JPS63217785A - 鋼板溶接点検出装置 - 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〕 本発明はテレビ画像処理を応用した鋼板の溶接点検出装
置に関する。

〔従来の技術〕

連続鋼板製造ラインにおいては、入側で先行鋼板と後続
鋼板を溶接接続している。前記溶接による溶接部の前後
で鋼板は、板厚、板幅、材質、及びそのラインでの製造
仕様が異なるのでこの溶接点を境目にして加工内容を変
えなければならない。

従ってこの溶接点は加工制御を行う上で段取替等の重要
なポイントであり、溶接部を精度良く、確実に検出し、
プロセスコンピュータへ信号を送り各鋼板に応じた制御
を行う必要があるので溶接点を精度良く、確実に検出す
ることは重要である。

一般に、鋼板の溶接点検出技術としては鋼板の溶接部に
孔を明は透過光を光電管等で検出する透過型光学式や、
渦電流で検出する渦電流式や、磁気を利用する磁気式な
どが用いられていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、光学式では鋼板に孔を明けねばならず鋼
板の強度が低下し製品によっては孔をあけられないもの
もあり、渦電流式では鋼板のバタツキ等で誤検出や過検
出となり信頼性に欠け、磁気式では録磁装置が必要とな
って設備コストが高くなるという問題があった。又、類
似の技術として、特開昭６ｌ−８Ｅ３１０号公報に示す
画像処理で、鋼板の表面傷と同時に溶接部を検出する技
術があるが、処理速度が遅いので通板速度を速くすると
検出漏れがおこったり、電磁式探傷器を並設するための
装置が複雑で高価になるという問題があった。

鋼板の溶接部は、第３図、第４図に示すように溶接時の
熱影響により、凝固組織が母材部と少し異なり、この為
、色度又は反射率が母材部と溶接部とでは異なる事は従
来より知られていた。

特に酸洗等の処理を施すと、その違いはさらに大きくな
り、肉眼でも低速度通板時は充分見分けられる。

しかし、高速通板時（例えば３００ｍ／ｍ１ｎ）では、
テレビ画像としては、ストロボ同期発光又はシャッタ一
連動により、撮影は可能であるが、従来の画像処理（例
えば特開昭Ｅ３１−８６１０号の画像処理法）では追従
できなかった。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、そ
の目的とするところは鋼板に孔をあけることなく、信頼
性が高＜、シかも簡単で安価な鋼板溶接点検出装置を提
供しようとするものである。

発明者らは、画像処理方法を種々簡素化し、溶接部のみ
を精度良く検出する方法を検討実験した。

その結果、マイクロプロセッサによる簡単な演算処理を
応用するだけで、画像処理が通常のテレビカメラ撮像処
理速度に追従が可能な点、及び溶接部の画像上の輝度変
化が、ある幅を持った帯吠であり、画面上に大きな面積
を占める点に看目し、本発明を完成した。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は先行鋼板と後続鋼板とを溶接接続して通板処理
する連続鋼板処理ラインにおいて、テレビカメラ走査Ｉ
！（以下水平走査線という）を鋼板の溶接線に平行に合
わせて走行鋼板を撮影するテレビカメラと、該テレビカ
メラからの映像信号を各水平走査線毎に所定数に分割し
輝度濃度でＡ／Ｄ変換した仮名水平走査線毎に総和値を
算出する画像信号入力手段と、各水平走査線毎の輝度濃
度の総和値を比較し、予め設定した設定値以上の差があ
る場合に溶接点検出信号を出力する検出手段とを設けた
ことを特徴とする鋼板溶接点検出装置である。

つまり、二次元画面を走査線毎（通常テレビカメラは水
平）に輝度量を単純加算する事により、−次元化し、次
に一次元化した各走査線毎の輝度量を比較する事により
、演算量を少な（シ、溶接点だけを検出可能とする点に
特徴がある。

