(57)【要約】【課題】ラミネート金属帯からのフィルムの飛び出しの有無に係わらず、金属帯のエッジを的確に認識し得るラミネート金属帯のエッジ認識方法およびその装置を提案する。【解決手段】ラミネート金属帯の表面側または裏面側のいずれか一方に受光器を設置し、該受光器が設置された該ラミネート金属帯の反対側に該受光器の光軸上に位置する背景用光源および該受光器の光軸から外れた透過用光源をそれぞれ設置して、該背景用光源および透過用光源からラミネート金属帯に向けて光を照射する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも片方の面にフィルムを被覆したラミネート金属帯を連続的に走行させ、その走行中に、該ラミネート金属帯のエッジを、該フィルムの飛び出しの有無に係わらずに認識するラミネート金属帯のエッジ認識方法において、
前記ラミネート金属帯の表面側または裏面側のいずれか一方に受光器を設置し、該受光器が設置された該ラミネート金属帯の反対側に該受光器の光軸上に位置する背景用光源および該受光器の光軸から外れた透過用光源をそれぞれ設置して、該背景用光源および透過用光源からラミネート金属帯に向けて光を照射するとともにその際の光を該受光器で受光することにより該ラミネート金属体のエッジを認識することを特徴とするラミネート金属帯のエッジ認識方法。
【請求項２】
前記背景用光源として、投光器を用いることを特徴とする請求項１に記載したラミネート金属帯のエッジ認識方法。
【請求項３】
前記背景用光源として、投光器と、該投光器から照射された光を反射する反射板とを組み合わせたものを用いることを特徴とする請求項１に記載したラミネート金属帯のエッジ認識方法。
【請求項４】
前記透過用光源として、投光器を用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載したラミネート金属帯のエッジ認識方法。
【請求項５】
少なくとも片方の面にフィルムを被覆したラミネート金属帯を連続的に走行させ、その走行中に、該ラミネート金属帯のエッジを、該フィルムの飛び出しの有無に係わらず認識するラミネート金属帯のエッジ認識装置であって、
前記ラミネート金属帯の表面側または裏面側のいずれか一方に設置される受光器と、該受光器が設置された該ラミネート金属帯の反端側に配置される背景用光源および透過用光源とを備え、
前記背景用光源および前記透過用光源は、それぞれ前記ラミネート金属帯に向けて光を照射するが、該背景用光源は、該受光器の光軸上に設置されるものであり、該透過用光源は、該受光器の光軸から外れて設置されるものである、ことを特徴とするラミネート金属帯のエッジ認識装置。
【請求項６】
前記背景用光源が投光器であることを特徴とする請求項５に記載したラミネート金属帯のエッジ認識装置。
【請求項７】
前記背景用光源が、投光器と、該投光器から照射された光を反射する反射板とを組み合わせたものからなることを特徴とする請求項５に記載したラミネート金属帯のエッジ認識装置。
【請求項８】
前記透過用光源が投光器であることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載したラミネート金属帯のエッジ認識装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続的に走行するラミネート金属帯の通板位置制御設備等に用いて好適なラミネート金属帯のエッジ認識方法およびその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金属帯の製造ラインにおいては、連続的に走行する金属帯の通板位置を制御するために、金属帯のエッジの位置を認識しそのエッジ位置を基準にして金属帯のセンター位置を制御する技術が用いられている。その一例としては、例えば、金属帯を挟んで相対する位置に光源および受光器を設置し、受光器による光の検出の有無によって金属帯のエッジ位置を検出する手法が挙げられる。
【０００３】
ところで、金属帯の表面にフィルムを被覆させたラミネート金属帯の製造ラインにおいて従来の通板位置制御を適用した場合、以下に述べるような不具合が指摘されていた。すなわち、ラミネート金属帯の製造に際しては、その製造時に搬送ロール等にフィルムが巻き付くのを避けるため、通常は、フィルムの幅を金属帯の幅よりも狭くしたものが用いられているが、生産ラインの立ち上げ時等、ラインが不安定な状態にあるときは該フィルムが金属帯から飛び出す場合があり、その飛び出したフィルムのエッジが金属帯のエッジであると誤認識され、これによりラインの下流において金属帯が蛇行し、最悪の場合、金属帯が通販ロールから外れ、設備と接触するおそれがあった。
