JPS63282607A - 帯状物体の幅測定装置 - 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、帯状物体の幅測定ｔｉ置に係り、特に、鋼帯
、紙、フィルム等の帯状物体の幅測定をする際に用いる
のに好適な、帯状物体の幅測定装置に関する。

【従来の技術】

鉄鋼業における、連Ｖｔ焼鈍炉、圧延機、メッキ設備な
どのプロセスラインやスリッターラインなどの精整設備
においては、生産、加工対象である銅帯製品の品質を向
上させる上で、該銅帯の幅測定の精度が重要な要素とな
る。 前記鋼帯の如き帯状物体の幅測定に関する技術には、従
来から種々のものがあり、その一つに第５図に示される
ような幅測定Ｖｔ置を用い、光源８及び光電センサ１０
／’１．、ＩＯＢで帯状物体例えば板材１２の端部を検
出するようにした技術がある。 即ら、この技術においては、板材１２の各端部（板材端
部）１４Ａ、１４Ｂのいずれがが前記光電センサＩＯＡ
、１０Ｂの８２幅方向外側にあれば、光源８からの光が
照（ト）されなくなって該光電センサＩＯＡ、１０Ｂの
いずれかがオフとなるので、オフとなった光電センサは
り一一ボモータ１６により外側に移動され、オンになっ
た位置で停止する。 なお、図中１７は、光電センサ１０Ａ、１０ＢのイＳ号
を増幅して各サーボモータを駆動するためのサーボ増幅
器である。 上記のようにして左右の各光電センサＩＯＡ、１０Ｂを
移動させて、常に板材端部１４△、１／ＩＢに追従させ
、該光電センサＩＯＡ、１０Ｂの各位置を位置検出器１
８で検出する。そして、検出位置に基づき板幅演算器１
９で板材１２の板幅を求める。この場合、位置検出器１
８上における、各光電センサＩＯＡ、１０Ｂの各原点２
ＯＡ、２０Ｂから現在位置までの各距離を各々ΔＬ１、
ΔＬ２とする。又、各原点２ＯＡ、２’ＯＢ間の距離を
予めＬｏに設定しておく。 以上のような前提で前記板幅演算器１９により、次式（
１）を用いて前記板材１２の板幅Ｂが、又、減算器２１
で次式（２）を用いて板幅偏差ΔＢが求められる。 Ｂ＝Ｌｏ−、ΣΔＬ　ｉ　　　　−（１）＋−１，１ ΔＢ−Ｂ−Ｌｓ　　　　　　・・・（２）但し、ＬＳは
、基準板幅設定２！ｉ２３で設定される基準板幅設定値
である。 ［発明が解決しようとする問題点ｌ しかしながら、前記従来の技術では、板幅の異なる材料
を続いて測定する場合、圧延機のように高速で処理する
ラインで板幅変化が時間的に短い間に生ずる場合、ある
いは板の蛇行速麿が早い場合などに、応答性上の問題か
ら誤差が生じ、ａｌ１１定精度上の信頼性に欠けること
がある。これは、いずれの場合も板と板の端の位置の変
化が速いため、サーボ系の応答上の制約から光電センサ
１０△、１０Ｂがその板材端部に追従し切れず、追従し
切れない分だけ誤差となって現われるからである。 従って、板端位置が安定した定常部又はオフラインにお
ける精度は、例えば実測上±０．４ｉｎが１すられるが
、非定常時における精度は保訂されろものではない。 前記従来の技術の問題点を解消すべく、前記光電センサ
ＩＯＡ、１０Ｂの機械的な追従機構による応答性の問題
に対して改良を加えた技術に、第６図に示されるように
イメージセンサを用いて板幅を測定するようにした測定
方式が考えられる。 即ちこの測定方式においては、固定した距ｍｔ　１−０
を隔てて２台のイメージセンサカメラ２２Ａ、２２Ｂを
配置し、各々のカメラ２２Ａ、２２Ｂの視野Ｗ内におけ
る板材端部１４Ａ、１４Ｂのエツジ位置までの距離Δ１
