JPS6258443B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、例えば鉄鋼の熱間圧延工程におけ
る圧延時に生じる鋼材の先端、後端の変形を検出
する形状検出装置に関する。

鉄鋼の熱間圧延時に生じる鋼材先端の変形は、
次段以降の圧延ロールに不均等な荷重をかけ、ロ
ールの損傷の原因となつたり、不良材の生産の原
因となつていた。

これを防止するために、従来は作業者が目で観
測し適当な処で切断機を操作して切断していた。

そのため、鋼材の先端の変形を自動的に検出し
て、変形部分の必要最小限の切断を行なつて当該
材料を次段のロールへ送り込み、不均等荷重の影
響を取り除き、ロールの損傷を防ぐことを期待し
て、以下のような形状検出装置が提案されてい
る。

第１図に従来の装置のブロツク図を示す。熱間
圧延工程を流れる赤熱鋼板１の板幅をレンズ２を
使つた光学系とライン状に並べた複数個の光電素
子３を使つて測定ライン３ａ上の鋼板の有無を測
定する。

光電素子３は、鋼板の温度に比例した出力を発
生し、この出力は増幅器４で増幅され、アナロ
グ・デイジタル変換回路（Ａ／Ｄ）５で各光電素
子３の出力信号をデイジタル量に変換する。即
ち、鋼板１の像が結像された光電素子３の部分の
信号は論理値“１”に、鋼板１の像が存在しない
光電素子３の部分の信号は論理値“０”となる。
Ａ／Ｄ５の出力をカウンター回路で構成する幅測
定回路６で論理値“１”出力の数を計数すると鋼
板１の幅に相当する測定値が得られる。

鋼板１の幅測定値を、入力端子７から与えられ
る幅基準値Ｗと比較回路８で比較し、鋼板１の板
幅が、Ｗより小さい一定の許容値内に入つた時に
比較回路８から信号が切断機制御装置９に切断信
号が与えられ、鋼板１の先端が切断される。

即ち、第２図に示す如く、鋼板１の中央部の板
幅をＷとすると鋼板１先端部の点線で示したkW
（ｋ＜１）の板幅の位置を検出して切断すること
ができる。

従来の装置は以上のように構成されているの
で、鋼板上に発生するスケールや水のりにより鋼
板像が不均一な明るさとなつたり、背景や空気中
の微粒子による散乱光のため鋼板像以外でも明る
くなるような場合、鋼板像のデイジタル化に誤差
を生じる欠点があつた。

この発明は、上記のような従来のものの欠点を
除去するためになされたもので、アナログ鋼板像
信号を多値で量子化してメモリへ記憶せしめ、任
意方向の積分、温度濃度ヒストグラム処理から閾
値を求めて２値化することによりスケール、水の
り信号を除去し、散乱光信号と鋼板像信号を分離
して誤動作のない形状検出装置を提供することを
目的としている。

第３図はこの発明の一実施例のブロツク図で、
赤熱鋼板１から切断機制御装置９までは従来の形
状検出装置のところで述べたものに相当する。１
０はアナログで得られた鋼板像信号を多値で量子
化する量子化回路、１１は量子化された鋼板像信
号を記憶するメモリ、１２はメモリ１１に記憶さ
れた鋼板像信号を読み出し、鋼板の２次元方向に
対して任意の方向に積分し、再びメモリへ格納す
る積分器、１３は積分された鋼板像信号から温度
濃度ヒストグラムを作成し、そのヒストグラムの
形状から２値化レベルを決めて鋼板像のみを抽出
する２値化回路、１４は鋼板１が検出領域で一定
距離進行する毎に発生する駆動信号Ｐを受けて光
電素子群３を走査し出力を送出させる走査回路で
ある。

このように構成された装置は、Ｎ個の光電素子
から成る光電素子群３の出力（以後ビデオ信号と
称する）は走査回路１４により、鋼板の横（板
幅）方向に対する視野を鋼板が一定距離矢印方向
に進む毎に１回ずつ走査されて読み出される。

このビデオ信号は増幅器４を介し、量子化回路
１０により多値の量子化レベルを持つデイジタル
信号に変換され、上記、走査順に応じてメモリ１
１内に記憶される。この動作は、事前に設定され
る検出視野と走査間隔から割り出される走査回数
Ｍ回だけ行なわれ、この結果、例えばメモリ１に
は第４図ｅに示すようなビデオ画像が得られる。
しかし、従来装置の欠点の所で述べたような外乱
成分であるスケールまたは水のりイや、散乱ロの
ため生じる信号が混在していて例えば走査線部ハ
におけるビデオ信号は第４図ｂのようになり、固
定の閾値ニ，ホ等で２値化したのでは誤差が大き
くなる。

