,ICOR2とする。 ICOR1=IMAP(上縁83位置) (式15) ICOR2=IMAP(下縁82位置) (式16) 3 上縁下縁83,82共に視野中心より上方に
ある時の修正は: 修正棒位置=未修正寸法−ICOR1+ICOR2 (式17) 4 上下縁83,82共に視野中心より上下にあ
る時の修正は、 修正棒位置=未修正寸法+ICOR1−ICOR2 (式18) 5 上縁83が視野中心の上方にあり下縁82が
下にある時の修正は 修正棒位置=未修正寸法−ICOR1−ICOR2 (式19) 較正プログラム201について説明する。 CALIBRはオフラインゲージシステムで作動す
るプログラムである。この作動は操作者の相互作
用は必要としない。このプログラムの目的は印字
機63上のゲージに対して性能ログを定めること
にあり、次の機能を行う。 1 左側及び右側マスク95,94に偏向させ、 a 各マスクの寸法を測定印字する。 b 記憶されたマスク値からの偏差を計算印
字、 c +のスロープ値を測定印字、 d −のスロープ値を測定印字、 e 各マスクに使用する窓を印字。 2 アナログテスト寸法、正負スロープ値を測定
印字する。 3 デジタルテストを測定印字する。 4 再較正に使用した較正更新値を印字する。 再較正プログラム202について説明する。 RTMASKプログラムはオーバーレー内のデイ
スク常駐サブルーチンであり、オフラインモード
で作動する。このプログラムによつて次の棒直径
ゲージ機能を行う。 1 右偏向電子窓ゲートを解像管90のパラメー
タの変化に適応させて変化させる。 2 共通テーブルに記憶された右側偏向直径基準
値をドリフト、部品の老化を補償するために更
新する。 3 変化を希望しない時は、このプログラムを周
期的に行い、偏差は印字機63によつて印字し
て電子的温度的理由によるドリフトを確認す
る。 このサブルーチンから定常作動に戻すために
は、解像管90の掃引を中央に戻し、全電子窓
ゲートを作動させ、逆光光源ランプを通る電流
を反対にしてランプの寿命を長くする。このプ
ログラムの主目的は長期間のドリフト点検装置
であり、他の利用法として窓ゲート及び基準テ
ーブル値の更新を行う。このプログラムはサブ
ルーチンSUBCLLによつて呼出され、操作者
の作用を必要とする。 GAGRCLはオンラインシステムで作動するプ
ログラムであり、操作者の作用を必要としない。
この目的は周期的に棒材直径ゲージを自動再較正
し、上述のドリフト修正項ITMP1を更新する。
このプログラムではカメラの掃引を偏向させて右
側マスクを走査し、最初の較正準備からの偏差を
測定してドリフト項を修正する。プログラム終了
に際して、掃引を中央に移し、正常の窓とし、光
源を反転させる。 自動再較正プログラムは、棒材10が視野内に
ない時に較正値を点検してゲージ精度を保つ。こ
の再較正プログラムの作動は棒材10が視野を去
り次の棒材が到達する前に行う。この条件は高温
金属検出電子装置57からの信号によつて定ま
る。このためにソフトウエアを使用して、既知の
内部基準例えば右側マスク94のオンライン測定
と、システム較正間に行う同じ内部基準のオフラ
イン測定との差に基くスケールフアクターを計算
する。再較正の後にゲージ視野内の次の棒材の測
定は上述のスケールフアクターを使用して修正す
る。 再較正測定の眼目は解像管90の前面マスク付
き光電陰極91である。マスクのパターンは第5
図に示す。光電陰極91には左側に2.54mm(0.1
インチ)間隔とした巾2.54mm(0.1インチ)の5
本のマスクを形成し、右側には1本の6.35mm
(0.25インチ)巾のマスクを中央に形成する。解
像管90と光電陰極91との構造と作動は第4,
5,6図について前に詳述した。X軸バイアスに
よつて“C”走査、“R”走査、“L”走査位置と
する。右側マスクカメラ信号と棒材マスクカメラ
信号とは同じである。電子装置の調整を行はない
時は時間T1で右側マスクを測定することは、時
間T2で棒材を測定することと同じである。偏差
があれば電子ドリフトであると推定される。 再較正システムは修正率を計算するために右側
マスク94のみを使用する。5本の左側マスクは
オフライン較正システムにおいて直線性の点検の
ために使用する。カメラヘツド31較正のために
右側マスクを測定し、オフライン較正システムの
右側マスクプログラム“RT”を行つてデイスク
に記憶させる。変数はIMASK1の名称でコアの共
通データエリアMSKCOMに記憶させる。制御シ
ステム作動の時はデータをデイスクからコアの共
通エリアMSKCOMに移送する。 右側マスク94のオフライン測定はGAGRCL
タスクによつて行う。高温金属検出器55が棒材
10後端がゲージを通過したことを検出した後
に、GAG−RCLプログラムによつて解像管の像
を右に偏向させてマスク94を測定する。カメラ
1の測定値とIMASK1との差を共通データエリア
TMPOFFに可変ITMP1を記憶させる。この値は
最初の較正オンライン較正とのゲージ測定値の変
化を示す。 オンライン修正機能はITMP1を使用してサブ
ルーチンCMPNSTで行う。スロープ修正は次の
式によつて各測定値を修正する。 修正棒寸法=棒寸法(棒寸法×ITMP/12.7) (式20) ITMP1=0.01524mm(0.0006インチ)とすれば 修正棒寸法(直径12.7mm)=12.7 −12.7×0.01524/12.7=12.6847(式2
1) 修正棒寸法(25.4mm)=25.4−25.4×0.0152
4/12.7 =25.3694 (式22) 修正棒寸法(38.1mm)=38.1−38.1×0.0152
4/12.7 =38.0451 (式23) 直径12.7mmの棒材の修正量はITMP1の値に等し
い。同様にして12.7mmの2倍、3倍の棒材の修正
量はITMP1の値の2倍、3倍となる。この理由
はレンズ86の縮少率が1/2であることになる。
12.7mm直経の棒材は6.35mm(0.25インチ)の影と
して光電陰極に投射され、右側マスク94の巾に
ほゞ等しい。 LFTMSKプログラムはオーバーレーとしてデ
イスク常駐サブルーチンであり、オフライインモ
ードで作動し、次の棒材直径ゲージ機能を行う。 1 左偏向電子窓ゲート機能であり、左側マスク
95の5本の左偏向棒材基準を選定するために
使用し、解像管90のパラメータの変化に適応
させて変更する。 2 左偏向直径基準値機能であり、共通テーブル
内に記憶され、ドリフト、部品の老化を補償す
るために更新する。 3 変更を希望しない時はプログラムを周期的に
行い、偏差を5本の左側偏向基準の夫々につい
て印字機63で印字し、電子的温度的ドリフト
を知る。最大サイクル時間は3200秒である このサブレーチンが終了すれば解像管90の掃
引を中央に戻し、電子窓ゲートを作動させ、逆光
光源ランプを通る電流を反転してランプ寿命を長
くする。このプログラムの目的は視野及び電子的
ドリフトの点検装置とし、他の機能として、窓ゲ
ートと基準テーブル値を更新する。これはブルー
チンSUBCLLによつて作動し、操作者の作用を
必要とする。 ヒストグラムプログラム204について説明す
る。 GAGHSTはオフラインゲージシステムで作動
するプログラムであり、操作者の作用を必要とす
る。この目的はカメラヘツド31からの多数の読
みを集め、コア194のテーブルIBDGI2に記憶
させ、第17図に示す通り±0.127mm(±0.005イ
ンチ)の範囲で0.0051mm(0.0002インチ)分画と
したカメラヘツド31のヒストグラムテーブルを
印字する。更に、すべて読みの平均及び標準偏差
を計算する。操作者は所要の棒材目標寸法に対す
る所要の多数の読みを求め、第19図に示す通り
制御装置67によつてヒストグラムテーブルを使
用を要求する 二次元及びプロフル測定制御装置について説明
する。 第1図Aは本発明の第2の実施例による計算機化
電気光学装置を示し、異なる方向の2種の寸法及
びプロフイル測定制御用とし、鋼材熱間圧延機の
走査装置に取付けた2個の逆光カメラを使用す
る。この実施例は第1図とほぼ同様であるが2組
の測定カメラ装置と走査装置とを有する。第2カ
メラ電子装置39は第4〜13図に示したカメラ
電子装置35とほぼ同様であるが第2カメラ電子
装置に使用する機器、回路、波形、タイミング線
図、計算機プログラム等は(′)を附して区別す
る。この測定制御装置は棒材10の直交する直径
方向の寸法とプロフイルをロールスタンド11の
出口附近で測定し、走査装置は停止とすることも
でき、所定角速度で棒材10の外面を走査するこ
ともできる。後述する通り、2種の直径信号及び
走査装置位置信号を計算機に供給して棒材10の
横方向プロフイルをプロツトする。棒材プロフイ
ルデータを表示、記録して圧延機制御装置に伝達
し、圧延機制御装置はこのデータを使用して棒材
寸法形状の制御を、(a)ロールスタンド11の横方
向間隔の設定、(b)ロールスタンド11のロールの
縦方向アライメントの設定、(c)スタンド11の前
のスタンドのロール間隔の設定によつて行う。 双ヘツド走査装置12の逆転可能の走査機構1
3のモータ14によつて駆動される。モータ14
はケーブル15を介して可変速制御器16によつ
て附勢される。2モードセレクタスイツチ17は
ケーブル18を介して制御器16を制御して手動
自動走査作動を行はせる。装置操作者又は計算機
が手動自動制御を行う。手動制御モードにおいて
は手動による速度制御、始動、停止、走査器方向
制御は制御器19によつて行い、制御信号はケー
ブル20を経て制御器16に伝達される。自動制
御モードにおいては手動制御信号源を遮断し、走
査制御器16は後述する通り計算機から所要信号
を受ける。 走査器位置エンコーダ21を走査機構13に結
合して走査器回転の絶対位置を代表するアナログ
信号を発生する。このエンコーダ信号はケーブル
22を経て走査器位置電子装置23に供給されて
アナログ及びデジタル走査器位置信号に変換され
る。アナログ走査器位置信号はケーブル24を経
て走査器位置表示器25に伝達され、走査位置を
手動制御する時に操作者が目視制御を行う。デジ
タル走査器位置信号はケーブル26を経て計算機
27′に供給され、走査装置12を自動制御する
時に計算機指令信号に組合される。計算機27′
は始動停止信号及び速度制御信号を後述する通り
に供給する。これらの信号はケーブル28,29
を経て走査器制御器16に供給される。自動制御
モードの間、デジタル走査器位置信号は棒材プロ
フイル決定作動用として後述する通りに使用され
る。 双ヘツド走査装置12の走査機構13に第1第
2逆光電子カメラヘツド31,32を互に直角方
向として棒材10に対して垂直として取付け、所
定角速度で棒材10の外周を走査する。棒材10
のプロフイルプロツト走査のためには走査装置1
2を第1A,2図に示す通り90゜回動させる。こ
れによつて棒材10の180゜の横方向プロフイル
をプロツトするための十分なカメラ信号が得られ
る。180゜フロフイルプロツトは圧延作業者及び
圧延機制御計算機に対して著しく有効であり、後
に詳述する。棒材寸法測定に対する他の走査要求
の下では、走査角度は90゜回動以外とすることが
できる。例えば第1図に示す光源30とカメラヘツ
ド31とを走査装置に取付け、一次元測定システ
ムを使用して走査機構を回動させ、他の型式の棒
材10のプロフイルプロツトを得ることができ
る。 第1の光源箱30を第1の電子カメラヘツド3
1に対向させ、棒材10が光源箱30からの光を
遮断した時に棒材直径に比例する巾を有する棒材
の影が第1電子カメラヘツド31の像となる。同
様にして第2光源箱32を第2電子カメラヘツド
33に対向させ棒材10が光源箱32からの光を
遮断した時に、第1の方向とは直角の第2の横位
置における棒材直径に比例する巾を有する棒材の
影が第2電子カメラヘツド33の像を形成する。
第1のカメラヘツド31についての第4図につい
ての説明は第2カメラヘツド32にも適用され
る。 各光源箱30,32は棒材10に対して直角方
向に、カメラ視野内で測定すべき棒材10の最大
寸法よりも大きな光を発生する。例えば、下記の
カメラ視野は7.62cm(3インチ)として時に組合
せる光源からの光路の直径は10.16cm(4イン
チ)とする。更に、光源箱30,32からの光の
波長と強さとは電子カメラヘツド31,33の感
度特性に適応した値とする。標準として、直流点
火螢光光源からの青い光が上述の電子カメラヘツ
ド用として好適である。 棒材10の第1の影と棒材10の両側を通る光
とは第1光源箱30から第1電子カメラヘツド3
1に導かれ第1カメラ信号を発生する。この信号
は未修正カメラパルスにノイズを混入した信号で
あり、導線34を経て第1カメラ電子装置35に
供給される。第4図について説明した通り、第1
カメラ信号を処理してノイズを除きデジタル棒材
寸法及び棒材位置信号を発生してケーブル36を
経て計算機27′に供給する。測定指令等の信号
はケーブル37を経て計算機27′から第1カメ
ラ電子装置35に供給される。 同様にして棒材10の第2の影と、棒材10の
両側を通る光とは第2光源箱32から第2電子カ
メラヘツド33に導かれ第2カメラ信号を発生す