１、Δ（２を検出づる。このようにして板幅Ｂは次式（
３）で、板幅−差ΔＢは前出（２）で求められる。 前記測定方式の長所としては、電子操作式であることか
ら応答性が高く、又、幅分解能を高く取れることである
。例えば、視野４００ｕ＋に対し、４０９６ｂｉｔの素
子を用いた場合、分解能は＝０゜１１１１となる。 しかしながら、前記測定方式においては、第７図に示さ
れるように、板材１２及び板材端部１４Ａ、１４Ｂのエ
ツジ位置が、測定面までの基準高さＨｌあるいは各カメ
ラ２２Ａ、２２Ｂの光軸中心２４の位置のいずれかに存
在するときにしか高精度な測定をすることができない、
ばたつきや形状不良及び板厚の違いなどでパスラインが
ｌＩると誤差を生ずる。即ち、この誤差は、第７図に示
されるように、パスラインがΔｈ変ＵＪＬ、板材端部１
４Ａのエツジ位８が光軸中心よりΔＪ２１外側にある場
合、誤差εは次式（４）で表される。 なお、図中符号Ｓ１がパスライン変動後の板幅投影点で
ある。 ε−へ１１・（Δｈ　／　（Ｈ−Δ１１））＝（Δｈ／
Ｈ）・Δβ１　・・・・・・・・・（４）（４）式によ
れば、例えば板幅Ｂ＝８００〜１６００　ＩＩｌ、蛇行
代を±１００ｍ５とするとイメージセンサカメラの視野
Ｗは、次式（５）の如＜５００ａａ＋となる。 Ｗ＝　（１６００−８００／２）＋１００＝５００　　
　　　　　　　・・・・・・・・・（５）この場合、基
準高ざＨ＝５００ｍｍ、板厚安化Δ１１ｔ＝１ｍｍ、ば
たつきΔｈＰ＝±３ＩｌｌＩ１１１形状不良Δｈｇ−±
２ｆｆｉＩ１１と勺ると、各変動の総計がΔｈ＝６ＩＩ
ＩＩ１１（八Ｈ＝１＋３＋２−６＞となる。そして、板
材端部１４Ａ、１４Ｂの光軸中心２４からのずれΔｌ−
＝１００ｍｎ＋とすると、誤差εは（４）式から１．２
ｍｍ［ε＝　（６１５００）　・１００＝１゜２）とな
る。 このような誤差εを消去するには基準高さト１→■、変
動Δｈ→０、エツジ位置までの距離ΔＪ２１→Ｏに覆れ
ばよい。しかしながら、前記り準高さＨを高く−づるの
は設備上のυ１約、光軸合ｔ！などの調整上の困難性か
ら実現し難い。又、パスラインの変動Δｈについては、
ばたつきが支持ロールて。 抑制可能であるが、板厚変化、形状不良は避けＩいとい
う問題がある。 上記の如６問題に対し、第７図に示スＪ：うに、１３＊
板幅設定鼎２３で設定された暴準板幅設定値Ｌｓに応じ
て、予め駆動回路２５でパルスモータ２６Ａ、２６Ｂを
駆動させて各イメージセンサカメラ２２Ａ、２２Ｂを移
動させ、できるだけ光軸中心２４で測定しようとする方
法が考えられる。 しかしながら、この方法においても、板継部での板幅の
急変、設定板幅と実測板幅の差の大きい場合や板が蛇行
した場合には、誤差を避けられるものではない。 又、前記問題に対し、本願出願人は、既に特開昭６１−
１４８３０５で、上記ばたつきゃ板厚変動があっても正
確＜Ｋ　１走行板の板幅の測定が可能な幅測定装置を提
案している。この測定装置によれば、上記問題を解決し
て充分正確な幅測定が司能であるが、長さ標準板や光距
離計を使用りる関係から装置格成が複雑になるという欠
点がある。 （発明の目的１ 本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたも
のであって、常に陽像手段の光軸中心で幅計測を行える
ため帯状物体のパスラインの変動に影響されずに精度よ
く幅測定できる帯状物体の幅測定装２を提供することを
目的とする。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明は、走行する帯状物体幅方向の各両端部を’Ｍ像