【０００４】
この点に関する先行文献として、特許文献１には、フィルムのはみ出しの有無の判定、フィルムのはみ出し時における鋼板の通板位置制御を、鋼板の端面とフィルムの端面の双方を検出できる第１センサ（光電センサ）と鋼板の端面のみを検出できる第２センサ（赤外線センサ）を用いた技術が開示されている。また、特許文献２には、ラミネート金属帯を対象としたものではないが、透明性基板に向けて同軸透過照明光と斜光照明光を重畳的に照射することにより透明性基板上に形成された不透明なデバイスパターンを観察像において識別する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３２１２０７９号公報
【特許文献２】特許第５４８２８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に開示された技術では、第２のセンサ（赤外線センサ）を構成する素子の設定間隔によっては、フィルムのはみ出し時における鋼板端面の検出精度が落ちる懸念があり製品の品質の改善を図るうえで十分とはいえないものであった。また、特許文献２に開示された技術では、ＣＣＤカメラ等からなる観察手段の反対側から同軸透過照明光、斜光照明光を照射し、透明媒質が常にはみ出している状態において不透明媒質のパターンを認識しているため、ラミネート金属帯の製造において、フィルムのはみ出しがない金属帯のエッジを認識する場合には、背景と金属帯部の輝度差が大きくなり、レンズフレアにより金属帯のエッジを誤認識してしまうおそれがあった。
【０００７】
とくに、ラミネート金属帯の製造においては、フィルムの飛び出しの有無に係わらず、金属帯のエッジを認識する必要がある。しかし、フィルムのはみ出し部では、フィルムのはみ出しがない背景と比較すると輝度が低く、フィルムのエッジと金属帯のエッジとの識別が困難であり、フィルムのはみ出し部の輝度を高めるべく、カメラ等の受光器の絞りを開いた場合、フィルムのはみ出しがない背景と金属帯部との間では輝度差が大きくなり、これがレンズフレアを発生させる原因になっており、ラミネート金属帯のエッジを認識するに当たっては未だ改善の余地が残されている。
【０００８】
本発明の目的は、ラミネート金属帯からのフィルムの飛び出しの有無に係わらず、該ラミネート金属帯のエッジを的確に認識し得るラミネート金属帯のエッジ認識方法およびその装置を提案するとこにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、少なくとも片方の面にフィルムを被覆したラミネート金属帯を連続的に走行させ、その走行中に、該ラミネート金属帯のエッジを、該フィルムの飛び出しの有無に係わらずに認識するラミネート金属帯のエッジ認識方法において、前記ラミネート金属帯の表面側または裏面側のいずれか一方に受光器を設置し、該受光器が設置された該ラミネート金属帯の反対側に該受光器の光軸上に位置する背景用光源および該受光器の光軸から外れた透過用光源をそれぞれ設置して、該背景用光源および透過用光源から該ラミネート金属帯に向けて光を照射するとともにその際の光を該受光器で受光することにより該ラミネート金属帯のエッジを認識することを特徴とするラミネート金属帯のエッジ認識方法である。
【００１０】
上記の構成からなるラミネート金属帯のエッジ認識方法においては、
１）前記背景用光源として、投光器を用いること、
２）前記背景用光源として、投光器と、該投光器から照射された光を反射する反射板とを組み合わせたものを用いること、
３）前記透過用光源として、投光器を用いること、
が課題解決のための具体的手段として好ましい。
【００１１】
また、本発明は、少なくとも片方の面にフィルムを被覆したラミネート金属帯を連続的に走行させ、その走行中に、該ラミネート金属帯のエッジを、該フィルムの飛び出しの有無に係わらず認識するラミネート金属帯のエッジ認識装置であって、前記ラミネート金属帯の表面側または裏面側のいずれか一方に設置される受光器と、該受光器が設置された該ラミネート金属帯の反端側に配置される背景用光源および透過用光源とを備え、前記背景用光源および前記透過用光源は、それぞれ前記ラミネート金属帯に向けて光を照射するが、該背景用光源は、該受光器の光軸上に設置されるものであり、該透過用光源は、該受光器の光軸から外れて設置されるものである、ことを特徴とするラミネート金属帯のエッジ認識装置である。