る。この信号も未修正カメラパルスとノイズとの
混合であり、導線38を経て第2カメラ電子装置
39に供給される。第2カメラ信号を処理してノ
イズを除き、デジタル棒材寸法及び位置信号を第
1カメラ信号と同様に形成しケーブル41を経て
計算機27′に供給される。測定指令等の信号は
ケーブル40を経て計算機27′から第2カメラ
電子装置39に供給される。 第1A図の電子光学棒材測定制御装置の計算機
27′は手動セレクタ42から目標寸法デジタル
信号をケーブル43を経て供給される。目標寸法
信号は例えば4.445cm(1.7500インチ)とし、棒
材10のプロフイル変化等後述する通りに使用す
る。更に、計算機27′は棒状10の組成のデジ
タル信号を手動セレクタ44からケーブル45を
経て供給される。組成信号は棒材10の炭素成分
を示し例えば0.230%とし、低温棒材目標寸法か
ら高温棒材目標寸法の計算等の目的に使用する。
更に計算機27′は他の作動データ信号、例え
ば、日付、時間、寸法公差等をセレクタ46から
ケーブル47を経て供給される。目標寸法信号、
組成信号、他の作動データ信号を棒材圧延機自体
の制御装置から得ることもできる。 高速で動く高温棒材10の直径測定に際して温
度補正を行なうために、例えばランド社製の光高
温計ヘツド48を走査装置12に近接して取付け
高温棒材10の温度測定を行う。光高温計ヘツド
48は高応答温度信号を発生しケーブル49を経
て、ランド社等の高温計電子装置50に供給され
る。未修正温度信号は高温計電子装置50の目盛
合せ及び直線化回路によつて修正する。修正した
温度信号、例えば910℃(1670〓)はケーブル5
1を経てデジタル表示器52に供給すると共にケ
ーブル53を経て計算機27′に供給し、棒材1
0の熱膨脹の補正を行う。 ランド社の光高温計ヘツド48及び高温計電子
装置50を使用すれば、修正温度信号を計算機2
7′及び表示器52に所要精度、応答速度で送る
時の間題点は生じない。組合せ上の問題を解決で
きる場合は、第1の実施例で説明した光学視野走
査高温計システム等の既知の装置を使用すること
もできる。 第1A図に示す実施例の他の特長は自動再較正
システムである。後述する通り、棒材10の後端
が圧延ロール11を去つたことを検出した時にこ
のシステムが作動する。このために、高温棒材検
出器55は棒材10の存在、不在を検出し、対応
する信号を導線56を経て高温金属検出電子装置
57に供給する。棒材不在信号はケーブル58を
経て計算機27′に供給されて自動再較正システ
ムを作動させる。 すべての走査位置信号、第1第2カメラ信号、
目標寸法信号、組成信号、その他の作用データ信
号は夫々のケーブル26,36,41,43,4
5,47,53,58を経て計算機27′に供給
され、計算機27′はこれらの信号を組合せて後
述する一群の計算機オンライン、オフラインプロ
グラムの制御の下に各種機能を行う。例えば、走
査装置始動、停止信号をケーブル28に生じ、走
査装置速度制御信号はケーブル29に生じ、共に
自動走査モード制御プログラムによつて制御され
る。他の機能として、棒材直径データ、棒材プロ
フイルの公差基準からの偏差データ及び作動ヘツ
ダーデータは計算機27′からケーブル59を経
てCRT端子60に供給され、ケーブル61によ
つてCRT端子60の操作盤と計算機27′との間
の相互作用を行う。 計算機27′の他の機能には棒材直径データ棒
材プロフイルの公差基準からの偏差データ、作動
ヘツダーデータを計算機27′からケーブル62
を経て印字端子63に供給し、ケーブル64を経
て端子63の操作盤と計算機27′との間の相互
作用を行う。印字端子63は第3図に示す印字を
行う。計算機27′の他の機能は棒材10のプロ
フイルデータと測定装置ヒストグラムをケーブル
66を経て制御装置67に供給し、ケーブル68
によつて計算機27′にフイードバツク信号を送
る。 第2図には棒材10の横断面を示す。点線の円
69,70は目標寸法直径に対する最大最小公差
範囲を示す。点線の直線即ち面A−A,B−B,
C−C,D−Dは圧延機操作者及び制御計算機が
特に関心を示し、第11A図に示す圧延機11の
圧延間隔及びアライメントを定めるために必要で
ある。非走査作動間は走査装置12は停止し、第
1カメラヘツド31及び第2カメラヘツド33は
面C−C,A−A上の直径を測定する。棒材10
のA−A面直径71は図示の例では4450cm
(1.7520インチ)とし、C−C面の直径72は図
示の例では4.442cm(1.7490インチ)であり、目
標寸法は4.445cm(1.7500インチ)の場合とす
る。 棒材走査作動においては、第2カメラヘツド3
3はプロフイルプロツト走査73を面B−Bから
開始し、反時計方向に90゜回動して面C−Cを過
ぎ、面D−Dで停止する。同時に第1カメラヘツ
ド31は面D−Dで走査を開始し反時計方向に90
゜回動して面A−Aを過ぎ、面B−Bで停止す
る。これによつて第1第2カメラヘツド31,3
3は棒材10の180゜の外周面を走査し、この走
査は面B−BからC−C,D−D,A−Aを経て
B−Bに戻るプロツトを行う。他の走査方法とす
ることもできる。例えば走査回転方向を時計方向
とする。走査装置12を他の面又は点から開始し
90゜走査して最初の位置に戻る。カメラ31,3
3を90゜回動しただけで棒材外面180゜を走査で
きる。 棒材10のプロフイルプロツトは低温寸法に修
正して第3図に示す計算機プリント65とする。
第3図には棒材プロフイル74を特定の寸法特定
の製造公差とした例を示す。計算機の生ずる書式
には作動データヘツダー、第1A図の目標寸法セ
レクタ42の選択した常温目標寸法と実際の常温
修正プロフイルとの偏差が縦軸、走査装置12の
角度位置が横軸として第3図に示される。縦軸の
目盛は0.254mm(0.0010インチ)とし、目標寸法
4.445cm(1.750インチ)の線75の上下を示し、
最大最小公差基準線76,77の上下に延長す
る。公差線76,77を点線で示す。更に最大最
小公差の1/2の基準線78,79は180゜の棒材プ
ロフイルプロツトの180゜の目盛の15゜おきの目
盛数値の列として示す。0゜及び各45゜の位置に
は第2図の断面の面B,C,D,A,Bを印字
し、15゜、30゜は面A,C位置に対する相対位置
として示す。 CRT端子60の表示は計算機プリント65と
ほぼ同じであるが次の点が異なる。棒材プロフイ
ル偏差プロツト計算機書式の他に計算機27′は
別に第2図の点線の走査面A−A,B−B,C−
C,D−Dの表示書式、及び第2図の直径A−
A,C−Cの実際数値表示を行う。第2に、公差
の1/2が装置の目標であるため、最大最小公差は
表示しない。それ故、CRT端子60は棒材の直
径、プロフイル、走査面の情報を提供し、測定装
置操作者及び圧延機操作者には著しく有効であ
る。 電子カメラヘツドについて説明する。 第1A図の棒材測定装置に使用する逆光電子カ
メラヘツドを第4図に示し、カメラヘツド31は
光源箱30から棒材10に対して反対側に光軸上
に配置する。カメラヘツド33と光源箱32との
関係も同様である。使用者の取付上の要求に応じ
て第1第2の電子カメラにはテレセントリツクレ
ンズ85′、解像管90′、光電陰極較正マスク9
4′,95′の集光及び偏向コイル装置93′、別
のシールドを有し、第4図について前述したと同
様とする。 カメラ電子装置について説明する。 本発明に使用するカメラ電子装置は第4図にカ
メラ電子装置35として示した。第2のカメラ電
子装置39は第1のカメラ電子装置35と同様で
あり、双方向掃引発電機97のみは両電子装置3
5,39に共通とする。カメラ電子装置について
は前述した。第1第2カメラ電子装置は夫々未修
正カメラ信号を受けて第1第2のデジタル棒材寸
法パルス及び棒材中心位置パルスを発生し、導線
36,41によつて計算機27′に導線37,4
0からの信号の制御の下に送る。各棒材パルスの
計算機による修正は次に述べる。 計算機について説明する。 第1A図の計算機27′を第14A図にブロツ
ク線図として示す。計算機27′はデジタルシス
テムであり、第14図について前に述べた計算機
27のすべての機能を有し、更に後述する各種機
能を有する。前述した通り、市販のプログラム可
能のミニ計算機を使用でき、圧延機制御計算機装
置の一部とすることもできる。計算機27′の例
としてウエスチングハウス・エレクトリツク社の
W−2500型があり、前述の計算機27に比較し
て、第2の棒寸法パルス及び修正機能、走査位置
制御及びプロフイルプロツト機能、及び下記の各
種タスクに適応するように附加する必要がある。 計算機27′には通常の主要構成部分として、
入力バツフア190′、出力バツフア191′、デ
イスク記憶装置192′、デイスクスイツチ19
3′、コア記憶装置194′を有し、各種チヤンネ
ルによつてデータ処理ユニツト195′に結合する。
計算機27′の作動はオフライン及びオンライン
計算機プログラム196′によつて行う。このプ
ログラムは次の通りである。第15,16A,1
6B図に示す計算機マツプ197′、サービスプ
ログラム198′、棒材ゲージデータプログラム
199′補償プログラム200′、較正プログラム
201′、再較正プログラム202′、プロフイル
及び位置プログラム203、ヒストグラムプログ
ム204′であり、後述する。 計算機27′を外部信号源と接続するため入力
バツフア190′には入力のアナログ又はデジタ
ル信号をデジタルに変換する手段を有する。計算
機の入力信号は次の通りである。ケーブル36に
よつて第1カメラ電子装置35、ケーブル41に
よつて第2カメラ電子装置39、導線26によつ
て機械的走査器位置23、導線58によつて高温
金属検出器57、ケーブル53,54によつて棒
材温度50、導線43によつて棒材目標寸法4
2、導線45によつて棒材組成44、ケーブル4
7によつて他の作動データ46、ケーブル68に
よつて制御装置67、ケーブル61によつて
CRT端子60、ケーブル64によつて印字端子
63。 計算機27′から外部に信号を供給するための
出力バツフア191′には出力信号をデジタル又
はアナログ信号に変換する手段を有する。計算機
27′からの出力信号は次の通りである。走査装
置始動停止信号をケーブル28で、走査装置速度
信号をケーブル29で走査制御器16に;ケーブ
ル66で制御装置67に;ケーブル37で第1カ
メラ電子装置35に;ケーブル40で第2カメラ
電子装置39に供給する。 導線及びケーブルは図には1本の線として示し
たが所要の複数の導線を組合せたケーブルとする
のが通常である。 CRT端子60には操作盤を有し、操作者が計
算機27′との間の相互作用を行う。 印字端子63には操作者用の操作盤を有し計算
機27′との間の相互作用を行う。印字端子63
の計算機プリント65には第3図に示す棒材プロ
フイル偏差のプロツト及び下記の数表を含む。 端子60,63が同じデータをプロツトするこ
ともある。操作盤からの要求は下記のプログラム
ネモニツクスによつて行う。 ゲージオフラインシステムネモニツクスは下記
の通り: HS:各ヘツドのヒストグラム MP:視野補償マツプ作成 PR:走査装置を90゜回転しプロフイルテーブル
作成 PL:プロフイルテーブルのプロツト RP:右側マスクデータについてプロフイルテー
ブル作成 CL:左及び右側マスクで較正チエツクを行う。 TY:マスクスロープ及びオフセツト率、マスク
値について印字 SC:走査装置を所要角度回動 OF:スロープ及びオフセツト修正率を入れる。 ZE:すべてのマツプ及び修正率を消去(注意) LF:左側マスクでドリフトテスト RT:右側マスクでドリフトテスト、窓を入れ
る。 TR:制御システムエリアに共通のケージをデイ
スクに移送 XT:モニターに出力、共通エリア内のマツプ、
スロープ及びオフセツト修正率、マスク値、窓
値をデイスクに書込む。デイスクスイツチが上
位置の時のみデイスクのフアイルを更新可能・
このタスク20がモニターに呼ばれた時にフア
イルをデイスクから読出し。 デイスクスイツチ193′には“スイツチ1
0”、“スイツチ12”として下記のプログラムに
記したスイツチを有する。デイスクのプログラム
又はデータを更新するためにはスイツチを書込み
可能位置とする必要がある。 計算機プログラムについて説明する。 次の表は図に示した計算機プログラム196′
に組合された各個の及び一群のプログラムを示
す。
[Table] This routine uses the HCB table to perform three functions. The first is the discontinuation code (HCB word 1)
is sent to the I/O (input/output) subsystem. The lower seven bits of this word indicate the channel number to be terminated. Second, a forced buffer input (HCB word 0) is sent to the I/O subsystem.