して、該帯状物体幅方向両端のエツジ位置を検出するた
めの２台の１ｌｔｌ像手段と、該２台の踊像手段を前記
帯状物体の幅方向へ個別に移動可能な移動機構と、前記
２台の撮像手段毎の光軸中心位置及び前記検出されたエ
ツジ位置間の差を口出づる第１の演算器と、算出差が零
になるよう前記層像手段を移動させるべく、前記移ｉ１
’ＪＪ機構を制御するυｊ御手段と、前記２台の撮像手
段間の距離を検出する手段と、算出された前記光軸中心
位置及び前記エツジ位置間の差、並びに検出された前記
藏像手段間の距離に基づき、前記帯状物体の幅を筒用す
る第２の演筒器と、を備えたことにより、前記目的を達
成したものである。 （作用］ 本発明においては、帯状物体の幅測定！！ｉｉ置におい
て、走行９る帯状物体幅方向の各両端を２台の層像手段
で搬像して該両端のエツジ位置を検出し、前記２台の１
ｉｌ（ｉＱ手段の光軸中心及び前記検出されたエツジ位
置間の差を０出し、算出された差が零となるように前記
陽像手段を移動させると共に、前記２台の撮像手段間の
距離を検出し、算出された前記光軸中心位置及び前記エ
ツジ位置間の差、並びに検出された前記ｌ１Ｉｌ像手段
間の距離に基づき、前記帯状物体の幅を算出する。 従って、常に光軸中心で帯状物体の幅測定ができるため
、該帯状物体のパスライン変動に影７！されずに精度良
く幅測定ができる。このため、帯状物体の板厚ｔ！囲が
広い場合、形状不良がある場合、ばたつきが生じた場合
、板継主部で板幅が急変した場合、あるいは蛇行した場
合であっても精度の良い幅測定が可能となる。又、帯状
物体の回縁手段で搬像して幅測定を行っているため、例
えば前記従来の光電センサを用いた技術に比べ、高速ス
キャニングが可能となり、例えば圧延機等高速プロセス
における製品幅の高精度測定が可能となる。 又、同じく、帯状物体と陽像手段や該帯状物体に測定光
を照射する光源との間隔を広く取れるため、該帯状物体
破断等が生じても前記１ｉｌ１像手段や光源の破に１を
起し難くなる。これにより、装置の信頼性が向上すると
共に、保守点検に要する時開及び経費を削減することが
できる。 なお、本発明は陽像手段の光軸中心を常に帯状物体端部
のエツジ位置に追従させるようにした技術である。これ
に対し、前記従来の特開昭６１−１４８３０５で示され
た測定装置では、長ざ標ｔＩ（扱を用い、エツジ位ｄ検
出装首の？ＪＪ野から板材端部のエツジが外れないよう
にする技術である。従って、問題を解決する手段の構成
が異なるものといえる。

【実施例］ 以下、図面を参照して本発明に係る帯状物体の幅測定装
置の実施例を詳細に説明する。 この実／Ｉｉ！例は第１図に示されるような構成の幅測
定装置である。この幅測定装置には、帯状物体例えば板
材１２に光源８より光が照射されてＪ５す、該板材１２
はイメージセンサカメラ２２Ａ、２２Ｂで藏像される。 該イメージセンサカメラ２２Ａ、２２Ｂは一定の視野Ｗ
を持つものであり、所定の移動機構２８Ａ、２８Ｂで移
動可能とされている。 そして、前記イメージセンサカメラ２２Ａ、２２Ｂの位
置ΔＬ１、ΔＬ２は位置検出器１８で検出される。前記
イメージセンサカメラ２２Ａ、２２Ｂで検出した信号出
力は第２の減算器３０Ａ、３０Ｂに入力される。該減ｐ
器３０Ａ、３０Ｂは、入りされた信号出力を用いて、イ
メージセンサカメラ２２Ａ、２２Ｂが常に光軸中心２４
・で板材端部１４を検出するよう設定器３２に設定され
た設定値（本実施例においては視野Ｗの１／２）との差
