(57)【要約】【課題】  丸棒熱間材の幅測定を精度良く行う。【解決手段】  熱間材Ｍｃに対しこれを横断する方向でＣＣＤカメラ１，２でその輝度分布を測定し、測定装置３では、上記輝度分布の少なくとも両端領域を除いた中間領域で輝度分布の最大値を検出して、当該最大値が第１設定値になるように検出感度を調節し、感度調節後の輝度分布が第１設定値よりも低く設定した第２設定値を超える範囲に基づいて熱間材の幅を算出する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱間材に対しこれを横断する方向でその輝度分布を測定し、前記輝度分布の少なくとも両端領域を除いた中間領域で輝度分布の最大値を検出して、当該最大値が第１設定値になるように検出感度を調節し、感度調節後の輝度分布が前記第１設定値よりも低く設定した第２設定値を超える範囲に基づいて前記熱間材の幅を算出することを特徴とする熱間材の光学式幅測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱間材の光学式幅測定方法に関し、特に、熱間丸棒材の幅測定に好適に使用できる光学式幅測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱間材は自発光するため、自発光部分を撮像することによってその光学式測定は投受光式のものに比して、測定に使用する器具がコンパクトになり、メンテナンスも容易であるという利点を有する。そこで例えば特許文献１では、熱間圧延板材の板端位置を光学的に検出する方法が示されており、ここでは、圧延板材の温度が低くなった場合には、受光素子の受光量を増大させる、すなわち感度を増大させることによって、輝度が低下した圧延板材についいても板端位置の検出を可能としている。
【特許文献１】特開２００５−２５７４６１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、圧延板材を横断方向で撮像した際の受光量（輝度）分布は上記特許文献１の図３に示されているように、局部的に大きく変動するところはない。これに対して、発明者等の知見によると、特に丸棒の熱間材に対してこれを横断方向で撮像すると、その山型をなす輝度分布が特に両端領域で大きく変動するため、測定感度の調節が困難であるという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、輝度分布が両端領域で大きく変動する丸棒熱間材の幅測定を精度良く行うことができる熱間材の光学式幅測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明では、熱間材（Ｍｃ，Ｍｒ）に対しこれを横断する方向でその輝度分布を測定し、上記輝度分布の少なくとも両端領域（Ｒｅ）を除いた中間領域で輝度分布の最大値（Ｓｍ）を検出して、当該最大値（Ｓｍ）が第１設定値（Ｓｔ）になるように検出感度を調節し、感度調節後の輝度分布が第１設定値（Ｓｔ）よりも低く設定した第２設定値（Ｔｈ）を超える範囲に基づいて熱間材（Ｍｃ，Ｍｒ）の幅（Ｗ）を算出する。    
【０００６】
本発明においては、輝度分布が大きく変動する両端領域を少なくとも除いた変動の少ない安定した中間領域で輝度分布の最大値を検出して、当該最大値が第１設定値になるように検出感度を調節するから、感度調節を良好に行うことができ、熱間材の温度低下に伴う幅測定値の誤差を解消することができる。本発明方法は丸棒熱間材に特に有効であるが、角棒熱間材の幅測定のも有効である。
【発明の効果】
【０００７】
以上のように、本発明の熱間材の光学式幅測定方法によれば、輝度分布が両端領域で大きく変動する丸棒熱間材の幅測定を精度良く行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１には本発明を実施するための機器構成を示す。図１において、ライン上を流れる丸棒の熱間材Ｍｃに対し９０度離れたＸ軸上とＹ軸上に、それぞれ熱間材Ｍｃを横切る方向での輝度分布を得るべくＣＣＤカメラ１，２が配設されている。各ＣＣＤカメラ１，２は、熱間材Ｍｃの自発光を検出するために赤外域まで受光感度があり、かつ、電荷が飽和した場合にも隣接画素に影響を与えないアンチブルーミング機能を備えたものとしてある。なお、各ＣＣＤカメラ１，２のレンズには、保護用のＵＶフィルタと外来光ノイズ低減のための赤外線通過フィルタが装着されている。各ＣＣＤカメラ１，２はＣＰＵを内蔵した測定装置３に接続されて、画像信号がオンラインで測定装置３に送られる。
【０００９】
ところで、熱間材Ｍｃの画像（輝度分布）はライン上を流れる熱間材ＭｃがＣＣＤカメラ１，２に近づけば大きくなり遠ざかれば小さくなる。そこで、これを補正するために、予め既知の大きさのテストピースＴｐをＣＣＤカメラ１，２の視野Ｖｆ内で移動させ、各移動位置（ｘ，ｙ）において各ＣＣＤカメラ１，２で得られたテストピースＴｐの画像幅（画素数）と実際のテストピースＴｐの幅との換算比Ｋ（ｘ，ｙ）を算出して、測定装置３内に記憶させておく。
【００１０】