This command initializes the IDL hardware to the selected channel. Third, a buffer input transfer code is sent to the I/O subsystem to initiate the data transfer. This data is transferred from selected IDL channels to core storage via a service request interrupt (SRI). Pointers and counters used for SRI are set up by this routine using data provided to HCB's. IDL handler, EB: The IDL routine is called by the POS/1 buffer overflow service request interrupt routine in the out-of-sequence command range, and the buffer input data transfer is
It operates in response to a buffer overflow interrupt that occurs upon completion on channels 30,32. Each entry to this routine is an external MACRO
Increment the control block's buffer overflow count word (ECB7). When this count reaches 2, IDL handler M: releases the IDL suspended task. When the count is not 2, POS/
1 buffer overflow exit routine M:
Returns to the BOX, and the status of the pending task does not change.
Therefore, if IDL handler M:IDL requests data from four IDL channels, it clears the buffer overflow count and suspends the task. No pending is done when the IDL external MACRO routine counts 2 and the buffer overflow interrupt is complete. GAGTSK i.e. disk resident task (task 2
0) is an offline task that loads the disk-resident offline gauge subroutine overlay into the core and transfers control to the overlay.
The GAGTSK program calls a core-specific subroutine in response to the supply of mnemonic parameters by means of the worker interaction subroutine call overlay SUBCLL, described below. subroutine
The SUBCLL table lists all programs and mnemonics. GAGTSK transfers the disk-resident common section to the core and writes the updated common section to disk on exit from the task if the disk sector switch 12 allows writing. The offline busy flag IGAGOF is set at the entrance of task 2 and cleared at the exit. SUBCLL, a disk-resident subroutine as an overlay, operates in offline mode and
This allows the operator to interact with the gage off-line device to activate the required off-line bar diameter measurement program. It is transferred from the disk to the core and is activated by the offline gauge task GAGTSK (task 20) using the device motor disk read transfer control routine. The mnemonics entered by the operator define the subroutine disk sector, which sector is returned to when the subroutine becomes GAGTSK, and the GAGTSK
operates with the required subroutine overlay. Subroutine functions are described in the program listing and are available as an aid in response to operator requests. The GAGTRN program is used with gage offline equipment. This transfers the 572 word gauge data block from a given disk area to another area designated by controller 67. Disk-core-disk transfer is performed using the gauge common storage area as an intermediate storage device. Disk switch 10 requires a write enable. The bar measurement data program 202 will be explained. The auxiliary subroutine GAGEIL always accompanies subroutines that require bar measurement data.
This subroutine actually obtains the bar position and diameter data in conjunction with the IDA handle subroutines M:IDL, CD:IDL, and EB:IDL. When further compensation is required, a compensation subroutine (CMPSNT) is executed. This subroutine averages the bar position and diameter good readings, calculates the deviation, and stores the results in a common table. Perform validity tests and set error flags as required. The compensation program 200 will be explained. GAGMAP is a disk-resident subroutine as an overlay that operates in offline mode to create compensation tables for use in online bar diameter gauging tasks and subprograms when these offline gauging programs require compensation dimensional data. . This table resides in a common area and compensates for nonlinearities that occur in shadows across the tube field of view. This table is formatted and becomes the output of the printing machine 63. After running this program, the bar diameter data becomes valid data. It requires operator interaction when called by subroutine SUBCLL. The compensation map has 256 entrances corresponding to 256 bar positions. Element 1 represents a total of 4.096 inches of field base and element 256 represents the field apex. Each element has correction data that is subtracted from the measured bar size based on the location of the top and bottom edges of the bar. Actual modification is performed by subroutine CMPNST. The use of edges 82, 83 and no centerline allows the map to be used with various sizes of bar 10. During the map formation procedure, the sample bar 10, machined to 12.7 mm (1/2 inch), was
Move it back and forth by 47.1mm (±1.5 inches). GAGMAP is performed with an offline calibration device while the bar is moving. This program makes 10,000 measurements and calculates the average deviation in each fraction of rod positions. This intermediate result is stored in a 256-element table and called ISUM. Final compensation based on bar edge 82, 83 position is generated from the ISUM table by the following procedure. 1 Delete the compensation map. 2 Virtual 12.7 for computer simulation
Place the 1/2 inch bar 10 0.406 mm (0.016 inch) above the field center slot 129.
The positions of the top and bottom bar edges 82 and 83 are calculated using the following equation. Top edge 83 = [Field center position + 0.406 + Rod diameter / 2] / 0.406 ... (Formula 1) Bottom edge 82 = [Field center position + 0.406 - Rod diameter / 2] / 0.406 ... (Formula 2) Example = Top edge 83 = (52.018 + 0.406 + 12.7/2) / 0.406 = 144 ... (Formula 3) Bottom edge 82 (52.018 + 0.406 - 12.7/2) / 0.406 = 113 ... (Formula 4) 3 The value stored in the map as the position (144) of the upper edge 83 is the displacement stored in the ISUM table corresponding to the center position (129) of the bar 10 and the lower edge 8
This is the sum of the value stored in the map as position 2 (113). IMAP (upper edge 83) = ISUM (center bar) + IMAP (lower edge) ... (Formula 5) IMAP (144) = ISUM (129) + IMAP (113) ... (Formula 6) 4 Center position of bar 10 Raise it upward and go to step 2.
Repeat step 3. 0.812mm sequentially upward from the center of the field of view
(0.032 inch), 1.218mm (0.048 inch), 1.624
mm (0.064 inch) etc. Repeat this to move the upper edge of the bar 10 +47.1mm (+47.1mm) above the center of field of view.
1.5 inches). IMAP (145) = ISUM (130) + IMAP (114) IMAP (146) = ISUM (131) + IMAP (145) IMAP (147) = ISUM (132) + IMAP (146) 〓 IMAP (220) = ISUM ( 205) + IMAP (189) IMAP (221) = ISUM (206) + IMAP (190) The upper half of the map will be complete. 5 Draw the lower half of the map using the same procedure as above. The bar 10, which is a machined sample having the same diameter of 12.7 mm (1/2 inch), is placed at the center of the visual field (128), and the upper and lower edges 83 and 82 are determined in the same manner. Upper edge 83 = [center of field of view + rod dimension / 2] / 0.406 (formula 7) Lower edge 82 = [center of field of view - rod dimension / 2] / 0.406 (formula 8) upper edge 83 = [52.018 + 12.7 / 2] 0.406=143 (Formula 9) Lower edge 82 = [52.018-12.7/2]/0.406=112 (Formula 10) 6 The map value (122) of the bar lower edge 82 is stored in ISUM as the bar center position (128). This is the sum of the value stored in the map as the position (143) of the upper edge 83. IMAP (lower edge 82) = ISUM (bar center) + IMAP (upper edge 83) ... (Formula 11) IMAP (112) = ISUM (128) + IMAP (143) (Formula 12) 7 Position of bar 10 0.406mm from center of field of view
(0.016 inch), and the position of the lower edge 82 of the bar is -47.1 mm (1.5 inch) from the center of the visual field. IMAP (111) = ISUM (127) + IMAP (142) IMAP (110) = ISUM (126) + IMAP (141) IMAP (109) = ISUM (125) + IMAP (140) 〓 IMAP (36) = ISUM ( 52) + IMAP (67) IMAP (35) = ISUM (51) + IMAP (66) Thus, the lower half of the map is complete. 8 Do not use above map position 221 or below 35. These positions correspond to unused positions outside the field of view of the photocathode shown in FIG. 5. Map elements 111 to 143 are 0. This position corresponds to ±6.35 mm (0.25 inch) from the center of the field of view. 10 The map corresponding to the camera head 31 is stored in the common data area storage device FCOMP1 . CONDAT is a program that operates on the gauge offline system. This purpose is used by the operator to introduce slope and offset corrections to the camera. This variable is as follows. IMULT 1 : Slope correction rate of camera head 31 IOFST 1 : Offset correction rate of camera head 31 Slope correction is added to all bars in the field of view compensation subroutine CMPNST based on the following formula. Dimension = (12.7 mm - bar size) IMULT 1 Offset correction is added to all bars in the field of view compensation subroutine CMPNST based on the following formula: Dimensions = Bar dimensions - IOFST 1 ZERO is a program that operates on an offline gauge system. The objective is to set the compensation map, all slope and offset correction rates to zero,
Let the right mask calibration be constant. MAPRNT is another program that works with offline gauge systems. This requires no operator interaction. The purpose is to print the visual field compensation map, slope and offset correction factors, and left and right mask values. The GATPC program calculates the high temperature target dimensions based on the internally stored compensation formula. This formula is 3
Requires a seed variable. First, carbon components are obtained from IGRADE in the common area BDCCOM. Second, obtain the temperature of the target material from ITMPZZ of the common area SYSCOM. Third, obtain the low temperature target dimensions from ICDAIM in the common area BDCCOM. The calculated high temperature target dimensions are stored in a predetermined area of the common storage device BDCCOM. CMPNST is an auxiliary subroutine that accompanies each subroutine that requires gauge diameter data compensation. In particular, this subroutine linearizes the bar measurement data for the bar position in the field of view, corrects the measurement data by slope and offset data to subroutine CORDAT, and performs automatic calibration with the right-hand mask data generated by subroutine GAGRCC. I do. The data of the bar 10 from the camera head 31 is
The compensation map FCOMP 1 produced by the offline program GAGMAP is used for linearization by the CMPNST subroutine. The compensation procedure is as follows. 1. Locate the upper and lower edges 83, 82 of the bar 10 on the compensation map using the bar size and position data from the accumulator 118. Upper edge 83 position = (rod center position + rod dimension / 2) / 0.406 Lower edge 82 position = (rod center position - rod dimension / 2) / 0.406 The center of a straight 25.4 mm (1 inch) rod is 19.05
mm (3/4 inch) above the center of the field of view,
The center position of the rod is: 52.018 mm (2.048 inches) + 19.05 mm (0.75 inches) = 71.07 mm (2.798 inches) The positions of the upper and lower edges of the rod are as described above. Upper edge 83 = (71.07) 25.4/2) / 0.406 = 2.03 (Formula 13) Lower edge 82 = (71.07 - 25.4/2) / 0.406 = 140 (Formula 14) 2 Equivalent to upper and lower edges 83 and 82 The compensation values are obtained from the map and are assumed to be ICOR 1 and ICOR 2 , respectively. ICOR 1 = IMAP (upper edge 83 position) (Formula 15) ICOR 2 = IMAP (lower edge 82 position) (Formula 16) 3 Correction when both upper and lower edges 83 and 82 are above the center of the visual field: Correction rod Position = Uncorrected dimension - ICOR 1 + ICOR 2 (Formula 17) 4 When the upper and lower edges 83 and 82 are both above and below the center of the field of view, the correction bar position = Uncorrected dimension + ICOR 1 - ICOR 2 (Formula 18) 5 Top Correction when the edge 83 is above the center of the visual field and the lower edge 82 is below is as follows: correction rod position=uncorrected dimension−ICOR 1 −ICOR 2 (Equation 19) The calibration program 201 will be explained. CALIBR is a program that works with offline gauging systems. This operation requires no operator interaction. The purpose of this program is to define a performance log for the gauges on the printing machine 63, and performs the following functions. 1. Deflect to the left and right masks 95, 94, and a. Measure and print the dimensions of each mask. b Calculate and print the deviation from the stored mask value, c Measure and print the + slope value, d Measure and print the - slope value, e Print the window used for each mask. 2 Measure and print the analog test dimensions and positive and negative slope values. 3 Measure and print the digital test. 4 Print the calibration update values used for recalibration. The recalibration program 202 will be explained. The RTMASK program is a disk-resident subroutine in the overlay and operates in offline mode. This program performs the following bar diameter gauge functions: 1. Change the right deflection electron window gate in accordance with changes in the parameters of the resolution tube 90. 2. Update the right deflection diameter reference value stored in the common table to compensate for drift and component aging. 3. If no change is desired, this program is run periodically and the deviations are printed by the printing machine 63 to check for drifts due to electronic and thermal reasons. To return to steady-state operation from this subroutine, the tube 90 is swept back to center, the all-electronic window gate is activated, and the current through the backlit lamp is reversed to extend lamp life. The main purpose of this program is as a long-term drift inspection device; other uses include updating window gates and reference table values. This program is called by subroutine SUBCLL and requires operator action. GAGRCL is a program that operates in an online system and does not require operator interaction.
