(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼結機のパレットに設けられるグレートバーの脱落を検知する装置であって、パレットの片面からパレット面を照明する照明装置と、パレットの他の面に設けられ、前記パレットを通過する前記照明装置からの照明光の像を撮像する撮像装置と、撮像装置が撮像した画像より、グレートバー間の間隔を算出する画像処理装置と、算出されたグレートバー間隔を、少なくともパレットが一周する間（１サイクル）記憶する記憶装置と、算出されたグレートバー間の間隔を、記憶装置に記憶された１サイクル前の同じグレートバー間の間隔と比較し、その差が所定範囲を外れたときに警報を発する警報装置とを有してなることを特徴とする焼結機のグレートバー脱落検知装置。
【請求項２】
焼結機のパレットに設けられるグレートバーの脱落を検知する装置であって、パレットの片面からパレット面を照明する照明装置と、パレットの他の面に設けられ、前記パレットを通過する前記照明装置からの照明光の像を撮像する撮像装置と、撮像装置が撮像した画像より、パレットの所定長さ内におけるグレートバー間の隙間面積を算出する画像処理装置と、算出された前記隙間面積を、パレットが一周する間（１サイクル）記憶する記憶装置と、算出された前記隙間面積を、記憶装置に記憶された１サイクル前の同じ前記隙間面積と比較し、その差が所定範囲を外れたときに警報を発する警報装置とを有してなることを特徴とする焼結機のグレートバー脱落検知装置。
【請求項３】
焼結機のパレットに設けられるグレートバーの脱落を検知する装置であって、パレットの片面からパレット面を照明する照明装置と、パレットの他の面に設けられ、前記パレットを通過する前記照明装置からの照明光の像を撮像する撮像装置と、撮像装置が撮像した画像より、グレートバー間の間隔、及びパレットの所定長さ内におけるグレートバー間の隙間面積を算出する画像処理装置と、算出されたグレートバー間の間隔又は算出された前記隙間面積がそれぞれ第１及び第２の所定範囲を外れたときにグレートバー脱落の警報を発し、算出されたグレートバー間の間隔が所定範囲内にあり、算出された前記隙間面積が第３の所定範囲を外れたときにグレートバー折損の警報を発する警報装置とを有してなることを特徴とする焼結機のグレートバー脱落検知装置。
【請求項４】
焼結機のパレットに設けられるグレートバーの脱落を検知する装置であって、パレットの片面からパレット面を照明する照明装置と、パレットの他の面に設けられ、前記パレットを通過する前記照明装置からの照明光の像を撮像する撮像装置と、撮像装置が撮像した画像より、グレートバー間の間隔、及びパレットの所定長さ内におけるグレートバー間の隙間面積を算出する画像処理装置と、算出されたグレートバー間の間隔及び前記隙間面積を、パレットが一周する間（１サイクル）記憶する記憶装置と、算出されたグレートバー間の間隔及び前記隙間面積を、記憶装置に記憶された１サイクル前の同じグレートバー間の間隔及び前記隙間面積とそれぞれ比較し、少なくとも一方において、差がそれぞれ第１又は第２の所定範囲を外れたときにグレートバー脱落の警報を発し、前記差のいずれもが、それぞれ第１又は第２の所定範囲内にあり、算出されたグレートバー間の前記隙間面積と１サイクル前の同じグレートバー間の前記隙間面積との差が第３の所定範囲を外れたときにグレートバー折損の警報を発する警報装置とを有してなることを特徴とする焼結機のグレートバー脱落検知装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４に記載の焼結機のグレートバー脱落検知装置であって、パレット位置検出装置を有し、当該パレット位置検出装置が、任意のパレットが所定位置に来たことを検出したときに、前記撮像装置の撮像が行われることを特徴とする焼結機のグレートバー脱落検知装置。
【請求項６】
