JPS62172210A - 平板の平坦度測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は平板の平坦度を光学的に測定する装置に関し、
更に詳述すると平板、特に移送速度が迷い熱延鋼板の平
坦度を走間測定する場合、熱延鋼板に波打ち等が生じて
も平坦度を精度よく測定できる平坦度測定装置を提供す
るものである。

〔従来技術〕

熱間圧延においては、鋼板を可及的に平坦にすることが
重要な課題となっており、このためにｆｆｆｉ々の圧延
形状制御が試みられてきた。この圧延形状制御のために
は制御の入力情報として鋼板の平坦度又は平坦形状を測
定する必要がある。

鋼板等の平板の平坦度測定方法として例えば特開昭５６
−１２４００６号が公知である。この方法は、第８図に
示す如くレーザ光発振ａ３２４から発生したレーザ光を
八角柱状の回転ミラー２５へ照射し、順送ロール２，２
・・・からなる搬送ライン上を搬送される平板１に、そ
の板幅方向に延び、汲置方間に不等間隔離隔して８本の
細長い輝線■、■・・・■を非垂直方向より投射形成し
、該輝線を２次元撮像装置２３にて一度に撮影してその
撮影画像２６上にて光（象１’、　　２’・・・８′と
して捉え、その信号を演算装置２７へ与え、演算装置２
７はこれに予め記憶させておいた基準輝線（平坦な平板
上に投射形成した輝線）に関する光像と入力信号との偏
差を求め、平坦でない場合には輝線の位置が搬送方向及
び鉛直方向にずれる現象を利用して平板１の表面りこお
ける輝線形成部分の平板厚み方向の位置を求める一方、
前記撮影画像２６上の光像に対応する信号のピーク値及
び／又は時間幅に基づき前記輝線形成部分の平板１の傾
きを求めることにより平板１の平坦度を認識する方法で
ある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

斯かる方法により、平板として例えば厚鋼板の平坦度を
測定する場合はそのＩＩ＋定か可能であるが、１７１ｍ
板のそれを測定しようとする場合は精度よく測定できな
かった。即ち、薄鋼板はその厚み故、移送中上方に凸状
に曲がることがあり、つまり波打つことがあり、このた
め上記方法により測定する場合は、例え薄鋼板が平坦で
あっても光１象の位置と基準輝線に関する基準光像の位
置との間に偏差が生じるので測定誤差が生して平坦度を
精度よく測定できなかった。

また、前記回転ミラー２５は、各面の（頃きを変えて８
本の不連続なレーザ光を発生させるように構成されてお
り、このため各レーザ光が平板」二を幅方向６ご走査さ
れるタイミング時間が同一でな（、例えば高速搬送され
る薄鋼板の平坦度を測定する場合には８本の輝線の形成
に時間を要し、この間に平板が高速移動するから、輝線
間距離と輝線が形成された平板上の部分間距離とが大き
く異なり測定精度が低いという問題点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、平板
上の長手方向に相互に適長離隔して２乃至３以上の光ビ
ームを同時的に照射する構成とすることにより、波打ち
の存否に拘わらず平板の平坦度を精度よく測定できる平
板の平坦度測定装置を提供することを目的とする。

この発明は平板に波打ちが生じても平板幅方向各位置で
前記光（象と基準光像との間の偏差が同値の場合には平
坦であり、また幅方向のいずれかの位置での偏差が他の
それと異なる場合には平坦でないということを料量して
いる。

本発明に係る平板の平坦度測定装置は、平板に光ビーム
を照射して平板上に現れる輝線を撮影し、撮影した光像
に基づいて平板の平坦度を測定する装置において、車−
の光源から発生した光ビームを受けてこれを複数の光ビ
ームに分割し、分割した各光ビームの平板に対する照射
角度を夫々一定にして斜め方向より平板の所定方向に向
ＬＪて各光ヒームを照射走査する光学系と、平板上に現
れた輝線を光像として撮影する２次元撮像装置と、撮影
信号から光像成分を抽出する２値化回路と、抽出した光
像成分と、平坦な平板について得られる基！Ｐ＝輝線に
関する光像成分との偏差を求める手段と、その偏差に基
づき平坦度を判定するための指標を、光ビームの走査方
向の複数位置について算出する手段とを具備することを
特徴とする。