The purpose is to periodically automatically recalibrate the bar diameter gauge and update the drift correction term ITMP 1 described above.
The program deflects the camera sweep to scan the right mask, measures the deviation from the initial calibration preparation, and corrects for the drift term. At the end of the program, move the sweep to the center, create a normal window, and invert the light source. The automatic recalibration program maintains gauge accuracy by checking the calibration values when the bar 10 is not in view. This recalibration program is activated before the bar 10 leaves the field of view and before the next bar arrives. This condition is determined by a signal from hot metal detection electronics 57. To this end, software is used to calculate a scale factor based on the difference between an online measurement of a known internal standard, such as right mask 94, and an offline measurement of the same internal standard made during system calibration. After recalibration, the next bar measurement within the gauge field of view is corrected using the scale factor described above. The eye for recalibration measurement is the photocathode 91 with a front mask of the resolution tube 90. The mask pattern is number 5
As shown in the figure. The photocathode 91 has a 2.54 mm (0.1
5 with a width of 2.54 mm (0.1 inch)
Forms a mask of the book, with one 6.35mm piece on the right side.
(0.25 inch) wide mask in the center. The structure and operation of the resolution tube 90 and the photocathode 91 are explained in the fourth section.
Figures 5 and 6 were detailed above. The "C" scan, "R" scan, and "L" scan positions are determined by the X-axis bias. The right mask camera signal and the bar mask camera signal are the same. Measuring the right mask at time T 1 is the same as measuring the bar at time T 2 when no electronic adjustments are made. If there is a deviation, it is presumed to be electronic drift. The recalibration system uses only the right mask 94 to calculate the correction factor. The five left masks are used for linearity checks in the offline calibration system. The right mask is measured for camera head 31 calibration and the right mask program "RT" of the off-line calibration system is run and stored on disk. The variable is stored in the core's common data area MSKCOM under the name IMASK 1 . When the control system is activated, data is transferred from the disk to the core common area MSKCOM. Off-line measurement of right mask 94 is GAGRCL
Depends on the task. After the high temperature metal detector 55 detects that the rear end of the bar 10 has passed the gauge, the image of the resolution tube is deflected to the right by the GAG-RCL program and the mask 94 is measured. The difference between the measured value of camera 1 and IMASK 1 is displayed in the common data area.
Store variable ITMP 1 in TMPOFF. This value represents the change in gauge readings from the first online calibration. The online modification function is performed using subroutine CMPNST using ITMP 1 . Slope correction corrects each measured value using the following formula. Corrected rod size = rod size (rod size x ITMP 1 /12.7) (Formula 20) If ITMP 1 = 0.01524mm (0.0006 inch), corrected rod size (diameter 12.7mm) = 12.7 - 12.7 x 0. 01524/12.7=12.6847 (Formula 2
1) Correction rod size (25.4mm) = 25.4-25.4 x 0.0152
4/12.7 = 25.3694 (Formula 22) Corrected rod size (38.1mm) = 38.1-38.1×0.0152
4/12.7 = 38.0451 (Equation 23) The amount of correction for a bar with a diameter of 12.7 mm is equal to the value of ITMP 1 . Similarly, the amount of correction for bars that are 2 times or 3 times larger than 12.7 mm will be 2 times or 3 times the value of ITMP 1 . The reason for this is that the reduction ratio of the lens 86 is 1/2.
The 12.7 mm diameter bar casts a 6.35 mm (0.25 inch) shadow onto the photocathode, approximately equal to the width of the right mask 94. The LFTMSK program is a disk-resident subroutine as an overlay and operates in offline mode to perform the following bar diameter gauging functions: 1 This is a left deflection electronic window gate function, which is used to select the five left deflection bar standards of the left mask 95, and is changed in accordance with changes in the parameters of the resolution tube 90. 2 Left deflection diameter reference function, stored in a common table and updated to compensate for drift, aging of parts. 3. If no change is desired, the program is run periodically and the deviation is printed by the printing machine 63 for each of the five left deflection standards to know the electronic temperature drift. The maximum cycle time is 3200 seconds. Once this subretinum is complete, the tube 90 is swept back to center and the electronic window gate is activated, reversing the current through the backlighting lamp to extend lamp life. The purpose of this program is to be a visual field and electronic drift checker, among other functions, to update window gates and reference table values. It is activated by the broutine SUBCLL and requires operator action. The histogram program 204 will be explained. GAGHST is a program that operates on an offline gauging system and requires operator interaction. The purpose of this is to collect a number of readings from camera head 31, store them in table IBDGI 2 of core 194, and divide them into 0.0051 mm (0.0002 inch) fractions within a range of ±0.127 mm (±0.005 inch) as shown in FIG. The histogram table of the camera head 31 is printed. Additionally, calculate the mean and standard deviation of all readings. The operator obtains the required number of readings for the required bar target size and requires the use of a histogram table by controller 67 as shown in FIG. 19. Two-dimensional and profile measurement control will be described. FIG. 1A shows a computerized electro-optical device according to a second embodiment of the present invention, for controlling two dimension and profile measurements in different directions, and installed in a scanning device of a steel hot rolling mill. Use a backlit camera. This embodiment is substantially similar to FIG. 1, but includes two sets of measurement camera devices and a scanning device. The second camera electronic device 39 is almost the same as the camera electronic device 35 shown in FIGS. 4 to 13, but the equipment, circuits, waveforms, timing diagrams, computer programs, etc. used in the second camera electronic device are (') Distinguish by adding . This measurement control device measures the orthogonal diametrical dimension and profile of the bar 10 near the exit of the roll stand 11, and the scanning device can be stopped and scans the outer surface of the bar 10 at a predetermined angular velocity. You can also do it. As described below, the two diameter signals and the scanner position signal are fed into a computer to plot the lateral profile of the bar 10. The bar profile data is displayed, recorded, and transmitted to the rolling mill controller, and the rolling mill controller uses this data to control the dimensions and shape of the bar, including: (a) setting the lateral spacing of the roll stands 11; (b) Setting the vertical alignment of the rolls on the roll stand 11; (c) Setting the roll spacing on the stand in front of the stand 11. Reversible scanning mechanism 1 of dual head scanning device 12
It is driven by the motor 14 of No. 3. motor 14
is energized by variable speed controller 16 via cable 15. Two-mode selector switch 17 controls controller 16 via cable 18 to provide manual autoscan operation. The equipment operator or computer performs manual and automatic control. In the manual control mode, manual speed control, starting, stopping, and scanner direction control are performed by controller 19, and control signals are transmitted to controller 16 via cable 20. In the automatic control mode, the manual control signal source is shut off, and the scan controller 16 receives the required signals from a computer as described below. A scanner position encoder 21 is coupled to the scanning mechanism 13 to generate an analog signal representative of the absolute position of the scanner rotation. This encoder signal is provided via cable 22 to scanner position electronics 23 for conversion into analog and digital scanner position signals. The analog scanner position signal is transmitted via cable 24 to a scanner position indicator 25 for visual control by the operator when manually controlling the scanning position. The digital scanner position signals are supplied via cable 26 to computer 27' and are combined with computer command signals in automatically controlling scanning device 12. calculator 27'
provides start/stop signals and speed control signals as described below. These signals are connected to cables 28, 29
is supplied to the scanner controller 16 via. During the automatic control mode, the digital scanner position signal is used as described below for bar profile determination operations. The first and second backlit electronic camera heads 31 and 32 are attached to the scanning mechanism 13 of the dual head scanning device 12 so as to be perpendicular to each other and perpendicular to the bar 10, and scan the outer periphery of the bar 10 at a predetermined angular velocity. Bar material 10
Scanning device 1 for scanning the profile plot of
2 by 90° as shown in Figures 1A and 2. This provides sufficient camera signal to plot the 180° lateral profile of bar 10. The 180° flow plot is extremely useful to rolling operators and mill control computers and will be discussed in more detail below. Under other scanning requirements for bar sizing, the scanning angle may be other than 90° rotation. For example, by attaching the light source 30 and camera head 31 shown in FIG. 1 to a scanning device and rotating the scanning mechanism using a one-dimensional measurement system, profile plots of other types of bars 10 can be obtained. The first light source box 30 is connected to the first electronic camera head 3.
When the bar 10 blocks the light from the light source box 30, the shadow of the bar having a width proportional to the diameter of the bar becomes an image of the first electronic camera head 31. Similarly, when the second light source box 32 is opposed to the second electronic camera head 33 and the bar 10 blocks the light from the light source box 32, the diameter of the bar at a second lateral position perpendicular to the first direction is The shadow of the bar with a proportional width forms the image of the second electronic camera head 33.
The description of FIG. 4 regarding the first camera head 31 also applies to the second camera head 32. Each light box 30, 32 generates light in a direction perpendicular to the bar 10 that is greater than the largest dimension of the bar 10 to be measured within the field of view of the camera. For example, the camera field of view below is 7.62 cm (3 inches) and the optical path diameter from the sometimes combined light source is 10.16 cm (4 inches). Further, the wavelength and intensity of the light from the light source boxes 30 and 32 are set to values that are adapted to the sensitivity characteristics of the electronic camera heads 31 and 33. As a standard, blue light from a DC ignited fluorescent light source is preferred for use in the electronic camera head described above. The first shadow of the bar 10 and the light passing through both sides of the bar 10 are from the first light source box 30 to the first electronic camera head 3.
1 to generate a first camera signal. This signal is a noise-mixed signal of the unmodified camera pulse and is supplied via conductor 34 to first camera electronics 35 . As explained in Figure 4,
The camera signal is processed to remove noise and generate digital bar size and bar position signals which are supplied via cable 36 to computer 27'. Signals such as measurement commands are supplied from the computer 27' to the first camera electronics 35 via a cable 37. Similarly, the second shadow of bar 10 and the light passing through both sides of bar 10 are directed from second light source box 32 to second electronic camera head 33 to generate a second camera signal. This signal is also a mixture of unmodified camera pulses and noise and is supplied via conductor 38 to second camera electronics 39. The second camera signal is processed to remove noise and form a digital bar size and position signal similar to the first camera signal, which is provided via cable 41 to computer 27'. Signals such as measurement commands are supplied from the computer 27' to the second camera electronics 39 via the cable 40. The computer 27' of the electro-optical bar measurement control system of FIG. 1A is supplied with a target dimension digital signal from a manual selector 42 via a cable 43. The target size signal is, for example, 4.445 cm (1.7500 inches), and is used for changing the profile of the bar 10, etc., as will be described later. Furthermore, the calculator 27' is supplied with a digital signal of the composition of the rod 10 from a manual selector 44 via a cable 45. The composition signal indicates the carbon content of the bar 10, for example, 0.230%, and is used for purposes such as calculating the target dimension of the high temperature bar from the target dimension of the low temperature bar.
In addition, the calculator 27' is supplied with other operating data signals, such as date, time, dimensional tolerances, etc., from the selector 46 via the cable 47. target dimension signal,
Composition signals and other operating data signals may also be obtained from the bar mill's own control. In order to provide temperature correction when measuring the diameter of the hot rod 10 moving at high speed, an optical pyrometer head 48, manufactured by Rand Corporation, for example, is mounted in close proximity to the scanning device 12 to measure the temperature of the hot rod 10. Optical pyrometer head 48 generates a high response temperature signal which is supplied via cable 49 to pyrometer electronics 50, such as from Rand Corporation. The uncorrected temperature signal is corrected by the calibration and linearization circuitry of the pyrometer electronics 50. The modified temperature signal, e.g. 910℃ (1670〓), is connected to cable 5.
1 to the digital display 52 and also to the computer 27' via the cable 53.
Correct for thermal expansion of 0. Using a RAND optical pyrometer head 48 and pyrometer electronics 50, the corrected temperature signal can be transferred to the computer 2.
7' and display 52 with the required accuracy and response speed, no problems arise. Known devices such as the optical field scanning pyrometer system described in the first embodiment may also be used if the combinatorial problems can be solved. Another feature of the embodiment shown in FIG. 1A is an automatic recalibration system. As described below, this system is activated when it is detected that the rear end of the bar 10 has left the rolling roll 11. To this end, hot bar detector 55 detects the presence or absence of bar 10 and provides a corresponding signal via conductor 56 to hot metal detection electronics 57 . The bar absent signal is provided via cable 58 to computer 27' to activate the automatic recalibration system. All scanning position signals, first and second camera signals,
Target dimension signals, composition signals, and other operation data signals are transmitted through the respective cables 26, 36, 41, 43, 4.