請求項５に記載の焼結機のグレートバー脱落検知装置であって、パレット番号の検出装置を有し、警報装置が、警報と共に、グレートバーが脱落、又は折損していると判断されたパレット番号を表示する機能を有することを特徴とする焼結機のグレートバー脱落検知装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６に記載焼結機のグレートバー脱落検知装置であって、照明装置が、パレットのリブによって生じる影が消去されるような配置で、複数台設けられていることを特徴とする焼結機のグレートバー脱落検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、焼結機のパレットに設けられているグレートバーの脱落又は折損を検知する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
焼結機におけるパレットには、焼結原料を載せ、かつ焼結ベッドを通じて空気を下方に吸引するためのグレートバーが多数設けられ、グレートバー間にスリット状の開口部が形成されるようになっている。このグレートバーは、長期間使用すると、主として高温酸化摩耗により折損し、脱落することがある。グレートバーが脱落すると、その部分が穴あき状態となり、その上に積載された焼結原料が空気により吸引されて、焼結ベッドに穴が形成される。すると、その穴から空気が集中して吸引されるために、焼結歩留が低下する。よって、グレートバーが折損したり脱落した場合には、早期に発見して補充を行わなければならない。
【０００３】
このような問題に対処する装置として、特開平７−１１０１９３号公報には、グレートバーの脱落を自動的に検知する装置が開示されている。その概要を図４、図５に示す。図４は、この先行技術に係る装置の構成図、図５は、同装置の平面図である。焼結機のパレット２８の返りレールを走行してきた単位パレット２８’は、給鉱側スプロケットホイール２９の歯と係合し、スプロケットホイール２９の回転と共に、上に持ち上げられながら反転して上部走行レールに乗り、焼結原料給鉱部に向けて走行する。給鉱側スプロケットホイール２９で持ち上げられる単位パレット２８’に配置されたグレート面に対向して、レーザー光源２１とリニアセンサー２２が同一水平面上に配置されている。レーザー光源２１からは、スリット状の光束が照射され、グレートバー３１上に、パレット２８の進行方向に直交した照射光を形成する。
【０００４】
グレートバー３１により反射した光は、リニアセンサー２２により撮像され、映像信号が画像処理装置２３に送られる。画像処理装置２３は、画像信号の白黒画素の信号解析を行い、その結果を演算器２４に送る。演算器２４には、給鉱側スプロケット２９にの駆動軸に結合されたパルスジェネレーター２６からの位置検知信号が、位置検出装置２５を介して入力されている。演算器２４は、画像処理信号と位置検知信号から、グレートバー３１の隙間面積を求め、この隙間面積が予め演算器２４に設定された値を超えたときに、グレートバー３１が脱落しているものとして、警報機３０に指令を出して警報信号を発する。また、測定された隙間間隔がある部分で大きく変化するときには、グレートバー３１が折損しているものとして、警報機３０に指令を出して警報信号を出力する。そして、グレートバー３１が脱落、折損している単位パレット２８’の位置をトラッキングし、この単位パレット２８’が補修位置に来たときに、パレット運転制御装置２７に信号を送ってパレット２８を停止させる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平７−１１０１９３号公報に開示される技術には、以下のような問題点があった。すなわち、この技術では、グレートバーの存在する部分では反射光が検出されるため、この部分が明るく（白く）映り、グレートバーの隙間が暗く（黒く）映る。画像処理においては、この点に注目し、撮影した画像を２値化して処理している。しかし、グレートバーの表面が変色する場合があり、また、錆が発生する場合がある。このような場合には、グレートバーからの反射光が変化し、グレートバーが正しく認識されなくなって、脱落していないのに脱落と判断されてしまう事態が発生する。
【０００６】