【００１２】
上記の構成からなるエッジ認識装置において、
１）前記背景用光源が投光器であること、
２）前記背景用光源が、投光器と、該投光器から照射された光を反射する反射板とを組み合わせたのであること、
３）前記透過用光源が投光器であること。
が課題解決のための具体的手段として好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、受光器の光軸上に位置する背景用光源と受光器の光軸からずれた透過用光源とを用いるようにしたため、背景用光源としては、輝度を低く設定することが可能であり、金属帯からフィルムが飛び出ていない通常時において、受光器の絞りを開いた状態でもレンズフレアの発生なしに金属帯のエッジを認識することができる。一方、金属帯からフィルムが飛び出している場合には、透過用光源から照射される光により金属帯から飛び出しているフィルム部の輝度と背景の輝度とを同等とすることにより、金属帯のエッジ部での輝度差のみが鮮明となるため、金属帯のエッジを確実に認識し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施に用いて好適なラミネート金属他の通板制御設備を模式的に示した図である。
【図２】フィルムがラミネート金属帯から飛び出していない場合の画像と、ラミネート金属帯の各幅位置における長手方向（縦）の輝度を平均化したグラフとを示した図である。
【図３】フィルムがラミネート金属帯から飛び出している場合（飛び出し量（片側）：１００ｍｍ）の画像と、ラミネート金属帯の各幅位置における長手方向（縦）の輝度を平均化したグラフとを示した図である。
【図４】透過用光源を使用せずにラミネート金属帯のエッジの認識を行った場合の画像と、ラミネート金属帯の各幅位置における長手方向（縦）の輝度を平均化したグラフを示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明をより具体的に説明する。
図１は、本発明の実施に用いて好適なラミネート金属帯の通板制御設備を模式的に示した図であり、本発明にしたがうエッジ認識装置は、かかる通板制御装置の中に組み込まれている。
【００１６】
図１における符号１は、少なくとも片方の面にフィルムが被覆され、図面の下から上に向けて連続的に走行する状態で示したラミネート金属帯である。また、符号２は、ラミネート金属帯１の一方の面側に設置された受光器、３は、受光器２が設置された反対側に設置され、受光器２の光軸上に位置する背景用光源、４は、背景用光源３と同じ側に設置され、受光器２の光軸から外れた位置に設置された透過用光源である。
【００１７】
背景用光源３としては、投光器３ａと、該投光器３ａから照射された光を反射する反射板３ｂとを組み合わせた輝度の低いものを用いることができるが、投光器３ａを単独で用いてもよい。また、透過用光源４としては、投光器を用いることができる。
【００１８】
また、図１における符号５は、受光器２につながる画像処理装置、６は、画像処理装置５につながる通板位置コントローラ、７は、通板位置コントローラ６につながるシリンダ制御装置、８は、シリンダ制御装置７につながるシリンダ、９は、シリンダ８につながるステアリングロールである。
【００１９】
かかる設備においては、受光器２、背景用光源３および透過用光源４にて本発明にしたがうラミネート金属帯１のエッジ認識装置を構成している。
【００２０】
受光器２で受光された光（画像）は、画像処理装置５に入力され、その光の輝度に基づいてラミネート金属帯１のエッジ位置の判定がなされる。通板位置コントローラ６では、画像処理装置５での判定結果に基づいてステアリングロール９に接続されたシリンダ８の操作量をシリンダ制御装置７へと出力する。
【００２１】
本発明においては、ラミネート金属帯１からフィルムが飛び出していない場合には、透過用光源４からの光を受光器２にて直接受光することがないため、ラミネート金属帯１の外側の輝度、すなわち、背景の輝度は低い。そのため、受光器２の絞りを開いてもレンズフレアが発生することはなく、ラミネート金属帯１のエッジ部と背景の輝度との差によりラミネート金属帯１のエッジ部を的確に認識することができる。