〔作用〕

本発明においては、光学系にて複数の光ビームを、平板
に対する照射角度を夫々一定にして同時的に平板に斜め
方向から照射走査し、２次元撮像装置にて撮影した光像
位置と基準輝線に関する光像位置との偏差を求め、その
偏差に基づき指標を光ビームの走査方向の複数位置につ
いて求めるから、平坦な平板を測定する場合は波打ぢの
存否に拘わらず指標はすべて同値となり、また平坦でな
い平板を測定する場合は同値の指標とはならないものが
あることになる。

〔実施例〕

以下本発明を図面に基づき具体的に説明する。

第１図は本発明の実施例を示す模式的側面図、第２図は
平坦度測定位置近傍を示す模式的平面図でしり、図中１
は熱延鋼板を示す。熱延８１１投（以下中に鋼板という
）■は圧延機３にて圧延されて搬送ロール２群からなる
搬送ライン上を長手方向く白抜矢符方向）に搬送されて
いる。

搬送ラインの圧延機３よりも少し搬送方向側であって、
順送ラインの側方へ適長離隔した位置にはアルゴンレー
ザ発振器（以下単にレーザ発振器という）１６が固設さ
れており、レーザ発振器１６はレーザ光照射方向を搬送
ラインに向けである。レーザ発振器１６にはその光照射
方向に管軸長方向を一致させて支持管１７が取付けられ
ており、支持管１７の先端には光学系収納箱４が設けら
れている。

このようにレーザ発振器１６を搬送ライン外に設けたの
は、搬送ラインの振動がレーザ発振器１６へ伝わらない
ようにする為であり、これにより振動を原因とする測定
誤差の発生及び故障の発生を防止する。

レーザ発振器１６にて発生したレーザ光は、支持管１７
内を通って光学系収納箱４へ導かれ、光学系収納箱４か
らは鋼板１に対して照射角度を夫々異ならせて３本のレ
ーザ光ａ、ｂ、ｃが鋼板ｌ上で夫々長手方向に適長離隔
されるように照射している。

光学系収納箱４内には、第３図（平面図）に示すように
レーザ光を３分割するための光学系が収納されている。

レーザ発振器１６からのレーザ光ＬＢを１／３透過２／
３反射ミラー４４へ照射し、光強度が１７３となったレ
ーザ光ａを回動軸（１点鎖線にて示す）回りに往復振動
するミラー４１へ照射させる。

この種の駆動装置はスキャナーと称されることもある。

１／３透過２７３反射ミラー４４にて反射されたレーザ
光はハーフミラ−４５へ照射されてこれにて半分通過、
半分反射され、反射されたレーザ光すは回動軸（１点鎖
線にて示す）回りに往復振動するミラー４２へ照射され
る。そして、ハーフミラ−４５を透過したレーザ光はミ
ラー４６へ照射されてこれにて反射され、反射されたレ
ーザ光Ｃは回動軸（１点鎖線にて示す）回りに往１ｇ振
動するミラー４３へ照射される。つまり、レーザ光ＬＢ
は３つのレーザ光ａ、ｂ、ｃに分割され、分割されたレ
ーザ光ａ、ｂ、ｃは夫々ミラー４１．４２．４３へ照射
される。

ミラー４１．４２．４３は夫々スキャナー駆動回路８．
９゜１０にて往復振動せられ、その回動軸が鉛直方向に
対して上端を鋼板搬送方向へ傾けた下傾状態になってい
る。その傾斜角度はミラー４３．４２．４１の順に大き
くなっており、従って、レーザ光ａ、ｂ、ｃは鋼板１上
面に、異なる傾斜角θａ、θｂ、θＣで照射される。

これにより、鋼板１上にはレーザ光ａ、ｂ、ｃの輝線Ａ
、　　Ｂ、　　Ｃとなって現れる（第２図に示す）。

上記傾斜角θａ、θｂ、θＣは、輝線Ａ、Ｂ、Ｃの各離
隔距離を、鋼板１に波打ちがない状態下で略４００　ａ
ｍとなるように定める。これは平坦不良が発生した場合
の山と谷との距離に対応させたものである。

