(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼帯からなるコイル端面の画像をＣＣＤカメラで撮像し、撮像した画像を画像処理することにより、コイルの線図化された渦巻き図形を得、次いでこの渦巻き図形の中心点から渦巻き図形の外方に向けて走査線を引き、この走査線または渦巻き図形を前記中心点の回りに回転させながら、渦巻き図形が前記走査線を横切るときの渦巻き図形の巻き数を検出し、検出した巻き数がその前後の巻き数に対して一定値以上異なるときには、その位置に２枚に折れ曲がった状態の２枚折れが発生していると判断することを特徴とする鋼帯からなるコイルの２枚折れ検知方法。
【請求項２】
鋼帯からなるコイル端面の画像をＣＣＤカメラで撮像し、撮像した画像を画像処理することにより、コイルの線図化された渦巻き図形を得、この渦巻き図形の中心点から渦巻き図形の外方に向けて一定角度ずらした２本の走査線を引き、この２本の走査線または渦巻き図形を前記中心点の回りに回転させながら、この２本の走査線内にある渦巻き図形の各巻き目の曲率を測定し、測定した各巻き目の曲率がその回転前後の巻き目の曲率に対して一定以上異なるときには、その位置に２枚に折れ曲がった状態から引き戻され凹凸を有する２枚折れが発生していると判断することを特徴とするコイルの２枚折れ検知方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、鋼帯をコイルに巻くときに発生する２枚折れ、特にコイルの中間部に発生した２枚折れを検知する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
連続式熱間圧延機で圧延された鋼帯は、最終仕上スタンドを出た後、ホットランテ−ブルで所定の温度に冷却され、コイラ−でコイルに巻き取られる。
【０００３】
鋼帯をコイラ−でコイルに巻き取るときには、次のような問題が起きることがある。すなわち、図８に示すように、最終仕上スタンド２１を出た鋼帯２２の先端が、コイラ−２４の入口にあるピンチロ−ル２３に噛み込まれるまでの間は、鋼帯２２に張力が働いていないので、鋼帯２２の先端部分にル−プ部２２ａが形成されることがあり、このル−プ部２２ａが２枚に折れ曲がった状態で、コイルに巻き取られる。また、図９に示すように、鋼帯２２の後端が、最終仕上スタンド２１を出たときにも、同じように鋼帯２２に張力が働いていないので、鋼帯２２の後端部分にル−プ部２２ｂが形成されることがあり、やはりル−プ部２２ｂが２枚に折れ曲がった状態（以下２枚折れという）で、コイルに巻き取られる。
【０００４】
２枚折れが発生していない正常のコイル２５の端面は、図１０（ａ）に示すように、きれいな渦巻き形状をしているが、２枚折れが発生しているコイル２５の端面は、図１０（ｂ）に示すように、鋼帯が折れ曲がっている部分２５ａを含む渦巻き形状となっている。
【０００５】
また、図１０（ｂ）に示すような２枚折れは、コイル２５に張力がかかったときに引き戻されて、一見２枚折れが解消されたような状態になるが、完全な平面形状には戻らず、図１０（ｃ）に示すように、２枚折れが発生した場所に小さな凹凸部２５ｂおよび２５ｃが残留する。このようなものも２枚折れと総称している。上述したコイルの２枚折れが発生した部分は、周辺部分と比較して板厚が厚くなった状態になっているので、酸洗や冷間圧延等の後工程において、この部分に過剰な張力が作用して鋼帯が破断し、設備トラブルの原因となる。
【０００６】
当然のことながら、このような２枚折れの発生を防止する対策は、種々実施されているが、２枚折れの発生を完全に防止できるまでには至っていない。
【０００７】
そこで、次善の策として、コイルに２枚折れが発生いているか否かを検知する方法が検討されている。
【０００８】
このようなコイルの２枚折れを検知する従来の方法としては、１９９６年１１月に開催された日本鉄鋼協会の制御技術部会において、「ピンチロ−ルロ−ドセルによる成品折れ込み検出装置の開発」という標題で発表された技術がある。
【０００９】
この技術に基づくコイルの２枚折れ検知方法は、コイラ−入口にあるピンチロ−ルに作用する押しつけ荷重の変動によって、２枚折れを検知するものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のコイルの２枚折れ検知方法には、次のような問題点があった。すなわち、２枚折れの発生によってピンチロ−ルに作用する押しつけ荷重が上昇するので、２枚折れの発生が検知できると言うのであるが、ピンチロ−ルに作用する押しつけ荷重の上昇の原因は、２枚折れの発生によるものだけではなく、他の要因によっても起きることがあり、２枚折れが発生していないコイルを２枚折れ発生コイルと誤って判定する危険性があるという問題点があった。
【００１１】