また、グレートバーの間に焼結鉱等が詰まる場合があるが、この場合にも、焼結鉱の反射の状況によって２値化画像が乱れ、正確な検出ができなくなるという問題点がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、グレートバーの変色や錆の発生、焼結鉱の詰まり等があっても、グレートバーの脱落、折損を確実に検出できる装置を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための第１の手段は、焼結機のパレットに設けられるグレートバーの脱落を検知する装置であって、パレットの片面からパレット面を照明する照明装置と、パレットの他の面に設けられ、前記パレットを通過する前記照明装置からの照明光の像を撮像する撮像装置と、撮像装置が撮像した画像より、グレートバー間の間隔を算出する画像処理装置と、算出されたグレートバー間隔を、少なくともパレットが一周する間（１サイクル）記憶する記憶装置と、算出されたグレートバー間の間隔を、記憶装置に記憶された１サイクル前の同じグレートバー間の間隔と比較し、その差が所定範囲を外れたときに警報を発する警報装置とを有してなることを特徴とする焼結機のグレートバー脱落検知装置（請求項１）である。
【００１１】
本装置においては、グレートバー間の間隔を１サイクルの間記憶しておき、新しく検知されたグレートバー間隔を、記憶装置に記憶された１サイクル前の同じグレートバー間の間隔と比較し、その差が所定範囲を外れたときに警報を発するようにしている。よって、個々のグレートバー間隔にばらつきがあるような場合でも、同じグレートバー間の間隔の経時変化を検出することにより、このばらつきの影響を避けて、グレートバーの脱落を確実に検知することができる。
【００１４】
前記課題を解決するための第２の手段は、焼結機のパレットに設けられるグレートバーの脱落を検知する装置であって、パレットの片面からパレット面を照明する照明装置と、パレットの他の面に設けられ、前記パレットを通過する前記照明装置からの照明光の像を撮像する撮像装置と、撮像装置が撮像した画像より、パレットの所定長さ内におけるグレートバー間の隙間面積を算出する画像処理装置と、算出された前記隙間面積を、パレットが一周する間（１サイクル）記憶する記憶装置と、算出された前記隙間面積を、記憶装置に記憶された１サイクル前の同じ前記隙間面積と比較し、その差が所定範囲を外れたときに警報を発する警報装置とを有してなることを特徴とする焼結機のグレートバー脱落検知装置（請求項２）である。
【００１５】
前記第１の手段においては、グレートバー間の間隔を１サイクルの間記憶しておき、新しく検知されたグレートバー間隔を、記憶装置に記憶された１サイクル前の同じグレートバー間の間隔と比較し、その差が所定範囲を外れたときに警報を発するようにしていたが、本手段は、このグレートバー間の間隔に代えて、グレートバー間の隙間面積を用いている。グレートバーが脱落すると、グレートバー間の隙間面積が増大するので、本手段においても、第１の手段と同様に、グレートバーの脱落を確実にオペレーターに報知することができる。
【００１６】
前記課題を解決するための第３の手段は、焼結機のパレットに設けられるグレートバーの脱落を検知する装置であって、パレットの片面からパレット面を照明する照明装置と、パレットの他の面に設けられ、前記パレットを通過する前記照明装置からの照明光の像を撮像する撮像装置と、撮像装置が撮像した画像より、グレートバー間の間隔、及びパレットの所定長さ内におけるグレートバー間の隙間面積を算出する画像処理装置と、算出されたグレートバー間の間隔又は算出された前記隙間面積がそれぞれ第１及び第２の所定範囲を外れたときにグレートバー脱落の警報を発し、算出されたグレートバー間の間隔が所定範囲内にあり、算出された前記隙間面積が第３の所定範囲を外れたときにグレートバー折損の警報を発する警報装置とを有してなることを特徴とする焼結機のグレートバー脱落検知装置（請求項３）である。
【００１７】
