JPS63221208A - ストリツプの炉内走行状態検出方法 - 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］ この発明は、例えば連続焼鈍炉内を走行するストリップ
（金属薄帯）の走行状態などを検出する方法に係り、特
にストリップの垂下量（カテナリー量）とストリップの
蛇行量とを検出する方法に関するものである。

［従来の技術］ 連続焼鈍炉内を走行するストリップのカテナソー量、蛇
行量等を計測し、この計測結果に基づいてストリップの
走行状態を的確にｒｔＡａすることは、極めて！に要で
ある。

例えば、ストリップのカテナリー量が少なすぎるとスト
リップにかかる張力が過大となり、ストリップの異常伸
び、ざらには破断を生じることかある。また、カテナリ
ー量が大きすぎるとストリップか炉床に接触し、表面に
疵の付くことかある。そこで、ストリップが炉床に接触
することかないように炉内を大きくすれば、炉の建設費
が増大し、かつ炉内の温度分布を均一に保つことが困難
であるばかりでなく、炉を昇温する上て多量のエネルギ
ーを消費することになる。

従って、ストリップにカテナリー変動をできるだけ小さ
く抑えるには、カテナリー量をリアルタイムで計測する
必要かある。このカテナリー量の検出方法については、
既に同一出願人によって出願されている（特開昭５７−
２０６８０６号、特開昭５８−１５１４２８号、特開昭
５９−６３２７号）、この方法によると、ストリップ上
にスポット状のレーザ光線を照射し、ストリップ上に得
られた光点をテレビカメラ、固体撮像素子によるイメー
ジセンサ等の撮像装置で撮影することにより、カテナリ
ー量を求めることがｉ’ｆｆｌとなった。

しかし、この方法では、ストリップの蛇行量やストリッ
プの板幅変動を求めることはできない。

ストリップの蛇行を検出するには、炉の入口では、スト
リップのＥ側とド側に光源と光検出器とを設けて蛇行量
等を計測する方法があるが、炉内では、目視による以外
に方法はなかった。

［発明が解決しようとする問題点］ このように、従来のストリップの炉内では、カテナリー
騒をリアルタイムで計測することはｎ（能となったが、
ストリップの蛇行量やストリップの板幅変動を計測する
適当な方法がなかった。

従って、ストリップの蛇行を適宜制御することかできな
いので、ストリップに剪断応力が発生したり、均一な熱
処理が容易でなくなる等の問題があった。

この発明は、こうした問題点に鑑みて、ストリップのカ
テナリー量と蛇行量と、さらには、必要に応じて板幅変
動を同時に計測し得るストリップの炉内走行状態検出方
法を提供することを目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］ この目的を達成するために、この発明では、具体的には
ｆｊＩＩ１番目の発明として、炉内を走行するストリッ
プの上にストリップのエツジ部を含んで直線状の幅狭の
光線をその長さ方向とストリップの幅方向とを一致させ
て照射し、ストリップ上の照射部分を撮像装置により撮
影し、この撮像装置によって得られた直線状の画像の長
さ方向に対して垂直方向の画面位置にストリップにカテ
ナリー量を対応させ、前記画像の長さ方向の画面位置に
ストリップの蛇行量を対応させるものてあり、第２番目
の発明として、ストリップの両エツジ部について、それ
ぞれ別個に前記ストリップ上に、このストリップのエツ
ジ部を含んで直線状の幅狭の光線をその長さ方向とスト
リップの幅方向とを一致させて照射し、前記ストリップ
上のそれぞれの照射部分を別個の撮像装置により撮影し
、これら撮像装置によって得られた２つの画像の長さの
変化によリストリップの板幅変動を求めるものである。

［作用］ この発明によると、撮像装置によって得られた直線状の
画像の長さ方向に対して東直方向の画面位置にストリッ
プのカテナリー量を対応させることにより、ストリップ
のカテナリー量が変動するに伴い、この画面位置が変化
するので１画面位置の変化からストリップのカテナリー
量を求めることが可能となる。

また、ストリップのエツジ部を含んで直線状の光線を照
射し、撮像装置により得られた直線状の画像の長さ方向
の画面位置にストリップの蛇行量を対応させることによ
り、ストリップか蛇行するに伴い、この画像の長さか変
化する（この画像の長さは、直線状の光線の一端からス
トリップのエツジ部までの映像であることにより、スト
リップの蛇行によりエツジが移動し、それに伴って映像
も変化する）ので、この画像の長さの変化から蛇行量を
求めることが可能となる。

［実施例］ 以下１図面に基づいて、この発明の詳細な説明する。第
１図は、この発明によるストリップの炉内走行状態検出
方法の一実施例を説明するための計測部の概略側断面図
、第２図は同平面図、第３図はテレビカメラのモニタ画
面を示す図。