5, 47, 53, and 58 to the computer 27', and the computer 27' combines these signals to perform various functions under the control of a group of computer online and offline programs to be described later. For example, scanner start and stop signals are provided on cable 28, and scanner speed control signals are provided on cable 29, both controlled by the automatic scan mode control program. Among other functions, bar diameter data, bar profile deviation data from tolerance standards, and operating header data are supplied from the computer 27' via cable 59 to CRT terminal 60, and via cable 61 to CRT terminal 60's control panel. and the computer 27'. Other functions of the calculator 27' include bar diameter data, bar profile deviation data from tolerance standards, and operating header data from the cable 62.
The signal is supplied to the printing terminal 63 via the cable 64, and interaction between the operation panel of the terminal 63 and the computer 27' is performed via the cable 64. The printing terminal 63 performs printing as shown in FIG. A further function of the calculator 27' is to supply profile data of the bar 10 and the measuring device histogram via a cable 66 to a control device 67;
sends a feedback signal to the computer 27'. FIG. 2 shows a cross section of the bar 10. The dotted circles 69 and 70 indicate the maximum and minimum tolerance ranges for the target diameter. Dotted straight lines or planes A-A, B-B,
C-C and D-D are of particular interest to the mill operator and control computer and are necessary for determining the rolling spacing and alignment of mill 11 shown in FIG. 11A. During non-scanning operations, scanning device 12 is stopped and first camera head 31 and second camera head 33 measure diameters on planes C--C and A--A. Bar material 10
The A-A plane diameter 71 is 4450 cm in the example shown.
(1.7520 inch), and the diameter 72 of the C-C plane is 4.442 cm (1.7490 inch) in the illustrated example, and the target dimension is 4.445 cm (1.7500 inch). In bar scanning operation, the second camera head 3
3 starts profile plot scanning 73 from plane B--B, rotates 90 degrees counterclockwise, passes plane C--C, and stops at plane D--D. At the same time, the first camera head 31 starts scanning in the plane D-D and moves counterclockwise by 90 degrees.
It rotates through the plane A-A and stops at the plane B-B. As a result, the first and second camera heads 31, 3
3 scans the 180° outer peripheral surface of the bar 10, and this scanning plots from plane B-B through CC, D-D, A-A and back to B-B. Other scanning methods are also possible. For example, let the scanning rotation direction be clockwise. Starting the scanning device 12 from another plane or point
Scan 90 degrees and return to the initial position. camera 31,3
By simply rotating 3 by 90 degrees, it is possible to scan the outer surface of the bar by 180 degrees. The profile plot of the bar 10 is corrected to low temperature dimensions to form a computer print 65 shown in FIG.
FIG. 3 shows an example of a bar profile 74 with specific dimensions and specific manufacturing tolerances. The format generated by the computer includes an operating data header, the deviation between the cold target dimension selected by target dimension selector 42 in FIG. 1A and the actual cold correction profile on the vertical axis, and the horizontal axis as shown in FIG. shown. The scale of the vertical axis is 0.254 mm (0.0010 inch), and the target dimension
4.445 cm (1.750 inch) line 75 above and below,
It extends above and below the maximum and minimum tolerance reference lines 76 and 77. Tolerance lines 76 and 77 are shown as dotted lines. Furthermore, the reference lines 78 and 79 of 1/2 of the maximum and minimum tolerance are shown as a series of scale values every 15 degrees on the 180 degree scale of the 180 degree bar profile plot. Surfaces B, C, D, A, and B of the cross section shown in FIG. 2 are printed at 0° and each 45° position, and 15° and 30° are shown as relative positions to the surface A and C positions. The display on the CRT terminal 60 is almost the same as the computer print 65, but the following points are different. In addition to the bar profile deviation plot calculator format, the calculator 27' also plots the dotted scanning planes A-A, B-B, C- in FIG.
C, D-D display format and diameter A- in Figure 2
The actual numerical values of A and C-C are displayed. Second, the maximum and minimum tolerances are not displayed because 1/2 of the tolerance is the goal of the equipment. Therefore, the CRT terminal 60 provides bar diameter, profile, and scan plane information, which is extremely useful to measuring equipment operators and rolling mill operators. The electronic camera head will be explained. A backlit electronic camera head used in the bar measuring device of FIG. 1A is shown in FIG. 4, and the camera head 31 is located on the optical axis on the opposite side of the bar 10 from the light source box 30. The same holds true for the relationship between the camera head 33 and the light source box 32. According to the user's installation requirements, the first and second electronic cameras are equipped with a telecentric lens 85', a resolution tube 90', and a photocathode calibration mask 9.
4', 95', a collection and deflection coil arrangement 93', with another shield, and similar to that described above with respect to FIG. The camera electronic device will be explained. The camera electronics used in the present invention is shown as camera electronics 35 in FIG. The second camera electronics 39 is similar to the first camera electronics 35, only the bidirectional sweep generator 97 is
5 and 39. The camera electronics have been described above. The first and second camera electronics generate first and second digital bar size pulses and bar center position pulses in response to the uncorrected camera signals, respectively, and are connected by leads 36, 41 to the calculator 27'. 4
Send under the control of the signal from 0. The computer correction of each bar pulse is described next. Explain about the calculator. The computer 27' of FIG. 1A is shown as a block diagram in FIG. 14A. Calculator 27' is a digital system and has all the functions of computer 27 previously described with reference to FIG. 14, as well as various functions described below. As previously mentioned, commercially available programmable mini-calculators can be used and can be part of the rolling mill control computer system. An example of the calculator 27' is the Westinghouse Electric Co. model W-2500, which, compared to the calculator 27 described above, has a second rod size pulse and correction function, a scan position control and profile plot function, and It is necessary to add it to suit the various tasks listed below. The computer 27' has the following main components:
Input buffer 190', output buffer 191', disk storage device 192', disk switch 19
3', a core storage device 194', and is coupled by various channels to a data processing unit 195'.
Operation of computer 27' is provided by off-line and on-line computer programs 196'. This program is as follows. 15th, 16th A, 1
6B, a computer map 197', a service program 198', a bar gauge data program 199', a compensation program 200', a calibration program 201', a recalibration program 202', a profile and position program 203, and a histogram program 204'; This will be explained later. In order to connect the computer 27' to an external signal source, the input buffer 190' has means for converting an input analog or digital signal into a digital signal. The input signals of the computer are as follows. First camera electronics 35 by cable 36, second camera electronics 39 by cable 41, mechanical scanner position 23 by lead 26, hot metal detector 57 by lead 58, cable 53, 54 indicates the bar temperature 50, and the conductor 43 indicates the bar target dimension 4.
2. Bar material composition 44, cable 4 by conducting wire 45
7 by other operating data 46 , by cable 68 the control device 67 , by cable 61
A printing terminal 63 is connected to a CRT terminal 60 and a cable 64. The output buffer 191' for supplying signals from the computer 27' to the outside has means for converting the output signals into digital or analog signals. The output signal from the computer 27' is as follows. Scanner start/stop signal via cable 28; scanner speed signal via cable 29 to scan controller 16; cable 66 to controller 67; cable 37 to first camera electronics 35; cable 40 to second camera electronics. Supplied to device 39. Although the conductive wire and cable are shown as a single line in the drawings, it is usual for the cable to be a combination of a plurality of required conductive wires. The CRT terminal 60 has an operation panel through which an operator interacts with the computer 27'. The printing terminal 63 has an operation panel for the operator and performs interaction with the computer 27'. Print terminal 63
The computer printout 65 includes a plot of the bar profile deviation shown in FIG. 3 and the following numerical table. Terminals 60 and 63 may plot the same data. Requests from the operation panel are made using the program mnemonics shown below. Gauge offline system mnemonics are as follows: HS: Histogram for each head MP: Creation of visual field compensation map PR: Creation of profile table by rotating the scanning device by 90° PL: Plot of profile table RP: Creation of profile table for right side mask data CL: Perform calibration check on left and right masks. TY: Print the mask slope and offset rate, mask value SC: Rotate the scanning device by the required angle OF: Enter the slope and offset correction rate. ZE: Erase all maps and correction rates (caution) LF: Drift test with left mask RT: Drift test with right mask, add window. TR: Transfer cages common to control system area to disk XT: Output to monitor, map in common area,
Write slope and offset correction rates, mask values, and window values to disk. Disk files can only be updated when the disk switch is in the upper position.
When this task 20 is called by the monitor, it reads the file from the disk. Disk switch 193' has "switch 1"
It has the switches described in the program below as "0" and "switch 12." In order to update the program or data on the disk, it is necessary to set the switch to a writable position. The computer program will be explained. The following table is Computer program 196' shown in the figure
Shows each individual and group of programs combined.

【表】【table】

【表】 制御装置とのインターフエース
マツプ197′について説明する。 DISC MAPプログラムを第15図に示す。デ
イスク記憶装置192′内のプログラムアドレス
を拡げて上述した追加の作動特性の取扱可能とす
る。 CORE MAPプログラムを第16A,16B図
に示す。16進コア記憶装置194′のプログラム
アドレスを拡げて上述の追加作動特性の取扱可能
とする。 サービスプログラム198′について説明す
る。 ILD HANDLERプログラムにはM:IDL、
CD:IDL、EB:IDLサブルーチンを有し、
GAGTSK.SUBCLL、GAGTRNルーチンについ
ても第14図について前に述べたと同様である
が、第14A図に示す追加の作動特性を取扱うよ
うに拡げる。 棒材寸法データプログラム199′について説
明する。 GAGEINは前述と同様の補助サブルーチンであ
り、第2のカメラ電子装置39からの棒材寸法デ
ータに適応するように拡げる。 補償プログラム200′について説明する。 GAGMAT.CORDAT、ZERO、MAPRNT.