従って、テレビカメラ走査線を鋼板の溶接線（鋼板の幅
方向）に平行に合わせ、該テレビカメラにより走行鋼板
を撮影することにより、溶接部と外乱との違いを強調し
、その後の画像処理を簡単にできる。

〔作　　　用〕

以下本発明の銅帯溶接点検出装置を図面に基づいて説明
する。第１図は本発明装置の１実施例を示す概略図、第
２図は第１図に示す装置の信号処理の工程を示すフロー
チャート、第５図は映像信号を１水平走査線当たり５１
２に分割した吠況を示す図である。第１図において（２
）は溶接部（４）を備えた鋼板であり前記鋼板（２）の
上方にはテレビカメラ（６）が水平走査線を鋼板（２）
の溶接線に平行に合わせるように設けられ、該テレビカ
メラ（６）により走行鋼板（２）を撮影している。（フ
ローチャートＰ２）該テレビカメラ（６）よりの映像信
号は画像信号入力部（１０と水平、垂直同期信号からタ
イミング信号を生成するタイミング信号生成部０２１に
入力され、該画像信号入力部００では該タイミング信号
によって第５図に示すように各水平走査線毎の映像信号
を１水平走査線当たり５１２に分割し、さらに２５６階
調（８ビツト）の輝度濃度にアナログデジタル変換（以
下単にＡ／Ｄ変換という）を行うようになっている。こ
れがフローチャートのＰ３で示す映像信号分割、Ａ／Ｄ
変換である。次いで下式にてフローチャートのＰ４で示
す総和値算出をおこなう。

Ｖｊ＝ΣＰｉ ＋＝１ ｖｊ：１番目の水平走査線の輝度濃度の総和値Ｐｉ：ｊ
番目の水平走査線の１番目の輝度濃度値なお、静止画像
を得るためにストロボ（３）を使用する場合は、タイミ
ング信号生成部Ｑ２１の出力を同期信号としてストロボ
（３）へ送る。

次に前記Ｐ４で得られた走査線毎の総和値Ｖを以下の演
算処理を行う。フローヂャートＰ５では垂直方向に微分
を行う。

Ｐ６では、微分値のプラス側最大値ＤＶＩｌａχとその
位置１１１Ｘ　（垂直方向の走査線番号）及びマイナス
側最大値ＤＶｍｉｎと位置し■１ｎを求め、該位置間隔
を求める。

Ｐ７では、さらに最大位置（Ｌｅａχ、　１ＩＩｉｎ）
付近での濃淡状況を明確にするための特徴抽出操作を行
う。これは最大位置を中心にある幅を持たせて微分値Ｄ
Ｖｎ　を加算し、その大きさを求めるものである。

ＬＩＩａに＝プラス側最大値位置 １、ｍｉｎ　：マイナス側最大値位置 り：定数 Ｔ　：　輝度変化量 これら演算結果得られた最大位置間隔Ｌｌと輝度変化量
Ｔを基に予め設定した値と比較し、溶接点か否かの判定
を行う。Ｐ８は、最大位置間隔Ｌｘが通常の溶接幅ＫＡ
（余裕を加味して設定）との比較を行ない、Ｋ１以上の
幅以下のもののみ溶接点と判定し、それ以外は汚れ等の
外乱と判定する。

Ｐ９では、輝度変化量Ｔが一定量Ｋｖ以上であるか、否
かにより溶接点の判定を行う。溶接点は、輝度変化が大
きく、ある幅ををしているので、Ｐ７での最大位置を中
心に一定幅すの微分値ＤＶｎを加算すると、一般的な疵
か、汚れ等と明確に区別可能となる。

そして、前述した判定Ｐ８．　Ｐ９の相方で溶接点と判
定された場合は、Ｐｌｏで、プロセスコンピュータ（２
２）へ溶接点検出信号及び溶接点位置Ｌ■ａχ（又はＬ
■ｉｎ）を出力する。尚、前記定数Ｋｖは、溶接点の無
い画面でのＴｏと溶接点の有る画面のＴ１とを比較し、
その値を決定する。