輝線Ａ、Ｂ、Ｃが現れる鋼板１の上方にはＴＶカメラ５
が設けられており、ＴＶカメラ５は画像水平方向を鋼板
１の長手方向に一致させてその視野が第４図に示すよう
に輝線Ａ、Ｂ、Ｃに対応する光（象Ａ’、Ｂ’、Ｃ’を
全て撮Ｙできるように位置決めする。ＴＶカメラ５は出
力信号を垂直同期信号分離回路６及び２値化回路１１へ
与える。

２値化回路１１は第５図（ａＪに示すように白黒間の適
当なレベルにしきい値が設定されており、ＴＶカメラ５
から入力した画像信号を白、黒の両レベルに２値化し、
２値化信号は画像信号記憶装置１２へ与えられる。

画像信号の２値化により光像Ａ’、Ｂ’、Ｃ’相当部分
のみが白レベルとなる〔第５図中）参照〕。

信号処理装置１３は、画像信号記憶装置１２に２値化信
号が入力されると、第４図に示すように例えば５本の走
査線Ｌ１．Ｌ２．Ｌｌ、Ｌ４．Ｌ５上の２値化信号を画
像信号記憶装置１２から読出し、後に説明するように予
めこれに記憶させた平坦な鋼板１を用いて測定した基準
輝線Ａ［］、Ｂｏ、Ｃ８に関する前同様の２値化信号と
、分割した３本のレーザ光の照射角度と、読出した信号
とに基づき下記（１）式の演算を行って各走査線Ｌ１・
・・Ｌ５について平坦度の指標たる伸び率εを求め、Ａ
ｎ　＋　ＢＣ−ＡＣ ε＝　　　　　　　　Ｘ１００　　（％）　・・・ｆｉ
ｌＣ 求めた５つの伸び率の大小関係に基づいて後に説明する
ようにして平ｊｕ度をΔ１１１定する。

また、信号処理装置１３は測定結果を図示しない表示器
に表示させ、また圧延機３の平坦度制御装置（図示せず
）へり−え、更に演算中レーデ発振器］６の出力を低下
させてその寿命を延長せしめるべくレーザ発振器１６へ
信号をり、える。

一方、前記垂直同期信号分離回路６ばＴＶカメラ５の出
力信号たる複合形像信号から垂直同期信号を分離し、そ
の信号を三角波発生回路７−・与え、三角波発生回路７
は入力した信号に基づきその１／′２の周波数の三角波
を発生させ、この二角波を前記ミラー４１．４２．４３
を夫々振動駆動するスキャナー駆動回路８．９．１０へ
出力する。スキャナー駆動回路８．９．１０は入力信号
に基づきミラー４１，４２．４３を同時的に振ＩＩＩ駆
動させろ。これにより、レーザ光ａ、ｂ、ｃは鋼板１幅
方向への照射点移動速度を一定として、幅方向位置を同
しくして、また、画面と同期して走査できる。

このように構成された本発明装置による平坦度の測定原
理について説明する。

波打っている鋼板１にレーザ光３．ｂ、ｃが１．（４射
されると、第６１７１（側面図）に示すようにその」−
面１ａに輝線Ａ、Ｂ、Ｃが現れる。このとき１、ｉＣ＞
ＡＣ・・・（２） であるので、 ＡＢ　＋　ＢＣ＞八Ｃ・・・（３） となり、前記（１）式の伸び率を走査線５本について求
める。波打ちがない４［Ｊ及１にレーザ光ａ、ｂ。

（：が照射されると上面に輝線Ａ。、Ｂ＋：ｉ　、Ｃｏ
が現れ、このとき へＤＢｏ十Ｂ［］Ｃｒ１−八〇　ｃｏ　　−＋４＋とな
って前記（１）式より求まる伸び率εはＯとなり、伸び
率自体から平坦度がわかる。

また、走査線５本のところでの伸び率εがすべて同値で
あれば波打ちによる影コと考えられるので平坦であると
わかり、そのすべてが同値とならなければ平坦でないこ
とがわかる。