一般に、グレートバーが脱落したときは、グレートバー間の間隔が広くなると共に、グレートバー間の隙間面積が非常に大きくなる。それに対して、グレートバーが一部折損したときは、グレートバー間の間隔はそのままで、グレートバー間の隙間面積のみが大きくなる。よって、グレートバー間の間隔と、グレートバー間の隙間面積を両方測定し、これらを組み合わせることにより、グレートバーの脱落か折損かを判定することができる。この場合、第３の所定値は、第２の所定値より小さな値としておくことが好ましいが、同じ値としてもよい。
【００１８】
前記課題を解決するための第４の手段は、焼結機のパレットに設けられるグレートバーの脱落を検知する装置であって、パレットの片面からパレット面を照明する照明装置と、パレットの他の面に設けられ、前記パレットを通過する前記照明装置からの照明光の像を撮像する撮像装置と、撮像装置が撮像した画像より、グレートバー間の間隔、及びパレットの所定長さ内におけるグレートバー間の隙間面積を算出する画像処理装置と、算出されたグレートバー間の間隔及び前記隙間面積を、パレットが一周する間（１サイクル）記憶する記憶装置と、算出されたグレートバー間の間隔及び前記隙間面積を、記憶装置に記憶された１サイクル前の同じグレートバー間の間隔及び前記隙間面積とそれぞれ比較し、少なくとも一方において、差がそれぞれ第１又は第２の所定範囲を外れたときにグレートバー脱落の警報を発し、前記差のいずれもが、それぞれ第１又は第２の所定範囲内にあり、算出されたグレートバー間の前記隙間面積と１サイクル前の同じグレートバー間の前記隙間面積との差が第３の所定範囲を外れたときにグレートバー折損の警報を発する警報装置とを有してなることを特徴とする焼結機のグレートバー脱落検知装置（請求項４）である。
【００１９】
本手段においては、前記第１の手段、第２の手段と同じように、１サイクル前の同じグレートバー間の間隔、隙間面積との比較を行うことにより、前記第３の手段と同じように、グレートバーの脱落と折損の判定を行っている。よって、個々のグレートバー間隔にばらつきがあるような場合でも、同じグレートバー間の間隔の経時変化を検出することにより、このばらつきの影響を避けて、グレートバーの脱落や折損を確実に検知することができる。
【００２０】
前記課題を解決するための第５の手段は、前記第１の手段から第４の手段のいずれかであって、パレット位置検出装置を有し、当該パレット位置検出装置が、任意のパレットが所定位置に来たことを検出したときに、前記撮像装置の撮像が行われることを特徴とするもの（請求項５）である。
【００２１】
本手段によれば、前記照明装置、前記撮像装置を固定した位置に設けておき、パレットがこれらの照明装置の照明範囲、撮像装置の視野に入ったときに、撮像を行うことにより、各パレットにおけるグレートバーの状態を確実に撮像することができる。
【００２２】
前記課題を解決するための第６の手段は、前記第７の手段であって、パレット番号の検出装置を有し、警報装置が、警報と共に、グレートバーが脱落、又は折損していると判断されたパレット番号を表示する機能を有することを特徴とするもの（請求項６）である。
【００２３】
本手段によれば、グレートバーが脱落または折損しているパレット番号をオペレータに報知することができるので、オペレータがその場所を目視確認することが容易となる。
【００２４】
前記課題を解決するための第７の手段は、前記第１の手段から第６の手段のうちいずれかであって、照明装置が、パレットのリブによって生じる影が消去されるような配置で、複数台設けられていることを特徴とするもの（請求項７）である。
【００２５】
パレットコンベアの上部には、パレットのリブがあるため、照明の数が少ない場合、このリブの影ができ、撮像装置が、グレートバー間の隙間を通過する光を認識できない場合がある。よって、照明装置を複数台設け、このどれかの照明装置の光がリブの影を作らずに撮像装置に届くようにする。このようにすることによって、リブの影響を受けずに測定を行うことができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の例を図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態の１例であるグレートバー脱落検知装置が設置される焼結機を示す概略図で、１はパレットコンベア、２はスプロケットホイール、３はホッパー、４は点火炉である。グレートバー脱落検知装置は、図のＡの位置に設置される。