GAGTPC、CMPNSTプログラムは前述と同様で
あるが、第2のカメラ電子装置39からの棒材寸
法データ及び修正要求に適応するように夫々拡げ
る。 較正プログラム201′について説明する。 CALIBRは前述と同様のオフラインプログラム
であり、第2カメラ電子装置39からの棒材寸法
データに適応するように拡げる。 再較正プログラム202′について説明する。 RTMASK.GAGRCL、LFTMSKサブルーチン
は前述と同様であるが第2カメラ電子装置39か
らの棒材寸法データと自動再較正要求とに適応す
るように拡げる。 プロフイル及び位置プログラム203について
説明する。 ENCNGLは新らしい補助サブルーチンであ
り、棒直径測定ヘツドの角度位置を必要とするす
べてのサブルーチンに随伴する。このサブルーチ
ンは位置エンコーダ電子装置23を読出し、有効
性をチエツクし、位置の二進及び十進値を共通エ
リアに記憶させ、エンコーダ故障の時に誤作動フ
ラツグを設定する。 GAGPOSはオーバーレーとしてデイスクに常
駐するサブルーチンであり、オフラインシステム
で作動し操作者の作用を必要とする。これはネモ
ニツクSCを介してサブルーチンSUBCLLによつ
て呼出される。このサブルーチンの目的は端子6
0,63の操作盤の入力によつて走査装置12を
ある角度位置に駆動する。次はこのプログラムの
概要である。 1 目標角度が走査位置から10゜以上離れている
時は全速電圧をケーブル29を介して走査モー
タ制御器16に供給して目標角度まで駆動す
る。10゜より少ない時は手順3となる。 2 走査装置が目標より10゜以内となるまで全速
を続ける。 3 目標角度の10゜以内となれば制御器16から
の出力を半速の電圧に低下する。 4 目標角度の0.3゜以内となれば制御器16に
oボルトを供給してプログラムを終了する。 操作者は操作盤によつて目標角度を入れる必要
がある。 PROFILは寸法オフラインシステムで作動する
新しいプログラムである。操作者の作用を必要と
する。この目的はカメラに完全90゜サイクルを走
査させて第18図に示すプロフイルテーブルを作
成し各2゜毎の偏差を示す。このプログラムでは
データのプロツトを行はず、オフラインシステム
で作動するRLOTルーチンPLがこのプロツト作
業を行う。 誤作動の可能性として次の各種がある。 1走査モータの故障:モータが始動せず、又は走
査サイクルの終了(0゜又は90゜)がモータに
到達しない。 2 エンコーダの故障:作動可能ビツトがエンコ
ーダから発生しない。 3 ILD故障:ILD移送タイムアウトが生ずる。 RTPROFはオフラインシステムで作動する新
しいプログラムである。この目的はカメラが完全
90゜サイクルを走査する間に両カメラを右側マス
クに偏向させ、各2゜毎の偏差を有するプロフイ
ルテーブルを作成する。このプログラムはデータ
のプロツトを行はず、オフラインシステムで作動
するPLOTルーチンPLがプロツトを行う。 このプログラムは夫々の電子走査を第5図に示
す右側マスク94の“R”走査に偏向させ、この
走査が完了した後に中央の“C”走査に戻す。 PLOTは新らしいプログラムであり、オフライ
ンゲージシステムで作動し、操作者の作用は必要
としない。このプログラムの目的はコア194′
内に記憶されたプロフイールテーブルIBDGT1
含まれたデータをプロツトすることにある。縦軸
は軸線から10列上及び10列下にセツトされる。目
盛は最小0.0051mm(0.0002インチ)の浮動があ
る。偏差は縦軸に沿つてプロツトされ、走査装置
の角度位置は4度の分画で横軸上にプロツトされ
る。ブランク又は範囲外のデータ点は“#”によ
つて示される。 GAGPLTは新しいオンラインプログラムであ
り、第19図に示すコア194′に記憶された90
素子プロフイルテーブルIBDGT1を共通エリア
MASGAGから取出して60素子テーブルに圧縮す
る。各テーブルの横軸は3゜の分画とする。この
プログラムはプロフイルテーブルを走査し、プロ
フイルテーブルの最大最小値に応じて縦軸目盛範
囲を定める。縦軸単位目盛は0.0254mm(0.001イ
ンチ)又は0.0508mm(0.002インチ)とする。次
に、目標寸法公差線をCRT及び印字端子60,
63に書き込む。次にこのプログラムは各3゜毎
に縦軸偏差を計算しCRT及び印字端子60,6
3に計算位置を“※”で書込む。最後に
HEADERプログラムを呼出してプログラムを終
了する。GAGPLTプログラムを使用した棒材プ
ロフイルを第3図に印字端子63からの印字とし
て示す。 HEADERも新らしいオンラインプログラムで
あり、棒材低温目標寸法、炭素量及び温度を
CRT60に書きこむ。次に日付、時間、最大公
差、最小公差及び真円度公差をCRT60に書込
む。次にプロフイルテーブルIBDGT1を走査し、
夫々の公差限度に関して寸法公差上下限真円度に
関して計算し、この値を第3図に印字して終了す
る。 GAGPROはゲージオンラインシステムで作動
する新しいプログラムである。操作者の作用は必
要としない。このプログラムの目的はカメラヘツ
ド31,33を完全90゜サイクルについて走査し
各2゜の分画で偏差を示すプロフイルテーブル
IBDGT1を作成しコア194に記憶させる。デー
タのプロツトは行はない。 ヒストグラムプログラム204′について説明
する。 GAGHSTはオンライン及びオフラインゲージ
システムで作動する新しいプログラムである。実
際には前述のプログラム204の変形であり、操
作者の作用を必要とする。このプログラムの目的
はカメラヘツド31,33が第2図の面A−A、
C−C又は希望の位置にある時に各カメラヘツド
31,33から多数の読みを集め、この読みをコ
ア194′のテーブルIBGDT2,IBGDT3に記憶さ
せ、各カメラヘツド31,33のヒストグラムを
±0.127mm(±0.005インチ)の範囲について
0.0051mm(0.0002インチ)の分画で印字し、一例
を第17図に示す。更に、このプログラムは各カ
メラヘツド31,33の平均及び標準偏差を印字
する。操作者は所要の読みの数、棒材目標寸法、
各ヒストグラムテーブルIBGDT2,IBGDT3、プ
ロフイルテーブルIBGDT1の使用要求を第19図
に示す通り制御装置67によつて入れる必要があ
る。
[Table] The interface map 197' with the control device will be explained. The DISC MAP program is shown in Figure 15. The program addresses in disk storage 192' are expanded to accommodate the additional operating characteristics described above. The CORE MAP program is shown in Figures 16A and 16B. The program addresses in hex core storage 194' are expanded to accommodate the additional operating characteristics described above. The service program 198' will be explained. The ILD HANDLER program has M:IDL,
CD: IDL, EB: Has IDL subroutines,
The GAGTSK.SUBCLL and GAGTRN routines are similar to those described above with respect to FIG. 14, but expanded to handle the additional operating characteristics shown in FIG. 14A. The bar size data program 199' will be explained. GAGEIN is an auxiliary subroutine similar to that previously described and expands to accommodate bar size data from the second camera electronics 39. The compensation program 200' will be explained. GAGMAT.CORDAT, ZERO, MAPRNT.
The GAGTPC and CMPNST programs are similar to those described above, but are expanded to accommodate bar size data and modification requests from the second camera electronics 39, respectively. The calibration program 201' will be explained. CALIBR is an off-line program similar to that previously described and expands to accommodate bar size data from the second camera electronics 39. The recalibration program 202' will be explained. The RTMASK.GAGRCL, LFTMSK subroutines are similar to those described above but expanded to accommodate bar size data and automatic recalibration requests from the second camera electronics 39. The profile and location program 203 will be explained. ENCNGL is a new auxiliary subroutine that accompanies all subroutines that require the angular position of the rod diameter measuring head. This subroutine reads the position encoder electronics 23, checks for validity, stores the binary and decimal values of the position in a common area, and sets a malfunction flag in the event of an encoder failure. GAGPOS is a subroutine that resides on disk as an overlay, operates in an offline system, and requires operator interaction. This is called by the subroutine SUBCLL via the nemonic SC. The purpose of this subroutine is to
A control panel input of 0.63 drives the scanning device 12 to an angular position. The following is an overview of this program. 1. When the target angle is more than 10 degrees away from the scan position, full speed voltage is supplied to the scan motor controller 16 via the cable 29 to drive it to the target angle. If it is less than 10°, go to step 3. 2 Continue at full speed until the scanning device is within 10° of the target. 3. If the angle is within 10 degrees of the target angle, the output from the controller 16 is reduced to half speed voltage. 4 If the angle is within 0.3° of the target angle, supply o volts to the controller 16 and end the program. The operator must input the target angle using the operation panel. PROFIL is a new program that works with dimensional offline systems. Requires operator action. The purpose is to have the camera scan a complete 90° cycle to create the profile table shown in Figure 18, showing the deviations for each 2°. This program is supposed to plot the data, and the RLOT routine PL running in the offline system does this work. There are various possibilities of malfunction as follows. 1 Scan motor failure: motor does not start or end of scan cycle (0° or 90°) does not reach motor. 2 Encoder failure: Ready bits are not generated from the encoder. 3 ILD failure: ILD transfer timeout occurs. RTPROF is a new program that works on offline systems. The camera is perfect for this purpose.
Both cameras are deflected to the right mask while scanning a 90° cycle, creating a profile table with a deviation of 2° each. This program is supposed to plot the data, and the PLOT routine PL, which runs on an offline system, does the plotting. This program deflects each electronic scan to the "R" scan of the right mask 94 shown in FIG. 5 and back to the center "C" scan after this scan is complete. PLOT is a new program that works with an offline gauge system and requires no operator interaction. The purpose of this program is to core 194'
The purpose is to plot the data contained in the profile table IBDGT1 stored in the profile table IBDGT1. The vertical axis is set 10 columns above and 10 columns below the axis. The scale has a minimum float of 0.0051 mm (0.0002 inch). The deviation is plotted along the vertical axis and the angular position of the scanning device in 4 degree increments is plotted on the horizontal axis. Blank or out-of-range data points are indicated by a "#". GAGPLT is a new online program, and the 90
Device profile table IBDGT 1 in common area
Take it out from MASGAG and compress it into a 60 element table. The horizontal axis of each table is a 3° division. This program scans the profile table and determines the vertical axis scale range according to the maximum and minimum values of the profile table. The vertical axis unit scale shall be 0.0254 mm (0.001 inch) or 0.0508 mm (0.002 inch). Next, the target dimension tolerance line is connected to the CRT and the printed terminal 60,
Write to 63. Next, this program calculates the vertical axis deviation every 3 degrees, and
Write the calculated position in 3 with “*”. lastly
Call the HEADER program and end the program. A bar profile using the GAGPLT program is shown in FIG. 3 as printed from the printing terminal 63. HEADER is also a new online program that allows you to determine bar low temperature target dimensions, carbon content and temperature.
Write to CRT60. Next, write the date, time, maximum tolerance, minimum tolerance, and roundness tolerance to the CRT60. Then scan profile table IBDGT 1 ,
Calculate the dimensional tolerance upper and lower limits of roundness for each tolerance limit, print these values in FIG. 3, and finish. GAGPRO is a new program that works with the Gauge Online System. No operator action is required. The purpose of this program is to scan the camera heads 31, 33 for a complete 90° cycle and create a profile table showing the deviation in each 2° fraction.
Create IBDGT 1 and store it in the core 194. There are no lines in the data plot. The histogram program 204' will be explained. GAGHST is a new program that works with online and offline gauging systems. It is actually a variation of the program 204 described above and requires operator action. The purpose of this program is to set the camera heads 31 and 33 to plane A-A in FIG.
Collect a number of readings from each camera head 31, 33 when in the C-C or desired position, store these readings in tables IBGDT 2 , IBGDT 3 of core 194', and calculate the histogram of each camera head 31, 33 by ±0.127 mm. (±0.005 inch) range
Printing was performed in 0.0051 mm (0.0002 inch) fractions, an example of which is shown in FIG. Additionally, this program prints the average and standard deviation for each camera head 31,33. The operator enters the required number of readings, target bar dimensions,
A request to use each histogram table IBGDT 2 , IBGDT 3 and profile table IBGDT 1 must be entered by the control device 67 as shown in FIG.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第1の実施例による圧延棒材
寸法の電気光学側定装置のブロツク線図、第1A
図は第2の実施例による棒材プロフイル測定装置
のブロツク線図、第2図は棒材断面に公差と測定
方向とを記入した図、第3図は第1A図の装置に
よる走査角度と棒材寸法の例を示す計算機印字、
第4図は第1,1A図の装置のカメラ電子装置の
ブロツク線図、第5図は第4図の装置の解像管の
光電陰極の図、第6図は第5図の6−6線に沿う
断面図、第7図は第4図の装置の双方向掃引発電
機のブロツク線図、第8図は第4図のカメラ電子
装置各部の発生するパルスのタイミング線図、第
9図は第4図の装置のカメラパルスプロセサのブ
ロツク線図、第10図は第9図のプロセサの自動
相関器機のブロツク線図、第11図は第9図のプ
ロセサ各部の信号のタイミング線図、第12図は
第4図の装置のPMAGC回路の回路線図、第13
図は第4図の装置の棒材寸法及び位置アキユムレ
ータのブロツク線図、第14図は第1図の装置の
計算機のブロツク線図と計算機プログラムを示す
図、第14A図は第1A図の装置の計算機のブロ
ツク線図と計算機プログラムを示す図、第15図
は計算機のデイスクマツプの図、第16図は第1
図の計算機のコアマツプの図、第16A図と第1
6B図は第1A図の計算機のコアマツプの図、第
17図はヒストグラムテーブルの図、第18図は
第1A図の装置を使用したプロフイルテーブルの
図、第19図は第1A図の計算機と制御装置の一
部を示す説明図である。 10……棒材、11……ロールスタンド、12
……走査装置、13……走査機構、16……走査
制御器、17……自動手動選択スイツチ、19…
…手動速度制御器、21……走査位置エンコー
ダ、23……走査位置電子装置、25……表示
計、27,27′……計算機、30,32……光
源箱、31,33……電子カメラヘツド、35,
39……カメラヘツド電子装置、42……目標寸
法セレクタ、44……組成セレクタ、46……操
作データ、48,55……高温計、50……高温
計電子装置、55……高温金属検出器、57……
高温金属検出器電子装置、60……CRT端子、
63……印字端末、65……印字、67……制御
装置、69,71……公差範囲、74……棒材プ
ロフイル、75……目標寸法、76,77……公
差、78,79……公差の1/2、85……テレセ
ントリツクレンズ系、89……フイルター、90
……解像(ID)管、91……光電陰極、94,
95……較正マスク、97……掃引発電機、98
……マスタークロツク、100……窓発振器、1
02……Yコイル励振器、103……焦点コイル
電源、104……Xコイル励振器、107……自
己平衡測定ループ、108……カメラパルスプロ
セサ、109……PM・AGC回路、111,11
2……解像管高圧電源、113……表示タイミン
グ回路、115……未修正寸法表示器、117…
…修正寸法表示器、118……棒材寸法位置アキ
ユムレータ、121……計算機データ移送論理回
路、143……自動相関器、144……棒材パル
ス開始回路、145……棒材パルス終了回路、1
63……比較器、164……スイツチ付積分器、
165……励振増幅器、170……ポテンシオメ
ータ、171……電子スイツチ、181……寸法
アキユムレータ、182……位置アキユムレー
タ、190……入力バツフア、191……出力バ
ツフア、192……デイスク、193……デイス
クスイツチ、194……コア、195……データ
処理ユニツト、196……計算機プログラム。
FIG. 1 is a block diagram of an electro-optical measuring device for measuring rolled bar dimensions according to a first embodiment of the present invention;
The figure is a block diagram of a bar profile measuring device according to the second embodiment, Figure 2 is a cross-sectional diagram of a bar with tolerances and measurement directions, and Figure 3 is a diagram showing the scanning angle and bar profile measured by the apparatus of Figure 1A. Computer printout showing examples of material dimensions;
4 is a block diagram of the camera electronics of the device shown in FIGS. 1 and 1A, FIG. 5 is a diagram of the photocathode of the resolution tube of the device shown in FIG. 4, and FIG. 7 is a block diagram of the bidirectional sweep generator of the device shown in FIG. 4, FIG. 8 is a timing diagram of pulses generated by various parts of the camera electronic device of FIG. 4, and FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line. is a block diagram of the camera pulse processor of the device shown in FIG. 4, FIG. 10 is a block diagram of the automatic correlation device of the processor of FIG. 9, and FIG. 11 is a timing diagram of signals of various parts of the processor of FIG. Figure 12 is a circuit diagram of the PMAGC circuit of the device in Figure 4;
The figure shows a block diagram of the bar dimensions and position accumulator of the apparatus shown in Fig. 4, Fig. 14 shows a block diagram of the computer of the apparatus shown in Fig. 1 and the computer program, and Fig. 14A shows the apparatus of Fig. 1A. Figure 15 is a diagram showing the computer block diagram and computer program, Figure 15 is a diagram of the computer disk map, and Figure 16 is the computer program.