また、一般的な２値化の手法として用いられて
いる濃度ヒストグラムにより閾値を決定する方法
を適用しても、スケールや水のりがない場合には
第５図ａのごとく散乱による信号の分布と鋼板部
信号の分布が明確に分離でき、破線で示すような
閾値が決定できるが、スケールや水のりがある場
合には、鋼板１の表面温度が低下し、第５図ｂの
ごとく鋼板部信号の分布が低温側にのびて、散乱
による信号の分布と重なるので両者間の分離がで
きなくなる。

そこでこの実施例では、積分回路１２によりビ
デオ画像を積分することによりスケール、水のり
信号を除去している。これは、スケールが水のり
のためにビデオ信号のレベルが低下するのを補完
している。第６図ａは積分回路１２の動作を説明
するためのアナログ回路図、同図ｂはビデオ画像
を示す図、同図ｃ，ｄ，ｅはそれぞれ信号波形図
で、原信号ヘと積分信号トの差を求め、積分信号
トが大きい場合、即ち原信号ヘのデイツプが深い
場合のみ原信号ヘの差信号で補完した信号チを出
力するように構成したものである。

しかし、このような補完を施すと、積分信号が
原信号より遅延することにより歪が生じる。

第７図はこれを説明するためのビデオ信号波形
図でメモリ１１に記憶されているビデオ画像を矢
印リ方向に順次読み出した場合、出力信号チの波
形は破線で示したようになる。これは鋼板の先端
（又は後端）の凹みの部分で積分信号トの方が原
信号ヘよりも大きくなるため補完されることによ
るものである。

そこでこのような誤差を解消するために、積分
器１２では第８図に示すごとくビデオ画像を幅方
向に中央で分割し、左側および右側でそれぞれ積
分方向を矢印ヌとルのようにその向を変えてい
る。

具体的にはメモリ１１に記憶されているビデオ
画像を矢印ヌ，ルの方向に順次読み出すと同時に
積分回路１２を通過せしめ再びメモリ１１に順次
記憶することにより、補完されたビデオ画像を得
ている。

積分方向ヌとルは対象鋼板１の形状により決め
られ、回路構成上は45度の角度が有利であるが、
他の角度でもよい。２値化回路１３は上述したス
ケール、水のり信号の除去された出力信号チから
前述した濃度ヒストグラムを求める。このヒスト
グラムは第５図ａに示すような形状になり、同図
の破線で示すように鋼板部、散乱部それぞれの分
布による２つの山の間の谷の部分に閾値を決める
ことができる。２値化後は従来装置の説明の所で
述べたのと同様にして切断信号が送出される。

なお上記実施例では、積分回路、２値化回路等
ハードウエアとして説明したが、同機能を処理で
きる計算機によりソフトウエア的に実行させても
よい。また、鋼板信号の撮像手段として各種フイ
ルター、自動絞り機構等による受光光量調節機能
を付加するなどしてもよい。

以上のように、この発明によれば範囲と方向性
を考えて、ビデオ画像を積分処理し、その後、濃
度ヒストグラムにより閾値を決定するようにした
ので、熱間圧延ラインでは不可避であるスケー
ル、水のり、散乱等の外乱に影響されない形状検
出装置が得られ実用上の効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の構成を示すブロツク図、第
２図はその動作を説明するための鋼板の先端形状
を示す図、第３図はこの発明の一実施例の構成を
示す図、第４図ないし第８図はそれぞれこの実施
例の動作を説明するための図である。 図において、１は鋼板、２はレンズ、３は光電
素子群、４は増幅器、１０は量子化回路、１１は
メモリ、１２は積分回路、１３は２値化回路、１
４は走査回路である。なお、図中、同一符号はそ
れぞれ同一、又は相当部を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数個の光電素子群上に鋼板像を結像し、上
   記鋼板の温度に対応した走査電気信号を発生する
   検出手段と、上記検出手段の走査間隔を上記鋼板
   の進行距離に応じて制御する走査手段と、この検
   出手段で得られた検出信号を多値化する量子化手
   段と、この量子化手段で得られた多値化信号を記
   憶するメモリ手段と、このメモリ手段に記憶され
   た量子化信号を任意の方向に積分する積分手段
   と、この積分手段で得られた積分信号の濃度ヒス
   トグラムから閾値を決定して２値化する２値化手
   段と、この２値化手段で得られた２値化信号から
   上記鋼板の各走査部の板幅を求める幅測定手段
   と、上記幅信号と事前に設定される基定幅値とを
   比較し、この結果を出力する比較手段とを備えた
   形状検出装置。 ２ 積分手段として、対象鋼板信号を幅方向に２
   分割し、上記鋼板に対して周辺部から中央部に向
   つて斜め方向に積分することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の形状検出装置。