第４図はカテナリー量を求めるための説明図である。こ
の図において、ｌはストリップ、２．２ａおよび２ｂは
直線状の幅狭のレーザ光線を出力するレーザ発振器、３
．３ａおよび３ｂは撮像装置としてのＣＣＤを使用した
テレビカメラ、４は連続焼鈍炉、５はストリップｌを搬
送するためのロール、２０ａおよび２０ｂはストリップ
ｌ上に照射されたレーザ光線の照射部、３１はテレビカ
メラ３ａもしくは３ｂのモニタ画面、３０はモニタ画面
３１に映し出された照射部２０ａもしくは２０ｂの画像
である。

ストリップｌは矢印方向に回転するロール５によって、
連続焼鈍炉４内を右から左へ搬送され、焼鈍される。第
１図において鎖線で示したものは、ストリップｌの基準
カテナリーを示し、この基準カテナリーとして最小カテ
ナリーをとることにする。Ａはこの基準カテナリー状態
におけるストリップｌ上に照射されるレーザ光線の照射
部を示している。第１図、！ｓ３図および第４図におけ
るＡとＢとは、それぞれ基準カテナリー状ｆ懲における
照射部と計測時点における照射部とに対応する。

また、レーザ発振器２とテレビカメラ３とは。

連続焼鈍炉４の上部に、炉内を覗くことができる穴に対
向して設けられている。尚、図示していないが、これら
の穴には耐熱ガラスやエアーパージを設けることにより
炉内の熱を遮断するようにしている。

また、レーザ発振器２によるレーザ光の照射角度αとテ
レビカメラ３による撮像角度βとは、正反射光によるハ
レーションを防止するために、異なる角度になるように
設定されている。

また、５然のことながら、許容される最小カテナリーと
最大カテナリーにおける画像がテレビカメラ３の撮像画
面内に入るように設定される。

また、レーザ光線の長さ方向の幅は、ストリップ１の考
えられる蛇行績以上の大きさを有し、このレーザ光線が
ストリップ１１に投光されてできる像がテレビカメラ３
の撮像画面内に入るように設定されることは言うまでも
ないであろう。

また、第３図に示したモニタ画面において、その上下方
向（Ｙ方向）にストリップ１か搬送されるようにテレビ
カメラ３を取付ける。また５画面左右方向（Ｘ宵口）が
テレビカメラ３の走査方向である。尚、Ｙ方向の左側の
鎖線Ｍは蛇行量を示すための基準位置を示す。また、立
とｍはそれぞれカテナリー量と蛇行量とに対応する距離
である。

次に、この計測部によるストリップ１のカテナリー凌、
蛇行量等の検出方法について説明する。

レーザ発振器２ａ、２ｂから出射されたレーザ光線は、
レーザ発振器２ａ、２ｂ内に設けられたシリンドリカル
レンズ等により直線状の幅狭のビームに変換され、その
ビームの長さ方向をストリップ１の幅方向に一致させ、
かつストリップｌのエツジ部が常に含まれるように、ス
トリップｌ上に照射される。その照射部２０ａ、２０ｂ
はテレビカメラ３ａ、３ｂによって投影される。そのモ
ニタ画像の１例が第３図に示されている。

この画像において、カテナリー量に対応する距ｔａ！ｊ
、は、基準カテナリーに対応する基準値Ａから画像３０
の中央値Ｂまでの距離である。この画像３０の中央値Ｂ
は、画面上の走査線方向（Ｘ方向）の映像信号を各走査
線ごとに加算し、加算して得た値の中央値を求めること
によって得られる。

この画面上の距１ｌｌｌ交から、光学系に固有な補正を
行って、第４図における見かけのカテナリー量りを求め
る。このｈから実際のカテナリー量を求めるには、 ｓｉｎ　θ＝　ｈ　／　ａ　　　　（但し、α＋β＝０
）ｃｏｓα＝　Ｈ／　ａ の両式からａを消去することにより、 Ｈ＝ｈｃｏｓ　α／ｓｉｎ　　（α＋β）として求める
ことができる。

また、第３図において、蛇行量に対応する距離ｍは、蛇
行量の′）Ａ準位ｉ？ｔＭからエツジ部Ｅまでの距離で
表わされる。エツジ部Ｅの位置は次のようにして求めら
れる。基準ビット位１１１Ｎからエッジ部Ｅの方向にあ
る各ビ・ソトにおける映像信号を一定レベルで２値化す
る。この２値化した値を各ビットについてＹ方向に加算
すると第５図のようなグラフが得られる。ここで横軸を
Ｘ方向に、縦軸を加算して得た値（加算値）にとる、こ
の加算値は、エツジ部Ｅ近傍では出力が不安定となるた
め、図のようにある程度の勾配をもって０に収束する。

この傾斜部の平均値に対応するビットのＸ座標Ｘ。が実
際のエツジ部Ｅに対応したものとなる。ここで、ｘ８は
基準ビット位置を表わす。このＸ）１からｘ６までのビ
ットの数をカウントすることにより、エツジ部Ｅの値が
求まる。このようにして、蛇行量に対応する距離ｍが求
まれば、光学系に固有な補正を行って、ストリップｌの
実際の蛇行量が求まることになる。