Diagram of the core map of the computer shown in Figure 16A and Figure 1
Figure 6B is a core map of the computer in Figure 1A, Figure 17 is a histogram table, Figure 18 is a profile table using the device in Figure 1A, and Figure 19 is the computer and control in Figure 1A. FIG. 2 is an explanatory diagram showing a part of the device. 10...Bar material, 11...Roll stand, 12
...scanning device, 13...scanning mechanism, 16...scanning controller, 17...automatic manual selection switch, 19...
...Manual speed controller, 21...Scanning position encoder, 23...Scanning position electronic device, 25...Display meter, 27, 27'...Computer, 30, 32...Light source box, 31, 33...Electronic camera head ,35,
39... Camera head electronics, 42... Target dimension selector, 44... Composition selector, 46... Operation data, 48, 55... Pyrometer, 50... Pyrometer electronics, 55... High temperature metal detector, 57...
High temperature metal detector electronic device, 60...CRT terminal,
63... Printing terminal, 65... Printing, 67... Control device, 69, 71... Tolerance range, 74... Bar profile, 75... Target dimension, 76, 77... Tolerance, 78, 79... 1/2 of tolerance, 85...Telecentric lens system, 89...Filter, 90
...Resolution (ID) tube, 91...Photocathode, 94,
95... Calibration mask, 97... Sweep generator, 98
...Master clock, 100 ...Window oscillator, 1
02...Y coil exciter, 103...Focal coil power supply, 104...X coil exciter, 107...Self-balancing measurement loop, 108...Camera pulse processor, 109...PM/AGC circuit, 111, 11
2... Resolution tube high voltage power supply, 113... Display timing circuit, 115... Uncorrected dimension display, 117...
...Correction dimension display, 118...Bar stock size position accumulator, 121...Computer data transfer logic circuit, 143...Auto correlator, 144...Bar stock pulse start circuit, 145...Bar stock pulse end circuit, 1
63...Comparator, 164...Integrator with switch,
165... Excitation amplifier, 170... Potentiometer, 171... Electronic switch, 181... Dimensional accumulator, 182... Position accumulator, 190... Input buffer, 191... Output buffer, 192... Disk, 193... Disk switch, 194...Core, 195...Data processing unit, 196...Computer program.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 長さ方向に移動すると共に横方向に振動する
棒材の横方向寸法を横方向振動による影響を補償
して測定する電気光学測定装置であつて、前記長
さ方向に移動すると共に横方向に振動する棒材の
横方向像を、電気的ノイズに起因する誤差成分お
よび棒材の温度変化や光学的又は電子的非直線性
等に起因する他の誤差成分を含む生のカメラ信号
に変換するテレセントリツクレンズ系を具える電
子カメラ装置と;該生カメラ信号を微分して各生
カメラ信号のパルス縁を検出するパルス縁検出回
路と微分された各生カメラ信号から電気的ノイズ
を除去する自己相関器とを含む信号処理装置を具
え、電気的ノイズに起因する誤差成分が除去され
前記他の誤差成分の関数として変化する未修正棒
材寸法パルスを発生する電子回路装置と;棒材の
温度を測定して棒材温度信号を発生する装置と;
前記電子カメラ装置の視野内における棒材の位置
を測定して棒材位置信号を発生する装置と;前記
棒材温度信号および棒材位置信号に従つて前記未
修正棒材寸法パルスから前記他の誤差成分を除去
し、完全に修正した棒材寸法を発生すると共にこ
れを記憶するプログラムド計算機装置と;記憶さ
れた棒材寸法を用いて精密な棒材寸法測定値を表
示および制御に利用する利用装置とを具えたこと
を特徴とする電気光学測定装置。 2 特許請求の範囲1に記載する装置において、
移動する棒材の2以上の横方向寸法を測定するた
めに、上記電子カメラ装置は夫々各横方向の棒材
寸法の像を生カメラ信号に変換する2以上の電子
カメラを具え、上記電子回路装置は各生カメラ信
号を処理して各横方向における未修正棒材寸法パ
ルスを発生するようにし、上記プログラムド計算
機装置は各未修正棒材寸法パルスを処理し、修正
した棒材寸法パルスを発生し記憶するようにし、
前記利用装置は各修正棒材寸法を表示記録するよ
うにしたことを特徴とする電気光学測定装置。 3 特許請求の範囲1又は2に記載する装置にお
いて、移動する棒材の一以上の横方向寸法を種々
の外周位置において測定するために、前記電子カ
メラ装置は一以上の電子カメラを棒材を中心とし
て制御運動させると共に走査位置信号を発生する
走査装置を含み、前記プログラムド計算機装置は
修正棒材寸法パルスを走査位置信号の関数として
棒材プロフイルをプロツトし記憶するようにし、
前記利用装置は記憶された棒材プロフイルデータ
を使用して棒材プロフイルを表示記録するように
したことを特徴とする電気光学測定装置。 4 特許請求の範囲3に記載する装置において、
前記走査装置は走査装置運動制御信号に応答する
制御器を含むことを特徴とする電気光学測定装
置。 5 特許請求の範囲4に記載する装置において、
前記プログラムド計算機装置は所定指令信号に応
答して棒材の所定外周面を正逆方向に動くように
前記走査装置を自動制御するようにしたことを特
徴とする電気光学測定装置。 6 特許請求の範囲1〜5の何れかに記載する装
置において、常温棒材寸法に及ぼす棒材温度およ
び棒材組成の影響による誤差に対する修正を必要
とする未修正棒材寸法パルスが発生する場合は、
棒材温度および組成信号を発生する手段を設け、
前記プログラムド計算機装置は前記棒材温度信号
および組成信号に応答して上記誤差について未修
正棒材寸法パルスを補償して修正棒材寸法パルス
を発生するようにしたことを特徴とする電気光学
測定装置。 7 特許請求の範囲1〜6の何れかに記載する装
置において、前記電子カメラ装置は少くとも1個
の逆光電子カメラを含むことを特徴とする電気光
学測定装置。 8 特許請求の範囲1〜7の何れかに記載する装
置において、前記電子カメラ装置は少なくとも1
個の電子カメラを含み、該電子カメラは電子的に
走査される像応答装置を具え、前記電子回路装置
は前記応答装置の走査を駆動する掃引発生機を含
むことを特徴とする電気光学測定装置。 9 特許請求の範囲8に記載する装置において、
前記掃引発生機は前記像応答装置の単軸走査を発
生する回路構成とすることを特徴とする電気光学
測定装置。 10 特許請求の範囲9に記載する装置におい
て、前記掃引発生機は等しい上方および下方掃引
半サイクルを有する直線双方向掃引サイクルを発
生する回路構成とすることを特徴とする電気光学
測定装置。 11 特許請求の範囲9に記載する装置におい
て、前記掃引発生機は非直線双方向掃引サイクル
を発生する回路構成とすることを特徴とする電気
光学測定装置。 12 特許請求の範囲1〜11の何れかに記載す
る装置において、前記電子カメラ装置は可変利得
像応答装置を具え、前記電子回路装置は出力電流
が一定に維持されるように前記像応答装置の利得
を変化させる自動利得制御回路を有する自己平衡
測定ループを含むことを特徴とする電気光学測定
装置。 13 特許請求の範囲10に記載する装置におい
て、前記棒材位置測定装置は未修正棒材寸法パル
スから棒材像の中心位置を表わす棒材位置信号を
発生する手段を含み、前記プログラムド計算機装
置は棒材中心位置信号に従つて未修正棒材寸法パ
ルスを有効に補正するようにしたことを特徴とす
る電気光学測定装置。 14 特許請求の範囲13に記載する装置におい
て、各棒材中心位置信号は、電子カメラ装置の双
方向掃引サイクルの上方および下方の各掃引半部
において未修正棒材寸法パルス前縁を検出し棒材
中心位置をこれら前縁間距離の半分として定める
ことにより発生させるようにしたことを特徴とす
る電気光学測定装置。 15 特許請求の範囲1〜14の何れかに記載す
る装置において、棒材目標寸法データソースを具
え、前記プログラムド計算機装置は所定指令信号
に応答して修正棒材寸法と目標寸法データとの関
数として修正棒材寸法の目標寸法からの偏差をプ
ロツトし記憶するようにし、前記利用装置は上記
記憶データを使用して目標寸法からの棒材寸法偏
差を表示記録するようにしたことを特徴とする電
気光学測定装置。 16 特許請求の範囲15に記載する装置におい
て、棒材寸法公差データソースを具え、前記プロ
グラムド計算機装置は所定指令信号に応答して上
記データソースからの棒材寸法公差データをプロ
ツトし記憶するようにし、前記利用装置はこの記
憶データを利用して目標寸法からの棒材寸法偏差
に重ねて棒材寸法公差を表示記録するようにした
ことを特徴とする電気光学測定装置。 17 特許請求の範囲1〜16の何れかに記載す
る装置において、所定指令信号に応答して前記プ
ログラムド計算機装置に記憶される作動データソ
ースを具え、前記利用装置はこの記憶作動データ
を使用して作動データを表示記録するようにした
ことを特徴とする電気光学測定装置。 18 特許請求の範囲1〜17の何れかに記載す
る装置において、前記プログラムド計算機装置は
所定指令信号に応答して標準棒材を使用して装置
を較正し記憶マツプを形成するようにし、更に所
定指令信号に応答して棒材を使用せずに測定装置
を再較正するようにしたことを特徴とする電気光
学測定装置。 19 特許請求の範囲8に記載する装置におい
て、前記像応答装置は一以上の較正マスクを含
み、前記電子回路装置は走査を中央棒材像掃引位
置から一方の較正マスク上にオフセツトさせる手
段と、較正マスクの選択使用を制御して棒材を使
用せずに測定装置を再較正する手段とを具えるこ
とを特徴とする電気光学測定装置。 20 特許請求の範囲19に記載する装置におい
て、前記プログラムド計算機装置は所定指令信号
に応答して較正マスクの選択使用を行わせるよう
にしたことを特徴とする電気光学測定装置。 21 長さ方向に移動すると共に横方向に振動す
る棒材の横方向寸法をその横方向振動による影響
を補償して測定する電気光学測定方法であつて、
測定する移動棒材の横方向像をテレセントリツク
レンズ系を具える電子カメラ装置上に結像し、該
像を電気的ノイズに起因する誤差成分および棒材
の温度変化や電子カメラ装置の光学的又は電子的
非直線性等に起因する他の誤差成分の関数として
変化する生カメラ信号に変換し;該生カメラ信号
を電子回路装置で処理して微分された生カメラ信
号から前記電気的ノイズを除去し、前記他の誤差
成分の関数として変化する棒材寸法パルスを発生
させ;棒材温度を測定して棒材温度信号を発生さ
せると共に前記電子カメラ装置の視野内における
棒材位置を測定して棒材位置信号を発生させ;前
記棒材寸法パルスと前記棒材温度信号および棒材
位置信号をプログラムド計算機装置に供給して該
計算機装置により前記棒材温度信号および棒材位
置信号に基づいて前記他の誤差成分に対する補正
係数を計算して前記棒材寸法パルスを補償して完
全に修正した棒材寸法を発生記憶し、記憶した修
正棒材寸法データを表示および制御に利用するこ
とを特徴とする電気光学測定方法。 22 特許請求の範囲21に記載する方法におい
て移動する棒材の2以上の横方向寸法を測定する
ために、棒材の二以上の横方向寸法を夫々の電子
カメラ上に結像し各像を生カメラ信号に変換し、
各生カメラ信号を処理してノイズを除去し、前記
他の誤差成分を含む二以上の棒材寸法パルスを発
生させ、各棒寸法パルスをプログラムド計算機装
置で処理し関連する棒材温度信号および棒材位置
信号に基づいて各棒材寸法パルスを補償して修正
棒寸法パルスを形成記憶し、記憶されたデータを
利用して各修正棒寸法を表示記録することを特徴
とする電気光学測定方法。 23 特許請求の範囲21又は22に記載する方
法において、棒材の各外周位置において一以上の
横方向寸法を測定する場合に、電子カメラ装置の
電子カメラを棒材外周の周囲方向に制御走査させ
ると共に走査装置位置信号を発生させ、プロド計
算機装置において棒材プロフイルを修正棒材寸法
パルスおよび走査装置位置信号の関数としてプロ
ツトし記憶し、記憶されたデータを使用して棒材
プロフイルを表示記録することを特徴とする電気
光学測定方法。 24 特許請求の範囲23に記載する方法におい
て、棒材の走査を走査装置運動制御信号に応答し
て手動又は自動的に正逆両方向に制御することを
特徴とする電気光学測定方法。 25 特許請求の範囲21〜24の何れかに記載
する方法において、棒材組成信号を発生し、プロ
グラムド計算機装置において棒材組成の常温棒材
寸法に及ぼす影響による誤差に対して未修正棒材
寸法パルスを補償することを特徴とする電気光学
測定方法。 26 特許請求の範囲21〜25の何れかに記載
する方法において、棒材目標寸法、棒材寸法公
差、作動データを含む1種以上の信号を発生し、
プログラムド計算機装置内で所定指令信号に応答
して目標寸法からの棒材寸法の偏差をプロツトし
記憶し棒材寸法公差および作動データを記憶し、
記憶されたデータを使用して目標寸法からの棒材
寸法偏差を表示記録し棒材寸法公差と作動データ
とを重ねることを特徴とする電気光学測定方法。 27 特許請求の範囲21〜26の何れかに記載
する方法において、標準寸法棒材を使用して較正
棒材像を生じさせて較正棒材寸法パルスに変換し
て測定装置を較正し、プログラムド計算機装置に
おいてオフライン指令信号に応答して記憶マツプ
を形成し、オンライン指令信号に応答して瞬時較
正棒材寸法パルスと記憶値との比較を行うことを
特徴とする電気光学測定方法。 28 特許請求の範囲21〜27の何れかに記載
する方法において、カメラ装置には測定すべき棒
材又は較正用棒材が結像される中央部分に隣接し
て較正マスクを有する像応答装置を準備し、標準
棒材を用い像応答装置の中央部を電子的に走査し
て測定装置を予め較正し、特定の指令信号に応答
して像応答装置の電子走査を整正マスクにオフセ
ツトし、プログラムド計算機装置によりこの再較
正時の像応答装置の出力を既知標準棒材のときの
出力と比較して測定動作のドリフトを決定して較
正用棒材を使用しないで測定動作を再較正するこ
とを特徴とする電気光学測定方法。
[Scope of Claims] 1. An electro-optical measuring device that measures the lateral dimension of a bar that moves in the longitudinal direction and vibrates in the lateral direction while compensating for the influence of lateral vibration, A lateral image of a bar that is moving and vibrating in the lateral direction is generated by generating an image containing error components due to electrical noise and other error components due to temperature changes in the bar, optical or electronic nonlinearity, etc. an electronic camera device comprising a telecentric lens system for converting the raw camera signals into camera signals; a pulse edge detection circuit for differentiating the raw camera signals and detecting pulse edges of each raw camera signal; an autocorrelator for removing electrical noise; and an electronic circuit device for generating an uncorrected bar size pulse having an error component due to electrical noise removed and varying as a function of said other error component. and; a device that measures the temperature of the bar and generates a bar temperature signal;
a device for measuring the position of a bar within the field of view of the electronic camera device to generate a bar position signal; A programmed computer device that removes error components and generates and stores completely corrected bar dimensions; and uses the stored bar dimensions to provide precise bar dimension measurements for display and control. An electro-optical measurement device characterized by comprising a utilization device. 2. In the device recited in claim 1,
In order to measure two or more lateral dimensions of a moving bar, the electronic camera device includes two or more electronic cameras, each converting an image of each lateral bar dimension into a raw camera signal, and the electronic circuitry An apparatus processes each raw camera signal to generate an uncorrected bar size pulse in each lateral direction, and the programmed computer apparatus processes each uncorrected bar size pulse to generate a corrected bar size pulse. occur and remember,
An electro-optical measuring device characterized in that the utilization device displays and records each corrected bar size. 3. The apparatus as claimed in claim 1 or 2, wherein the electronic camera device is configured to move one or more electronic cameras around the bar in order to measure one or more lateral dimensions of the moving bar at various circumferential positions. a scanning device for providing controlled movement of the center and generating a scanning position signal, the programmed computer device being adapted to plot and store modified bar size pulses as a function of the scanning position signal;
An electro-optical measurement device characterized in that the utilization device displays and records a bar profile using stored bar profile data. 4 In the device set forth in claim 3,
An electro-optical measurement device, wherein the scanning device includes a controller responsive to a scanning device motion control signal. 5. In the device set forth in claim 4,
An electro-optical measurement device, characterized in that the programmed computer device automatically controls the scanning device to move in forward and reverse directions on a predetermined outer peripheral surface of the bar in response to a predetermined command signal. 6. In the apparatus according to any one of claims 1 to 5, when an uncorrected bar size pulse occurs that requires correction for errors due to the effects of bar temperature and bar composition on room temperature bar size. teeth,