なお、（１）式の算出に際してＴＶカメラ５にて１足え
る画像Ａ’、Ｂ’、Ｃ’だけではＡ、Ｂ、Ｃの高さにつ
いて把握できず、従ってＡＢ、　ＡＣ，ＢＣが得られな
い。このため、平坦なｉＶＪ扱１を用いて測定した基ｌ
（１輝線Ａ［１、ＢＤ　、　　Ｃ１）に対応する画像上
の座標Ａｏ’　＋　ＢＯ’　＋　ＧＯ’を予め信号処理
装置１３に記憶さセておき、Ａ　’−ＡＤＺ　　Ｂ　’
−ＢＩＩＺ　　Ｃ’　−Ｃｏ′を求め、この距離に夫々
　ｔａｎ　Ｏｉｉ　、　Ｌａｎθｂ。

ｔａｎθＣを乗することにより高さを求める。

これにより、この高さと画像上のＡ’、Ｂ’。

Ｃ′とからＡＢ、　ＢＣ，ＡＣを算出でき、平坦度のｄ
）す定が可能となる。

なお、上記実施例では３本のレーザ光をル１仮に！ＩＣ
射しているが、本発明はこれに限ら゛Ｊ゛レーザ光を２
木ｉ辺１反に照射させるようにしても実施でき、例えば
スキャナー駆動回路が１つ、（１々障しノコ場合であっ
ても測定が可能である。

このとき、２つのレーザ光がＪ、１〕であ−とすると、
その指標ε′とと、て）よ前記１：５）戊を用いる。

この式を用いる理由は、第７図Ｇこ示ずｉノｕ　＜波打
ちがあると鋼板１が上側に凸状となるので、八〇　Ｂ□
＞ＡＢとなるからである。従って、上記指標ε′を用い
る場合と前記伸び率εを用いる鳩目とでは平坦度判定の
際の判定基準が異なる。

上記説明ではレーザ光を使用しているが、本発明はこれ
に■らず細いビームであればよい。

〔効果〕

以上詳述した如く本発明は、複数のレーザ光を同期的に
走査させて平板に照１・Ｊシ、平板上に表れた輝線とそ
の基／＄輝線との偏位を、基準輝線の走査方向の複数位
置で求め、その偏位に基づいて平坦度の指標を算出し、
その大小関係をみるので、平板に波打ちが生じる場合で
あっても平坦度を！１″１度よく測定できる優れた〃ノ
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す模式的側面図、第２図は
平坦度よ１１定位置近傍を示す７模Ｊ（開平面図、第３
図は光学系収納箱の構成を示す断面図、第・１図しよ輝
線を光像として捉えた伏、聾を示ず撮套画１象、第５図
は２値化処理の内″８説明図、第６）Ｉ、第７図は本発
明のＩｌ＋定原理説明図、第８図は従来の平坦度１１Ｊ
定装置の模式図である。 １・・・熱延鋼板　４・・・光学系収納箱　５・・・Ｔ
Ｖカメラ　１１・・・２値化回路　１２・・・画像信号
記ｊ（ｌ装置１３・・・信号処理装置　１６・・・レー
ザ発娠器特　許　出願人　　住友金屈工業株式会社代理
人　弁理士　　河　　野　　登　　夫拓３　図 ５　ｃり 第　４０　　　　　　　　　　　第１ △Ｏ巳０ ヰ　７　図 篠　　ら　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、平板に光ビームを照射して平板上に現れる輝線を撮
   影し、撮影した光像に基づいて平板の平坦度を測定する
   装置において、 単一の光源から発生した光ビームを受けて これを複数の光ビームに分割し、分割した各光ビームの
   平板に対する照射角度を夫々一定にして斜め方向より平
   板の所定方向に向けて各光ビームを照射走査する光学系
   と、 平板上に現れた輝線を光像として撮影する ２次元撮像装置と、 撮影信号から光像成分を抽出する２値化回 路と、 抽出した光像成分と、平坦な平板について 得られる基準輝線に関する光像成分との偏差を求める手
   段と、 その偏差に基づき平坦度を判定するための 指標を、光ビームの走査方向の複数位置について算出す
   る手段と を具備することを特徴とする平板の平坦度 測定装置。