をＦＡ　ｍして、前記板材端部１４のエツジ位置と光軸
中心間の各ずれΔぶ１、Δ（２を得るものである。 前記移動機構２８Ａ、２８Ｂには、１ナーボモータ、あ
るいはパルスモータを駆動手段として用いることができ
る。又、該移動ｍ４’４２８Ａ、２８Ｂには、前記減算
器３０Ａ、３０Ｂの出力信号に基づき駆動信号を出力す
る像幅器３４の信号が入力されるようになっている。 なお、この実施例に係る幅測定装置の構成部分のうち前
出第１図〜第４図に示した幅測定ａ置と共通する部分に
ついては同様の番号を付して詳細な説明は略す。 以下、実施例の作用を説明する。 実施例における幅測定装置の各イメージセンサカメラ２
２Ａ、２２Ｂは、常に視野Ｗ側に板材端部１４△、１４
Ｂがはいるように設定器３２で位置設定されている。こ
の位置設定は初期設定と考えることができる。 そして、前記イメージセンナカメラ２２Ａ、２２Ｂの検
出出力から前記設定器３２で設定された値（１／２Ｗ）
を減０シ、光軸中心２４がら板材端部１４Ａ、１４Ｂの
エツジ位置までの距離Δ℃１、Δぶ２を算出する。算出
された距離Δ℃１、ΔＪ２ｚの信号を各増幅器３４Ａ、
３４Ｂで増幅し、増幅された信号で移動機構２８Ａ、２
８Ｂを駆動し、各イメージセンサカメラ２２Ａ、２２［
３の光軸中心が板４４端部１４Ａ、１４Ｂのエツジ位置
と一致するように移動させる。即ち前記距離Δぶ１、Δ
ぶ２が零になるように制御する。但し、この際には系の
ハンチングを防止するため、ヒステリシス特性を付加し
て制御を考慮することも必要となる。 前記の如き操作により、前記各カメラ２２Ａ、２２Ｂの
各光軸中心２４が各板材端部１４Ａ、１４Ｂのエツジ位
置に復帰するまでの間において、板幅測定精度を補償す
るため、前記距離Δ℃１、Δ１２を考慮して次式（６）
により板幅Ｂ＠０出する。この場合の板幅偏差ΔＢは先
の（２）式により算出する。 ここで、（６）式中の固定距離Ｌｏは、実施例の場合、
各イメージセンサカメラ２２Ａ、２２Ｂが移動する際の
基準となる位置検出器１８上の原点２ＯＡ、２０１３間
の固定距離である。なお、（６）式中の原点２ＯＡ、２
０Ｂから現在位置までの距離ΔＬｉについて、実施例に
おいては、位置検出器１８の出力信号を用いているが、
前記移動ｌ１１Ｍ？＋　２８　Ａ　、　２８　Ｂにパル
スモータを用いた場合、該パルスモータのパルス数から
前記距離ΔＬｉを算出することもできる。 次に、本発明を実施した実機装置のイメージセンサカメ
ラ２２Ａ、２２Ｂを含む検出部付近の構成例を第２図乃
至第３図に示す。第２図は同装置の正面図であり、第３
図はＲ】ｊ装Ｋｌの側面図である。 本装置は以下のような仕様で構成されている。 即ち、測定対象は冷延鋼板、板幅は８００〜１３００　
ｎ、板厚は０．２〜１．２ｍｎ、パスラインの窃動は垂
直が±３　ｕ、角面が±１°、蛇行Ｍは±１０Ｏｎ、ラ
イン速度ハ２００１／ｍ１ｌＩｌｆａ人テある。 又、図において、符号３６は各イメージしンリカメラ２
２Ａ、２２Ｂやその補機を保ｉ　するためのカバー、３
８は１狛記イメージセンナカメラ２２Ａ、２２Ｂからの
入出力信号を伝えるリード線を中継するための、例えば
多数の端子台を右する中継ボックス、４０は装置全体を
支えるための架台、４２はＵ礎である。又、符号ＳＴは
各イメージセンサカメラ２２Ａ、２２Ｂの移動ストロー
クである。 以上のような構成の装置で板幅を測定した、測定板幅の
偏差の例を第４図に示す。図に３３いては、オフライン
で±０．２ｍｍの精度が、一方、オンラインでも同様の