この発明は、上述のような従来技術の問題点を解消するためになされたものであり、コイルに２枚折れが発生しているか否かを正確に検知することのできるコイルの２枚折れ検知方法を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る第１の鋼帯からなるコイル（以下、コイル）の２枚折れ検知方法は、コイル端面の画像をＣＣＤカメラで撮像し、撮像した画像を画像処理することにより、コイルの線図化された渦巻き図形を得、次いでこの渦巻き図形の中心点から渦巻き図形の外方に向けて走査線を引き、この走査線または渦巻き図形を前記中心点の回りに回転させながら、渦巻き図形が前記走査線を横切るときの渦巻き図形の巻き数を検出し、検出した巻き数がその前後の巻き数に対して一定値以上異なるときには、その位置に２枚に折れ曲がった状態の２枚折れが発生していると判断するものである。
【００１３】
コイルの端面において、コイルの軸芯からコイルの外径方向に向かって一定角度づつずらして複数の直線を引き、それぞれの直線に沿ってコイルの巻き数を数える場合、その直線上に２枚折れが存在しているときには、コイルの巻き数はその直線の前後の直線に沿った巻き数よりも見かけ上多く数えられる。
【００１４】
したがって、画像処理して得られたコイルの線図化された渦巻き図形の中心点から外方に向けて引いた走査線または渦巻き図形自体を、前記中心点の回りに回転させながら、渦巻き図形が走査線を横切るときの渦巻き図形の巻き数を、各回転角度毎に検出（カウント）していけば、そのコイルに２枚折れが発生しているか否かが判定できる。
【００１５】
また、この発明に係る第２の鋼帯からなるコイル（以下、コイル）の２枚折れ検知方法は、コイル端面の画像をＣＣＤカメラで撮像し、撮像した画像を画像処理することにより、コイルの線図化された渦巻き図形を得、この渦巻き図形の中心点から渦巻き図形の外方に向けて一定角度ずらした２本の走査線を引き、この２本の走査線または渦巻き図形を前記中心点の回りに回転させながら、この２本の走査線内にある渦巻き図形の各巻き目の曲率を測定し、測定した各巻き目の曲率がその回転前後の巻き目の曲率に対して一定以上異なるときには、その位置に２枚に折れ曲がった状態から引き戻され凹凸を有する２枚折れが発生していると判断するものである。
【００１６】
コイルに巻かれた鋼帯の表面に、２枚折れが引き戻されたときに発生する凹凸が存在するときには、その部分の鋼帯の曲率は前後の凹凸のない鋼帯の曲率よりもその絶対値が大きくなる。
【００１７】
したがって、画像処理して得られたコイルの線図化された渦巻き図形の中心点から外方に向けて引いた２本の走査線または渦巻き図形自体を、前記中心点の回りに回転させながら、渦巻き図形が２本の走査線を横切るときに、２本の走査線内にある渦巻き図形の各巻き目の曲率を測定すれば、そのコイルに２枚折れに起因する凹凸が発生しているか否かが判定できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態のコイルの２枚折れ検知方法を、図１により説明する。図１はこのコイルの２枚折れ検知方法において使用する装置の構成図である。このコイルの２枚折れ検知方法においては、回転ロ−ラ−１上でコイル２を軸芯Ｏの回りに回転させながら、コイル２の一方の端面側に配置したＣＣＤカメラ３により、コイル２の一定回転角度θ毎の端面の画像を撮像する。なお、図１においては、コイル２を回転させるようにしているが、コイル２は回転させず、ＣＣＤカメラ３を回転装置（図示せず）によりコイル２の軸芯Ｏの回りに回転させるようにしてもよい。さらに、コイル２がＣＣＤカメラ３の視野内におさまるときには、前記回転を要しない。
【００１９】
そして、この画像をコイル２の巻き目位置把握手段４に送り、画像を画像処理することにより、コイル２の巻き角度毎の内径側から外径側に至るまでの各巻き目位置を把握する。画像処理により得られた画像は、さらに巻き数カウント手段５に送られ、巻き数カウント手段５により、コイル２の巻き数が検出される。
【００２０】
検出されたコイル２の各円周方向位置における巻き数の信号は２枚折れ判定器６に送られ、２枚折れ判定器６においては、巻き数が前後の回転角度位置のときの巻き数と比較して２以上多くなる範囲を２枚折れ発生範囲と判定する。
【００２１】
上述したコイルの２枚折れ検知方法を詳述すると、図２に示すように、コイル２に２枚折れが発生していない状態で巻き取られている場合には、コイル２の中心Ｏからコイル２の先端２ａと後端２ｂとを結ぶ線で囲まれる角度βの範囲におけるコイル２の巻き数は、その他の範囲の巻き数ｎよりも１つ多いｎ＋１となる。
【００２２】
したがって、線分ＯＰを基準位置としてコイル２を反時計回りに回転させながら各回転角度のときの巻き数を検出すると、巻き数は角度αの範囲はｎ、角度αから角度α＋βの範囲はｎ＋１、角度α＋βから３６０度までの範囲はｎとなり、コイルの回転角度と巻き数の関係は、図３のグラフのようになる。
【００２３】