ここで、図３（２）には、図３（１）の矢印方向から丸棒熱間材Ｍｃを横切るようにＣＣＤカメラ１，２で撮像した際の輝度分布の一例を示す。図３（２）より明らかなように、丸棒熱間材Ｍｃの自発光による輝度分布は中央領域に頂点Ｓｍを有する山型状をなすとともに、輝度分布の両端領域Ｒｅは局所的に急峻に立ち上がって上記頂点Ｓｍの輝度を越えることがある。そして、発明者等の知見によると、両端領域Ｒｅの輝度最大点Ｓｅの値は図の破線で示すように測定条件により比較的大きく変動する。      
【００１１】
一方、熱間材Ｍｃの幅Ｗを測定する場合には図３（２）に示すように適当な設定値（第２設定値）Ｔｈを定め、検出された輝度が設定値Ｔｈを超えている画素数に前述の換算比を乗じて上記熱間材Ｍｃの幅Ｗを算出している。しかし、熱間材Ｍｃの温度が時間とともに低下するとこれに応じて輝度も図３（２）の鎖線で示すように低下するため、輝度が設定値Ｔｈを超えている画素数が減少して、熱間材Ｍｃの幅測定値に誤差を生じる。そこで、輝度分布の最大値が常に一定となるように測定装置３で感度調節（ＡＧＣ）することが考えられるが、丸棒熱間材Ｍｃの輝度分布は前述のように両端領域Ｒｅで急峻な傾きをもち、かつこの領域Ｒｅで輝度最大点Ｓｅの値が変動するためにＡＧＣ制御が追従しきれず、感度調節による幅測定値の誤差解消が困難である。
【００１２】
ここにおいて本実施形態では、測定装置３において図４に示すように輝度分布全体の画素幅Ｄの中央Ｃから±ｄの範囲で最大点Ｓｍを検出して、当該最大点Ｓｍの値が上記設定値Ｔｈよりも高く設定した設定値（第１設定値）Ｓｔに一致するように感度調節を行う。ここで、２ｄは０．８Ｄ〜０．９Ｄとすると良い。このようにすると、輝度分布の変動の大きい両端領域Ｒｅを除いて、変動の少ない安定した輝度分布の中間領域で最大点Ｓｍを検出すれば良いから、ＡＧＣ制御による感度調節を良好に行うことができる。この状態で、設定値Ｔｈを超えている画素数に前述の換算比を乗じて上記熱間材Ｍｃの幅Ｗを算出する。このようにして、丸棒熱間材Ｍｃの温度低下に伴う幅測定値の誤差を解消することができる。
【００１３】
その効果を図５（１）に示す。図はφ９１ｍｍの丸棒熱間材Ｍｃの、幅測定値の時間変化を示したものであるが、時間経過に伴って熱間材Ｍｃの温度が９００℃程度から８００℃程度へ低下しても、幅測定値のバラツキは３σで０．５６ｍｍ程度の範囲内に収まっている。これに対して、両端領域Ｒｅを含む輝度分布の全体から最大点を検出する方法では、図５（２）に示すように、φ９１ｍｍの丸棒熱間材Ｍｃに対して幅測定値のバラツキは３σで１．５２ｍｍ程度と大きくなる。
【００１４】
本発明方法は角棒熱間材の幅測定に対しても有効である。これを以下に説明する。図６（２）には、図６（１）の矢印方向、すなわち角部方向から四角棒熱間材Ｍｒを横切るようにＣＣＤカメラ１，２で撮像した際の輝度分布の一例を示す。図６（２）より明らかなように、角棒熱間材Ｍｒの自発光による輝度分布は、中央領域が窪んだ両頭山型状であり、かつ両端領域Ｒｅでの輝度分布の急峻な立ち上がり部分Ｓｕは小さい。このため、幅測定のための設定値Ｔｈを、外乱の影響を受けにくい高い値に設定すると、図６（２）に示すように、輝度分布が急峻な立ち上がりを示す部分Ｓｕから設定値Ｔｈのレベルが上方へ外れるため、輝度が設定値Ｔｈを超えている画素数が減少して、幅測定値が実際の材料幅（径）Ｗよりも小さくなってしまう。また、角棒熱間材Ｍｒの場合においても、丸棒熱間材Ｍｃの場合と同様に、材料の温度低下に伴う全体輝度の低下により測定誤差を生じるという問題がある。
【００１５】
そこで、本実施形態では、測定装置３において図７に示すように輝度分布全体の画素幅Ｄの中央Ｃから±ｅの範囲で最大点Ｓｍを検出して、当該最大点Ｓｍの値が、設定値Ｔｈよりも高く設定した設定値Ｓｔに一致するように感度調節を行う。ここで、２ｅは０．４Ｄ〜０．５Ｄとすると良い。このようにすると、輝度分布はその両端領域Ｒｅでの急峻な立ち上がりが十分に大きくなり、第２設定値Ｔｈを外乱の影響を受けにくい高い値に設定して、熱間材Ｍｒの幅Ｗの測定を精度良く行うことができる。また、熱間材Ｍｒの温度低下に伴う輝度分布値の低下も補正されて、これによる測定誤差の発生も回避される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態における、本発明方法を実施する機器の構成を示す図である。
【図２】画像幅から材料幅への換算比を算出する際の説明図である。
【図３】丸棒熱間材の輝度分布を示す図である。
【図４】丸棒熱間材の輝度分布を示す図である。
【図５】丸棒熱間材の、幅測定値の時間変化を示した図である。
【図６】角棒熱間材の輝度分布を示す図である。
【図７】角棒熱間材の輝度分布を示す図である。
【符号の説明】
【００１７】
１，２…ＣＣＤカメラ、３…測定装置、Ｍｃ…丸棒熱間材、Ｍｒ…角棒熱間材、Ｒｅ…両端領域、Ｓｍ…最大値、Ｓｈ…第２設定値、Ｓｔ…第１設定値、Ｗ…材料幅。
【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】
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【図６】
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【図７】
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