結果が得られている。従って従来オフラインで±０．４
１１程度の精度であったことを考慮すれば飛躍的に精度
が向上したといえる。 このことからも本発明が有用であるといえる。 なお、前記実施例においては、銀像手段としＣイメージ
センサカメラを例示したが、本発明を実ｆＭ　７するた
めの陽像手段はこれに限定されず、二［ツジ位置が検出
できる１ｉＬｌ像手段であれば他の手段、例えばテレビ
カメラ等を用いることが′Ｃさる。又、帯状物体は、冷
延鋼板に限定されず、他の帯状物体、例えば紙、フィル
ム等を含むことができる。 又、前記実施例においては第１図乃至第３図に示される
ような構成の幅測定装置に本発明を適用した場合につい
て例示したが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、
他の幅測定装置に本発明を適用して実施することが可能
でる。 【発明の効果］ 以上説明した通り、本発明によれば、常にＶＡ像手段の
光軸中心で幅測定ができるため、帯状物体のパスライン
変動に影Ｖ３されずに精度良く該帯状物体の幅が測定で
きる。従って前記帯状物体の厚みの範囲が広い場合、形
状不良がある場合、ばたつきが生じた場合ヤ板継主部で
蛇行が１じた揚台にも精度のよい幅測定が可能となる等
の優れたりＪ果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例である幅測定装置の仝体構成を
示す、一部ブロック線図を含む断面図、第２図は本発明
を適用した実機装置のイメージセンサカメラを含む検出
部付近の構成例を承り正面図、第３図は同側面図、第４
図は前記実施例による検出結果の例を示ず線図、第５図
は従来の光′市センサで板幅を検出する幅８１ｑ定装首
の構成を示°ヅ、一部ブロック線図を含む断面図、第６
図はイメージセンサカメラを用いる幅測定装置の比較例
を承り、一部ブロック線図を含む断面図、第７図は前記
装置の幅方向端部測定状態の例をホロ２　ｉ”４１１ｇ
ｉ面図、第８図はイメージセンサカメラを用いる幅測定
装置の他の比較例を示す、一部ブロック線図を含む断面
図である。 ８・・・光源、　　　　　　　　　１２・・・板材、１
４Ａ、１４Ｂ・・・板材の端部、 １５・・・基準板幅設定器、 １８・・・位置検出器、　　　　　１９・・・板幅演Ｆ
５器、２０Ａ、２０Ｂ・・・原点、 ２１・・・１ｌＩｉｉ算器、 ２２Ａ、２２Ｂ・・・イメージセンサカメラ、２３・・
・基準板幅設定器、 ２４・・・光軸中心、 ２６Ａ、２６Ｂ・・・パルスモータ、 ２８Ａ、２８Ｂ・・・移動機構、 ３０Ａ、３０Ｂ・・・第２の減算器、 ３２・・・設定器、 ３４Ａ、３４Ｂ・・・増幅器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）走行する帯状物体幅方向の各両端部を撮像して、
   該帯状物体幅方向両端のエッジ位置を検出するための２
   台の撮像手段と、 該２台の撮像手段を前記帯状物体の幅方向へ個別に移動
   可能な移動機構と、 前記２台の撮像手段毎の光軸中心位置及び前記検出され
   たエッジ位置間の差を算出する第１の演算器と、 算出差が零になるよう前記撮像手段を移動させるべく、
   前記移動機構を制御する制御手段と、前記２台の撮像手
   段間の距離を検出する手段と、算出された前記光軸中心
   位置及び前記エッジ位置間の差、並びに検出された前記
   撮像手段間の距離に基づき、前記帯状物体の幅を算出す
   る第２の演算器と、を備えたことを特徴とする帯状物体
   の幅測定装置。