これに対して、コイル２に２枚折れが発生している場合には、図４の２枚折れ部拡大図に示すように、２枚折れが発生している範囲ｙは、２枚折れが発生していない範囲ｘおよびｚに対して、見かけ上の巻き数が２増えている状態となっている。図４のような状態では、見かけ上の巻き数は２増えることになるが、２枚折れがひどい状態では４とか６、あるいはそれ以上増えることもあり得るのである。いずれにしても２以上は見かけ上の巻き数が増えるので、増えた巻き数をａとして表すと、コイルの回転角度と巻き数の関係は、図３のグラフの場合と同じ条件で巻き数を検出したとすると、図５のグラフのようになる。すなわち、２枚折れが発生していると、前後の回転角度のときの巻き数と比較して、ａだけ巻き数が増えているＡ、Ｂ、ＣおよびＤのような部分があるわけであり、このような部分の有無により２枚折れの発生が判定できるのである。
【００２４】
なお、２枚折れ発生範囲から正常範囲に測定視野が移動すると、測定される巻き数が減少するので、これにより上記巻き数の増加を確認してもよい。
【００２５】
また、上述の説明においては、コイル２またはＣＣＤカメラ３を回転させる場合で説明しているが、コイル２の端面の画像を全面的に画像処理装置に取り込んでしまえば、コイル２またはＣＣＤカメラ３を回転させる必要はなく、画像処理されたコイル２の画像処理図形を回転させることによって、上述したような目的を達成することができる。
【００２６】
次に、本発明の第２の実施の形態のコイルの２枚折れ検知方法を、図６により説明する。この場合もコイル端面の画像を画像処理装置に取り込む方法は、上述した第１の実施の形態のコイルの２枚折れ検知方法における場合と同じであるが、このコイルの２枚折れ検知方法においては、コイル端面の全体画像を画像処理装置内で画像処理し、画像処理された後のコイルの線図化された渦巻き図形を、画像処理装置内で回転させながら２枚折れを検知する場合で説明する。
【００２７】
図６に示すように、画像処理によりコイルの線図化された渦巻き図形１１を得る。次いで、この渦巻き図形１１の最内円の中心点Ｏを求め、この中心点Ｏから渦巻き図形１１の外方に向けて、所定角度αだけずらして２本の走査線ＯＡおよびＯＢを引く。そして、２本の走査線ＯＡおよびＯＢで挟まれた渦巻き図形１１の部分の各巻き目ｎ1 、ｎ2 、ｎ3 、……、ｎn における曲線の曲率半径ｒ11，ｒ21 ,・・ｒn1を演算する。次に、渦巻き図形１１を所定角度βだけ回転させ、各巻き目の曲率半径ｒ12 ,ｒ22 ,・・ｒn2  を演算する。このとき、α≧βとする。これにより、回転開始からの回転角θと曲率半径ｒとの関係を、図７のグラフに示すように各巻き目ｎ1 、ｎ2 、ｎ3 、……、ｎn 毎に把握する。
【００２８】
そして、曲率半径ｒの回転角θに対する変化分、すなわち（Δｒ／Δθ）の絶対値が一定値を超えたときに、その位置に２枚折れに起因した凹凸が存在すると判定する。
【００２９】
【発明の効果】
この発明により、２枚折れ発生の有無が正確に把握できるので、２枚折れ発生コイルを事前に取り除くことにより、鋼帯破断による設備トラブルを未然に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のコイルの２枚折れ検知方法において使用する装置の構成図である。
【図２】コイルの巻き数の説明図である。
【図３】コイルに２枚折れが発生していないときの回転角度と巻き数との関係を示すグラフである。
【図４】コイルの２枚折れ発生部の拡大図である。
【図５】コイルに２枚折れが発生しているときの回転角度と巻き数との関係を示すグラフである。
【図６】コイルの線図化された渦巻き図形を示す図である。
【図７】回転角度とコイルの曲率との関係をコイルの巻き目をパラメタ−として示したグラフである。
【図８】コイラ−前面において、鋼帯先端部にル−プが発生している状態を示す説明図である。
【図９】コイラ−前面において、鋼帯後端部にル−プが発生している状態を示す説明図である。
【図１０】コイルの巻き取り形状を示す側面図であり、（ａ）は２枚折れが発生していない場合、（ｂ）は２枚折れが発生している場合、（ｃ）は２枚折れが引き戻されて凹凸が発生している場合である。
【符号の説明】
１  回転ロ−ラ−
２  コイル
３  ＣＣＤカメラ
４  巻き目位置把握手段
５  巻き数カウント手段
６  ２枚折れ判定器
１１  渦巻き図形
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0003669096.tif 000006
【図６】
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【図７】
0003669096.tif 000008
【図８】
0003669096.tif 000009
【図９】
0003669096.tif 000010
【図１０】
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