【００２７】
図２は、本発明の実施の形態の１例であるグレートバー脱落検知装置の概要図で、５はパレット、６は照明装置、７は撮像装置、８はリミットスイッチ、９はパレット番号読取装置、１０はトリガー信号発生装置、１１は機側コントローラー、１２は制御装置、１３はデーター記憶装置、１４は警報器である。
【００２８】
リミットスイッチ８は、各パレット５に設けられているストライカーによって駆動され、各パレットが所定の位置に来たときに、トリガー信号発生装置１０に信号を送る。これによって、トリガー信号発生装置１０は、パレット番号読み取り装置９とＣＣＤカメラからなる撮像装置７に信号を送り、パレット番号の読み取りと撮像を行わせる。照明装置６は複数のハロゲンライトからなり、そのうちの少なくとも１個からの光が、パレットのリブに遮蔽されないで撮像装置７に届くようになっている。
【００２９】
撮像装置７は、パレットコンベアの裏側に設置され、少なくとも一つのパレットの長さ方向をカバーできる視野を有している。パレットの幅方向全体を一つの撮像装置で７の視野でカバーできない場合は、複数の撮像装置を横に並べて、パレット幅方向全体を視野に収めるようにする。撮像装置７からのビデオ信号は、機側コントローラー１１を介して制御装置１２に送られる。制御装置１２は、内部にパーソナルコンピュータ、画像処理装置、ＣＲＴ等を有している。そして、撮像装置７からの信号を画像処理装置に入力し、画像処理を行うと共に、その結果をＣＲＴに表示する。
【００３０】
図３に、画像処理装置を中心とした制御装置１２の動作を示す。まず、ステップＳ１１において、撮像装置７が撮像したＣＣＤ画像（モノクロ）を取り込む。そして、ステップＳ１２において画質調整を行う。画質調整としては、全体の輝度を画像処理に適当な輝度に合わせる輝度調整、最も輝度の高い部分と低い部分の差を所定範囲内に合わせるコントラスト調整、非常に暗い画素、または非常に明るい画素のコントラストを改善するガンマ補正、及び、グレートバー隙間のエッジ部分を強調するシャープネス補正等を行う。
【００３１】
次にステップＳ１３で２値化演算処理を行い、ある閾値より明るい部分（隙間に対応）と暗い部分（グレートバーまたは焼結鉱に対応）とに画素を弁別する。次にステップＳ１４で空間フィルター処理を行い、輝度の変化率を増減させることにより、画像の白黒のエッジを修正する。これにより、エッジ部の連続性等が確保される。続いて、ステップＳ１５で検出エリアの決定を行う。これは、画像の中で、処理に必要な部分のみを抽出する処理であり、これにより無駄な領域をデータから削除し、計算時間を短縮すると共に精度を向上させる。
【００３２】
次にステップＳ１６で、単純移動平均処理を行う。後に述べるように、グレートバー間の間隔の決定は、微分処理により隙間のエッジを検出することにより行うが、その際、細かいノイズが大きな微分値となって現れることがあるので、この対策として、あらかじめ移動平均処理により細かいノイズを除いておく。続いて、ステップＳ１７において、パレットの幅方向の各点について、パレットの長さ方向についての平均値を算出した上で、その値を微分し、グレートバー間の隙間のエッジを検出する。そして、このエッジの間隔から、グレートバー間の間隔を決定する
ステップＳ１６、Ｓ１７と並行して、ステップＳ１８において隙間面積の演算処理を行う。これは、検出エリア内で、グレートバーの隙間の白い画素に対応する部分の面積を各々計算する処理である。これは、各部分の白い画素の数を計数することによって行う。
【００３３】
最後に、ステップＳ１９において異常判定処理を行う。異常判定処理は、次のようなモードを有する。
▲１▼モード１（隙間ピッチ単純比較）
ステップＳ１７で算出されたグレートバー間の間隔が、予め定められた閾値より大きいとき、グレートバー脱落と判断して、図１における警報装置１４に警報を出す。この際、検出されたパレット番号を同時に表示することが好ましい（以下の各モードについて同じ）。