また、テレビカメラ３ａと３ｂとによフて、ストリップ
ｌの両方のエツジ部における蛇行量が求められるので、
これらの蛇行量の差をとることにより、ストリップｌの
板幅の変動量が求められる。即ち、照射部２０ａの側の
照射部基準長さをＳａ、計測される照射部実長さをＸａ
、また照射部２０ｂの側の照射部基準長さをＳｂ、実長
さをｘｂとすれば、（Ｘ　ａ　＋　Ｘ　ｂ　）　　　（
Ｓ　ａ　＋Ｓ　ｂ　）が板幅変ｇｈ量（正が幅広、負が
幅狭）を示す。ここで、照射部の基準長さとは、蛇行な
らびに板幅変動がないような正常な走行状態のときに、
ストリップのも該エツジ部とに照射されるレーザ光線の
ストリップ上の切断長さである。

第６図は、以とに説明した計測部を用いてストリップの
炉内走行状態を検出するための計測処理装置の全体構成
図である。この図において、５１はレーザ発振器２ａ、
２ｂを駆動するための電源、５２は画像入出力装置、５
３は画像処理装置、５４は外部メモリ、５５はモニタ％
ＣＲＴ、５６はプリンタ、５７はアナログ表示部である
。

画像入出力装置５２は、テレビカメラ３ａ。

３ｂからの映像信号を画像データとして画像メモリに書
込んだり、画像メモリに蓄積されたデータをモニタに表
示したりするためのものである。

また、画像処理装置５３はマイクロコンピュータから構
成されており１画像の取込み、モニタへの表示、ストリ
ップ１のカテナリー量、蛇行量等を求めるための計算処
理、プリンタ５６への出力、レーザ発振器２ａ、２ｂや
テレビカメラ３ａ、３ｂの移動制御等を行うものである
。

また、外部メモリ５４は、ストリップｌのカテナリー量
や蛇行量に関する情報等を記憶するためのものである。

この計測処理？：、Ｍでは、レーザ発振器２ａ。

２ｂから出射されたレーザ光線のストリップｌ上におけ
る像が、テレビカメラ３ａ、３ｂによって検出されると
、テレビカメラ３ａ、３ｂから出力される映像信号は、
画像入出力装Ｍ５２を介して画像処理装置１５３で計算
処理されて、ストリップｌのカテナリー量、蛇行量ある
いは板輻変！ｌＪ量等が求められる。その結果はアナロ
グ表示部５７に表示されると共に、プリンタ５６に出力
される。

この画像処理装ｚ５３によって画像処理される時間は１
秒以下であり、リアルタイムでストリップの炉内走行状
態を検出することか可能となる。

尚、この計測結果を用いて、ロール５の回転を制御する
ことにより、ストリップのカテナリー量、蛇行量等の制
御を自動的に行うことも可能となる。

［発明の効果］ 以との説明から明らかなようにこの発明によれば、スト
リップのカテナリー量、蛇行号、板輻変動量等を同時に
リアルタイムで高精度に自動計測できることにより、省
力化が達成されると共に、ストリップの熱処理温度のバ
ラツキを小さくし、ストリップに疵が付くことを防止す
ることなどの緻密な品質管理が可能となる。また、スト
リップの走行制御を高精度に行うことがてきるので、連
続焼鈍炉をコンパクトに構成することができ、省エネル
ギー効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明によるストリップの炉内走行状態検
出方法の一実施例を説明するための計測部の概略側断面
図、第２図は同平面図、第３図はテレビカメラのモニタ
画面を示す図、第４図はストリップのカテナリー量を求
めるための説明図、第５図はストリップの蛇行量を求め
るための説明図、第６図は同実施例における計測処理ｙ
ｃＷ１の全体構成図である。 図中。 ｌニストリップ　　　２：レーザ発振器３：テレビカメ
ラ　　４：連続焼鈍炉 代理人　弁理士　１）北　嵩　晴 第１図 第２図 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）炉内を走行するストリップの上にこのストリップ
   のエッジ部を含んで直線状の幅狭の光線をその長さ方向
   とストリップの幅方向とを一致させて照射し、ストリッ
   プ上における前記光線の照射部分を撮像装置により撮影
   し、この撮像装置によって得られた直線状の画像の長さ
   方向に対して垂直方向の画面位置にストリップのカテナ
   リー量を対応させ、前記画像の長さ方向の画面位置にス
   トリップの蛇行量を対応させることを特徴とするストリ
   ップの炉内走行状態検出方法。
2. （２）ストリップの両エッジ部について、それぞれ別個
   に前記ストリップ上に、このストリップのエッジ部を含
   んで直線状の幅狭の光線をその長さ方向とストリップの
   幅方向とを一致させて照射し、前記ストリップ上のそれ
   ぞれの照射部分を別個の撮像装置により撮影し、これら
   撮像装置によって得られた２つの画像の長さの変化によ
   リストリップの板幅変動を求めることを特徴とする特許
   請求の範囲第（１）項記載のストリップの炉内走行状態
   検出方法。