【００２２】
一方、ラミネート金属帯１からフィルムが飛び出している場合は、透過用光源４の光が、飛び出したフィルム部分で散乱することになり、受光器２では、その部位が明るく見える。明るく見える部位の輝度と背景の輝度を予め同等となるようにしておくことによりフィルムの飛び出し時においてもラミネート金属帯１のエッジを確実に認識することができる。
【００２３】
厚さ１０〜８０μｍで材質がＰＥＴからなるフィルムを被覆したラミネート金属帯のエッジを認識するにあたっては、背景用光源３として３０〜６０ワットのＬＥＤ光源を用いることができ、また、透過用光源４として３０〜６０ワットのＬＥＤ光源を用いることができる。
【００２４】
背景用光源３として、投光器３ａと反射板３ｂとを組み合わせたものを用いる場合、飛び出したフィルム部分の輝度と同等の輝度となるように反射板３ｂの表面粗さを選定しておくのが望ましい。例えば、背景用光源３として３０〜６０ワット程度の光源を用いる場合、反射板３ｂの表面粗さは、中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．６〜１．６μｍ程度に設定することができる。
【００２５】
なお、背景用光源３に反射板３ｂを用いることにより、投光器３ａと透過用光源４の投光器の仕様を統一することができるが、背景用光源３として投光器３ａを単独で用いる場合には、フィルム飛び出し部と同等の輝度となる、低い輝度の投光器を使用するのが好ましい。
【実施例】
【００２６】
上掲図１に示した構成からなる設備を適用して搬送ラインの垂直搬送箇所において、厚さ２０μｍ、幅１０２０ｍｍになるホワイトフィルムを表裏において被覆した幅１０４０ｍｍになるラミネート金属帯のエッジの認識状況についての調査を行った。
【００２７】
ラミネート金属帯の搬送速度は、４００ｍｐｍで、背景用光源は、４０ＷのＬＥＤ光源の投光器と表面粗さがＲａで１．０μｍになる電気亜鉛めっき鋼板を反射板として組み合わせたものを使用し、透過用光源は、４０ＷのＬＥＤ光源の投光器を使用した。また、受光器としては、ラミネート金属帯の幅方向における画素数が２５９２、ラミネート金属他の長手方向における画素数が１９４４になる２次元ＣＭＯＳカメラを用いた。
【００２８】
図２は、フィルムがラミネート金属帯から飛び出していない場合の画像と、ラミネート金属帯の各幅位置における長手方向（縦）の輝度を平均化したグラフとを示した図であり、図３は、フィルムがラミネート金属帯から飛び出している場合（飛び出し量（片側）：１００ｍｍ）の画像と、ラミネート金属帯の各幅位置における長手方向（縦）の輝度を平均化したグラフとを示した図である。
【００２９】
本発明にしたがいラミネート金属帯のエッジを認識した場合においては、いずれもエッジ位置の差は、０．２ｍｍ以内で、カメラ１画素以下の誤差であり、フィルムが飛び出しているかどうかに係わらずラミネート金属帯のエッジを的確に認識できることが確認された。
【００３０】
図４は、透過用光源を使用せずにラミネート金属帯のエッジの認識を行った場合の画像と、ラミネート金属帯の各幅位置における長手方向（縦）の輝度を平均化したグラフを示したものである。
【００３１】
この場合、金属帯とフィルムとでは輝度が変化しており、輝度のレベルはフィルム種等によっても変わるため、フィルムのエッジとラミネート金属帯のエッジを確実に識別するのが困難になる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明によれば、ラミネート金属帯からのフィルムの飛び出しの有無に係わらず、そのエッジを的確に認識し得るラミネート金属帯のエッジ認識方法およびその装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１      ラミネート金属帯
２      受光器
３      背景用光源
３ａ    投光器
３ｂ    反射板
４      透過用光源
５      画像処理装置
６      通板位置コントローラ
７      シリンダ制御装置
８      シリンダ
９      ステアリングロール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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