▲２▼モード２（隙間面積単純比較）
ステップＳ１８で算出されたグレートバー間の隙間面積が、予め定められた閾値より大きいとき、グレートバー脱落と判断して、図１における警報装置１４に警報を出す。
▲３▼モード３（隙間ピッチ、隙間面積双方比較）
ステップＳ１７で算出されたグレートバー間の間隔が、予め定められた第１の閾値より大きく、かつ、ステップＳ１８で算出されたグレートバー間の隙間面積が、予め定められた第２の閾値より大きいとき、グレートバー脱落と判断して、図１における警報装置１４に警報を出す。ステップＳ１７で算出されたグレートバー間の間隔が、予め定められた第１の閾値より大きくなく、ステップＳ１８で算出されたグレートバー間の隙間面積のみが、予め定められた第３の閾値より大きいとき、グレートバー折損と判断して、図１における警報装置１４に警報を出す。
▲４▼モード４（サイクル毎比較）
前記モード１〜モード３において、ステップＳ１７で算出されたグレートバー間の間隔、ステップＳ１８で算出されたグレートバー間の隙間面積を予め定められた閾値と比較するので無く、同じパレットの１サイクル前の各々の値と比較し、それより所定値以上大きくなっている場合に、異常と判断し、図１における警報装置１４に警報を出す。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては、グレートバーの変色や錆の影響を受けることなくグレートバーの隙間を検出することができる。また、反射光を利用した場合のように、焼結鉱が白色信号として検出されたり黒色信号として検出されたりすることがないので、信号処理がこれによって乱されることがない。
【００３６】
請求項１、請求項２、請求項４に係る発明においては、個々のグレートバー間隔にばらつきがあるような場合でも、同じグレートバー間の間隔の経時変化を検出することにより、このばらつきの影響を避けて、グレートバーの脱落を確実に検知することができる。
【００３８】
請求項３に係る発明においては、グレートバー間の間隔と、グレートバー間の隙間面積を両方測定し、これらを組み合わせて判定を行っているので、グレートバーの脱落か折損かを判定することができる。
【００３９】
請求項５に係る発明においては、パレットがこれらの照明装置の照明範囲、撮像装置の視野に入ったときに、撮像を行うことにより、各パレットにおけるグレートバーの状態を確実に撮像することができる。
【００４０】
請求項６に係る発明においては、グレートバーが脱落または折損しているパレット番号をオペレータに報知することができるので、オペレータがその場所を目視確認することが容易となる。
【００４１】
請求項７に係る発明においては、照明装置を複数台設け、このどれかの照明装置の光がリブの影を作らずに撮像装置に届くようにしているので、リブの影響を受けずに測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の１例であるグレートバー脱落検知装置が設置される焼結機を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態の１例であるグレートバー脱落検知装置の概要図である。
【図３】画像処理装置を中心とした制御装置の動作を示す図である。
【図４】従来のグレートバーの脱落検知装置の概要を示す図である。
【図５】図４に示される装置の平面図である。
【符号の説明】
１…パレットコンベア
２…スプロケットホイール
３…ホッパー
４…点火炉
５…パレット
６…照明装置
７…撮像装置
８…リミットスイッチ
９…パレット番号読取装置
１０…トリガー信号発生装置
１１…機側コントローラー
１２…制御装置
１３…データー記憶装置
１４…警報器
【図１】
0003570256.tif 000002
【図２】
0003570256.tif 000003
【図３】
0003570256.tif 000004
【図４】
0003570256.tif 000005
【図５】
0003570256.tif 000006