〔実　施　例〕

熱延鋼帯６００Ｉｌ■中〜１７００ｍｍ中の連続酸洗ラ
インにおいて、酸洗出側位置に、鋼板より約１　ｍ　ｌ
！１ｉｔＬ。

てテレビカメラ（６）を設置し、演算判定装置０）より
のタイミング信号に同期させたストロボ（３）を並設し
た。テレビカメラ（６）の視野は銅帯中心に合わせ５０
０■■Ｘ５００ｍｍとし、二次元ＣＣＤカメラを用いた
。通板速度は３００ｍ／ｗｉｎであった。

まず、溶接点の有る場合と無い場合の輝度変化量Ｔを測
定し、第６図の結果より設定値Ｋｖを決定した。これは
、溶接点の無い場合ＴＯと、溶接点の有る場合Ｔ１との
結果を統計処理し、各々の平均値μ。、μ、標準偏差値
σ。、σ、からμ。十ｎσ。

とμ、＋ｎσ、が一致するｎ値を求め、そのμ。＋ｎσ
。、又はμｌ−ｎσ、の値をＫｖとして求める。又、同
時に溶接部の幅１０ｍ１１〜３０關と走査線間隔１酊と
より、Ｐ７の加算範囲を設定する定数ｂ＝３とし、溶接
幅判定値に、＝５０　とした。なお、テレビカメラは、
３０画像／秒の撮影を行なった。

次に、本発明装置の出力を通板方向下流に設置したＶＴ
Ｒに接続し、溶接点検出時にＶＴＲ集録を行ない確認し
た結果、過検出及び検出漏れは皆無であった。

〔発明の効果〕

上述した如く、本発明の銅帯溶接点検出装置は、テレビ
カメラ水平走査線と溶接線を平行に合わせる事により、
演算処理を大幅に省略する事ができ、比較的単純な演算
で、極めて精度良く溶接点の検出が可能である。この結
果、演算判定処理がテレビカメラの撮影速度に追従可能
となり、実生産ラインにおける使用が可能となった。

そして、実生産ラインで本発明装置を用いる事により、
溶接点トラッキング情報の精度が上がり、板破断防止、
切断停止の自動化及び該切断サイクルの短縮による生産
ラインの生産性向上等その効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の１実施例を示す概略図、第２図は
第１図に示す装置の信号処理の工程を示すフローチャー
ト、第３図は鋼板の溶接部を含む一般的なテレビ画面、
第４図は第３図の画面の輝度分布を示すグラフ、第５図
は映像信号を１水平走査線当たり５１２に分割した吠況
を示す図、第６図は設定値を決定するための輝度変化量
の関係を示す図である。 Ｉ・・・演算判定装置　　２・・・鋼板３・・・ストロ
ボ　　　　４・・・溶接部６・・・テレビカメラ　　Ｉ
Ｏ・・・画像信号入力部１２・・・タイミング信号生成
部 １６・・・インターフェース １８・・・マイクロプロセッサ　　２０・・・メモリ２
２・・・プロセスコンピュータ 第１図 第３図 第４図 第５図 第６図 １軍崖変イ帽　　（丁）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 先行鋼板と後続鋼板とを溶接接続して通板処理する連続
   鋼板処理ラインにおいて、走査線を鋼板の溶接線に平行
   に合わせて走行鋼板を撮影するテレビカメラと、該テレ
   ビカメラからの映像信号を各水平走査線毎に所定数に分
   割し輝度濃度でＡ／Ｄ変換した後各走査線毎に総和値を
   算出する画像信号入力手段と、各走査線毎の輝度濃度の
   総和値を比較し、設定値以上の差がある場合に溶接点検
   出信号を出力する検出手段とを設けたことを特徴とする
   鋼板溶接点検出装置。