providing means for generating bar temperature and composition signals;
Electro-optical measurement, wherein the programmed computer device is responsive to the bar temperature signal and the composition signal to compensate the uncorrected bar size pulse for the error to generate a corrected bar size pulse. Device. 7. An electro-optical measurement device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the electronic camera device includes at least one backlit electronic camera. 8. In the device according to any one of claims 1 to 7, the electronic camera device includes at least one
an electro-optical measuring device comprising: an electronic camera, the electronic camera having an electronically scanned image response device; and the electronic circuit device including a sweep generator for driving the scanning of the response device. . 9. In the device set forth in claim 8,
An electro-optical measuring device, wherein the sweep generator has a circuit configuration that generates uniaxial scanning of the image response device. 10. The apparatus of claim 9, wherein the sweep generator is configured to generate a linear bidirectional sweep cycle with equal upward and downward sweep half cycles. 11. The electro-optical measuring device according to claim 9, wherein the sweep generator has a circuit configuration that generates a non-linear bidirectional sweep cycle. 12. The device according to any one of claims 1 to 11, wherein the electronic camera device comprises a variable gain image response device, and the electronic circuit device controls the image response device so that the output current is maintained constant. An electro-optical measurement device characterized in that it includes a self-balancing measurement loop with an automatic gain control circuit that changes the gain. 13. The apparatus of claim 10, wherein the bar position measuring device includes means for generating a bar position signal representative of the center position of the bar image from the uncorrected bar size pulse, and the programmed computer device An electro-optical measuring device characterized in that an uncorrected bar dimension pulse is effectively corrected in accordance with a bar center position signal. 14. In the apparatus of claim 13, each bar center position signal detects the leading edge of the uncorrected bar dimension pulse in each upper and lower sweep half of the bidirectional sweep cycle of the electronic camera system. An electro-optical measuring device characterized in that the measurement is performed by determining the center position of the material as half of the distance between these leading edges. 15. The apparatus according to any one of claims 1 to 14, comprising a bar target dimension data source, wherein the programmed computer device responds to a predetermined command signal to calculate a function between the modified bar dimension and the target dimension data. The deviation of the corrected bar dimension from the target dimension is plotted and stored, and the utilization device uses the stored data to display and record the bar dimension deviation from the target dimension. Electro-optical measuring device. 16. The apparatus of claim 15, further comprising a bar dimensional tolerance data source, wherein said programmed computer device is adapted to plot and store bar dimensional tolerance data from said data source in response to a predetermined command signal. An electro-optical measuring device characterized in that the utilization device utilizes the stored data to display and record bar material dimensional tolerances superimposed on bar material dimensional deviations from target dimensions. 17. The apparatus according to any one of claims 1 to 16, comprising an operational data source stored in the programmed computer device in response to a predetermined command signal, and wherein the utilization device uses the stored operational data. An electro-optical measuring device characterized in that it displays and records operating data. 18. The apparatus of any one of claims 1 to 17, wherein the programmed computer device is responsive to a predetermined command signal to calibrate the device using standard bars to form a memory map; An electro-optical measuring device characterized in that the measuring device is recalibrated without using a rod in response to a predetermined command signal. 19. The apparatus of claim 8, wherein the image-responsive device includes one or more calibration masks, and the electronic circuitry includes means for offsetting the scan from a central bar image sweep position onto one of the calibration masks; and means for controlling selective use of a calibration mask to recalibrate the measuring device without the use of a rod. 20. The electro-optical measuring device according to claim 19, wherein the programmed computer device selectively uses a calibration mask in response to a predetermined command signal. 21. An electro-optical measurement method for measuring the lateral dimension of a bar that moves in the length direction and vibrates in the lateral direction while compensating for the influence of the lateral vibration,
A lateral image of the moving bar to be measured is formed on an electronic camera device equipped with a telecentric lens system, and the image is combined with error components caused by electrical noise, temperature changes of the bar material, and optical effects of the electronic camera device. or convert it into a raw camera signal that varies as a function of other error components due to electronic non-linearities, etc.; process the raw camera signal with an electronic circuit device to remove the electrical noise from the differentiated raw camera signal. generating a bar size pulse that varies as a function of the other error component; measuring bar temperature to produce a bar temperature signal and measuring bar position within the field of view of the electronic camera device; generating a bar position signal; supplying the bar size pulse, the bar temperature signal and the bar position signal to a programmed computing device to cause the computing device to generate a bar stock position signal based on the bar stock temperature signal and bar stock position signal; compensating the bar size pulse by calculating correction coefficients for the other error components, generating and storing completely corrected bar size data, and using the stored corrected bar size data for display and control. Characteristic electro-optical measurement method. 22 In order to measure two or more lateral dimensions of a moving bar in the method recited in claim 21, two or more lateral dimensions of the bar are imaged on respective electronic cameras and each image is captured. Convert to raw camera signal,
Each raw camera signal is processed to remove noise and generate two or more bar size pulses containing said other error components, and each bar size pulse is processed by a programmed computing device to generate an associated bar temperature signal and An electro-optical measuring method comprising: compensating each bar dimension pulse based on a bar position signal to form and store a corrected bar dimension pulse, and displaying and recording each corrected bar dimension using the stored data. . 23 In the method set forth in claim 21 or 22, when measuring one or more lateral dimensions at each outer circumferential position of the bar, the electronic camera of the electronic camera device is controlled to scan in the circumferential direction of the bar's outer periphery. and generating a scanner position signal, plotting and storing the bar profile as a function of the modified bar size pulse and the scanner position signal in a production computing device, and using the stored data to display and record the bar profile. An electro-optical measurement method characterized by: 24. An electro-optical measuring method according to claim 23, characterized in that the scanning of the bar is manually or automatically controlled in both forward and reverse directions in response to a scanning device motion control signal. 25. In the method according to any one of claims 21 to 24, a bar composition signal is generated, and a programmed computer device detects an uncorrected bar composition signal for errors due to the influence of the bar composition on the room temperature bar dimensions. An electro-optical measuring method characterized in that it compensates for dimensional pulses. 26. The method according to any one of claims 21 to 25, generating one or more types of signals including target bar dimensions, bar dimension tolerances, and operating data;
Plotting and storing deviations of bar dimensions from target dimensions in response to predetermined command signals within a programmed computer device, and storing bar dimension tolerances and operating data;
An electro-optical measurement method characterized by displaying and recording bar material dimensional deviations from target dimensions using stored data and superimposing bar material dimensional tolerances and operating data. 27. The method according to any of claims 21 to 26, wherein a standard size bar is used to generate a calibration bar image and converted into a calibration bar size pulse to calibrate the measuring device; 1. An electro-optical measurement method comprising: forming a memory map in response to an offline command signal in a computer device; and comparing an instantaneous calibration bar size pulse with a stored value in response to an online command signal. 28. The method according to any one of claims 21 to 27, wherein the camera device includes an image responsive device having a calibration mask adjacent to the central portion on which the bar to be measured or the calibration bar is imaged. preparing and pre-calibrating the measurement device by electronically scanning the central portion of the image response device using a standard bar; and offsetting the electronic scan of the image response device to the alignment mask in response to a specific command signal; A programmed computer device compares the output of the image response device during this recalibration with the output when using a known standard bar to determine the drift of the measurement operation, and recalibrates the measurement operation without using the calibration bar. An electro-optical measurement method characterized by:
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